Анотація до роботи:

Степанова Я.М. Математичні моделі процесу інформаційного обміну в системах дистанційного навчання. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. – Науково-виробнича корпорація “Київський інститут автоматики”, Київ, 2004.

Дисертаційна робота присвячена оптимізації процесів інформаційного обміну в системах дистанційного навчання. В дисертації розроблено та досліджено методи ідентифікації користувачів та математичні моделі і алгоритми оптимізації ситуаційних пріоритетних стратегій управління інформаційним обміном в системах дистанційного навчання. Розроблені математичні моделі, методи і алгоритми дозволяють суттєво поліпшити економічні показники функціонування сучасних комп’ютеризованих систем дистанційного навчання, а також підвищити ефективність обслуговування користувачів таких систем. Основні результати дисертації застосовано при дослідженні та вдосконаленні структури, технічних параметрів та програмного забезпечення системи дистанційного навчання Київського національного торговельно-економічного університету.

У дисертації здійснено розв’язання актуального й важливого науково-прикладного завдання оптимізації процесів інформаційного обміну в системах дистанційного навчання, яке має істотне значення для ефективної організації функціонування таких систем.

Дисертація містить такі основні теоретичні й практичні результати.

1. Розглянуто основні аспекти розробки, створення і функціонування систем дистанційного навчання з точки зору застосування інформаційних технологій. Доведено доцільність та ефективність застосування при оптимізації інформаційного обміну математичних моделей та методів ситуаційного пріоритетного обслуговування.

2. Розроблено алгоритмічну структуру процесу дистанційного навчання з уточненням деяких його етапів, що є необхідним для аналізу інформаційного навантаження на систему і подальшого вибору програмних і апаратних засобів реалізації системи дистанційного навчання.

Показано, що:

максимальний ефект від застосування інформаційних технологій і засобів телекомунікацій у сфері дистанційного навчання може бути досягнутий лише при узгодженому розвитку технічної, технологічної, інформаційної, нормативної, організаційної та інших складових цього процесу;

при проектуванні та створенні мережі дистанційного навчання необхідно передбачити можливість виникнення проблем, пов’язаних з інтенсивним використанням засобів мережних комунікацій і нових інформаційних технологій;

необхідно визначити політику інформаційної безпеки системи дистанційного навчання, у тому числі для забезпечення легітимності документа про дистанційну освіту необхідно розробити методи ідентифікації користувачів з метою запобігання можливості передачі студентом свого пароля і прав доступу сторонній особі.

3. Досліджено перспективи використання у системах дистанційного навчання апаратних засобів біометричної ідентифікації користувачів, а також програмного забезпечення, заснованого на алгоритмах визначення психофізичних параметрів людини.

4. Розроблена інформаційна модель користувача СДН, яка будується на основі результатів виконання ним тестових завдань. Застосування цієї моделі дає змогу ідентифікації слухачів у СДН, що суттєво підвищує ефективність контролю знань.

5. Розроблена модель процесу дистанційного навчання на основі математичної моделі системи з пам’яттю, яка дозволяє визначити для кожного студента математичне очікування його коефіцієнта сприйняття та часу запізнювання і надалі використовувати ці показники при встановленні факту самостійності виконання дистанційним студентом запропонованих йому завдань чи наявності сторонньої допомоги. Ця модель може застосовуватися також при плануванні швидкості навчання, визначенні обсягу навчального матеріалу з конкретної дисципліни і виборі засобів дистанційного навчання.

6. Досліджені проблеми аналізу систем обміну даними. Описані існуючі підходи до проведення оцінки продуктивності цих систем на основі наявних даних про завантаження діючої мережі або за передбачуваним завантаженням мережі, що проектується.

7. Доведено необхідність застосування теорії пріоритетних систем масового обслуговування як інструмента аналізу мережних і комунікаційних структур системи дистанційного навчання.

8. Розв’язано задачу визначення часу реакції системи дистанційного навчання на повідомлення, що надходять від віддалених користувачів. Для обчислення цього показника розроблено метод, заснований на визначенні дисперсії середнього часу перебування напівмарковського процесу у фіксованій підмножині станів системи.

9. Розроблена оригінальна математична модель процесу обробки інформації у системах дистанційного навчання з випадковим часом визначення типу вимоги, що надходить, для систем замкненого й розімкненого типів.

10. Аналітичними методами ситуаційного пріоритетного обслуговування розв’язано задачу визначення оптимальної дисципліни прийому вимог, які відрізняються своїми параметрами, в моменти їх надходження до системи дистанційного навчання.

