Мультиагентная обучающая система по медицинской диагностике

Исходя из полученного списка классов событий, составим список задач по поддержке БД в актуальном состоянии:

ведение данных о студентах

ведение данных о обучающих курсах

ведение данных о лексической информации

3. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ

3.1 Технологический процесс обработки данных

Известно два основных подхода к построению модели технологического процесса обработки данных (ТПОД):

1. Модели ТПОД, ориентированные на события;

2. Модели ТПОД, ориентированные на процессы.

В курсовом проекте используется второй подход к построению моделей ТПОД.

В моделях ориентированных на процессы ТПОД представляется в виде ориентированного графа. Вершинами графа являются процессы, элементы данных и объекта управления. Процессы представляют собой работы, операции пользователей АСОИУ, выполнение задач автоматизированной обработки данных. Вершины в схеме (в соответствии с содержанием задач автоматизированной обработки данных). Вершины в схеме (в соответствии с содержанием процесса) имеют различное символическое обозначение определенные ГОСТом. Дуги указывают на связи между вершинами. Такими связями являются управляющие (технологические) между процессами, управляющие (команды) между процессами и объектом управления, информационные, отражающие отношение между элементами данных и объектом управления с другой стороны.

Поддержка БД в актуальном состоянии является важнейшей задачей. Так как нарушение соответствия между данными и реальным состоянием объекта приводит к ошибочным решениям при его управлении. Изменениям подвергаются не только данные о текущем состоянии объекта, но и справочная информация. Поддержка БД осуществляется с помощью выполнения операций корректировки, при которых не должны нарушаться законы и правила отраженные в БД и присущие к рассматриваемому объекту.

Под корректировкой понимается процесс модификации данных позволяющий поддерживать их соответствие реально существующему состоянию объекта управления. При корректировке могут выполняться следующие действия: Добавление, исключение, и изменение. Смысл этих действий в том, что они соответственно добавляют, исключают и изменяют элементы отношений реляционной БД.

Технологический процесс обработки данных представлен на рис.5.1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.5.1. Технологический процесс обработки данных. Обучение студентов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.5.2. Технологический процесс обработки данных. Ведение базы данных.

3.2 Программное обеспечение АИС

3.2.1 Мультиагентный подход к проектированию АОС

Мульти-Агентная Система (МАС) - это слабосвязанная сеть программно-информационных модулей, взаимодействующих между собой и решающих проблему, которая не может быть разрешена без индивидуальных возможностей и знаний каждого программно-информационного модуля в отдельности.

МАС в составе компоненты приобретения знаний позволяет использовать интеллектуальных агентов для децентрализованной обработки данных, оценивать состояние внешней среды (входящие знания), позволяет организовать работу агентов независимо от пользователя.

Особенностями МАС являются автономное функционирование без прямого участия пользователей и технических средств; контроль своих действий и внутренних состояний; наличие предметных знаний и знаний о внутренней и внешней среде; адаптивность, самоорганизация, приспособление к изменению потребностей пользователей и факторов внутренней и внешней среды; активность (обладает целенаправленным поведением, инициативой, способностью разрешения противоречий); способность к развитию, к воспроизводству; открытость (взаимодействия с пользователями, другими системами, восприятие состояния внешней среды, переносимость, масштабируемость); сетевая среда обитания, пространственное перемещение, мобильность.

Каждый предметно - ориентированный агент - это программно реализованная система, обладающая следующими свойствами:

автономность - способность функционировать без прямого вмешательства людей или компьютерных средств и при этом осуществлять самоконтроль над своими действиями и внутренними состояниями;

общественное поведение (social ability), т.е. способность взаимодействия с другими агентами (а возможно, людьми), обмениваясь сообщениями с помощью языков коммуникации;

реактивность - способность воспринимать состояние среды (физического мира, пользователя - через пользовательский интерфейс, совокупности других агентов, сети Internet, или сразу все этих компонентов внешней среды);

целенаправленная активность (pro-activity) - способность агентов не просто реагировать на стимулы, поступающие из среды, но и осуществлять целенаправленное поведение, проявляя инициативу.

3.2.2 Cостав и функции агентов МАС

Агенты делятся на два вида: управляющие агенты (супервизор, активатор, транспортировщик, задатчик, администратор агентов, администратор безопасности, администратор знаний, администратор ресурсов, технолог) и предметно-ориентированные агенты (ПОА).

ПОА делят на координаторов и исполнителей. Координаторами являются ПОА, обеспечивающие управление выполнением задач. Исполнители занимаются непосредственным выполнением задачи.

3.2.2.1 Управляющие агенты

3.2.2.1.1 Супервизор

В процессе разработки МАС возникает вопрос об организации взаимодействия системы в первую очередь с аппаратно-программной платформой, в частности с операционной системой, и на первый план выходят вопросы об обеспечении начала функционирования МАС и завершении ее работы.

Под началом функционирования МАС будем понимать создание процессов составляющих ее программных модулей (агентов) в рамках операционной системы, под завершением работы, соответственно завершение этих процессов.

Для решения этих задач в системе должен существовать специальный управляющий агент супервизор. Определим основные функции агента супервизора:

- запуск агентов - создание процессов агентов (переведение агентов в активное состояние);

- завершение работы агентов - завершение процессов агентов (переведение агентов в пассивное состояние).

Рассмотрим первую функцию - запуск агентов. Для запуска программно информационного модуля, как уже было сказано выше, требуется создать его процесс в операционной системе, соответственно агент супервизор должен вступать во взаимодействие с операционной системой посредством обращения к функциям системного уровня.

Реализация второй функции возможна без непосредственного обращения к системным функциям операционной системы посредством инициирования с помощью посылки сообщений самостоятельного завершения работы отдельного программного модуля.

Структура агента супервизора определяется архитектурой разрабатываемой МАС. В нашем случае имеем распределенную МАС c иерархической архитектурой. В соответствии с этим очевидна потребность в распределенности агента супервизора. Таким образом, целесообразно использовать множество (службу) супервизоров.

Супервизоры расположены в узлах ВС в соответствии с местоположением контролируемых ими агентами МАС. Таким образом, служба супервизоров осуществляют управление агентами каждого узла ВС.

