Введение к работе
Актуальность темы. Современные задачи, возникаете перед наукой и техни, jjJ, вызывают необходимость проектирования все более сложных электронно-вычислительных средств (ЗВС) в сжатые сроки. Одним из путей решения указанной проблемы является внедрение САПР. Использование САПР сокращает сроки разработки на стадии технического и рабочего проектирования в 3...4 раза. Поэтому предполагается, что мировой .рынок САПР будет расти в среднем на 30% ежегодно. В настоящее вреыя широкое применение находят интегрированные САПР, включающие в свой состав системы автоматизированного обучения (САО) проектированию.. Однако раз-' работка САО как компонента САПР является продолжительным и дорогим процессом. Трудоемкости разработки этих систем составляет примерно зро человеко-лет. Кроме того, разработанные САО часто шзко адаптивны. Это объясняется тем, что в настоящее время не :уществует методологии автоматизированного проектирования САО.
Разработка методологии автоматизированного проектирования [т.е. подходов, моделей,, методов и методик), а также принципов эффективной разработки и реализации САО позволяет .значительно юкратить время синтеза- систем автоматизированного обучения, ювысить адаптивность таких систем к условиям „роцесса сбуче-ш. Повысить качество проектирования в САПР за счет улучшения юдготовки и переподготовки специалистов в высшей школе- и... на предприятиях.
В связи с этим тема диссертации актуальна. .. Таким образом, целью диссертационной работы является соз-іание методологии построения систем автоматизированного обуче-іия в составе интегрированных САПР и разработка на ее основе истемы автоматизированного обучения на- примере технического :роектирования периферийных устройств ЗВС для'повыш.ния эффектности подготовки и переподготовки инженеров-проектировщиков.-
Достижение поставленной цели базируется на решении следую-
да задач: -. .
1.. Исследование современного состояния систем автоматизиро-аиного' обучения проектированию как составных частей интегриро- анных САПР. Изучение тенденций их развития, выявление перспек-ив развития САО ингэнеров-проектировщиков.
2. Формулирование .требований к модели автоматизированного
-4-. ООучеїШЯ Б САО.
-
Разработка модели обучения в адаптивной САО, удовлетворяющей поставленным требованиям.
-
Разработка модели комплекса средств автоматизации обучения, входящего в состав интегрированной САПР.
-
Разработка моделей принятия и документирования решений на стадия технического проектирования периферийных устройств ЭВС.
-
Разработка методики синтеза адаптивных предметно- t; проблемно-ориентированных интеллектуальных систем автоматизированного обучения как компонента интегрированных САПР.
?. Разработка системы автоматизированного обучения техническому проектированию периферийных устройств ЭВС по предложенной методике с учетом дидактики обучения, требований и ограничений предметной области, современных программно-технических средств ЭВМ.
Методы исследования. В работе использованы методы теорш проектирования, математический аппарат и методы теории систем, теории множеств, трансформационной теории обучения, теории принятия решений, теории графов, теории алгоритмов и кластерного аналиЕа.
Научная новизна разработки и исследования систем автоматизированного обучения проектированию как компонента интегрированных САПР заключается в следующем:
-
Создана модель обучения в САО, которая основывается на аппарате теории множеств и отличается от существующих учетом организационно-методических форм, принятых в высшей школе и результатов трансформационной теории обучения.
-
Построена модель комплекса средств автоматизации обучения, которая основывается на аппарате теории систем и отличается о^ существующих тем, что позволяет формализовать и автоматизировать процесс проектирования САО.
-
Созданы модели принятия и документирования решений, поиск; документальной и фактографической информации для обучения проектированию, отличающиеся от существующих применением кластерного анализа, что обеспечивает направленный поиск необходима обучаемому информации.
4. Разработана методология и пошаговая методика проектирование систем автоматизированного обучения, отличающиеся от существую-
- 5 -дас возможностью автоматизации процесса проектирования САО, что гозволяет значительно снизить трудоемкость разработки таких :истем.
5. Предложена структура системы автоматизированного обучения техническому проектированию периферийных устройств ЭВС, отлича-зіцаяся от существующих системностью подхода к обучению констру-фованию и позволяющая эффективно обучать техническому проектированию на всех его этапах.
Практическая ценность работы.
Предложенная в 'работе методология синтеза предметно- и іроблемно-ориентированных систем автоматизированного обучения юзволяет создавать системы, удовлетворявшие требованиям заплат іированной преподавателем педагогической технологии в коротюте зроки и с минимальной стоимостью.
Результаты диссертационной работы позволяют повысить эффективность подготовки и переподготовки кнженеров-конструктс-:ов-технологов ЭВС аа счет применения предметно- и проблем1-зо-ориентированной системы автоматизированного обучения техническому проектированию периферийных устройств ЭВС.
