Минка
( )
0
=
B
per
в том и только том случае, когда В (а значит, и А) содержит
нулевую
подматрицу
размера
(
)
1
+
−
×
s
n
s
.
Следовательно,
( ) (
)
( )
A
Per
m
n
B
per
!
−
=
есть нуль тогда и только тогда, когда
( )
0
=
A
Per
.
Следствия из теоремы 1.
Следствие 1. В случае реализуемой системы, т.е. матрицы
Жоғары оқу орындарында ақпараттық технологияларды оқыту сапасын жақсарту:
жолдары мен мүмкіндіктері
375
инцидентности Ψ, состоящей из k нулей и nm-k единиц стратегии вида СР:[
I/J/D], т.е. I=1, J=l=1, D=d=1 доказательство утверждения для s отказов и s
невыполняемых прикладных функций совпадает с теоремой Фробениуса —
Кёнига – Минка.
Из теоремы 1 вытекает следующее утверждение.
Утверждение 5. Обобщенный перманент Per[Ψ] = 0 тогда и только тогда,
когда матрица Ψ содержит нулевую подматрицу размера t X s с параметрами
матрицы s + t = n + 1, s=0, 1, 2,..., (n - 1), где s - количество одновременно
возникших отказов ФМ, t =s′ =
∑
=
s
1
k
k
d
l
.
Утверждение 6. Необходимым условием отказоустойчивости (или
наличие способности к функциональной реконфигурации) является то, что
система реализующая СР:[I/J/K] обладает функциональным ресурсом m, для
множества {ФМ
1
- ФМ
m
} для которых выполняется условие:
)
(
1
fp
M
Ф
m
j
j
U
=
= n, при этом
∀i
∑
=
m
j
ij
1
ϕ
≥ 1 или ∃i
∑
=
m
j
ij
1
ϕ
> 1,
где МФ
j
(fp)
– множество функций, выполняемых одним функциональным
модулем ФМ
j
.
Следствия из утверждения 6.
Следствие 2. Если ∀i
∑
=
m
j
ij
1
ϕ
=1, то система будет обладать минимальным
условием отказоустойчивости из-за того, что имеет минимальный запас
функциональных ресурсов и соответствует стратегиям: СР:[1/1/1], СР:[1/1/d],
СР:[1/1/vd], СР:[1/1/cd].
Следствие 3. Если ∀i
∑
=
m
j
ij
1
ϕ
>m, то система будет обладать максимальным
условием отказоустойчивости из-за того, что имеет максимальный запас
функциональных ресурсов и соответствует стратегиям: СР:[1/L/1], СР:[1/L/d],
СР:[1/L/vd], СР:[1/L/cd].
Следствие 4. Если ∀i(
∑
=
m
j
ij
1
ϕ
>1)&(
∑
=
m
j
ij
1
ϕ
достаточным (но не минимальным и не максимальным) условием
отказоустойчивости из-за того, что имеет достаточный запас функциональных
ресурсов и соответствует стратегиям[2]: СР:[1/L/1], СР:[1/L/d], СР:[1/L/vd],
СР:[1/L/cd].
Следствие 5. Случай смешанный ∀i
∑
=
m
j
ij
1
ϕ
= 1, i=1,m
1
;
∀i
∑
=
m
j
ij
1
ϕ
> 1, i=m
1
,
Жоғары оқу орындарында ақпараттық технологияларды оқыту сапасын жақсарту:
жолдары мен мүмкіндіктері
376
m
2
;
∀i
∑
=
m
j
ij
1
ϕ
>m, i= m
2
,m уровень отказоустойчивости определяется условием:
∀i
∑
=
m
j
ij
1
ϕ
= 1.
Из теоремы 1 вытекает утверждение 7.
Утверждение 7. Обобщенный перманент Per[Ψ] = 0 тогда и только тогда,
когда матрица Ψ содержит нулевую подматрицу размера t X s с параметрами
матрицы s + t = n + 1, s=0, 1, 2,..., (n - 1), где s - количество одновременно
возникших отказов ФМ, t = s′ =
∑
=
s
1
k
k
d
l
.
