На момент доработки «Система генерации индивидуальных учебных планов» имела следующий функционал и охватывала следующие задачи.

- Загрузка рабочих учебных планов (РУПов) в систему - эту задачу можно было выполнить в системе с помощью обработки «Загрузка РУПов», которая позволяла заполнять справочную информацию о рабочем учебном плане и загружать объемные таблицы с данными о количестве часов, отведенном на каждую из дисциплин по каждому направлению обучения. Справочную информацию можно было выбирать из уже имеющихся элементов справочников, либо при необходимости создавать новые элементы.

- Занесение в систему данных справки об успеваемости студентов, которая содержит сведения об уже изученных дисциплинах и прослушанных часах по различным дисциплинам. Студент получает данную справку при переводе из другого высшего учебного заведения.

- Формирование документа «Протокол заседания аттестационной комиссии», который содержит сравнение дисциплин, изученных на различных курсах пройденного обучения и тех дисциплин, которые имеются в рабочем учебном плане направления зачисления на соответствующих курсах. Документ можно распечатать сразу из системы и вывести на принтер для подписи ответственных лиц, принимающих решения.

- Создание документа «Индивидуальный учебный план» (ИУП), который формируется после подписания протокола заседания аттестационной комиссии и на его основании. ИУП содержит часы, которые студент должен будет пройти в индивидуальном порядке для того, чтобы привести учебные планы ВУЗов в соответствие.

- Печать документов сразу из системы: каждый из документов есть возможность не только отобразить в электронном и цифровом формате, но и вывести на печать на принтер в соответствии с нормативными документами НИУ ВШЭ.

В системе есть возможность работы с тремя различными подсистемами: «Преподаватели», «Учебная часть» и «Администрирование». Такое разграничение по подсистемам работы позволяет соответствующим образом разграничить права доступа для пользователей, чтобы исключить обращения к лишним элементам конфигурации. Рабочий стол системы состоит из собранных на одну вкладку четырех форм списков: учебный план, справка об успеваемости, протокол заседания аттестационной комиссии и индивидуальный учебный планов.

«Система генерации индивидуальных учебных планов» работала под управлением платформы 1С:Предприятие 8, версии 8.3.5.1570. Данная платформа поддерживала интерфейс, условно называющийся: «В отдельных окнах» или «В закладках». Его внешний вид можно увидеть на рис. 4.



Рис. 4. Рабочий стол системы с интерфейсом «В отдельных окнах» или «В закладках»

Данным интерфейсом довольно долго пользовались владельцы программного обеспечения 1С:Предприятие 8.

Через некоторое время компания 1С приняла решение перейти в своих современных конфигурациях на новый интерфейс, который носит название «Такси». Его особенность заключается в том, что он ориентирован на пользователей мобильной платформы. В нем имеется ряд преимуществ.

- Увеличенный размер всех интерфейсных объектов в системе, в частности, кнопок и шрифтов - это было сделано с акцентом на пользователей мобильной платформы 1С:Предприятие.

- Более гибкая настройка панелей, окон форм и больший выбор настроек для пользователя: теперь пользователи не должны быть загнаны в рамки определяемых разработчиками условий работы, а могут настроить свой интерфейс таким образом, как им это захочется. Панель разделов, панель открытых вкладок, панель действий и другие панели теперь можно выносить на рабочую область или убирать их вовсе; кроме этого, их можно располагать в любой части рабочего пространства.

- Более развитая поддержка «Управляемых форм»: имея полностью настраиваемый интерфейс рабочей области в программе, пользователь также может настраивать и вид каждой открываемой формы. Разработчики предусматривают на их взгляд самое удобное отображение элементов, полей и кнопок на формах, но в новой версии интерфейса и эти элементы каждый пользователь может подстроить под себя.

- Все настройки сохраняются для каждого пользователя отдельно: если один из пользователей меняет настройки своего рабочего пространства, то они никак не будут пересекаться с настройками других пользователей.

Изучив все положительные аспекты нового интерфейса, было принято решение перевести текущую систему на «Такси». Для осуществления данного процесса дополнительно было произведено обновление платформы 1С:Предприятие 8 до версии 8.3.7.1993. Какой вид приобрела система после этого, можно увидеть на рис. 5.

Рис. 5. Рабочий стол системы с новым интерфейсом «Такси»



Затем велась работа по разработке обработки «Помощник формирования учебных групп» и сопряженных с ней элементов. Были добавлены и созданы следующие новые элементы конфигурации.

- Общая форма: форма выбора и создания группы.

- Справочники:

- учебные группы;

- учебные подгруппы;

- форма обучения;

- критерии формирования групп;

- реквизиты формирования групп.

- Документ: формирование учебных групп и подгрупп.

- Обработка: помощник формирования учебных групп и подгрупп.

- Регистры сведений: учебные группы, учебные подгруппы.

Каждый элемент конфигурации на платформе 1С:Предприятие 8 может включать определенные реквизиты, табличные части, формы, макеты и т.д. Вышеописанные объекты системы тоже состоят из определенных элементов, например, основной элемент, реализующий выполнение задачи ВКР (обработка «Помощник формирования учебных групп и подгрупп») состоит из следующих элементов.

- Реквизитов: номер начальной строки, постоянная часть названия группы, переменная часть названия группы, группа для реорганизации, минимальное количество студентов в группе и максимальное количество студентов в группе.

- Табличных частей: таблица критериев, соответствие колонок и реквизитов.

- Формы: форма.

Определим виды критериев для использования в системе автоматизации при формировании групп студентов, а также реквизиты для загрузки в систему из таблицы загружаемых данных студентов.

Для выбора используемых критериев, определения важности того или иного и выставления ранга требуется заполнить «Таблицу критериев». Список и названия возможных критериев для формирования групп следующий:

- количество баллов ЕГЭ;

- половой признак;

- иностранный язык;

- тезки и однофамильцы;

- желание стать старостой;

- вид финансирования;

- желание быть в группе со студентом или несколькими студентами.

Для распределения по группам и загрузки списка студентов используется файл Excel. Перед загрузкой в систему колонок из файла требуется выставить соответствия в таблице «Соответствия колонок и реквизитов».