11. Розроблені методи, моделі й алгоритми доведено до програмної реалізації і використано при дослідженні та вдосконаленні структури, технічних параметрів та програмного забезпечення системи дистанційного навчання Київського національного торговельно-економічного університету. Результати науково-дослідної роботи за даною тематикою прийнято Міністерством освіти і науки України. Окремі результати дисертаційних досліджень використано у навчальному процесі кафедри економічної кібернетики КНТЕУ і при виробленні Центром комп’ютерних інформаційних систем АПН України рекомендацій щодо розробки типових систем дистанційного навчання навчальних закладів.

Публікації автора:

1. Пономаренко Л.А., Краснощок В.М., Степанова Я.М. Cтруктура комплексу технічних засобів та оптимізація процесів інформаційного обміну в системі дистанційного навчання // Автоматизація виробничих процесів. – 2003. - №1. – С. 37-43.

Автором розглянуто основні аспекти розробки, створення і функціонування систем дистанційного навчання з точки зору застосування інформаційних технологій.

2. Пономаренко Л.А., Степанова Я.М. Алгоритмічна структура процесу дистанційного навчання // Проблеми підвищення ефективності інфраструктури. – К.: НАУ, 2002. – Вип. 8. – С. 151 – 156.

Автором наведено алгоритмічну структуру процесу дистанційного навчання з уточненням деяких етапів процесу навчання, що є необхідним для аналізу інформаційного навантаження на систему і подальшого вибору програмних і апаратних засобів реалізації системи дистанційного навчання.

3. Пономаренко Л.А. Степанова Я.М. Особливості захисту інформації та ідентифікації користувачів в системах дистанційного навчання // Вісник КНТЕУ. – 2003. – №3. – С. 62 – 67.

Автором розроблена інформаційна модель користувача системи дистанційного навчання, яка будується на основі результатів виконання ним тестових завдань.

4. Пономаренко Л.А. Степанова Я.М. Определение времени реакции системы обработки данных на сообщения, которые поступают от удаленных абонентов // Кибернетика и вычислительная техника. – 2002. – Вып. 136. – С. 69 – 73.

Автором розв’язано задачу визначення часу реакції системи дистанційного навчання на повідомлення, що надходять від віддаленого користувача.

5. Пономаренко Л.А. Степанова Я.М. Математична модель процесу обробки інформації в системах дистанційного навчання із випадковим часом визначення типу вимоги, що надходить // Проблеми підвищення ефективності інфраструктури. – К.: НАУ, 2003. – Вип. 9. – С. 88 – 93.

Автором розроблена оригінальна математична модель процесу обробки інформації в системах дистанційного навчання з випадковим часом визначення типу вимоги, що надходить, для систем замкненого й розімкненого типів.

6. Степанова Я.М., Краснощок В.Н. Средства обеспечения систем дистанционного обучения и проблемы информационного обмена в таких системах // Матеріали міжнародної конференції з управління “Автоматика - 2001”, 10 – 14 вересня 2001 р., м. Одеса. – Одеса: Одеський державний політехнічний університет, 2001. – Т.2. – С. 131 – 132.

Автором розглянуто види забезпечення, які повинна містити система дистанційного навчання конкретного навчального закладу.

7. Степанова Я.М. Проблемы информационного обмена при удаленном доступе в системах дистанционного обучения // Матеріали 3-ї міжнародної міждисциплінарної науково-практичної конференції “Сучасні проблеми науки та освіти”, 1 – 9 травня 2002 р., м. Ужгород. – Харків: Українська Асоціація “Жінки в науці та освіті”, Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна, Ужгородський національний університет, 2002. - С. 209.

8. Брискин Д.А., Степанова Я.М. Информационный поиск в электронной коммерции, независимый от типа баз данных // Матеріали міжнародної конференції з управління “Автоматика – 2002”, 16 – 20 вересня 2002 р., м. Донецьк. – Донецьк: Донецький національний технічний університет, 2002. – Т.2. - С. 34 – 35.

Автором досліджені проблеми роботи з базами даних різних типів за допомогою мережі Internet.

9. Степанова Я.М. Информационный обмен при удаленном доступе в системе дистанционного обучения // Матеріали міжнародної конференції з управління “Автоматика – 2002”, 16 – 20 вересня 2002 р., м. Донецьк. – Донецьк: Донецький національний технічний університет, 2002. – Т.2. - С. 83 – 85.