автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Методы разработки входных логических устройств диалоговых обучающих систем

Введение

1. Состояние и исследования в области разработки диалоговых ТОО и их входных устройств

1.1. Обобщенная функциональная схема ДТСО и схемы входных устройств ДТСО.

1.2. Классификация входных устройств ДТСО . . . . ^

1.3. Необходимость и место ДТСО с конструированным вводом ответов. • •

1.4. Известные математические методы анализа учебного процесса и диалоговых технических средств обучения зд

1.5. Применение ЭВМ для решения задач ввода и классификации учебной информации

1.6. Постановка задачи

2. Алгоритм ввода и анализа информации. Математическая модель входных устройств ДТСО

2.1. Алгоритмы ввода информации в ДТСО

2.2. Алгоритмы работы блока принятия решений для выборочного и численного ответов

2.3. Входные устройства ДТСО с конструированным вводом ответов учащегося

2.4. Математическая модель входного устройства ДТСО и проверка ее адекватности.

2.5. Обучение устройств ввода и анализа ответов (формирование образов ответов во ВЛУ ДТСО) . до

3. Методика построения ВЯУ автономных ДТСО с конструированным вводом ответов

3.1. Граничные условия работы входных устройств ДТСО. 9б

3.2. Сжатие информации во входных устройствах

ДТСО с клавиатурой со сменным значением клавиш

3.3. Возможности и ограничения входных устройств ТСО со сменным значением клавиш.

3.4. Способы задания порога и способы распознавания ответов.

3.5. Входные устройства ДТСО с учетом очередности ввода групп элементов ответов

4. Методика построения ВЛУ ДТСО на базе ЭВМ (микропроцессоров)

4.1. Алгоритм формирования ХЭШ-кодов и закон распределения адресов слов.

4.2. Устройство формирования кодов типа "автоматический словарь".

4.3. Количественные характеристики

4.4. ДТСО с автоматическим формированием адреса.

