Запропоновано методи організації інформаційних засобів, що передбачають використання логіко-математичних моделей циклового навчального процесу, які дають змогу розв'язувати задачі оцінювання системи навчання та автоматизувати управління процесом навчання в освітніх закладах. Розроблено методи аналізу процесу навчання, що базуються на логічних, математичних процедурах в інформаційних технологіях синтезу систем автоматизованого управління навчання і забезпечують можливість здійснювати оцінювання рівня якості надання освітніх послуг не тільки в періоди екзаменаційних сесій, але й у довільні моменти функціонування цього процесу. Уперше обгрунтовано методи аналізу непередбачуваних подій, що виникають у процесі навчання, які базуються на ланцюгах скінченних графів і дерев рішень та є основою під час вибору стратегій проведення даного процесу. Розглянуто метод організації взаємодії учасників навчального процесу та автоматизованої системи управління навчанням у межах локальної інформаційної мережі для ефективного управління навчанням. Розроблено методи контролю процесу навчання з використанням інтелектуальних тестів і логічних класифікаторів знань, що дають змогу формувати та реалізувати управляючі дії стосовно складових навчального процесу з метою забезпечення заданого алгоритму функціонування.

  Скачати повний текст

Запропоновано розв'язання задачі підвищення об'єктивності контролю та достовірності оцінювання знань термінології предметної галузі на основі сучасних інформаційних технологій. Розроблено багатофункціональну лінгвістичну модель подання та контролю знань на основі синонімії термінів предметної галузі, яка дозволяє вирішити завдання обчислення релевантності двох речень природною мовою, поданих у вигляді тексту з довільної кількості слів. Запропоновано метод обробки текстових визначень на основі словника синонімів, який дозволяє встановити відповідність між термінами еталонного визначення та відповіді. Розроблено методику розрахунку синонімічної близькості текстових висловлень на основі словників синонімів. Запропоновано метод обчислення показника релевантності відповідей до завдання відкритого типу й еталонних відповідей на основі кількісних показників синонімії термінів предметної галузі. Розроблено експериментальну систему контролю й оцінювання знань з метою автоматизації процесів тестування студентів ВНЗ з термінології предметної галузі на основі сучасних інформаційних технологій.

  Скачати повний текст

Проаналізовано розробку математичного забезпечення гнучких систем дистанційного навчання та сучасних інформаційних технологій дистанційного навчання. Сформульовано та вирішено актуальні завдання математичного моделювання особи, що навчається, та курсу, який він вивчає, автоматизованої системи адаптивного оптимального управління процесом навчання електротехнічних дисциплін з поточним і фінальним контролем якості отриманих знань. Розроблено та реалізовано новий клас лабораторних робіт з електротехнічних дисциплін - автоматизовані підсистеми оптимального планування, проведення та обробки даних експерименту на елетротехнічних об'єктах для виявлення особливостей реальних об'єктів відносно їх електротехнічних моделей (ефекти нелінійності, неавтономності, нестаціонарності тощо). Об'єднання підсистем експерименту й електронного підручника в системі адаптивного оптимального автоматизованого навчання створило можливість для високоякісного засвоєння учбового курсу.

  Скачати повний текст

Досліджено та розширено модель "Системи гнучкого дистанційного навчання" з метою застосування мультимедіальних засобів у дистанційних курсах. Запропоновано теоретичні засади використання мультимедіальних засобів у процесі розробки дистанційних курсів для визначення області найбільшої ефективності застосування кожного мультимедіального засобу залежно від параметрів, які впливають на розробку мультимедіадистанційних курсів (ММДК). Розроблено методологічні засади побудови ММДК, які постачаються через Інтернет і ще на етапі проектування дозволяють дослідити необхідність використання певних мультимедіальних засобів у процесі створення ММДК для різних предметних областей. Наведено засоби оцінки створених дистанційних курсів з використанням апарату ланцюгів Маркова.

  Скачати повний текст

На основі системного підходу, Віденського методу розробки і мови даного методу VDM-SL, який застосовується для викладу денотаційної семантики перспективних програмних комплексів гнучких тренажерів, а також методу об'єктно-орієнтованого програмування мовою С++ висвітлено наукові результати. Розроблено модель індивідуальних гнучких комп'ютерних професійних тренажерів для навичок прийняття оперативних управлінських рішень. Описано денотаційну модель автоматизованого рішення задач даних тренажерів, синтезованих в інструментальному середовищі їх візуальної розробки. Викладено методику натурного макетування на комп'ютері денотаційних моделей зазначеного методу.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розробки математичного забезпечення комп'ютерно-орієнтованих дидактичних систем, проаналізовано підходи і моделі, що використовуються в зазначених системах. Описано модель комп'ютерно-орієнтованої дидактичної системи, що є інваріантною щодо предметної області. Розроблено метод керування поданням навчальної інформації суб'єкту навчання, що здійснює адаптацію до його рівня знань та інтересів. Висвітлено розвиток застосування нечіткої логіки до моделювання суб'єкта навчання на основі нейронних мереж. Розв'язано задачу розпізнавання схем вивчення матеріалу суб'єктом навчання, а також задачу автоматизації побудови комп'ютерно-орієнтованих дидактичних систем.