Рассмотрим все возможные реквизиты для загрузки в систему из файла:

- ФИО (фамилия, имя, отчество в разных колонках);

- телефон;

- количество баллов ЕГЭ;

- первый иностранный язык;

- второй иностранный язык;

- желание быть старостой;

- желание быть в группе с каким-либо студентом (студентами);

- возраст;

- департамент;

- вид места;

- способ поступления;

- адрес регистрации;

- адрес электронной почты;

- номер студенческого билета.

Рассмотрим технический процесс работы обработки «Помощник формирования учебных групп». Код на платформе 1С:Предприятие 8 содержится в модулях. Так, например, модуль формы нашей обработки включает код (см. приложение 1) для работы всех процессов по проверке входных данных и работе алгоритма составления групп по критериям.

На рис. 6 показан внешний вид обработки-помощника. Исходя из потребностей в определенных кнопках и полях, форма обработки была составлена так, чтобы как можно более простым образом осуществить процесс формирования учебных групп. Не нужно обладать математическими навыками или навыками программирования для того, чтобы работать с ней. В обработку лишь необходимо ввести все исходные данные, которые имеются у работника учебного офиса.

- Выбрать режим работы обработки: формирования или реорганизация учебных групп.

- Выбрать вид формирования или реорганизации: группы или подгруппы.

- Ввести постоянную и переменную части названия будущей группы. Поля являются необязательными и в случае их не заполнения нумерация групп будет происходить по порядку, т.е. номера будут иметь вид целых чисел.

- Выбрать в системе существующую группу для реорганизации.

- Ввести минимальное и максимальное количество студентов в группе.

- Выбрать файл для загрузки на ПК, либо найти имеющихся в базе системы студентов.

- Заполнить таблицу критериев и соответствия колонок и реквизитов.

Рис. 6. Обработка «Помощник формирования учебных групп»

В некоторых случаях возможен ввод пользователями ошибочных данных, поэтому необходимо осуществлять разные виды проверок. Рассмотрим далее некоторые из наиболее вероятных возможных ошибок, их идентификацию в системе и пути их решения.

За обработку и поиск ошибок в системе отвечает функция «ПроверкаНаСервере». Она выполняет проверку заполненности всех реквизитов на сервере для того, чтобы не использовать ресурсы ПК пользователей, и пересылает на клиент результат и данные о найденных ошибках.

1. В случае режима работы обработки для реорганизации групп, пользователю обязательно необходимо выбрать саму группу для реорганизации.

2. Минимальное и максимальное количество студентов в группах должно быть однозначно больше 0, поэтому и эта проверка необходима перед началом работы алгоритма.

3. Номер начальной строки, вводимый перед формированием группы, служит для определения той строки, с которой нужно начинать загрузку данных из файла, т.к. в файле, возможно, содержатся служебные строки или заголовки колонок.

Вышеописанные условия проверок задаются следующим фрагментом кода в программе, который представлен в приложении 1.1.

На месте многоточия в фрагменте кода содержатся еще несколько условий, которые являются более сложными, чем вышеописанные.

4. Отдельно проверяется таблица соответствий реквизитов и колонок на предмет незаполненных значений с номерами. Если та или иная колонка не используется при загрузке, то ее нужно удалить. В противном случае пользователю будет выведено сообщение об ошибке о незаполненных реквизитах.

5. Совместно проверяются таблица соответствий колонок и реквизитов и таблица критериев, используемых для формирования и реорганизации групп. Так, к примеру, возможны случаи, когда для любого выбранного критерия может не быть найдено колонки с заданным номером, на котором она находится в файле. В таком случае необходимо сообщить пользователю об этом и попросить его либо исключить критерий из списка для формирования, либо внести номер колонки в соответствии колонок и реквизитов.

На рис. 7 представлен пример различного вида сообщений об ошибках пользователя.

математический алгоритм программный платформа



Рис. 7. Пример сообщений пользователю об ошибках при вводе исходных данных в обработке

Далее опишем процесс работы системы при загрузке данных из файла. После того как в соответствующем поле выбран путь к файлу с данными, пользователю предлагается осуществить его предзагрузку (пример сообщения приведен на рис. 8).

Рис. 8. Вопрос пользователю в системе при загрузке файла с данными

При выборе варианта ответа «Да», система отображает содержимое файла в выведенном на форму табличном документе. Пример загруженного файла с данными приведён на рис. 9.



Рис. 9. Пример выполнения предзагрузки файла при загрузке данных о студентах из файла

Загрузка файла Excel происходит на клиенте, так как предполагается, что файл существует у пользователя системы и загружать его на сервер только лишь для временной загрузки в базу нецелесообразно. Процедура для предварительной загрузки файла представлена в приложении 1.2.

Перед чтением самого файла производится проверка на правильность выбора файла, пути к нему и существование самого файла на диске пользователя.

Чтение содержимого файла Excel происходит через созданный COM-объект, который использует приложение Excel, установленное на персональном компьютере пользователя. Загрузка данных происходит последовательно и построчно, при этом строки сразу же помещаются в табличный документ, который и является элементом формы, на который выводится финальный результат.

После просмотра загруженных данных можно ознакомится с ними, заполнить все необходимые соответствия между колонками и реквизитами. При необходимости можно удалить любую из имеющихся строк, либо добавить новую вручную. Также, на обработке предусмотрена кнопка «Подобрать студента из системы», которая выполняет действия добавления студента, выбранного из справочника «Физические лица» в системе в таблицу загрузки, вместе с остальными загружаемыми данными из файла. Использование данной кнопки может быть актуально для случая реорганизации существующих групп, либо составления списков подгрупп.

На следующем шаге произведем формирование группы путем нажатия на кнопку «Сформировать» в верхней части экрана. При тестировании составления групп были выбраны настройки, показанные на рис. 10.

Рис. 10. Форма обработки «Помощник формирования учебных групп» с заданными настройками

На рис. 10 видно, что максимальное количество студентов в группе равно 30. При этом, например, для случая, когда идет загрузка пяти студентов, распределения по критериям происходить не будет, т.к. всех студентов можно поместить в одну группу.

Внутри системы работа со списком студентов ведется через действия с типом объектов «Таблица значений». Этот объект включает в себя все поля, имеющиеся в табличном документе, позволяет добавлять новые столбцы к уже имеющимся, изменять содержимое других, осуществлять поиск необходимых данных, обращаться к конкретному элементу по индексу и имеет многие другие свойства. В рассматриваемом случае, потребуется записать новых студентов в базу, либо найти существующих по номеру студенческого билета. Как выглядит форма карточки студента можно увидеть на рис. 11-14. Там изображены несколько вкладок элемента справочника.