Также супервизоры имеют возможность взаимодействовать между собой через сетевые протоколы. База данных каждого супервизора содержит необходимую для управления оперативную информацию о подчиненных ему агентах и их сетевом расположении (адрес узла и расположение агентов в узле ВС).

Базы данных всех супервизоров имеют одинаковую структуру. Они содержат информацию о подчиненных агентах, управляемых соответствующим супервизором. База данных супервизора содержит отношение, состоящее из следующих полей:

· Код состояния агента отражает то, в каком состоянии - активном или пассивном находится агент.

· Код агента представляет индивидуальный код каждого агента, необходимый для его однозначной идентификации внутри МАС.

· Имя агента однозначно соответствует его коду и используется, в основном, для идентификации агента пользователем.

· Размещение агента отражает директорию агента в рамках конкретного узла вычислительной сети (ВС), а также IP адрес узла в локальной сети.

Служба супервизоров устанавливается на отдельные вычислительные узлы следующим образом. Директория агента супервизора копируется в директорию МАС в соответствии со следующим путем: “....\MASC\SUP”.

Рассмотрим подробнее содержание директории отдельного агента супервизора.

На рис 2.3 представлена структура директории агента супервизора.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис 2.3Структура директории агента супервизора.

Рассмотрим предназначение каждой отдельной директории:

· Директория “MAIN”. В данной директории находится исполняенмый файл агента супервизора SUP.exe.

· Директория “BLNG”. В данной директории содержится база данных агента супервизора, содержащие в себе служебную информацию необходимую агенту супервизору.

· Директория “SEND” содержит в себе две поддиректории: “FROM” предназначенная для хранения входящих сообщений от агента, взаимодействующего с агентом супервизором и “TO” для хранения неотправленных исходящих сообщений.

Рассмотрим основные режимы функционирования агента супервизора.

1. Первоначальная загрузка модулей. Запускаются транспортировщик и активатор путем вызова исполняемого модуля загрузчика. Запущенные модули отправляют агенту супервизору отчет о запуске. Проиллюстрируем вышеописанный процесс с помощью диаграммы последовательности UML представленной на рисунке 2.4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис 2.4 Первоначальная загрузка модулей.

2. Завершение работы агентов рассмотрим на примере некоторого агента А. Супервизор отправляет агенту А сообщение о прекращении работы, который, в свою очередь, получив данное сообщение, посылает супервизору отчет об успешном завершении работы. Данное взаимодействие описано с помощью диаграммы последовательности UML, представленной на рисунке 2.5

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.5 Взаимодействие супервизора с управляемым агентом при завершении работы.

3.2.2.1.2 Транспортировщик

Агент транспортировщик предназначен для организации взаимодействия между агентами. В процессе сеанса функционирования МАС транспортировщик должен постоянно находиться в активном состоянии, в связи с этим он запускается агентом супервизором при запуске МАС, и последним получает сообщение о завершении функционирования в финальной стадии сеанса работы системы.

В каждом узле ВС на котором расположена МАС существует транспортировщик, расположенный в директории МАС: “....\MASC\TRNS”. Структура директории агента транспортировщика подобна структуре агента супервизора.

Основной функцией агента транспортировщика является организация передачи сообщений между агентами,что обеспечивает коммутацию агентов.

Основные режимы работы транспортировщика:

- организация взаимодействия через внешнюю память;

- организация взаимодействия через оперативную память;

- организация взаимодействия через локальную вычислительную сеть.

Таблица .2.3 Содержание области передачи сообщений

Данные	Содержание
Признак наличия или отсутствия сообщения	0 при отсутствии сообщения и 1 при наличии сообщения
Имя источника сообщения (sender)	Цифровой код агента источника сообщений
Имя получателя сообщения (receiver)	Цифровой код агента приемника сообщений
Номер сообщения	Порядковый номер сообщения (целое число)
Язык сообщения	Язык определенного межагентного взаимодействия (варьируется в зависимости от типов задач агентов агентов)
Имя файла с сообщением (состоит из имени агента отправителя и номера сообщения отправителя)	Название файла, содержащего сообщение для приемника

Сообщение в контексте организации обмена через внешнюю память представлено файлом, расположенным во внешней памяти. Для передачи сообщения необходимо переместить его по адресу агента получателя, а также оповестить получателя о пришедшем сообщении.

Каждый агент имеет входную и выходную очереди представленные подобными областями сообщений. Структура области передачи сообщений представляет собой текстовый файл, который содержит данные, приведённые в таблице 2.3

Под адресом агента понимается путь к директории агента в рамках рабочей станции, причем доставка сообщения должна быть осуществлена в директорию:

<Путь к директории агента>\\SEND\\ FROM

Выходная очередь сообщений находится в следующей директории:

<Путь к директории агента>\\SEND\\ TO

Агент транспортировщик обслуживает входные и выходные очереди, осуществляя доставку сообщения от агента отправителя сообщения к агенту получателю.

При организации взаимодействия агентов через оперативную память область взаимодействия сообщений расположена в оперативной памяти. Отличием от предыдущего способа взаимодействия является то, что область обмена сообщениями реализована в виде структуры данных и хранится в оперативной памяти. Опишем данное взаимодействие с помощью диаграммы последовательности 2.4, но с некоторыми изменениями: так как взаимодействие реализуется между агентами одной рабочей станции, то область обмена создается и управляется одним транспортировщиком, который выступает в качестве сервера, а взаимодействующие агенты, соответственно, выступают в роли клиентов.

Организация коммутации агентов через локальную вычислительную сеть осуществляется в соответствии с концепцией обмена сообщениями через оперативную память. Отличительной чертой является то, что в данном случае требуется осуществить обмен информацией между различными рабочими станциями локальной сети, на которых расположены агенты. Рассмотрим схему приема-передачи сообщений через локальную сеть, приведенную на рисунке 2.6



Рис.2.6

Пусть агент А передает сообщение агенту В. Данные агенты размещен на удаленных рабочих станциях в рамках локальной сети. Сначала агент А обращается к транспортировщику T1 и передает ему сообщение. Агент транспортировщик T1 создает процесс передачи данных (устанавливает соединение) с узлом вычислительной сети, на котором расположен агент транспортировщик T2 через сетевой протокол TCP, посредством создания потокового сокета [12]. Затем следует обмен сообщениями между агентами А и В посредством транспортировщиков Т1 и Т2. Для завершения обмена агент транспортировщик прерывает соединение, завершая процесс передачи данных.