  Скачати повний текст

Створено програмні засоби контролю рівня знань користувача гібридної інтелектуальної системи (ГІС) на базі агентних технологій, що забезпечують синтез тестових питань і визначення рівня сприйнятих знань. Досліджено інформаційні процеси передачі (сприйняття) знань, розглянуто методи тестування успішності навчання як діалоговий процес. Розроблено елементи теорії декларативно-процедурної дихотомії знань у діалоговому процесі. Синтезовано структуру діалогової бази знань у термінах взаємодії двох програмних агентів, що реалізують даний діалоговий процес. Встановлено адекватність тестів типам еротематичних питань (мета яких - здобуття нового знання), побудовано логічну модель тестування знань на базі теорії діалогу та розроблено алгоритми й програми синтезу тестів. Проведено симуляцію діалогу тьютор - слухач програмними агентами. Розроблено архітектуру мультиагентної ГІС із використанням концепції діяльності інтелектуальних агентів, що симулюють процес сприйняття та контролю знань. Створено комплекс програмних засобів, які можуть виконувати функції інтелектуального тьютора.

  Скачати повний текст

Розроблено математичне та програмне забезпечення систем дистанційного навчання, реалізованих з урахуванням мережевоцентричних технологій. Розроблено формалізовані моделі, а саме: дистантного навчального матеріалу з урахуванням ієрархічних рівнів у вигляі І/АБО-графа, для якого запропоновано ефективні алгоритми обходу; тестових завдань, еталонних відповідей викладача, що дозволило підвищити ефективність процесу навчання. Розроблено ефективні алгоритми формування та структурування навчального матеріалу, враховуючи пріоритет структурних одиниць навчального матеріалу та результати тестування дистантного слухача (ДС), що дозволило індивідуалізувати навчальний процес. Розроблено методи й алгоритми авторизації, які дозволяють користувачу одержати віддалений доступ до розподілених навчальних ресурсів залежно від його повноважень. Розроблено загальну архітектуру дистанційного мережевоцентричного навчання, яка базується на використанні парадигми мережево-центричності та моделі ДС, що дало змогу адаптовувати навчальний процес для кожного ДС і забезпечити функціонування у режимі віддаленого доступу.

  Скачати повний текст

Створено методи та моделі розв'язання задач впровадження інноваційних технологій у процес контролю знань з метою його оптимізації за сучасних умов розвитку суспільства. Розроблено елементи конструктивної теорії й об'єктно-орієнтованого інструментарію моделювання як підсистеми контролю знань всіх складових процесу контролю знань. Розглянуто особливості комп'ютеризованого навчання. Запропоновано математичну модель підсистеми контролю знань комп'ютеризованої системи навчання як алгебричної системи. Розвинуто модель особи, що навчається. Створено структуру підсистеми контролю знань цієї системи. Запропоновано математичну модель процесу контролю знань, моделі тесту та оцінювання знань з урахуванням мети контролю. Розроблено структуру підсистем тестової та організації контролю знань, особливістю якої є наявність підсистеми перевірки ефективності тестів і аналізу показників ефективності тестів і корекції тестових завдань. Створено підсистему контролю знань, яку можна використовувати в усіх системах навчання. Відзначено, що тестування є необхідною складовою процесу контролю знань.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено проблемам розробки мережевих навчальних інформаційних систем. Основну увагу приділено розробці та математичному обгрунтуванню алгоритмів автоматизованого контролю знань процедурних мов програмування та побудови інформаційно-довідкових систем глобальних мереж. Всі алгоритми розглянуто у контексті прикладних програмних систем, що їх реалізують. Отримані результати можуть бути використаними при розробці та реалізації інформаційно-довідкових систем глобальних (Internet/Intranet) мереж та при проектуванні автоматизованих навчаючих систем з елементами штучного інтелекту.

