МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕНЧИВОСТИ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ
ПРОЕКТИРОВАНИИ АДАПТИВНЫХ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММ

Бождай Александр Сергеевич, доктор технических наук, профессор, кафедра систем автоматизированного проектирования, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), bozhday@yandex.ru
Евсеева Юлия Игоревна, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), shymoda@mail.ru

004.896

Актуальность и цели. Разработка адаптивного прикладного программного обеспечения (ПО) с расширенным жизненным циклом – одно из наиболее перспективных направлений в индустрии программной инженерии. Не является исключением и сфера современных образовательных технологий. Проектирование обучающих программ должно производиться с учетом быстрой измен-чивости и обучаемого (постоянное повышение уровня его знаний и навыков), и внешней среды (изменение образовательных стандартов, требований, технических возможностей). При этом процесс обучения не должен прерываться из-за работ по обновлению ПО. В основу обучающей программы должны быть заложены такие модели, которые позволили бы программе отслеживать процессы изменчивости и самоадаптироваться к ним без перекомпиляции исходного кода. Основные цели работы: 1) дать обзор существующих технологий моделирования изменчивости и самоадаптации ПО; 2) рассмотреть вопросы продления жизненного цикла обучающего ПО; 3) предложить способы моделирования изменчивости в процессах автоматизированного проектировании адаптивных обучающих программ с поддержкой 3D-графики.
Материалы и методы. Использованы методы моделирования изменчивости на основе характеристических диаграмм и их формального пропозиционального представления, а также технология инженерии линеек программных продуктов.
Результаты. Выполнен обзор адаптивных обучающих систем как наиболее перспективной разновидности компьютерных обучающих программ, описаны основные стратегии адаптивности. Рассмотрены существующие инструментальные системы синтеза обучающего ПО, ориентированного на интеллектуальность и адаптивность. Выявлены основные недостатки данных систем, предложены методы их решения. Рассмотрены вопросы моделирования изменчивости предметных областей и окружающей программной среды. Предложено использование технологии моделирования изменчивости в области автоматизированного проектирования обучающего ПО. Рассмотрены возможности применения технологии в построении электронных обучающих курсов.
Выводы. Описанные технологии моделирования изменчивости позволяют проектировать самоусложняющиеся обучающие приложения, которые в ходе взаимодействия с пользователем способны предлагать все более сложные модельные и обучающие ситуации. Данные ситуации не создаются заранее программистом, а генерируются на лету приложением на основе обратных связей с пользователем и окружающей средой. Предлагается возможность создания инструментальной платформы для синтеза обучающего ПО, способного самостоятельно поддерживать и расширять свой жизненный цикл. Низкий порог вхождения при работе с такой платформой открывает широкие возможности по созданию обучающих приложений для лиц, не имеющих специальной подготовки в области информационно-компьютерных технологий.

Ключевые слова

обучающие системы, адаптивные системы, самоадаптация, жизненный цикл ПО, модели изменчивости, DSPL, адаптивное программное обеспечение.

 Скачать статью в формате PDF

1. Гуревич, Л. А. Мультиагентные системы / Л. А. Гуревич, А. Н. Вахитов // Введение в Computer science. – М., 2005. – С. 116–139.
2. Nkambou, R. Advances in Intelligent Tutoring Systems / R. Nkambou, R. Mizoguchi, J. Bourdeau. – Springer Publishing Company, Incorporated, 2010 – P. 365-375.
3. E-adventure. E-learning games. – URL: http://e-adventure.e-ucm.es/ (дата обращения: 26 октября 2014).
4. Unity3D. URL: http://unity3d.com (дата обращения: 26 октября 2014).
5. Flash Professional tutorials and articles. – URL: http://www.adobe.com/devnet/flash/article-index.html (дата обращения: 26 октября 2014).
6. Матлин, А. О. Автоматизация процесса создания виртуальных тренажеров : автореф. дис. … канд. техн. наук / Матлин А. О. – URL: http://www.vstu.ru/files/autoabstract/2923/avtomatizaciya_processa_ sozdaniya_virtualnyh_trenazherov.pdf
7. Liebig, J. An Analysis of the Variability in Forty Preprocessor-Based Software Prod-uct Lines / J. Liebig, S. Apel, C. Lengauer, C. Kastner, M. Schulze // ICSE '10 Proceed-ings of the 32nd ACM/IEEE International Conference on Software Engineer-ing.Volume 1. – New York, USA, 2010. – P. 105–114.
8. Apel, S. FeatureHouse: Language-Independent, Automated Software Composition / S. Apel, C. Kastner, C. Lengauer // IEEE 31st International Conference on. – Software Engineering, 2009. – P. 221–231.
9. Czarnecki, K. Feature Diagrams and Logics: There and Back Again / K. Czarnecki, A. Wasowski // SPLC '07 Proceedings of the 11th International Software Product Line. – IEEE Computer Society Washington, Washington, USA, 2007. – P. 23–34.
10. Linden, F. J. Software Product Lines in Action: The Best Industrial Practice in Product Line Engineering / F. J. Linden, K. Schmid, E. Rommes. – New York, USA : Springer-Verlag New York, 2007. – P. 55–72.
11. Weiru, L. Propositional, Probalistic and Evidential Reasoning. Integrating numerical and symboling approaches / L. Weiru. – Physica-Verlag. A Springer-Verlag Company, 2001. – P. 3–10.
12. Бождай, А. С. Мониторинг процессов обеспечения приоритетных направлений развития экономики, техники и технологии в Российской Федерации / А. С. Бождай // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Техни-ческие науки. – 2010. – № 4 (16). – С. 3–14
13. Бождай, А. С. Средства визуального программирования в автоматизированной системе синтеза трехмерных компьютерных приложений / А. С. Бождай, Ю. И. Евсеева, А. А Гудков // Модели, системы, сети в экономике, технике, при-роде и обществе. – 2014. – № 1 (9). – С. 85–90.