Подписаться на RSSС.М. Платунова, (Ст. преподаватель, каф. аппаратно-программных комплексов выч. техники, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург, Россия)
Е.Ю. Авксентьева , (К.пед.н., доцент, каф. аппаратно-программных комплексов выч. техники, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург, Россия)
|
||||
|
Смена технологий, в том числе и образовательных, направленная на повышение качества и доступности обучения обуславливает развитие теоретических основ проектирования на основе известных средств и разработки новых средств автоматизированного анализа и проектирования. К средствам обеспечения учебного процесса (ОП) относятся: преподаватели, читаемые курсы, лекционный материал, методические пособия, методический материал для практических работ, определенное количество оборудования для проведения практических работ, рабочие места обучаемых слушателей, необходимое количество лабораторий, аудиторий. Это материальное обеспечение образовательного процесса должно быть в требуемом количестве в зависимости от числа поступающих на обучение слушателей. Особо остро для образовательной организации дополнительного и профессионального образования стоит вопрос обеспечения бесперебойности работы собственных материально технических средств (МТС) образовательной организации. Также желательно снабдить образовательный процесс дополнительными инструментами анализа и проектирования [1,2]. Основой работы в области средств автоматизированного анализа образовательного процесса организации дополнительного профессионального образования (ОП ОДПО) стали методы теории автоматизированного проектирования, теории вероятностей, теории массового обслуживания, теория надежности, моделирования [3]. При проектировании МТС ОП ОДПО в целях определения наличия необходимого количества элементов и издержек требуется анализировать и показатели резервирования МТС на каждом этапе проектирования ОП ОДПО. Характеристики учебного процесса с точки зрения наличия необходимого МТС в этом случае являются функцией структурных параметров МТС, заданного коэффициента оперативной готовности МТС, финансовых средств. Для сравнения вариантов структур МТС ОП ОДПО применяются системы и сети массового обслуживания, и используется прямой критерий эффективности: коэффициент оперативной готовности. Применение известных систем анализа является сложностью из-за незнания слушателями языков программирования, в связи с чем, предлагается упрощенная система (автоматизированного) проектирования для обеспечения МТС учебного процесса ОДПО и обучения проектированию и анализу систем. Она заключается в том, что позволяет оценить требуемое количество МТС учебного процесса, обеспечить работоспособность собственных МТС образовательной организации, обеспечить учебный процесс дополнительным средством проектирования, анализа. Случайный способ поступления и обслуживания слушателей в образовательном учреждении дополнительного профессионального образования предопределяет использование моделей теории массового обслуживания для проектирования и анализа системы ОП ОДПО. Распределение Парето – это медленно затухающее распределение, которое можно охарактеризовать принципом: «то пусто, то густо». Хвост распределения Парето является главной причиной самоподобия. Самоподобный случайный процесс имеет определенную структуру, которая повторяется с течением времени. Самоподобие отрицательно влияет на оперативность систем массового обслуживания, к тому же с увеличением нагрузки, повышается параметр самоподобия Н. Так как параметр самоподобия лежит в пределах от 0,5 до 1, причем при Н равном 0,5 самоподобие отсутствует, то самоподобную нагрузку на систему в специальной литературе предложено учитывать в виде функции от Н, равной 2*Н. Следовательно, самоподобную нагрузку от поступающих заявок на обслуживание (образование, обучение) можно представить для аналитической оценки вероятностно-временных характеристик в виде умноженной на двойную интенсивность поступающего на обслуживание потока заявок при отсутствии самоподобия, что характерно для экспоненциального распределения. Для каждого варианта проектируемой структуры ОП ОДПО необходимо проводить расчет интенсивностей поступления заявок в систему, проверку условия отсутствия перегрузок, расчет вероятностно-временных характеристик, выявление и разгрузку узких мест. Для проектирования структуры ОП ОДПО и оценки качества обслуживания (обеспечения) учебного процесса применяются многоканальные модели теории массового обслуживания с учетом самоподобной нагрузки. Многоканальные модели ОП ОДПО можно использовать для планирования резервирования, т.е. оценки числа элементов ОП ОДПО. Оценку эффективности резервирования предлагается проводить по критерию не превышения заданного коэффициента оперативной готовности. Оценка эффективности резервирования производится при упрощающих предположениях: все элементы имеют одинаковую надежность, поток отказов является простейшим. Коэффициент оперативной готовности системы для экспоненциального распределения интенсивности отказов и восстановления отказавших элементов прямо пропорционален коэффициенту готовности и вероятности безотказной работы элементов системы. Процесс проектирования любой системы [4], т.ч. и ОП ОДПО, носит итеративный характер и позволяет исследовать и анализировать характеристики системы ОП ОДПО на основе многоканальных моделей с учетом самоподобной нагрузки. Процесс проектирования включает в себя создание структуры математической модели, учет самоподобия потока, подготовку данных для оценки ВВХ ОП ОДПО, расчет необходимого количества резерва удовлетворяющих условию заданного коэффициента оперативной готовности путем резервирования ненадежных, узких мест МТС ОП ОДПО. Разработанное нами программное обеспечение позволяет рассчитать вероятностно-временные характеристики и варьировать параметры для исследования и оценки характеристик ОП ОДПО по заданному критерию коэффициента оперативной готовности требуемого числа материально-технических элементов для обеспечения качества образовательного процесса ОДПО в условиях повышенной интенсивности отказов, обусловленной потоком неуспевающих слушателей. Нами проведены расчеты для потока из поступающих 30 бакалавров и магистров факультета техники и методов управления «Академия ЛИМТУ» Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики, поток неуспевающих равен 5 слушателям, самоподобный поток от центров занятости 30 слушателей, поток неуспевающих также равен 5 слушателям, количество преподавателей -20, которые могут вести до 40 курсов, компьютеров 60, (лабораторий 5,) методических пособий - 120[5]. Кратность резервирования элементов МТС, обеспечивающих работоспособность ОП ОДПО по коэффициенту оперативной готовности Rs ≥ 0,99, заданной требованиями учебного процесса и выигрыши вероятности безотказной работы и наработке до отказа МТС ОП ОДПО представлены в таблице 1. Наибольший рост характеристик дают вложения в изменение сетевой структуры ОП ОДПО с резервированием и с учетом самоподобия. Улучшение коэффициента оперативной готовности МТС ОП ОДПО возможно с помощью добавления резервных элементов. |
||||
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: © С.М. Платунова, Е.Ю. Авксентьева, Журнал "Современная наука: актуальные проблемы теории и практики". |
||||
