автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Исследование и разработка способов фреймового представления структур данных в информационных системах

На правах рукописи

АЗЬМУКО

Наталья Анатольевна

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ФРЕЙМОВОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СТРУКТУР ДАННЫХ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

05 13 01 - Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗШ2СШ5

Иркутск - 2007

003162005

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения» Федерального агентства железнодорожного транспорта РФ

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Молчанова Елена Ивановна

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Новорусский Валерий Владимирович

кандидат технических наук, Мокрый Игорь Владимирович

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет»

Защита диссертации состоится «12» ноября 2007 г в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 218 004 01 при ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения» по адресу 664074, г Иркутск, ул Чернышевского, 15, ауд 803 А

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения»

Автореферат разослан «12» октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Программный комплекс современных информационных систем можно рассматривать как большую и сложную систему, а программный проект и его разработку как предмет исследования методами системного анализа и принятия решений Важным этапом проектирования информационных систем (ИС) является семантическое или концептуальное моделирование данных Выбранная модель данных в значительной мере определяет эффективность создаваемых ИС, в связи с чем, всегда актуальными будут исследования по оптимизации структуры данных Одной из наиболее универсальных моделей, легко адаптируемых к любой отрасли человеческой деятельности, является фреймовая модель Понятие фрейма прекрасно подходит для представления знаний в обучающих системах и данных в информационных базах различной направленности и уровня сложности Кроме того, объединение в структуре фрейма данных и действий над ними с учетом иерархии позволяет оптимизировать процесс алгоритмизации решаемой программным проектом задачи

Целью работы является исследование и разработка способов структурирования данных на основе фреймового представления объектов в информационных системах Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи

> разработать способы объединения во фреймовых структурах пространственного представления объектов и математических методов, обеспечивающих эффект трехмерности;

> на их основе создать набор графических компонентов интерфейса, обладающих свойством трехмерности,

> использовать фреймовое представление информационных структур в обучающих и информационных системах,

> применить созданный набор компонентов интерфейса при разработке дизайна информационных систем

Объектом исследования являются методы структурирования данных в информационных системах

Методами и средствами исследования являются методологические основы теории фреймового представления структур данных, методы объектного

подхода (анализ, проектирование, программирование), методы оперативного анализа и обработки информации

Научную новизну работы составляют следующие положения:

1 Предложена модель фреймового представления объектов в алгоритме формирования трехмерного изображения, объединяющая слоты пространственного положения объекту и присоединенные процедуры, реализующие их визуализацию. На основе разработанной модели создан набор визуальных компонентов и модулей, не зависящий от версии среды Delphi

2 Выполнена классификация уравнений связи, используемых для контроля химического состава вещества в промышленности, экологическом мониторинге и др, что позволило оптимизировать алгоритмы определения числовых параметров этих уравнений с помощью образцов сравнения

3 Разработана структура баз данных (БД) о составе образцов сравнения, ориентированная на работу с таблицами с переменным числом атрибутов, что достигается применением фреймовой модели информации Реализован модуль создания БД и компоненты для визуального выбора элементов группы образцов и оперативного анализа данных

4 Создана компьютерная обучающая система «Эрудит», диалоговый интерфейс которой построен с помощью авторского набора графических компонентов, отличающаяся простотой создания учебных материалов в формате rtf или ppt за счет использования собственного языка мета-данных и возможностью формулирования в вопросах тестов ситуационных задач Для структурирования обучающего материала использовано фреймовое представление знаний

Практическая значимость работы. Авторский набор визуальных 3D компонентов и модулей, не зависящий от версии среды разработки, может быть использован при создании интерфейсов с пользователем диалоговых ИС

Структура БД и модули ее создания и анализа данных могут быть использованы в различных аналитических проектах по контролю химического состава вещества в промышленности, экологии и др

Компьютерная обучающая система «Эрудит», в варианте локальной установки, на протяжении нескольких лет активно используется при проведении плановых занятий и для текущего и итогового контроля знаний студентов в Иркутском медицинском университете (ИГМУ) На базе «Эрудит» создана компьютерная обучающая система «Визуализированные тесты по инфекционным болезням» Она прошла испытания в ГОУ ВПО Московском государственном

медико-стоматологическом университете Росздрава, ГОУ ВПО Тюменской государственной медицинской академии Росздрава, ГОУ ВПО Дагестанской государственной медицинской академии, ГОУ ВПО Астраханской государственной медицинской академии, ГОУ ВПО Башкирском государственном медицинском университете Росздрава, ГОУ ВПО Воронежской государственной академии имени Бурденко Росздрава, ГОУ ВПО Санкт-Петербургском государственном университете им Павлова Росздрава Работа получила гриф УМО для межвузовского использования на территории России

Адаптированная к использованию в архитектуре файл-сервер, система «Эрудит» внедрена в учебный процесс кафедры информатики Иркутского государственного университета путей сообщения (ИрГУПС) для проверки остаточных знаний студентов

На защиту выносятся:

> модель графического фрейма, объединяющего слоты пространственного 5 положения объекта и присоединенные процедуры, реализующие их визуализацию,

> набор визуальных компонентов, обеспечивающих единство стиля оформления приложения, не зависящего от версии среды разработки,

> структура БД, содержащая таблицы с переменным числом атрибутов и модуль ее создания, включая компоненты для визуального выбора элементов группы образцов сравнения и оперативного анализа данных,

> обучающая программа для подготовки пользователей информационных систем, отличающаяся приемом использования языка мета-данных для облегчения формирования файлов документов и возможностью формулирования ситуационных задач

Апробация работы Результаты работы докладывались и обсуждались на

V конференции «Аналитика Сибири и Дальнего Востока» (Новосибирск, 1996),

VI Международной научно-технической конференции «Компьютерное моделирование 2005» (Санкт-Петербург, 2005), V Всероссийской конференции по рентгеноспекгральному анализу (Иркутск, 2006), XI Международной конференции «Информационные и математические технологии в научных исследованиях» (Иркутск, 2006).

Публикации Основное содержание работы опубликовано в 8 статьях, из них 3 в центральной печати, в изданиях рекомендованных ВАК

Объем и структура работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы из 107 наименований и приложений Общий объем -139 стр, основной текст (124 стр), включает 17 таблиц и 32 рисунка ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель, приведены задачи исследования, научная новизна диссертационной работы, выносимые на защиту научные положения и результаты, дана структура диссертационной работы

В первой главе дается описание модели представления знаний в виде фреймов, предложенной М Минским. Проведен системный анализ математических методов, обеспечивающих эффект трехмерности изображения в компьютерной графике Проанализирована концепция геометрического фрейма, лежащая в основе описания объектов Сформулированы задачи и направление исследований Эффективность методологии создания компьютерных программ достигается учетом особенности работы памяти человека и его восприятия информации Воспользуемся понятием фрейма как познавательной структуры, дающей целостное представление об объектах, явлениях и их типах в виде абстрактных образов для представления стереотипа восприятия Структура фрейма представляется в виде N {<Si.Vi.Pi>, ,<8ьУк,Рк>, ,<8ШУШРП>}, где N - имя фрейма; <8к,Ук,Рк> (к=1, ,п) - слот, - имя слота, Ук - значение слота, Рк- процедура

Слоты — это структурные элементы фрейма, заполнение которых приводит к тому, что фрейм ставится в соответствие некоторому объекту или процессу Параметрами слота являются уникальное имя, значение, тип данных и наследование Наследование определяет, какую информацию наследует данный слот из одноименного слота во фрейме верхнего уровня Присоединенная процедура - это служебная программа процедурного типа, используемая в качестве значения слота, запускается по сообщению, переданному из другого фрейма

Концепция фреймов применена в работе при создании ЗБ компонентов интерфейса информационных систем, для структурирования знаний в обучающей программе и при создании БД в образцах сравнения в рентгенофлуорес-центном анализе

Анализ математических методов визуализации ЗО изображения Компьютерные графические технологии моделируют оптические системы формирования изображений, основываясь на классических графических технологиях

Для визуализации 1рафических объектов использованы средства низкоуровневой графической библиотеки OpenGL.