Для реализации сетевого взаимодействия используется протокол TCP стека протоколов TCP/IP [12].

3.2.2.1.3 Активизатор

Агент активизатор предназначен для запуска агентов в процессе функционирования МАС. В каждом узле ВС МАС содержится агент активизатор расположенный в директории МАС: “....\MASC\ACTV”. Структура директории агента активизатора аналогична вышеупомянутым структурам директорий агентов.

Диаграмма последовательности UML, иллюстрирующая взаимодействие активизатора с другими агентами, приведена на рис. 2.7

В качестве примера рассмотрим ситуацию, когда некоторому координатору необходимо запустить определенного агента исполнителя. При необходимости запуска того или иного агента когда агент инициирующий запуск (в данном случае координатор) посредством обращения к транспортировщику посылает сообщение агенту активизатору, который, в свою очередь, производит обращение к модулю загрузчику, обращающемуся к системным функциям и запускает процесс агента (на диаграмме воздействие “creat”). Когда исполнитель запущен, он посылает сообщение об удачном запуске агенту координатору, инициировавшему запуск. Если по какой либо причине загрузчику не удается запустить исполнителя, то он возвращает активизатору код ошибки, а активизатор сообщает агенту инициировавшему запуск о неудачном запуске.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.7

3.2.2.1.4 Задатчик

Агент задатчик является интерфейсным агентом, принимающим задания на выполнение проекта от пользователя, которые затем передаются координатору, способному их выполнить. Агент задатчик является «связующим звеном» между пользователем и координаторами.

Диаграмма последовательности UML на рис.2.8 иллюстрирует взаимодействие агента задатчика с пользователем, а также с агентом координатором при централизованной организованной архитектуре МАС.

Основными функциями агента задатчика являются:

· Прием задания от пользователя;

· В соответствии с полученным от пользователя заданием выбор необходимого координатора и управление им.

A, B - некоторые предметно-ориентированные агенты.

Рис.2.8 Взаимодействие агента задатчика с пользователем и координатором.

3.2.2.2 Предметно ориентированные агенты

ПОА делятся на координаторов и исполнителей.

Координаторы осуществляют распределение работ между агентами, диспетчирование выполнения задач и распределение ресурсов между агентами. Координаторы производят разбиение задачи на подзадачи и определяют агентов-исполнителей, которые будут выполнять подзадачу, передают им исходные данные, а после выполнения поставленной подзадачи агенты-исполнители передают агенту-координатору результаты выполнения. Далее результаты выполнения подзадачи могут быть переданы другому агенту-исполнителю для завершения работы над задачей, порученной координатору (рис. 3.9.).

координация, передача исходных данных

передача результатов выполнения задач

Рис. 3.9

В данной МАС агент координатор один. Координатор является интерфейсом АОС. Каждый агент-исполнитель выполняет одну либо несколько предметно ориентированных функций.

Агенты исполнители:

1. Регистрация данных студента.

2. Выбор темы для обучения.

3. Формирование вопросов по заданной теме.

4. Выбор следующего вопроса.

5. Контроль ответа обучаемого.

6. Формирование отчетов тестирования.

3.2.3 Описание агента-координатора МАС

3.2.3.1 Краткое описание агента

1. Агент представляет собой интерфейс АОС для тестирования знаний студентов по закрепленному курсу обучения.

2. Входные данные агента представлены в таблице 3.2.3.1:

Таблица 3.2.3.1.

Обозначение файла	Наименование файла	Номер поля	Наименование поля	Тип поля
TEMY.txt	Темы курса(тематические разделы обучающего курса)	1	Код темы	Число
		2	Наименование темы	Строка
SKURSA.TXT	Структура обучающего курса	1	Код темы	Число
		2	Код обучающего курса	Число
SMODUL.txt	Содержание обучающих модулей	1	Код обучающего модуля	Число
		2	Код теста (вопроса)	Число
VOPROSY.txt	Содержание тестов (вопросов)	1	Код теста	Число
		2	Наименование теста	Строка
INPUT.TXT	Личные данные студента	1	Номер зачетки	Число
		2	Фамилия	Строка
		3	Имя	Строка
		4	Отчество	Строка
		5	Номер группы	Число
		6	Номер подгруппы	Число
		7	Дата регистрации	Строка
		8	Дата удаления	Строка
		9	Характеристика быстродействия	Число
		10	Характеристика безошибочности	Число

3. Выходные данные приведены в таблице 3.2.3.2:

Таблица 3.2.3.2.

Обозначение файла	Наименование файла	Номер поля	Наименование поля	Тип поля
TEMA.TXT	Выбранная студентом тема для обучения	1	Код темы	Число
MODULE.TXT	Выбранный студентом модуль для обучения	1	Код модуля	Число
VOPOUT.TXT	Сформированные тесты по заданному модулю обучения	1	Код теста	Число
		2	Наименование теста	Строка
TEST.TXT	Текущий тест студенту	1	Наименование теста	Строка

Исходный текст программы содержится в файле AOS.CS.

Исполняемый модуль программы содержится в файле AOS.EXE.

Текст программы AOS.EXE приведен в приложении 2.

Перед выполнением программы в текущей папке должны содержаться все перечисленные входные файлы в пункте 2.

Содержание входных и выходных файлов тестового примера содержится в приложении 5.

Файлы «Данные необходимые для добавления студента»( INADD.TXT), «Данные необходимые для изменения данных о студенте»( INEDIT.TXT), «Данные необходимые для поиска студента»( INSEARCH.TXT) имеют одинаковую структуру с файлом «Личные данные студента», за исключением файла INEDIT.TXT, в котором первая строка есть номер строки данных о студенте в базе данных студентов INPUT.TXT. Файл INSEARCH.TXT может быть заполнен частично, что означает поиск студента по выборочным критериям. Пустые поля заполняются подчеркиванием.

