Разработка образовательной среды для дистанционного обучения по дисциплинам Компьютерная графика и Системы искусственного интеллекта. Геометрические преобразования

контролирующем режиме

[pic]

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Министерство общего и профессионального образования Российской

Федерации

Саратовский государственный технический университет

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ПВС

В. Б. Байбурин

Образовательная среда "Геометрические

преобразования/Продукционные системы"

Описание применения

ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ КФБН. 00148-013101-1-ЛУ

СОГЛАСОВАНО

Руководитель работы Н. Н. Клеванский

Разработчики:

Студент. ПВС-51 О. В. Заулошнов

Студент. ПВС-51 И. В. Коротченко

Нормоконтролер С. С. Лалетин

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

УТВЕРЖДЕН

КФБН. ОО 148-01 31 01-1-ЛУ

Образовательная среда "Геометрические

преобразования/Продукционные системы"

Описание применения

КФБН. 00148-01 31 01-1

- 2-КФБН. 00148-01 3101-1

АННОТАЦИЯ

Данный программный документ содержит сведения о назначении программы,

условиях ее применения, а также описание решаемой задачи, методов ее

решения и сведения о входных и выходных данных. Документ состоит из четырех

разделов.

- 3-КФБН. ОО 148-01 3101-1

СОДЕРЖАНИЕ

НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММЫ 4

УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ 5

2. 1 Требования к техническим и программным средствам 5

2. 2 Общие характеристики входной и выходной информации 5

ОПИСАНИЕ ЗАДАЧИ 6

ВХОДНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ 8

- 4-КФБН. 00148-01 31 01-1

1. НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММЫ

Образовательная среда «Геометрические преобразования/ продукционные

системы» предназначена для:

1. изучения различных видов трехмерных геометрических

преобразований, необходимых для их реализации структур данных

и методов обработки;

2. обучения алгоритмам преобразования структур

данных

геометрических моделей и способам организации выводов в

продукционных системах.

Программа предусматривает 3 режима работы: описательный, обучающий,

контролирующий. Режимы вызываются пользователем в произвольном порядке.

В описательном режиме осуществляется вывод текстовой и графической

информации, введение пользователя в изучаемый курс, вывод основных

теоретических понятий.

В обучающем режиме осуществляется демонстрация пользователю практической

работы по геометрическим преобразованиям и получению продукций, с

возможностью выбора объекта и интерактивной работы с ним. В начале

обучающего режима пользователю предоставляется возможность выбора уровня

сложности, задания и объекта.

В тренирующем режиме осуществляется пошаговое формирование пользователем

последовательности необходимых для решения задачи геометрических

преобразований с контролем правильности со стороны системы. В начале

тренирующего режима пользователю предоставляется возможность выбора уровня

сложности задания. Система осуществляет выбор задания произвольным образом

из числа имеющихся в соответствии с уровнем сложности.

Для обеспечения защиты от сбоев и отказов в системе предусмотрен

механизм сохранения текущего положения конкретного пользователя (режим

работы, уровень сложности, модель, число сеансов в режиме). Информация о

пользователях хранится в таблице пользователей (users. db).

Задание пользователю генерируется системой случайным образом в рамках

выбранного уровня сложности и учебного курса. Среда ориентирована на

дистанционное образование по специальности 220400 "Программное обеспечение

вычислительной техники и автоматизированных систем" для дисциплин,

связанных с компьютерной графикой и искусственным интеллектом.

- 5-КФБН. ОО 148-01 31 01-1

2. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ 2. 1 Требования к техническим и

программным средствам

Для обеспечения нормального функционирования программы необходимы

следующие минимальные технические характеристики:

- компьютер с процессором Pentium-133;

1. ОЗУ 16МЬ;

2. Операционная система WINDOWS-95;

3. Borland Database Engine (BDE);

Свободное пространство на жестком диске 2Мб;

наличие манипулятора типа "мышь";

- наличие канала связи с источником программного обеспечения.

Тип требуемого канала связи жестко не регламентируется, его технические

параметры и управляющее программное обеспечение не влияют на нормальную

работу системы. Других программных средств для нормального функционирования

программы не требуется.

2. 2 Общие характеристики входной и выходной информации

Входной информацией является:

1. регистрационное имя обучаемого.

2. выбираемые обучаемым учебный курс, уровень сложности и модель

объекта.

3. определяемая пользователем последовательность элементарных

геометрических преобразований.

Выходной информацией является:

4. файл регистрации пользователя;

5. генерируемые задания;

6. формируемые системой факты;

7. сообщения о результатах анализа вводимых пользователем.

- 6-

КФБН. 00148-01 31 01-1

3. ОПИСАНИЕ ЗАДАЧИ.

Задачей системы является организация обучения пользователя по выбранному

учебному курсу на основании заложенного сценария учебного курса и имеющихся

примитивов и блоков обеспечения описательного, обучающего и контролирующего

режимов. Задача решается путем ее разбиения на три подзадачи.