4.5. Сопоставительный анализ ХЭШ-методов

5. Практические результаты

5.1. Внедрение разработок

5.2. Пример кодирования задания

Актуальность проблемы. Вопросам повышения качества профессиональной и идеологической подготовки специалистов,выпускаемых ВУЗами страны, уделено серьезное внимание в решениях ноябрьского 1982 и июньского 1983 г. Пденумов ЦК КПСС. Ранее, в Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О дальнейшем развитии высшей школы и повышении качества подготовки специалистов (газета "Правда" 12 июля 1979г.)указывается на необходимость принятия мер для дальнейшего повышения качества подготовки выпускников вузов. При выработке путей решения задач, вытекающих из Постановления Всесоюзного совещания работников вузов в Москве (февраль 1980г.) было отмечено, что одним из эффективных средств, призванных индивидуализировать процесс обучения, сократить время подготовки, освободить преподавателей от непроизводительного труда, является применение автоматизированных обучающих систем (АОС), работающих, в основном, в диалоговом режиме. Данная работа посвящена исследованию некоторых проблем, связанных с обработкой информации, вводимой в технические средства обучения (ТОО), диалогового типа, являющихся элементами АОС. Работа выполнялась в соответствии с Координационным планом АН СССР на I976-I980 г.г, по разделу "Кибернетика" - тема 1,12.3,1. - "Сложные человеко-машинные системы. Исследование возможности создания человеко-машинных систем, включающих в себя развитую систему диалогов, основанных на естественном языке" и является частью комплексной программы по созданию автоматизированной обучающей системы МЭИ, (Тема 1,4.3,1, Координационного плана ItoiBy3a СССР на 1981-1985 г.г,). Она базируется на исследованиях автора, проведенных в МУЛ МЭИ в течение I963-1983 г.г, В основу работы легли следующие предпосылки, - 5 Для целей обучения применяются как устройства на базе универсальных ЭВМ, так и специализированные диалоговые ТОО (ДТСО), которые могут использоваться автономно и как терминалы в системе AOG на базе ЭВМ. Все ДТСО содержат в своем составе блоки ввода и вывода, решающие блоки и блоки отображения, а при обучении с их помощью предоставление следующих фрагментов учебной программы определяется информацией, введенной учащимся.От того, насколько полно вводимая учащимся информация отражает семантику его запроса или ответа, зависит эффективность процесса обучения. Большинство специализированных ДТСО, нашедших широкое применение в нашей стране и за рубежом, реализуют выборочный метод ввода ответов, при котором теряется информация о наличии у учащихся навыков формулировать свои ответы, ЮО на базе ЭВМ с дисплеями в диалоговом режиме позволяет реализовать любой метод ввода, включая конструированный. Но массового применения такие системы не получили из-за большой стоимости (I0tI5 тыс. руб. на I рабочее место), большого объема памяти эталонов (ISOGOO дв.разрядов на I вопросный кадр), большого времени ввода конструированных ответов (до 4г-х -t б-и мин.) и сложности программного обеспечения. Поэтому актуальной является задача разработки методики построения ДТСО, реализующих наряду с выборочным, конструированный метод ввода ответов, имеющих на порядок меньшую стоимость, минимальное время ввода ответов и простое программирование учебных програмгл.ВЛУ ДТСО для этих трех методов ввода; - исследовать статистические характеристики языка ответов и по ним определить минимальное количество клавиш ввода; - найти методы технических решений ВЛУ ДТСО, реализующих распознавание конструированных ответов с помощью цростых дискршлинантных функций, Методы исследования. Решение поставленных задач проведено путем разработки и исследования математических моделей с использованием теории информации, теории конечных автоматов, теории множеств, булевой алгебры и теории распознавания образов.Реализация работы. Результаты работы использованы при разработке ДТСО "Репетитор с конструированным вводом ответов", "Экзамена тор-12", РЭМ-4, РЭМ-5, внедренных в учебный процесс АЛИ и Азнефтехим г.Баку , а также в устройствах типа "РЭМО-1",серийное производство которых для стран СЭВ начато в НРБ в 1981г., и приборе "Информатор", (отмеченном дипломом международной выставки "Телекинотехника-80" и медалями ВДНХ), внедрение которых осуществляется в ОКБ Шшиностроения (договор 55П) и п/о "Практика" (договор 75П).Структура работы. В первой главе работы содержится обзор - 9литературы по анализу функциональных схем ТОО, классификации ТОО, необходимости создания ТОО с конструированным вводом ответов, а также известные математические модели и вопросы,связанные с пршданением ЭВМ для решения задачи сравнения и распознавания ответов учащихся.Во второй главе рассмотрены математическая модель ВЛ7 ДТСО, методы ввода инфоршции в ДТСО, алгоритмы работы блока принятия решений для выборочного, численного и конструированного методов ввода ответов и применение предложенного метода записи алгоритмов работы входных устройств ТОО для анализа некоторых ДТСО. В третьей главе рассматриваются методы синтеза входных устройств ДТСО с конструированным вводом ответа на временных пороговых элементах.Четвертая глава посвящена методам сжатия семантической информации на основе ХЭШ-кодов и аппаратурной и программной реализации ВЯУ ДТСО на основе этого метода.В дальнейшем под диалоговшл техническиьд средством обучения (ДТСО) будет пониматься устройство, содержащее перечисленные выше четыре основных функциональных блока, Остановхшся на особенностях блока ввода информации в ДТСО - его входном устройстве, Во входном устройстве могут быть выделены следующие основные функциональные части: а) устройство ввода текущей информа ции; б) устройство ввода эталонной информации и в) устройство принятия решений (см,рис1.б)."Аналогичное разделение можно найти, Hanpniviep, Б[153стр.190. Устройство ввода эталонной информации воспринимает информацию, наприглер, в виде кодов ответов,задаваеглую преподавателем, Устройство ввода текущей информации воспринимает информацию, например, в виде включения тех или иных ключей, вводимую в ДТСО учащимся. Устройство принятия решений вырабатывает те или иные сигналы в зависимости от своей логической структуры и состава сигналов, поступающих с обоих устройств ввода информации, Такое представление входного устройства ДТСО не противоречит ни одной из приведенных выше блок-схем и является доста точно общим.1{ак уже говорилось, функциональные схемы ДТСО,приведенные на рисхл^-Х.'^взяты из работ, в которых сделана попытка найти общие закономерности, шлекщие место в ТОО разных типов, Схеглы конкретных ТОО могут несколько отличаться от приведенных выше. Что касается входных устройств, то основное отличие заключается в отсутствии у ряда ТСО явно выраженного блока, осуществляю[цего - .15 сравнение вводимой (текущей) информации с эталонной информацией.Причем процент таких устройств среди простых TGO оказался значительным, Были рассмотрены схемы и работа входных устройств ряда ДТСО, предназначенных для обучения и контроля знаний учащихся, а именно: 0РД-&-5, Ш.1-8Б, 0ГУЬ7-6 [132] 0?/^ 8к и Бета-1 133] , "Экзаменатор" [Пб], "Репетитор МЭИ" [86], "Репетитор-2" [88J,P3-5/50 fl23. Контроль - В6 - 01Ур08], Биркюа I , Бирюса 2, Бирюса 3, Ениceibl и Енисей-2 р43] устройства, описания которых даны в авторских свидетельствах В& 167686 [109], 178574 [32], I8I405[l02X I8I884 [28], 183499 [62], 184537 [I48l, I86208[I4], 18677б[129].Только 5 устройств из вышеперечисленных были выполнены по блок-схеме рис.106, то есть ш\№ли явно выраженный блок сравнения, Блок-схемы остальных имели вид, приведешшй на рис. 10а. В работе [231 на функциональной схеме выделено устройство сравнения, в то время как на электрической схеме оно в явном виде отсутствует. Это нельзя считать ошибкой, Логические операции, обеспечивакщие сравнение в ДТСО, шлекущих входные устройства, выполненные по схеме рис. 10а, осуществляются путем определенного соединения элементов блока ввода текущей информации с элементагш блока ввода эталонной инфорглации.1.2, Классификация входных устройств ДТСО Встречающиеся в литературе способы классификации входных устройств ТОО могут быть разделены на две группы, К первой отнесем классификации по одноглу основно^лу признаку, ко второй классифшшции по нескольшш признакам. Название формы ответов (метода ввода ответов) у разных авторов несколько" отличаются,как отлР1чается и количество различаемых классов входных устройств ДТСО, Так Л.М.Столаров [139] выделяет ответы распознавательного (альтернативного) типа и ответы коьлпозиционного типа, В работах сотрудников 11ЭТИ [933 встречается разделение ДТСО на 3 основ1Шх типа: 1) простые обучащие машины с выборочны1у1 и числовым вводом ответа; 2) специализированные обучающие машины с конструированным набором ответов-формул; 3) обучающие машины с естественным вводом ответов на базе ЦВМ, Н.Н.Рйсецкий [131]выделяет следующие виды ответов: а) выборочный; б) конструируелшй; в) результативно-выборочный; - I8-г) результативно-конструируемый.Встречается [34] разделение ответов I) числовой ответ; 2) математическое выражение, развернутое в той или иной степени;' 3) текстовые ответы различных разноврщностей.В классификации, предлохсенной сотрудниками МЭИ [84] по характеру ввода ответы разделяются на выборочный, конструированный и результативный.Классификация 8кодны1^ 1^стройсгв(^ТС0 по Касьянов/ в и - 224) путем сравнения с ответом, получаемыгл с помощью ЭВМ, которая параллельно с учащшуюя решает ту или иную задачу, Классификация одновременно (можно сказать - параллельно) по техническим и педагогическшл признакам дана В. И, Касьяновыгл Гб81. При этом предполагается, что техническая характеристика входного устройства ДТОО отралшет их конструкцию, а педагогическая характеристика - их возможности и способ применения в учебном процессе. При классификации по техническшл признакам(см.рис.13) устройства ввода ДТОО подразделяются на числовые, логические и конструктивные. Основываясь на том, что выборочный (альтернативный) ввод сводится к выбору того или иного номера ответов В,И,Касьянов [68] все ответы в виде цифр относит к цифровому вводу, подразделяя его на ьшогоразрядны1| и одноразрядный цио> ровой ввод. Логический ввод характеризуется у него использованием схем, "peaлизущих соответствущие связи: - последовательности элементов; - совпаден1ш; - отрицания; - сравнения и другие".Конструктивный ввод определяется как "свободный, без формальных ограничений, который еще нэдет своего решения".Можно заметить, что такая классифшшция по техничесгам признакам весьма слабо отражает конструктивную сторону входных устройств ДТСО. В ней не выделены основные факторы, определяющие логическую структуру этш: устройств, и основные параметры, которые необходигло учесть при синтезе входных устройств ДТСО, обеспечивающих различные методы ввода информации, Кажется более удачной классификация по педагогичесшш при- 2 3 знакам, где выделяются три подгруппы выборочного метода ввода, а так же кодированный и результативный ввод. Следует, однако, заметить, что поэлементно - выборочный ввод, в том разъяснении, что дает В.ИЛ^асьянов [68] - это скорее ввод ответа методом конструирования, Автором данной работы совместно с Бондиныгл О.А,, Орловым Г.Г. и Савкиным А.Н. [1б] так же делалась попытка классифицировать ДТСО. Разработана 1слассификация по укрупненныгл техническим признакам. Причем, в качестве основного классификационного признака была выбрана степень автоматизации основных фунщиональных узлов ДТСО. В более ранней работе автора [44] делалась попытка выделить основные признаки и направления в разработках входных устройств ДТСО. В то время это удалось сделать лишь на уровне словесного описания, хотя было проанализировано 76 работ, в том числе 64 патента США и Франции, Несмотря на значительное число попыток классифицировать ДТСО и их основт-ше функциональные блоки, до сих пор нет общепринятой классификации ДТСО, нет так же единообразия в названных основных узлах и блоках эисс устройств.Учитывая изложенное, в дальнейшем для описания различных методов ввода ответа будем пользоваться названиягт: "выборочный ввод", "численный ввод" и "конструрфованный ввод". При этом под "выборочныгу! вводом" будет подразумеваться метод ввода, когда учаще1*1уся наряду с вопросом предоставляются несколько вариантов ответа, и он должен выбрать один из них и ввести его номер. "Численным ответом" будем считать любой цифровой ответ, полученный, напршлер, путем численного решения какой-либо задачи. "Конструированным ответом" будем считать любой ответ, составленный саглим учащимся. К такшл ответам следует отнести ответы, 24 вводимые, например, с помощью клавишного манипулятора с постеянныгл, либо со.сменныГ'Д значением клавиш, ответы в виде речевого сигнала и т.п. Более точные определершя каждого из трех видов ответа будут даны в сле.дующей главе.1,3. Необходимость и место ДТСО с конетруированньм и БЫборочныг\Д вводом ответа^^ В первой половине 60-х годов появилось достаточно большое количество работ и статей в защиту и обоснование правомочности использования выборочного метода ввода ответа. Сами названия некоторых из них: " Ш - за выборочный метод ответов"[юз], "В защиту выборочной систшлы ввода ответов" ,[24]', "Искать варианты выборочного метода" и т.д. свидетельствуют с одной стороны о неочевидности преиг.1уществ выборочного метода ввода ответов и даже полеглике о применимости и правомочности этого метода, а с другой стороны - о наличии большого числа активных сторонников выборочного метода, Следует упомянуть, что в подавляющем большинстве обучающих машин, разработанных в Советском Союзе в 1962-1983 годах,практически во всех обучающих машинах, выпускавшихся у нас серийно реализован выборочный метод ответа. И все-таки выборочный метод приходится отстаивать.ДТСО с численныгл вводом ответов по своиг.! методическшл возможностям заншлают промехсуточное положение. Широкой дис1^ссии по их прюленению не велось. - 25 В ряде работ [3J , [4] , [51 [120],[152] и др. сделана попытка определить границы пршлершглости выборочного глетода ответов, В работах[13б[[120]и др. показаны пути улучшения этого метода.К существенны1'Л работам, направленным на улучшеШ'Те точности оценки знаний учащегося с помощью контролирущих машин с выборочньм вводом ответа следует отнести работы А.П.Свиридова[135], [13б]в которых, наряду с другими вопросами, рассмотрен метод,позволяющий для контролируидей машины с выборочным вводом ответа при выработке сушларной оцешси знаний учащихся учитывать ошибки, обусловленные выборочным методом ввода ответов (например, ошибки за счет угадывания ответов).Интересна с точки зрения улучшения характеристик выборочного ввода ответов работы В.Н.0жягина[111] в той части, где исследуется "ввод с тре^и путягли обработки ответов". Такой ввод не избавляет контролирущую машину от неточности оцешш знаний за счет угадывания учащимся ответов благодаря тлещейся у него отрывочной информации, которую нельзя по тем или иным причинам считать знаниягли, а скорее интуицией или еще чем-нибудь. Все же предложенный способ ввода и оценки знани!! следует считать более совершенным, по сравнению с пригленящимся, когда оцешса выставляется просто в зависшлости от отношения числа ошибок к общеглу числу вопросов. Правда, выигрыш здесь скорее моральный, за счет предоставления учащемуся дополнительной свободы действия, а шленно: в случае незнания или неуверенного знания материала он не вынуждается угадывать ответ, а может ввести в машину информацию о незнании данного вопроса. Штраф при этом будет вдвое ниже,чем при неверном ответе.В указанным работах разбрхраются способы улучшенрш непосред- 26 ственно технических средств. Значительная же часть работ посвящена рекомендациям по улучшению програмгл, типам и формам вопросов, которые дают при выборочном методе удовлетворительное отражение истинных знаний учащихся.Интересно в связи с этиг.1,замечание [120] о неоднозначности вида ответа и способа его ввода в машину. Действительно, низкий, по сравнению с требуеьшм, уровень существущих технических средств обучения, вынуждает искать решение задачи получения достоверного отображения знаний учащихся за счет совершенствования контролирующих програгм. Сам этот поиск - явление пололштельное.С другой стороны, факты не полного использования даже ограниченных возможностей существущих обучающих и контролирупцих машин не редкость. Но из сказанного выше вытекает только настоятельная необходитлость по возможности более точного определения границ, где наиболее рационально пршленить то или иное техническое средство.Попытка достаточно полного анализа границ, где еще пршленшл выборочный метод, сделана в работах [4] и [ 5] Александровьм Г.Н. Отмечая, что выборочный принцип ввода ответов нельзя считать единственно возможныгл в программированном обучении и что в учебном процессе необходшло реализовать принцип свободного конструирования ответов, он приводит следующий перечень задаьшй и вопросов, дающих наибольшее основание для использования выборочного ввода ответов (см. [4] ): а) вопросы, требующие от обучаеглых простого воспроизведения знаний (типа вопросов для трениров1ш павляти); б) вопросы, требующие анализа признаков того или иного понятия (.