1.1.2. Современные технологии для построения ИОС
В работе [36] выделяются два магистральных направления применения интеллектуальных технологий в сфере высшего образования, а именно, интеллектуализация преподавания и интеллектуализация учения. Для пояснения рассмотрим граничные случаи базового взаимодействия «преподаватель – компьютерная система – студент». Проблематика интеллектуальных обучающих систем ставит на первый план воздействие преподавателей, опосредованное компьютерной системой, на студентов. Здесь главное место занимают процессы коммуникации, передачи знаний преподавателей, представленных в компьютере, студентам. При этом взаимодействие «преподаватель–компьютерная система» связано с динамическим перераспределением обучающих функций между преподавателем и ЭВМ. Компьютерная программа принимает на себя часть функций преподавателя по предъявлению учебного материала, контролю его усвоения, обнаружению ошибок у студентов, и пр. В данном случае присутствуют как явно выраженная цель обучения, так и реализация некоторого метода обучения, ведущего к достижению требуемой цели и характеризующего стиль общения электронного преподавателя со студентом.
При использовании технологии обработки знаний в обучении необходимо обеспечить высокую эффективность переноса разнородных знаний, что предполагает представление в ЭВМ как предметных знаний преподавателя, так и методических правил, как педагогических суждений, так и способов управления знаниями. Компьютерные системы, работающие по принципу инженерии предметных, педагогических и методических знаний преподавателей, когда программно поддерживаются содержание, стратегии и методики обучения, называются интеллектуальными обучающими системами, в частности, экспертно-обучающими системами.
Когда же рассматривается главным образом задача учения с применением интеллектуальных технологий на базе ЭВМ, главную роль играет взаимодействие «студент – компьютерная система», а соответствующие программные комплексы называются интеллектуальными учебными средами [36]. Интеллектуальные учебные среды могут быть построены с использованием средств гипермедиа и мультимедиа, а также на основе технологий создания виртуальной реальности. В данном случае цели обучаемого могут быть сформулированы довольно нечетко, а интеллектуальная среда обеспечивает наиболее благоприятные условия для достижения этих целей. Это происходит благодаря конструированию наглядных и конкретных представлений фрагментов рассматриваемой проблемной области – микромиров и минимиров. Естественным развитием такого подхода являются многомодальные компьютерно-ориентированные аналоги реальных ситуаций профессиональной деятельности – виртуальные учебные среды.
Характерными чертами учебных сред являются: а) обеспечение дружественного интерфейса с учащимися; б) предоставление студентам учебного материала и других ресурсов по их запросам; в) отсутствие контроля действий студентов со стороны компьютерной системы.
В основе современных интеллектуальных обучающих систем лежит применение Интернет-технологий которые предоставляют широчайшие возможности свободного получения и распространения научной, деловой, познавательной и развлекательной информации. Интернет возник как воплощение двух идей – глобального хранилища информации и универсального средства ее распространения. Краткая история уникального творения человечества выглядит следующим образом.
В 1960-х компьютерные сети были созданы в рамках военного проекта и стали бурно развиваться. На тот момент у них имелся один из крупных недостатков больших сетей – их низкая устойчивость. Поль Барен, Ларри Робертс и Винтсент Серф разработали и применили методы, ставшие основой дальнейшего развития сетевых технологий: пакетная коммутация, динамическая маршрутизация сообщений в распределенной сети, использование универсального сетевого протокола. В 1969 была создана сеть ARPANET. Именно она стала основой современного интернета, который постепенно разросся до масштабов всей Земли. В 1976 Серф разработал универсальный протокол передачи данных TCP/IP (Transmission control protocol/ Internet protocol). Он стал стандартом для межсетевых коммуникаций.
В 1990 Тим Бернерс - Ли создал систему, реализующую идею единого гипертекстового пространства. Для описания гипертекстовых страниц служил специальный язык HTML (HyperText Markup Language), а для их пересылке по сети – протокол передачи HTTP (HyperText Transfer Protocol). Новый способ указания адресов с помощью URL (Uniform Resource Locator – универсальный указатель ресурсов) позволял легче запоминать их и лучше ориентироваться в информационном пространстве Интернета. Была написана также специальная программа отображения гипертекстовых страниц – первый браузер (browser – обозреватель). Бернерс - Ли назвал свой проект WWW – World Wide Web, то есть «Всемирная паутина».
