автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Семантическая модель контента образовательных электронных изданий

На правах рукописи

СЕМИКИН Виктор Алексеевич

СЕМАНТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОНТЕНТА ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДАНИЙ

05.13.18 — математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень 2004

Работа выполнена на кафедре программного обеспечения Тюменского государственного университета

Научный руководитель кандидат физико-математических наук,

Ведущая организация Томский государственный университет

Защита диссертации состоится 3 июня 2004 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета К 212.274.01 при Тюменском государственном университете по адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Перекопская, 15а, аудитория 217.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Тюменского государственного университета.

Автореферат разослан 26 апреля 2004 года.

доцент Деревнина Анна Юрьевна

Официальные

доктор технических наук, доцент Захаров Александр Анатольевич,

кандидат физико-математических наук, доцент Захаров Сергей Дмитриевич

оппоненты:

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Широкое распространение образовательных электронных изданий (ОЭИ) и, в частности, наполнение образовательных интернет порталов, существенно повышает требования к функциональным возможностям и, следовательно, к технологиям разработки ОЭИ. Для создания ОЭИ, как правило, применяется технология «контент+браузер», предполагающая явное отделение содержания (контента) от программ его визуализации (браузера) и редактирования. Таким образом, решающее влияние на функциональные возможности создаваемых ОЭИ оказывает модель данных, используемая для представления контента, и функциональные возможности браузера.

В практике создания ОЭИ наибольшее распространение получила гипертекстовая модель (В. Буш, Д. Энгельбарт, Т. Нельсон, Дж. Кон-клин, Н.В. Агеев, Л.Г. Ованесбеков). Данная модель позволяет успешно решать задачи навигации и визуализации контента. Однако, слабая структурированность данных, представленных в гипертекстовой модели (в частности, отсутствие типизации данных), существенно ограничивает возможности их программной обработки, что в свою очередь отрицательно сказывается на функциональных возможностях ОЭИ. Для преодоления указанного недостатка необходима более сложная модель.

Данная проблема частично решена в семантических моделях, к которым относятся семантические сети, фреймовая модель, модель сущность-связь и др. Несмотря на то, что некоторые из этих моделей и, в первую очередь, семантические сети были использованы в ряде успешных проектов (Дж. Карбонелло, П.Л. Брусиловский, М.И: Зырянов), они не получили широкого распространения в практике создания ОЭИ, так как не поддерживают визуализацию информации.

Кроме того, иногда применяется реляционная модель, предложенная Е.Ф. Кодом. Однако, контент, как правило, имеет сетевую структуру, плохо соответствующую данной модели. Обычно реляционная модель используется как базовая для хранения гипертекстовых документов.

Таким образом, в настоящее время не существует модели данных, позволяющей адекватно представлять семантическую структуру контента и поддерживающей его визуализацию. Разработка такой модели имеет важное значение для совершенствования технологий создания ОЭИ.

Цель работы состоит в совершенствовании технологий создания образовательных электронных изданий путем разработки модели данных для представления контента, позволяющей адекватно отражать семантическую структуру дидактической информации и поддерживающей визуализацию контента в форме, ориентированной на его изучение.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

• исследование принципов и технологий создания ОЭИ;

• построение модели представления контента ОЭИ, позволяющей отражать семантическую структуру учебной информации;

• разработка методов и алгоритмов количественной оценки структурных характеристик контента;

• создание технологии разработки образовательных электронных изданий, позволяющей учитывать семантику контента при реализации основных функций ОЭИ;

• разработка инструментального программного комплекса для создания ОЭИ с широким спектром функциональных возможностей;

• апробация предложенных моделей и технологий в процессе создания ОЭИ.

Методы исследования. При построении и исследовании модели контента использовались методы теории графов, общей алгебры, теории алгоритмов, теории множеств, теории формальных грамматик. Для разработки технологии и инструментального средства для создания ОЭИ применялись методы объектно-ориентированного анализа и программирования.-

Научная новизна исследования заключается в разработке семантической модели представления контента ОЭИ. Для данной модели впервые предложены методы и алгоритмы количественной оценки структурных характеристик контента. Предлагаемые характеристики позволяют исследовать соответствие структуры контента семантике дидактических материалов и оценить возможности его программной обработки.

Научно-практическая значимость работы состоит в разработке на основе предложенной модели технологии создания ОЭИ, позволяющей учитывать семантику контента при реализации основных функций ОЭИ. На базе данной технологии разработан инструментальный программный комплекс, поддерживающий создание сетевых, локальных и печатных версий ОЭИ.

Апробация работы:

• Основное содержание диссертации опубликовано в 11 печатных работах.

• Материалы диссертации докладывались на следующих конференциях и семинарах: Всероссийский семинар «Электронные учебники и учебно-методические разработки в открытом образовании» (Москва, 2000); Всероссийская школа-семинар «Информационные технологии в управлении качеством образования и развитии образовательного пространства» (Москва, 2000); Всероссийская научно-методическая конференция «Телематика'2002» (Санкт-Петербург, 2002); Всероссийская научно-методическая конференция «Качество высшего профессионального образования в начале XXI века» (Туапсе, 2002); Всероссийская научно-методическая конференция «Телематика'2003» (Санкт-Петербург, 2003).

• Работа выполнена при поддержке гранта №2.7.5.(43.1).228.059 программы Минобразования РФ «Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования», 2001 - 2002 гг.

• С использованием инструментального программного комплекса созданы ОЭИ для федерального комплекта электронных средств поддержки обучения по общим гуманитарным и социально-экономическим дисциплинам.

• Разработанные ОЭИ изданы на компакт-дисках промышленным тиражом 16500 экземпляров.

• ОЭИ зарегистрированы в Отраслевом фонде алгоритмов и программ Минобразования РФ, часть из них имеет гриф «Рекомендовано Минобразования РФ в качестве учебного пособия для использования в учебном процессе высших учебных заведений».

• Разработанные ОЭИ внедрены в учебный процесс ряда высших учебных заведений Российской Федерации.

На защиту выносятся:

• Модель представления контента ОЭИ, позволяющая отражать семантическую структуру учебной информации и поддерживающая визуализацию контента в форме, ориентированной на его изучение.

• Методы и алгоритмы количественной оценки структурных характеристик контента. Предлагаемые характеристики позволяют исследовать соответствие структуры контента семантике дидактических материалов и оценить возможности его программной обработки.

• Технология разработки образовательных электронных изданий, позволяющая учитывать семантику контента при реализации основных функций ОЭИ.

• Инструментальный программный комплекс, поддерживающий создание сетевых, локальных и печатных версий ОЭИ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, включающего 103 наименования. Общий объем работы составляет 122 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая значимость работы.

Первая глава «Принципы и технологии создания ОЭИ» носит обзорный характер. В главе рассмотрены различные типы ОЭИ, приведена их классификация, используемая в отечественной и зарубежной литературе. Исследованы основные функции ОЭИ, а также предъявляемые к ним научно-методические и программно-технические требования.

Рассмотрены различные технологии создания ОЭИ, наибольшее внимание уделяется технологии «контент+браузер», при которой программа, реализующая функции ОЭИ (браузер), отделена как от контента, так и от программ создания и редактирования контента. Проведен анализ основных типов инструментальных программных средств, применяемых при создании ОЭИ, раскрываются технологические особенности и возможные области применения каждого типа средств.

