Математическое моделирование, алгоритмизация и программная реализация адаптивных информационных систем : на примере систем электронного обучения

• Автор: Охотникова, Елена Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Особенности методов моделирования адаптивных информационных систем
1.1 Направления адаптации в информационных системах
1.2 Обзор адаптивных информационных систем
1.3 Применение методов математического моделирования для формализации структуры контента и построения профиля пользователя
1.4 Подходы к моделированию взаимодействия пользователей с адаптивной информационной системой
Глава 2. Методы математического моделирования адаптивных информационных систем на примере систем электронного обучения
2.1 Аспекты моделирования АдИС
2.2 Математическая модель контента
2.3 Формализация профиля пользователя
2.4 Модель и алгоритмы формирования опорной траектории
2.5 Модель и алгоритмы формирования адаптивной траектории
2.6 Конкретизация моделей для систем электронного обучения
2.7 Модель функционирования адаптивной информационной системы ..87 Глава 3. Проектирование и реализация адаптивного функционала информационных систем на примере системы электронного обучения
3.1 Обобщенная структура адаптивной системы
3.2 Проектирование адаптивного функционала системы с точки зрения функционального подхода
3.3 Проектирование адаптивного функционала системы с точки зрения автоматного подхода
3.4 Информационное моделирование АдИС
3.5 Информационное моделирование адаптивной системы электронного обучения на базе Моосіїе
3.6 Вычислительный эксперимент

Заключение
Список литературы
Приложение 1. Используемые сокращения
Приложение 2. Обобщенная схема базы данных СЭО МоосПе
Приложение 3. Листинг программного кода

Введение
Актуальность работы. Движение современного общества к информационному формирует потребность существенного
совершенствования функционала информационных систем (ИС). Одним из направлений развития ИС является их адаптация к возможностям и требованиям пользователей. Под адаптивными понимают системы, в которых заложены возможности модификации алгоритмов их функционирования в ответ на действия пользователей или изменения характеристик внешней среды. Адаптивные информационные системы (АдИС) особенно актуальны, если велико количество пользователей системы, отличающихся целями и опытом. При этом объем контента системы позволяет варьировать способы представления информации (поисковые системы Yandex, Nigma, системы электронного обучения «Орокс», «Прометей», «eLearning Server 3000»и др.). Изначально адаптация интерпретировалась как процесс управления сложным объектом или процессом в условиях неопределенности (Р. Беллман, Я.З. Цыпкин, Ф. Чаки и др.). В дальнейшем в качестве объекта управления рассматривался пользователь системы (Е.В. Луценко, Л.А. Растригин, B.C. Симанков). В этих работах выделены аспекты моделирования, необходимые для обеспечения адаптации: модель пользователя, модели и алгоритмы адаптации. В современных ИС к таким аспектам также относят модель предметной области (Д.В. Ландэ, Н.В. Лукашевич, К.Д. Маннинг).
В исследованиях А.И. Башмакова, И.А. Башмакова, П. Де Бра,
А.Н. Григорьева, Д.В. Ландэ, Н.В. Лукашевича, К.Д. Маннинга, A.B. Соловова выделяются основные направления адаптации, характерные для информационных систем: адаптивный поиск информации, адаптивное представление информации, адаптивная навигационная поддержка.
Хотя существующие подходы к моделированию АдИС позволяют реализовать все базовые направления адаптации в отдельности, в них не учитывается возможность комплексной адаптации, а также не предусматривается возможность применения функционала АдИС в качестве

типах учебных заведений. Поэтому в данной работе основное внимание будет уделено именно структурным моделям.
Адаптация предоставляемой информации к целям и возможностям пользователей может быть реализована только при большом количестве информационных объектов, образующих контент ИС. Поэтому возникают сложности в практическом применении предлагаемых моделей, связанные с:
• избыточным количеством типов связей между информационными объектами [22, 29, 30, 41];
• избыточным количеством или сложностью определения характеристик информационных объектов [40, 41, 43].
Парадоксально, но если в модели используется только один вид связи между информационными объектами (как правило, задающими направления перехода), то формирование структуры контента, состоящего из большого количества информационных объектов, также будет затруднено. Аналогичные затруднения возникают при выделении единственного типа информационных объектов. Отсутствие же характеристик объектов контента приведет к невозможности адаптации его содержания к целям и уровню подготовки пользователя.
Важной особенностью существующих моделей контента является «привязанность» к конкретной форме обучения, как правило, дистанционной; или виду информационной системы, т.е. модели включают набор параметров, позволяющих корректно организовать обучение только в рамках соответствующей формы и не дающих возможность учесть особенности других форм. Еще одной особенностью большинства предлагаемых моделей контента является то, что они учитывают возможность корректировки траектории взаимодействия, как правило, только по результатам промежуточного контроля знаний пользователей.
Выводы: по рассмотренным выше причинам затруднено применение существующих математических моделей контента для формирования траектории взаимодействия с АдИС, адаптированной к возможностям и