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

ляется перечень всех существующих элементарных геометрических преобразо

ваний, последовательно выбирая которые и задавая необходимые параметры,

он должен выполнить задание.

-7-КФБН. 00148-01 33 01-1

4. ВХОДНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Входной информацией является:

1. регистрационное имя обучаемого;

2. выбираемые обучаемым учебный курс;

3. уровень сложности;

4. модель объекта;

5. определяемая пользователем последовательность элементарных геомет

рических преобразований.

Выходной информацией является:

6. файл регистрации пользователя;

7. генерируемые задания;

8. формируемые системой факты;

9. оценка, выставленная системой.

Механизм вывода продукционной системы использует таблицы facts. dbf и

connects. dbf для хранения фактов, таблицы if_m. dbf(if_t. 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.

КФБН. 00148-01 3301-1

5. СООБЩЕНИЯ

В процессе работы системы происходит постоянное обращение к файлам,

содержащим данные о трехмерных геометрических моделях, текстовую информацию

по учебным курсам, базы знаний, и т. д. При неудачном завершении операции

обращения к диску выводится сообщение: Произошла ошибка чтения данных с

жесткого диска. Проверьте исправность вашего диска и наличие на нем всех

файлов системы, после чего вновь запустите систему... "

Вывод на экран этого сообщения, и любых других, будет скорее связан с

неполадками в среде WINDOWS-95, нежели с системой. Это будет означать, что

работа системы прервана. Для восстановления работы системы необходимо

проверить наличие на диске всех файлов, указанных в «Руководстве системного

программиста» наличие свободного пространства, а также объяснения возможных

возникновений ошибок в руководстве по WINDOWS-95 и после чего вновь

запустить систему, зарегистрировавшись под прежним именем.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Министерство общего и профессионального образования Российской

Федерации

Саратовский государственный технический университет

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ПВС

В. Б. Байбурин

Образовательная среда "Геометрические

преобразования/Продукционные системы"

Программа и методика испытания

ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ КФБН. ОО 148-01 51 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 51 01-1-ЛУ

Образовательная среда "Геометрические

преобразования/Продукционные системы"

Программа и методика испытания

КФБН. 00148-01 51 01-1

-2-КФБН. 000148-01-51 01-1

АННОТАЦИЯ

Данный программный документ содержит сведения о назначении программы,

функциях, выполняемых программой, характеристики программы, сведения о

методах испытания программы. Документ состоит из шести разделов.

КФБН. 000148-01-51 01-1

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЪЕКТ ИСПЫТАНИЙ 4

ЦЕЛЬ ИСПЫТАНИЙ 4

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММЕ 4

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 7

СРЕДСТВА И ПОРЯДОК ИСПЫТАНИЙ 7

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ 8

-4-КФБН. 000148-01-51 01-1

1. ОБЪЕКТ ИСПЫТАНИЙ

Объектом испытаний является программный продукт «система дистанционного

образования для раздела «Геометрические преобразования» курса «Компьютерная

графика» и раздела «Продукционные системы» курса «Системы искусственного

интеллекта», разработанный по заданию на дипломное проектирование

студентами группы ПВС-51 Заулошновым О. В. и Коротченко И. В. под

руководством доцента кафедры ПВC Клеванского Н. Н.

2. ЦЕЛЬ ИСПЫТАНИЙ

Целью испытаний является проверка на соответствие всем требованиям

технического задания, выявление возможных недочетов, ошибок, сбоев,

некорректного поведения программы в процессе работы, а также проверяется

комфортность и лояльность пользовательского интерфейса.

3. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММЕ

3. 1. Программа должна работать в многооконном графическом режиме и

поддерживать работу как клавиатуры, так и манипулятора типа "мышь".

3. 2. Интерфейс пользователя должен выполнять две основные функции:

давать советы и объяснения обучаемому и управлять приобретением

знаний.

3. 3. Разрабатываемая учебная программа должна включать

оболочку,

подсистему управления и базу оболочки, содержащую учебный

материал по изучаемой дисциплине.

3. 4. Библиотека программ должна содержать как модули,

реализующие

элементарные системные функции (поддержка баз данных, диалог,

ввод/вывод данных, графика), так и модули, представляющие собой

алгоритмы предметной области дисциплины.

3. 5. Разрабатываемый программный продукт должен включать механизмы

логического вывода и средства редактирования.

3. 6. Ввод/вывод данных должен выполнять следующие

функции:

тестирование с целью обеспечения целостности и непротиворечивости

данных, передаваемых по линии связи, выполнение запросов на

передачу данных по линии связи.