Особое внимание уделяется исследованию моделей данных, используемых для представления контента ОЭИ. Приводится характеристика классических моделей, кратко описаны иерархическая, сетевая и реляционная модели. Подробно рассмотрена гипертекстовая модель, как получившая наибольшее распространение в практике создания ОЭИ. Кроме того, описаны семантические модели данных, среди которых наиболее подробно освещены семантические сети. Проведен сравнительный анализ различных моделей данных с точки зрения целесообразности их использования для представления контента ОЭИ.

На основании проведенного анализа используемых технологий создания ОЭИ и моделей данных, применяемых для представления контента, сформулированы основные задачи диссертационной работы.

Вторая глава «Модель контента образовательных электронных

изданий» посвящена описанию предлагаемой семантической модели и исследованию численных характеристик структуры контента.

Описание модели. Семантическая модель использует следующие принципы структурирования контента:

1. Разбиение контента на множество структурных элементов Е —

2. Типизация структурных элементов G : Е —*Т, где Т = SuCuL — множество типов. S — множество типов семантических элементов, соответствующих дидактическим единицам контента, например «лекция», «определение», «теорема», «термин»; С — множество типов мультимедиа элементов, например «текст», «графика», «анимация», «видео»; L — множество типов элементов семантических связей, используемых для установления логических зависимостей, например «следует из», «определяется», «иллюстрирует».

3. Иерархическое упорядочение контента, отражающее отношение «целое-часть» между структурными элементами. Иерархия определяется отображением F : Е 2е, ставящим в соответствие каждому структурному элементу е1 множество его дочерних элементов (рис. 1).

4. Задание семантических связей, отражающих логические зависимости между структурными элементами. Семантические связи определяются отображением

множества элементов семантической связи во множество семантических элементов.

т-^) _ семантический элемент имеющий тип зу; — мультимедиа элемент е,-, имеющий тип с/,

et:cj

(еПХ) — элемент семантической связи е<, имеющий тип I]. Рис. 1. Пример структуры контента

Спецификация структуры контента. При создании ОЭИ такие факторы как предметная область, целевая аудитория и многие другие накладывают определенные ограничения на типы используемых элементов и возможные связи между ними. Для контроля корректности структуры контента необходим механизм формальной спецификации таких ограничений. Предлагаемый метод позволяет задавать ограничения трех видов.

1. Определение множества типов структурных элементов:

• S — {si, S2,.. .s„,} — множество используемых типов семантических элементов;

• L = {lukf-ln,} — множество используемых типов элементов семантической связи;

• С = {ci,02,.. -Сп3} — множество используемых типов мультимедиа элементов.

2. Спецификация иерархической структуры контента, состоящая из выражений вида s —» ехр, где ехр — шаблон, определяющий типы дочерних элементов для s и содержащий следующие выражения:

• t — обязательный элемент типа t;

• t? — необязательный элемент типа t;

• t* — любое количество элементов типа t;

• t\\t2 — элемент типа t1 или t2

• h, h — элемент типа t,, t2за которым следует элемент типа t2;

•(...) — группа элементов.

3. Спецификация семантических связей, определяющая для каждого типа связи множество типов элементов, на которые он может ссылаться и состоящая из выражений: Ii —* {5Л,.. .Sjk}.

Несмотря на то, что данный метод спецификации структуры контента позволяет задавать большинство практически важных ограничений, он не является универсальным. Более того, в работе доказана следующая теорема.

Теорема 1. Не существует нотации, позволяющей задать любую спецификацию структуры контента и для всякой структуры эффективно (с помощью некоторого алгоритма) проверять ее соответствие спецификации.

Характеристики структуры контента. В работе предлагается ряд численных характеристик, предназначенных для оценки особенностей семантической структуры контента. Основными требованиями к представлению контента являются адекватное отражение семантики дидактических материалов и предоставление широких возможностей

по обработке контента. Предлагаемые характеристики нацелены на оценку соответствия структуры контента данным требованиям. Исходя из используемых в модели механизмов структурирования выделяются три группы характеристик: типизации, семантической связи, иерархической структуры.

Определение 1. Пусть АСЕ. Для получения характеристик структуры контента будем использовать следующие операторы:

• TPt,(A) = {е : е £ А & G(e) = t¡} — множество элементов типа tú

• PR(A) = {е : F(e) П А ф 0} — множество родительских элементов;

• СН(А) = {е : е € F(a) для некоторого а € Л} — множество дочерних элементов;

• LT(A) = {е : Н{а) = е для а е А такого, что G(a^ei^o-

жество элементов, на которые ссылаются элементы семантической связи из А;

• LS(A) = {е : G(e) € L & Я(е) = а для некоторого а 6 Л}

— множество элементов семантической связи, ссылающихся на элементы из А;

Очевидно, что перечисленные операции вместе со стандартными множественными операциями задают алгебру на —

семействе всех подмножеств структурных элементов.

Характеристики типизации. Основной характеристикой структуры контента является количество структурных элементов. Как правило, чем больше количество структурных элементов, используемых для представления данного контента, тем шире возможности его программной обработки.

Следующие характеристики типизации позволяют оценить распределение структурных элементов по типам и классам:

\TPt,(E)\ — количество элементов типа t;

количество семантических элементов;

\\JTPU{E)\

| U ТР^(.Б)| — количество мультимедиа элементов;

I U TPtÁE) |

— количество элементов семантической связи.

t,eL

Характеристики семантической связи. Для исследования структуры семантических связей определим отношение ссылается на множестве семантических элементов. Если семантический элемент 5 содержит

дочерний элемент семантической связи, ссылающийся на s', — будем считать, что имеет место непосредственная ссылка. Однако, иногда важно рассматривать и опосредованные ссылки, при этом предлагается учитывать ссылки через третьи элементы и ссылки через родительские элементы.

Определение 2. Пусть 5, s' — семантические элементы. Будем

если выполнено

и писать

ссылка);

говорить что s ссылается на s одно из следующих условий:

• в' € ЬТ(СН({з})) (непосредственная

• существует! € РЯ({в'}) такой, что я I

• существует! € РЛ({«}) такой, что х ^

• существуете такой; что 51—► ни I—» в'.

Следовательно, для каждого семантического элемента s можно определить следующие характеристики семантической связи:

• |£|Т(СН({з}))| — количество семантических элементов, на которые непосредственно ссылается я;

' |РЯ(£|5({$}))| — количество семантических элементов, непосредственно ссылающихся на я;

• |{е : в |—► е}| — количество семантических элементов, на которые ссылается я;

' |{е : е >—► з}| — количество семантических элементов, ссылающихся на

Пример структуры контента и задаваемое ей отношение ссылается приведены на рис. 2, жирными линиями выделены непосредственные ссылки.

Рис. 3. Структурные элементы е2, е3, связанные через дочерние

элементы

Однако, отношение ссылается не охватывает все виды семантических зависимостей между элементами, в частности, не учитываются связи через дочерние элементы (рис. 3). Например, если параграф одной лекции ссылается на параграф другой, естественно считать такие лекции в некотором роде связанными. Для анализа подобных зависимостей введем отношение семантически связаны. Будем считать элементы семантически связанными, если выполнено одно из следующих условий: элементы совпадают; элементы или их потомки связаны отношением ссылается; элементы связаны рекурсивно. Так как каждый элемент оказывается семантически связанным со своими потомками, предлагается рассматривать данное отношение на множествах, не содержащих таких пар элементов.