Рис. 11. Элемент справочника «Физические лица», вкладка «Личная информация»

Рис. 12. Элемент справочника «Физические лица», вкладка «Контактная информация»



Рис. 13. Элемент справочника «Физические лица», вкладка «Обучение»

Рис. 14. Элемент справочника «Физические лица», вкладка «Разное»

Также нужно будет сформировать название новой группы, исходя из заданных пользователем параметров и проверить на существование такого же номера в базе. После проверки и создания карточек студентов для таблицы значений добавим колонку с наименованием группы и заполним ее созданным названием для всех студентов, чтобы распределить их по группам.

После задания новой группы студентов, системе нужно вывести для пользователя сформированные группы на определенную форму «ФормаВыбораИСозданиеГруппы». Эта форма принимает таблицу значений и выводит ее в табличную часть. Далее пользователь должен будет выбрать устраивающий его вариант формирования группы и нажать на кнопку создания документа.

Для текущего случая система предложит лишь один вариант для формирования групп, который показан на рис. 15.

Рис. 15. Форма выбора и создания группы

Т.к. в системе уже есть группа БИВ1, была сформирована новая группа БИВ1-1, в которую и были помещены все студенты. На данной форме предполагается выбор варианта создания группы и само создание документа формирования группы, которое происходит при нажатии на соответствующую кнопку.

После нажатия на кнопку создания документа формирования учебной группы, в системе выводится сообщение об успешном завершении процедуры проведения и записи нового документа (рис. 16).

Рис. 16. Сообщение о создании нового документа формирования учебной группы

Документ выполняет функцию фиксации самого действия составления группы. Никакой процесс в системе 1С:Предприятие 8 не должен происходить без определенной записи информации, поэтому существует документ «Формирование учебных групп и подгрупп» (рис. 17). В нем виден список студентов и группа, либо подгруппа, в которую был распределен тот или иной студент. Документ выполняет движения по регистру сведений «Учебные группы», либо «Учебные подгруппы», в которых также отражается информация о составленных группах.

Рис. 17. Пример документа «Формирование учебных групп и подгрупп»

Рис. 18. Пример записей регистра сведений «Учебные группы»

На рис. 18 можно увидеть, как отображается регистр сведений «Учебные группы» в системе. Регистры сведений должны обязательно содержать регистратор (объект, который делает движения по тому или иному регистру), номер строки и измерения, реквизиты, либо ресурсы, входящие в состав записи регистра.

Как уже было рассказано ранее, платформа 1С:Предприятие 8 имеет несколько различных вариантов работы: конфигуратор (для разработки) и клиентские приложения: толстый клиент, тонкий клиент и веб-клиент. Разработанная конфигурация доступна для работы во всех имеющихся режимах. Работа в толстом и тонком клиенте визуально для пользователей ничем не отличается и позволяет выполнять действия с программой либо на ПК, либо на удаленной машине.

Рассмотрим немного более подробно работу в режиме веб-клиента. Его главная особенность и преимущество, по отношению к остальным заключается в том, что он доступен конечному пользователю из любого браузера: Google Chrome, Mozilla Firefox, Safari, Microsoft Internet Explorer. То есть все, что нам требуется для работы с таким клиентом - это устройство, подключенное к сети интернет.

Вся техническая часть располагается на веб-сервере и может быть развернута как на сервере Apache, так и IIS (Internet Information Services). В нашем случае был использован сервер Apache версии 2.2. На установленном сервере публикуется файл данных базы, который ссылается на локальную базу. В дальнейшем, при обращении из сети, пользователь будет получать доступ именно к этому опубликованному на сервере файлу. На данный момент веб-сервер развернут лишь локально, поэтому обращение к нему идет по локальному адресу «http://localhost/SystemForControlOfStudents/». С чем приходиться работать пользователю в интерфейсе веб-клиента через браузер Mozilla Firefox можно увидеть на рис. 19, где изображен рабочий стол.



Рис. 19. Пример рабочего стола при работе через веб-клиент в Mozilla Firefox

Обработка «Помощник формирования учебных групп» в веб-клиенте выглядит так, как показано на рис. 20.



Рис. 20. Пример обработки «Помощник формирования учебных групп» при работе через веб-клиент в Mozilla Firefox

Подводя итог разработки описанной выше системы автоматизации и существующего функционала, стоит сообщить, что расположение элементов и их названия были частично взяты из нормативных документов НИУ ВШЭ и в основном выполнены исходя из личного представления об оптимальном виде данной программы. Режим работы через веб-клиент был введен в работу и функционирует аналогично обычному локальному клиентскому приложению. Проверка работоспособности и стабильности работы имеющегося набора функций будет проведена в разделе «Тестирование работы системы автоматизации».



8. Тестирование работы системы автоматизации

Тестирование системы автоматизации будет включать два направления работы: функционал работы автоматизации процесса создания индивидуальных учебных планов (ИУП) и функционал автоматизации процесса формирования и реорганизации учебных групп и подгрупп.

8.1 Функционал создания индивидуальных учебных планов

Вначале обратимся к тестированию работы по созданию индивидуальных учебных планов в системе автоматизации. Рассмотрим последовательный процесс создания ИУП.

1. Загрузка рабочих учебных планов осуществляется через одноименную обработку «Загрузка РУПов», которая находится в панели действий «Сервис» подсистемы «Учебная часть» (рис. 21). Шапка элемента заполнена справочной информацией, которая необходима для дальнейшего выполнения действий по загрузке РУПов и созданию документов в системе.

Рис. 21. Пример открытия обработки «Загрузка РУПов»

2. Заполнив табличный документ, расположенный под полями справочной информации, данными РУПа пользователь нажимает на кнопку «Выполнить». После этого система осуществляет проверку введенного содержимого и создает соответствующий документ «Учебный план» (рис. 22). Как видно на рисунке, документ был успешно создан и все его поля заполнены.

Рис. 22. Пример документа «Учебный план»

3. Далее воспроизведем ситуацию перевода в ВУЗ на определенный курс студента и занесем в систему данные справки об успеваемости. За эти действия в системе отвечает одноименный документ (рис. 23).