относящиеся к теоретическш/i разделам, в которых студенты -27 овладевают сумглой понятий); в) вопросы, требуюцие от обучаеглых уточнить и проанализировать некоторые причинно-следственные связи и отношения; г) вопросы, формирущие умение распознавать схемы кошсретных устройств; д) вопросы, помогающие понять назначение отдельных деталей, элементов; е) логические задачи, требующие определенной цепи умозаключений (т.е.по существу дальнейшее развитие вопросов, включенных в пункт "в"); ж) вопросы, подготавливающие обучаелшх к анализу признаков работоспособности (какого-либо) устройства в целом или его элементов; з) задачи, носящие частично поисковый характер (типа "Выбрать наиболее целесообразную схему какого-либо устройства из нескольких предложенных); и) вопросы на упорядочение множества каких-то даьшых в беспорядке элементов (для таких вопросов возрастает, по мнению автора, роль и воздействие чисто механического запоглинания) это вопросы типа подготовки аппаратуры к действию, порядок включения и т,п,; к) вопросы - задачи, требующие вычислений, с использованием той или иной совокупности формул и способов преобразований".Указанные типы вопросов практически очерчивают всю область применимости выборочного ввода ответов с солидныгл запасом, обусловленным отсутствием достаточно работоспособных средств,обеспечГ'Шающих хотя бы простейший конструированный ввод. При наличии таковых ряд пунктов, в первую очередь, пушты и) и к),очевидно, -28 не были бы рекомендованы для машин с выбороЧ1шм вводом ответов, В более поздней работе [5] Г.Н.Александров обосновывает следущие выводы: "а) альтернативный (или выборочный) принцип оказдвается наиболее эффективныгл при его комбинированном сочетании со свободным конструированием ответов; б) при запоминании определений, дат, формул и т.д. несог.ь ненные преимущества тгеет свободное конструирование ответа, как активная форма воспроизведения; в) при анализе признаков и свойств изучаемых объектов, включение понятий в систему уже усвоенных, при вскрытии причинно-следственных связей и динаглики процессов, их осмысливание, целесообразно преимущественное использование свободного конструирования с частичным дополнением вопросами, построенными по принципу альтернатив; г) при решении дидактических задач, связанных с применением знаний, наиболее развиващшл является принцип свободного конструирования, наиболее эконолтаым, с точки зрения времени, затрачиваемого на контроль-альтернативный принцип; д) Б задачах творческого поиска, направлешшх на творческое исследование вопроса, отыскание оригинальных решений, альтернативный принцтш, естественно, не может быть реализован".Некоторые из указанных выше задач могут быть реализованы достаточно простыгли обучащими машинами со сравниваюцими устройствагли, обеспечиваицими последовательное сравнение кодов.Задачи же, например, пункта "д" требуют обучащих глашин со сравнивающрш устройством, распознающигл введенный ответ "по - 29 смыслу".Следует привести высказывание по данноглу вопросу академика Гнедешю Б,В. [31] , с которыгл трудно не согласиться: "Отрицаю ли я широко принятый теперь принцип Пресси принцип выбора правильного ответа из ряда неправильных и одного правильного? Нет, не отрицаю. В некоторых ограниченных границах он полезен, но к нему нельзя сводить весь процесс проверю! знаний и умений. В жизни бывают случаи, когда действительно возникает необходимость выбора между различными возможностягли. Бужно научиться делать разумный выбор. Но чаще в жизни все обстоит сложнее, не всякая задача, не всякая реальная ситуация сводится к выбору правильного ответа из набора правдоподобных. Чаще всего человек должен сам форгшровать ответ.И этому необходигло научиться... К сожалению, до сих пор нет устройств, которые работали бы не по принципу выбора правильного ответа из серии готовых. Машины, в которые вводился бы ответ, сфорглированный учащшлся, и которые проверяли бы пра вильность этого ответа, еще отсутствуют. А тленно они-то больше всего и нужны".Справедливость этих слов подтверждает тот факт, что в последние годы (I968-I979) в ряде институтов (КПИ, ЫЭТИ, МЭИ) была проведена,в порядке выполнения хоздоговоров, разработка обучащих машин с конструированным вводом ответов. Переход от разработки ДТСО с выборочныгл вводом ответа к ДТСО с конструированным вводом Ответа связан с существенныгл усложнением и удорожанием не только конструкции устройств, но также и эксплуатации этих устройств. Открывая качественно новые методические возможности ДТСО, конструированный ввод потребовал и качественно - з о нного подхода к разработке входных устройств ДТСО, а шлеипо, кроме конструктивной отработки входного устройства появилась необходиглость изучения логических закономерностей, имекщих место при вводе и обработке информации учащегося и эталонной учебной информации. Это становится понятным, если учесть, что при переходе от выборочного ввода к конструированноглу количество элементов кода, с помощью которого удается записать эту информацию многократно возрастает. Пропорционально этому возрастает количество элементов, которые необходимы для хранения и обработки этой инфор1\/1ации. Доля конструктивных элементов входного устройства в общем количестве конструктивных элементов ДТСО становится весьма существенной. И все-таки главное препятствие к распространению ДТСО с конструированным вводом ответа заключается в следующем: нельзя допустить сколь-либо существенного усложнения кодирования при изготовлении учебной програглглы. Не выполнив этого условия, нельзя надеяться на то, что ДТСО с конструированныгл ответом зайглет надлежащее глесто в учебном процессе. Чтобы создать такое ДТСО требуется глубокое изучение закономерностей и основных факторов, определяюо^их их конструкцию. Сказанное выше подтверждается появлением ряда работ, в которых для обоснования структур устройств ввода и сравнения ДТСО применен MaTerviaTH4ecкий аппарат. Следующий параграф будет посвящен рассмотрению этих работ.1,4. Известные математические методы анализа учебного процесса и диалоговых технических средств обучения Известен ряд отечественных работ, содерлгащих описание математических моделей обучения. Так, в работе[30],представленной 3i как доклад на Первой Всесоюзной конференции по программированному обучению, дано описарше следующей вероятностной модели програглмировахшого обучения: "Обычно при програгмированном обучении очередная порция учебного материала, предъявляемого учащемуся, однозначно определяется предыдущей порцией и последншл ответом учащегося, Это позволяет описать работу обучающей машины, как функциош?рование конечного автомата % р а . Ответы учащегося являются входными сигналагли такого автомата. Состояния автомата, отождествляеъже с выходными сигналами, это порции учебного материала.• При одних и тех же Боздейств1Шх со стороны обучающей гдашины учащийся может ввести в нее разные ответы, как правильные, так и ошибочные. Это дает основание рассматривать каждый ответ учащегося как случайное событие, а последовательность таких ответов - как вероятностный процесс. Поскольку предъявляегже порции учебного материала зависят, вообще говоря, от ответов учащегося, последовательность этих порций таюке может быть представлена в виде вероятностного процесса.Итак, внешнюю (формальную) сторону програглмированного обучения описывает вероятностный процесс, состояние которого - это порции учебного материала (точнее, их предъявление учащемуся), а вероятности переходов от одного состояния к другоглу - это вероятности тех или иных ответов учащегося. Моделью этого процесса является сложная неоднородная дискретная марковская цепь с поглощакщим состоянием (состояния цепи - это порции учебного материала; вероятности перехода от одного состояйия к другоглу это вероятности тех или иных ответов учащегося). Если учютывать - 3 2 случайную природу интервалов времени между ответагш учащихся с одинаковой историей обучения, то следует перейти от марковсгазх цепей к полумарковским, В модели вводится понятие усвоения порции обучающей програмгяы, точнее - вероятность того, что учащийся дает правильный ответ на вопрос (задание) порции в результате ее усвоения".С помощью предложенной модели авторами был получен ряд количественных соотношений, относящихся к построению адаптивных ДТСО, Попытка разработать математическую модель обучения и связать ее с кошфетной конструкцией обучающей машины сделана E.K,Map4eiffio[973. Основные положения этой работы следующие.Информационно-логическая модель (ШЛ) процесса обучегшя это форма записи учебной информации, как основной учебной,так и управляющей. Она является исходной основой как для програмглирования учебного материала, так и для проектирования обучающего автоглата. Учебная информация в больпшнстве случаев является невычислительной, и это затрудняет применение для записи ее существующих универсальных алгоритмических язьжов.Опецифшса учебного процесса состоит в том, что информацию в машину вводит обучаегшй, главной задачей которого является усвоение содерлсания информации, а не ее формы. Преобразование формы - это Бынуждегшая, ненужная работа. Исходная ШМ должна обеспечить передачу с заданной точностью сьшсла информации при достаточной простоте преобразования этой информации, В качестве ИПМ прини1\гается теоретико-глножественная модель, по которой содержание курса представлено в виде: - 3 3 где Pi - теглы,из которых состоит iQ^ pc, a индекс "К" - конечное число.Далее, учитывая свойства множеств, автор показывает возможность разлиЧ1шх форм записи элементарных логических посылок.Ссылаясь на тот соакт, что практически информационные множества , как правило, невелики, а информационно-логические множества Ц , г ж Jj образуются в процессе работы путем сочетаний из /3 и о множеств, и, следовательно,число их значительно больше, обосновывается разное построение этих множеств, А именно, информационно-логические множества строятся по ассоциативному признаку, информационные - по адресному, В наиболее общем виде информационно-логические и информационные глножества (в данной модели) должны содержать сведения: а) о существовании или отсутствии тех или иных элементов; б) о характере комбинаций отдельных элементов; в) о порядке следования элементов.Далее Марченко Е.И, [97] предлагает: "После того, как содержание изучаемого курса представлено в виде ряда пересекащихся информационно-логических и информационных множеств, следует дать математическое.описание характера взаимодействия между,этими глножествами, т.е. описать динамику процесса обучения".Для этого дополнительно привлекается аппарат математической логики.Каждый из ответов темы представляется в виде функции алгебры логики (ФАЛ). - 35 Из известного положения алгебры логики - число различных наборов Ф М конечно и равно 2 - делается вывод, что для передачи содержания информации с заданной точностью, число аргументов должно быть выбрано из условия: Использовав принцип суперпозиций Ф М , автор далее приводит пример конструирования ответов с помощью стлволов алгебры логики, Для конструирования ответов в качестве исходной информации предлагается составлять две таблицы информационно-логических глнолюств, по которыгл строятся ФАЛ, соответствующие различны1^1 ответам учащихся.Другими словагли в данной работе сделана попытка построить модель учебного процесса, в которой задача распознаваюш ответов учащихся, в том числе и коне тру Pip ованных, решалась с помощью приемов и методов, разработанных для конечных автоматов. Работа Uol'] интересна тем, что в ней сделана попытка связать ьлатематическую модель процесса обучения с конструкцией технического средства обучения.Задача широкая, сложная и в пределах данной работы не была решена.Нетрудно заметить ограш^енность предложенной математической модели, обусловленную тем, что автор ограничился только описанием контроля, а не процесса обучения в целом. Причем процесс этот рассматривается как детерглиш-трованный. Кроме того, правильно отметив, что специфш^а работы учащегося состоит в усвоении сглысла учебной информации, все выкладки проведены приме- 3 6 - ^^ нительно к передаче смысла инфорг../1ации с заданной точностью, хотя усвоение информации и передача ее с заданной точностью - понятия существенно разные. Кроме того, резкое ограничение возможностей предложенной модели (и разработанных в соответствии с ней ТОО) заключается в необходимости для каждого ответа составлять свою ФАЯ и закладывать набор логических цепочек; реализуюпдах каждую из этих ФАЯ в ТОО. Трудоешгость кодирования при составлении учебных програш! в этом случае весьма значительна, В последующих работах, напр1/[мер,£98], В,К,Г»1арчеико предлагает кодировать только ключевые слова и буквы, Следует обратить внимание на особенность подхода к проблеме определенш требоваш-гй, которым должно отвечать то или иное техническое средство обучения: разрабатывается математическая модель той или иной части учебного процесса, проводятся соответствущие математические выкладки и по полученныгл результатам определяется структура технического средства обучения, Можно сказать, что при таком подходе разработчик идет от общего решения к частног/ту. Аналогичный подход шлеет место у авторов [128], когда, используя некоторые закономерности алгебры логики, авторы пытаются дать оптимальное решение запоминаще-сравниващих узлов для обучающей машигш "Зачет-3", в которой реализовано сжатие информации до кодов обобщенных ответов.Б основу построения этой машины положены следующие соображения. При вводе ответа в машину "Зачет-3 в регистре образуется некоторое число А. Для каждой формы одного и того же ответа это число будет разным.Предложенная модель заслуживает вншлательного отношения к ней, так как проблема кодирования эталонных ответов при реализации конструированного ввода ответов, особенно когда допускается несколько значений как правильных, так и ошибочных ответов,относится к числу весьма существенных и слож1шх. При переходе от обучавших устройств с выборочны1л ответом к устройствам с конструированным вводом ответов резко возрастает не только количество элементов в узлах ввода и сравнения, но и сложность кодирования учебных програглм, Однако следует учесть, что предложенная выше модель имеет ряд существенных ограничений.Все приведенные выше выкладки полностью справедлрхвы при действиях только с двоичными числагли, то есть AI может быть только О или I. Для случая двоичных чисел,больших I,потребуется специальный подбор кодов. Без него соотношение (1-3) будет выполнятьмя практически во всех случаях (для любых ответов). Очевидно,поэтог\1у нет полного совпадения между формулой (1-3) и основной логической схемой машины "Зачет-З", которая приводится автораьш [I27J в качестве.примера реализации данной выше математической модели устройства. Проблема распознавания многозначного ответа поставлена также Б работе Е.А.Покровского и И.К.Белоуссвой[123]. Авторы предлагают следующую модель синтеза входных устройств ОМ., Строятся графы переходов возможных конструкщй! ответов учащихся.Основываясь на известной методике синтеза логических схем состав- 39 ляется первР1Чная и вторичная таблицы переходов, штрица выходов и матррща состоявши обратных связей. Полученные из двух последних матриц совершенные дизъюнктивные нормальные формы логических сТзункций шшигжзирушся. По миншлизированным фушсцит-т алгебры логики (ФМ) строрттся обобщенная логическая схема устройства,способная, по мнению авторов, благодаря "несложным комлутационным преобразованиям" перестраиваться для анализа различных ответов учащихся.Работоспособность предложенного метода синтеза входного устройства ОМ авторы показывают на двух.пршлерх, когда количество элементов ответа не превышает восыли. Собственно, предлагается без каю1х-либо изменений и ограничений пригленение методов синтеза конечных автоматов при конструировании ОМ, То есть, сделана попытка прш-юнить известный метод для синтеза устройства, решащего более сложную задачу - анализ тшогозначных ответов учащегося. Бесспорно, при небольшом колртчестве элементов и ограниченном количестве структур ответов, выбранный метод синтеза может дать положительные результаты. Однако, уже в самом методе заложено ограничение его применимости из-за резкого возрастания сложности минимизации Ф М и синтеза схем в целом при числе независи1>лых переменных больше четырех-пяти. Метод решения задачи синтеза ОМ, в сущности, здесь тот же, что и в работе [97j В работе[105]дается описание специализированной ОМ,предназначенной для проверки решения одной учебной задачи, но с разньтш числовыгл!^ данныш^,синтезированной как конечный автомат из стандартных блоков, реализущих различные элементарные Ф М .Нужно признать, что в этом случае граничные условия задачи синтеза и принятый метод синтеза полностью соответствуют друг другу, Приведенные математические модели являются либо попытками дать - 4 0 V. - 41 формальное описание отдельных элементов учебного процесса,либо попытками использовать отдельные положения алгебры логшш и теории конечных автоматов для решения вопросов синтеза входных устройств ДТОО. 1{ак было показано во введении,граничные условия синтеза конечных автоматов и синтеза входных устройств ДТСО различные.Рассмотренные модели не учитывают наличие двух (а.не одного, как в конечном автомате) независимых входных сигналов. А именно это является определяющим структуру и алгоритм работы входного устройства ДТСО.