Определение 3. Обозначим через Z(. — множество элементов поддерева с корнем е. Пусть А С Е множество семантических элементов, такое, что для любых е,е' € А выполнено е £ и е' ^ Для з, в' 6 А будем говорить, что 5 семантически связан с в' (в ~ в'), если выполнено одно из следующих условий:

• существуют! 6 2, и / Е такие, чтох I—► х' или х! \—► х;

• существует х £ А такой, чтой ~ х И х ~ в'.

Теорема 2. Отношение семантической связи (~) является отношением эквивалентности намножестве семантическихэлементов.

Таким образом, отношение эквивалентности ~ разбивает множество А на семейство подмножеств У1,У2,...Ут, содержащих семантически связанные элементы. Например, пусть (рис. 2),

тогда отношение ~ разбивает данное множество на следующие классы эквивалентности: {ез}, {еб,е7}, {е8,е9,ею}.

Следовательно, для каждого множества семантических элементов Л, удовлетворяющего условиям предыдущего определения, можно рас-

сматривать следующие характеристики семантической связи:

• т — количество классов эквивалентности]

• | — количество элементов в данном классе;

• п/т — среднее количество элементов в одном классе.

Характеристики иерархической структуры. Для оценки иерархической структуры контента необходимо рассмотреть ее влияние на возможности обработки данных и, в первую очередь, на поиск информации. Для этого предлагается оценить как много различных подмножеств можно выделить из множества структурных элементов с помощью операций, результат выполнения которых непосредственно определяется иерархической структурой.

Определение 4. Алгеброй Л будем называть кортеж <и,0 >, где:

О — множество операций СН, РЛ, ТР,(,, и, П, \;

U — семейство всех подмножеств Е, которые можно получить из множеств Е применением конечного числа операций из О.

Тогда основной характеристикой иерархической структуры контента является |(7| — мощность алгебры Л. Для вычисления данной характеристики введем понятие отделимых элементов.

Определение 5. Структурные элементы е, е' Е Е назовем отделимыми, если существует такое множество В € и, что е € В Н е' £ В. Если такого множества В не существует, е, е' назовем неотделимыми. Очевидно, отношение неотделимости является транзитивным и образует классы эквивалентности. Множества, состоящие из всех попарно неотделимых элементов, будем называть неделимыми.

Теорема 3. Пусть М^Мг,...,Мк — семейство всех неделимых множеств, тогда справедливы следующие утверждения:

• М< е и для всех г;

• -А^ п М] = 0 для всех г Ф з;

В = 1>шМ{ для всех В € и, где I С {1,...,

Следствие 1. Если М\,Мг,...лМк — семейство всех неделимых множеств, то мощность алгебры .А равна |[/| = 2*.

Таким образом, в качестве характеристик иерархической структуры предлагается использовать:

• к — количество неделимых множеств;

— мощность алгебры;

• к/\Е\ 6 (0,1] — отношение количества неделимых множеств к максимально возможному количеству неделимых множеств;

• 2*/2'£' 6 (0,1] — отношение мощности алгебры к максимально возможной мощности алгебры.

е> е1) е2> — • > '-ш

аналогично е, е", ej,

Для получения разбиения множества структурных элементов на неделимые подмножества необходим критерий принадлежности структурных элементов одному неделимому множеству. С целью построения такого критерия введем понятие изоморфных деревьев.

Определение 6. Деревья с корнями е, е' изоморфны тогда и только тогда, когда выполнено каждое из следующих условий:

• «элементы е,е' имеют один и тот же тип;

• для каждого х 6 С7/({е}) существует х1 € СН({е?}) такой, что поддеревья с корнями х, х' изоморфны;

• «для каждого х' 6 СН{{е'}) существует х € СН({е}) такой, что поддеревья с корнями х, х! изоморфны.

Теорема 4: Ели поддеревья с корнями е, е' 6 Е не изоморфны, то элементы е, е' отделимы.

Теорема 5. (Критерий отделимости). Пусть е',е" € Е. Через е обозначим элемент, являющийся ближайшим общим предком элементов е',е''. То есть, е является предком каждого из е',е'', и всякий потомок е не является предком одного из е',е". Пусть е!„,е' — последовательность дочерних элементов от е ,е£,е" — последовательность дочерних

к е,

элементов от е к е". Элементы е',е" неотделимы тогда и только тогда, когда выполнены следующие условия:

• поддеревья с корнями е', е" изоморфны;

• поддеревья с корнями e'it е" изоморфны для всехi (I ^ t ^ п).

Рассмотрим алгоритм нахождения неделимых множеств, основанный на критерии отделимости. Для описания алгоритмов используется псевдоязык по синтаксису схожий с языком SETL2.

Так как критерий отделимости базируется на изоморфности поддеревьев, проанализируем вначале вспомогательный алгоритм нахождения изоморфных поддеревьев. Будем рассматривать изоморфизм как бинарное отношение на множестве E, имеющее место для е, e' тогда и только тогда, когда поддеревья с корнями е, e' изоморфны. Очевидно, данное отношение является отношением эквивалентности и разбивает множество Е на классы эквивалентности. Процедура MakeISO(e), где е — корень дерева, (рис. 4), разбивает исходное множество на данные классы. В основу алгоритма положены следующие свойства изоморфных поддеревьев. Во-первых, все изоморфные поддеревья имеют одинаковую высоту. Кроме того, пусть семейство множеств ISO содержит классы эквивалентности для всех таких, что высота

поддерева с корнем е не превышает i и высота поддеревьев с корнями

Procedure MakeISO(e)_

ISO «—0; С «—E;

for i *-l to TreeHelght (e ) do

В <-{z : i 6 С к TreeHeight(z) = t}; for e1 e В do

if e1 € С then

A «—{e2: e2 e В & IsIsoTree (/SO, el, e2)}:

С «-С \ A ;

ISO t-ISO U { A };

end

end

end__

Function IsIsoTree (ISO, el, e2) Isoel «-U/e/so ь cmiet))ni?41 ■ lsoe2 «—U/€/so к сн(felDnl&I . return C(e1 )=G(e2 ) ana Isoel =lsoe2

Function TreeHeight(e) h «-0;

fori 6 CH({e }) do к «—TreeHelght (x); if k> h then h <-k ;

end

return Л +/;

Рис. 4. Алгоритм нахождения изоморфных поддеревьев

ej,e2 € £ не превышает i + 1. При этом поддеревья с корнями ep e2 изоморфны тогда и только тогда, когда выполнены следующие два условия:

1. Типы элементов е1;е, совпадают, т.е. G(e) = G(e2).

2. Дочерний элемент Xi G СН({еi}) принадлежит некоторому/б ISO тогда и только тогда, когда существует Хг G СЯ({е2}) такой, что хг € I. То есть, \JIeiSO U СЩМ)^1 =

U/e/SO к СН({е2})Г\1/Ъ1-

Для реализации алгоритма используются следующие вспомогательные функции: IsIsoTree (ISO, el, e2) — проверяет являются ли поддеревья с корнями el, e2 изоморфными и TreeHeight(e) — вычисляет высоту поддерева с корнем е.