  Скачати повний текст

Запропоновано підхід до побудови математичного забезпечення автоматизованої системи тестування, до основи якого покладено логіко-алгебричні методи та моделі оцінювання знань, що моделюють логіку викладача під час виставлення оцінки. Наведені методи дозволяють оцінювати знання респондента, коригувати оцінку в помежовій області між близькими балами, а також запобігати угадуванню респондентом відповідей на запитання тесту. Це дозволяє підвищити точність виміру знань і покращити якість підготовки фахівців, особливо у разі дистанційної освіти. Розроблено метод оцінки впливу суб'єктивних факторів на якість вимірювання знань. Доведено гіпотезу про невелику розбіжність результатів оцінювання у викладачів-експертів та автоматизованої системи тестування.

  Скачати повний текст

Розроблено трирівневу математичну модель інформаційного середовища вищих закладів освіти (ВЗО), структура якого задається двома компонентами - інформаційним середовищем системи управління навчанням та інформаційним середовищем системи управління ВЗО. Виділено елементи та запропоновано визначення основних понять інформаційного середовища системи управління навчанням, в якій виділено три рівні представлення інформації - інформаційні середовища системи управління учбовим процесом, процесу та суб'єктів навчання. Розроблено математичну модель оптимальної взаємодії у трирівневому інформаційному середовищі системи управління навчанням. Запропоновано метод та алгоритм виділення інформаційних об'єктів системи управління учбовим процесом, наповнення яких доцільно виконувати у процесі автоматизованого навчання та контролю знань. Запропоновано структуру інформаційної технології створення у процесі автоматизованого навчання та контролю знань інформаційного ресурсу системи управління учбовим процесом.

  Скачати повний текст

Розроблено багаторівневу систему моделей програмних агентів для персоналізованого пошуку матеріалів з використанням методів системного аналізу IDEF0, IDEF5 і онтологій, що дозволило формалізувати процес персоналізованого пошуку навчальних матеріалів і підвищити ефективність їх пошуку й персоналізованого підбору завдяки введенню технологічного ланцюжка: персонального агента, агента-координатора й агента інформаційно-навчального ресурсу. Розроблено узагальнений критерій оцінки відповідності характеристик навчальних матеріалів (мови викладу, рівня складності) персональним характеристикам суб'єкта навчання (знанню мов, віку), який передбачає настроювання коефіцієнтів значимості часткових критеріїв відповідності характеристик на рівень переваг суб'єкта навчання з використанням генетичного алгоритму, що дозволило зменшити час на первинний аналіз і відбір для вивчення навчальних матеріалів на основі формування множини метаданих навчальних матеріалів, адекватних персональним характеристикам суб'єкта навчання. Розвинуто онтологічні моделі суб'єкта навчання й інформаційно-навчального ресурсу, які погоджені з принципами структурування й взаємозв'язку інформації відповідно до проекту Semantic Web, а також зі стандартами групи IEEE 1484, на основі яких одержано характеристики навчальних матеріалів і суб'єкта навчання, що дозволило розробити алгоритми пошуку та персоналізованого підбору навчальних матеріалів, які базуються на відповідних їм метаданих, а також обробці інформації з використанням профілів і запропонованого узагальненого критерію.

  Скачати повний текст

Розроблено моделі представлення знань і принципи побудови спеціалізованих баз даних тестових завдань, які дають змогу формувати питання відповідно до рівнів пізнавальної діяльності людини незалежно від семантики предметних галузей. Одержано співвідношення системи нечітких логічних висловлювань для диференціації оцінки результатів комп'ютерного тестування. Установлено залежність мінімальної кількості питань, що забезпечують об'єктивність оцінки результатів тестування у взаємозв'язку з якістю засвоєння навчального матеріалу. Розроблено адаптивну стратегію комп'ютерного тестування, що дає змогу скоротити число питань тесту та зменшити час використання ресурсів мережі для керування та контролю знань.

  Скачати повний текст

Розв'язано актуальну наукову задачу щодо розробки інформаційної технології моделювання модифікованих дискретних елементів. Вперше сформульовано концепцію інформаційної технології моделювання дискретних моделей для розв'язання задач наближення та дослідження поліноміальних базисних функцій двох аргументів, яка об'єднує геометричне моделювання, числовий аналіз і комп'ютерне експериментування. На основі розроблених моделей, методів і алгоритмів створено інформаційну систему "SERENDIP" для моделювання стандартних і модифікованих базисів серендипової сім'ї з покращеними властивостями, котра вміщує каталог альтернативних моделей бікубічної інтерполяції. Адекватність одержаних результатів підтверджено математичним обгрунтуванням, числовим модкелюванням і розв'язанням задач, для яких відомі результати, одержані іншими методами або іншими науковцями.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі процесу тестування та оцінювання знань, які базуються на використанні диференціюючої властивості завдань та оригінальних алгоритмів встановлення ймовірності вибору завдань залежно від їх диференціюючої здатності та динамічно встановленої ваги. Зазначено, що використання запропонованих моделей значно підвищує ефективність тестування. Створено математичні моделі та ефективні алгоритми оцінювання, сформовані на підставі використання статистичних характеристик наявних у базі даних завдань, застосування яких сприяє покращенню об'єктивності оцінювання без додаткових часових затрат. Досліджено залежність похибки результатів тестування від кількості завдань у тесті та обгрунтовано оригінальні методики його проведення з динамічно окресленим часом закінчення. Розроблено архітектуру автоматизованої системи тестування знань, яка базується на використанні інтернет-технологій та елементів зворотного зв'язку і дає можливість адаптувати процес тестування до поточної ситуації.