3.2.3.4 Структура интерфейса координатора

Координатор имеет диалоговый режим общения со студентом. Диалоговая схема представлена на рисунке 12.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 12.

3.2.4 Структура мультиагентной системы.

В таблице 3.2 представлено содержание папок для мультиагентной системы.

Таблица 3.2.

	MASC	Сервер мультиагентной системы
1	ACTV	Активизатор
2	TRNS	Транспортировщик
3	LОAD	Загрузчик
4	TAKR	Задатчик
5	SLVE	Агенты - исполнители и координатор
5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.3.7	AOS АО06 АО07 АО08 АО09 АО10 АО11	Координатор Регистрация данных студента Выбор темы для обучения Формирование вопросов по заданной теме Выбор следующего вопроса Контроль ответа обучаемого Формирование отчетов тестирования
6	HELP	Описания МАС

Содержание папки агента исполнителя представлено в таблице 3.3.

Таблица 3.3.

1	SEND	Содержание сообщений
	FROM bbbbssss TO aaaassss	Содержание входных сообщений номер отправителя, номер сообщения отправителя Содержание выходных сообщений номер исполнителя, номер сообщения исполнителя
2	WORK	Рабочая папка
3	MAIN	Основной исполняемый модуль агента исполнителя

3.2.5 Описание предметно-ориентированных агентов АОС

3.2.5.1Регистрация данных студента

Краткое описание агента.

1. Агент предназначен для регистрации данных студента.

Функции данного агента:

1. Поиск данных студента

2. Изменение данных студента

3. Добавление данных студента

2. Входные данные агента находятся в файлах:

- “Личные данные студента” (INPUT.TXT);

- “Данные необходимые для добавления студента” (INADD.TXT);

- “ Данные необходимые для изменения данных о студенте” (INEDIT.TXT);

- “ Данные необходимые для поиска студента ” (INSEARCH.TXT);

- Файл команд агенту. COMMAND.TXT

Файлы: INADD.TXT, INEDIT.TXT, INSEARCH.TXT имеют одинаковую структуру с файлом INPUT.TXT, за исключением файла INEDIT.TXT, в котором первая строка есть номер строки данных о студенте в базе данных студентов INPUT.TXT. Файл INSEARCH.TXT может быть заполнен частично, что означает поиск студента по выборочным критериям. Пустые поля заполняются подчеркиванием.

Описание структуры файлов приведено в таблице 3.4.

Таблица 3.4.

Обозначение файла	Наименование файла	Номер поля	Наименование поля	Тип поля
INPUT.TXT	Личные данные студента	1	Номер зачетки	Число
		2	Фамилия	Строка
		3	Имя	Строка
		4	Отчество	Строка
		5	Номер группы	Число
		6	Номер подгруппы	Число
		7	Дата регистрации	Строка
		8	Дата удаления	Строка
		9	Характеристика быстродействия	Число
		10	Характеристика безошибочности	Число
COMMAND.TXT	Файл команд	1	Наименование команды	Строка

3. Выходным файлом является OUTSEARC.TXT(Данные результата поиска). Выходной файл OUTSEARC.TXT имеют туже структуру что и файл INPUT.TXT за исключением первого поля - которое означает номер строки данных студента в файле INPUT.TXT.

Исходный текст программы содержится в файле A06.C.

Исполняемый модуль программы содержится в файле A06.EXE.

Перед выполнением программы в текущей папке должны содержаться все перечисленные входные файлы в пункте 2.

3.2.5.2 Выбор темы для обучения

Краткое описание агента.

1. Агент предназначен для формирования кода модуля, определяющего выбранную тему для обучения. SKURSA.TXT

2. Входные данные агента описаны в таблице 3.5.

Таблица 3.5.

Обозначение файла	Наименование файла	Номер поля	Наименование поля	Тип поля
TEMY.txt	Темы курса(тематические разделы обучающего курса)	1	Код темы	Число
		2	Наименование темы	Строка
SKURSA.TXT	Структура обучающего курса	1	Код темы	Число
		2	Код обучающего курса	Число

3. Выходным файлом является «Выбранный студентом модуль для обучения» (MODULE.TXT). Файл MODULE.TXT имеет всего одно поле числового типа означающее код модуля.

Исходный текст программы содержится в файле A07.C.

Исполняемый модуль программы содержится в файле A07.EXE.

Перед выполнением программы в текущей папке должны содержаться все перечисленные входные файлы в пункте 2.

3.2.5.3 Формирование вопросов по заданной теме

Краткое описание агента.

1. Агент предназначен для формирования списка вопросов по заданному модулю обучения.

2. Входные данные агента представлены в таблице 3.6.

3. Выходным файлом является файл VOPOUT.TXT. Выходной файл VOPOUT.TXT имеет идентичную структуру с файлом VOPROSY.txt представленным в таблице 3.6.

Таблица 3.6.

Обозначение файла	Наименование файла	Номер поля	Наименование поля	Тип поля
VOPROSY.txt	Вопросы	1	Код вопроса	Число
		2	Наименование вопроса	Строка
MODULE.TXT	Обучающий модуль	1	Код темы	Число
		2	Код обучающего курса	Число

Таблица 3.6.

Исходный текст программы содержится в файле A08.C.

Исполняемый модуль программы содержится в файле A08.EXE.

Перед выполнением программы в текущей папке должны содержаться все перечисленные входные файлы в пункте 2.

3.2.5.4 Выбор следующего вопроса

Обозначение файла	Наименование файла	Номер поля	Наименование поля	Тип поля
COMMAND1.TXT	Файл команд	1	Наименование команды	Строка
CURRENT.TXT	Текущий код вопроса	1	Код вопроса	Число
VOPOUT.TXT	Сформированный список вопросов по заданному модулю	1	Код вопроса	Число
		2	Наименование вопроса	Строка
OTVETY.TXT	Общий список ответов по всем курсам	1	Код вопроса	Число
		2	Номер варианта ответа	Число
		3	Наименование ответа	Строка
		4	Балл	Число

Краткое описание агента.

1. Агент предназначен для формирования следующего либо начального вопроса студенту.

Функции:

Таблица 3.7.