Рекурсивная процедура MakeND(e), где е — корень дерева, разбивающая структурные элементы на неделимые множества, приведена

Ргосес1иге ЦойРгуЧе) Маке130(е ); N0 -0;

МаЧеИР(^е });_

Procedure МакеЫР (М)_

N0 *-М0и{М}; С «-СН(М);

Э — {СП Л: А £ 180 & Сил ^ 0}; Ьгхе 5 ёоМакеЫР(х);

Рис. 5. Алгоритм нахождения неделимых множеств

на рис. 5. Алгоритм основан на следующем свойстве, непосредственно вытекающем из критерия отделимости: если множество М является неделимым, то е/ 6 СН{М) неотделимы тогда и только тогда, когда поддеревья с корнями е,е' изоморфны. Главной процедурой для получения неделимых множеств является Ко1Б1у(е), результатом ее работы является семейство неделимых множеств N0.

Основными требованиями к структуре контента являются: адекватное представление семантики дидактических материалов и предоставление широких возможностей по обработке контента. Предлагаемые характеристики нацелены на оценку соответствия структуры контента данным требованиям. Характеристики типизации и семантической* связи позволяют специалистам-предметникам и персоналу, занимающемуся подготовкой контента к публикации, исследовать его семантическую структуру и оценивать ее соответствие семантике дидактических материалов и закономерностям предметной области. Характеристики иерархической структуры предназначены для оценки возможностей программной обработки контента и являются в некотором роде мерой его структурированности.

Третья глава «Технология создания ОЭИ» посвящена описанию предлагаемой технологии и инструментального программного средства для создания ОЭИ.

Так как в рамках модели непосредственно выделяются структурные элементы, соответствующие дидактическим единицам учебной информации, в разработанной на ее основе технологии стало возможным отделить семантическую структуру контента от механизмов его визуализации и организации диалога с пользователем. Описанный ранее метод спецификации структуры контента позволил автоматизировать

Рис. 6. Структура программного комплекса

контроль его корректности в процессе создания ОЭИ. Предложенные характеристики контента позволили разработать алгоритмы и программы численной оценки его параметров. Важной особенностью предлагаемых технологий является учет семантики контента в процессе его обработки, что позволяет существенно расширить функциональные возможности создаваемых ОЭИ.

Структура программного комплекса. В работе реализован инструментальный программный комплекс для создания ОЭИ, структура программного комплекса показана на рис. 6 (на схемах стандартное программное обеспечение отмечено серым цветом). Для хранения контента используется язык разметки XML, для его редактирования стандартный XML редактор.

Контент может конвертироваться в различные специализированные форматы, для его визуализации и организации диалога используются соответствующие браузеры. Такая технология позволяет создавать различные версии ОЭИ. Инструментальный программный комплекс поддерживает создание сетевых версий, в которых для распространения контента используется Интернет, локальных версий, распространяемых на компакт дисках, и печатных версий. При этом, вследствие учета

Рис. 7. Технология редактирование и контроль корректности структуры контента

семантики контента при конвертации появляется возможность использовать преимущества каждой из технологий распространения.

Редактирование и контроль. На- рис. 7 представлена технология редактирования и контроля корректности контента. Обычно для описания структуры XML документов используется язык DTD, однако он не позволяет накладывать ограничения на семантические связи. Для решения данной проблемы был разработан язык EduDL, основанный на рассмотренном ранее методе спецификации структуры контента. Описание на EduDL преобразуется в DTD описание для контроля в процессе редактирования и в XSLT-преобразование для дополнительного контроля.

Технология создания локальных версий ОЭИ. Технология создания локальных версий ОЭИ базируется на использовании пакета Microsoft Media View (рис. 8). Контент из XML преобразуется в формат RTF со специфической разметкой. Далее с помощью компилятора MediaView происходит преобразование контента в базу собственного формата. Для работы с данной базой пакет MediaView предоставляет специализированную библиотеку нижнего уровня, на основе которой создана библиотека высокого уровня EduLib. Локальные версии создаются на базе данной библиотеки с использованием языка C++.

Рис. 8. Технология создания локальных версий ОЭИ

Технология создания сетевых версий ОЭИ. В сетевой версии контент по запросу пользователя с помощью PHP-скриптов и XSLT-преобразований конвертируется в формат HTML и пересылается на клиентскую машину (рис. 9). Для хранения служебной информации (в частности, информации о обучаемых) используется реляционная база.

Рис. 9. Технология создания сетевых версий ОЭИ

Рис. 10. Технология создания печатных версий ОЭИ

Подготовка печатной версии ОЭИ. Для подготовки печатной версии ОЭИ контент преобразуется в формат ТеХ, из которого с помощью пакета LaTeX полунаем PDF документ, пригодный для печати (рис. 10).

Язык запросов. Основным недостатком современных поисковых систем является невозможность наложения ограничений на семантику информации при задании критериев поиска. Для решения данной проблемы в работе предлагается технология поиска, в основе которой лежит специализированный язык запросов EduQuery (рис. 11), разработанный на базе операторов рассмотренной ранее алгебры. EduQuery позволяет осуществлять выбор элементов контента в соответствии с их типом и содержащейся в них информацией. Кроме того, можно накладывать условия на родительские и дочерние элементы, а также на семантические связи.

select

type - "..." val -

child = (select ...) parent - (select ...) refin type - "..."(select ...) refout type = "___"(select ...)

select

Рис. 11. Язык запросов EduQuery

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы:

1. Построена модель представления контента ОЭИ, позволяющая отражать семантическую структуру учебной информации и поддерживающая визуализацию контента в форме, ориентированной на его изучение.

2. Разработаны методы и алгоритмы количественной оценки структурных характеристик контента. Предлагаемые характеристики позволяют исследовать соответствие структуры контента семантике дидактических материалов и оценить возможности его программной обработки.

3. Создана технология разработки образовательных электронных изданий, позволяющая учитывать семантику контента при реализации основных функций ОЭИ.

4. Разработан инструментальный программный комплекс, поддерживающий создание сетевых, локальных и печатных версий ОЭИ.

5. С использованием предложенных моделей и технологий созданы ОЭИ, внедренные в учебный процесс ряда высших учебных заведений Российской Федерации.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Захарова И. Г., Семикин В. А. О некоторых общих принципах разработки обучающих систем // Математическое и информационное моделирование: Сборник статей. — Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2000. — С. 171-177.

2. Деревнина А. Ю., Семикин В. Л. Об одном подходе к созданию электронных учебников гуманитарного направления // Тезисы докладов семинара «Электронные учебники и учебно-методические разработки в открытом образовании».— М.: Изд-во МЭСИ, 2000.-С. 65-68.

3. Деревнина А. Ю., Семикин В. А. Разработка интегрированной системы создания и демонстрации электронных учебников гуманитарного направления // Совершенствование образовательной деятельности. Сборник докладов часть II: Серия материалов Всероссийской школы семинара «Информационные технологии в управлении качеством образования и развитии образовательного пространства».— М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2000. — С. 73-75.

4. Деревнина А. Ю., Семикин В. А., Кошелев М. Б. Принципы создания электронных учебников // Открытое образование. — 2001.-№2.-С. 14-17.