1,5. Пригленение ЭВМ для решения задач ввода и классифш^ации учебной информации Множество попыток использовать ЭВМ на 1-м уровне управления учебным процессом (рис.1,11), то есть для управления обучением отдельного учащегося £293, может быть сведено к двум основнывл случаям, а именно: 1, Использование ЭВМ для хранения эталонной инфорглации и распознавания ответов, вводимых учащимся.2, Использование ЭВМ для обработки данных, получаегшх в результате взаимодействия учащегося с ДТОО с целью управления учебным процессом.Сложность построения входных устройств специализированных ДТСО, обеспечивающих распознавание конструированных ответов цредопределили попытки использовать ЭВМ для распознавания таких, ответов, Одной из.первых отечественных.работ в этом направлении была работа К.Дмитриева р5]в НЭТИ, Предварительный анализ,прои-(.Счд..;'ЛгГ.Г.ия! - . • > • - э i j ••-- -- • X,. в. И.Лгнинл - 42 веденный автором, [35] показал, что pemeHi-ie задачи построения смысловой схеьш предложения и для граглглатического и синтакстеского его разбора требуется ЭВМ с огрогшой оперативной памятью и скоростью вычислений не менее 100 тыс, операций в секунду, В распоряжении имелась ЭВМ "Шнск-1", что привело к необходимости распознавать ответы по более грубому алгориилу, а именно за счет побуквенного сравнения эталонного ответа и ответов учащихся. Этот ал-. горитм оказался работоспособньм при скорости вычислеьшй 5-10 тыс, операций в секунду и оперативной памяти ЭВМ 4г-8 тыс, 8-10 разрядных чисел. Проведенный эксперимент показал, что,работая по грубоW алгоритм, ЭВМ "Шнск-1" затрачивает на анализ одного ответа учащегося 5-8 шш, Более быстро можно получить результаты при совместной работе ЭВМ с простейшшяи входшлли устройствагли, обеспечивающими ввод ответа в выборочной и численной форшх, В этом случае задача ЭВМ ограничивается сравнением кодов, что может быть осуществлено с помощью стандартных подпрограмгл. Число рабочих мест учащегося, обслуживаеьшх одной ЭВМ в этом случае мол^ ет исчисляться десятками и сотня1да1 (см,,например, [132], стр.107). Но методические возгло^ кности такой системы сравншлы с методическитли Бозможностт1И простейших автономных ДТСО, а для обслз^ 'живания ЭВМ требуются постоянно работаоще на ней програмлисты. Широкого распространения такие системы не получили, несмотря на то, что ^ ^'ЭВМ иглеются во многих вузах страны.Зарубежные работы по созданию обучающих комплексов на базе ЭВМ интересны в первую очередь тем, что наиболее совершенные из них проводились на базе подпрограмл ЭВМ, обеспечивающих диалог •человека с машиной. Например., на системе "ОРЕ" в университете - 43 Парик-7, построенной на базе ЭВМ №^[-360/30 [158] реализовано до 60 диалоговых програйш (I9S8-I974 г.г.). Состав систеш ,ЭВЬ^ DBM 360/30. Пашть - на дисках (4 диска ЭВМ 23II по 7,'5 млн.бай,т1сажды1^ ). На каждом из 20 рабочих мест - диапроектор S^J (80 диапозитивов) и терглинал - пишущая машишса типа "МАЕ".Информация вводится учащгшся с помощью пш1ущей машишси МАЕ. Сравнение введенной информации с эталонной осуществляется в процессоре ЭВМ по наличию ключевых слов, Клшевые слова распознаются путем побуквенного сравнения. Шксшяальная длина ответа II00 знаков.Ответ вводится и сравнивается по частям, каждая из которых содержит 100 знаков. Реакция ЭВМ на введенную информацию печатается на той же пишущей машишсе МАЕ, и, если предз^смотрено програмглой,предоставляется с помощью диапроектора- проецируется соответствущий диапозитив.Для срставления учебных програмвл преподавателями разработано 2 язызш - язьт L А , о помощью которого записываются вопросы,возмоль ные ответы и методическая информация и дискрипторный язык ZDj? , с помощью которого, кроме собственно учебной информации записываются условные операторы (ход по программе в зависимости от ответа учащегося).В университете г.Гренобля К.Беллисаном [156] разработан язык "Шжистер", предназначенный для составления и ввода учебных программ Б обучающую систему на базе СТВМ 360/67, работащую в режиме разделения времени. Это - дискрипторный язык, позволящий реализс^вать диалоговые програшлы и вводить их в ЭВМ с любого рабочего места (терминала) систеглы, содержащей ЭВМ и класс термршалов. Кроме сравнения ответов, хода по разветвленной програглме в зависшлости от ответов, он предусматривает задание определенного теьша обучения - 44 соответствущую реакцию ЭВМ, если в течение заданного времени ответ не введен.Ряд работ по- созданию обучающих систем на базе ЭВМ проведены в GDIA. Напршлер, разработана серия програгш для ЭВМ, имещих название "Элиза" ,[.19], создающее иллюзию свободного диалога человека с машиной. Однако, и в этом случае шлеет место довольно грубое распознавание ответа, а именно, по наличию ключевых слов. В то see время ответная реакция ЭВМ составляется по значительно более сложись^, чем в работе К.Дкштриева ,[[351 алгоритг./iy. Благодаря этоглу алгоритму собственно и создается иллюзия "разумности" ЭВМ. Это, а так же успехи в создании обучакщта комплексов типа "Искусственная лаборатория" (см,,напршлер, Х37]стр.99) показывают, что при использовании ЭВМ для управления обучением эф-Оект достигается быстрее и с меньшшж затратам-!, чем при решении задачи распознавания ответов.Некоторые ответы на вопрос, почему так происходит, можной найти в работе[125] Вся соворсупность програшл ЭВМ (см, [1251 стр.30) ,вклтаая и так называемые "эвристические" програмглы, воссоздает лшпь один из KoivmoHeHTOB реального мыслительного процесса, именно его логический компонент. Язык этих програшл более ,., удобен для отображения каних-то реальных процессов, когда уже установлены связи между элементам-!, участвущигли в этих процессах, В то же врегдя описание процесса образования связей, процесса обнаружения новых, неизвестных ранее свойств элементов на этом языке существенно затруднено.В[125]указывается на наличие у человека второго языка, состоящего из заменителей предалетов внешнего мира и таких знаков, - 45 которые позволяют внутри субъекта построить аналог статической систеьш, в которой могут осуществляться сиглволические перемещен ния: [Заменителей элементов. В качестве упрощенной модели,позволящеж использовать язьж образов,предполагается создавать существенно отличащиеся • от современных ЦВМ устройства гироматы (специалР13ированные устройства, либо устройства на базе ЭВМ,прсь граш.ш которых существенно отличаются от современных), Работы в этом направлении находятся на стадии едиьшчных экспериментов. Широкая разработка математического обеспечения ЭВМ, в котором был бы реализован язык гиромата, позволила, бы резко расширить сферу пршленения ЭВМ и в учебном процессе.До сих пор речь шла о пршленении автономных ЭВМ. Новые возможности для прирленения ЭВМ в учебном процессе [157]' открываются при использовании информационно-вычиолителььшх систем, имемцих в своем составе крупные и сверхкрупные ЭВМ, соединенные широкопол ос 1шм каналом связи со среднигж и малыми ЭВМ, которые, в свою очередь, соединетш с мини-ЭВМ, Терминальные устройства,используемые для обучения, подключаются к такой информационно-вычислительной системе через многоканальные модуляторы, соединенные с мини-ЭВМ, либо со среднигж или малыми ЭВМ систетлы. Практической реализацией такой систеглы является система обучения ЕДК 1ШАТ0 (Совместная разработка фирмы Контрол Дейта Корпорейшн и Шлинойского университета, США) демонстрировавшаяся в действии на выставке "Шхюльное оборудование - 73" [71]; г.Москва). Система содержит ЭВМ большой мощности серии 1ЩК-6000, ряд ЭВМ типа Сайбер-70 и до 1000 оконечных устройств, которые могут находиться за тысячи километров от ЭВМ и работать, используя существующие линии связи. Оконечное устройство содержит плазменный экран на 1024 X 1024 точки, обеспечивающий запоминание оперативной - 46 информации, получаемой с ЭВМ и служащей одновременной экраном управляемого слайд-проектора на 256 кадров, клавиатуру ввода, звукоБоспрортзводяп^ее устройство на магнитном диске,обеспечивакь щем воспроизведение до 4000 фрагментов звуковой информации. Вреim выборки и предоставления информации на оконечном устройстве не превышает 0,3 сек. Оконечные пульты соединены с центральной ЭВМ через участковые регуляторы и периферийные ЭВМ. Работа системы на такое колшество пультов обеспечивается програгмой центральной ЭВМ, позволящей распознавать вводиглую учащигуЮЯ информацию по совокупности признаков,и быстродействием, достигащим 6-10 бит/сек у центральной ЭВМ и З-Ю*^ бит/сек у периферийных ЭВМ. Кроме того, оперативная память центральной ЭВМ должна иглеть не менее 2«10 слов. Сравнрттельные данные ЭВМ ЕДК-бООО и некоторых ЭВМ, шлещихся в вузах, приведены в таблице I, Данных о стоимости систеглы Б настоящее врегш нет. После полного ввода ее предполагается довести стоиглость I часа работы одного оконечного устройства до 50 центов в час, без учета стоимости аренды линий связи. Количество , одновременно обслуживаеьлых оконечных устройств при этом планируется иметь - 1024. Существенными факторами,обеспечивающими работоспособность и экономическую целесообразность применения систегш являются: 1. Использование сети ЭВМ, в которой центральная ЭВМ обладает быстродействием 6*10 бит/сек и ЗУ на 2*10 слов. 2. Использование програглм, обеспечиващих анализ по ряду признаков Бводш'лой информацрш.3. Использование в оконечных устройствах комбинированного ЗУ, сочетающего в себе диапроектор и плазменный экран, подключенный к ЭВМ. Разработка и внедрение системы "ПЛАТО" - это серьезный,дли-47 тельный и дорогостоящий эксперимент, проведенный с целью создания такой централизованной системы обучения, когда масса учебных программ сосредоточена в одних руках, а основные учебные центры становятся потребителями учебной информации. Разработка началась в начале 60-х годов и потребовала многомиллионных затрат. Данные на 1979 г., взятые из журнала "НьньСайентист", Лондон [96] показывают, что конкретная реализация системы не оправдала в полной мере возлагавшихся на нее надевд. Вот они: "Почти все из 4 тысяч оконечных устройств "ШАТО" находятся в СЯПА. В Западной Европе находится только около 40 подобных устройств, в том числе 12 в Великобритании.' Потребители систем "ШАТО" имеют доступ к нескольким тысячам страниц обучающих црограмм, по самым различным предметам, хранящимся в центральном блоке информации; или же они могут составлять свои собственные црограммы, отвечащие их нуждам.' Стоимость использования системы "ПЛАТО" достигает 10 фунтов стерлингов за час работы обучающего человека с оконечным устройством. Однако, несмотря на разносторонность системы "ЙПАТО" и высокий уровень ее отработки, она приобрела репутацию дорогостоящего "динозавра". Она несовместима с новой тенденцией: к сочетанию систем машинного селения с "разумными" оконечными устройствами с целью переработки информации на местах, что способствовало бы сокращению расходов".6x512 по 26 дв.разр.4x512 по 26 дв.разр.8192 по 45 дв.разр.8000 по 37 дв.разр.Третьей задачей работы является разработка методов построения НДУ ДТСО, реализущих конструированный ввод ответов.Актуальность этой задачи определяется следующими положениягли. Как видно из анализа литературы, выборочный метод ввода ответов имеет существенный недостаток: при его использовании неизбежна потеря информацрш об умении учащихся формулировать свои ответы, В то же врег'ля, единственными ДТСО, получившигли массовое распространение являются ДТСО с выборочным вводом ответов. Все известные ДТСО с конструированным вводом, в том числе и ДТСО на базе ЭВМ - это единичные попытки решить задачу, используя побуквенное сравнение вводшдах ответов в целом, либо клю^хевых слов этих ответов. Недостатком такого способа является необходгшость - 53 иметь большой объем па^ шти эталонов, значительное врегдя для принятия решений по введенно1у1у ответу, большой объем работы при кодировании эталонов, В то же врегля конструированные ответы имеют большую информационную избыточность, так как для их классификации достаточно иметь небольшую часть информации, содержащейся в таких ответах. Основной целью работы является создание более экономичных, по сравнению с побуквенньм сравнением,способов классификации конструированных ответов. Разработка ЭТРГХ способов осуществляется в двух направлениях: I - путем решения задачи классификации методами распознавания . - по залоксенным во ВДУ ДТОО эталонам и 2) путем автоматического формирования сжатых кодов - обобщенных образов конструированных ответов и эталонов. Решению указанных основных задач и посвящена данная работа.ВЫВОДЫ 1. Проведен анализ основных направлений развития и внедре-шш технических средств обучения на основе универсальных и специализированных Rvl. Он позволил установить, что для отображения фу1жционирования технических средств обученш используется аппарат конечных автоматов. Недостатком этих математических моделей является то, что при этом не учитывается изменение структуры диалогового технического средства обучения при смене характера кадра обучающей или контролирущей программы.2. Проанализированы различите способы ввода ответа, В результате этого установлено, что отсутствуют математшеские определения трех основных способов ввода (выборочного, численного, конструированного) и не учитываются информационно-статистические свойства языка ответов при синтезе ТОО с численныгл и конструированным ответом. - 53 - '-'^ 3. Проведен анализ существующих способов определешет правильности ответов. Показано, что все они сводятся к поразрядноглу сравнению кодов при выборочном и численном методах ввода ответа или к распознаваШ'По конструированных ответов.4. Проведенны!! анализ позволяет сделать вывод, что при разработке методики построения входных устройств ДТСО актуальныа^ л является решение следующрк вопросов: 4.1. На основе обобщения рассмотренных материалов разработать математическое описаш1е, отображающее любой из трех возможных основных способов ввода ответов и позволяпцую исследовать алгоритмы принятия решеш-й по введенной и эталонной информации.4.2. Разработать математическую модель ШУ ДТСО.

4.3. Основываясь на математической модели и известных способахз распознавания образов разработать алгоритмы принятия решения по конструированным ответам методом их максиглального совпаценш с, эталонагли в пространстве выбранных признаков.4.4. Разработать и исследовать алгоритглы работу ВЯУ ДТСО с конструированным вводом ответов, реализуюгцих автоьгатическое форглирование сжатых кодов - обобщенных образов ответов и эталонов. - 5 4 2 . МГОРИТШ ВВОДА И АНАЛИЗА ИНФОРМАЦИИ. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВХОДНОГО УСТРОЙСТВА ДТСО В данной главе рассматриваются предложенные диссертантом математические модели методов ввода ответов. На их основе анализируются особенности классификации идентификации с правильными, либо ошибочными ответами для трех основных методов их вводаБыборочного, численного и конструированного.Рассматривается математическая модель ВПУ ДТСО, учитывающая перестройку логики ДТСО по ходу учебной црограммы.и цроверяется ее адекватность. Для конструированного метода ввода ответов рассматривается задача свертки кодов ответов учащихся методами распознавания образов в условиях ограничения стоимости ДТСО, При разработке математических моделей методов ввода ответов диссертантом взяты за основу алгоритмы действий учащихся при вводе ответов, 2,1. Алгоритмы ввода информации в ДТСО 2.I.I. Выборочный метод ввода ответов В ряде случаев ответ может быть сведен к в ы б о р у одного из предоставляемых учащемуся вариантов ответов и вводу номера этого ответа. Такой метод ввода ответа часто называют выборочным (иногда - альтернативным), и это название дстаточно точно огра- 55 MJaeT существо данного метода ввода. Такой ввод может быть определен следующрш образом.Пусть входное устройство ДТСО тлеет в обяжем случае п •• .лючей ввода, Учащийся может включить 1-й или 2-й, или 3-й и т.д. до номера /Ъ ключ.Для ввода такого числа входное устройство ДТСО должно соде|>жать "К" ключей, каждый из которых шлеет "Л" состояний. Количесгво различных чисел, которые могут оыть введены, равно J/ По аналогии с выборочным вводом, форглула устройства численного ввода ответа мол^ ет быть записана: Л = У(П71,оМ/??г,,У-^. ..•^J7?i,^-,y% Vd"^ (2.3.) Можно заметить, что для 1\!=1 форьтула (2.3.). численного ввода примет вид формулы выборочного ввода ответов (2.1,), Отсюда следует, что входное устройство ДТОО, обеспечивающее численный ввод ответа,всегда может быть использован для ввода ответа Быборочньтт методом.Ограничение (2,2.) для чрюленного ввода ответа не является существенныгл, так как, в общем случае, учащш1ся вводит ответ в виде многозначного числа. Для этого вида ввода необходило,кроме набора ответа, вводить сигнал о том, что набор ответа закончен.Ответ учащегося представляет собой cymiy, составленную PIS ТОГО или иного набора сшлволов алфавита, которую можно записать; Л- /^ - число, не превышающее кол1таество элементов в ответе максш.гальной дли1Ш. От численного ввода конструированный отличается тем, что символы алфавита могут использоваться многократно и при этом на ответ нельзя наложить требование ввода в порядке убывания или, возрасташет номера разряда, а так же постоянства длины ответа. (В численном ответе при отсутствии значащей цифры какого-либо разряда вводится О, таким образом, в любом случае вводятся все t разрядов числа).В то же время, при конструированном вводе ответов важна очередность ввода его элементов - от этого зависит смысл ответа.Это можно отобразить, введя в шормулу Л^ временной параметр ( ? ).Все многообразие входных сигналов при конструированном вводе ответов может быть представлено в вице: ji.cici:it]_ (2.6.) с учетом наличия сигнала об око11чании набора ответа - 58 При Ui f't)-di формулаС2,6.) приводится к виду (2,1,), а при Ul It]^^ rrii.Ji формула (2,7) - к формуле (2,4).Таким образом, входное устройство ДТСО, обеспечивающее ввод ответа в конструированной форме, может быть использовано для ввода ответа выборочным методом, а также ответа в виде многоразрядного числа. Следует отметить, что временной параметр ( 2Г ) отображает только очередность ввода элементов ответа во времени, а не текущее время ввода этих элементов, Случаи, когда текущее время ввода элементов ответа является существенным, должны быть определены особо, что выходит за рамки данной работы, Формулы 2,1, 2.3 и 2,6 представляют полное математическое описание алгоритмов трех возможных методов ввода ответов. Алгоритм ввода любого ответа (в общем случае - ввод информации в ИПС) может быть сведен к одному из представленных данными формулами алгоритмов, В этом сглысле система из этих трех уравнений является полной. При этом, если формулы 2,1 и 2,3 составлены по аналогии с известными Г1241 , то для формулы 2,6 нет известных аналогов, Как уже рассматривалось, отличительной особенностью ДТСО является необходимость ввода и запоминания какой-то эталонной информации, с которой будут сравниваться ответы учащихся. Рассмотрим случай, когда эта информация представляет собой эталонные ответы на задаваемые учащемуся вопросы, 2.1,4, Эталонный ответ Эталонным можно считать ответ, который наносится на программу (в оперативное или долговременное запоминающее устройство (ЗУ ДТСО), либо вырабатывается в нем по заданному алгоритму,и - 59 используется в качестве эталона при определении ответа, введенного учащгшся.Этот ответ может быть записан в выборочной, численной или конструированной форме. Причем форма,ответа учащегося и форма эталонного ответа могут не совпадать, Шпршлер, в ДТОО "Репетитор МЭИ" [86] учащийся вводит ответ выборочным методом, а эталонный ответ в "пагжти" машшш хранится в виде числа.Если обозначить элементы ввода ответа схшволагж bi , формулы эталонных ответов разных видов можно записать (по аналогии с записью ответов, вводшлых учащшлися) следующитл образом: и§^ М* ^1 - выборочный эталонный ответ (2.8.) Ox-ViSi - численный эталонный ответ (2.9.) Djtr -Ml oi(X] - конструированный эталонный ответ (2.10.) Формулы (2.8.), (2.9.) и (2.10.) отображают налргчие эталонного ответа в выборочной, численной или конструированной форме и ншшк не связаны со способом форьшрования эталонного ответа.Они могут быть использованы как в случае записи эталонного ответа Б виде кодов ожидаеь1ых ответов или кодов обобщенных ответов, так и Б случае, когда ответ эталонный вырабатывается по заданному алгоритгду в процессе общения учащегося с ДТОО, 2.2. Алгоритмы работы блока принятия решений для выборочного и чрюленного ответов По введенной учащимся информации и эталонной информации входное устройство ДТСО должно выработать выходной сигнал. В ряде случаев для этого достаточно сравнить ответ (или все его элементы), введенный учащшлся, с эталонньм ответом и выработать тот или иной сигнал Б случае совпадения, либо несовпадения последних, -60 в других случаях для принятия решения требуется по заданноглу алгоритму распознать ответ учащегося. Б предыдущем параграфе даны определения трех возможных методов ввода ответов, Однозначной завис1Шости между мешодом ввода ответов и алгоритмом работы блока принятия решений нет. То есть, нельзя априорно считать, что для выборочного, например, ввода ответов, необходшл блок принятия решений, восполненный, скажем, на элементах,' реализующю: функцию алгебры логики (ФМ) дизъюшсции или Ф М сложения по мощ^лю два. Не установлено "также 'Четгак гранщ между тремя возможныгли способагж сравнения и распознавания ответов детерминированнытл, вероятностьшм и семантическим.Не претендуя на полноту и всеобщность, рассмотршл здесь некоторые возможше алгоритглы работы блоков принятия решений входьшх устройств ДТОО и попытаемся установить границы меж,ду сравнением и распознаванием, а так же'-.между детертжнированшш и вероятностным способом сравнения ответов, Фушщию, получаемую в результате обработки информации от учащегося и эталонной информации, будем обозначать буквой С Рассмотрт([ случай, когда ответ учащегося и эталош-шй ответ - выборочные, то есть Jig = ^iui й^= Vibi Для определенности ограничимся случаем L =1,2,3.Тогда Jg ^Cl,v а^ V из &g = S-{ ^S^y L Кроме того, зададимся условием С =1 при совпадении кодов эталонного ответа и ответа учащегося, причем может быть один или два неправильных ответа.Существует большое количество работ, посвященных проблеме распознавания образов, в основном зрительных и звуковых. Для описания процессов распознавания используются, кроме алгебры логики, математический аппрат теории глножеств, операционное исчисление и т.д.Некотохэые способы опозиагош образов приведены в £273, [58] , [ЮО] , где дано математич'еское описание опознания по совпадению точек, расстояшш между точками и по ряду других способов, Гранрща между детерьлинированныгл и вероятноетныгл способагли сравнения ответов может быть задана способом распознавания ответов.Вопрос распознавания ответов становится актуалышгл при создании ДТСО с конетруированньм вводом ответов, но в шгх должна учитываться очередность ввода элементов (временная координата формулы 2.18.), что ставит ряд новых задач при синтезе входных - 6 7 устройстБ ДТСО. PaccMOTpeffiie их будет проведено в следущем параграфе.Другими словами, устройство, обеспечивающее сравнение конструированного ответа, в целом может быть разделено на узел, обеспечивающий определенные логические операции над элементами ответов Cij^i и /^- , и узел, обеспечиващий задание временного параметра 2* для каждой пары CLJ/L и .^1 . , Функциональная схема такого устройства показана на рис,2,6.На рис,2.5. приведена общая структурная схегла линейных элементов распознающей машины, дискриминантная функция которых определяется формулой: а решающее правило: Такая структура является универсальной и может быть реализована как в ДТСО с линейной, так и в ДТСО с разветвленной программой обучения. Однако техническая реализация её связана с построением достаточно сложного блока выбора максимума и блоков задания коэффициентов W i . Пригленение вместо сумматоров временных пороговых элементов, например, выполненных по схеме рис. 2.4. позволяет существенно упростить конструкцию ДТСО, особенно контролирующих ДТСО, работающих по линейной программе. -77 Основываясь на проведенных выше выкладках,можно построить математическую модель входного устройства ДТСО.