Использование понятия фрейма для описания графических объектов. Для описания объектов и их преобразований используются математические соотношения векторной графики и теории матриц (табл. 1). В классическом описании используются декартовы координаты. Можно однозначно представить любой вегсшр в виде линейной комбинации трех линейно независимых векторов или в виде матрицы. Векторы, образующие базис, определяют конкретную систему координат. Трансформации от одного базиса к другому описываются через матрицы преобразования. Такое описание можно использовать для представления поворота или масштаба, но нельзя использовать для плоскопараллельного смещения или переноса начала координат. Для одинакового представления различных трансформаций объектов с помощью преобразования матриц, используются понятия аффинного пространства, фрейма и однородных координат, Аффинное пространство — это расширение векторного пространства, в которое включен дополнительный тип объектов - точка. Точка отсчета и векторы базиса в совокупности называются фреймом. Любой вектор описывается во фрейме тремя скалярами, а описание точки включает три скаляра и данные о точке отсчета. Концепция фрейма позволяет представ л ять точки и векгары таким образом, что для манипуляций с ними можно использовать единый математический аппарат матричной ачгебры, сохраняя различие между этими объектами. Матрицы преобразовании в компьютерной графике становятся четырехмерными, в отличие от трехмерных матриц в классическом случае. В дан-пом случае можно говорить о геометрическом понятии фрейма, как объекта слотами которого будут точка отсчета и векторы базиса (рис. 1 )

СИСТЕМА ДЕКАРТОВЫХ КООРДИНАТ

Векторы базиса

/- ■ —- Векторы X л

базиса Y Z

1

Рис, 1. Геометрический фрейм

Во второй главе исследованы эффекты визуализации изображения с позиции фреймовых структур, создана модель фреймового представления объектов в алгоритме формирования трехмерного изображения. Предложено объеди-

7

Таблица 1

Сопоставление принципов описания объектов и их преобразований в _классической и компьютерной визуализации_

Классическая визуализация Компьютерная визуализация

1 Для описания объектов и их преобразований используется векторное пространство и система декартовых координат 1 Для описания объектов и их преобразований используется аффинное пространство, однородные координаты, вводится понятие фрейма, как расширение понятия декартовых координат

2 Матрицы преобразований являются трехмерными 2 Матрицы преобразований являются четырехмерными

3. В векторном пространстве любой вектор можно однозначно представить в виде комбинации трех линейно независимых векторов VI, у2, и \'з W = а! VI + а¿42 + а3у3 Скаляры а], а2, аз - это координаты вектора в базисе (У1,у2,уз) 3 В аффинном пространстве любой вектор \У можно однозначно представить в виде комбинации трех линейно независимых векторов = а1У1 + а2у2 + а3у3 или W = а1У1 + а2у2 + азУз+0*Ро Скаляры аь а2, а3 - это координаты вектора в базисе (У1,У2,У3 ,Ро) трехмерного фрейма, где Ра - точка отсчета Для любой точки Р можно записать соотношение Р = Ро + П1У1 + П1У2 + П3У3

4 Если вектор XV представлен в базисе УЬУ2,У3 как \У = ат + а2у2 + а3у3, а в базисе 111,112,113 как W = Ь1111 + Ь2и2 + ЬзИз, то а=М!Ь ,Ь = (М')"а где ГаЛ Ъ1 а= а2 ; Ъ = Ъ2 |_а3] |_Ъ3] а11 а12 а13 М = а п а22 аи |_а31 а32 а^ М - матрица преобразования от базиса (уьу2,у3) к базису (иьи2,из) 4 Если вектор представлен во фрейме У1,У2,УЗ, Ро как W = а,У1 + а2у2 + азУз, а во фрейме щ, 112, из, Оо как W = Ъ1и1 + Ь2и2 + Ъзиз, то а =М*Ь, Ь = (М')"'а где РЧ РЧ а= ' Ъ= Ъг аз Ъ3 |_0 [0 ] а11 а12 а13 0 а21 а22 а23 0 а31 аз2 азз 0 _а41 а42 а43 М М - матрица преобразования от фрейма (у1,у2,у3,Ро) к фрейму (иьи2,и3,(Зо)

5 Изменение базиса не затрагивает положение точки начала координат Такое изменение можно использовать для представления поворота или масштаба Нельзя описать плоскопараллельное смещение или перенос системы координат 5 С помощью операций над матрицами можно вьшолнять комплексное преобразование фреймов

нить в модели фрейма слоты пространственного положения объекта и присоединенные процедуры, реализующие их визуализацию Описана программная реализация моделей фреймового представления объектов в информационных системах Создан набор авторских визуальных OpenGL-компонентов и модулей, не зависящий от версии разработки среды Delphi, предназначенный для создания интерфейса с пользователем в информационных системах Предложена фреймовая модель наследования свойств созданных компонентов

Построение фреймовой модели формирования трехмерного изображения. Используя понятие фрейма, алгоритм построения изображения геометрических объектов можно представить следующими этапами (рис 2)

1 Формирование фрейма реального объекта;

2 Формирование фрейма синтезированного объекта,

3 Формирование фрейма трехмерного объекта, видимого наблюдателем,

4 Формирование фрейма изображения на плоскости проекций

5 Формирование фрейма изображения на экране

Каждый из объектов, участвующих в алгоритме формирования изображения в OpenGL предложено представить в виде отдельного фрейма (рис 3)

Фрейм реальный объект представляет действительный трехмерный объект, который будет моделироваться Он состоит из слотов координаты и свойства Слот свойства состоит из слотов форма, объем, цвет Координаты заданы в декартовой системе

Формирование фрейма синтезированного объекта Фрейм описывает синтезируемый компьютером трехмерный объект, для создания которого используются массивы вершин и графические примитивы библиотеки OpenGL Слот координаты представляет положение объекта в мировом фрейме Слот свойства содержит описание объекта через массив вершин OpenGL, слот атрибуты описывает параметры окраски объекта Для повышения эффективности разработки 3D графических компонентов интерфейса целесообразно объединить в модели фрейма слоты пространственного положения объекта - его свойств и присоединенные процедуры (или функции), реализующие в дальнейшем их визуализацию, и построить иерархию наследования объектов, участвующих в алгоритме формирования изображения Присоединенными функциями являются функции описания графических примитивов и функции задания атрибутов

Объект, заданный посредством

вершин и графических примитивов

отсечение, проецирование

Наблюдатель -синтезированная камера

Объект, видимый наблюдателем

Изображение объекта на плоскости проекций

растровые преобразования, перспективное деление

-\

Изображение

на экране у _у

Рис 2 Алгоритм формирования изображения

Фрейм наблюдатель — синтезированная камера определяет модель наблюдателя, который формирует изображение объекта. Он имеет слот Координаты, задающие положение камеры во фрейме камеры и слот Параметры камеры, в который входят слоты Угол зрения камеры и Ориентация камеры

Фрейм изображение объекта в координатах наблюдателя показывает трехмерное изображение объекта, видимое наблюдателем, описанное во фрейме камеры Фрейм имеет слоты и присоединенные процедуры Слот Координаты определяет положение во фрейме камеры, слот Свойства содержит описание объекта через массив вершин OpenGL, слот Атрибуты описывает параметры окраски объекта К задействованным функциям добавляются функции описания камеры

Формирование фрейма изображения на плоскости проекций Объект и наблюдатель существуют в общем случае в трехмерном измерении, а получаемое изображение является двухмерным.