5. Деревнина А. Ю., Семикин В. А., Кошелев М. Б. Системы тестирования в электронных учебниках // Информационные технологии. — 2002. — № 5. - С. 39-44.

6. Деревнина А. Ю., Семикин В. А. Подготовка контента электронных учебных изданий на основе XML-технологий // Труды IX Всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2002».— СПб.: 2002. - С. 246-247.

7. Деревнина А. Ю., Семикин В. А. Технология создания электронных учебников: контент+браузер // Индустрия образования: Сборник статей. - М.: МГИУ, 2002. - Т. 2. - С. 431-438.

8. Деревнина А. Ю., Семикин В. А. Об оценке качества электронных учебников // Качество высшего профессионального образования в начале XXI века: Материалы всероссийской научно-методической конференции. — Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2002. — С. 82-86.

9. Разработка комплекса электронных средств поддержки обучения по 11 общим гуманитарным и социально-экономическим дисциплинам-для системы ВПО, предусмотренным государственным образовательным стандартом для всех непрофильных специальностей: Отчет о НИР Министерства образования РФ № 2.7.5.(43.1) 228.059, № ГР 01.20.00 09209, Инв. № 02.20.02 04563. Тюмень,. 2002. / А. Ю. Деревнина, В. А. Семикин, Г. Ф. Куцев, Г. М. Заболотная. — Тюмень: Тюменский госуниверситет, 2002. — 146 с.

10. Деревнина А. Ю., Семикин В. А. Об организации данных в интернет порталах // Труды X Всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2003». - СПб.: 2003.- С. 218-219.

И. Семикин В. А. Семантическая модель контента образовательных электронных изданий // Математическое и информационное моделирование: сборник статей. — Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2004.

ЛР 020405 от 14.05.97 Подписано в печать 19.04.2004. Тираж 100 экз. Объем 1,0 уч.-изд. л. Формат 60x84/16. Заказ №253.

Издательство Тюменскою государственного университета 625000, г. Тюмень, ул. Семакова, 10. Тел./факс (3452) 46-27-32 E-mail: izdatelstvo@utmn.ru

Р- 82 5 9

Введение

1 Принципы и технологии создания ОЭИ

1.1 Классификация ОЭИ

1.2 Основные функции ОЭИ.

1.2.1 Представление контента

1.2.2 Контроль знаний.

1.2.3 Информационно-справочное обслуживание.

1.3 Требования, предъявляемые к ОЭИ.

1.3.1 Оценка качества ОЭИ.

1.3.2 Содержательно-методические требования.

1.3.3 Технические требования

1.3.4 Эргономические требования

1.4 Технологии создания ОЭИ.

1.5 Модели данных, используемые для представления контента ОЭИ.

1.5.1 Обзор основных моделей данных

1.5.2 Гипертекстовая модель.

1.5.3 Семантические сети.

1.5.4 Сравнение и анализ моделей.

1.6 Инструментальные средства создания ОЭИ

Выводы по главе 1.

2 Модель организации контента

2.1 Описание модели.

2.2 Интерпретация модели

2.3 Спецификация структуры контента.

2.4 Характеристики структуры контента

2.4.1 Оценка характеристик структуры контента'.

2.4.2 Структурная алгебра

2.4.3 Характеристики типизации структурных элементов

2.4.4 Характеристики иерархической структуры.

2.4.5 Характеристики семантических связей.

Выводы по главе 2.

3 Технология создания ОЭИ

3.1 Структура инструментального программного комплекса

3.2 Хранение и редактирование контента.

3.3 Технология создания локальных версий ОЭИ.

3.4 Технология создания сетевых версий ОЭИ.

3.5 Технология создания печатных версий ОЭИ

3.6 Оценка структурных характеристик контента.

3.7 Выводы по главе 3.

Актуальность работы. Широкое распространение образовательных электронных изданий (ОЭИ) и, в частности, наполнение образовательных интернет порталов, существенно повышает требования к функциональным возможностям и, следовательно, к технологиям разработки ОЭИ. Для создания ОЭИ, как правило, применяется технология «кон-тент+браузер», предполагающая явное отделение содержания (контента) от программ его визуализации (браузера) и редактирования. Таким образом, решающее влияние на функциональные возможности создаваемых ОЭИ оказывает модель данных, используемая для представления контента, и функциональные возможности браузера.

В практике создания ОЭИ наибольшее распространение получила гипертекстовая модель (В. Буш [95], Д. Энгельбарт [99], Т. Нельсон [101], Дж. Конклин [98], Н.В. Агеев [4], Л.Г. Ованесбеков [62]). Данная модель позволяет успешно решать задачи навигации и визуализации контента. Однако, слабая структурированность данных, представленных в гипертекстовой модели (в частности, отсутствие типизации данных), существенно ограничивает возможности их программной обработки, что в свою очередь отрицательно сказывается на функциональных возможностях ОЭИ. Для преодоления указанного недостатка необходима более сложная модель.

Данная проблема частично решена в семантических моделях, к которым относятся семантические сети, фреймовая модель, модель сущность-связь и др. Несмотря на то, что некоторые из этих моделей и, в первую очередь, семантические сети были использованы в ряде успешных проектов (Дж. Карбонелло [96], П.Л. Брусиловский [7], М.И. Зырянов [36]), они не получили широкого распространения в практике создания ОЭИ, так как не поддерживают визуализацию информации.

Кроме того, иногда применяется реляционная модель, предложенная Е.Ф. Кодом [97]. Однако, контент, как правило, имеет сетевую структуру, плохо соответствующую данной модели. Обычно реляционная модель используется как базовая для хранения гипертекстовых документов.

Таким образом, в настоящее время не существует модели данных, позволяющей адекватно представлять семантическую структуру контента и поддерживающей его визуализацию. Разработка такой модели имеет важное значение для совершенствования технологий создания ОЭИ.

Цель работы состоит в совершенствовании технологий создания образовательных электронных изданий путем разработки модели данных для представления контента, позволяющей адекватно отражать семантическую структуру дидактической информации и поддерживающей визуализацию контента в форме, ориентированной на его изучение.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

• исследование принципов и технологий создания ОЭИ;

• построение модели представления контента ОЭИ, позволяющей отражать семантическую структуру учебной информации;

• разработка методов и алгоритмов количественной оценки структурных характеристик контента;

• создание технологии разработки образовательных электронных изданий, позволяющей учитывать семантику контента при реализации основных функций ОЭИ;

• разработка инструментального программного комплекса для создания ОЭИ с широким спектром функциональных возможностей;

• апробация предложенных моделей и технологий в процессе создания ОЭИ.

Методы исследования. При построении и исследовании модели контента использовались методы теории графов, общей алгебры, теории алгоритмов, теории множеств, теории формальных грамматик. Для разработки технологии и инструментального средства для создания ОЭИ применялись методы объектно-ориентированного анализа и программирования.

Научная новизна исследования заключается в разработке семантической модели представления контента ОЭИ. Для данной модели впервые предложены методы и алгоритмы количественной оценки структурных характеристик контента. Предлагаемые характеристики позволяют исследовать соответствие структуры контента семантике дидактических материалов и оценить возможности его программной обработки.

