Архитектура информационных систем в научных исследованиях

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»

Кафедра «Информационные системы и защита информации»

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат «Архитектура Информационных систем в научных исследованиях»

Выполнил: студентка 2 курса группы БИС-21                             Лагутина И.В. Проверил:                                                                                         Дидрих И.В.   

Тамбов 2014

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………..3

Общие принципы построения системы поддержки принятия решений в

научных исследоваях…………………………………………………………..5

Образование и творчество, как объект моделирования……………………10

Компьютерное моделирование систем обучения, творчества и научного поиска…………………………………………………………………………….10

Некоторые практические рекомендации по анализу и разработке социально-экономических моделей, поддерживаемых ИС, проектируемыми в интересах образования и научных исследований……………………………………….14

Эффективность разработки и внедрения системы…………………………..21

Заключение…………………………………………………………………….23

Список используемых источников…………………………………………...25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

       Для развития современного эффективного  образовательного процесса на всех ступенях и во всех его формах, а также в целях повышения эффективности научных исследований необходимо обеспечить информационно-аналитическую поддержку как образовательных технологий, так и научных исследований.

       Характерно, что образование, творчество, научные исследования как средства постижения истины и всего нового тесно переплетаются, имеют схожие семантические очертания, а потому могут поддерживаться весьма схожими информационными системами (ИС). Поэтому проблемы проектирования и моделирования для них вполне уместно рассматривать комплексно в едином контексте, что и предпринимается в данной попытке формирования вспомогательного учебного пособия, составленного по открытым материалам сети Интернет в интересах информационно-методической поддержки дисциплины «Проектирование ИС» по специальностям «Информационные системы», «Информационные технологии в образовании», «Информационные системы в научных исследованиях».

       При этом в научных исследованиях  и в наиболее развитых в  творческом отношении частях образовательной деятельности высшей школы (диссертационные работы, дипломные, курсовые проекты, НИРС и т.п.) возникает явная потребность в создании и использовании проблемно-ориентированных систем поддержки принятия решений с применением новейших информационных технологий, методов компьютерного моделирования и интеллектуального анализа данных. Методы компьютерного моделирования позволяют проводить комплексный анализ сложнейших систем и проектов в сфере образовательной деятельности, научной работы и управленческой деятельности учреждений образования и науки с учетом множества факторов и элементов неопределенности, прогнозировать будущее состояние научных и образовательных проблем, выявлять скрытые взаимосвязи, анализировать аномалии, что в конечном итоге позволяет принимать обоснованные решения как по совершенствованию и оптимизации научных и образовательных технологий, так и по реализации великого множества частных конкретных проектных задач, стоящих перед исследователями и учащимися.

       Методы компьютерного моделирования  позволяют создавать и эксплуатировать многофункциональные высокоэффективные        информационные       системы, поддерживающие научные исследования и образовательные технологии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общие принципы построения системы поддержки

принятия решений в научных исследованиях

 

       Проектируемые для нужд образования и науки ИС в числе других решаемых задач могут быть нацелены на информационную, методическую и инструментальную поддержку процессов подготовки и принятия управленческих и проектных решений в процессе курсового, дипломного проектирования, выполнения научных поиска и исследований.

       Для достижения этой цели в  рамках ИС решаются следующие  задачи:

•   формирование и ведение аналитической базы данных соответствующих показателей, характеристик, справочных данных по интересующим предметным областям, научным и методическим подходам;

•   комплексный анализ сложившейся ситуации и имеющегося опыта в интересующей сфере знаний и проектов, сравнительный анализ уровня известных решений и достижений с целью выделения диспропорций и точек воздействия на улучшение;

•   динамическое моделирование происходящих, исследуемых и создаваемых процессов и явлений, связанных с ними социальных процессов; планирование расходов на реализацию поставленных задач; разработка социально и экономически сбалансированной технической политики и образовательной стратегии (в учреждениях образования);

•   выполнение многовариантных прогнозных расчетов сценарного и целевого типа развития исследуемой сферы на основе комплекса динамических моделей;

•   анализ и прогноз влияния макроэкономических и региональных факторов на развитие исследуемой и моделируемой ситуации в образовании, науке, творчестве, культуре и т.п. с оценкой научных, экономических, социальных, экологических и других важнейших последствий.

 

        Предполагаемый состав информационно-аналитической  системы, поддерживающей принятие решений в учебных и научных проектах.

      В  аналитической базе данных ИС как минимум должны быть разработаны отчетные формы экспресс-просмотра и анализа информации в разных разрезах, аналитические формы для агрегирования, ранжирования, кластеризации и других видов обработки информации. Должен быть разработан блок отчетных форм, ориентированных на мониторинг различной поддерживающей поисковую и проектную работу информации, включая доступ к справочникам и методикам, программам и техническим заданиям, множеству прототипных решений и проектов, глоссариям расшифровки терминов, стандартам, нормативным актам, регламентам и рекомендациям, учебникам, задачникам, учебным пособиям и т.п. Отчеты должны представляться в табличном и графическом виде, а также в обзорно воспринимаемом виде на уровне «витрин», демоверсий, подсказок, помощи.

