2.2. Функциональная модель процесса формирования учебно-методического материала для иис

В настоящее время наиболее удобным языком функционального моделирования систем является IDEF0 (Integrated сomputer-аided мanufacturing DEFinition methodology – Методология определения интегрированной программы компьютеризации промышленности) в рамках стандарта SADT (Structured Analysis and Design Technique – Методология структурного анализа и проектирования) [83].

Методология SADT разработана Дугласом Россом. На ее основе разработана, в частности, известная методология IDEF0 (Icam DEFinition). Методология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями. Основные элементы этой методологии основываются на следующих концепциях:

• графическое представление блочного моделирования. Графика блоков и дуг SADT-диаграммы отображает функцию в виде блока, а интерфейсы входа/выхода представляются дугами, соответственно входящими в блок и выходящими из него. Взаимодействие блоков друг с другом описываются посредством интерфейсных дуг, выражающих "ограничения", которые в свою очередь определяют, когда и каким образом функции выполняются и управляются;

• строгость и точность. Выполнение правил SADT требует достаточной строгости и точности, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на действия аналитика.

Правила SADT включают:

• ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3-6 блоков);

• связность диаграмм (номера блоков);

• уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен);

• синтаксические правила для графики (блоков и дуг);

• разделение входов и управлений (правило определения роли данных);

• отделение организации от функции, т.е. исключение влияния организационной структуры на функциональную модель.

Методология SADT может использоваться для моделирования широкого круга систем и определения требований и функций, а затем для разработки системы, которая удовлетворяет этим требованиям и реализует эти функции. Для уже существующих систем SADT может быть использована для анализа функций, выполняемых системой, а также для указания механизмов, посредством которых они осуществляются [84, 85, 86].

Результатом применения методологии SADT является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга. Диаграммы - главные компоненты модели, все функции ИС и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, в то время как информация, которая подвергается обработке, показана с левой стороны блока, а результаты выхода показаны с правой стороны. Механизм (человек или автоматизированная система), который осуществляет операцию, представляется дугой, входящей в блок снизу.

Одной из наиболее важных особенностей методологии SADT является постепенное введение все больших уровней детализации по мере создания диаграмм, отображающих модель.

Взаимодействие системы с окружающим миром описывается как вход (нечто, что перерабатывается системой), выход (результат деятельности системы), управление (стратегии и процедуры, под управлением которых осуществляется работа) и механизм (ресурсы, необходимые для проведения работы). Находясь под управлением, система преобразует входы в выходы, используя механизмы и вызывая функции за пределами моделируемой системы.

Модель в нотации IDEF0 представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Контекстная диаграмма является вершиной древовидной структуры диаграмм и представляет собой самое общее описание системы и ее взаимодействия с окружающей средой, в виде так называемого «черного ящика» (рис.2.3).

Рисунок 2.3 – Контекстная диаграмма по методологии IDEF0

После описания системы в целом производится ее разбиение на крупные фрагменты. Этот процесс называется функциональной декомпозицией, а диаграммы, которые описывают каждый фрагмент и взаимодействие фрагментов, называются диаграммами декомпозициями. После декомпозиции контекстной диаграммы производится декомпозиция каждого фрагмента системы на более мелкие и так далее, до достижения нужного уровня подробности описания (рис.2.4).

Построим функциональную модель процесса обучения с использованием игровых технологий.

Для повышения эффективности обучения и поднятия интереса учащихся к учёбе предлагается процесс, где в качестве метода обучения выступает игра (рис. 2.5).

Рисунок 2.4 – Структура IDEF0-модели. Декомпозиция диаграмм

Рисунок 2.5 – Система формирования учебно-методических материалов

В рамках осуществления учебного процесса с помощью активных методов обучения в нашем случае с применением обучающих игр, конкретной задачей является формирование методического материала.

Решение данной задачи можно разделить на несколько этапов:

1. Построение онтологии предметной области

• Загрузка входных данных.

• Редактирование данных.

• Удаление данных.

• Хранение данных.

2. Подбор методов обучения

• Разработка моделей описания игровых систем, применяемых в процессе обучения.

3. Формирование методического материала

• Разработка моделей представления знаний предметной области дисциплин, по которым ведется подготовка специалистов.

Рисунок 2.6 – Структура решения