Для создания изображения необходимо выполнить преобразования отсечения и проецирования (с помощью матрицы проецирования,) Определим фрейм изображения на плоскости проекций. Слот Координаты задает положение объекта К присоединенным процедурам добавляются функции нормализации, функции отсечения, функции геометрических преобразований, функции проецирования

Формирование фрейма изображения на экране. После проецирования выполняется преобразование в растр и переход в систему координат экрана, используются функции перспективного деления Фрейм изображение объекта на экране описывает двухмерное изображение на экране Он также имеет слоты и присоединенные процедуры Слот Координаты задает положение объекта в экранной системе координат, к присоединенным процедурам добавляются функции перспективного деления и функции преобразования в растр

Объединение в модели фрейма слотов пространственного положения объекта и присоединенных процедур, реализующих их визуализацию, позволяет представить алгоритм формирования изображения объекта как последовательный процесс развития единого целого Фреймовая модель формирования трехмерного изображения применена в работе для построения OpenGL компонентов и модулей

Программная реализация предложенного алгоритма формирования изображения (авторские компоненты и модули) Для создания авторских компонентов и модулей использована объектно-ориентированная модель среды Delphi Возможность отображения 3D объектов достигается с помощью добавленных методов, которые реализуют присоединенные процедуры Компонент - градиентно-окрашенная панель

Класс - TGradientPanel Иерархия - TObject - TPersistent - TComponent - TCon-trol - TWmControl - TCustomPanel Модуль - GradientPanel. Орисание: GradientPanel представляет собой панель, которая имеет двухцветную градиентную заливку Добавлены свойства компонента TGradientPanel Colorí - Type TColor, Определяет первый цвет градиентной заливки Coloi2 - Type TColor, Определяет второй цвет градиентной заливки

il

Основные методы - добавлены методы SetDCPvcelFormat - установка формата пикселя для OpenGL, ImtiahzeRC - инициализация источника света, остальные методы наследуются от классов-предков Перекрыты методы Paint, Destroy и Create

Компонент - градиентная заливка родительской формы

Класс - TGradientFillForm Иерархия - TObject - TPer sis tent - TComponent -TControl - TWmControl - TCustomPanel Модуль - GradientFillForm Описание GradientFillForm представляет собой панель, которая имеет градиентную заливку двумя цветами и автоматически заливает собой всю поверхность формы, на которой находится Добавлены свойства компонента TGradientFillForm Colorí - Type TColor, Определяет первый цвет градиентной заливки Color2 - Type TColor, Определяет второй цвет градиентной заливки Основные методы - добавлены методы SetDCPixelFormat - установка формата пикселя для OpenGL, InitialvzeRC - инициализация источника света, остальные методы наследуются от классов-предков Перекрыты методы Paint, Destroy и Create

Компонент - панель с трехмерным текстом

Класс - TTextPanel Иерархия - TObject - TPersistent - TComponent - TControl -TWmControl - TCustomPanel Модуль - TextPanel.

Описание- TextiPanel представляет собой панель, на которую можно выводить трехмерный текст, созданный с помощью библиотеки OpenGL (рис 5)

Основные методы - добавлены методы SetDCPixelFormat - установка формата пикселя, ImtiahzeRC - инициализация источника света, PreOutText - подготовка символов, OutText (Litera PChar) - формирование дисплейных списков и вывод символов на экран, остальные методы наследуются от классов-предков Перекрыты методы Paint, Destroy и Create.

Для создания окон диалога с пользователем и оформления были созданы следующие модули форм

• модуль формы, содержащей панель с трехмерным текстом,

• модуль формы, содержащей панель с вращающимся трехмерным текстом,

• модуль формы, содержащей панель с вращающимся трехмерным объектом, залитым текстурой

I,

\ \

! .

СИИТеЭИ камера

слоги

координаты

ко орди нат ы (: фра й м

камеры)

свойства (объект описай через графические примитивы)

слоты

координаты

шВШШШР

I ' 1 ii.ii . ■

:ксординаты. ■

Свойства (объект опи сан через графические Ир И МИТЕ Вы)

слоты

I ' 1 ii.ii . ■

к.. >рли;ити

с» >Й1 Л5а {фбьент <>си ейачерйграфяческке примитивы)

свойства (объект опи сан через графические примитивы)

Присоединенные ф-и.

ко орди нат ы (: фра й м камеры)

свойства (объект описай через графические примитивы)

геометрических преобразований

¿еаттричесю!* преобрщыганьй

проецирования

описания трафическвх

ПрНЧИЯШ ж

задания атрибутов

описания камеры

описания графических примитивов

задания атрибутов

описания камеры

опи с.ания гр а ф и ч ески :< прнмнтавов

вершины

-*■ вершины

Рис, 3. Фреймовая модель построения

изображения ЗВ объекта

Экран

Присоединенный ф-и.

жоор^иааты (мировой фрейм).

свонс-ттэа (объект описан через графические примитивы)

Присоединенные о-и:

вершины Уп:—

пиксели

Рис. 5. Пример компонента TextPanel па форме

В третьей главе выполнена классификация уравнений связи, применяемых в рентгенофлуоресцентной методе анализа (РФА), показано, что для определения эмпирических числовых параметров уравнений связи любого вида требуется выборка образцов сравнения известного химического состава. Описана программная реализация мастера создания Базы данных образцов сравнения (ОС) для определения числовых параметров этих уравнений. Структура базы данных ориентирована на работу с таблицами с переменным числом атрибутов. Для структурирования БД использована фреймовая модель информации об ОС. Мастер создания БД выполнен в виде компонента "Delphi, который может быть добавлен в любой аналитический проект. Созданы отдельные компоненты, предназначенные для визуального выбора элементов группы и оперативного анализа данных БД, Эти компоненты могут быть использованы в других естественнонаучных проектах.

Классификация моделей зависимости интенсивности рентгеновской флуоресценции от химического состава вещества. Создание автоматизированных систем аналитического контроля (АСАК) - датчика в автоматизированных системах управления технологическими процессами, является одним из важных направлений технического прогресса в промышленности, связанной с переработкой сырья. Весьма перспективным методом, используемым в АСАК, является РФА, который широко внедряется в аналитическую практику предприятий машиностроения, черной и цветной металлургии. В основе любого программного обеспечения, применяемого в РФА, лежат уравнения связи, позволяющие

пересчитать измеренные от пробы интенсивности рентгеновской флуоресценции элементов, в их искомые содержания. ,

В общем случае расчет содержания (Сг) определяемого элемента 1 осуществляется по выражению

с,=с,р, с; =/(!,)

5

Здесь функция Р1 включает всю совокупность матричных эффектов, действующих на интенсивность аналитической линии7,элемента 1 Величина С* обозначает приведенное содержание элемента 1, соответствующее измеренной величине I, при отсутствии влияния элементов J

В способе фундаментальных параметров расчет функции выполняется непосредственно в точке анализируемой пробы по полному выражению для интенсивности рентгеновской флуоресценции Использование этого способа на практике часто приводит к расходимости итераций в расчете искомых содержаний элементов в пробе

Альтернативой способу фундаментальных параметров служит путь упрощения расчетов за счет аппроксимации функции приближенной зависимостью от химического состава образцов К настоящему времени предложено большое количество подобных вариантов уравнений связи

Запись общего вида уравнений связи, наиболее распространенных при РФА сталей, можно получить разложением в ряд Тейлора (в линейном приближении) функции обратной удельной интенсивности (С, /I,) определяемого элемента или применением теоремы Лагранжа о среднем в точке ОС (опорный образец)

С^СУ^^АС,) ^ (1)

J

где С] ж С/ - содержание влияющего элемента ] в анализируемом и опорном образце соответственно, ад дифференциальный коэффициент влияния элемента J на интенсивность I, флуоресценции элемента 1

В работе предложено классифицировать существующее многообразие форм уравнения (1) по следующим критериям

• выбору переменных в выражении (1) при описании зависимости

• выбору опорного образца и заданием вида функции С,

• способу учета зависимости коэффициентов влияния сц от состава образцов (табл 2)

Классификация уравнений связи по трем выделенным признакам позволяет выделить общие черты в различных алгоритмах расчета искомых содержаний элементов и изыскать пути повышения точности вычислений для каждой из выделенных групп Важно отметить также, что независимо от того, какой опорный образец (одноэлементный или многокомпонентный) и способ определения а-коэффициентов (экспериментальный или теоретический) используется в данном алгоритме, для градуирования зависимости С,*=/(1) всегда необходим набор образцов сравнения известного состава, информацию о которых необходимо накапливать и анализировать В связи с чем, возникают задачи оптимизации структур данных для хранения подобной информации

^ Таблица 2 Модели зависимости а,,=Т(С )_

Авторы --> ад=/(С ) для образца

бинарного многокомпонентного

Клайс-Квиншн Тертиан Лачанс-Клайс Расбери-Хсйнрич Брол-Тертиан Руссо а\ = а0 + а1С] а,С. а„ - а0 н--—- * С1+а2(1-С,) сс,С а^а° + 1 + а2(1-С]) «С^-^/ес,/*,; ' 1-',С, «у =«»+2 а№С* к*1 /У = ' 1-1,'А !