Разработанные инвариантные модели и программные комплексы >югут быть применены Ео вновь разрабатываемых системах автоматизированного обучения.
Использование результатов работы. Результаты теоретических исследований и практической реализации системы автоматизированного обучения техническому проектированию используются в'Московском государственном институте электроники и математики (техшіческсм университете), в НПО СТАРТ и в КВТЭМ,- .
Разработка рассматриваемой системы автоматизированного обучения проводилась в соответствии с техническим заданием на гос-5юддетную НИР "Разработка автоматизированной обучающей., системы принятия конструкторских решений периферийных устройств электронно-вычислительной аппаратуры" по проблемам высшего образования (шифр ОС, тема N 349).,
Результаты работы отмечены дипломом за успехи, достигнутые во Всесоюзном конкурсе 1984-1985 года на лучшую научную работу 10 естественным, техническим и гуманитарным наукам, демонстрировались на ВДИХ НТТЫ-86 и НТТМ-88 (автор - лауреат Московской выставки-ярмарки НТТМ-86), они отмечены также Почетной грамотой Минвуза СССР и ЦК профсоюза работников просвещения, высшей шко-
- 6 -лы и научных учреждений по итогам конкурса 1386 г. на лучш научные работы, выполненные в высших учебных заведениях стран
Научные и практические результаты, полученные в работе, и пользуются при чтении лекций и проведении практических занят по курсам "Конструирование и технология периферийных устройс ЭВС", "Конструирование электромеханических блоков и узлов "Конструирование периферийных устройств ЗВС", "Основы програ мирования и программное обеспечение САПР", "Основы автоматиз рованного проектирования ЭВС", "Общее программное обеспечен САПР", "Автоматизация конструирования и технология произведет ЗВС" в Московском государственном институте электроники и мат матики (техническом университете).
В промышленную эксплуатацию (в КБТЗМ и НПО СТАРТ) еда подсистемы, которые реализованы на основе результатов диссерт ционного исследования и в полном соответствии с техническим Зі данием.
Апробация работы. Основные положения диссертационного исі ледования докладывались и обсуждались на следующих научных ко; ференциях, семинарах и совещаниях: Всесоюзное совешание-семи» "Автоматизация, интеллектуализация и роботизация производств! (Москва, 1985); конференция "Автоматизация производствени процессов и управление качеством" (Москва, 1986); конференці "Разработка и внедрение структурных методов САПР в промьшілеї ности" (Симферополь, 1986); Всесоюзная научно-техническая ш ференция "Методы и средства борьбы с помехами в цифровой техні ке", секция "Применение ЭВМ в проектировании электронной аппі ратуры" (Каунас, 1986);' со.еіцание-семинар "Проектирование миі ропроцессорных систем для управления технологическими процесс! ми в ГАП. Методы интеллектуальных САПР и их внедрение в прсчьп ленность" (Москва, 1987); Всесоюзное совещание молодых ученых специалистов "Проблемы теории чувствительности электронных . электромеханических систем" (Москва, 1987);Всесоюзная нау но-техническая конференция "Автоматизация проектирования конструирования в электронном машиностроении" (Москва, 1988; XIY Московская городская конференция, посвященная Дню раді (Москва, 1988)'; совещание специалистов стран-членов СЭВ "Перес нальные ЭВМ в задачах проектирования и поддержки решений", cef ция "Интеллектуализация систем,медицинской и технической инфо{ мации" (Суздаль, 1989); Всесоюзная научная конференция "Пробл*
- 7 -теории чувствительности измерительных датчиков, электронных электромеханических систем" (Владимир, 1989); совещание спе-алистов стран-членов СЭВ "Персональные ЭВМ в задачах проекти-вания и поддержки решений", секция "Задачи проектирования и ддержки решений на основе экспертных систем" (Суздаль, 1989); жвузовская научно-практическая конференция "Организационные и тодчческие вопросы компьютерной подготовки в системе народно-образованмя" (Гродно, 1990); II Всесоюзное совещание молодых еных и специалистов "Датчики и преобразователи информации стем.измерения, контроля и управления" (Гурзуф, 1990); Всесо-ный научно-технический семинар "Разработка и опыт внедрения тематического обеспечения САПР" (Симферополь, 1S90); УІ Рес-бликанская научно-методическая конференция "Индивидуализация-учения в ведущих вузах России" (Самара, 1991).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 28 печатных йот, в том числе 1 научно-технический отчет.
Объем работы. Диссертация состоит из 4 глав, введения, зак-іченшг- и содержит 127 страниц основного текста, 16 иллюстра-[й, 4 таблицы,.список литературы из 160 наименований, приложе-[я, общим объемом 172 страницы.