В 1992 был разработан графический браузер «Мозаика» и с учетом возросшей пропускной способности сетей появилась возможность быстро передавать цветные изображения, фотографии, рисунки.
В настоящее время Интернет развивается экспоненциально: каждые полтора - два года его основные количественные показатели удваиваются. Это относится к числу пользователей, числу подключенных компьютеров, объему информации и трафика, количеству информационных ресурсов. Растут требования к оперативности и надежности информационных услуг, появляются новые их виды. Уже сейчас ученые разрабатывают принципиально новые формы глобальных информационных сетей.
Одним из востребованных подходов к работе в Интернете является использование Web-сайтов. По своей природе Web-сайт – это информация, представленная в определенном виде, которая располагается на Web-сервере и имеет свое имя (адрес). Для просмотра Web-сайтов на компьютере пользователя используются специальные программы, которые называются браузерами. Web-сайт состоит из связанных между собой Web-страниц. Web-страница представляет собой текстовый файл с расширением *.html, который содержит текстовую информацию и специальные команды – HTML-коды, определяющие в каком виде эта информация будет отображаться в окне браузера. Вся графическая, аудио - и видео - информация непосредственно в Web-страницу не входит и представляет собой отдельные файлы с расширениями *.gif, *.jpg (графика), *.mid, *.mp3 (звук), *.avi (видео). В HTML-коде страницы содержатся только указания на такие файлы.
Каждая страница Web-сайта также имеет свой Internet адрес, который состоит из адреса сайта и имени файла, соответствующего данной странице. Таким образом, Web-сайт – это информационный ресурс, состоящий из связанных между собой гипертекстовых документов (Web-страниц), размещенный на Web-сервере и имеющий индивидуальный адрес.
В последние годы стали популярны системы управления контентом. С помощью подобных систем легко создать базовый web-проект, а web-интегратор получает возможность развернуть масштабный проект за счет модульности.
Применение системы управления контентом при разработке web-проекта позволило не работать над созданием кода разметки каждой страницы, программированием и интегрированием их графического оформления. Достаточно выбрать готовый модуль, из ранее созданных и протестированных. Интеграция в систему делается по единому стандарту.
Начало развития web-среды происходит в 1990-х годах. Этот период характеризовался относительно невысоким уровнем развития web-технологий и web-проекты способные на интерактивное взаимодействие могли создаваться только программистами. Вся динамика реализовывалась через CGI и другие сложные технологии и сайт обычно представлял собой набор статичных html страниц, подготовленных в html редакторах. После набора, страницы, для осуществления возможности межстраничных переходов, объединялись ссылками и размещались на сервере. Вся работа по обновлению информации и проверке работоспособности проекта перекладывалась на его автора. Если требовалось не просто изменить существующую страницу, а добавить новую, то приходилось решать вопросы, связанные с логическим и физическим внедрением последней в весь проект. И если объем страниц возрастал, то «справляться» с ними становилось еще сложнее. Изменять и расширять динамические проекты было еще более проблематично.
Систем автоматизации всех этих процессов на тот момент практически не было. Однако такое положение длилось относительно недолго, и в дополнение к статичным html страницами, CGI программированию появились более «дружественные» технологии – Asp (конец 1996 г.), ColdFusion (июнь 1995 г.), а позже и PHP. Новые технологии позволили совместить разметку html страниц и несложный программный код, сделав тем самым пассивные html страницы активными. Активность страниц позволила организовать интерактивное взаимодействие с пользователями и при обращении к одной и той же активной странице пользователь мог получать новые данные. В то же время стали создаваться активные страницы для автоматизации определенных действий, например, процесса загрузки файлов на сервер или же процесса создания новых страниц. Такие полезные страницы постепенно собирались во вспомогательные пакеты. Подобные пакеты применялись в типовых задачах. Вскоре разработчики пришли к решению о необходимости создания универсальных систем. Таким образом и появились первые универсальные коммерческие системы управления. Утвердилась и аббревиатура CMS. Позже появились и открытые системы управления. Дальнейшая эволюция этих систем привела к расширению функциональности и теперь они способны работать с темами, модулями, а также управлять другими элементами. Современные системы уже можно смело именовать «системами управления web-проектом».