Обозначение файла	Наименование файла	Номер поля	Наименование поля	Тип поля
TEST.TXT	Сформированный вопрос	1	Код вопроса	Число
		2	Наименование вопроса	Строка
VAROTVET.TXT	Варианты ответов на сформированный вопрос	1	Код вопроса	Число
		2	Номер варианта ответа	Число
		3	Наименование ответа	Строка
		4	Балл	Число
UCHET.TXT	Протокол обучения	1	Номер зачётки	Число
		2	Код модуля	Число
		3	Дата прохождения теста	Строка
		4	Время начала тестирования	Строка
		5	Время конча тестирования	Строка
		6	Количество всех вопросов	Число
		7	Количество верных ответов	Число
		8	Количество не верных ответов	Число
		9	Общий балл	Число
		10	Время затраченное на тест	Строка
		11	Процентное соотношение правильности	Число

1. Формирование начального(первого) вопроса

2. Формирование очередного вопроса.

2. Входные данные агента представлены в таблице 3.7.

3. Выходные данные описаны в таблице 3.8.

Исходный текст программы содержится в файле A09.C.

Исполняемый модуль программы содержится в файле A09.EXE.

Перед выполнением программы в текущей папке должны содержаться все перечисленные входные файлы в пункте 2.

3.2.5.5 Контроль ответа обучаемого

Краткое описание агента.

1. Агент предназначен для контроля верности ответа обучаемого.

2. Входные данные агента описаны в таблице 3.9.

Таблица 3.9.

Обозначение файла	Наименование файла	Номер поля	Наименование поля	Тип поля
OTVSTUD.TXT	Ответ студента	1	Номер варианта ответа студента	Число
VAROTVET.TXT	Варианты ответов на текущий вопрос	1	Код вопроса	Число
		2	Номер варианта ответа	Число
		3	Наименование ответа	Строка
		4	Балл	Число

3. Выходной файл представлен в таблице 4.0.

Таблица 4.0.

Обозначение файла	Наименование файла	Номер поля	Наименование поля	Тип поля
VERNOLI.TXT	Результат контроля верности	1	Балл	Число

Исходный текст программы содержится в файле A10.C.

Исполняемый модуль программы содержится в файле A10.EXE.

Перед выполнением программы в текущей папке должны содержаться все перечисленные входные файлы в пункте 2.

3.2.5.6 Формирование отчетов тестирования

Краткое описание агента.

1. Агент предназначен для формирования отчётов по заданной теме, дате, и данным о студенте.

2. Входные файлы агента:

- UCHET.TXT описан в таблице 3.8.

- . ZACHTEMA.TXT описан в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

Обозначение файла	Наименование файла	Номер поля	Наименование поля	Тип поля
ZACHTEMA.TXT	Данные необходимые для поиска отчёта	1	Номер зачётки	Число
		2	Код темы	Число
		3	Дата	Строка

3. Выходным файлом является: найденные отчеты (ISTORIYA.TXT). Структура выходного файла ISTORIYA.TXT идентична структуре файла UCHET.TXT.

Исходный текст программы содержится в файле A11.C.

Исполняемый модуль программы содержится в файле A11.EXE.

Перед выполнением программы в текущей папке должны содержаться все перечисленные входные файлы в пункте 2.

3.2.6 Взаимодействие предметно-ориентированных агентов

Взаимодействие агентов между собой происходит при возникновении сообщения от главного агента (задатчика) мультиагентной системы, то есть в нашем случае - интерфейса.

Технология взаимодействия агентов зависит от выбранных операций в меню интерфейса.

Опишем возможные сообщения(тип операции) адресуемые агентам-слугам формируемые координатором:

1. Поиск данных студента.

2. Изменение данных студента.

3. Удаление данных студента.

4. Добавление данных студента.

5. Выбор темы.

6. Начало тестирования, ответ пользователя.

7. Контроль ответа.

8. Формирование отчетов для преподавателя.

Действия, выполняемые самим координатором:

1. Поиск по группе студентов

2. Авторизация

3. Формирование списка тем

4. Вывод отчётов по результатам

5. Добавление преподавателя

6. Авторизация преподавателя

Рассмотрим действия агентов-слуг при каждом сообщении от задатчика.

1.Поиск данных студента. При поиске данных агенту А06 необходимо задать команду поиска посредством записи в файл COMMAND.TXT строки «search». Так же необходимо подготовить все необходимые файлы для выполнения задачи поиска, а именно:

INPUT.TXT.

Далее необходимо создать файл INSEARCH.TXT в который будут записаны критерии поиска.

После этого данные файлы необходимо транспортировать в рабочие папки агента А06.

При успешном поиске агент создаст файл OUTSEARC.TXT со строкой данных студента. В противном случае в файл будет записана строка «no_student» означающая что студент по заданным критериям не найден. Задатчик анализирует данный файл и выводит пользовательское сообщение о успешности либо не успешности поиска пользователю.

2. Изменение данных студента. При изменении данных необходимо задать команду изменения посредством записи в файл COMMAND.TXT строки «edit» агенту А06. Так же необходимо подготовить файл INEDIT.TXT в котором должны быть указанны данные для изменения введенные студентом. Агент А06 не формирует служебного сообщения о успешности либо не успешности изменения данных так как подготовленные данные для изменения включают в себя номер существующей зачетной книжки. Другими словами, изменение данных может произойти только в том случае, когда студент авторизовался. А так как он авторизовался то данные о нём есть в базе о студентах. Файл данных о студентах INPUT.TXT является обязательным для изменения данных так как он будет обновлён.

3. Удаление данных студента. Для удаления данных студента необходимо задать команду изменения посредством записи в файл COMMAND.TXT строки «delete» агенту А06. Так же необходимо подготовить файл о студентах INPUT.TXT который будет перезаписан.

Строка данных для удаления содержащая номер зачётки должна быть записана в файл INDELETE.TXT.

4. Добавление данных студента. Для добавления данных о студенте необходимо создать файл INADD.TXT агенту А06. В данном файле должна содежаться вся информация для добавления. Так же необходимо доставить агенту файл INPUT.TXT который будет дополнен данными о новом студенте.

5. Выбор темы. При нажатии кнопки «Выбрать тему» агенту А07 формируются следующие файлы:

TEMA.TXT.