Рис. 23. Пример документа «Справка об успеваемости»

4. После ввода начальных документов есть потребность организовать заполнение документа, который носит название «Протокол заседания аттестационной комиссии». Документ состоит из различных частей: шапки со справочной информацией (рис. 24), вкладки «Учебный план», вкладки «Данные об успеваемости», вкладки «Результат сравнения». Первые две вкладки заполняются на основании имеющихся документов в системе, а последняя табличная часть сравнения формируется автоматически, сравнивая изученные дисциплины студентом с теми, которые ему нужно было изучить в ВУЗе поступления.

Рис. 24. Пример заполнения шапки документа «Протокол заседания аттестационной комиссии»

5. После заполнения, записи и проведении документа на шаге 4 на основании документа «Протокол заседания аттестационной комиссии» можно создать документ «Индивидуальный учебный план» (рис. 25). Дополнительно перед записью документа при необходимости в него можно внести правки вручную.

Рис. 25. Пример документа «Индивидуальный учебный план»

6. Получившийся ИУП на шаге 5 можно вывести на печать для принтера. Предварительно, перед печатью документа, его можно отформатировать или отредактировать содержимое (рис. 26).

Рис. 26. Пример предпечатной подготовки документа «Индивидуальный учебный план»

Таким образом, было успешно проведено тестирование функционала по созданию индивидуальных учебных планов для студентов: были продемонстрированы примеры работы с обработкой, создания и формирования документов, а также их распечатки.

8.2 Функционал формирования и реорганизации учебных групп

В тестовых примерах таблица с данными для загрузки и распределения в системе студентов будет представлять из себя файл формата Excel (*.xls, *.xlsx) с определенным набором необходимых полей (поля описаны в разделе «Разработка системы автоматизации»). Пример файла с данными абитуриентов можно увидеть на рис. 27.

Рис. 27. Пример Excel файла с данными о зачисляемых абитуриентах

Количество загружаемых полей напрямую зависит от количества используемых критериев. Например, использование критерия «Количество баллов ЕГЭ» невозможно без загрузки и задания номера колонки под названием «Количество баллов ЕГЭ».

Проведем тестирование загрузки таблицы данных (рис. 27) в систему и проверим загруженные данные с помощью предусмотренной функции предварительной загрузки. На рис. 9 приведен пример загруженной таблицы, которая отображается в системе. Все поля, загруженные в системе, можно редактировать вручную. Например, можно удалить верхнюю строку таблицы с названиями полей, т.к. она не потребуется для загрузки данных в систему. Но данную строку можно и не удалять, потому что на форме обработки предусмотрено поле «Номер начальной строки», значение которого указывает с какой строки необходимо начинать загрузку таблицы.

Попробуем добавить имеющегося в базе студента, которого можно выбрать по нажатию на кнопку «Подобрать студента из системы» (форма выбора показана на рис. 28).

Рис. 28. Пример формы выбора из справочника «Физические лица»

На форме выбора можно задавать произвольные отборы по различным реквизитам справочника или табличным частям и изменять другие настройки. Например, можно отобрать студентов только из одного конкретного департамента и 1995 года рождения (рис. 29).



Рис. 29. Пример настройки списка формы выбора справочника «Физические лица»

Когда нужный студент выбран, в таблицу добавляется новая строка (№7 на рис. 30) и при необходимости пользователь может добавить вручную недостающую информацию в нужные колонки.

Рис. 30. Пример таблицы загрузки со строкой информации о подобранном студенте из системы

Итак, рассмотрим первый тестовый пример формирования учебных групп с помощью обработки «Помощник формирования учебных групп» и загрузку по параметрам, показанным на рис. 31. На изображении видно, что первым для проверки в данном примере берется критерий «Количество баллов ЕГЭ», при загружаемом количестве студентов 5 человек, с учетом распределения по группам не более 2 человек и не менее 1 человека на группу. Также на рис. 31 показано, что номер начальной строки для загрузки равен 2, т.к. первая строка содержит наименования колонок.



Рис. 31. Пример заполнения обработки «Помощник формирования учебных групп»

Подготовительные работы для работы с помощником произведены: попробуем сформировать учебные группы. После нажатия на кнопку «Сформировать» и при выполнении всех условий проверки введенных данных система выполняет алгоритм формирования учебных групп по выбранным критериям. Для начала необходимо определить каким образом можно составить группы студентов: какие названия групп должны быть и какое количество студентов будет в каждой из них. Данный процесс продемонстрирован в приложении 1.3, где показан отвечающий за это код. Фрагмент кода алгоритма распределения студентов по критериям приведен в приложении 1.4: в этих строках видно, что последовательность работы и составления алгоритма аналогична описанному в задаче 1 раздела «Разработка математической модели задач» настоящего документа.

В итоге после нажатия на кнопку «Сформировать» и отработке технического алгоритма работы конфигурации пользователь получает для отображения форму, которая называется «ФормаВыбораИСозданияГруппы». Эта форма отображает для пользователя наиболее подходящие варианты формирования групп студентов: все они показаны на рис. 32.

Рис. 32. Пример формы выбора и создания групп при распределении студентов

Проверим правильность работы алгоритма и рассчитаем вручную значения отклонений и среднего значения количества баллов студентов в группах. При вычислениях для приведенных групп получим значения относительно первого варианта составленных групп, приведенные в таблице 2.

Таблица 2

Тестирование и проверка результатов работы алгоритма формирования групп по критерию «Количество баллов ЕГЭ» для варианта составления групп №1

Группа	Среднее количество баллов ЕГЭ в группе	Отклонение от среднего количества баллов ЕГЭ в группе	Среднее количество баллов ЕГЭ по всем группам	Среднее отклонение от среднего количества баллов ЕГЭ по всем группам
АБВ1	233,5	4	237,5	0
АБВ2	269	-31,5
АБВ3	210	27,5



Целью алгоритма было получение наименьшего среднего отклонения, относительно всех возможных сформированных наборов групп. На примере в таблице 2 можно убедиться, что такое отклонение будет равно 0.

Аналогичные вычисления были проведены и для варианта сформированных групп во втором случае. Результаты содержаться в таблице 3.