Сейчас системы управления это не только удобная оболочка-менеджер для пользователя, но и мощный инструмент для web-разработчика (последнее справедливо далеко не для всех систем). Благодаря таким системам, все реже возникает необходимость в разработке web-проектов «с нуля» – подготовленному пользователю достаточно выбрать, установить и настроить существующую систему, чтобы получить приемлемый результат профессионального уровня.
Обучаемому безразлично, на базе какой системы управления функционирует разрабатываемый проект, ему важен результат – информация и способ ее получения. Система управления для обучаемого – это страницы с материалами, навигационные элементы, формы обратной связи, подсказки и т.д., но не более того. Поэтому недостаточно создать удобный и хорошо настроенный проект, необходимо также позаботиться и о его содержании – оно должно быть для обучаемого интересным и актуальным.
Преподаватели, модераторы, администраторы – это лица, которым делегирован набор дополнительных прав. Пользователям такого уровня система управления представляется в расширенном виде – к интерфейсу системы добавляются дополнительные элементы управления или целые административные разделы. В таких разделах администратор может легко и быстро добавлять например новых пользователей, а модератор может вносить правки в оставленные посетителями сообщения и делать другие разрешенные администратором действия.
Одним из примеров систем управления контентом является система «Joomla», написанная на языке PHP и использующая в качестве хранилища содержания базу данных MySQL. «Joomla» является свободным программным обеспечением, защищённым лицензией GPL. Одной из главных особенностей «Joomla» является относительная простота управления при практически безграничных возможностях и гибкости при изготовлении сайтов. Название «Joomla» фонетически идентично слову «Jumla», которое в переводе означает «все вместе» или «единое целое», что отражает подход разработчиков и сообщества к развитию системы. Это название было выбрано сообществом среди многих, прошло проверку профессионалами маркетинга, и было решено, что «Joomla» – это самый удачный выбор.
Система управления содержанием «Joomla» является ответвлением широко известной CMS Mambo. Команда независимых разработчиков отделилась от проекта Mambo по причине несогласия в экономической политике. 16 сентября 2005 года в свет вышла первая версия «Joomla», являющаяся по сути переименованной Mambo и включающая в себя исправления найденных на тот момент ошибок и уязвимостей.
CMS «Joomla» включает в себя различные инструменты для изготовления web-сайта. Важной особенностью системы является минимальный набор инструментов при начальной установке, который обогащается по мере необходимости. Это снижает загромождение административной панели ненужными элементами, а также снижает нагрузку на сервер и экономит пространство на хостинге.
Достоинства «Joomla»:
«Joomla» бесплатна.
«Joomla» развивается профессионалами уже больше 5 лет. Т.е. можно быть уверенным что система будет развиваться и дальше, а сайты написанные на ней будут и дальше актуальны.
Система работает с различными расширениями и модулями. Изначально в нее заложена только базовые компоненты, все остальное можно установить исходя из направленности сайта.
Более 4000 бесплатных и платных расширений.
Система реализована по блочному принципу. У каждого созданного сайта на «Joomla» существует своя шапка, левый и правый блоки, меню и т.д. Такое построение упрощает понимание системы.
«Joomla» позволяет создавать сайты любой сложности.
«Joomla» имеет много платных и бесплатных шаблонов которые легко модифицируются.
Недостатки «Joomla»:
«Joomla» не очень быстра на локальном сервере.
В 2008 году система перешла на новую ступень развития (версия 1.5.х), и часть дополнений, сделанных под версию 1.0.х стали недоступными.
Перспективы и возможности использования Интернета как глобальной интерактивной обучающей среды практически безграничны и, несомненно, их методологический и технологический потенциал огромен и не изучен полностью: они позволяют перейти к использованию принципиально новых технологий обучения, коренным образом видоизменяя его парадигму. Эти технологии, основанные на информационных технологиях, особенно ускорились с появлением широкополосного Интернета и технологий Web2.0, которые в корне видоизменили многие принципы, положенные в основу классического образования.
Благодаря инструментарию Web2.0 у каждого имеется возможность стать автором, а не пассивным потребителем информации в сети Интернет. И эта кардинальная смена в принципах взаимоотношений «человек-компьютер» затронула многие виды деятельности и типы коммуникаций.