Подзадача 1. Обучение пользователя теоретическим основам выбранного

курса.

Данная подзадача решается путем демонстрации пользователю

подготовленного текста по выбранному курсу. Текст содержит основные

теоретические данные по изучаемому курсу. Обучаемый имеет возможность

быстрого и медленного перемещения по тексту.

Входными данными для этой подзадачи являются:

1. файл конфигурации курса, содержащий ссылки на статические и

динамические примитивы;

2. графические примитивы и файлы данных к ним;

1. файл управляющей информации.

Выходными данными для этой подзадачи являются:

2. визуализация выводимых графических примитивов;

3. модель обучаемого.

Подзадача 2. Демонстрация выполнения выбранного пользователем задания на

формирование последовательности элементарных геометрических преобразований.

Данная подзадача решается путем пошаговой демонстрации заполнения

системой списка последовательности геометрических преобразований. Перед

началом демонстрации пользователю предоставляется возможность интерактивной

работы с динамическим примитивом объекта В дальнейшем, при демонстрации

заполнения списка система переходит к выводу статических примитивов модели.

Выбор используемой модели осуществляет пользователь из числа имеющихся в

системе. Генерация задания на формирование последовательности

преобразований осуществляется пользователем путем его выбора из базы

имеющихся заданий. Задания в базе описаны формальным образом. Конкретным

задание становится после подключения к нему необходимых опорных элементов.

Входными данными для этой подзадачи являются:

1. модель объекта;

2. сгенерированное задание.

Выходными данными для этой подзадачи являются:

3. модель обучаемого;

4. выводимая последовательность преобразований.

КФБН. 00148-01 31 01-1

Подзадача 3. Привитие обучаемому практических навыков по изучаемому

курсу.

Данная подзадача решается путем выполнения пользователем

сгенерированного задания под контролем системы с выводом сообщений о

результатах контроля. В начале работы пользователю выдается задание на

преобразование, сгенерированное системой путем его выбора из базы

имеющихся заданий с учетом выбранного уровня сложности. Для

формирования требуемого отношения пользователю предоставляется только

элементарные геометрические преобразования. Формирование

последовательности происходит путем ввода соответствующих преобразований.

Выбор используемой модели осуществляет пользователь из числа имеющихся в

системе. Задания в базе описаны формальным образом.

Входными данными для этой подзадачи являются:

1. модель объекта;

2. сгенерированное задание;

- последовательность действий, определенная пользователем;

Выходными данными для этой подзадачи являются:

3. сообщение о результате анализа последовательности действий;

4. полученная системой последовательность преобразований.

4. ВХОДНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Входной информацией является:

1. регистрационное имя обучаемого;

2. выбираемые обучаемым учебный курс;

3. уровень сложности;

4. модель объекта;

1. определяемая пользователем последовательность элементарных

геометрических преобразований.

Выходной информацией является:

5. файл регистрации пользователя;

6. генерируемые задания;

7. формируемые системой факты;

8. оценка, выставленная системой.

Механизм вывода продукционной системы использует таблицы и connects.

dbf для хранения фактов, таблицы if_m. dbf), proc. dbf, param. dbf для

хранения правил.

Модель обучаемого хранится в таблице users. db.

Модели трехмерных объектов хранятся в таблицах points. db и fpoints. db.

Задания хранятся в таблице tasks. db.

Список дисциплин хранится в таблице kurses. db.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Министерство общего и профессионального образования Российской

Федерации

Саратовский государственный технический университет

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ПВC

В. Б. Байбурин

Образовательная среда "Геометрические

преобразования/Продукционные системы"

Руководство программиста

ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ КФБН. 00148-01 33 01-1-ЛУ

СОГЛАСОВАНО

Руководитель работы Н. Н. Клеванский

Разработчики:

Студент. ПВС-51 О. В. Заулошнов

Студент. ПВС-51 И. В. Коротченко

Нормоконтролер С. С. Лалетин

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

УТВЕРЖДЕН КФБН. 00148-01 33 01-1-ЛУ

Образовательная среда "Геометрические

преобразования/Продукционные системы"

Руководство программиста

КФБН. 00148-01 33 01-1

АННОТАЦИЯ

Данный программный документ содержит сведения о назначении программы,

функциях, выполняемых программой, характеристики программы, сведения об

условиях применения программы (технические и программные), а также

информацию о выполнении программы (обращение и передаваемые данные) и

сообщения программисту. Документ состоит из пяти разделов.

КФБН. ОО 148-01 3301-1

СОДЕРЖАНИЕ

НАЗНАЧЕНИЕ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММЫ 4

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОГРАММЫ 5

ОБРАЩЕНИЕ К ПРОГРАММЕ 6

ВХОДНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ 7

СООБЩЕНИЯ 8

-4-

КФБН. 00148-01 33 01-1

1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММЫ

1. 1. Образовательная среда «Геометрические преобразования/ продукци

онные системы» предназначена для:

- изучения различных видов трехмерных геометрических преобразо

ваний, необходимых для их реализации структур данных и методов

обработки;

- обучения алгоритмам преобразования структур данных геометриче

ских моделей и способам организации выводов в продукционных

системах.

