Модели и алгоритмы автоматизированного проектирования макетов сцен мультимедиа тренажеров

• Автор: Вавилова, Наталья Ивановна
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 164 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРОГРАММНЫЕ ТРЕНАЖЕРЫ КАК ОСНОВНОЙ ЭЛЕМЕНТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ.

1.1. Анализ программных тренажеров как объектов проектирования.

1.2. Методологические аспекты проектирования. Инструментальные средства.

1.3. Требования к тренажеру, как объекту проектирования. Архитектура тренажерного комплекса.

1.3.1. Требования к тренажеру, как объекту проектирования.

1.3.2. Архитектура тренажерного комплекса

1.4. ПроблехМа проектирования тренажеров, ориентированных на функционирование в глобальной сети. Постановка задач диссертации. Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИ МИРА ТРЕНАЖЕРА

2.1. Разработка предметной модели на основе онтологического подхода

2.2. Обобщенные атрибутивные модели предметной области тренажера
2.3. Модели интерпретаций для таксономий.
2.4. Модели интерпретаций отношений онтологии
Выводы к главе 2
ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТРЕНАЖЕРА
3.1. Постановка задачи проектирования макета Тех1г
3.2. Алгоритм проекгирования габаритов е образов.
3.3. Алгоритм проектирования макета сцены тренажера.
3.4. Алгоритмы генерации списков е образов интерпрегаций отношений.
3.5. Проектирование сценария тренажера на основе обобщенной
интерак ивной модели преобразования ситуации.
Выводы к главе 3
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНО МЕТОДИ1ЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАШЯ МУЛЬТИМЕДИА ТРЕНАЖЕРОВ.
4.1. Методика проектирования тренажера функционального типа
4.2. Методика создания библиотеки е образов Оу для построения интерпретаций отношений онтологии тренажера функционального типа.
4.3. Методика проектирования тренажера структурного типа
4.4. Методика создания библиотеки е образов О Сгге для построения интерпретаций отношений онтологии тренажера
структурного типа.
Выводы к главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Для тренажера, имитирующего полный цикл работы с аппаратурой (от сборки системы до ее эксплуатации) в модель Т Шг включаются: модель соединений и модель состояний. В качестве модели соединений используется матрица связностей, а в качестве модели состояний - список <имя> - <значение>. Для создания множества интерпретаций, включаемого в онтологическую систему, разработаны модели интерпретаций концептов и отношений онтологии. Конструирование интерпретаций концептов производится на основе пяти видов мультимедиа образов - е-образов. Создана модель настраиваемой интерпретации, активизация каждого е-образа в ней осуществляется исходя из особенностей модели восприятия обучаемого. Создан набор моделей интерпретаций отношений, а также иерархия интерпретаций отношений. Т регья глава диссертации посвящена разработке алгоритмов автоматизированного проектирования макетов сцен мультимедиа тренажеров. Размещение разногабаритных е-образов на множестве взвешенных позиций сцены тренажера. Для решения указанных подзадач созданы соответствующие алгоритмы. Алгоритм проектирования габаритов е-образов осуществляет поиск решения подзадачи в ходе итерационной процедуры минимизирующей свободную площадь сцены путем изменения габаритов е-образов при минимальном уровне дисперсии площадей е-образов. Алгоритм размещения разногабаритных е-образов на множестве взвешенных позиций макета сцены обеспечивав! Предложена новая концепция проектирования сценария тренажера на основе обобщенной интерактивной модели преобразования ситуаций, которая является ядром алгоритмов поддержки сценариев тренажеров. Концепция позволяет создавать сценарии тренажеров на основе одного универсального алгоритма. В четвертой главе рассмотрены вопросы программной реализации предлагаемых теоретических решений. Проведена апробация предложенной структуры предметной модели тренажера и методик се проектирования. Разработка нескольких тренажеров для различных проблемных и предметных областей, на различных вариантах области интерпретаций, с различной реализацией интеракгивной модели преобразования ситуаций доказала реализуемость предлагаемых концепций, работоспособность и эффективность моделей и алгоритмов. Разработаны методики создания библиотек анимационных и графических образов для построения интерпретаций концептов и отношений онтологии тренажеров структурного и функционального гииов. В качестве средства поддержки процесса создания библиотек мультимедиа создано программное обеспечение алгоритмов генерации списков е-образов, необходимых для построения интерпретаций отношений онтологии тренажера. ГЛАВА 1. ПРОГРАММНЫЕ ТРЕНАЖЕРЫ КАК ОСНОВНОЙ ЭЛЕМЕНТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ. Анализ программных тренажеров как объектов проектирования. Программные 'гренажеры давно показали свою эффективность и сейчас активно используются для профессиональной подготовки специалистов различного уровня квалификации. В первую очередь тренажер создает проблемный харакгер обучения: перед обучаемым ставится конкретная цель, которую возможно достигнуть лишь применив все накопленные теоретические знания. Важно отметить, что обучаемый вынужден переосмысливать информацию, рассуждать, творчески подходить к решению поставленной гренажером задачи. За счет этого не только развиваются навыки работы с устройствами или формируется навыки действий по алгоритму, но и развивается логическое и образное мышление, способность решать разнообразные задачи на основе ограниченного объема теоретической информации. При работе с тренажером максимально сближаются процессы получения информации и ее закрепления, что более эффективно для понимания и запоминания в отличие от традиционных методик обучения (лекция - получение информации, лишь через некоторое время пракгика - закрепление) []. Исторически использование программных тренажеров было обусловлено невозможностью проводить обучение специалистов на реальных объектах из-за опасности возникновения аварий, поломки оборудования, а также высокой стоимости нагурцого обучения. Первыми областями применения тренажеров стали: атомная энергетика, химические производства, авиация, военное дело.