3. 7. Подсистема связи должна включать в себя модули для обеспечения

диалога с обучаемым, для ввода/вывода данных и для обработки

графической и символьной информации.

3. 8. Вывод текстовой информации должен осуществляться прямым выводом

с автоматическим форматированием текстового файла или базы данных

среды.

КФБН. 000148-01-51 01-1

3. 9. Текстовая информация может выводиться статично для небольших объемов

или динамически для больших объемов с возможностью скроллинга и

листания страниц.

3. 10. Все окна вывода должны иметь возможность перемещения и

изменения

размеров.

3. 11. Параметры настройки интерфейса должны фиксироваться на жестком

диске и система должна обеспечивать восстановление

состояния

интерфейса при последующих запусках системы.

3. 12. Информация о требуемом графическом материале для иллюстрации

текста должна храниться вместе с текстовым файлом в базе данных

среды.

3. 13. Оболочка среды должна обеспечивать регистрацию пользователей с

формированием модели обучаемого для тех, кто регистрируется впервые

или вызовом модели зарегистрированного пользователя.

3. 14. Разрабатываемая обучающая программа должна обеспечивать

три

режима работы: описательный, обучающий и контролирующий.

3. 15. В описательном режиме пользователю должна

предоставляться

возможность интерактивной работы с визуализацией трехмерной

модели объекта. В правой части экрана должны располагаться кнопки с

номерами прилагаемых к курсу пояснительных рисунков. Перемещение

текста должно осуществляется путем выбора

соответствующей

пиктограммы в зависимости от требуемого направления и скорости

перемещения по тексту. Пользователь должен иметь возможность в

любой момент времени выйти из данного режима и перейти

в

следующий или выйти из системы полностью путем выбора на экране

соответствующих пиктограмм.

3. 16. В обучающем режиме на экран должна выводится визуализация

модели

объекта, выбранное пользователем задание, координаты опорного

графического примитива и всех вершин объекта. Пользователю должен

иметь возможность просмотреть последовательность

действий

произвольное количество раз.

3. 17. В контролирующем режиме пользователю должна

предоставляться

возможность выбора уровня сложности и модели трехмерного объекта.

Выбор уровня сложности и модели объекта должен осуществляется в

соответствующем диалоговом окне путем подведения указателя мыши с

последующим нажатием левой кнопки. В этом режиме пользователю

должны выводятся табличные представления исходных координат

объекта и опорного графического элемента,

последовательность

действий, формируемая по шагам самим пользователем путем выбора

необходимого элементарного преобразования из списка

всех

возможных. После нажатия кнопки «Готово» система должна решить

задачу сама и сравнить полученные координаты с

координатами,

полученными пользователем. По результатам сравнения должна

выставляться оценка, заносимая в модель обучаемого.

3. 18. Задания должны дифференцироваться по уровням сложности:

-6-

КФБН. 000148-01-51 01-1

3. 18. 1 Низший уровень:

1. Выполнить преобразование центральной симметрии относительно

начала координат.

2. Выполнить преобразование осевой симметрии относительно

координатной оси X.

3. Выполнить преобразование осевой симметрии относительно

координатной оси Y.

4. Выполнить преобразование осевой симметрии относительно

координатной оси Z.

5. Выполнить преобразование зеркальной симметрии относительно

координатной плоскости XOY.

— Выполнить преобразование зеркальной симметрии относительно

координатной плоскости XOZ.

6. Выполнить преобразование зеркальной симметрии относительно

координатной плоскости ZOY.

7. Выполнить преобразование симметрии относительно произвольной

точки А(ах, ay, az).

1. Выполнить преобразование переноса на вектор T(tx, ty, tz).

— Выполнить преобразование поворота вокруг координатной оси X на

угол а.

8. Выполнить преобразование поворота вокруг координатной оси Y на

угол b.

9. Выполнить преобразование поворота вокруг координатной оси Z на

угол с.

2. Выполнить преобразование масштабирования на вектор Е(ех, еу, ez).

3. 18. 2 Средний уровень:

10. Выполнить преобразование переноса вдоль произвольной прямой,

заданной двумя точками, на X единиц.

11. Выполнить преобразование поворота вокруг произвольной прямой,

заданной двумя точками, на а градусов.

12. Выполнить преобразование симметрии относительно произвольной

прямой, заданной двумя точками.

3. 18. 3 Высший уровень:

13. Выполнить преобразование переноса вдоль перпендикуляра к

произвольной плоскости, заданной тремя точками, на X единиц.

14. Выполнить преобразование переноса вдоль перпендикуляра к

произвольной плоскости, заданной точкой и прямой, на X единиц.