Таблица 3

Тестирование и проверка результатов работы алгоритма формирования групп по критерию «Количество баллов ЕГЭ» для варианта составления групп №2

Группа	Среднее количество баллов ЕГЭ в группе	Отклонение от среднего количества баллов ЕГЭ в группе	Среднее количество баллов ЕГЭ по всем группам	Среднее отклонение от среднего количества баллов ЕГЭ по всем группам
АБВ1	265,5	-22,5	243	3,17
АБВ2	230	13
АБВ3	224	19

Выводы по обеим приведенным таблицам (таблица 2, таблица 3) можно сделать следующие: отклонение от среднего количества баллов ЕГЭ минимальны, что и требовалось достичь изначально; наиболее приемлемым будет вариант распределения групп №1, т.к. отклонение там получилось наименьшим.

После выбора необходимого варианта распределения групп (в данном случае был выбран №1), создается новый документ «Формирование учебных групп и подгрупп», содержимое которого можно увидеть на рис. 33.



Рис. 33. Пример автоматически созданного документа «Формирование учебных групп и подгрупп» из обработки «Помощник формирования учебных групп»

Таким образом, было проведено тестирование функционала формирования учебных групп с помощью обработки «Помощник формирования учебных групп» по критерию «количество баллов ЕГЭ». В результате работы обработки самым оптимальным образом была сформирована группа, подобранная по выбранному критерию. Кроме этого был предложен альтернативный варианта составления группы со вторым по возрастанию отклонением от среднего значения отклонения среднего балла ЕГЭ.

Во втором тестовом примере рассмотрим процесс распределения студентов по группам по двум критериям: «количество баллов ЕГЭ» и «половой признак» - с соответствующими рангами 2 и 1.

За основу формирования групп примем данные, представленные на рис. 34.



Рис. 34. Пример заполнения формы обработки «Помощник формирования учебных групп»

Процесс работы алгоритма в случае применения двух критериев заключается в следующем: т.к. главным критерием принято «количество баллов ЕГЭ», то первичное формирование вариантов групп студентов будет сделано именно по нему. Сначала выполняются действия, аналогичные тем, которые были представлены в первом тестовом примере при распределении студентов по критерию «количество баллов ЕГЭ». Затем начинает выполняться алгоритм для проверки следующего критерия. Из трех подобранных ранее вариантов алгоритм подбирает наиболее удачный с учетом «полового признака» студентов и при необходимости меняет местами имеющиеся варианты составленных групп.

В коде алгоритма по формированию группы по критерию «половой признак» (приложение 1.5) задействована функция «ПолучитьПол» (приложение 1.6), которая возвращает результат обработки фамилии, имени и отчества. Работа функции «ПолучитьПол» важна при использовании данного критерия, т.к. студенты не указывают в анкете пол, аналогичный тому, который содержится в паспорте. Поэтому определять пол каждого студента приходится исходя из их имени, отчества и фамилии. Если пол не удается распознать при работе функции, то студент помещается в свободную группу.

На рис. 35 представлены варианты сформированных групп: во всех трех случаях количество студентов мужского пола в группах равно: 1-1-0, количество студентов женского пола в группах равно: 1-1-1. Третий вариант отличается от первых двух только составами самих групп, в которых разнятся только средние значения отклонения по количеству баллов ЕГЭ.

Рис. 35. Пример сформированных групп по критериям «Количество баллов ЕГЭ» и «половой признак»

Таким образом, из второго рассмотренного тестового примера видно, что группы были сформированы с учетом двух критериев: «количество баллов ЕГЭ» и «половой признак». Наилучшим вариантом распределения в данном случае будет признан вариант №1, который был отобран алгоритмом формирования учебных групп.

Перейдем к рассмотрению третьего тестового примера с формированием групп студентов по критерию «изучаемый иностранный язык».

В рамках текущего примера рассмотрим немного больший набор студентов из 20 человек, которые продемонстрированы на рис. 36 вместе с остальными первичными данными ввода.



Рис. 36. Пример заполнения формы обработки «Помощник формирования учебных групп»

Распределение студентов по группам в случае использования критерия «иностранный язык» делает обязательным заполнение номеров соответствующих колонок: «первый иностранный язык», «второй иностранный язык». На основании информации из этих колонок можно присвоить каждому из студентов соответствующий ранг, аналогично алгоритму, представленному в задаче 3 раздела «Разработка математической модели задач» текущей работы.

Для приведенного списка студентов поля «иностранный язык» и «второй иностранный язык» содержат значения: «англ», «нем», «франц» или пустое значение. После отработки несложного алгоритма (приложение 1.7) образуются сформированные группы (рис. 37).

На рис. 37 видны не все студенты сформированных групп, но рассмотрев, например, группу МИВ-В в варианте №1 можно увидеть, что туда попали только те студенты, у которых первый иностранный язык - английский (в этом случае ранг равен 2). В группе МИВ-А основу составляют студенты с рангом 1 (английский язык - второй иностранный язык), а также имеются студенты с рангом 0, т.к. группа заполнялась последней и в нее попали те студенты, которые вовсе не изучали английский язык (таких меньшинство).

Рис. 37. Пример сформированных групп с учетом критерия «Изучаемый иностранный язык»

Таким образом, был рассмотрен третий тестовый пример работы обработки «Помощник формирования учебных групп», в которой был задействован критерий распределения по изучаемому иностранному языку. Группы были сформированы в соответствии с разработанным ранее алгоритмом и полученный результат показал правильность его выполнения.

Перейдем к очередному критерию распределения студентов по группам: «тезки и однофамильцы» - и рассмотрим четвертый тестовый пример.

Вначале пользователь системы привел данные, которые показаны на рис. 38 для проверки алгоритма работы (приложение 1.8).



Рис. 38. Пример заполнения формы обработки «Помощник формирования учебных групп»

Далее, после задания всех необходимых параметров было выполнено формирование групп, с учетом того что некоторые зачисляемые студенты имели одинаковые фамилии. Следующие фамилии используются в таблице загрузки более 1 раза: «Тележкин» 3 раза, «Красильников» 2 раза. Главной задачей алгоритма формирования было зачислить студентов с одинаковыми фамилиями в разные группы, выполнение которой можно увидеть на рис. 39.

Рис. 39. Пример сформированных групп по критерию «Тезки и однофамильцы»

Стоит заметить, что следующий критерий «желание стать старостой» формирует группы аналогичным способом и алгоритмом с критерием «тезки и однофамильцы». За одним лишь исключением: поиск по всем студентам ведется не по определенной фамилии, а по признаку «желание стать старостой» в соответствующей колонке с заполненным пользователем номером.