       Информационная система должна  включать регулярно обновляемую подсистему краткосрочного, среднесрочного и долгосрочного прогнозирования развития исследуемой предметной области. Подсистема прогнозирования позволит оперативно оценить динамику изменения анализируемых показателей в течение жизненного цикла проектируемого изделия или создаваемой методики и в случае резких отклонений от планируемого курса своевременно принять соответствующие решения. Расчет многовариантных среднесрочных и долгосрочных прогнозов развития

должен основываться на комплексной динамической имитационной модели,

исследуемой области, которую обслуживает, создаваемая для нужд образования и науки ИС и, следовательно, создатели этой ИС обязаны изначально заложить в структуру ИС соответствующую подсистему с реальным информационным наполнением в виде методологии и первоначальных результатов трехступенчатого прогнозирования. При формировании такой модели все основные социально-экономические значимые процессы, относящиеся к модели, могут отражаться во взаимосвязи с помощью разностных, балансовых и статистических уравнений.

       Программные средства ИС должны  позволять произвольно определять интервал прогнозирования, формировать сценарии вариантов прогнозов, просматривать и визуально сравнивать результаты расчета вариантов прогнозов. Результаты должны представляться в форме разнообразных табличных, графических и текстуальных отчетов.

       Система должна быть открытой, с возможностью дальнейшего расширения функций ИС в необходимом направлении в режиме наращивания ее ресурсов, то есть без перепроектирования. Реализация и внедрение ИС должна предлагаться заказчику или руководителю работ в типовом, типизированном варианте или в виде, пригодном для сертификации проекта, со стандартным ограниченным набором отчетных форм и решаемых задач мониторинга и прогнозирования, а также сопровождающей проект документации. Разработка такой ИС, непременно, связана с проведением обследования предметной области, апробацией и внедренческой реализацией одного из вариантов проекта. Система может быть выполнена на основе того или иного аналитического комплекса или авторского инфологического решения, в среде "клиент-сервер" с использованием любой SQL-совместимой СУБД (Oracle, Informix, MS-SQL Server и других.). При этом для реализации в учебных, образовательных целях Минобразования РФ и головное учреждение науки и образования ГНИИ ИТТ «Информика» рекомендуют активно использовать возможности интегрального пакета Lotus Notes

(Domino), широко применяющегося  в учреждениях образования Европы, Америки и Японии. Внедряемая, в образовательных и научных целях ИС должна максимально использовать современные возможности Интернет\Экстранет/Интранет-технологий.

Некоторые особенности обучения, творчества и научных исследований с позиций проектировщика ИС (с позиций системного подхода).

      Методологической  основой моделирования систем  обучения, творчества и научного поиска, равно как и систем социально-экономического развития тех или иных объектов\субъектов, является системный анализ, центральной процедурой которого служит построение обобщенной (единой) модели объекта, отражающей важнейшие факторы и взаимосвязи реальной системы. В отношении образования это положение подкрепляется тем, что образование есть формирование гармоничной личности человека, где функции обучения представляют важнейшую составную инструментальная часть формирования личности. Профессиональное образование, включая высшее, также направлено на дальнейшее формирование достойных членов

социума, но наделенных необходимым избранным этими членами общества набором профессиональных знаний, умений и навыков, правами на профессиональную деятельность, позволяющими им плодотворно и квалифицированно трудиться в интересах общества в целом, своего государства, своего региона, своего учреждения, рабочего коллектива, своей семьи и в своих личных интересах. Оба вида образования неразрывно связаны с творчеством, как составной частью развития личности наряду с

обучением, причем в профессиональном образовании творческая компонента четче обозначена в целевом отношении и призвана вносить большую долю созидательных признаков. Эта творческая часть образования, как и сама постановка обучения (включая центральную научную компоненту - дидактику) самым неразрывным образом связана с наукой, имеющей схожие с образованием системные признаки, позволяющие рассматривать науку, образование и творчество как целостную общественно-государственную систему. На практике на местах это рассмотрение связано с созданием комплекса моделей с развитыми динамическими и информационными связями между моделями всех уровней. В свою очередь комплексное многоуровневое иерархическое моделирование образования, творчества и научных исследований позволяют решать задачи всеобъемлющей эффективной информационно-аналитической       поддержки     этих     видов   профессиональной деятельности на уровне моделирования, проектирования, внедрения, эксплуатации соответствующих информационных систем (ИС).

       Видение комплексной модели образования, творчества и науки позволяет просматривать и реализовывать в ИС необходимые структурные связи и обеспечивать информационный обмен и переработку информации в этих связях. В обобщенном смысле эти связи столь разнообразны и многогранны (в зависимости от того или иного подхода к проблеме, запроса, решаемой задачи), что речь может идти исключительно о многосистемных, многомодульных, древовидных моделях и решениях, образующих комплексную мегамодель образования, творчества и науки.

       Здесь же следует выделить  центральное звено образования  – обучение, для которого определяющими в предметной области (то есть изучении того или иного предмета, курса на том или ином уровне обучения) являются две ведущие компоненты:

1. методология, дидактика  обучения;

2. содержание и  объем той части предметной  области, которая предписана действующими нормативными актами к изучению и освоению на данном этапе по данному виду образования (в высшей школе (ВШ) эти характеристики описываются в отношении всех изучаемых предметов действующими государственными стандартами на специальности профессиональной подготовки специалистов, бакалавров и магистров).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Образование и творчество, как объект моделирования

 

        Образование и творчество, как  объект моделирования, характеризуются:

•    несовершенством теоретических знаний, размытостью теории развития образования и творчества на системном уровне;