15. Выполнить преобразование симметрии относительно произвольной

плоскости, заданной тремя точками.

16. Выполнить преобразование симметрии относительно произвольной

плоскости, заданной точкой и прямой.

-7-КФБН. 000148-01-51 01-1

1. Выполнить преобразование переноса вдоль перпендикуляра

к

произвольной плоскости, заданной двумя пересекающимися

прямыми, на X единиц.

2. Выполнить преобразование симметрии относительно произвольной

плоскости, заданной двумя пересекающимися прямыми.

3. 19. Подготовка инвариантного решения (объяснения, алгоритма

etc)

моделируемых ситуаций (явлений, процессов etc) и его

проверка

системой с подтверждением правильности или указанием на ошибки.

Задания генерируются по уровням сложности, описанным в п. 1. 2.

3. 20. Реализация модели пространственных объектов должна включать в

себя:

3. Массив координат вершин фигуры.

4. Набор топологических отношений.

5. Функции для работы с объектом (функции

элементарных

геометрических преобразований).

3. 21. В механизме вывода должны присутствовать следующие правила для

нахождения последовательности геометрических преобразований:

6. совмещение точки с началом координат;

7. совмещение прямой с любой из координатных осей;

8. совмещение плоскости с любой из координатных плоскостей;

9. выполнение элементарного геометрического преобразования

в

соответствии с выданным заданием, относительно соответствующего

элемента координатной системы.

4. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

Программная документация должна содержать все необходимые разделы и быть

представлена при испытании программного продукта. В состав программной

документации входят:

1. Техническое задание

2. Руководство оператора

3. Руководство программиста

4. Описание применения

5. СРЕДСТВА И ПОРЯДОК ИСПЫТАНИЙ

Испытания необходимо производить на аппаратуре, удовлетворяющей

следующим требованиям:

1. Процессор Pentium*-133 или выше;

2. 16 Mb оперативной памяти;

3. Свободное место на жестком диске не менее 2 Mb для самой программы с

базой знаний;

КФБН. 000148-01-51 01-1

1. VGA совместимый видеоконтроллер 512 Kb VRAM

2. клавиатура (желательно русифицированная, 101 клавиша);

3. манипулятор "мышь" совместимый со стандартом Microsoft mouse.

На компьютере должны быть установлено следующие программное

обеспечение:

4. В качестве базовой операционной системы должна быть установлена MS

WINDOWS-95

5. Borland Database Engine (BDE).

Предусматриваются следующий порядок испытания:

1. На компьютере, указанного выше типа, с требуемым программным

обеспечением устанавливается испытуемый программный продукт

2. Комиссия проверяет соответствие программного продукта всем требованиям

указанным в п. 3. настоящего документа методами, описанными в п. 6.

6. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

В таблице 6. 1. перечислены подлежащие проверке в соответствии с

техническим заданием функциональные характеристики и соответствующие методы

проверки.

Таблица 6. 1.

|Функциональная |Метод проверки |

|характеристика | |

|Программа должна работать|Проверяется возможность|

|в многооконном |управления средой с |

|графическом режиме и |помощью клавиатуры |

|поддерживать работу как |и/ли мыши. Режим |

|клавиатуры, так и |многооконности |

|манипулятора типа "мышь".|проверяется путем |

| |открытия нескольких |

| |окон одновременно |

| |(основное окно режима + |

| |вспомогательные окна). |

|Интерфейс пользователя |В описательном режиме |

|должен выполнять две |проверяется путем |

|основные функции: давать |открытия окон иллюстраций|

|советы и объяснения | |

|обучаемому и управлять | |

|приобретением знаний. | |

|Разрабатываемая учебная |Наличие базы оболочки |

|программа должна включать|проверяется путем |

|оболочку, подсистему |регистрации, смены курса,|

|управления и базу |смены задания и смены |

|оболочки, содержащую |модели объекта. |

|учебный материал по | |

|изучаемой дисциплине. | |

|Библиотека программ |Проверяется путем |

|должна содержать как |выполнения нескольких |

|модули, реализующие |заданий в обучающем |

-9-

КФБН. 000148-01-51 01-1

режиме.

элементарные системные функции (поддержка баз данных, диалог, ввод/вывод

данных, графика), так и модули, представляющие собой алгоритмы предметной

области дисциплины.

Разрабатываемый программный

продукт должен включать механизмы

логического вывода и средства

редактирования.

Ввод/вывод данных должен выполнять

следующие функции: тестирование с

целью обеспечения целостности и

непротиворечивости данных,

передаваемых по линии связи, выполнение запросов на передачу данных по

линии связи.