2.4. Математическая модель входного устройства ДТСО и проверка её адекватности В общем случае работу современных ДТСО определяет входной язык учебной программьт, входной язык ответов и команд учащегося, множество состояний логических схем ДТСО и выходной язык ДТСО (новые порции учебного материала, адреса этого материала, оценка и т.п.), Работу логических схем ДТСО можно было бы описать, задав соответствие между входныгли и выходнымр! сигналами. Такой язык используется при синтезе логических схем типа конечных автоматов без пакшти [8^ ^^словия работы любой схемы могут быть определены заданием таблицы переключательной функции. Эта таблица однозначно определяет значеште выходных сигналов при всех возможных комбинациях входных сигналов.Функция переходов такая же, как и в предыдущем случае, то есть для J -той ячейки отобрах^ается формулой (2,52.).Фушодия выходов мокет быть отображена системой уравнений ^ = / 0 ' О -QW ^/Q,*... ^С:,,., v.. \ t^t Оо, ) Расположение элементов ответа против соответствущих клавиш в этом случае пропсходрхт в соответствии с настроечной (|yш•^цией вопросного кадра, которая может быть представлена в виде ряда случайных чисел. Настроечная душщия кадров, разъяснящих ответ представляет собой одну из строк приведенной выше матрицы.Рассмотренные выше три алгоритма работы входного устройства ДТСО достаточно равнозначны. Недостаток первого - меньшая, по сравнеШ'Ш с двумя остальным !^, разрешающая способность; преш.тущество - более простая логическая схема входного устройства и более простой алгоритм кодирования. Недостатком второго алгорр1тма является большая подготовительная работа при кодировании сменного алфавита; npeiDviyqecTBo - простое и однотипное кодирование кадров, разъясняюцих ответы учащегося. Третий вариант является промеясуточным по сложности кодирования сменного алфаврхта и кодированрш разъясн щих ответы фрагментов информации. Общш ограшгчением для всех рассмотренных алгоритмов является отсутствие при принятии решения об ответах учета очередности ввода элементов этого ответа.Устройство о *С* Армавирский Ш. Ь-и^ СЩ^,^1А лг пед> инст» •XS') 17.ГОМ-1 ОЗАУ г 0^ ренбург ш msr МшМ S3 IB. КЙШ>ЭЗ, ш е и г.Ккев - ^ - С-, • •':л,П'--о ш лпт. шШх 63 aTaitbHHBooi Б i9, КИСН6 Ыв1 ЬйШ ШШШ if ^^тшк ю» КйСЙ-7 •//- - / л - - // — es дредост.в задан.поел.Ш )буч.ма11Шна>€р.шк.Щ2 г.Койотоп Ш UzMi мт. а мЯ» • ' Машина для ПО КВАИУ г «Киев Шк &-т- ^тщ S't мехая.с зазветвл, »«9 » Колйбри-!"МШ г.Москва Ш1 Miui Шз^л&и $s мех.без разветв, Jiv Тренажер РВАУ г,Рязань ШмтШ11Ш. 4S 5атчики 2S.Экзаменатор МЭИ-9". МЭИ Ш1 6--УЛ' Mi((li^Si} 47w магниты Э/ +KOHCTP, )тв.,где 26. •'Экзаменатор-70" ,МЭИ-РМЗ im. р^и- t'Vgidi] 5/ Г* задается очеред-г I jiocTbto кадд 90 Структура определяется, как для любого АНО, тремя рассмотренными выше функциями - выходной, настроечной и функцией состояний, Причем настроечная функция и функция переходов не будут иметь существенных отличий от рассмотренных выше. Функция выходов может быть, как и в рассмотренных случаях, представлена на языке булевой алгебры. Вопросы построения таких входных устройств ДТОО будут рассмотрены в следующем параграфе.Во втором случае, соответствущем последовательному вводу элементов эталонной информации, наиболее существенным является алгоритм программы ввода этой информации. Для его описания потребуется язык более высокого уровня, например, язык микрооперации ( Ш ) , язык sfiPL и т.д. [65]. Такие задачи решаются в настоящее время в работах по использованию ЭВМ в учебном процессе. Этот случай специально исследоваться не будет, так как он на уровне принятия решений по ответам учащихся описывается математической моделью АНО, адекватность которой проверялась путем использования ее для анализа работы логических схем входных устройств ДТСО, Результаты этого анализа приведены в таблице 2.2.2,5. Обучение устройств ввода и анализа ответов. (Формирование образов ответов во ВШУ ДТСО).Задачу самообучения устройств ввода и анализа ответов обучаемыех можно свести к задаче целочисленного программирования.В качестве критерия оптимальности разделения используем сумму внутренних мер близости, причем близость О IJ между ответаьш Xi и X-J для определенности будем измерять расстоянием, Разделение М ответов на /^ групп необходимо осуществить так, чтобы сумма всех внутренних мер близости была минимальной.5, Для классификации конструированных ответов методом дискриминантных функций цредложено определять их. коэффициенты с помощью временной пороговой функции. - 95 6. Установлено, что математической моделью, адекватной всем трем возможным методам ввода ответов является автомат с настраиваемой структурой (AHG).Для решения задачи построения оптимального ВЛУ ДТСО необходимо выяснить основные характеристики входного языка А при побуквенном и пословном вводе. Для побуквенного ввода аналогичная задача была исследована в связи с разработкой автоматических словарей [90].Рассмотрим граничные условия пословного кодирования. Развитый естественный язык может содержать до 150-200 тыс,словоформ, [90j. .„ -102Построение частотных характеристик слов общего применения [6lJ в количестве около 40000 слов потребовало проведения анализа свыше I млн,' слов текста на большой ЭВМ^и привлечения до 100 человек для подготовки материал^. Этим материалом можно воспользоваться как эталонным для сравнения распределений в частотных словарях и в словарях ответов, В качестве словаря ответов может быть использован словарь эталонных ответов, даваемых преподавателями при составлении программ для ДТСО с выборочным вводом ответов. Работа по анализу такого.материала была проведена автором совместно с инж. Скворцовой Т.М. Словарь эталонных ответов содержит как побуквенные, так и пословные ответы.Для выяснения распределения предложений словаря эталонов по количеству имекщихся в них букв и слов были проанализированы 2,835 эталонных ответов контролирующих программ для ДТСО "Экзаменатор 1^54" и "Ласточка", Программы были составлены преподавателями КЙСИ (г,Киев), АЗИЖ им.Азизбекова (г.Баку) и МЭИ (г.Москва) по ряду дисциплин (физшш, химия, электрооборудование нефтяных промыслов и т.д.).Результаты анализа эталонных ответов совместно с данными из [90j и [61j цриведены в табл. 3.2 и на рис. 3.3.Средняя длина эталонных ответов получилась равной.При малом числе клавиш (3 •!• 5) с увеличением их числа имеет место близкий к линейному рост времени, затрачиваемого на ввод.Для конструированного ответа при малом числе клавиш ввода время ввода, очевидно, можно отобразить формулой - I0&где h^ ж Q. - постоянные коэффициенты, /77 - количество элементов в ответе, /^ - количество клавиш ввода.С ростом числа клавиш (/^ > 10) время ввода растет быстрее, чем по линейному закону. Эксперименты, проведенные в Исследовательском центре !1У г,Дрездена ГДР и более ранние данные, полученные в НЭТИ С35], показывают, что при вводе конструированных ответов с помощью стандартных терминалов ЭВМ (дисплей, СТ, электрические пишущие машинки) время ввода достигает 4 •* 6 мин щ)И количестве клавиш ввода 45 -f 55, Учитывая изложенное выше, а также возможность и целесообразность в ряде случаев использовать выборочный метод ввода ответов следует считать оптимальным клавишный манипулятор с 1СЫ2 клавишами со сменным значением, при котором обеспечивается. ввода 94-9^ от общего числа конструированных ответов (рис,3.5).3.2, Сжатие информации во входных устройствах ДТОО с клавиатурой со сменным значением клавиш Описание ДТСО с такой клавиатурой имеется, например, в патенте США Ъ 3.052.041 CI59J.В этом и разработанных позже отечественных ДТСО ("Репетитор 2 МЭИ" E88J, НЭТИ-Кт-5 [2] ) часть кадра отводится для нанесения значений клавиш, причем эта часть кадра проецируется на место на экране, расположенное в непосредственной близости от клавиш. Для таких ДТСО наиболее приемлемым носителем учебной информации является кинопленка, В этом случае можем иметь практически неограниченный вход-109ной алфавит ^ =L^-f,^z,...,^^}* и, следовательно,в качестве элементов Cii такого входного алфавита наряду с буквами и цифрами могут быть слова, рисунки, элементы формул и т.п.Поставим задачу синтеза входного устройства ДТСО с минимальным количеством признаков входного языка.Предельным случаем, очевидно, будет тот, когда один двоичный разряд кода слов языка В требуется для.целого ответа, состоящего из ряда элементов входного языка А. Этот случай достижим при введении дополнительной системы кодов, независимых от кодов входного языка В, Таким кодом может быть позиционный код ^ очередности элементов входного языка А, когда каждый элемент его на данном кадре учебной программы приводится в соответствие с определенной клавишей входного устройства.Как было показано в предыдущей главе, конструированный ответ может быть распознан по Хэммингову расстоянию между элемен- н о тами эталона и ответа устройствами, реализунцшш функцию порогового элемента, где в качестве весового параметра выступает временной параметр, то есть параметр, меняющий вес элементов в зависимости от того, в какой очередности вводятся эти элементы.Рассмотрим случай, когда временной параметр задается о помощью счетчика,а входное устройство классифицирует вводимые ответы на правильные и неправильные и не распознает, какая сделана ошибка.Тогда логическая схема элемента, задаваемого формулой (3.5) примет вид, показанный на рис, 3.6. Фушщиональная схема ВПУ. ДТСО, распознающего один тип ответов учащихся приведена на рис.Элемент работает следующим образом.Основная учебная информация семантического характера кодируется путем присваивания каждой клавише на.каждом t- -том вопросном кадре своего символа С Л , -^ , ..., >2. .^ Причем производится это в строгом соответствии с выбранной кодовой фипь кой, чтобы цри наборе правильного ответа обеспечивалось срабатывание соединенного с ней порогового элемента при вводе каждого . элемента ответа. Код сигнала о^ , проставляемый на данном кадре, должен обеспечивать подключение порогового элемента, соединенного с данной кодовой фишкой.С помощью одной пары - "кодовая фишка - пороговый элемент" можно распознать ответ одного вида. Следовательно, для /г, вариантов ответов требуется одновременная работа п^ таких пар.Рассмотрим,какие существуют решения, удовлетворяющие уравнению (3.17) для случая кодирования обобщенных ответов и принятия решений по введенному ответу с помощью временного порогового элемента С^Т]. I^CTb устройство ввода ответов содержит 10 клавиш (/^ =10), значения которых меняются цри переходе от ^ -того к ( ^+1)-му кадру.Вершины графов d ^ S ^ С ^ ОС- соответствуют расположению того или иного элемента ответа против определенной клавиши, вершины I, 2, 3, 4 - порядковому номеру входов пороговых элементов, распознащих правильный ответ и ошибки указанных 3-х видов.Из алгоритма работы распознащего блока следует, что один вид ответа может быть отличен от другого, если не все ребра их графов совпадают.В таблицу 3,5 сведены возможные ответы для случая наличия только одинарных ошибок при ответе из 5-и элементов.3?рафы правильного и ошибочных ответов в данном случае будут иметь вид, представленный на рис. 3,11, То есть, при увеличении длины ответа характер графов возможных ответов не меняется, если сохраняются принятые выше ограничения, а именно: в течение ввода одного ответа только один его элемент может быть взят ошибочно, и избыточные элементы ошибочных ответов не совпадают с элементами правильного ответа, Рассмотрим случай, когда учащийся совершает двойную ошибку, то есть два элемента ответа учащийся вводит неправильно. Случай, когда эти два элемента ответа стоят рядом, представлен в таблице 3.6, где ^1, j:j / vO \^ и^ \^ УС \^ СГрафы ошибочных ответов представлены на рис. 3,12.Можно заметить, что ошибки 3-го вида и в данном случае. в полном объеме не могут быть отличены от правильного ответа.С ошибками 1-го и 2-го вида положение такое же, как и в предыдущем случае.Сопоставляя графы правильных ответов с графами возможных ошибочных ответов, можно заметить следующее: для каждой длины ответа любые ошибки первого и второго вида могут быть отличены от правильных ответов. То есть для всех возможных ошибочных ответов некоторой длины, содержащих ошибки первого и второго вида, могут быть получены коды обобщенных ответов. Для кодирования каждого такого обобщенного ответа достаточно иметь одну кодовую фишку, Коды обобщенных ответов третьего вида в общем случае невоз- 127можно отличить от кодов правильного ответа. Кодирование таких ответов мокет потребовать больше одной кодовой фишки на один обобщенный ответ заданной длины.Из приведенного анализа видно, что для кодирования конструированных ответов существенное значение имеет длина ответа.Из цриведенного в п,3.1 анализа видно (см.рис,3,5), что около.90^ ответов теш количество элементов от I до 6 включительно.Отсвда следует, что ДТСО с конструированным вводом ответов типа "Экзаменатор" должно иметь не менее 5 ячеек, содержащих кодовую матрицу и временной пороговый элемент. Для ДТСО типа "Репетитор" кодовых матриц должно быть по крайней мере в 4 раза больше для обеспечения той же распознаваемости ответов, С учетом конкретных программ разброс по длине ответов может быть меньшим. Кроме того, некоторая часть ответов маловероятна вследствие причин семантического характера, не учитываемых в проведенном анализе.Таким образом, построение ДТСО с конструированным вводом ответа на базе кодовых матриц и временных пороговых элементов может быть осуществлено с ограниченным числом конструктивных элементов :С/^ -I) кодовая фишка и I пороговый элемент являются минимальным для ДТСО типа "Экзаменатор" и 4(/2- -I) кодовых фишек и 4-5 пороговых элементов для ДТСО типа "Репетитор". Здесь /I- - число клавиш со сменным значением.3,4, Способы задания порога и распознавания ответов Величина порога может быть для каждого вопросного кадра, учебной информации задана, например, с помощью кодовых меток.Так, сделано, например, в устройстве а.с. )§ 269642 ЕбЗ]. Пре-128имущество данного способа задания величины порога заключается в возможности распознавания ответов различной длины при одних и тех же кодовых фишках. Другими словами, с помощью одной кодовой фишки одновременно кодируется множество последовательностей, отличающихся количеством используемых на ранных вопросных кадрах элементов кода эталонных ответов. Но, задавая с помощью :\ кодовых меток, определенную величину порога, должны иметь соответствующий этой длине набор кодов на фишках кодовой матрицы. Такой двойной учет кодов ответов в машинах типа "Репетитор" неудобен и требует, кроме того, дополнительных кодовых меток на носителях учебной информации. Для машин типа "Экзаменатор", в которых кодируются только правильные ответы, в некоторых случаях задание величины порога на носителе, учебной информации может оказаться целесообразным. Однако, и для данного типа ДТСО может оказаться более удобным задание величины порога с помощью тех же кодовых фишек, которые задают код правильного ответа, А это связано с увеличением необходимого числа кодовых фишек. Поэтому, при решении вопроса о выборе способа задания порога, следует провести сравнительный анализ стоимости дополнительных узлов, обеспечиваюпргх считывание кода величины порога с носителя учебной информации с учетом дополнительного расхода плешш под кодовые метки и стоимость дополнительных узлов долговременной памяти, то есть стоимость дополнительных кодовых фишек и цепей коммутации их. Кроме того, для ДТСО типа "Экзаменатор" необходимо учитывать следующее дополнительное обстоятельство: Рассмотренные выше функциональные схевш входных устройств ДТСО С см,рис, 3,7 и 3.9) обеспечивают только распознавание были, либо не были в определенной очередности введены элементы - 129ответа, заданные кодовой фшжой (кодовой матрицей), В то же вреш учащийся в любом месте ответа до достижения порогового количества элементов может ввести дополнительные, "избыточные" элементы, делающие ответ в целом неправильным, и ответы такого типа устройствами, выполненными по указанным выше функциональным схемам не будут правильно классифицированы. Следовательно, кроме задания величины порога требуется иметь в логической схеме входного устройства ДТСО узлы и схемы,срабатывающие при вводе элементов ответов с ошибками 2-го и 3-го видов, ^ нкциональ-. ные схемы таких входных устройств приведены на рис. 3,14 и 3.15, На рис, 3,14 дана блок-схема входных устройств ДТСО, в котором величина порога задается с помощью кодов на носителе учебной информации, а наличие нецравильно введенных элементов ответа определяется с помощью дополнительного счетчика.Сделать это можно различными способами, целесообразность применения которых зависит от конкретной функции (3,25) и элементов, -136 на которых реализована эта функция, а также ряда других факторов. Иногда достаточным для перехода к сравнению элементов ответа следующего подмножества может оказаться наличие положительного результата сравнения какого-либо одного элемента, либо нескольких, но не всех элементов данного подмножества. Это имеет место и при выполнении логической схемы входного устройства ДТСО, как показано на рис, 3,17.В отличие от схемы рис. 3.16 в этой схеме блок, учитывающий очередность ввода элементов ответа (блок, учитывающий временной параметр или "временной блок"), соединен непосредственно с клавиатурой ввода ответов учащегося.Кроме того, универсальность логическое схемы рис. 3.16 заключается в том, что, применив в схемах сравнения мажоритарные элементы, либо пороговые элементы, учитывающие вес каждого вводимого элемента ответа, можно обеспечить сравнение ответа учащегося с эталонньм статистическим методом (с заданной точностью), Алгоритмы работы таких входных устройств могут быть записаны: для мажоритарных элементов: Ci =Sg^fi[yU^'(^tj. ^Jj]-m^-fj (3.29) Для случая использования в схемах сравнения ответов пороговых элементов, учитывающих веса элементов ответа, будет справедлива формула: где и - величина порога, (f- - вес / -го элемента ответа.Использование во входных устройствах ДТСО элементов, алгоритм работы которых задается формулами (3.29) и (3,30), позволит осуютвить нецет.зрминированное сравнение вводимых ответов с эталонными для практически неограниченного входного языка, что обеспечивается сменным алфавитом, Устройства, работающие по алгоритму (3.29), реализуют дис- 140 криминантные функции, известные в литературе как ^ - функции (по Нильсону) где п'М" линейно-независимые действительные однознач-. ные фушщии; ^ - число степеней свободы у^ - функции, Алгоритм (3,30) может реализовать кусочно-линейные фуш^ции распознавания. Входное устройство ДТСО, работающее по данному алгоритму, обладает большими возможностями при классификации ответов по видам, чем устройства линейного распознавания, рассмотренные в 3.3 настоящей главы. Кроме того, входные устройства ДТСО, работащие по алгоритглам (3,29) и (3,30), позволяют частично различать характерные ошибки и опечатки (нацример, пропуск одного элемента ответа), Практическая реализация входных устройств ДТСО, работающих по данным алгоритмам, целесообразна с использованием гликропроцессоров, Методшса подготовки учебного материала и алгоритглы распознавания введенной информации по способам,рассмотренным в данной главе, могут быть обобщены следующим образом.Конструированный ответ классифицируется как распознанный цри совпадении всех элементов введенного и эталонного ответов с учетом очередности элементов ответа при достижении заданного порога, либо по достижении заданного порога и отсутствии несовпадений в элементах введенного и эталонного ответов, также с учетом очередности ввода этих элементов. Последний случай 142 предпочтительней, так как отпадает необходимость в счете количества введенных элементов ответа.Проведенный анализ позволяет выявить существенное ограничение методов классификации ответов на основе распознавания образов, а именно необходимость предварительного ручного анализа возможных ответов с целью определения длины эталонных ответов /77 и нанесения значений элементов ответа в соответствии с кодовой таблицей Алгоритм работы устройства, обеспечивагаций сжатие информации с автоматической выработкой кодов, не требующей предварительного определения /^ и ^ с , рассмотрен в следующей главе, В отличие от изложенного выше алгоритма, где выходная функция и функция настройки существенно отличаются по своему образованию, будет рассмотрен случай, когда выходная и настроечная функции формируются по одному и тому же алгоритму.В ы в о д ы Проведенное исследование методов классификации конструированных ответов на основе распознавания образов по максимуму совпадения элементов образов ответов с эталонами дало следующие результаты: I. ВЛУ ДТСО на временных пороговых элементах (БПЭ) обеспечивают классификацию ответов на две (правильно - неправильно) и более категории правильности и, следовательно, могут быть использованы как в ДТСО для контроля знаний ("Экзаменатор"), так и в ДТСО для обучения ("Репетитор"). - 143 2. Количество ВПЭ и их конструкции оцределяются назначением ДТСО - обучение или контроль знаний, способом задания порога ВПЭ и требуемой разрешающей способностью ВНУ при классификации ответов.3. Установлено, что существенное сокращение аппаратурных затрат во ВПУ ДТСО достигается благодаря применению в них клавиатуры со сменным значением клавиш. Оптимальное количество таких клавиш равно 10 - 12. Это число клавиш обеспечивает возможность ввода 94+9^ конструированных ответов. Время ввода элемента ответа составляет 0,8 -f 0,85 сек (по Меркелю), 4. Выявлены характерные признаки ответов различной категории правильности и разработан способ определения количества распознающих подматриц эталонов для классификации ответов на 2 и 4 уровня в зависимости от числа клавиш ввода, 5. Разработаны алгоритмы классификации ответов на 2 и более уровня правильности. -144 4. МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ВМ ДТОО НА БАЗЕ ЭВМ (МИКРОПРОЦЕССОРОВ) 4 Д . Алгоритм формирования ХЭШ-кодов и закон распределения адресов слов В предыдущей главе рассмотрен метод синтеза ВПУ ДТСО с конструированным вводом ответов на основе ВПЭ, Этот метод обеспечивает идентификацию конструированных ответов при минимальном числе кодовых меток на вопросный кадр программы и сравнительно небольших аппаратурных затратах. Однако он требует большой предварительной обработки учебного материала при составлении кодов эталонных ответов. С появлением интегральных схем, и особенно микропроцессоров, резко снизились аппаратурные затраты на выполнение единичной логической операции и появилась возможность реализации ВЛУ ДТСО с контру11руемым ответом, обеспечивающих автоматизацию кодирования эталонных ответов. Разработке метода построения таких входных логических