В данный файл фиксируется выбранная тема студентом. После этого агент ищет обучающие модули в файле SKURSA.TXT и создаёт файл MODULE.TXT в котором фиксирует обучающий модуль соответствующий выбранной теме.

Далее агент А07 формирует сообщение агенту А08 который занимается формированием списка вопросов по заданному учебному модулю. Происходит это следующим образом:

Агенту А08 подготавливаются файлы:

VOPROSY.txt, SMODUL.txt и файл MODULE.TXT который был сформирован агентом А07. Агент А08 считывает код модуля и анализируя файл SMODUL.txt выбирает коды вопросов по которым находит строки из файла VOPROSY.txt и помещает их в VOPOUT.TXT. Файл VOPOUT.TXT таки образом содержит список вопросов по заданной теме.

6. Начало тестирования, ответ пользователя. Начало тестирования происходит при нажатии кнопки «Начать тестирование». При этом агенту А09 подготавливаются следующие файлы:

COMMAND1.TXT должен содержать команду «start»

OTVETY.TXT

UCHET.TXT

VAROTVET.TXT

VOPOUT.TXT.

Агент А09 при считывании файла COMMAND1.TXT понимает, что необходимо выдать первый вопрос тестирования. Он формирует файл TEST.TXT с первоначальным вопросом и файл VAROTVET.TXT где содержатся варианты ответов на данный вопрос.

При очередных формирвоании очередных вопросов происходит то же самое, только в файл команд для агента А09 пишется слово «next» что означает выдать следующий вопрос и варианты ответа на него. При завершении всех вопросов агент А09 формирует запись о результатах тестирования в файл UCHET.TXT

7.Контроль. При контроле ответа вступает в работу агент А10 который действует следующим образом:

Из файла OTVSTUD.TXT берется номер варианта ответа студента и сравнивается с записями в файле VAROTVET.TXT. При нахождении верного ответа создаёт файл VERNOLI.TXT с записью балла данного варианта ответа, иначе ставиться цифра -1. что означает, что студент ответил не верно

8. Формирование отчетов для преподавателя. Формированием отчетов для преподавателя занимается агент А11. Данный агент действует следующим образом:

Из файла ZACHTEMA.TXT выделяется номер зачетки, номер темы, и дата прохождения теста студентом. Производится поиск в протоколе бучения UCHET.TXT по данным критериям. При удачном поиске формируется файл ISTORIYA.TXT с записями о результатах тестирования. При не удачном поиске в файл ничего не записывается, но файл так же создается.

3.2.7 Схема взаимодействия предметно-ориентированных агентов

Размещено на http://www.allbest.ru/

3.3 Техническое обеспечение АИС

3.3.1 Оценка времени загрузки рабочей станции

Потребность пользователя в средствах вычислительной техники, осуществляющих операции по вводу, выводу или обработке информации оценивается временем этих операции за определенный период (год).

Время загрузки рабочей станции (автоматизированного рабочего места) можно оценить выражением:

T=T₁+T₂+T₃+T₄+T₅,

где T- потребность пользователя в средствах вычислительной техники в ч;

T₁- время ввода информации пользователем, ч;

T₂- время регистрации (печати) информации, ч;

T₃- время ведения диалога и принятия решения, ч;

T₄- время обращения к базе данных, ч;

T₅- время выполнения процессорных операций, ч.

Периодом оценки является календарный год, следовательно, имеющийся ресурс рабочего времени оператора рабочей станции можно оценить выражением:

S = stg,

где t - продолжительность рабочей смены оператора в ч;

s - количество смен в рабочем дне;

g - количество рабочих дней в году.

s=1, t=10, g=250, то S=2500 ч.

3.3.2 Оценка времени ввода данных

Процедура ввода данных чаще всего связана с поддержкой базы данных (БД) в актуальном состоянии, с выполнением операций первоначальной загрузки БД, с добавлением, удалением и корректировкой данных. Ввод данных оператором обычно осуществляется с использованием клавиатуры.

При вводе данных с клавиатуры скорость ввода принимается равная 0.8 символа в секунду. Однако этот норматив может быть увеличен из-за сложности восприятия оператором исходной первичной информации (рукописный текст, пониженная контрастность) и повышенным требованием к достоверности информации.

Для определения времени ввода информации необходимо воспользоваться формулой:

,

где - частота выполнения -ой операции за период времени (например, за год);

-количество символов, вводимых оператором при однократном выполнении

- ой операции ;

- скорость ввода символов при выполнении -ой операции . Рассмотрим пример расчета времени ввода данных оператором.

В течение года оператором выполняются следующие операции по ведению отношения «Студенты» (табл.7.1.,7.2.):

Таблица 7.1.

№	Название операции	Частота выполнения операции в течение года
1	Добавление данных о студенте	200
2	Изменение данных о студенте	20

Таблица 7.2.

№	Название операции	Вводимые данные	Среднее количество вводимых символов
1	Добавление данных о студенте	1. Ввод № зачётки 2. Ввод ФИО	35 50 6
2	Изменение данных о студенте	1. Изменение № зачётки 2. Изменение ФИО	35 50

Количество вводимых символов при выполнении первой операции равно:

Количество вводимых символов при выполнении второй операции равно:

символов.

Общее количество вводимых символов при работе с данным отношением в течении года символов.

Время, затраченное на ввод данных определи с учетом скорости ввода одного символа (= 0,8 с/сек.).

Операция по введению отношения «Успеваемость студентов» (табл.7.3.,7.4.):

Таблица 7.3.

№	Название операции	Частота выполнения операции в течение года
1	Добавление данных о успеваемости	50
2	Изменение данных о успеваемости	20

Таблица 7.4.

№	Название операции	Вводимые данные	Среднее количество вводимых символов
1	Добавление данных о успеваемости	1. Ввод № зачётки 2. Ввод учебного модуля 3. Ввод даты 4. Ввод кода понятия. 5. Ввод кода связи. 6. Ввод времени начала вопроса. 7. Ввод времени ответа на вопрос. 8. Ввод № предиката. 9. Ввод оценки.	15 45 8 12 12 20
2	Изменение данных о успеваемости	1. Изменение № зачётки 2. Ввод учебного модуля 3. Изменение даты 4. Изменение кода понятия. 5. Изменение кода связи. 6. Изменение времени начала вопроса. 7. Изменение времени ответа на вопрос. 8. Изменение № предиката. 9. Изменение оценки.	10 15 45 12 12 20 8 32 15 15 15 15 15

Количество вводимых символов при выполнении первой операции равно:

символов.