Исходя из этого, был рассмотрен четвертый тестовый пример формирования учебных групп, где было показано использование критерия «тезки и однофамильцы» на примере групп «ENG-A», «ENG-B», «ENG-C», «ENG-D». Студенты с фамилией «Тележкин» были разнесены в разные группы («ENG-A», «ENG-B», «ENG-D») и студенты с фамилией «Красильников» также оказались в различных группах («ENG-A», «ENG-D»).

Предпоследний пятый тестовый пример содержит работу при распределении студентов по критерию «Вид места финансирования».

Все, что требуется для формирования студентов по данному критерию - это найти студентов с видом места финансирования «бюджетные» и «коммерческие», поместив их в разные массивы. Что и было сделано в алгоритме из приложения 1.9

Исходные данные для обработки на рис. 40 и результат работы приведены на рис. 41.



Рис. 40. Пример заполнения формы обработки «Помощник формирования учебных групп»

Рис. 41. Пример сформированных групп с учетом критерия «Вид места финансирования»

Выводом из пятого тестового примера может служить то, что студентов-бюджетников было больше по количеству, поэтому распределение по группам началось с них. Показательным результатом является тот факт, что все студенты, кроме одного (т.к. максимальное число студентов в группе 4, а всего не бюджетников - 5) на коммерческой основе вошли в одну группу («БЗИ-4»).

И наконец, шестой тестовый пример, показывающий принцип работы критерия «желание быть в группе с». За поиск студентов, с которыми хотели бы учиться конкретные студенты, отвечает колонка, в которой пишутся ФИО полностью и через запятую. Пример такого ввода информации о студентах можно увидеть на рис. 42.

Рис. 42. Пример заполнения формы обработки «Помощник формирования учебных групп»

Проходя строки алгоритма, представленного в приложении 1.10 система анализирует нужные связи для студентов и ищет пути их распределения по группам. Результат получившегося распределения можно увидеть на рис. 43.



Рис. 43. Пример сформированных групп по критерию «Желание быть в группе с»

Подводя итог последнему шестому тестовому примеру, можно сообщить о его результативности, т.к. все необходимые связи для студентов были соблюдены и группа «ВИБ-1» полностью состоит из 4 связанных, а также «ВИБ-2» состоит из двух пар связанных между собой студентов.



Заключение

В ходе разработки системы автоматизации формирования и реорганизации учебных групп была проделана работа по следующим направлениям.

- Анализ существующих программных решений - были изучены различные программные решения в области автоматизации процессов работы учебных заведений. Было выяснено, что существует совсем малое количество серьезных систем автоматизации, которые занимаются вопросом автоматизации ВУЗов, из которых ни одна не позволяет выполнить формирование учебных групп автоматически на основе предоставленных данных о студентах.

- Обзор источников литературы - была рассмотрена различная литература как отечественных ученых и профессоров, так и зарубежных. Проанализирована как техническая литература, так и источники по социологии, с целью демонстрации необходимости основной проблемы: техническая сторона рассматриваемого вопроса перекликается с социальной. Важность и необходимость формирования и реорганизации учебных групп во всей работе может быть доказана приведенным обзором литературы, который показывает, что математические средства и технический прогресс расходятся в результативности и скорости работы на текущий момент. В свою очередь вывод о социальной значимости вопроса подтверждает его важность по отношению к успеваемости обучаемых студентов.

- Анализ математических алгоритмов решения задачи формирования и реорганизации учебных групп - были проанализированы одни из самых распространенных алгоритмов, которые могли бы использоваться для решения основного вопроса автоматизации формирования групп. Итогом данного раздела было изучение всех алгоритмов и принятие решение о разработке своего специального алгоритма формирования учебных групп.

- Разработка математической модели задачи - на основе самостоятельного изучения вопроса была проведена работа по каждому критерию, постановке отдельных подзадач с исходными данными, разработке алгоритмов решения подзадач, полученными результатами и примерами. В результате разработки были созданы оригинальные алгоритмы по формированию учебных групп для каждого из используемых критериев.

- Выбор программной платформы для создания системы - были проанализированы программные платформы для создания систем автоматизации различных бизнес и других процессов. Итогом анализа служит вывод о том, что платформа 1С:Предприятие 8 является на данный момент наиболее перспективной для работы, причем не только на отечественном рынке.

- Описание платформы 1С:Предприятие 8 - была дана краткая характеристика особенностей работы с системой и описаны имеющиеся преимущества. На основе этого можно судить о возможности использования платформы для работы над проектированием и созданием систем автоматизации для совершенно разных сфер деятельности с широким функционалом и удобством в использовании.

- Разработка системы автоматизации - было дано описание разработки и разработанной системы автоматизации процессов генерации индивидуальных учебных планов и формирования учебных групп. Исходя из приведенной разработки можно сделать вывод, что все необходимые процессы для решения основного вопроса дали правильные результаты и могут быть использованы в клиентских приложениях даже при помощи браузера.

- Тестирование работы системы автоматизации - работа системы в различных ситуациях была проиллюстрирована на тестовых примерах. Отдельно проводилось тестирование для функционала генерации индивидуальных учебных планов, т.к. созданная система была разработана ранее и уже давала возможность создания ИУП. Было приведено 6 тестовых примеров, на которых был проведен анализ работы по каждому из возможных для использования критериев. Итогом тестирования можно считать успешное прохождение всех тестов и стабильность работы системы в различных ситуациях.

В заключение, стоит обратить внимание на то, что была разработана система автоматизации формирования и реорганизации учебных групп, достигнуты все поставленные цели и выполнены все задачи в рамках данной работы. Перспективами развития приведенной системы автоматизации может быть расширение функционала работы с различными аспектами деятельности ВУЗов, либо внедрение существующих технологий в уже имеющиеся глобально охватывающие учебную сферу конфигурации.



Список использованных источников

1. Семенов А.В., Веретенник Е.В., Пронин А.С. Формирование учебных групп в университете с помощью анализа социальных сетей // Вопросы образования. 2014. № 3. С. 18-21.

2. Клуб Программистов. URL: http://www.programmersforum.ru/showthread.php?t=200099 (дата обращения 06.04.2016).

3. ВУЗы и колледжи (СПО) - Отраслевые решения компании «Первый БИТ». URL: http://www.1cbit.ru/tor/otrasli/vuzy/ (дата обращения 06.04.2016).

4. Коллинз Р. Четыре социологических традиции. М.: Территория будущего, 2009.

5. Baldwin T. T., Bedell M. D., Johnson J. L. The social fabric of a team-based MBA program: Network effects on student satisfaction and performance // Academy of management journal. 1997. Т. 40. №. 6. С. 1369-1397.

6. Fletcher J. M., Tienda M. High school classmates and college success // Sociology of Education. 2009. Т. 82. №. 4. С. 287-314.

7. Иванюшина В. А., Александров Д. А. Антишкольная культура и социальные сети школьников // Вопросы образования. 2013. Т. 2. С. 233-252.

8. Brandes U. et al. On modularity clustering // Knowledge and Data Engineering, IEEE Transactions on. 2008. Т. 20. №. 2. С. 172-188.

9. Консультационный центр MATLAB. Раздел «Математика/Optimization toolbox» URL: http://matlab.exponenta.ru/optimiz/book_1/index.php (дата обращения 05.04.2016).

10. Кини Р.Л., Райфа Х. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения. М.: Радио и связь, 1981.

11. Fischer D. Multiple criteria decisions: opening the black box //Journal of Real Estate Practice and Education. 2009. Т. 12. №. 1. С. 43-55.

12. Huang I. B., Keisler J., Linkov I. Multi-criteria decision analysis in environmental sciences: ten years of applications and trends // Science of the total environment. 2011. Т. 409. № 19. С. 3578-3594.

13. Wang Y. J. Fuzzy multi-criteria decision-making based on positive and negative extreme solutions //Applied Mathematical Modelling. 2011. Т. 35. № 4. С. 1994-2004.

14. Ерохина Е.А., Шашков Л.Э. Решение задачи формирования учебных групп с учетом набора критериев // Материалы девятнадцатого научно-практического семинара Новые информационные технологии в автоматизированных системах. М.: НИУ ВШЭ, 2016. С. 229-234

15. Шашков Л. Э. Частное решение задачи формирования и реорганизации учебных групп на основе многокритериального анализа. // В кн.: Материалы Межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов, молодых специалистов им. Е.В. Арменского. М.: НИУ ВШЭ, 2016. C. 175-176.

16. Цены и порядок поставки платформы «1С:Предприятие 8». URL: http://v8.1c.ru/price/ (дата обращения 25.01.2016).

17. Настройка 1С 8. Компания 1С:ПервыйБИТ - Москва. URL: http://www.1cbit.ru/service_1c/ (дата обращения 24.01.2016).

18. Цены на услуги 1С-Рарус. URL: http://rarus.ru/services/ (дата обращения 24.01.2016).

19. Доработка программ «1С:Сервистренд» URL: http://www.servicetrend.ru/avtomat/development_programs/ (дата обращения 23.01.2016).

20. Микросайт "Идеи и практики автоматизации». По карману ли SAP HANA малому бизнесу? URL: http://www.pcweek.ru/idea/blog/idea/5471.php (дата обращения 23.01.2016).

21. Tanais.ru. SAP Business One. URL: http://www.tanais.ru/konsalting_i_avtomatizatsiya_biznesa/avtomatizatsiya_bukhgalterskogo_i_upravlencheskogo_ucheta/sap_business_one/ (дата обращения 23.01.2016).

22. Мельница технологий. URL: http://www.techmill.ru/platform.html (дата обращения 02.04.2016).

23. Ерохина Е. А., Шашков Л. Э. Система генерации индивидуальных учебных планов при переводе студентов. // Информационные технологии в науке, образовании и управлении: труды международнои? конференции IT + S&E`15 (Гурзуф, 22 мая-01 июня 2015 г) / под. ред. Е.Л. Глориозова. М.: ИНИТ, 2015. Весенняя сессия. C. 333-341.

24. Шашков, Л. Э. Решение для автоматизации процесса перевода студентов. // В кн.: Материалы XVII Международной научно-практической конференции Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. М.: НИУ ВШЭ, 2015. C. 106-109.



Приложения

Приложение 1

Программный код на 1С Языке программирования

Приложение 1.1

Фрагмент кода функции «ПроверкаНаСервере» модуля формы объекта: обработка «Помощник формирования учебных групп»

&НаСервере

Функция ПроверкаНаСервере()

СообщениеОбОшибках = "";

Если РежимРаботыОбработки = 1 Тогда

Если Объект.ГруппаДляРеорганизации = Справочники.УчебныеГруппы.ПустаяСсылка() И Объект.ГруппаДляРеорганизации = Справочники.УчебныеПодгруппы.ПустаяСсылка() Тогда

СообщениеОбОшибках = СообщениеОбОшибках + "Группа для реорганизации не заполнена!" + Символы.ПС;

КонецЕсли;

КонецЕсли;

Если Объект.МинимальноеКоличествоСтудентовВГруппе <= 0 Тогда

СообщениеОбОшибках = СообщениеОбОшибках + "Минимальное количество студентов в группе должно быть больше 0!" + Символы.ПС;

КонецЕсли;

Если Объект.МаксимальноеКоличествоСтудентовВГруппе <= 0 Тогда

СообщениеОбОшибках = СообщениеОбОшибках + "Максимальнле количество студентов в группе должно быть больше 0!" + Символы.ПС;

КонецЕсли;

Если ПредзагрузкаФайлаБылаВыполнена ИЛИ ТаблицаЗагрузкиИзФайла.ВысотаТаблицы > 0 Тогда

Если Объект.НомерНачальнойСтроки <= 0 Тогда

СообщениеОбОшибках = СообщениеОбОшибках + "Номер начальной строки должен быть больше 0!" + Символы.ПС;

КонецЕсли;

КонецЕсли;

...