До этого Интернет, основанный на технологиях первого веба, контент которого создавался экспертным сообществом, был Интернетом для читателей. С приходом Web 2.0 (2005-2006 гг.) почти у каждого пользователя Сети появилась возможность создавать свой контент, неограниченному количеству пользователей иметь доступ к контенту и совместной с ним работы, создавать гибридный контент, сочетающий различные форматы передачи данных – текстовый формат с графическим, цветовым, визуальным или же звуковым. В 2006 году возникает понятие пишуще-читающего веба (англ.: Read/Write Web), т. е. веба, воплощающего идею его создателя Тима Бернерса – Ли о среде, пространстве, где можно будет общаться, читать, писать…».
Несмотря на то, что значение термина Web 2.0 до сих пор является предметом обсуждений и споров, те исследователи, которые признают его существование, выделяют следующие, свойственные ему особенности, которые могут быть определены через понятия: синдикации, социализации, сотрудничества, интерактивности и открытости.
При этом под социализацией имеется в виду использование технологий, которые позволяют создавать сообщество. Например, если сайт использовать как коммуникативный социализирующий инструмент, то в его концепцию развития в сети должна быть включена возможность индивидуальных настроек сайта и создание личной «пользовательской» зоны (личные файлы, фотографии, видео, блоги), чтобы посетитель ресурса сразу же чувствовал свою уникальность, ощущал, что он имеет свой отрезок личностного пространства на сайте, а также имел возможности для передачи любой информации в режиме он- или оффлайн. Сайт также должен предоставлять платформу, виртуальную площадку для обсуждения определенных проблем, которые интересуют его посетителей и прочее. При формировании сообщества из посетителей сайта большое значение имеет соревновательный элемент, репутация или концепция, которые позволяют сообществу саморегулироваться и создает пользователям дополнительные стимулы для посещения сетевого ресурса. Технологии Web 2.0, образно говоря, – это поощрение, поддержка и доверие «коллективному разуму».
Интерактивность. Web 2.0 - это интернет-платформа, то есть такая технология наполнения сайта содержанием, когда он становится тем лучше, чем больше людей им пользуются — посетители активно формируют сайт, наполняя и многократно редактируя его содержание. В Web 1.0 содержание сайта (во всяком случае, значительной его части) определялось разработчиками, а не пользователями; сайт являлся в основном носителем информации, подобно бумажной книге. Платформы же Web 2.0 выступают, по выражению О'Рейли [7], лишь посредниками между пользователями в обмене их онлайновым опытом, то есть их личным живым знанием.
Синдикация (англ.: mash-up)— полное или частичное использование в качестве источников информации других сервисов Интернет (например, так называемых RSS-каналов), за счет чего пользователю предоставляется новая функциональная возможность работы и контроля при выборе и поиске в Сети нужной информации.
Открытость контента, т.е. при регистрации на сайте второго веба личная информация о пользователе становится открытой или для всех, или для зарегистрированных пользователей того ресурса, где размещается эта информация [2]. К сервисам Web 2.0 относятся следующие коммуникативные платформы:
Блоги и микроблоги (Twitter, Blog.com, ЖЖ);
Социальные сети и системы социальных презентаций (Facebook, MySpace, Linkedln; Second Life; Odnoklassniki.ru; Profeo; etc);
Вики-проекты (Wikipedia);
Социальные закладки (Delicious; Bibsonomy, Zeto);
Мультимедийные системы распространения информации (YouTube, iTunes; Scribd; Flicker; SlideShare);
Системы совместных редакторских офисов (Google.docs and Spreadsheets; Gliffy (diagrams));
Технологии синдикации и нотификации информации (RSS (Really Simple Syndication));
Подкастинг (Podcast people, PodOmatic, PodBean);
Сиcтемы машапа и бриколажа (англ.: мashaps & вricolage), позволяющие форматировать и смешивать разные форматы представления данных и обрабатывать веб-страницы без знания языка HTML (Del.icio.us; SkypeMe; PingMe services; Yahoo Pipes).
Таким образом, Web 2.0 создал такие возможности для коммуникации и работы в Интернете, которые затем привели к формированию на его основе образовательного подхода, получившего аналогичное название Образование Web 2.0 или просто Образование 2.0. (термин был придуман канадским педагогом Стефеном Доунсом) [8, 2, 6]. К особенностям Web 2.0, которые способствовали появлению новой образовательной модели, могут быть отнесены такие его характеристики, как возможность:
быстрого создания пользовательского контента;
возможности редактирования;
совместной работы над любым текстом или проектом;
общения;
хранения больших объемов информации непосредственно в Сети; а не на электронных носителях;
легкость в работе с контентом;
распространение интерфейсов, дружественных для пользователей;
усиление аудиовизуального формата передачи данных;
обнародования любой информации в сети намного увеличиваются, и традиционная приватная информация или информация для избранных становится публичной и доступной всем желающим и некоторые другие свойства.