Научно-практическая значимость работы состоит в разработке на основе предложенной модели технологии создания ОЭИ, позволяющей учитывать семантику контента при реализации основных функций ОЭИ. На базе данной технологии разработан инструментальный программный комплекс, поддерживающий создание сетевых, локальных и печатных версий ОЭИ.

Апробация работы:

• Основное содержание диссертации опубликовано в 11 печатных работах.

• Материалы диссертации докладывались на следующих конференциях и семинарах: Всероссийский семинар «Электронные учебники и учебно-методические разработки в открытом образовании» (Москва, 2000); Всероссийская школа-семинар «Информационные технологии в управлении качеством образования и развитии образовательного пространства» (Москва, 2000); Всероссийская научно-методическая конференция «Телематика'2002» (Санкт-Петербург, 2002); Всероссийская научно-методическая конференция «Качество высшего профессионального образования в начале XXI века» (Туапсе, 2002); Всероссийская научно-методическая конференция «Телематика'2003» (Санкт-Петербург, 2003). Работа выполнена при поддержке гранта №2.7.5.(43.1).228.059 программы Минобразования РФ «Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования», 2001 - 2002 гг.

С использованием инструментального программного комплекса созданы ОЭИ для федерального комплекта электронных средств поддержки обучения по общим гуманитарным и социально-экономическим дисциплинам.

Разработанные ОЭИ изданы на компакт-дисках промышленным тиражом 16500 экземпляров.

ОЭИ зарегистрированы в Отраслевом фонде алгоритмов и программ Минобразования РФ, часть из них имеет гриф «Рекомендовано Минобразования РФ в качестве учебного пособия для использования в учебном процессе высших учебных заведений». Разработанные ОЭИ внедрены в учебный процесс ряда высших учебных заведений Российской Федерации. На защиту выносятся: Модель представления контента ОЭИ, позволяющая отражать семантическую структуру учебной информации и поддерживающая визуализацию контента в форме, ориентированной на его изучение. Методы и алгоритмы количественной оценки структурных характеристик контента. Предлагаемые характеристики позволяют исследовать соответствие структуры контента семантике дидактических материалов и оценить возможности его программной обработки. Технология разработки образовательных электронных изданий, позволяющая учитывать семантику контента при реализации основных функций ОЭИ. • Инструментальный программный комплекс, поддерживающий создание сетевых, локальных и печатных версий ОЭИ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, включающего 103 наименования. Общий объем работы составляет 122 страницы.

3.7 Выводы по главе 3

Так как в рамках модели непосредственно выделяются структурные элементы, соответствующие дидактическим единицам учебной информации в разработанной на ее основе технологии, стало возможным отделить семантическую структуру контента от механизмов его визуализации и организации диалога с пользователем. Описанный ранее метод спецификации структуры контента позволил автоматизировать контроль его корректности в процессе создания ОЭИ. Предложенные характеристики контента позволили разработать алгоритмы и программы численной оценки его параметров. Важной особенностью предлагаемых технологий является учет семантики контента в процессе его обработки, что позволяет существенно расширить функциональные возможности создаваемых ОЭИ.

На основе предложенной технологии создан инструментальный программный комплекс, который поддерживает следующие возможности:

1. Хранение и редактирование контента.

2. Контроль корректности структуры контента.

3. Оценка характеристик структуры контента.

4. Создание сетевых версий ОЭИ.

5. Создание локальных версий ОЭИ.

6. Создание печатных версий ОЭИ.

7. Для каждой из версий ОЭИ поддерживается выполнение следующих функций:

• представление контента;

• контроль знаний;

• поиск информации.

Заключение

При выполнении диссертационной работы были получены следующие результаты:

1. Проведен анализа принципов и технологий создания ОЭИ, показавший, что при создании ОЭИ, как правило, применяется технология «контент+браузер», в которой программа, реализующая функции ОЭИ (браузер), явно отделяется от контента. При этом, решающее влияние на функциональные возможности создаваемых ОЭИ оказывает модель данных, используемая для представления контента. В подавляющем большинстве ОЭИ для представления контента используется гипертекстовая модель, в ряде случаев применяются семантические и реляционные модели. Однако, не одна из моделей, используемых на сегодня, не предоставляет возможностей обработки данных, необходимых для эффективной реализации функций ОЭИ.

2. Разработана модель контента образовательных электронных изданий, в рамках которой контент разбивается на структурные элементы, иерархически упорядоченные отношением целое-часть. На множестве структурных элементов задается типизация так, что каждый элемент относится к одному и только одному типу. Кроме того, структурные элементы делятся на семантические элементы, мультимедиа элементы и элементы семантической связи. Между семантическими элементами задаются логические связи различных типов.

3. Предложен метод спецификации контента, включающий: определение типов структурных элементов, спецификацию иерархической структуры контента, наложение ограничений на семантические связи. Для спецификации иерархической структуры контента разработан формат, объединяющий элементы, используемые в контекстно-свободных грамматиках и регулярных выражениях.

4. Разработаны методы и алгоритмы количественной оценки структурных характеристик контента. Предложенные характеристики структуры контента позволяют специалистам-предметникам и персоналу, занимающемуся подготовкой контента к публикации, исследовать его семантическую структуру и оценивать ее соответствие семантике дидактических материалов и закономерностям предметной области.

5. На основе предложенной семантической модели разработана технология создания ОЭИ, обладающая следующими особенностями:

• отделение семантической структуры контента от механизмов его визуализации и организации диалога с пользователем;

• автоматизация контроля корректности структуры контента;

• наличие программ численной оценки семантической структуры контента;

• учет семантики контента при его обработке.

6. На основе предложенной технологии создан инструментальный программный комплекс, который поддерживает следующие возможности:

• хранение и редактирование контента;

• контроль корректности структуры контента;

• оценка характеристик структуры контента;

• создание сетевых версий ОЭИ;

• создание локальных версий ОЭИ;

• создание печатных версий ОЭИ;

• для каждой из версий ОЭИ поддерживается выполнение следующих функций: представление контента, контроль знаний, поиск информации.

С использованием разработанных моделей и технологий созданы ОЭИ для федерального комплекта электронных средств поддержки обучения по общим гуманитарным и социально-экономическим дисциплинам. Разработанные ОЭИ изданы на компакт-дисках промышленным тиражом 16500 экземпляров. ОЭИ зарегистрированы в Отраслевом фонде алгоритмов и программ Минобразования РФ, часть из них имеет гриф «Рекомендовано Минобразования РФ в качестве учебного пособия для использования в учебном процессе высших учебных заведений». Разработанные ОЭИ внедрены в учебный процесс ряда высших учебных заведений Российской Федерации. Проведенная апробация результатов исследования позволяет рекомендовать предложенные модели и технологии для создания широкого круга ОЭИ.

1. Аванесов В. С. Формы тестовых заданий. — М.: МИСиС, 1991. — 36 с.

2. Агапонов С. В., Джалиашвили 3. О., Кречман Д. Л. Средства дистанционного обучения. Методика, технология, инструментарий. — СПб.: БХВ-Петербург, 2003.- 336 с.

3. Агеев В. Н. Электронная книга: новое средство социальной коммуникации. М., 1997. - 231 с.

4. Аткинсон Р., Бауэр Г., Кратере Э. Введение в математическую теорию обучения. — М.: Мир, 1969. — 486 с.