Утверждение 8. Per[Ψ] = 0 тогда и только тогда, когда матрица Ψ
содержит нулевую подматрицу размера (t X s, s + t = n + 1, t =s′ =
∑
=
s
1
k
k
d
l
),
s.=0,
1, 2, ..., (n - 1)/ t.
Учитывая инвариантность матрицы Ψ к перестановке строк и столбцов,
преобразуем ее к виду
3
2
1
X
X
X
O
.
(1)
Подматрица О имеет размер t X s, s + t = n + 1, t =s′ =
∑
=
s
1
k
k
d
l
и,
следовательно, при выборе в t строках ее расположения элементов,
составляющих обобщенный-диагональ, условие выбора не более t единичных
элементов из столбца невыполнимо, так как для подматрицы Per[Ψ] = 0.
Покажем теперь, что переход любого элемента
ij
ϕ
нулевой подматрицы O
единичное состояние приводит к возможности формирования обобщенной-
диагонали (к работоспособному состоянию системы). Действительно,
включение элемента
O
ij
∈
ϕ
(ставшего единичным) в формируемую
обобщенный-диагональ позволяет из остальных t строк (кроме i-й)
расположения подматрицы O выбрать t единичных элементов подматрицы X
1
по d элементов с каждого из ее s столбцов.
Следствие 6. Любая подматрица матрицы Ψ имеющая размер (t X s с s =
n - t + 1 t =s
′ =
∑
=
s
1
k
k
d
l
), представляет собой подматрицу минимального сечения.
Действительно, переход любого элемента нулевой подматрицы O в
единичное состояние, отражающий восстановление работоспособности
соответствующего элемента оборудования, связан с переходом системы в
рабочее состояние, т. е. подматрица O является подматрицей минимального
Жоғары оқу орындарында ақпараттық технологияларды оқыту сапасын жақсарту:
жолдары мен мүмкіндіктері
377
сечения.
Матрицу Ψ содержащую нулевую подматрицу минимального сечения O
при равенстве всех не принадлежащих O элементов единице, назовем матрицей
минимального сечения.
Если в матрице инцидентности Ψ вместо одинарных прикладных f
i
из
F={f
1
,f
2
,…, f
i
,…, f
n
}, берется F
k
из F={F
1
, F
2
, ,…, F
k
,…, F
z
}, то реализуются
стратегий СР [2]:[1g/1/1], СР:[1g/L/1], СР:[1g/1/vd], СР:[1g/1/cd], СР:[1g/L/vd],
СР:[1g/L/cd].
Предполагается, что если функциональный модуль исправен, то он
допустим для выполнения прикладных функций.
Литература
1. Минк X. Перманенты. М.: Мир. 1982. - 213 с.
2.Ускенбаева Р.К. Математическое и программное обеспечение
надежности
распределенных
информационных
систем.
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Алматы,
2007
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ ХИМИИ В ВУЗЕ
Ускенбаева Р.К., Ускембаева З.К.
Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаеа
In this paper the use of modern information technology in teaching
chemistry in high school.
Современный уровень развития общества, требует высокообразованных
специалистов, людей творческих, способных к свободному мышлению. Это
ставит перед современной высшей школой задачу выработать методы для
развития такой конкурентно-способной личности. Эта задача успешно решается
с помощью разработки и внедрения в образовательный процесс различных
технологий, в том числе информационных.
Использование
информационных
технологий
дает
возможность
подготовки специалистов за счет передачи элитных знаний, компьютерной
поддержки
творческих
способностей
и
интеллектуализации
труда
преподавателей и студентов.