Выводы

1. Показано, что при ответе на один и тот же вопрос могут быть использованы три основных метода ввода и их модификации.

2. Минимальной разрешакщей способностью обладает выборочный метод, максимальной разрешакщей способностью - конструированный метод на основе распознавания образов. Наиболее универсальным является метод ввода конструированных ответов на основе ХЭШ-кодов.

3. Все методы ввода реализованы цри кодировании эталонов с помощью 3-х + 4-х разрядного двоичного числа. Реализован численный метод ввода эталонов, как наиболее экономичный.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом проведенной работы является разработка основных принципов построения входных логических устройств диалоговых обучающих систем, которая состоит в следующем:

- О учетом педагогического назначения и предполагаемой области применения разрабатываемых обучающих устройств или систем определяется набор выходных сигналов ВЯУ ДТСО, находятся функции выходов, переходов и настроечная функция, обеспечивающая заданный набор выходных сигналов.

- В случае необходимости констру1фуется логический элемент (либо алгоритм программы для систем на базе ЭВМ и микропроцессоров) , реализущий требуемую выходную функцию.

- В зависимости от назначения устройства выбирается метод свертки.вводимых кодов и в образы ответов, составляется алгоритм свертки.

- С учетом полученных решений конструируется ВЛУ ДТСО в целом, либо составляется программа, реализующая необходимый и достаточный набор функций свертки кодов в образы ответов и выходных функций на ЭВМ или в микропроцессоре.

Были получены следующие основные результаты:

1} Все возможные методы ввода ответов (ввода информации в ИПС) сводятся к трем: выборочному, численному и конструированному. Эталоны могут быть введены также одним из трех методов - позиционным кодом, многоразрядным двоичным числом и последовательностью двоичных чисел. Для трех возможных методов ввода ответов и эталонов получены математические описания алгоритмов ввода информации.

2} Предложен логический способ записи алгоритмов классификации выборочных и численных ответов. Установлена логически полная группа методов классификации таких ответов на основе ФАЛ логического умножения, ФАЯ сложения по модулю два и ФАЛ эквивалентности.

3) Для распознавания конструированного ответа разработана временная пороговая функция, в которой вместо весового параметра используется временной параметр, принимающий значение

О или I. Разработан временной пороговый элемент, реализуюций такую функцию.

4) Для классификации конструированных ответов на основе дискриминантных функций предложено метод определения весовых коэффициентов с помощью временной пороговой функции

5) Установлено, что математической моделью ВЛУ ДТСО, адекватной всем трем возможным методам ввода ответов, является автомат с настраиваемой структурой (АНС)

6) Предложены модификации АНС для сочетаний методов ввода ответов и эталонов, удовлетворяющих критерию эффективности.

7) Выявлены характерные признаки ответов различных категорий правильности и разработан способ определения количества распознающих подматриц кодов эталонов для классификации ответов на 2 и 4 уровня, в зависимости от числа клавиш ввода.

8) Разработаны 4 алгоритма классификации ответов на 2 и более уровне правильности.

9) Предложен машинный язык ввода конструированных ответов на основе формирования набора равновероятных групп,номера (коды) которых используются в качестве алфавита этого языка,

10) Предложен алгоритм формирования ХЭПР-кодов слов на основе языка равновероятных групп, путем сложения по модулю 2 кодов этих групп со сдвигом на один разряд кода.

11) Проведен анализ ответов, вводимых с помощью клавиатуры со сменным значением клавиш во ВЛУ ДТСО. Установлено, что число их может быть выбрано равным 10-12,при этом обеспечивается ввод 94-98$ конструированных ответов, а время ввода элемента ответа равно 0,8>0,85 сек.

1. Александров Г.Н. Когда применим выборочный принцип, "Вестник высшей школы".№ 4, I9S6.

2. Александров Г.Н. Психолого-педагогическое обоснование возможностей альтернативного принципа построения ответов, Куйбышев, 1966, 13 с.

3. Александров Г.Н. Разумно сочетать новое с традиционным, "Вестник высшей школы" № 4, 1966.

4. Алимпиев A.B. Анализ некоторых типов малых обучающих, машин с разветвленной программой обучения. Доклад на Всесоюзной конференции по проблеме "Программированное обучение",Куйбышев, изд.КПИ, 1966, 14 с.

5. Аркадьев А.Г., Браверман Э.М. Обучение машины распознаванию образов, изд. "Наука", М., 1964, ПО с.

6. Афонский И.Н. Устройство для контроля знаний учащихся. Авт.свид. № 251277, бюлл. № 27, 1969.

7. Аткинсон Р., Бауэр Г., Кротерс Э. Ввведение в математическую теорию обучения (пер. с англ. под ред. О.К.Тихомирова), М., "Мир", 1969, 487 с.

8. Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Микропроцессоры и микропроцессорные системы. М., "Радио и связь": 1981, 328 с.

9. Бауэр Ф., Гооз Г. Информатика (пер. с нем. Под ред. А.П.Ершова), "Мир", М., 1976, 488с.

10. Баховец Б.А., Обучающая машина РЭ-5/50. Об. "Программированное обучение. Обучающие машины. Организация учебногоiпроцесса", Новосибирск,.изд. НЭТИ, 1966, с.40-56.

11. Безбородов Ю.М. Сравнительный курс языка РL -I, М., "Наука", 1980, 192 е.

12. Белесков Р.И. Устройство для контроля знаний учащихся, авт.свид. № 186208, кл. 42 11/50, бюлл. № 18, 1966.

13. Беспалько В.П. Программированное обучение, изд. "Высшая школа", М., 1970.

14. Бондин O.A., Ермаков В.Н., Орлов Г.Г., Савкин А.Н. О классификации технических средств обучения. Сб. "Автоматизированные системы обучения", труды МЭИ, вып.82, М., изд. МЭИ,1972, с.15-22.

15. Бутаков Е.А. Методы синтеза релейных.устройств из пороговых элементов. М., "Энергия", 1970, 328с.

16. Вавилов Е.И., Егоров Б.М., Ланцев B.C., Тоценко В.Г. Синтез схем на пороговых элементах, "Советское радио", М,,1970,368с,

17. Вейнценбаум Й. Понимание связного текста вычислительной машиной. Сб. "Распознавание образов", М., "Мир", 1970, с.214-245.

18. Вейценбаум Дж. Возможности вычислительных машин и челове-. ческий разум (пер. с англ. Под ред. А.Л.Горелика) ,М., "Радио исвязь", 1982, 368 с.

19. Вентцель Е.С. Теория вероятностей, М., "Наука",1969,576с.

20. Весновский Ю.А., Блисников Н.В., Ермаков И.Г.,Шенелен-ко А.И. Обучающая машина 0М-20, сб.рационализаторских предложений № 15 КВИРТУ, Киев, 1963.

21. Вишталь Н.Я., Покровский Е.А., Скаржена В.А. Экзаменатор с текстовым вводом на бесконтактных полупроводниковых и магнитных элементах. Вестник КПП, сер. Автоматика и электроприборостроение № 5, Киев, 1968, с.3-10.

22. Володин Н.В. В защиту.выборочной системы ввода ответов, Вестник,высшей школы № 5, I9S4.

23. Галактионов А.И. Предоставление информации оператору. М., "Энергия", 1969, 138 с.

24. Гельфензон И.К. Прибор для контроля знаний учащихся. Авт.свид. № 181884, кл.42 II/50, бюпл. № 10, 1966.

25. Глушков В.М., Довгялло A.M., Машбиц Е.И., Юценко Е.Л. Основные проблемы использования вычислительной техники в учебном процессе. Сб. "Применение ЭВМ в учебном процессе", "Советское радио", М., 1969, с.7-34.

26. Глушков В.М., Костюк Г.С., Балл Г.А., Довгялло A.M., Машбиц Е.И., Юценко Е.Л. Научные проблемы программированного обучения и пути их разработки, доклад на Первой Всесоюзной конференции по ПО, М., I9S6, 32 с.

27. Гнеденко Б.В. Символ программированных идей и методов в педагогике. Вестник высшей школы № 5, 1965, ст.13-20.

28. Голиков A.A., Бардин Р.И. Учебное пособие для контроля знаний учащихся, авт. свид. JS 178574, кл.42 II/50, бюлл. № 3, 1966.

29. Гребень И.И.,.Довгялло A.M. Автоматизированные устройства для обучения,,изд. КГУ, Киев, 1965, I9S с. , .

30. Дмитриев С.К. Программированное обучение с применением ЭВМ. Об. "Программированное обучение. Обучающие машины. Органи-, зация учебного процесса.Новосибирск, изд. НЭТИ, 1966, с,77-100.

31. Добронравов O.E., Овчинников.В.В. Проектирование схем. и узлов ЭВМ на пороговых элементах,.М., "Энергия", 1976, 208 с.

32. Довгялло A.M., Кисляков Ю.Н., Форсюк Н.Г. Применение цифровых вычислительных.машин в учебном процессе. Сб. "Организация учебного процесса. Программированное обучение. Обучающие машины,.вып.2, часть 2, Новосибирск, изд.НЭТИ, 1968, с.90-146.

33. Долгов В.А., Касаткин A.C., Сретенский В,Н. Радиоэлектронные автоматические системы контроля (системный анализ и методы реализации), М., "Сов,радио", 1978, 384с.

34. Дроздов Е.А. Оптимизация структур цифровых автоматов, М., "Сов.радио", 1975, 352 с.

35. Дуда Р., Х'арт П. Распознавание образов и анализ сцен, (пер. с англ. Под ред.Стефанюка В.Л.), М., "Мир", 1976, 511 с.

36. Евсеев А.И., Смирнова Н.М. Алгоритм сравнения и принятия решения о произнесенном слове с использованием ЭЦВМ.

37. Сб. "Доклады научно-методической конференции по итогам НИР за 1966-1967 г.г., М.;:ИЗд.МЭИ, с.ИО-121. .

38. Евреинов Э.В., Прангишвили И.В. Цифровые автоматы с настраиваемой структурой, М., "Энергия, 1974, 240 с.

39. Емеличев В.А., Ковалев М.М,, Кравцов М.К. Многогранники,графы, оптимизация. M., "Наука", 1981, 344 с.

40. Ермаков В.Н. Обзор сравнивающих устройств обучающих машин. Сб. "Доклады научно-методической конференции по итогам научно-исследовательских работ за I966-I9S7 г.г.", М., изд.МЭИ, 1967, с.90-99.

41. Ермаков В.Н. Устройстве ввода ответов в обучающую машину. Труды МЭИ, Автоматизированные системы обучения, вып.82, М., изд.МЭИ, 1972, с.105-115.

42. Ермаков В.Н. Вопросы синтеза входных устройств технических средств обучения. Труды МЭИ "Автоматизированные системы обучения", вып. 135, изд. МЭИ, M., 1972, с.102-108.

43. Ермаков В.Н. Кодирование конструированных ответов с ДТСО типа "Репетитор". Труды МЭИ "Автоматизированные системы обучения", вып.168, М., изд.МЭИ, 1973, с.65-74.

44. Ермаков В.Н. Некоторые вопросы применения ТСО типа "Репетитор" и "Экзаменатор". Материалы П межвузовской конференции по программированному обучению и применению ТСО, изд.Азинефтехим, Баку, 1973, с.93-96.

45. Ермаков В.Н. Алгоритмы первичной.обработки информации в обучающих и информационных системах. Сб. "Совместный семинар, научно-педагогических работников высшей школы СССР и 1ДР", изд. Тбилиского университета, Тбилиси, 1979, с.49-51.

46. Ермаков В.Н. О применении микроэлектронной техники в диалоговыхтехнических средствах обучения. "Проблемы программированного обучения". Материалы седьмого советско-французского семинара по программированному обучению. М., изд.МЭИ,1981,с.113-11£

47. Ермаков В.Н. Обучаюцее устройство, авт.свид.^ 199546, бюлл. № 15, 1967.

48. Ермаков В.Н. Адресная система фотооптического запоминаюцего устройства обучающей машины, авт.свид. № 213417,бюлл. № 10, 1968.

49. Ермаков В.Н. Обучающее устройство, авт.свид. № 269642, бюлл. №15, 1970.

50. Ермаков В.Н. Кушелев Ю.Н., Гавич В.Т., Дятлов B.C., Глыздов И.М. Обучающее устройство, авт.свид. № 287424, бюлл, № 35, 1971.

51. Ермаков В.Н. Датчик перемещений, авт.свид. № 332485, бюлл. № 10, 1972. . .

52. Ермаков В.Н., Кушелев Ю.Н. и др. Обучающая машина, авт.свид. № 509I5I, патентная заявка СССР № 1759275. Разрешение Госкомизобретений на открытую публикацию от 8.09.76 патенты

53. США № 3.974.482, Франции & 2.284.951, ГДР № ИЗ.818, ЧССР № I7I034.

54. Ермаков В.Н., Спиров K.M., Желев Г.Ж. Устройство для автоматического.поиска информации на кинопленке. Авт.свид. НРБ № 25046, ' бюлл. №. 7.от 12.07.78.,

55. Ермаков В.Н., . Спиров K.M., Желев Г.Ж. Устройство для поиска информации, авт.свид. № 783831,бюлл. № 44, 1980.

56. Под ред. Засориной JI.H. Частотный словарь русского языка, "Русский язык", М., 1977, 936 с.

57. Зыков В.А. и др. Устройство для машинного контроля знаний учащихся, авт.свид. № 183499, кл. 42 И/50, бюлл. № 13, 1966.

58. Зыков В.А. ,Даугела B.K. Проблемы развития информационной техники, М., "Экономика", 1981, 224 с.

59. Ивахненко А.Г.' Самообучающиеся системы распознавания и автоматического управления. Киев, "Техника", 1969, 392 с.

60. Каган Б.М Электронно-вычислительные машины и системы. М., "Энергия", 1979, 528 с.

61. Карпов Г.В., Ромадин В.А. Технические средства обучения, М,, "Просвещение", 1979, 271 с.

62. Касами Т. и др. Теория кодирования, (пер. с японского. Под ред. Цыбакова Б.С. и Гельфанда С.И.), М., "Мир", 1978,576 с.

63. Касьянов В.И. Новый принцип классификации устройств ввода ответа. Материалы научно-технической конференции по программированному обучению, 1966.

64. Каталог контролирующих и обучающих устройств. М., изд.МГУ, 1977 , 36 с.

65. Кахеладзе К.Г. и др. Устройство для контроля знаний учащихся, авт.свид. № 272696, бюлл. № 19, 1970.71. 1ЭДК Плато Система обучения с применением ЭВМ. Описание экспоната международной выставки "Школьное оборудование-73",М., 1973.

66. Киевский инженерно-строительный институт. Отчет "О создании машины для контроля знаний и обучения с тремя каналами ввода КИС&-5", Киев, 1966.