Интересно, но в сети уже начинают ходить разговоры о том, что эпоха Web 2.0 заканчивается - наступает пора Web 3.0. И если концепция Web 2.0 была построена на социализации, то Web 3.0 или семантический Web [12, 17], подразумевает всеобщую персонализацию сети. Другими словами, новые интернет-сервисы агрегируют данные о каждом пользователе и автоматически подстраиваются к его предпочтениям: например, по запросу пользователя о покупке автомобиля поисковая система должна выдать ответ в виде адреса ближайшего автосалона. Таким образом, Web 3.0 – это технологии, которые позволяют идентифицировать пользователя не как абстрактного посетителя, а как личность и таким образом выдать ему более точную информацию. Например, когда человек спрашивает у знакомого совет о том, как поступить в той или иной жизненной ситуации, собеседник, как правило, просит его более подробно рассказать о себе и о ситуации. Ведь чем большей информацией он обладает, тем точнее, как он полагает, будет его совет. Но если человек обращается к близкому другу, который знает его как личность на протяжении многих лет, то друг вряд ли потребует дополнительной информации в силу того, что она у него уже имеется. Аналогично данная ситуация будет происходить и в сети Web 3.0: чем больше информации пользователь сообщит о себе, тем более точное решение получит от интернет-сервисов, причем данные собираются «… не за счет "набивания" контента пользователем, а в силу того, что система отслеживает выбор и действия пользователей» [1]. Следовательно, Web 3.0 является совершенно другой концептуальной моделью функционирования сети Интернет.
В концепции «Образование 2.0» образование опирается на концепцию Web 2.0. Бесспорно, это вызов системе университетского образования. Но это вызов и для студентов и преподавателей: смогут ли они создать новую систему восприятия информации, когда важно знать не только, где найти информацию и как оценить её достоверность, но и как это делать в темпе современности.
Образование 3.0 основано на следующих принципах:
Принцип торента – равный обмен информацией.
Принцип социальной сети – организация широкой сети контактов по функциональному признаку (хобби, решение задачи).
Принцип Твиттера – короткая, емкая информация с возможностью раскрыть тему при необходимости.
Принцип Блога – обучение через личный опыт и практику.
Приницип Вики – возможность дополнить и откорректировать информацию.
Принцип Поисковика – легкий доступ к необходимой информации.
Принцип Комментов – возможность видеть оценку информации другими членами сообщества.
1.1.3. Концептуальная модель ИОС на основе АОП
В настоящее время существует множество реализаций агентно-ориентированного подхода в обучающих системах. В [31] описана система СДО созданная на основе агентноориентированного подхода. Интеллектуальные агенты авторами рассматриваются как новое направление в постоянно развивающейся области приложений и интерфейсов пользователя. Были рассмотрены основные подходы к разработке автоматизированных образовательных систем на основе мультиагентной технологии, в результате чего выбор был сделан в пользу подхода, при котором самые главные агенты функционируют постоянно, а остальные инициализируются только тогда, когда это необходимо. После выполнения своих функций такие агенты освобождают ресурсы, которые они занимали. Таким образом, достигается значительная экономия вычислительных ресурсов, поскольку постоянно функционируют всего 4 агента:
1. Web Сервер, ядро СДО – Microsoft Internet Information Server 4.0;
2. Сервер баз данных – Microsoft SQL Server 7.0;
3. Сервер для работы с электронной почтой – SMTP Server;
4. Сервер для передачи файлов по Internet – FTP Server.
Остальные агенты инициализируются только при необходимости. Основное преимущество подхода к созданию данной системы – невысокая требовательность к вычислительным ресурсам.
Еще одно преимущество заключается в том, что все агенты, кроме четырех перечисленных выше, написаны на интерпретируемом языке сценариев – VBScript с использованием ASP технологии. Следовательно, они будут работать на любом компьютере с операционной системой Windows 95/NT 4.0 или выше, оснащенной броузером Microsoft Internet Explorer 4.0 или выше.