  Скачати повний текст

Розроблено моделі, методи й інструментальні засоби побудови автоматизованих навчаючих систем для підвищення ефективності комп'ютеризованого навчального процесу. Вперше створено метод оцінювання ефективності застосування автоматизованих навчаючих систем, який відрізняється від існуючих використанням кінцевого ланцюга Маркова та розфарбованих мереж Петрі та складається з етапів оцінювання динаміки зміни станів процесу навчання, середнього числа перебувань процесу у кожному зі станів і дисперсії цієї величини, граничної ймовірності перебування системи у станах ергодичної послідовності. Виявлено, що даний метод дозволяє одержати більш адекватні й об'єктивні оцінки навчального процесу. Вперше розроблено інтегровану модель суб'єкта навчання, яка об'єднує математичні моделі профілів психофізіологічих характеристик і пізнавальних здібностей суб'єкта навчання та враховує такі фактори, як загальний час реакції, час прийняття рішення, рівень знань, здатність до навчання, що дає можливість адаптувати контент автоматизованої навчаючої системи й елементи графічного інтерфейсу до конкретного суб'єкта комп'ютеризованого навчального процесу. Удосконалено метод адаптації маршруту освоєння контенту автоматизованої навчаючої системи до рівня знань суб'єкта навчання, який на відміну від існуючих побудований на технологіях адаптивної гіпермедіа та передбачає етапи побудови навігаційних правил освоєння контенту у спеціальному форматі, використання функціональної моделі автоматизованої навчаючої системи, інтерпретації моделі суб'єкта навчання, керування його рухом по контенту автоматизованої навчаючої системи. Експериментально підтверджено, що даний метод дозволяє суттєво підвищити ефективніть комп'ютеризованого навчального процесу.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель локальної людино-машинної системи колективної взаємодії на основі нечітких множин. Запропоновано критерії оцінювання ефективності координатно-вказівної діяльності, на яких грунтується наведена модель. Досліджено характеристики розробленої математичної моделі та здійснено її оптимізацію. За результатами експериментів підтверджено адекватність розробленої моделі та її ефективність у разі використання у системах колективної взаємодії. Розроблено апаратно-програмний комплекс локальної людино-машинної системи колективної взаємодії.

  Скачати повний текст

Введено нові поняття прикладної геометрії - інтегральна модель кривої, оптимальна у геометричному сенсі дискретизація кривої. Розроблено способи конструювання просторових обводів кривих у традиційній реалізації та з використанням параметричних моделей дуг гвинтових кривих, посередньої інтерполяції параметрів форми. Сформульовано поняття та розроблено обчислювальний алгоритм визначення інформативності точкового каркасу просторової кривої, з використанням якого здійснюється мінімізація (компресія) дискретної інформації про криволінійні об'єкти. Значну увагу приділено методам та алгоритмам прискореної обробки дискретної графічної інформації про потреби комп'ютерної графіки, що забезпечують досягнення необхідної швидкодії на етапі візуалізації. Запропоновано теорію оцінки інформаційної потужності віртуальних сцен, а також методику експериментального дослідження впливу обсягу графічної інформації на швидкодію апаратури візуалізації.

  Скачати повний текст

Для створення сучасних комп'ютеризованих систем навчання (КСН) запропоновано використання формально-логічного апарату подання даних і знань, що використовує нечітку логіку, кластеризацію, нечіткий пошук у базах даних і знань. Систематизовано методику побудови КСН, що дозволяє уніфікувати структуру та математичний апарат. Доопрацьовано методи, які використовують семантичні однорідні ієрархічні функціональні мережі для подання знань про логіко-аналітичні завдання процесу навчання. Для формалізованого опису завдань управління КСН розроблено моделі знань про процеси визначення тих, кого навчають і їх черговості, а також розробки планів взаємодії між викладачем і тими, кого навчають. На засадах подання знань у вигляді семантичних мереж на базі нечітких знань розроблено модель знань для класифікації учасників процесу навчання та подій управління. Наведено комплексну модель і алгоритм функціонування адаптивної КСН на базі ієрархічних функціональних мереж.

  Скачати повний текст