Количество вводимых символов при выполнении второй операции равно:

символов.

Общее количество вводимых символов при работе с данным отношением в течении года:

символов.

Время, затраченное на ввод данных определи с учетом скорости ввода одного символа (= 0,8 с/сек.)

Операция по введению отношения «Содержание учебных модулей» (табл.7.5.,7.6.):

Таблица 7.5.

№	Название операции	Частота выполнения операции в течение года
1	Добавление данных о содержании	400
2	Изменение данных о содержании	100

Таблица 7.6.

№	Название операции	Вводимые данные	Среднее количество вводимых символов
1	Добавление данных о содержании	1. Ввод кода учебного модуля. 2. Ввод кода понятия. 3. Ввод кода связи.	2 3 3
2	Изменение данных о содержании	1. Изменение кода учебного модуля. 2. Изменение кода понятия. 3. Изменение кода связи.	2 3 3

Количество вводимых символов при выполнении первой операции равно:

символов.

Количество вводимых символов при выполнении второй операции равно:

символов.

Общее количество вводимых символов при работе с данным отношением в течении года: символов.

Время, затраченное на ввод данных определи с учетом скорости ввода одного символа (= 0,8 с/сек.)

Результаты расчетов времени ввода данных приведены в таблице 7.11.

Таблица 7.11.

№	Наименование операции	Количество вводимых символов при однократном выполнении операции	Скорость ввода, символов в сек.	Время ввода данных (сек, час).
1	Добавление данных	20000	0.8	25000, 6.9
2	Удаление данных	2500	0.8	3125, 0.87
3	Изменение данных	5000	0.8	6250, 1.7
	Всего			34375, 9.5

Определим общее время, затраченное на ввод данных:

3.3.4 Описание технических средств

В качестве компьютера применим машину такой конфигурации (табл.3.19):

Таблица 3.19. Спецификация технических средств рабочей станции

Наименование	Характеристики
Процессор	Intel® Pentium® 2 (400 Hz)
Модуль памяти (ОЗУ)	32 MB ОЗУ
Жесткий диск	SATA _10GB Seagate ST380811AS/ST380815AS Barracuda 7200 8MB SATAII-300
Дисковод	1.44МВ 3,5";
Оптический привод	отсутствует
Сетевой адаптер	Broadcom Gigabyte Network.Монитор LG F750.
Клавиатура	Старого образца
Мышь	шариковая

Схема локальной вычислительной сети и схема ЭВМ представлены на рисунках 3.8,3.9 соответственно.

Технические средства ЭВМ представлены на рисунке 3.8

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.3.8. Схема ЭВМ.

Структура технических средств вычислительной сети представлена на рисунке 3.9.



Рис. 3.9. Схема вычислительной сети.

На рисунке 3.10. представлены графические обозначения технических средств рабочей станции.

Рис.3.10. Графические обозначения КТС

3.4 Организационное обеспечение АИС

Разрабатываемой АИС будут пользоваться два типа пользователей: студент, врач-преподаватель.

Все пользователи имеют ограниченные права.

Так как работа с АИС требует знания ПК, необходимо обучить персонал работе с системой. При зачислении новых студентов необходимо обучить первоначальным навыкам работы с ПК.

Также со всеми пользователями необходимо провести работу по ознакомлению пользователей с возможностями системы. Также необходимо рассказать пользователям о необходимости хранения в тайне своих логинов и паролей, так как их утечка может привести к нарушению целостности данных, а ответственность ляжет не на того человека.

3.5 Методическое обеспечение АИС

При запуске программы отображается главное меню, предназначенное для выбора одного из нескольких предложенных действий представленное на рисунке 6.



Рисунок 6.

При выборе меню регистрации предлагается поиск данных студента либо добавление данных.

Поиск данных студента (рисунок 7)



Рисунок 7.

Поиск данных предлагается как стандартным способом так и групповым. При выборе меню «Поиск по группе» (рисунок 8) предлагается ввести номер группы.



Рисунок 8.

При успешном поиске выводится список студентов входящих в искомую группу (рис. 9)

Рисунок 9.

Далее необходимо выбрать одного из студентов из предложенного списка. После выбора будет выведена вся информация по данному студенту и меню необходимые для изменения, удаления, либо авторизации (рисунок 10)

Рисунок 10.

При выборе меню «Авторизация» предлагается ввести пароль, и, если пароль верный студенту выводится меню с темами для прохождения обучения (рисунок 11)



Рисунок 11.

После выбора темы студенту предлагается ответить на вопросы (рисунок 12.)

Рисунок 12.

После завершения тестирования есть возможность просмотра своих результатов (рисунок 13)

Рисунок 13.

В системе так же предусмотрена функция просмотра результатов студентов для преподавателей. Для этого необходимо сначала добавить данные преподавателя, а затем авторизоваться с этими данными (рисунок 14.)



Рисунок 14.

После авторизации необходимо выбрать студента и выбрать тему теста(рис. 15)

Рис. 15

После выбора студента и темы предлагается ввести дату прохождения теста данным студентом (рисунок 16, 17)

Рисунок 16.

Рисунок 17.

При выборе времени тестирования студента появляется страница с результатами.

3.5.1 Инструкция по установке

Для установки программного обеспечения мультиагентной АОС предусмотрены следующие инструкции:

1. Для ОС Windows XP

2. Для ОС Windows 98.

Для ОС Windows XP.

Необходимо установить WindowsInstaller3.0-KB893803-v2-x86.exe.

Далее необходимо установить платформу .NET Framework 2.0 запустив файл dotnetfx2.0.exe. Выполнить шаги предложенные диалоговым режимом программы.

Далее необходимо перезагрузить компьютер.

Для ОС Windows 98.

Необходимые действия:

1. Установить WindowsInstaller2.0.exe.