5. Ахо А. В., Сите Р. У., Ульман Д. Д. Компиляторы: принципы, технологии и инструменты. : Пер. с анг. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. — 768 с.

6. Брусиловский П. Л. Интеллектуальные обучающие системы // Информатика. Информационные технологии. Средства и системы.— 1990. № 2. - С. 3-22.

7. Брусиловский П. Л. Модели обучения // Техническая кибернетика. 1992. - № 5. - С. 97-119.

8. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. — М.: Бином, 1998. — 560 с.

9. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык иМЬ. Руководство пользователя: Пер. с англ. М.: ДМК, 2000. - 432 с.

10. Вагин В. Н. Дедуктивный вывод на знаниях // Искусственный интеллект / Под ред. Д. А. Поспелов. — М.: Радио и связь, 1990. — Т. 2. Модели данных. — С. 89-104.

11. Валиков А. Н. Технология ХБЬТ. СПб.: БХВ-Петербург, 2002. -544 с.

12. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. — М.: Мир, 1989. — 360 с.

13. Вуль В. А. Электронные издания. — СПб.: Изд-во «Петербургский институт печати», 2001. — 308 с.

14. Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Ф. Извлечение и структурирование знаний для экспертных систем. — М.: Радио и связь, 1982. — 2000 с.

15. Галеев И. X. Модели и методы построения автоматизированных обучающих систем (обзор) // Информатика. Научно-технический сборник. М.: ВМНУЦ ВТИ, 1990. - С. 64-72.

16. Галкин И. М. Использование семантических сетевых моделей для разработки и сопровождения программ. — Минск: Институт математики, 1987. — 40 с.

17. ГОСТ 7.83-2001. Межгосударственный стандарт. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Электронные издания. Основные виды и выходные сведения — Введен 2002.07.01. М.: Изд-во стандартов, 2002.

18. Грейвс М. Проектирование баз данных на основе ХМЬ. — М.: Вильяме, 2002. — 640 с.

19. Дегтев А. Н. Рекурсивно перечислимые множества и сводимости табличного типа. — М.: Наука, 1998. — 176 с.

20. Дейт К. Введение в системы баз данных. — 6-е изд. — К.: Диалектика, 1998. 784 с.

21. Деревнина А. Ю., Семикин В. А. Об одном подходе к созданию электронных учебников гуманитарного направления // Тезисы докладов семинара «Электронные учебники и учебно-методические разработки в открытом образовании». — М.: Изд-во МЭСИ, 2000. С. 65-68.

22. Деревнина А. Ю., Семикин В. А. Об оценке качества электронных учебников // Качество высшего профессионального образования в начале XXI века: Материалы всероссийской научно-методической конференции. — Тюмень: Изд-во ТГУ, 2002. — С. 82-86.

23. Деревнина А. Ю., Семикин В. А. Подготовка контента электронных учебных изданий на основе ХМЬ-технологий // Труды IX Всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2002». — СПб.: 2002.-С. 246-247.

24. Деревнина А. Ю., Семикин В. А. Технология создания электронных учебников: контент+браузер // Индустрия образования: Сборник статей. М.: МГИУ, 2002. - Т. 2. - С. 431-438.

25. Деревнина А. Ю., Семикин В. А. Об организации данных в интернет порталах // Труды X Всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2003». — СПб.: 2003. С. 218-219.

26. Деревнина А. Ю., Семикин В. А., Кошелев М. Б. Принципы создания электронных учебников // Открытое образование. — 2001.—1. С. 14-17.

27. Деревнина А. Ю., Семикин В. А., Кошелев М. Б. Системы тестирования в электронных учебниках // Информационные технологии. — 2002. № 5. - С. 39-44.

28. Домрачев В. Г., Ретинская И. В. О классификации компьютерных образовательных информационных технологий // Информационные технологии. — 1996. — № 2. — С. 10-14.

29. Зайнутдинова Л. X. Создание и применение электронных учебников (на примере общетехнических дисциплин): Монография. — Астрахань: Издательство «ЦНТЭП», 1999. — 364 с.

30. Захарова И. Г. Возможности информационных технологий в совершенствовании образовательного процесса: Монография. — Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2002. — 176 с.

31. Захарова И. Г., Семикин В. А. О некоторых общих принципах разработки обучающих систем // Математическое и информационное моделирование: Сборник статей. — Тюмень: Изд-во ТГУ, 2000. — С. 171-177.

32. Змитрович А. И. Интеллектуальные информационные системы. — Минск: ТетраСистемс, 1997. — 288 с.

33. Зуфирова В. И., Челноков В. М. История гипертекста. Интернет адрес: http://compmus 9.valuehost.ru/histsoft/hypertxt. htm.

34. Зырянов M. И., Брусиловский П. Интеллектуальная учебная среда «остров» // III Конференция по искусственному интеллекту.— Тверь: Ассоциация искусственного интеллекта: 1992. — С. 33-35.

35. Канович М. И. Вычислительные задачи: семантика и логика // Логико-алгебраические конструкции. — Калинин: Калин. ГУ, 1987. С. 35-42.

36. Клайн П. Справочное руководство по конструированию тестов. — Киев: ПАН ЛТД, 1994. 283 с.

37. Кнут Д. Э. Искусство программирования. — М.: Вильяме, 2000. — Т. 1: Основные алгоритмы. — 712 с.

38. Кнут Д. Э. Искусство программирования. — М.: Вильяме, 2000. — Т. 3: Сортировка и поиск. — 822 с.

39. Краснова Г., Беляев М., Соловов А. Технологии создания электронных обучающих средств. — М.: МГИУ, 2001. — 244 с.

40. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. — М.: Мир, 1978. 432 с.

41. Куратовский К., Мостовский А. Теория множеств. — М.: Мир, 1970. 416 с.

42. Курош А. Г. Лекции по общей алгебре. — М.: Наука, 1973. — 400 с.

43. Лавров С. С. Архитектура баз знаний // Программное обеспечение вычислительных комплексов новой архитектуры. — Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1986. С. 3-13.

44. Ленат Д. Б. Программное обеспечение искусственного интеллекта // В мире науки. 1984. - № 11. - С. 117-118.

45. Ленг С. Алгебра. М.: Мир, 1968. - 564 с.

46. Леонтьева Н. Н. Семантика связного текста и единицы информационного анализа // НТИ. Сер. 2. — 1981. — № 1. — С. 21-29.

47. Лозовский В. С. Задание реляционной базы данных в виде муль-тисети и реализация поиска по образцу // Информационное и программное обеспечение систем ситуационного управления. — Киев:

48. Препринт.-Киев, 1978. С. 13-24.

49. Лозовский В. С. Экстенсиональная база данных на основе семантических сетей // Извн. АН СССР. Техн. Кибернетика. — 1982. — № 5. С. 23-42.

50. Лозовский В. С. Сетевые модели // Искусственный интеллект / Под ред. Д. А. Поспелова. — М.: Радио и связь, 1990. — Т. 2. Модели данных. — С. 28-49.

51. Лорье Ж. Л. Системы искусственного интеллекта. — М.: Мир, 1991.- 568 с.

52. Льюис Ф., Розенкранц Д., Стирнз Р. Теоретические основы проектирования компиляторов. — М.: Мир, 1979. — 656 с.