Обработка и структурирование данных об образцах сравнения в информационной системе по рентгенофлуоресцентному анализу Даже в рамках одной лаборатории обычно анализируют широкий круг материалов, разнообразного химического состава В качестве ОС могут быть использованы государственные стандартные образцы, стандартные образцы предприятия, а иногда даже производственные пробы, проанализированные химическим методом. Ин-

формация об ОС {химический состав, физико-химические свойства, дата и точность аттестации) должна накапливаться, анализироваться и обновляться. Элементный состав каждого из анализируемых продуктов может быть индивидуален, а количество этих элементов иногда исчисляется десятками. В таких условиях создание общей реляционной таблицы химического состава ОС приведет к необходимости хранить множество значений типа Null.

Кроме того, в ОС действительно могут встречаться содержания элементов равные пулю. Можно предложить схему БД химического состава ОС, свободную от этих недостатков. С этой целью, воспользовались фреймовым представлением информации об ОС, структурировав ее в виде дерева (рис. 6).

Фрейм верхнего уровня образец сравнения является суперклассом и не имеет слогов. Фрейм группа представляет определенный тип ОС и имеет уникальный набор слотов - Символов химических элементов состава, а также дополнительный слот - Тип материала, характеризующие его физико-химические характеристики, а также слоты: Число ОС в группе и MIN, МАХ содержания элементов по группе. Слоты Содержания элементов во фрейме группа не имеют определенных значений, Значения слотов число ОС в группе и MIN, МЛХ содержания элементов по ipynne рассчитываются динамически в процессе заполнения данных. Фрейм имя ОС является объектом класса группа и наследует от него символы элементов и значения слота тип материала. Каждый фрейм имя ОС характеризуется уникальным набором слотов Содержагшй элементов, определяющим его химический состав, и симметричным набором слотов, ха-

растеризующим точность аттестации этих содержаний Этот фрейм имеет дополнительные слоты - Марка, Тип ОС и Дата аттестации

Функциональные возможности модуля создания БД Создание базы данных выполняется по шагам с помощью Мастера создания базы данных На первом шаге мастера необходимо ответить на вопрос, будет ли создаваемая таблица содержаний компонентов в ОС представлена единой таблицей с общим для всех анализируемых продуктов набором элементов, или необходимо сгруппировать материалы, близкие по физико-химическим свойствам, и сформировать для каждой группы свой набор элементов На втором шаге, если группировка не выполняется, то с помощью таблицы Менделеева формируется общий набор элементов. Если группировка продуктов должна быть выполнена, то на втором шаге формируются группы, а на шаге 2а формируется набор элементов для каждой группы На третьем шаге заполняются таблицы содержания и доверительных интервалов аттестации образцов созданных групп Просмотр таблиц может быть выполнен в различных проекциях Для выделенных групп предусмотрена возможность выполнения итоговых вычислений (MIN, МАХ) и вывод информации на печать Поскольку задачи создания БД ОС возникают не только при использовании РФА, но они типичны для любых физических, физико-химических и химических методов анализа, Мастер создания базы данных выполнен в виде модуля Delphi, который может быть добавлен в любой аналитический проект

Для визуального выбора элементов группы создан компонент экранной формы в виде таблицы Менделеева, который также может быть использован в других естественнонаучных проектах Компонент дает возможность выбирать элементы таблицы Менделеева и передавать их параметры (символ, название элемента, порядковый номер) другому модулю, который будет их использовать (рис 7) В процессе работы с выбранной группой ОС, оператору предоставляется возможность динамически контролировать ММ, МАХ содержания каждого элемента в группе Эта возможность необходима, как при формировании базы данных, так и при ее использовании для целей разработки методики РФА С этой целью создан компонент TSelectionl Если разработка конкретной методики РФА предусматривает определение не всех элементов, входящих в состав ОС группы, оператору предоставляется уменьшить размеры обрабатываемых матриц, с помощью компонента TS election

,,,_.. SB FT SS | Nd Щ Pm & Sm к

... цврий орваесйи Mi<MMM 1лрОГ>*ТМй самарий

Th 90 St у 32 } % 9Э pu ¿4' д^ 35". Cm 36 rtf, О 93 Ea 33 Fm 1(30 Mt* Ш Ite m l b «3

,___:_.i.T-Cp.^ l.nOcff^Tv^tf?.»* . f п.ътончн!? -»-ict»«^KKjPHfj

. . . _________.__.... Тйяы лта^воиадрв их хзаа^ркст^нз

; J типы материалов первой груНЫ

?■'- V* \ ! -г I- - r-wwf

7ЁЛ .33.41.50.75.

8 S,3e_y,JJb.SrJ=ie.

Рис. 7. Компоненты TMcndel, TDbGrid в окне формы

В четвертой главе дается описание компьютерной обучающей системы «ЭРУДИТ» и используемой в пей фреймовой модели информации. Система должна удовлетворять следующим требованиям:

1. Простота работы с интерфейсами пользователя, простота создания учебников и тестов;

2. Иметь привлекательный дизайн;

3. Устанавливаться ira локальном компьютере;

4. Функционировать под управлением стандартной ОС Windows;

5. Взаимодействовать с компонентами Microsoft: Office;

6. Обеспечить возможность обучения и контроля знаний;

7. Обеспечивать создание ситуационных задач.

Для реализации первого требования был разработан специальный тип мета-данных, включение которых в файл типа .rtf позволяет форматировать текст и управлять данными в процессе функционирования системы. Мета-данные содержат ключевые слова для внедрения различных используемых в обучающей системе объектов: вопросов, ответов, текстов, графических объектов (ри-

сунков), звуков, видео-фрагментов, презентаций, ситуационных задач, параметров итогового контроля

В целях повышения привлекательности дизайна интерфейса при оформлении использованы разработанные компоненты OpenGL При структурировании обучающего материала использовано фреймовое представление информации

Фреймовая модель информации в компьютерной обучающей системе (КОС). Научно доказано, что визуально отображенная информация легче воспринимается и запоминается, поэтому весь материал рассматриваемой области знания упорядочивается в виде многоуровневой иерархической структуры, которую можно реализовать с помощью фреймов. Следовательно, такая модель может быть использована для представления знаний, которые сформированы у обучаемого в ходе изучения данной предметной области Поэтому логично структуру информации создаваемой КОС представить в виде фреймов (рис 8).

На самом верхнем уровне структуры находится фрейм, который ставится в соответствие всему учебному материалу данной области, на самом нижнем -фрейм, представляющий возможность оценки результата усвоения всего объема материала Каждый фрейм, кроме фрейма верхнего уровня, содержит набор слотов Поскольку создаваемая КОС должна предоставлять возможность обучения и контроля усвоения учебного материала по данной области знаний, фрейм концепта «подтема» содержит слоты, условно названные учебник и тест Число N таких фреймов произвольно (рис 8) Слоты учебник содержат информацию о составе материала, представленного данным фреймом мультимедиа ресурсы, предметные презентации, электронные документы, лабораторные работы и т д. Слоты тест содержат контрольные вопросы и варианты ответов Фрейм нижнего уровня формируется из слотов - тест Часть его слотов унаследованы от этих фреймов, и содержат сами вопросы и варианты ответов на них Для того чтобы регулировать относительную значимость данной подтемы для усвоения всего материала введено два дополнительных слота- число вопросов по подтеме, отбираемых случайным образом в контрольный тест, и минимальный процент правильных ответов на вопросы данной подтемы, определяющий порог ее усвоения

С использованием данной модели, разработаны файловая структура исходных данных, алгоритмы создания электронных учебников, проведения тестирования и оценки качества усвоения материала. «Эрудит» состоит (рис 8)

20

Рис. 8. Схема взаимодействия фреймовой модели данных, обучающего и контролирующего модулей

из двух модулей, которые могут работать в различных режимах независимо друг от друга

Обучающий модуль предназначен для проведения занятий или самостоятельного освоения нового материала Обучение организовано по подтемам Материал по каждой подтеме включает в себя теоретическую часть и вопросы Процесс обучения можно построить различными способами, в нем предусмотрена возможность перехода между вопросами и теоретическим материалом

Модуль, контролирующий уровень усвоения материала, предназначен для проведения тестирования по любому количеству избранных подтем Из каждой подтемы для проведения теста можно выбрать любое количество вопросов В результате формируются разные билеты для каждого тестируемого. В приложении приведены акты внедрения ЗАКЛЮЧЕНИЕ Настоящая работа представляет собой комплексное исследование, посвященное применению модели фреймового представления объектов при создании набора трехмерных графических компонентов, а также в процессе структурирования информации в ИС Основные результаты работы 1. Выполнен системный анализ математических методов, обеспечивающих эффекты визуализации изображения в компьютерной графике, что позволило выделить основные операции, используемые для трехмерного представления объекта Проанализирована концепция геометрического фрейма и алгоритм формирования изображения объекта. Показано, что геометрический фрейм ограничен в своей структуре только слотами данных и не содержит присоединенных процедур

2 Предложено объединить в модели фрейма слоты пространственного положения объекта и присоединенные процедуры, реализующие их визуализацию Построена иерархия наследования объектов, участвующих в алгоритме формирования изображения На основе этого разработан набор визуальных OpenGL-компонентов и модулей, не зависящий от версии среды Delphi

3 Выполнена классификация уравнений связи, применяемых в РФА Показано, что для определения эмпирических числовых параметров уравнений

связи любого вида требуется выборка ОС известного химического состава

4 На основе фреймовой модели информации об ОС предложена структура БД, ориентированная на работу с таблицами с переменным числом атрибутов С использованием авторского набора компонентов выполнена программная реализация модуля создания БД о составе ОС для градуирования методик анализа химического состава вещества. Модуль создания БД может быть добавлен в любой аналитический проект

5 Предложен язык мета-данных, внедряемых в текст документа, что позволяет создавать учебные материалы в КОС в формате rtf или .ppt и формировать ситуационные задачи Для структурирования обучающего материала использовано фреймовое представление знаний На основе этого разработана компьютерная обучающая система «Эрудит» Диалоговый интерфейс КОС построен с помощью авторского набора графических компонентов

Список опубликованных работ по теме диссертации

в изданиях, рекомендованных ВАК

1 Молчанова Е И, Смагунова А Н, Козлов А В , Азьмуко Н А Уравнения связи в рентгенофлуоресцентном анализе // Заводск лаборатория - 1994 Т 60 - №2 -С 12-21

2 Молчанова Е И, Смагунова А Н, Гуничева Т Н, Смагунов А В , Азьмуко Н А, Поспелов А Л Зависимость правильности результатов рентгеноф-луоресцентного анализа сталей от выбора алгоритма учета влияния химического состава образцов на величину а-коэффициентов в теоретических уравнениях связи // Журн аналит химии - 1995 -Т.50 - №6 - С 595-599

3 Азьмуко Н А Разработка модели фреймового представления объектов в алгоритме формирования трехмерного изображения// Системы управления и информационные технологии, 2007 - №3 1(29) - С 108-112

в других изданиях

4 Черкасова (Азьмуко) Н А, Молчанова Е И Информационная система для разработки методик ренггенофлуоресцентоного анализа (РФА) // Сборник научных статей «Информационные технологии и проблемы математического моделирования сложных систем» - Иркутск ИрГУПС, 2004 - вып 1 - С. 16-22

5 Азьмуко НА Мастер создания базы данных образцов сравнения для рентгенофлуоресцентного определения химического состава вещества // Ком-

пьютерное моделирование 2005 Труды VI Международной научно-технической конференции СПб. Из-во Политехнического университета, 2005 -С 354-355.

6. Азьмуко H А Компьютерная обучающая система «Эрудит» // Труды XI Международной конференции «Информационные и математические технологии в научных исследованиях» Часть II.- Иркутск ИСЭМ СО РАН, 2006 - С 255-262

7 Азьмуко H А ' Создание набора визуальных компонентов с использованием библиотеки OpenGL // Труды XI Международной конференции «Информационные и математические технологии в научных исследованиях» Часть II - Иркутск ИСЭМ СО РАН, 2006 - С 279-284.

8. Азьмуко Н.А Применение фреймовой модели структуры информации в компьютерной обучающей системе «Эрудит»// Сибирский медицинский журнал, 2007-№ 4. - С 70-72

Подписано в печать 05 10 2007 Формат 60x84Vj5 Бумага офсетная Печать трафаретная Гарнитура Times Уел печ л 1,395 Тираж 120 экз Заказ № 1070

Глазковская типография 664039, Иркутск, ул. Гоголя, 53 Тел (3952) 38-78-40

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ В СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ.

1.1. Существующие модели представления знании.

1.2. Математические методы визуализации изображения.

1.2.1. Сопоставление возможностей низкоуровневых графических библиотек для построения интерфейсов информационных систем.

1.2.2. Принципы формирования изображения.

1.2.3. Использование понятия фрейма для описания графических объектов

1.2.4. Аффинные преобразования.

1.2.5. Базовые аффинные преобразования графических объектов.

1.3. Задачи и направления исследований.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ФРЕЙМОВОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОВ В АЛГОРИТМЕ ФОРМИРОВАНИЯ ТРЕХМЕРНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.

2.1. Представление объектов в алгоритме формирования трехмерного изображения.

2.1.1. Базовые фреймы и матрицы.

2.1.2. Модель формирования трехмерного изображения.

2.2. Программная реализация предложенного алгоритма формирования изображения (авторские компоненты и модули).

2.3. Выводы.

ГЛАВА 3. ОБРАБОТКА И СТРУКТУРИРОВАНИЕ ДАННЫХ В ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ ПО

РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОМУ АНАЛИЗУ.

3.1. Требования к информационной системе.

3.2. Классификация моделей зависимости интенсивности рентгеновской флуоресценции от химического состава вещества.

3.3. Фреймовая модель данных и ее программная реализация.

3.4. Компоненты для оперативного анализа БД.

3.5. Выводы.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРИРОВАНИЕ ДАННЫХ И ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ.

4.1. Требования, предъявляемые к разрабатываемой системе.

4.2. Сравнения с аналогичными программами.

4.3. Фреймовая модель информации в КОС.

4.4. Обучающий модуль.

4.5. Модуль, контролирующий уровень усвоения материала.

4.6. Наиболее часто используемые модели тестирования знаний.117 :

4.7.0пнсанне используемой в КОС модели тестирования.

4.8. Использование КОС в учебном процессе ИрГУПС, ИГМУ и других вузов

4.9. Выводы.

Актуальность работы. Программный комплекс современных информационных систем можно рассматривать как большую и сложную систему, а программный проект и его разработку как предмет исследования методами системного анализа и принятия решений. Важным этапом проектирования информационных систем (ИС) является семантическое или концептуальное моделирование данных [1]. Выбранная модель данных в значительной мере определяет эффективность создаваемых ИС, в связи с чем, всегда актуальными будут исследования по оптимизации структуры этих данных. Одной из наиболее универсальных моделей, легко адаптируемых к любой отрасли че-, ловеческой деятельности, является фреймовая модель. Понятие фрейма прекрасно подходит для представления знаний в обучающих системах и данных в информационных базах различной направленности и уровня сложности. Кроме того, объединение в структуре фрейма данных и действий над ними с учетом иерархии позволяет оптимизировать процесс алгоритмизации решаемой программным проектом задачи.

Целыо работы являлось исследование и разработка способов структурирования данных на основе фреймового представления объектов в информационных системах. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: разработать способы объединения во фреймовых структурах пространственного представления объектов и математических методов, обеспечивающих эффект трехмерности; на их основе создать набор графических компонентов интерфейса, обладающих свойством трехмерности; использовать фреймовое представление информационных структур в обучающих и информационных системах; применить созданный набор компонентов интерфейса при разработке дизайна информационных систем. Объектом исследования являются методы структурирования данных в информационных системах.

Методами и средствами исследования являются методологические основы теории фреймового представления структур данных, методы объектного подхода (анализ, проектирование, программирование), методы оперативного анализа данных.

Научную новизну работы составляют следующие положения:

1. Предложена модель фреймового представления объектов в алгоритме формирования трехмерного изображения, объединяющая слоты пространственного положения объекта и присоединенные процедуры, реализующие их визуализацию. На основе разработанной модели создан набор визуальных компонентов и модулей, не зависящий от версии среды Delphi.

2. Выполнена классификация уравнений связи, используемых для контроля химического состава вещества в промышленности, экологическом мониторинге и др., что позволило оптимизировать алгоритмы определения числовых параметров этих уравнений с помощью образцов сравнения.

3. Разработана структура БД о составе образцов сравнения, ориентированная на работу с таблицами с переменным числом атрибутов, что достигается применением фреймовой модели информации. Реализован модуль создания БД и компоненты для визуального выбора элементов группы образцов и оперативного анализа данных.

4. Создана компьютерная обучающая система «Эрудит», диалоговый интерфейс которой построен с помощью авторского набора графических компонентов, отличающаяся простотой создания учебных материалов в формате .rtf или .ppt за счет использования собственного языка мета - данных и возможностью формулирования в вопросах тестов ситуационных задач. Для структурирования обучающего материала использовано фреймовое представление знаний.

Практическая значимость работы. Авторский набор визуальных 3D-компонентов и модулей, не зависящий от версии среды разработки, может быть использован при создании интерфейсов с пользователем диалоговых ИС.

Структура БД и модули ее создания и анализа данных могут быть использованы в любом аналитическом проекте по контролю химического состава вещества в промышленности, экологии и др.

Компьютерная обучающая система «Эрудит», в варианте локальной установки, на протяжении нескольких лет активно используется при проведении плановых занятий и для текущего и итогового контроля знаний студентов в Иркутском медицинском университете (ИГМУ). На базе «Эрудит» создана компьютерная обучающая система «Визуализированные тесты по инфекционным болезням». Она прошла испытания в ГОУ ВПО Московском государственном медико-стоматологическом университете Росздрава, ГОУ ВПО Тюменская государственная медицинская академия Росздрава, ГОУ ВПО Дагестанской государственной медицинской академии, ГОУ ВПО Астраханской государственной медицинской академии, ГОУ ВПО Башкирском государственном медицинском университете Росздрава, ГОУ ВПО Воронежской государственной академии имени Бурденко Росздрава, ГОУ ВПО Санкт-Петербургском государственном университете им. Павлова Росздрава. Работа получила гриф УМО для межвузовского использования на территории России.

Адаптированная к использованию в архитектуре файл-сервер, система «Эрудит» внедрена в учебный процесс кафедры информатики Иркутского государственного университета путей сообщения (ИрГУПС) для проверки остаточных знаний студентов.

На защиту выносятся: модель графического фрейма, объединяющего слоты пространственного положения объекта и присоединенные процедуры, реализующие их визуализацию;

• набор визуальных компонентов, обеспечивающих единство стиля оформления приложения, не зависящего от версии среды разработки; структура БД, содержащая таблицы с переменным числом атрибутов; и модуль ее создания, включая компоненты для визуального выбора элементов группы ОС и оперативного анализа данных; обучающая программа для подготовки пользователей информационных систем, отличающаяся приемом использования языка метаданных для облегчения формирования файлов документов и возможностью формулирования ситуационных задач.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на V конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока" (Новосибирск, 1996), VI Международной научно-технической конференции «Компьютерное моделирование 2005» (Санкт-Петербург, 2005), V Всероссийской конференции по рентгеноспектральному анализу (Иркутск,2006), XI Международной конференции «Информационные и математические технологии в научных исследованиях» (Иркутск, 2006).

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 8 статьях, из них 3 в центральной печати, в изданиях рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы из 107 наименований и приложений на 139 стр. (основной текст 124 стр.), включает 17 таблиц и 32 рисунка.

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Выполнен системный анализ математических методов, обеспечивающих эффекты визуализации изображения в компьютерной графике, что позволило выделить основные операции, используемые для трехмерного представления объекта. Проанализирована концепция геометрического фрейма и алгоритм формирования изображения объекта. Показано, что геометрический фрейм ограничен в своей структуре только слотами данных и не содержит присоединенных процедур.

2. Предложено объединить в модели фрейма слоты пространственного положения объекта и присоединенные процедуры, реализующие их визуализацию. Построена иерархия наследования объектов, участвующих в алгоритме формирования изображения. На основе этого разработан набор визуальных OpenGL-компонентов и модулей, не зависящий от версии среды Delphi.

3. Выполнена классификация уравнений связи, применяемых в РФА. Показано, что для определения эмпирических числовых параметров уравнений связи любого вида требуется выборка ОС известного химического состава.

4. На основе фреймовой модели информации об ОС предложена структура БД, ориентированная на работу с таблицами с переменным числом атрибутов. С использованием авторского набора компонентов выполнена программная реализация модуля создания БД о составе ОС для градуирования методик анализа химического состава вещества. Модуль создания БД может быть добавлен в любой аналитический проект.

5. Предложен язык мета - данных, внедряемых в текст документа, что позволяет создавать учебные материалы в КОС в формате .rtf или .ppt и формировать ситуационные задачи. Для структурирования обучающего материала использовано фреймовое представление знаний. На основе этого разработана компьютерная обучающая система «Эрудит». Диалоговый интерфейс КОС построен с помощью авторского набора графических компонентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая работа представляет собой комплексное исследование, посвященное применению модели фреймового представления объектов при создании набора трехмерных графических компонентов, а также в процессе структурирования информации в ИС.

1. Информационная технология исследований и развития энергетики / Л.Д. Криворуцкий, Л.В. Массель. - Новосибирск «Наука». Сиб. издательская фирма РАН, 1995.- 160 с.

2. Quillian, М. Ross. Semantic memory. Unpublished PhD dissertation, Carnegie Institute of Technology, Pittsburg, Pennsylvania. 1966

3. Quillian, M. Ross. A revised design for an understanding machine. Mechanical Translation, 7. 1967

4. Quillian, M. Ross Word concepts: A theory and simulation of some basic semantic capabilities. Behavioral Science, 12,410-430. 1967

5. Quillian, M. Ross, A. M. Collins Retrieval time from semantic memory. Journal of Verbal Learning and Verbal Behaviour, 8,240-247 (with).

6. Quillian, M. Ross The teachable language comprehender: A simulation program and theory of language. Communications of the Association for Computing Machinery, 12,459-476. 1969

7. Минский M. Фреймы для представления знаний, М.: Энергия, 1979.-151 с.

8. Марвин Минский Психология машинного зрения, М.: Мир, 1978.-96 с.

9. Фомин Г.В. Трехмерная графика за неделю. Практическое руководство по OpenGL + Direct. Ростов н/Д ООО « Терра » 2000. 136 с.

10. Эйнджел Э. Интерактивная компьютерная графика. Вводный курс на базе OpenGL.-M.: Издательский дом «Вильяме», 2001.-592 с.

11. Рентгенофлуоресцентный анализ / Афонин В.П., Комяк Н.И., Николаев В.П., Плотников Р.И.- Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1991.-173с.

12. Jongh W.K. X-ray fluorescence analysis applying theoretical matrix correction stainless steel // X-Ray Spectrometry.-1973.-Vol.2, N 4.-P. 151-158.

13. Лаврентьев Ю.Г., Кузнецова А.И. Уравнения связи в рентгеноф-луоресцентном анализе // Заводск. лаборатория»-1979.-Т.45, № 4.-С. 315-326.

14. Никольский А.П„ Афонин В.П., Верховский Б.И., Межевич А.Н. Состояние автоматизированного рентгенофлуоресцентного анализа и его применение в аналитическом контроле // Журн. аналит. химии.-1982.-Т. 37, № 2.-С.- 327-337.

15. Котляров Я.Б., Плотников Р.И., Прошкина Н.А. Метод парциальных коэффициентов влияния в рентгеноспектральном анализе.-Jl., 1980.-Деп. в ВИНИТИ.-№ 2356-80.

16. Журавлев Ю.А. Учет матричного эффекта и микрогетерогенности проб при рентгенофлуоресцентном анализе сталей и никелевых сплавов, применяемых в энергетическом машиностроении: Автореф. дис. .канд.техн.наук.-М., 1987.-16 с.

17. Lucas-Tooth H.J., Рупе С. The accurate determination of major constituents by X-ray fluorescent analysis in the presence of large interelement effects // Advances X-Ray Anal -1964.-Vol. 7.-P. A23-341.

18. Применение метода множественной регрессии в рентгено-ектральном анализе / С.М.Гурвич, Б.Д.Калинин, А.Н.Межевич и др. // Аппаратура и методы рентгеновского анализа. -JL, 1974.-Вып. 13.-С. 122-128.

19. Паньков С.Д., Смагунова А.Н., Хабеев И.А., Бобров С.Д. Построение регрессионной модели при рентгеноспектральном анализе // Журн. аналит. химии.-1981.-Т. 36, № 1.-С. 54-63.

20. Tertian R. Mathematical matrix correction procedures for X-ray fluorescence analysis. A critical survey // X-Ray Spectrometry.-1986.-Vol. 15, N 3. -P. 177-190.

21. Agterdenhos J. Calibration in quantitative analysis // Anal .Chim. Acta.-1979.-Vol.108.-P. 315-323.

22. Plesch R. Zur praxis der matrixkorrektur in der rontgenspektrometrie // Fresenius'Z.anal.Chem.-1981.-Bd 305, N 5.-S. 358-363.

23. Lachance G.R. Introduction to alpha coefficients.- Canada : Corporation Scientifique Claisse Inc., 1990.- 189p.

24. Tertian R., Claisse F. Principles of quantitative X-Ray fluorescence analysis.- England: John Wiley & Sons, 1982.- 385p.

25. Kawamura K. On the correction method by common correction factors for X-ray fluorescence analysis of steel // Iron and Steel Inst. Jap.-1975.-N 15.-P. 470-480.

26. Orlic Т., Makjanic J., Valkovic V. Evaluation of interelement coefficients by -the fundamental parameter method in alloy analysis by XRF // X-Ray Spectrometry. -1985 .-Vol. 14, N 2—P.50-53.

27. Калинин Б.Д., Плотников Р.И. Раздельный учет эффектов поглощения и избирательного возбуждения в методе теоретических поправок при рентгеноспектральном анализе // Заводск. лаборатория.-1981 .-Т. 47, № 9.-С. 53-56.

28. Lachance G., Trail R. Practical solution to the matrix problem in X-ray analysis // Can. Spectrosc. -1966. -Vol. 11, N 2.-P. 43-48.

29. Ногтева H.K. Рентгеноспектральное определение Mo в стали // Заводск, лаборатория,-1981 .-Т. 47, № 1.-С. 88-89.

30. Рентгенофлуоресцентное исследование состава высокоуглеродистой стали и высокохромистых чугуна и стали / О.И.Никитина, Л.Л.Антипенко, Н.К.Иванова и др. // Заводск. лаборатория.- 1982.-Т.48, № 4.-С. 36-37.

31. Jongh W.K. X-ray fluorescence analysis applying theoretical matrix correction stainless steel // X-Ray Spectrometry.-1973.-Vol.2, N 4.-P. 151-158.

32. Shiraiwa Т., Fujino N. Theoretical correction for coexistent elements in fluorescent X-ray analysis of alloy // Advances X-Ray Anal.-1968.-Vol.l l.-P. 63-94.

33. Shiraiwa Т., Fujino N, Theoretical correction procedures for X-ray fluorescence analysis // X-Ray Spectrometry.-1974.-Vol.3, N 2.-P. 64-73.

34. Звездина Г.А., Калинин Б.Д., Чебукина B.M. Анализ нержавеющих сталей на рентгеновском аналитическом комплексе СРМ-18/М-6000 // Заводск. лаборатория.-1982.-Т. 48, № 1.-С. 86-88.

35. Котляров Я.Б., Плотников Р.И., Прошкина Н.А. Метод парциальных коэффициентов влияния в рентгеноспектральном анализе.-Л., 1980.-Деп. в ВИНИТИ.-№ 2356-80.

36. К способу теоретических поправок при рентгеноспект-ральном флуоресцентном анализе сплавов / Ш.И. Дуймакаев, А.С. Вершинин, А.П. Никольский и др.// Ростовский госуниверситет.-Ростов-на-Дону, 1978.-Деп. в ВИНИТИ-№ 2838-78.

37. Frigieri P., Kossi F., Trucco R. Assesment of various mathematical correction methods of matrix effects in X-ray fluorescence analysis // Spectrochim. acta.-1980.-Vol.35, N 6.-P. 351-366.

38. Claisse F. Differential delta coefficient method, for the correction of matrix effects in X-ray fluorescence analysis // Anal. Chem.-1979. -Vol. 31, N 7.-P. 954-956.

39. Lachance G.R. The family of alpha coefficients in X-ray fluorescence analysis // X-Ray Spectrometry.- 1979*-Vol.8, N 4.-P. 190-195.

40. Журавлев Ю.А. Способ вычисления приведенных содержаний элементов при построении градуировочных зависимостей с теоретическими коэффициентами // I Всесоюз. совещ. по рентгеноспектральному анализу: Тез.докл., июнь 1986.- г.-Орел, 1986.-С. 13.

41. Калинин Б.Д., Плотников Р.И. Рентгеноспектральный анализ сталей и его промышленное внедрение // Заводск. лаборатория.-1986.-Т. 52, № 2.-С. 1043-1048.

42. К способу теоретических поправок при рентгеноспект-ральном флуоресцентном анализе сплавов / Ш.И. Дуймакаев, А.С. Вершинин, А.П. Никольский и др.// Ростовский госупиверситет.-Ростов-на-Дону, 1978.-Деп. в ВИНИТИ-№ 2838-78.

43. Величко Ю.И., Калинин Б.Д., Межевич А.Н., Плотников Р.И., Ре-венко А.Г. Исследование зависимости величин теоретических поправок от химического состава проб при рентгеноспектралыюм анализе сталей // Заводск. лаборатория.- 1977.-Т.43, № 4.-С. 437-442.

44. Калинин Б.Д., Плотников Р.И. Раздельный учет эффектов поглощения и избирательного возбуждения в методе теоретических поправок при рентгеноспектралыюм анализе // Заводск. лаборатория.-1981 .-Т. 47, № 9.-С. 53-56.

45. Журавлев Ю.А. Учет матричного эффекта и микрогетерогенности проб при рентгенофлуоресцентном анализе сталей и никелевых сплавов, применяемых в энергетическом машиностроении: Автореф. дис. .канд.техн.наук.-М., 1987.-16 с.

46. Величко Ю.И. Разработка, исследование и применение способа рентгеноспектрального анализа, основанного на использовании теоретических поправок: Автореф.дис» .канд.техн. наук.-М., 1979.-23 с.

47. Вершинин А.С. Исследование способа рентгеноспектраль-ного анализа на основе уравнений связи: Автореф.дис. . канд. физ. -матем. наук. -Ростов-на-Дону, 1979.-20 с.

48. Mainardi R.T., Fernandez J., Bonetto R., Riveros J.A. A theoretical procedure to determine coefficients from the Rasberry-Heinrich calibration curve in XRF spectroscopy //X-Ray Spectrometry.-1981.-Vol. 10, N 2.-P. 74-77.

49. Rousseau P.M., Bouchard M. Fundamental algorithm between concentration and intensity in X-ray analysis // X-Ray Spectrometry.-1986.-Vol. 13, N 3.-P. 207-213.

50. Tertian R. The Claisse-Quintin and Lachance-Claisse alpha correction algorithms and their modifications. A critical examination // X-Ray Spectrometry.- 1987.-Vol. 16, N 6.-P. 261-268.

51. Rousseau R., Claisse F. Theoretical alpha coefficients for the Claisse-Quintin relation for the X-ray spectrochemical analysis // X-Ray Spectrometry.-1974-.-Vol.3, N l.-P. 31-36.

52. Claisse F., Quintin M. Generalization of the Lachance-Traill method for the correction of the matrix effects in X-ray analysis // Can.Spectrosc.-1967.-N 12.-P. 129-146.

53. Финкельштейн A.Jl., Гуиичева Т.Н., Афонии В.П., Микрюков В.Г. Алгоритм коррекции на матричные эффекты при рентгенофлуоресцент-ном анализе сталей // Журн. аналит. химии.- 1990.- т.45, №3.- С.527-534.

54. Rousseau R.M. Fundamental algorithm between concentration and intensity in XRF analysis//X-Ray Spectrometry.- 1984.-Vol. 13, N 3.-P. 113-120.

55. Rousseau R.M. A comprehensive alpha coefficient algorithm (a second version)//X-Ray Spectrometry.-1987.-Vol. 16,N3.-P. 103-108.

56. Tertian R., Sage R.V. Crossed influence coefficients for accurate X-ray fluorescence analysis of multicomponent systems // X-Ray Spectrometry.-1977.-Vol.6, N3.-P. 123-131.

57. Опыт эксплуатации рентгеновского спектрометра, управляемого ЭВМ / В.И.Мосичев, Н.В.Першин, А.А.Баранов и др. // Л.: ЛДНТП, 1978.-28 с.

58. Rasberry S., Heinrich Н. Calibration for interelement effects in X-ray fluorescence analysis//Anal. Chem.-1974.-Vol.46, N l.-P. 81-89.