67. Клингман Э. Проектирование микропроцессорных систем. Пер. с англ. Под ред. С.Д.Пашкеева.

68. Краткий словарь иностранных слов. М., "Советская энциклопедия^, 1968.

69. Криницкий H.A., Миронов Г.А., Фролов Г.Д. Программирование и алгоритмические языки. М., "Наука", 1979, "512 с.

70. Криницкий H.A., Миронов Г.А., Фролов Г.Д. Автоматизированные информационные системы. М., "Наука", 1982, 384 с.

71. Куликовский Л.Ф., Морозов В.К. Основы информационной техники. М., "Высшая школа", 1977, 360 с.

72. Кузин Л.Т. Основы кибернетики. "Энергия", М., 1979, 584 с.

73. Куше лев Ю.Н., Свиридов А.П., Дергунов M.H., Усков В.Г., Боев Б.Н., Глыздов И.М., Ермаков В.Н. Обучагацее устройство, авт.свид. № 419951, бшл. № 10, 1974.

74. Кушелев Ю.Н., Цветков Ю.В., Ермаков В.Н., Сорокин В.А., Координатный датчик, авт.свдд. № 402730, бюлл. №.42, 1973. . .

75. Кушелев Ю.Н., Цветков Ю.В., Ермаков В.Н. Устройство для магнитной записи и воспроизведения графической информации, авт.свид. № 340II4, бюлл. № 17,.1972.

76. Кушелев Ю.Н., Бондин O.A. О классификации технических средств программированного обучения. Доклад на Всесоюзной конференции по программированному обучению, М., 1966, с.П-14.

77. Кушелев Ю.Н., Евсеев А.И., Волкова Н.Д., Смирнова Н.М., Тимошкина Л.И. Об устном вводе в устройства для обучения. Сб. "Доклады научно-методической конференции по итогам НИР за 19661967 г.г.", изд.МЭИ, М., 1967, с.100-109.

78. Кушелев Ю.Н., Горицкий Ю.А., Смирнова Н.М,, Тимошкина Л.И. Обучающая машина "Репетитор МЭИ", сб. "Доклады МЭИ на Всесоюзной конференции по программированному обучению", М.,1966, с.27-34.

79. Кушелев Ю.Н., Орлов Г.Г., Бондин O.A., Дтялов B.C., Ермаков В.Н., Попадько И.И., Савкин А.Н. Технические средства обучения и контроля. Изд. "Высшая школа", M., 1973, 192 с.

80. Кушелев Ю.Н., Цветков Ю.В., Ермаков В,Н. Обучанцая машина "Репетитор-2". Сб. "Доклады на Всесоюзной конференции по программированному обучению", М., изд.МЭИ, 1966, с.63-82.

81. Кушелев Ю.Н., Целовальников Е.П., Рубцов И.А.»Кузнецов A.B., Ермаков В.Н. Адаптивное обучающее устройство,авт. свид. № 327510, бюлл. гё 5, 1972.

82. Линь В.Ч. Основы конструирования цифровых систем на базе микропроцессора. Микропроцессорный учебно-отладочный стенд. Пер. с англ. ТИЙЭР 16 8, 1977, с.41-66.

83. Лыщинский Г.П., Слуцкий М.А., Кисляков Ю.Н., Три основных типа обучающих машин. Сб. "Программированное.обучение. Обучающие машины. Организация учебного процесса", изд. НЭТИ, Новосибирск, 1966, с.21-29.

84. Марков A.A. Введение в теорию кодирования. М., "Наука", 1982, 192 с.

85. Мартынов В.В. Универсальный семантический код. Шнек, "Наука и техника", 1977, 192 с.

86. Марш П. ЭВМ в роли учителя, "За рубежом", й 32 (997),1979.

87. Марченко Е.К. Информационно-логическая модель процесса обучения и автомат для ее реализации. Изд. РВКИКУ.Рига,1966,34с.

88. Марченко E.K. Способ ввода текстовой информации в обучакь щие машины. Доклад на Пятой -Всероссийской конференции по применению. ТС и ПО, симпозиум 12, М., 1969, с.47-55.

89. Молибог А.Г. Место технических, средств в процессе обучения. Доклад на Всесоюзной конференции по программированному обучению, М., 1966, 27 с.

90. Михнушев А.Г., Брылев A.B., Мищенко И.М. Устройство для контроля процесса изучения программированных учебников. Авт.свид. № 170219, бюлл. № 8, 1965., ,

91. Михнушев А.Г., Строганов В.И. Устройство, для контроля процесса изучения программированных учебников. Авт.свид. №229.350, бюлл. № 33, 1968.

92. Михнушев А.Г., Фомкин A.C. Устройство для контроля процесса изучения программированных учебников. Авт.свид.

93. Ш405, к л, 42 11/50, бюлл. J6 9, 1966.

94. Мищенко И.М. Мы за выборочный метод ответа. "Вестник высшей школы", № 10, 1964.

95. Московский ордена Ленина энергетический институт. Отчет по НИР "Репетитор МЭИ" (на основе контролирующей машины "Экзаменатор"), госбюджет, М., 1965.

96. Некрасова Н.В.,.Ивойлов В.Ф., Мушат И.М; Специализированная обучающая машина. Сб. "Программированное обучение. Обучащие машины. Организация учебного процесса. Изд-во НЭТИ, Новосиб1фск, 1966, с.57-66.

97. Нечас И. Организация памяти вычислительных машин, (пер. с чешского под ред. А.А.Дерюгина), М., "Энергия',' 1974,168с.

98. Никандров Н.Д. Программированное обучение и идеи кибернетики. М., "Наука", 1970, 208 с.

99. Обучающая машина "Контрол1г-В6-01У". Проспект экспоната

100. Одесского гос.университета на ВДНХ, М./ 1970.

101. Овсюков G.B. Устройство для.контроля знаний учащихся. Авт.свид. № 167686, к л, 42 11/50, бюлл. tè 2, 1965. .

102. Ope 0. Графы и их применение.Пер. с англ. под ред. И.М.Яглома, изд. "Мир", M., 1965, 174 с.

103. ПО. Ожогин В.Я. Теория контролирующих устройств с выборочным вводом ответа. Киев, 1966.

104. Ожогин В.Я., Суслов А.Ф. Обучающе-контролируицее устройство. Авт.свид. № 167685, бклл. № 2, 1965.

105. Ожогин В.Я. и др. Обучаюцее устройство, авт.свид. № 188762, бюлл. Я 22, 1966.113, Ожогин В.Я. и др. Устройство для выдачи информации, авт.свид. № 202593,бюлл. №.19, 1967.

106. Ожогин В.Я. и др. Устройство для группового обучения, авт.свид. № I93180, бюлл. № 6, 1967.115; 0 программированном обучении. Материалы.к Всероссийс- . кому совещанию ректоров и актива ВУЗов РСФСР, изд. МЭИ, М., 1963.

107. Отчет по НИР "Внедрение результатов исследования о конструированного ответа в разработку класса обучающих машин", тема 121/71 (рук. Ермаков В.Н.), М., МЭИ, 1972, гос.per.71032.384.

108. Отчет по НИР "Разработка класса аудио-визуальных обучающих машин", тема 69/73 (рук. Ермаков В.Н.), М., МЭИ, 1975,' гос.per. В 73.030.763.

109. Отчет по НИР "Обучающая машина,с.конструированным.вводом ответов", тема 285/68 (рук.Ермаков В.Н.), М., МЭИ, 1970.

110. Платонов П.Н. и др. Учитывать цели и характер обучения, "Вестник высшей школы" № 9, 1964.

111. Пиотровский Р.Г. Текст, машина, человек. Л.", "Наука", 1975, 328 с.

112. Половинкин А.И. Автоматизация.поискового конструирования. . М., "Радио и связь", 1981, 344.

113. Покровский Е.А., Белоусов И.К. Логические устройства для распознавания формализованных ответов. Сб. "Применение ЭВМ в.учебном процессе" (под ред.Берга А.И.), М., "Сов.радио",с.203-213.

114. Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. Изд. "Энергия", М., 1968, 472 с. .

115. Поспелов Д.А., Пушкин В.Н. Мышление и автоматы, изд. "Советское радио", М., 1972, 224 с.

116. Прокопчин С.С. Тренажер-экзаменатор по проезду перекрестков, авт.свид. № I8350I, бшл. А 13, 1966. .

117. Пчелинов В.П., Ларичев Б.Ф., Чуждан Т.И. Автоматизированный класс с конструктивным вводом ответа, построенный с. помощью элементов ЭЦВМ. Сб. Применение ЭВМ в учебном процессе. (Под ред. Берга А.И.), М., "Сов.радио", 1969, с.164-170.

118. Ратнер Г.Л. и др.Обучающее устройство. Авт.свид. № 186776, кл.42 И/50, бюлл. № 19, 1966.

119. Райзин Д.В. (ред.). Классификация и кластер, (пер. с англ. под ред. Ю.И.Журавлева), М., "Мир", 1980, 208 с.

120. Ренгольд Э., Нивергельт Ю., Део Н. Комбинаторные алгоритмы (пер. с англ. под ред В.Б.Алексеева), М., "Мир",1986,478с.

121. Ржецкий H.H. Определение и классификация методов стан-дартизрваиного контроля на основе уравнения оценки. Сб. "Программированное обучение", вып.1, Киев, изд.КГУ, 1967, с.77-86.

122. Ростунов Т.И. Программированное обучение и обучающие машины. Киев, "Техника", 1967, 132 с.

123. Савкин А.Н., Агарев В.А., БаскинА.Б., Бондин O.A., Ермаков В.Н., Орлов Г.Г. Счетчик импульсов. Авт.свид. № 42II36, бюлл. №

124. Савкин А.Н., Орлов Г.Г. К постановке задачи управления в обучающей системе. Сб. Труды МЭИ, вып.82, М., 1972.

125. Свиридов А.П. Введение в статистическую теорию обучения и контроля знаний, ч.1, изд. МЭИ, 1974,

126. Свиридов А.П. Некоторые вопросы организации программированного обучения и контроля. Автореферат диссертации,МЭИ, 1967.

127. Соучек Б. Микропроцессоры и микро-ЭВМ. Пер. с англ. под ред. А.И.Петренко/ ) М., "Сов.радио", 1979, 520 с. . .

128. Сочивко В.П. Электронные опознающие устройства. М.-Л., изд. "Энергия", 1964, 56 с.

129. Столаров Л.М. Обучение с помощью машин. (Пер. с англ. под ред. Артемова В.А. и др.), М., "Мир", 1965, 376 с.

130. Талызина Н.Ф. Методика составления обучающих программ, М., изд. МГУ, 1980, 47 с.

131. Темников Ф.Е., Афонин В.А., Дмитриев В.И. Теоретические основы информационной техники. М., "Энергия",1979,512 с.

132. Тенин Д.И., Просин Н.В. Устройство для группового обучения, авт.свид. № I840I9, бюлл. № 14, 1966.

133. Технические средства программированного обучения, Красноярск, изд. КПТ, 1966, 40 с.

134. Техническое описание и инструкции по эксплуатации. "Контрольно-обучающий прибор "Экзаменатор", РМЗ, Рига, 1971.

135. Техническое описание прибора "Экзаменатор К-54", Точ-электроприбор, Киев.- 217146. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Универсальный учебный прибор "Репетитор", Полтава, 1978.

136. Техническое описание "Экзаменационная машина "АИОИ", ТНИИСН, Тбилиси, 1966.

137. Тшценко В.Г. Устройство для выдачи билетов в обуча- . щей машине, авт.свид. № 184537, кл.42 11/50, бюлл, й 15, 1966.

138. Турин В.Я. Передача информации по каналам с памятью. М., "Связь", 1977, 248 с.150. фу К. Структурные методы в.распознавании образов. (Пер. с англ. Под ред. Айзермана), М., "Мир", 1970, 320 с.

139. Хингин А.Я. Работы по математической теории массового обслуживания. М., Изд. Физико-математической литературы, 1963, 236с,

140. Чертш Е.П. Если сравнить выборочный и результативный методы, "Вестник высшей школы", № I, 1965.

141. Шилейко A.B. (ред.). Вопросы теории структур специ-, ализированных вычислительных машин. М.-, "Сов.радио", 1968Д44 с.

142. Штарьков Ю.МЛ Методы кодирования источников дискретного времени с заданным критерием качества. Сб. "Информационный обмен в вычислительных сетях", М., "Наука", 1980, с.203-237. .

143. AVbcL Óirft/Vicloturtbg %/лЛ, irbCLbeltUtt/fabL22,50. 742., J972 г. • 164 .öcmßMw-V.tf, ¿fad^Kg iï-Hél™^

144. JfivkusnXj da &aU»v¿ ££A¿-¿7tf-£2)M165. ¿¿uMdXo &Ú> c¿CL ¿*bic/LO -ÓC¿1. РалМ, ■/£74, />. zsû.

145. СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ.

146. XX) * диалоговое техническое средство обучения*1. • входное логическое устройство. 1г / «й элемент ответа учащегося.

147. Ц алгоритм ввода ответа выборочным методом. йг ~ алгоритм ввода ответа численным методом. Йк алгоритм ввода ответа конструированным методом. йу ввод сигнала конца набора численного или конструированного " ответа.

148. X » множество элементов входного алфавита АНС.

149. Ь длина ответа (хжхккххя количество элементов алфавита ответа").

150. Т время ввода ответа. - набор символов сменного алфавита ответов.

151. Л1е;- подстановки, отображающие введенный ответ на £ -ый 7 Че вопрос при перекодировании во ВЛУ ДТСО.

152. Мх матрица возможных очередностей элементов конструированных ответов.6М алфавит групп элементов.ответов*т число групп, иа которое разбиваются элементы входного алфавита X.-I сигнал нажатия I «ой клавиши*