53. Мейер Д. Теория реляционных баз данных: Пер. с англ. — М.: Мир, 1987. 608 с.

54. Минский М. Л. Фреймы для представления знаний. — М.: Энергия, 1979. 151 с.

55. Нардюжев В. И., Нардюжев И. В. Модели и алгоритмы информационно-вычислительной системы компьютерного тестирования. — М.: Прометей, 2000. — 148 с.

56. Нейман Ю. М., Хлебников В. М. Введение в теорию моделирования и параметризацию педагогических тестов. — М.: Центр тестирования МО РФ, 2000. 168 с.

57. Нильсон Н. Принципы искусственного интеллекта: пер. с англ. — М.: Радио и связь, 1985. — 373 с.

58. Новиков П. С. Элементы математической логики. — М.: Наука, 1973. 400 с.

59. Обработка знаний / Под ред. С. Осуга. — М.: Мир, 1989. — 290 с.

60. Ованесбеков Л. Разработка семантических моделей на основе теории категорий для моделирования данных: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук : 05.13.17 / Рос.

61. НИИ информац. технологий и систем автоматизированного проектирования. — М., 2001. — 139 с.

62. Осетрова Нм Смирнов А., Осин А. Книга и электронные средства в образовании. — М.: Логос, 2002. — 144 с.

63. Осин А. В. Технология и критерии оценки образовательных электронных изданий // XI международная конференция-выставка «ИТО-2001»: Сборник трудов участников конференции. Часть VI. — М.: 2001. С. 19-20.

64. Осин А. В. Предпосылки концепции образовательных электронных изданий // Материалы научно-практической конференции «Основные направления развития электронных образовательных изданий и ресурсов». — М.: Республиканский мультимедиа центр, 2002. — С. 3-23.

65. Осипов Г. С. О формировании модели для плохо структурированной предметной области // Извн. АН СССР. Техн. Кибернетика.— 1987. -№ 5. С. 198-200.

66. Петрушин В. А. Экспертно-обучающие системы. — Киев: Наукова Думка, 1992. 254 с.

67. Поспелов Д. А. Введение в теорию вычислительных систем. — М.: Сов. радио, 1972. — 280 с.

68. Поспелов Д. А. Данные и знания // Искусственный интеллект / Под ред. Д. А. Поспелова.— М.: Радио и связь, 1990.— Т. 2. Модели данных. — С. 7-13.

69. Представление и использование знаний: Пер. с япон. / X. Уэно, Т. Кояма, Т. Окамото и др. — М.: Мир, 1987. — 220 с.

70. Приобретение и формализация знаний / А. В. Аверкин, А. Ф. Бли-шун, Г. С. Гаврилова, Г. С. Осипов // Искусственный интеллект / Под ред. Д. А. Поспелова. — М.: Радио и связь, 1990. — Т. 2. Модели данных. — С. 65-75.

71. Проект «Стандарт отрасли "Информационная технология". Сертификация средств и систем в сфере информатизации. Программные средства учебного назначения». Интернет адрес: http://www.informika.ru/koi8/goscom/cinorgan/ fundpr/stand.html.

72. Пушков А. И. Как создать мультимедийное приложение // Открытые системы. — 1997. — № 12.

73. Роджерс X. Теория рекурсивных функций и эффективная вычислимость. М.: Мир, 1972. - 624 с.

74. Романов А. Н., Тороповцов В. С., Григорович Д. Б. Технология дистанционного обучения в системе заочного экономического образования. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 303 с.

75. Селезнев К., Борисов В. Визуализация семантической сети // Открытые системы. — 2001. — № 11. — С. 55-58.

76. Скороходько Э. Ф. Информационно-поисковая система БИТ. — Киев: Наукова думка, 1968. — 120 с.

77. Суворинов А., Осин А. Мультимедиа среда образования в эпохе глобальных компьютерных технологий // Проблемы информатизации высшей школы. — 1998. — № 1. — С. 105-110.

78. Теоретические основы создания образовательных электронных изданий / М. И. Беляев, В. М. Вымятин, С. Г. Григорьев и др. — Томск: ТГУ, 2002. 84 с.

79. Ульман Д. Введение в системы баз данных. — М.: Лори, 2000. — 376 с.

80. Филиппов В. И. Реляционно-сетевая модель данных // Прикладная информатика. — М.: Финансы и статистика, 1983. — Т. 2. — С. 147— 170.

81. Филиппов В. И. Теоретико-множественный подход к моделям данных // Материалы III Всесоюз. конф. «Банки данных». — Таллин: 1985. С. 16-25.

82. Харари Ф. Теория графов. — М.: Мир, 1973. — 300 с.

83. Хаусдорф Ф. Теория множеств. — М.: ОНТИ, 1937. — 304 с.

84. Цаленко М. Ш. Семантические и математические модели баз данных // Итоги науки и техники. Сер. Информатика. — М.: Финансы и статистика, 1985. — Т. 9. — 280 с.

85. Цикризис Д., Лоховский Ф. Модели данных: Пер. с англ. — М.: Финансы и статистика, 1985. — 344 с.

86. Цыпкин Я. 3. Адаптация и обучение в автоматических системах. — М.: Наука, 1968. 399 с.

87. Шанин Н. А., Давыдов Г. В. Алгоритм машинного поиска естественного логического вывода в исчислении высказываний. — М., Л.: Наука, 1965.- 399 с.

88. Эпштейн В. Л. Введение в гипертекст и гипертекстовые системы. Интернет адрес: http://newasp.omskreg.ru/intellect/f27.htm.

89. Язык описания данных КОДАСИЛ: Пер. с англ. / Под ред. М. К. Когаловского, Г. К. Столярова. — М.: Статистика, 1981. — 183 с.

90. Язык xml как средство интеграции научно-образовательных информационных ресурсов / С. П. Алваров, Ю. Л. Ижванов, А. Б. Козлов, Ю. М. Кузнецов // Индустрия образования: Сборник статей. — М.: МГИУ, 2001. Т. 1. - С. 305-308.

91. Astrahan M. M. System R: Relational approach to database management // ACM Trans. 1976. - no. 1. - Pp. 97-137.

92. Bush V. As we may think // The Atlantic Monthly. — 1945. — no. 7. — Pp. 101-108.

93. Carbonell J. R. Ai in cai: An artificial intelligence approach to computer assisted instruction // IEEE Transactions on Man-Machine System. 1970. - Vol. 11, no. 4. - Pp. 190-202.

94. Codd E. F. A relational model of data for large shared data banks // ACM. 1970. - no. 12. - Pp. 377-387.

95. Conklin J. Hypertext: an introduction and survey // Computer.— 1987. Vol. 20, no. 9. - Pp. 17-41.

96. Engelbart D. C., English W. K. A research center for augmenting human intellect // AFIPS Conference Proceedings (Fall Join Conference). Montvale, NJ: AFIPS Press, 1968.- Pp. 395-410.

97. McGee W. C. The information management system IMS/VS // IBM System J. 1977. - no. 16. - Pp. 84-168.

98. Nelson T. N. A file structure for complex, the changing and the indeterminate // ACM 20th National Conference — Proceedings (Clevelend, Ohio). 1965.- Pp. 84-100.