2. Проверить версию Internet Explorer посредством запуска Интернет обозревателя Microsoft Internet Explorer изображенного виде буквы «е» в панели быстрого запуска либо запустив данное приложение из меню пуска. После запуска необходимо в верхней части программы найти меню «Справка» - > «о программе» в появившемся окне удостоверится что версия не ниже 5.0.29.хх .Если версия обозревателя ниже данной (например 5.0.26.ххх) то необходимо обновить обозреватель. Обновить обозреватель можно запустив файл ie501.exe следуя предложенным подсказкам. Далее необходимо перезагрузить копмьютер.

3. установить платформу .NET Framework 2.0 запустив файл dotnetfx2.0.exe. Выполнить шаги предложенные диалоговым режимом программы. Далее необходимо перезагрузить компьютер.

Для удобства можно вынести ярлык на рабочий стол файла AOS.EXE находящийся в папке AOS.

3.6 Ввод в эксплуатацию

Данная автоматизированная информационная система устанавливается на уже имеющуюся компьютерную технику с соответствующим программным обеспечением (Windows XP c пакетом прикладных программ Microsoft Office). На предприятии уже реализован бухгалтерский учёт на основе пакета 1С: Предприятие 7.

После установки системы на компьютер, настройки, создания ярлыков для запуска, база данных заполняется информацией (если ее содержание в автоматизированной информационной системе не полное).

Параллельно с заполнением базы данных информацией идет ознакомление пользователей с интерфейсом системы. Проводится обучение пользователей для производства разработок, доработок и настроек системы автоматизации в период эксплуатации, в результате чего пользователь способен самостоятельно поддерживать в актуальном состоянии, развивать и усовершенствовать систему автоматизации.

После окончания работ по вводу системы автоматизации в эксплуатацию оказывается системная и техническая поддержка установленного программного обеспечения. В системное и техническое сопровождение входят следующие работы:

— консультации пользователей по поддержке баз данных;

— консультации пользователей по системным вопросам, возникающим при эксплуатации программного комплекса.

3.6.1 Организация работ на стадии внедрения системы

Внедрение разработанной системы - это процесс постепенного перехода от существующей системы обработки данных к новой автоматизированной. В настоящее время практически вся информация хранится в бумажном виде и обрабатывается в ручную, следовательно, переход на автоматизированную информационную систему заключается в занесении и переносе имеющейся информации в базу данных.

В процессе опытной эксплуатации выявляются результаты проектной работы, неточности и ошибки, допущенные на предыдущих стадиях и этапах, происходит их устранение. На основе реальной информации проверяется качество конкретных проектных решений, инструктивных материалов, подготовленность кадров к работе в новых условиях. Проверяется возможность выполнения комплекса организационно-правовых решений проекта, в частности, по использованию информации, ее защите, достоверности, полноты, соблюдение установленных сроков поступления данных и выдачи результатов расчета.

Внедрение АИС в эксплуатацию является ответственным процессом и означает, что система приступила к практической реализации возложенных на нее функций. Со временем она может быть улучшена и модернизирована.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Разработка мероприятий по охране труда

Охрана труда - система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Научно-технический прогресс внес серьезные изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряженным, требующим значительных затрат умственной, эмоциональной и физической энергии. Это потребовало комплексного решения проблем эргономики, гигиены и организации труда, регламентации режимов труда и отдыха.

Рабочее место инженера - программиста - место человека в системе, которое оснащено средствами отображения информации, органами управления и вспомогательным оборудованием, на котором осуществляется его деятельность.

При работе с дисплеем инженер - программист в течение рабочего времени выполняет строго определенные функции, обусловленные диалогом с ЭВМ. Ввод, запрос и прием информации осуществляется с помощью клавиатуры. Все данные при этом отображаются на дисплее. Обработка полученных данных может производиться как с помощью ЭВМ, так и вручную.

При организации рабочего места инженера-программиста должны быть соблюдены следующие основные условия:

-оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места;

-достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения;

-необходимо естественное и искусственное освещение для выполнения поставленных задач;

-уровень акустического шума не должен превышать допустимого значения.

Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации.

Рассмотрим все основные предметы обстановки, с которыми приходиться иметь дело инженеру - программисту:

а) Дисплей.

Расстояние от дисплея до глаз должно лишь немного превышать привычное расстояние между глазом и книгой. Любой монитор, продаваемый в РФ, должен соответствовать стандарту ГОСТ 27954 - 88.Основные требования этого стандарта приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Характеристики монитора.

Характеристика монитора	Требование ГОСТ 27954 - 88
Частота кадров при работе с позитивным контрастом	Не менее 60 Гц
Частота кадров в режиме обработки текста	Не менее 72 Гц
Дрожание элементов изображения	Не более 0,1 мм
Антибликовое покрытие	Обязательно
Допустимый уровень шума	Не более 50 дБА
Мощность дозы рентгеновского излучения на расстоянии 5см. от экрана при 41- часовой рабочей неделе	Не более 0,03 мкР/с

б) Кресло и рабочий стол.

Параметры рабочего места выбираются в соответствии с антропометрическими характеристиками. При использовании этих данных в расчетах следует исходить из максимальных антропометрических характеристик (М+2). При работе в положении сидя рекомендуются следующие параметры рабочего пространства:

- ширина не менее 700 мм;

- глубина не менее 400 мм;

- высота рабочей поверхности стола над полом 700-750 мм.

Оптимальными размерами стола являются:

- высота 710 мм;

- длина стола 1300 мм;

- ширина стола 650 мм.

Поверхность для письма должна иметь не менее 40 мм в глубину и не менее 600 мм в ширину. Под рабочей поверхностью должно быть предусмотрено пространство для ног:

- высота не менее 600 мм;

- ширина не менее 500 мм;

- глубина не менее 400 мм.

Важным элементом рабочего места инженера - программиста является кресло. Оно выполняется в соответствии с ГОСТ 21.889 - 76. При проектировании кресла исходят из того, что при любом рабочем положении инженера - программиста его поза должна быть физиологически правильно обоснованной, т.е. положение частей тела должно быть оптимальным. Для удовлетворения требований физиологии, вытекающих из анализа положения тела человека, в положении сидя, конструкция рабочего сидения должна удовлетворять следующим основным требованиям: