87214

Разработка средств визуального моделирования расписания занятий

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

Разработка средств визуального моделирования расписания занятий Кт техн. Эти достоинства традиционного представления расписания обращаются в недостатки при его формировании и анализе. Для устранения недостатков представления расписания в табличной текстовой форме а также для получения средств анализа параметров и характеристик был разработан метод визуализации параметров расписания занятий...

Русский

2015-04-17

52.48 KB

3 чел.


УДК 004.4:778.12.145

Разработка средств визуального моделирования расписания занятий

К-т техн. наук., доц. Клеванский Н.Н., Костин С.А., Пузанов А.А.

Саратовский государственный технический университет

Россия, г. Саратов; e-mail: staskostin@yandex.ru

The traditional methods of high school’s timetable presentation are based on simple text tables. With these methods we can present all necessary information for education process organization on the restricted area. These advantages of traditional presentation make the difficulties for its constructing and analysis. The measurement of timetable’s parameters and characteristics is unreachable with these methods. The neюw method of timetable visualization allows to get rid of table presentation disadvantages and gets possibilities for detailed analysis of its characteristic.

Использование компьютерной графики (КГ) играет большую роль в фундаментальных научных исследованиях. На начальных этапах исследований акцент делается на использование иллюстративных свойств КГ, например, диаграмм, гистограмм, графиков, схем и т.д. Это дает возможность глубже понять проблему, вникнуть в нее и носит описательный характер. Более сложным процессом является использование возможностей КГ позволяющих максимально использовать способность человека мыслить сложными визуальными образами в научных исследованиях.

Традиционно расписание занятий ВУЗ’а представляется в табличной, текстовой форме. Табличная форма обеспечивает простой и емкий механизм для получения студентами и преподавателями информации о месте, дисциплине и времени проведения занятий. С помощью этого метода на ограниченном пространстве помещается вся информация, необходимая для нормальной организации учебного процесса.

Эти достоинства традиционного представления расписания обращаются в недостатки при его формировании и анализе. Становится невозможной целостная оценка параметров и характеристик. Проблематично, например, выделить лекционные занятия и посмотреть их распределение по нечетным неделям или узнать о наличии свободных аудиторий для проведения практических занятий в пятницу в 8.00.

Для устранения недостатков представления расписания в табличной текстовой форме, а также для получения средств анализа параметров и характеристик, был разработан метод визуализации параметров расписания занятий [1]. Результат использования этого метода – это получение когнитивных форм визуализации как уже составленного расписания, так и процесса его формирования.

Так как система формирования расписания занятий реализована в СУБД Microsoft Access [2,3,4], то для визуализации расписания использован Microsoft Visio. Единицей рисунка является форма (shape – графический образ, форма), т.е. любое изображение – это набор форм. Для управления формами и рисунками используется язык программирования поддерживающий технологию OLE Automation, например Visual Basic. Использование векторной графики и возможности программного формирования изображений дает необходимые средства для разработки графических отчетов.

Обеспечение доступа к внешней для Access программе Visio производится в соответствии с шаблоном проектирования Proxy [5]. Согласно этому шаблону в систему должен вводиться некоторый “представитель” компонента, другой программы. На “представителя” возлагается обязанность по взаимодействию с реальным компонентом. Этот шаблон реализуется через внедрение в Access надстройки (add-ins) “Экспорт данных в Visio”, которая содержит классы-оболочки, обеспечивающие интерфейс к необходимым объектам Visio. Используя язык программирования Visual Basic for Application (VBA), встроенный во все приложения Microsoft Office, получаем мощный механизм визуализации характеристик расписания.

На рис.1 представлены хранилище данных о расписании занятий, система формирования расписания, надстройка визуализации в Access и средства графического представления в Visio (рис. 1).

Рис. 1. Реализация шаблона проектирования Proxy

Было решено выделять цветом лекционные, практические и лабораторные занятия:

  1.  красным – лекции,
  2.  синим – практические занятия,
  3.  зеленым – лабораторные занятия.

В результате был получен способ представления исходного расписания занятий не в текстовой, а в графической форме (рис.2.а). Это привело к исчезновению избыточной информативности традиционного представления расписания, дало возможность акцентировать внимание на целостной оценке распределения занятий и оценки его характеристик. Такой метод визуального моделирования был применен при формировании отчета аудиторий нагрузки (рис.2.б) и аудиторной нагрузки преподавателей (рис.2.в).

Возможно изменение представления расписания с указанием сортировки по времени проведения занятий или по четности недели. Надстройка также позволяет запустить механизм визуализации составления расписания. Механизм визуализации представляет собой ролик, который начинается с пустого расписания. Постепенно пустота заполняется занятиями. Последовательность вывода занятий соответствует работе программы формирования расписания, что помогает ее анализировать.

На рис.2 показаны примеры некоторых графических отчетов (все занятия, аудитории, преподаватели), полученных с помощью надстройки “Экспорт данных в Visio”. Каждый столбец на рис.2.а является расписанием группы, на рис.2.б – нагрузкой аудитории, а на рис.2.в – аудиторной нагрузкой преподавателя. Столбцы делятся на 6 блоков по количеству учебных дней в неделе. Каждый блок содержит информацию о трех парах занятий четной и нечетной недели.

Рис. 2. Визуальные модели расписания

ЛИТЕРАТУРА

1. Клеванский Н.Н., Макарцова Е.А., Дудин Д.И. Использование графического представления в планировании расписания занятий // Совершенствование подготовки учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации: Межвуз. научн.-метод. сб. Саратов: СГТУ, 2002. – С.113–114.

2. Клеванский Н.Н., Макарцова Е.А. Формирование расписания с использованием динамических критериев загруженности // XI Международная конференция-выставка «Информационные технологии в образовании». Часть IV. – М.: МИФИ, 2001. – С.139-140.

3. Клеванский Н.Н., Макарцова Е.А. Анализ результатов автоматического формирования расписания занятий ВУЗ’а // XII Международная конференция-выставка «Информационные технологии в образовании». Часть IV. – М.: МИФИ, 2002. – С.193.

4. Клеванский Н.Н., Макарцова Е.А., Костин С.А. Моделирование стратегии формирования расписания занятий ВУЗ’а средствами реляционной алгебры // Прикладные проблемы образовательной деятельности: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВГПУ, 2003. – С.71-74.

5. Крэг Ламан. Применение UML и шаблонов проектирования.: Пер. с англ.: Уч. Пос. – М.: Издательский дом “Вильямс”, 2001. – С. 395-399.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32735. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Движение тела с переменной массой 36 KB
  импульс p замкнутой системы не изменяется с течением времени т. Однородность пространства проявляется в том что физические свойства замкнутой системы и законы ее движения не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отсчета т. не изменяются при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы отсчета как целого. Если система не замкнутая но действующие на нее внешние силы таковы что их равнодействующая равна 0 то согласно законам Ньютона импульс системы не изменяется с течением времени p=const.
32736. Работа переменной силы и мощность. Кинетическая энергия частицы 42.5 KB
  Работа переменной силы Пусть тело движется прямолинейно с равномерной силой под углом к направлению перемещения и проходит расстояние S Работой силы F называется скалярная физическая величина равная скалярному произведению вектора силы на вектора перемещения. Работа совершенная силой на данном участке определяется по представленной формуле d=F dS cos = = │F││dr│ cos =F;dr=FdS =FS cos =FS . Таким образом работа переменной силы на участке траектории равна сумме элементарных работ на отдельных малых участках пути...
32737. Потенциальная энергия. Виды потенциальной энергии. Связь силы и потенциальной энергии 55 KB
  Виды потенциальной энергии. Связь силы и потенциальной энергии. Рассмотрение примеров взаимодействия тел силами тяготения и силами упругости позволяет обнаружить следующие признаки потенциальной энергии: Потенциальной энергией не может обладать одно тело не взаимодействующее с другими телами. Связь силы и потенциальной энергии Каждой точке потенциального поля соответствует с одной стороны некоторое значение вектора силы действующей на тело и с другой стороны некоторое значение потенциальной энергии .
32738. Полная механическая энергия частицы. Консервативные и диссипативные системы. Закон сохранения энергии 34 KB
  Закон сохранения энергии. Механическая энергия частицы в силовом поле Сумму кинетической и потенциальной энергии называют полной механической энергией частицы в поле: 5. Консервативная система физическая система работа неконсервативных сил которой равна нулю и для которой имеет место закон сохранения механической энергии то есть сумма кинетической энергии и потенциальной энергии системы постоянна. вызывающих убывание механической энергии и переход её в другие формы энергии например в тепло консервативная система...
32739. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле и его характеристики. Потенциал поля. Связь между потенциалом и напряжённостью поля. Космические скорости 42.5 KB
  Потенциал поля. Связь между потенциалом и напряжённостью поля. В виде формулы это записывается так: F=Gm1m2 r2 где G гравитационная константа определяемая экспериментально 667 × 10–11 Нм2 кг2 ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ поле тяготения один из видов поля физического посредством которого осуществляется гравитационное взаимодействие притяжение тел. Об интенсивности гравитационного поля очевидно можно судить по величине силы действующей в данной точке на тело с массой равной единице.
32740. Вывод основного закона динамики вращательного движения 29 KB
  Вывод основного закона динамики вращательного движения. К выводу основного уравнения динамики вращательного движения. Динамика вращательного движения материальной точки. В проекции на тангенциальное направление уравнение движения примет вид: Ft = mt.
32741. Момент инерции тела относительно оси. Момент инерции кольца, диска 31 KB
  Момент инерции тела относительно оси. Момент инерции кольца диска. Момент инерции тела относительно оси определяется согласно формулеи если известно pаспpеделение масс частей тела относительно оси он может быть найден прямым вычислением. Конечно с помощью компьютера интеграл можно вычислить но аналитически моменты инерции обычно вычисляют лишь для простейших случаев однородных тел.
32742. Момент инерции шара. Теорема Штейнера 39.5 KB
  Момент инерции шара. Момент инерции полого шара с бесконечно тонкими стенками. Сначала найдем момент инерции относительно центра шара. В результате находим момент инерции полого шара относительно его диаметра: .
32743. Момент импульса. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса 34 KB
  Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Моментом импульса т. Момент импульса характеризует количество вращательного движения.