Основные функции, которые должна выполнять система дистанционного образования:
1. Обеспечивать доступ к образовательной среде только тех пользователей, которые имеют соответствующие права доступа.
2. Обеспечивать удаленную регистрацию пользователя, который имеет право доступа в СДО.
3. Обеспечивать только системного администратора правом изменять атрибуты других пользователей, а также их привилегии.
4. Обеспечивать однозначную идентификацию пользователя в СДО на основе введенных им данных с предоставлением привилегий, которые он имеет.
5. Предоставлять возможность обучаться по выбранному предмету как в режиме online, так и в offline (для этого система позволяет “скачивать” архив при помощи FTP), причем пользователь должен сам управлять процессом своего обучения.
6. Предоставлять возможность проходить тестирование по выбранному предмету, причем на прохождение каждого из тестов отводится определенное количество времени, по истечении которого результаты тестов оцениваются и выставляется оценка на основании информации, которая имеется в системе дистанционного образования по данному тесту.
7. Предоставлять возможность обмениваться информацией между преподавателями и студентами в процессе работы с СДО посредством электронной почты.
8. Иметь средства предоставления преподавателю результатов тестирования студентов, причем с использованием системы поиска "по маске".
9. Должна быть "универсальным контейнером" для предоставления образовательных услуг по любому из существующих предметов. Это означает, что в данной системе должны легко производиться следующие изменения:
добавление электронных учебников по новым предметам, производить обновления учебного материала в них, а также удалять существующие в системе электронные учебники;
добавление тестовых заданий к существующему электронному учебнику, производить их обновления с изменением структуры самих тестовых заданий и удалять существующие тестовые задания.
10. Должна быть реализована функция добавления пользователя любой категории, удаления, а также изменения его атрибутов.
Структурная схема системы дистанционного образования показана на рисунке 4.
Рисунок 4. Структурная схема взаимодействия агентов в СДО
На основании функций, которые должна выполнять система дистанционного образования, она включает в себя таких агентов:
1. Сенсор, который обеспечивает получение информации от пользователя, обмениваясь с ним информационными потоками. Пользователь является внешней средой для СДО (Microsoft Internet Explorer 4.0).
2. Менеджер, обрабатывающий информацию, поступающую от сенсора, и принимающий решение о том, какой из агентов системы и что должен сделать (Microsoft Internet Information Server 4.0).
3. Агент баз данных (Microsoft SQL Server 7.0). Он работает со всеми базами данных, которые необходимы СДО.
4. Почтальон – агент, работающий с сервером электронной почты. Позволяет обмениваться сообщениями между преподавателями и студентами.
5. Агент электронной почты (Microsoft SMTP Server – Simple Mail Transfer Protocol Server). Он предоставляет возможность передавать электронную почту по сети Internet.
6. Агент передачи обучающей информации студенту по выбранному предмету и заданной теме через FTP.
7. Агент передачи файлов по Internet (File Tsansfer Protocol Server).
8. Регистратор – агент, который позволяет регистрироваться в СДО как студенту, так и преподавателю (процесс регистрации – это запоминание в базе данных имени доступа и пароля доступа пользователя с целью дальнейшей его однозначной идентификации в системе).
9. Агент-аутентификатор, который однозначно идентифицирует пользователя в системе по введенным имени доступа и паролю. Он подсказывает системе, какие привилегии есть у данного пользователя.
10. Электронный учитель – агент, предоставляющий студенту информацию для обучения в режиме online. Одно из преимуществ заключается в том, что студент самостоятельно управляет процессом обучения.
11. Мастер проведения тестирования. Данный агент необходим для того, чтобы проконтролировать результаты обучения студента посредством тестирования.
12. Визуализатор – агент, предоставляющий преподавателю результаты тестирования выбранной группы студентов по указанному предмету в удобочитаемой форме.
13. Мастер настройки системы. Он необходим системному администратору (и только он имеет доступ к нему) для настройки правильной работы СДО, для выполнения различного рода обновлений в системе, а также для удаления различного рода устаревшей информации.
Перечисленные выше агенты распределены по функциям, которые они выполняют. В процессе выполнения своих функций агенты взаимодействуют друг с другом.
Для реализации поставленной задачи были выбраны такие программные компоненты:
1. Операционная система – Microsoft Windows NT Server 4.0.