Информатизация высшего образования – это реализация комплекса мер,
направленных на повышение уровня подготовки специалистов путем
расширения сферы использования вычислительной техники и компьютерных
Жоғары оқу орындарында ақпараттық технологияларды оқыту сапасын жақсарту:
жолдары мен мүмкіндіктері
378
технологий в учебной и научно-исследовательской работе, в управлении
учебным процессом.
Информатизация
создает
допольнительные
возможности
для
стимулирования у студентов творческого мышления, усиливает значимость их
самостоятельной работы. Повышается уровень индивидуальной работы
преподавателя, изменяется соотношение между интеллектуальной и рутинной
состовляющими в учебной работе.
Для реализации таких идей нужны новые подходы, образовательные
инновационные технологии. Особое место в этой системе отводят
дистанционным, «виртуальным» формам обучения, самостоятельной и
индивидуальной работе студента.
В современном мире информационные технологии становятся основным
средством достижения наиболее приоритетных образовательных целей.
Современные
информационные
технологии
в
настоящее
время
непосредственно связаны с использованием компьютеров в процессе обучения.
Компьютер является универсальным средством обучения, он позволяет
формировать у студентов не только знания, умения и навыки, но и развивать
личность
учащегося,
удовлетворять
её
познавательные
интересы.
Использование информационных технологий изменяет роль преподавателя и
обучаемого и их взаимоотношения. Преподаватель перестаёт выступать перед
студентами в качестве источника первичной информации.
Применение информационных технологий в обучении определило
важный принцип обучения – принцип индивидуализации. Каждый обучаемый
следует индивидуальному ритму обучения, со своим, именно ему необходимым
уровнем помощи, темпом работы, с заданной глубиной изучаемого материала.
Целостность учебного процесса при этом не нарушается. Через
индивидуализацию обучения с помощью информационных технологий
осуществляется переход к его дифференциации. Также при эффективном
использовании информационных технологий происходят изменения мотивации
у студентов.
Целесообразность использования информационных технологий в
образовательном процессе определяется и тем, что с их помощью наиболее
эффективно реализуются такие дидактические принципы, как научность,
доступность, наглядность, сознательность и активность обучаемых,
индивидуальный подход к обучению. При использовании ИТ успешно
сочетаются различные методы, формы и средства обучения.
Обучение через использование новых информационных технологий –
способ обучения, который может при необходимости замещать преподавателя,
т.е.
быть
независимым.
Наибольший
эффект
от
использования
информационных технологий в образовательном процессе достигается при
использовании
информационных
и
демонстрационных
программ,
моделирующих программ, обеспечивающих интерактивный режим работы
Жоғары оқу орындарында ақпараттық технологияларды оқыту сапасын жақсарту:
жолдары мен мүмкіндіктері
379
обучаемого с компьютером, экспертных систем для диагностики уровня
обученности, доступа к информационным ресурсам сети Интернет.
В современном образовании можно выделить две формы обучения:
последовательное, строго определенное (линейное) обучение и нелинейное
(непоследовательное) индивидуально-ориентированное обучение.
Все большее распространение в образовательном процессе получают
компьютерные химические программы, основанные на технологии экспертных
обучающих систем. В настоящее время намечается новая ступень в применении
ИТ. В основе предлагаемой концепции лежат следующие положения:
-Компьютерные обучающие программы не могут рассматриваться как
эксклюзивная форма обучения и должны сочетаться с традиционными видами
учебного процесса – лекциями, консультациями, лабораторными работами.
Полученная на них химическая информация ретранслируется на практических
занятиях с использованием компьютерных обучающих программ, основное
предназначение которых – закрепление знаний, повышение их выживаемости.
Следует также признать полезным привлечение компьютерных обучающих
программ при самостоятельной внеаудиторной работе студентов;
- в связи с этим очевидна типовая структура компьютерной обучающей
программы: чередование информации, четко отвечающей программе курса, с
индивидуальными заданиями, призванными проконтролировать ее усвоение;
- в компьютерные обучающие программы должно осуществляться
знакомство обучаемого с разнообразными веществами, их свойствами и
превращениями. Такой “эффект присутствия ” незаменим при изучении
химических процессов, непосредственно наблюдение за которыми нереально.