59. Дуймакаев Ш.И., Горский Ю.И., Вершинин А.С. К определению переменных коэффициентов влияния при рентгеноспектральном флуоресцентном анализе способом теоретических поправок // М., 1981.- 17 с. Деп. в ВИНИТИ 24.09.81, №4607-81.

60. Heinrich Н., Rasberry S. X-ray fluorescence analysis of high-temperature superalloy calibration and standards // Advances X-Ray Anal.-1974.-Vol.17.-P. 309-317.

61. Mainardi R.T., Rubio M., Meda J. A comparison of two equations used as calibration curves for ternary samples in X-ray fluorescence spectrometry //X-Ray Spectrometry.-1982.-Vol.11, N 2.-P. 66-69.

62. Vrebos B.A.R., Helsen J.A. Evaluation of correction algorithms with, theoretically calculated influence coefficients in wavelength dispersive XRF // X-Ray Spectrometry.-1986.-Vol. 15, N 3. -P. 167-171.

63. Broil N., Tertian R. Quantitative X-ray fluorescence analysis by use of fundamental influence coefficients // X-Ray Spectrometry.-1983.-Vol.l2, N 1.-P. 30-37.

64. Tan В., Sun W. Correction method for the matrix effect in X-Ray fluorescence Spectrometry//X-Ray Spectrom.- 1998.-v.27, N2.- P.95-104.

65. Broil N. Quantitative X-ray fluorescence analysis. Theory and practice of the fundamental coefficient method // X-Ray Spectrometry.- 1986.-Vol. 15, N4.-P. 271-285.

66. Павлинский Г. В. Способ рентгеноспектрального флуоресцентного анализа с поправками на возмущающее влияние элементов // Журн. ана-лит. химии.-1985.-Т.40, № 8.-С. 1407-1417.

67. Звездина Г.А., Калинин Б.Д., Чебукина В.М. Анализ нержавеющих сталей на рентгеновском аналитическом комплексе СРМ-18/М-6000 // Заводск. лаборатория.- 1982.-Т. 48, № 1.-С. 86-88.

68. Лебедев В.В. Коррекция матричных эффектов первичной и вторичной флуоресценции при рентгенофлуоресцентном анализе // Заводск. лаборатория.- 1997.- т.63, №9.- С.55-57.

69. Калинин Б.Д., Плотников Р.И., Подвальный Я.Л. Многоэлементный анализ сталей и сплавов // Заводск. лаборатория.- 1993.- т.59, №9.-С.16-20.

70. Мосичев В. И., Першин Н.В., Ковалева Н.Б., Николаев Г. И. Теоретический учет межэлементных влияний на основе нового градуировочного уравнения связи // Заводск. лаборатория. 1981.-Т.47, № 6.-С. 41-48.

71. Опыт эксплуатации рентгеновского спектрометра, управляемого ЭВМ / В.И.Мосичев, Н.В.Першин, А.А.Баранов и др. // Л.: ЛДНТП, 1978.-28 с.

72. Смагунова А.Н Рентгеноспектральный анализ продуктов производства глиноземной и медной промышленности: Дис. . д-ра техн.наук: 02.00.02.-Защищена 19.10.83; Утв. 20.04.84.-Иркутск, 1983.-425 с.

73. Котляров Я. Б. Обобщенные дифференциальные коэффициенты влияния и их применение в рентгеноспектралыюм анализе // Журн. ана-лит.химии,-1984.-Т.39, № 9.-С. 1550-1567.

74. Котляров Я.Б., Плотников Р.И., Прошкина Н.А. Метод парциальных коэффициентов влияния в рентгеноспектральном анализе.-Л., 1980.-Деп. в ВИНИТИ.-№ 2356-80.

75. Пугачев А.А. Моделирование и разработка адаптивных электронных учебных курсов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иркутск. 2004г. 156 с.

76. Аванесов B.C. Композиция тестовых заданий. М: АДЕПТ, 1998

77. ЗО.Беспалько В.П., Татур Ю.Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов. М: "Высшая школа", 1989

78. Глова В.И., Аникин И.В., Аджели М.А. Мягкие вычисления (soft computing) и их приложения. Казань: 2000

79. Нейман Ю.М., Хлебников В.А. Введение в теорию моделирования и параметризации педагогических тестов. -М: 2000

80. Попов Д.И., Способ оценки знаний в дистанционном обучении на основе нечетких отношений. М: // Дистанционное образование, 2000, № 6

81. Соловов А.В. Проектирование компьютерных систем учебного назначения: учебное пособие. Самара: СГАУ, 199588. http://dao.tisbi.ru сайт системы Дистанционного Асинхронного Обучения ТИСБИ89. http://www.chip.ua/downloads/

82. Фомин Г.В. Трехмерная графика за неделю. Практическое руководство по OpenGL + Direct. Ростов н/Д ООО « Терра » 2000. 136 с.

83. Краснов М.В. OpenGL графика в проектах DELPHI. СПб.: БХВ-Петербург, 2002 - 352 с.

84. Евченко А.И. OpenGL и DirectX . Программирование графики для профессионалов./ А.И Евченко. Спб.:Питер Пресс, 2006. - 350 с.

85. Райн P. OpenGL. Суперкнига. Издательский дом «Вильяме», 2006 1002 с.

86. By М., Девис Т., Нейдер Д. OpenGL. Руководство по программированию. СПб.: Питер Пресс, 2006. 624 с.

87. Архангельский А.Я. Приемы программирования в Delphi на основе VCL. М.: «ООО Бином Пресс», 2006, 944 с.

88. Горбунов С.И. Создание новых компонентов в Delphi М.: Аль-текс, 2006.-288 с.

89. Фаронов В.В. Delphi. Программирование на языке высокого уровня. Учебник для вузов. СПб.: Питер, 2005 640 с.

90. Бобровский С.И. Технология Delphi. Разработка приложений для бизнеса. Учебный курс. Спб.: Питер, 2007. 720 с.

91. Фаронов В.В. Разработка приложений для баз данных и Интернета. Спб.Ж Питер, 2006. -603 с.

92. Пашеку X. Программирование в Borland Delphi 2006 для профессионалов. М.: «Вильяме», 2006, 944 с.

93. Конопка Р. Создание оригинальных компонент в среде DELPHI: пер. с англ./ Рэй Конопка. К.: НИПФ - « ДиаСофт Лтд», 1996.- 512 с.

94. Фаронов В. Профессиональная работа в DELPHI 6. Библиотека программмиста.СПб.:Питер, 2002. 320 с.

95. Френсис Хилл OpenGL. Программирование компьютерной графики издательство "Питер" • 2002 г. 1088 стр.

96. Джеки Нейдер, Мейсон By, Том Девис, Шрайнер Д. OpenGL. Руководство по программированию. Библиотека программиста (4-е изание) издательство "Питер", 2006 г.-. 624 стр.

97. Дональд Херн, М. Паулин Компьютерная графика и стандарт OpenGL (3-е издание) Бейкер издательство "Вильяме", 2005 г.-1168 стр.

98. Введение в OpenGL Р. Д. Верма издательство "Горячая Линия -Телеком", 2004 г. 303 стр.

99. Курганская Г.С. "Дифференцированная система обучения через Интернет" Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 2000. - 103 с.

100. Сппсок опубликованных работ по теме диссертации:в изданиях, рекомендованных ВАК:

101. Молчанова Е.И., Смагунова А.Н., Козлов А.В., Азьмуко Н.А. Уравнения связи в рентгенофлуоресцентном анализе // Заводск. лаборатория.-1994. Т.60.- №2.-С.12-21.

102. Азьмуко Н.А. Разработка модели фреймового представления объектов в алгоритме формирования трехмерного изображения// Системы управления и информационные технологии, 2007.- №3.1(29). С. 108-112.в других изданиях:

103. Азьмуко Н.А. Компьютерная обучающая система «Эрудит» // Труды XI Международной конференции «Информационные и математические технологии в научных исследованиях». Часть II,- Иркутск: ИСЭМ СО РАН, .2006.-С. 255-262.

104. Азьмуко Н.А. Создание набора визуальных компонентов с использованием библиотеки OpenGL // Труды XI Международной конференции «Информационные и математические технологии в научных исследованиях». Часть II.- Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2006.- С. 279-284.

105. Азьмуко Н.А. Применение фреймовой модели структуры информации в компьютерной обучающей системе «Эрудит»// Сибирский медицинский журнал, 2007.- № 4. С. 70-72.