1. 2. Во время работы программа выполняет следующие функции:

- регистрация нового пользователя;

- выбор учебного раздела;

1. восстановление прерванного режима работы для существующего

пользователя;

2. выбор уровня сложности учебного материала для конкретного

пользователя;

3. вывод текстовой информации по выбранному курсу с приложением

статических и динамических графических объектов;

1. демонстрация процесса геометрических преобразований на примере

выбранной модели объекта;

2. формирование задания пользователю для практической работы;

3. контроль выполнения пользователем задания для самостоятельной

работы с выдачей сообщений о выявленных ошибках.

1. 3. Для обеспечения нормального функционирования программы

необходимы следующие минимальные технические характеристики:

4. компьютер с процессором Pentium-133;

5. ОЗУ 16МЬ;

6. Операционная система WINDOWS-95;

7. Borland Database Engine (ВDЕ);

8. Свободное пространство на жестком диске 2Мб;

9. наличие манипулятора типа "мышь";

10. наличие канала связи с источником программного обеспечения.

Тип требуемого канала связи жестко не регламентируется, его технические

параметры и управляющее программное обеспечение не влияют на нормальную

работу системы. Других программных средств для нормального функционирования

программы не требуется.

- 5 -КФБН. 00148-01 3301-1

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОГРАММЫ

Программа предусматривает 3 режима работы: описательный, обучающий,

контролирующий. Режимы вызываются пользователем в произвольном порядке.

В описательном режиме осуществляется вывод текстовой и графической

информации, введение пользователя в изучаемый курс, вывод основных

теоретических понятий.

В обучающем режиме осуществляется демонстрация пользователю практической

работы по геометрическим преобразованиям и получению продукций, с

возможностью выбора объекта и интерактивной работы с ним. В начале

обучающего режима пользователю предоставляется возможность выбора уровня

сложности, задания и объекта.

В тренирующем режиме осуществляется пошаговое формирование пользователем

последовательности необходимых для решения задачи геометрических

преобразований с контролем правильности со стороны системы. В начале

тренирующего режима пользователю предоставляется возможность выбора уровня

сложности задания. Система осуществляет выбор задания произвольным образом

из числа имеющихся в соответствии с уровнем сложности.

Для обеспечения защиты от сбоев и отказов в системе предусмотрен

механизм сохранения текущего состояния конкретного пользователя (режим

работы, уровень сложности, модель, полученные оценки и т. п. ). Информация

о пользователях хранится в файле users. db

3. ОБРАЩЕНИЕ К ПРОГРАММЕ

3. 1 Обращение к программе осуществляется загрузкой исполняемого

файла sdo. ехе. После запуска системы на экране появляется окно регистрации

пользователя и запрос на ввод имени. При регистрации нового пользователя

необходимо нажать кнопку «Новый пользователь» и набрать имя пользователя.

Имя пользователя может содержать как буквы латинского и русского алфавита,

размер вводимого имени до 255 символов. При регистрации нового пользовате

ля ему предлагается выбор курса и автоматически устанавливается описатель

ный режим. Если пользователь уже зарегистрирован, то необходимо выбрать

его имя из предложенного списка. При этом происходит восстановление его со

стояния в системе (курс, режим работы и т. д. ).

3. 2 Управление системой осуществляется с помощью манипулятора типа

"мышь". Вызов окон графических объектов, сворачивание окон, перемещения

текста, смена расположения окон их форм и размеров и т. д. осуществляется

пу

тем подведения указателя "мыши" к соответствующей пиктограмме и нажатия

левой кнопки мыши (действия, стандартные в среде Windows).

3. 3. В описательном режиме предусмотрен вывод графических изображе

ний и поясняющих рисунков. Для этого необходимо подвести указатель мыши

к соответствующей пиктограмме и нажать ее левую кнопку.

3. 4. В обучающем режиме на экран выводится визуализация модели объ

екта на фоне координатных осей, выбранное задание, исходные координаты

опорного элемента и выбранного объекта. А также список выполняемых дейст

вий. Пользователю дается возможность последовательно просмотреть действия

для выполнения задачи и значения координат опорного элемента и вершин

объекта после каждого действия. В случае необходимости, пользователю пре

доставляется возможность начать просмотр сначала, а также перейти в описа

тельный или контролирующий режимы. По желанию пользователь может сме

нить задание и/или объект.

3. 5. В контролирующем режиме пользователь имеет возможность вы

брать уровень сложности (конкретное задание случайным образом выбирается

системой из имеющихся в наличии) и визуальный объект для работы. Пользо

ватель также имеет возможность просматривать значения координат опорного

элемента и вершин объекта. Для выполнения задания пользователю предостав

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7