Изложенное, определяет особенности методики создания КОП,
естественно, зависящие от профиля конкретной химической дисциплины:
1. информация в компьютерной обучающей программе должна
предлагаться в нестандартной, по возможности увлекательной, а главное,
компактной форме. Использование в качестве зрительного образа текстов,
подробных и многочисленных уравнений необходимо свести к минимуму. На
смену им должны прийти формулы, краткие схемы и прежде всего –
компьютерное
моделирование
химических
процессов,
позволяющее
имитировать на экране дисплея выделение газов, выпадение осадков,
изменение окраски реагентов. Последнему надо уделить особое внимание, так
как цвет в химии чрезвычайно информативен;
2. желательно не только имитировать на экране химические реакции, но и
организовывать получение студентом соответствующей количественной
информации – например, определение выхода «синтезированного» вещества,
его важнейших констант и характерсистик;
3. предлагаемые обучаемому задания должны быть поливариантными.
Следует обеспечить возможность обращаться к предшествующей информации,
а так же предложить при неверном ответе подсказку, а при последующей
неудаче – правильный ответ. Желательно в процессе опытной проверки КОП
Жоғары оқу орындарында ақпараттық технологияларды оқыту сапасын жақсарту:
жолдары мен мүмкіндіктері
380
провести статистический анализ результатов работы студентов над заданиями с
дальнейшей оптимизацией их объема и уровня сложности.
Подводя черту, под всем выше изложенным хочется заметить, что
компьютерные обучающие программы на основе обучающих систем могут
успешно применяться при изучении курса химии.
Оперируя знаниями и системой нелинейной логики, в сочетании с
интеллектуальным интерфейсом, такие КОП могут успешно применяться в
областях требующих абстрактных умозаключений, например в курсах
квантовой химии и строения вещества. При использовании КОП информация
подается в удобной и компактной форме, что позволяет использовать их в курсе
общей и неорганической химии: при иллюстрации энергетических диаграмм;
для визуального моделирования образования МО; для моделирования хода
каталических и некаталических процессов и т.д. В курсе органической химии и
химии ВМС, такие КОП могуть быть использованы для объяснения обучаемым
механизмов протекания реакций.
Кроме того, ЭОС позволяют проводить текущий и итоговый контроль
знаний студентов. Большим достоинством экспертных систем является то, что
они как инструмент в работе пользователей совершенствуют свои возможности
решать трудные, неординарные задачи в ходе практической работы.
Недостатком экспертных систем являются значительные трудозатраты,
необходимые для пополнения базы знаний. Получение знаний от экспертов и
внесение их в базу знаний представляет собой сложный процесс, сопряженный
с значительными затратами времени и средств. Проектирование экспертных
систем также имеет определенные трудности и ограничения, которые влияют
на их разработку.
Таким образом, применение информационных технологий дает
возможность сделать процессы обучения и управления процессами обучения
более эффективными и интенсивными.
ОСОБЕННОСТИ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ КРЕДИТНОЙ
ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ УНИВЕРСИТЕТА
ПО КУРСУ «ИНФОРМАТИКА»
Хакимова Т.Х.
Казахский национальный университет им.аль-Фараби, г. Алматы
In article the basic features and training approaches at the course
"Informatics" in the conditions of credit technology reveal.
Для успешного вхождения в число 50-ти наиболее конкурентоспособных
государств, необходимо менять методику обучения информационной
технологии в учебном процессе по кредитной системе обучения. Кредитная
технология обучения пришла в систему высшего образования сравнительно
Жоғары оқу орындарында ақпараттық технологияларды оқыту сапасын жақсарту:
жолдары мен мүмкіндіктері
381
недавно. В настоящем задача заключается в том, чтобы подготовить
высококвалифицированных
специалистов,
которые
уверенно
могут
ориентироваться в современных условиях стремительного развития
информационных технологий. В частности, это означает, что специалист
должен владеть соответствующими программными продуктами и его
приложениями различного типа [1-5].