2. Сервер баз данных – Microsoft SQL Server. Он позволяет легко обрабатывать огромные массивы данных, используя структурированный язык запросов – SQL.
3. Сервер для работы с электронной почтой – Microsoft SMTP Server, который предназначен для быстрого и удобного обмена сообщениями посредством электронной почты.
4. Сервер для передачи файлов по Internet. Упрощает передачу файлов.
5. Web броузер – Microsoft Internet Explorer 4.0.
6. Технология создания активных серверных сценариев – Microsoft ASP Technology. Одни HTML-документы являются клиентскими сценариями (выполняются на компьютере клиента), а другие – серверными (выполняются на сервере, а их результаты отправляются клиенту).
7. Язык программирования сценариев – Microsoft VBScript. На нем пишутся как клиентские, так и серверные сценарии, встраиваемые внутрь HTML- документов.
В работе [37] рассматривается подходы, решения, инструментальные средства для организации индивидуального обучения студентов на основе агентно-ориентированного подхода. Многоагентная система (МАС) обучения на уровне кафедры рассматривается как набор ролей и связей между ними, которые определяются должностными инструкциями. Роль рассматривается как абстрактное описание функций должностного лица, поэтому система обучения должна предусматривать выполнение следующих ролей: ЛЕКТОРА, АССИСТЕНТА, ЛАБОРАНТА и СТУДЕНТА. Роли характеризуются полномочиями и обязательствами. Для разработки агентно-ориентированной модели процесса обучения на кафедральном уровне применялась универсальная методология Gaia, позволяющая учитывать особенности системы обучения на макро и микро уровнях. Сам процесс обучения, в соответствии с методологией Gaia, описывается следующими моделями: моделью ролей, моделью взаимодействий, моделью агентов, моделью услуг, моделью связей. Схема организации процесса обучения на основе агентно-ориентированного подхода показана на рисунке 5.
Рисунок 5. Схема организации индивидуального обучения студентов на основе агентно-ориентированного подхода
Полномочия устанавливают ресурсы, которые необходимы для выполнения роли, и возможности (генерировать, читать или изменять информацию). Например, роль СТУДЕНТА включает получение учебного материала, формирование ответов на тестовые задания или экзаменационный билет. В обязанность ЛЕКТОРА входит создание конспекта лекций, ведение журнала успеваемости студентов, составление тестовых заданий и экзаменационных билетов, оценивать ответы студентов. Полномочия роли специфицируются следующими ключевыми словами: read (доступ к информации без возможности её изменять), changes (возможность изменять информацию) и generates (возможность генерировать информацию). Обязательства роли описаны в соответствии с функциями должностного лица и разделены на две категории: жизнеспособность и условия безопасности. Обязательства жизнеспособности показывают "жизненный цикл" роли и они определены регулярными выражениями, включающими деятельность и взаимодействие данной роли. Деятельность определяется действиями, выполняемыми агентом самостоятельно, а взаимодействие с другими ролями - протоколами. Модель агентов описывает используемые в системе агентные типы. Похожие роли (ЛЕКТОР, АССИСТЕНТ) объединены в один агентный тип Преподавателя. Агрегирование нескольких похожих ролей в один тип направлено на оптимизацию вычислительных ресурсов. Решение о совмещении нескольких ролей в один агентный тип не снижает понимание функционального назначения агентов, а только способствует повышению эффективности его программной реализации.
Рисунок 6. Архитектура программного агента Студента.
Физические компоненты агентов представлены в виде классов с определенными отношениями между ними (рисунок 6).
В разрабатываемом проекте в работе ИОС выделяются процессы решения следующих задач:
Оформление обучаемого (формирование для него электронной карты обучаемого) выбор для него требуемой компетенции
Определение начального уровня знаний у обучаемого
Формирование для обучаемого индивидуальной траектории обучения
Наполнение оболочки индивидуальной образовательной среды
Реализация траектории обучения
Тестирование обучаемого.
Рисунок 7. Структура интеллектуальной обучающей системы.
Эти задачи целесообразно разделить между агентами ИОС В качестве основных агентов ИОС выделяются следующие:
Агент планировщик,
Агент оценки знаний обучаемого,
Агент для формирования индивидуальной среды обучения,
Агент для наполнения индивидуального репозитория обучаемого данными (учебными объектами) и знаниями.
Структура ИОС, для данного подхода, представлена на рисунке 7.
|