Проверяется путем выполнения нескольких заданий в обучающем режиме.

Проверяется путем внесения заведомо неверной информации в модель

обучаемого.

Подсистема связи должна включать в

себя модули для обеспечения диалога с

обучаемым, для ввода/вывода данных и

для обработки графической и

символьной информации.

Вывод текстовой информации должен

осуществляться прямым выводом с

автоматическим форматированием

текстового файла или базы данных

среды.

Текстовая информация может

выводиться статично для небольших

объемов или динамически для больших

объемов с возможностью скроллинга и

листания страниц.

Все окна вывода должны иметь

возможность перемещения и изменения

размеров.

Параметры настройки интерфейса должны фиксироваться на жестком диске и

система должна обеспечивать восстановление состояния интерфейса при

последующих запусках системы.

Информация о требуемом графическом

материале для иллюстрации текста

должна храниться вместе с текстовым

файлом в базе данных среды.

Проверяется правильность работы всех меню и диалоговых окон.

Проверяется путем считывания нескольких текстовых файлов в окно

описательного режима.

Проверяется скроллинг окна вывода

текста описательного режима, и окон

отображения выполненных правил в

обучающем и контролирующем

режимах.

Проверяется во всех режимах путем перетаскивания и изменения размеров всех

окон.

Проверяется путем имитации сбоя

операционной системы и/или

аппаратного обеспечения и повторного запуска программы.

Проверяется наличие и целостность файлов конфигурации курсов kg. opt и ps.

opt

- 10-КФБН. 000148-01-51 01-1

Оболочка среды должна обеспечивать

регистрацию пользователей с

формированием модели обучаемого для тех, кто регистрируется впервые или

вызовом модели зарегистрированного пользователя.

Проверяется посредством регистрации нового пользователя.

Разрабатываемая обучающая программа

должна обеспечивать три режима

работы: описательный, обучающий и

контролирующий.

В описательном режиме пользователю

должна предоставляться возможность

интерактивной работы с визуализацией

трехмерной модели объекта. В правой

части экрана должны располагаться

кнопки с номерами прилагаемых к

курсу пояснительных рисунков.

Перемещение текста должно

осуществляется путем выбора

соответствующей пиктограммы в

зависимости от требуемого направления

и скорости перемещения по тексту.

Пользователь должен иметь

возможность в любой момент времени

выйти из данного режима и перейти в

следующий или выйти из системы

полностью путем выбора на экране

соответствующих пиктограмм.

В обучающем режиме на экран должна

выводится визуализация модели

объекта, выбранное пользователем

задание, координаты опорного

графического примитива и всех вершин

объекта. Пользователю должен иметь

возможность просмотреть

последовательность действий

произвольное количество раз.

В контролирующем режиме

пользователю должна предоставляться

возможность выбора уровня сложности

и модели трехмерного объекта. Выбор

уровня сложности и модели объекта

должен осуществляется в

соответствующем диалоговом окне

Проверяется

соответствующих пунктов меню.

Проверяется при описательный режим.

Проверяется при переходе в обучающий режим.

Проверяется при переходе контролирующий режим.

перечисленных

-11-

КФБН. 000148-01-51 01-1

путем подведения указателя мыши с

последующим нажатием левой кнопки.

В этом режиме пользователю должны

выводятся табличные представления

исходных координат объекта и

опорного графического элемента,

последовательность действий,

формируемая по шагам самим

пользователем путем выбора

необходимого элементарного

преобразования из списка всех

возможных. После нажатия кнопки

«Готово» система должна решить

задачу сама и сравнить полученные

координаты с координатами,

полученными пользователем. По

результатам сравнения должна

выставляться оценка, заносимая в

модель обучаемого.

Проверяется в диалоговом окне выбора задания.

Задания должны дифференцироваться

по уровням сложности:

Проверяется в контролирующем режиме

путем введения заведомо правильной и

неправильной последовательности

действий.

Подготовка инвариантного решения

(объяснения, алгоритма etc)

моделируемых ситуаций (явлений, процессов etc) и его проверка системой с

подтверждением правильности или указанием на ошибки. Задания распределены

по уровням сложности.

Проверяется наличие правил в базе правил.

В механизме вывода должны

присутствовать следующие правила для

нахождения последовательности

геометрических преобразований: совмещение точки с началом координат;

совмещение прямой с любой из координатных осей;

совмещение плоскости с любой из

координатных плоскостей;

выполнение элементарного

геометрического преобразования в

соответствии с выданным заданием,

относительно соответствующего

элемента координатной системы.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7