Использование многофункциональных возможностей компьютерной
техники при подготовке научных рефератов и дипломной работы делает
образовательный процесс в вузе интересным и доступным. В связи с
появлением на рынке новых IT, новых типов ЭВМ, меняется и программное
обеспечение.
Внедрение кредитной технологии обучения в учебный процесс
Переход
на
новые
образовательные
технологии
обусловлен
необходимостью улучшения качества подготовки специалистов, разработки
нового поколения учебных планов и программ. Внедрение кредитной
технологии затрагивает всю идеологию образования. Преподаватель теперь не
только передает знания, а главным образом учит, как надо учиться, добывать
знания, приобретать навыки и умения самому практически делать. Усиливается
роль самостоятельной работы студента, повышаются требования к качеству
преподавания,
обучение
становится
демократичным,
обеспечивается
открытость обучения. Для решения проблем методик развивающего характера
требуется использовать активные методы обучения. Подобные методы
отличаются высокой вовлеченностью обучаемых в учебный процесс,
побуждают студентов быть активными. На занятиях с использованием этих
методов студенты самостоятельно принимают решения (известно, что знания,
которые обучающиеся добывают самостоятельно, запоминаются на более
длительное время, чем знания, преподнесенные им как факт). Указанные
методы обучения обеспечивают направленную активность психических
процессов
обучаемых:
стимулируют
мышление
при
использовании
проблемных ситуаций, обеспечивают запоминание главного на уроках,
возбуждают интерес к изучаемому предмету и вырабатывают потребность к
самостоятельному приобретению знаний.
Введение кредитной технологии обучения в вузах Казахстана вызвано
мировыми тенденциями в реформировании национальных систем образования
с целью создания единой международной системы взаимозачетов с
последующей реализацией условий, необходимых для академического обмена
студентами, преподавателями, специалистами.
Реформирование системы высшего образования в республике
осуществляется с учетом мировых тенденций, передовых педагогических
моделей. В этой связи в 2002/2003 учебном году Министерство образования и
науки приняло решение, поддержанное вузами, о переходе отечественной
магистратуры на международную систему организации академического
образования. Ее основой как раз таки и является кредитная технология —
Жоғары оқу орындарында ақпараттық технологияларды оқыту сапасын жақсарту:
жолдары мен мүмкіндіктері
382
методика
организации
учебного
процесса,
используемая
ведущими
университетами зарубежных стран. Так, толчком к развитию американской
системы кредитования явилось внедрение в 1869 году в Гарвардском
университете предметов по выбору. Еще раньше «движение за свободу
обучения» возникло в Германии. Разнообразные системы кредитов
используются и в других странах Европы. При составлении университетских
учебных планов и программ там используются в качестве унифицированной
единицы измерения объема учебной работы студента - академические кредиты.
В переводе с латыни: credit — доверие. В учебном процессе под этим понятием
подразумевается следующее: каждая учебная дисциплина имеет свой индекс
трудоемкости, это число часов в неделю, отводимое для ее изучения во время
аудиторных занятий, лабораторных работ, семинаров, самостоятельной работы
студента. В основе введения кредитной технологии в Казахстане лежит
настоятельная потребность в конвертируемости вузовских дипломов,
кодификации, унификации, каталогизации учебных курсов и программ, что,
безусловно, позволит снять барьеры между университетами разных стран.
Кредитная технология обучения способствует международному признанию
национальной образовательной программы Республики Казахстан, поможет
вузам выйти на мировой уровень.
Введение
инновационного
образования
позволить
подготовить
специалиста нового типа, профессионально подготовленного к работе по
избранной специальности. Специалист всегда будет востребован, если будет
владеть новыми технологиями, свободно использовать возможности сети
Интернет [5].
Достарыңызбен бөлісу: |