Возврат СообщениеОбОшибках;

КонецФункции

Приложение 1.2

Фрагмент кода процедуры «ВыполнитьПредзагрузкуФайла» модуля формы объекта: обработка «Помощник формирования учебных групп»

&НаКлиенте

Процедура ВыполнитьПредзагрузкуФайла()

Если ПустаяСтрока(ПутьКФайлу) Тогда

Предупреждение("Файл не выбран!");

Возврат;

КонецЕсли;

ВыбФайл = Новый Файл(ПутьКФайлу);

Если НЕ ВыбФайл.Существует() Тогда

Предупреждение("Файл не существует!");

Возврат;

КонецЕсли;

Excel = Новый COMОбъект("Excel.Application");

Excel.Workbooks.Open(ПутьКФайлу);

Excel.DisplayAlerts = 0; //Не выводить предупреждения Excel

ExcelЛист = Excel.Sheets(1);

ПерваяСтрокаЗаявкиНеПустая = Истина;

КолонкаНеПустая = Истина;

НомерПоследнейКолонки = 1;

Пока КолонкаНеПустая Цикл

КолонкаНеПустая = ExcelЛист.Cells(1, НомерПоследнейКолонки).Text;

Если НЕ ПустаяСтрока(КолонкаНеПустая) Тогда

КолонкаНеПустая = Истина;

Иначе

КолонкаНеПустая = Ложь;

Прервать;

КонецЕсли;

НомерПоследнейКолонки = НомерПоследнейКолонки + 1;

КонецЦикла;

ПерваяСтрокаЗаявкиНеПустая = Истина;

Индекс = 1;

ИндексТабличногоДокумента = ТаблицаЗагрузкиИзФайла.ВысотаТаблицы + 1;

Пока ПерваяСтрокаЗаявкиНеПустая Цикл

ПерваяСтрокаЗаявкиНеПустая = ExcelЛист.Cells(Индекс, 1).Text;

Если НЕ ПустаяСтрока(ПерваяСтрокаЗаявкиНеПустая) Тогда

ПерваяСтрокаЗаявкиНеПустая = Истина;

Иначе

ПерваяСтрокаЗаявкиНеПустая = Ложь;

Прервать;

КонецЕсли;

Для НомерКолонки = 1 По НомерПоследнейКолонки Цикл

ТаблицаЗагрузкиИзФайла.Область("R" + ИндексТабличногоДокумента + "C" + НомерКолонки).Текст = ExcelЛист.Cells(Индекс, НомерКолонки).Text;

КонецЦикла;

Индекс = Индекс + 1;

ИндексТабличногоДокумента = ИндексТабличногоДокумента + 1;

КонецЦикла;

Excel.Quit();

Если ТаблицаЗагрузкиИзФайла.ВысотаТаблицы > 0 Тогда

Элементы.ГруппаТаблицаЗагрузкиИзФайла.Видимость = Истина;

КонецЕсли;

КонецПроцедуры

Приложение 1.3

Фрагмент кода процедуры «ФормированиеУчебныхГрупп» модуля формы объекта: обработка «Помощник формирования учебных групп»

&НаСервере

Процедура ФормированиеУчебныхГрупп(ТЗ)

…

Если ТЗ.Количество() > Объект.МаксимальноеКоличествоСтудентовВГруппе Тогда

ВсегоСтудентов = ТЗ.Количество();

КоличествоГрупп = Объект.МаксимальноеКоличествоСтудентовВГруппе/ВсегоСтудентов;

ТЗНазванияГруппИКоличество = Новый ТаблицаЗначений;

ТЗНазванияГруппИКоличество.Колонки.Добавить("НазваниеГруппы");

ТЗНазванияГруппИКоличество.Колонки.Добавить("КоличествоСтудентов");

ЧислоСтудентовВПоследнейГруппе = 0;

Если КоличествоГрупп > Цел(КоличествоГрупп) Тогда

Если ВсегоСтудентов - КоличествоГрупп * Объект.МаксимальноеКоличествоСтудентовВГруппе < Объект.МинимальноеКоличествоСтудентовВГруппе Тогда

ЧислоСтудентовВПоследнейГруппе = ВсегоСтудентов - КоличествоГрупп * Объект.МаксимальноеКоличествоСтудентовВГруппе;

КонецЕсли;

КоличествоГрупп = КоличествоГрупп + 1;

КонецЕсли;

Если ЧислоСтудентовВПоследнейГруппе = 0 Тогда

ТекущееКоличество = ВсегоСтудентов;

Индекс = 0;

Пока ТекущееКоличество > 0 Цикл

НоваяСтрокаТЗ = ТЗНазванияГруппИКоличество.Добавить();

НоваяГруппа = Справочники.УчебныеГруппы.СоздатьЭлемент();

НоваяГруппа.Наименование = Объект.ПостояннаяЧастьНазванияГруппы + Объект.ПеременнаяЧастьНазванияГруппы;

Пока Справочники.УчебныеГруппы.НайтиПоНаименованию(НоваяГруппа.Наименование) <> Справочники.УчебныеГруппы.ПустаяСсылка() Цикл

НоваяГруппа.Наименование = НоваяГруппа.Наименование + "-1";

КонецЦикла;

НоваяГруппа.Записать();

НоваяСтрокаТЗ.НазваниеГруппы = НоваяГруппа.Ссылка;

Если ТекущееКоличество > Объект.МаксимальноеКоличествоСтудентовВГруппе Тогда

НоваяСтрокаТЗ.КоличествоСтудентов = Объект.МаксимальноеКоличествоСтудентовВГруппе;

ТекущееКоличество = ТекущееКоличество - Объект.МаксимальноеКоличествоСтудентовВГруппе;

Иначе

НоваяСтрокаТЗ.КоличествоСтудентов = ТекущееКоличество;

ТекущееКоличество = 0;

КонецЕсли;

Индекс = Индекс + 1;

КонецЦикла;

Иначе

ЧислоСтудентовКромеПервойГруппы = ВсегоСтудентов - ЧислоСтудентовВПоследнейГруппе;

Пока ЧислоСтудентовВПоследнейГруппе < Объект.МинимальноеКоличествоСтудентовВГруппе Цикл

ЧислоСтудентовВПоследнейГруппе = ЧислоСтудентовВПоследнейГруппе + 1;

ЧислоСтудентовКромеПервойГруппы = ЧислоСтудентовКромеПервойГруппы - 1;

КонецЦикла;

ТекущееКоличество = ЧислоСтудентовКромеПервойГруппы;

Индекс = 0;

Пока ТекущееКоличество > 0 Цикл

НоваяСтрокаТЗ = ТЗНазванияГруппИКоличество.Добавить();

НоваяГруппа = Справочники.УчебныеГруппы.СоздатьЭлемент();

НоваяГруппа.Наименование = Объект.ПостояннаяЧастьНазванияГруппы + Объект.ПеременнаяЧастьНазванияГруппы;

Пока Справочники.УчебныеГруппы.НайтиПоНаименованию(НоваяГруппа.Наименование) <> Справочники.УчебныеГруппы.ПустаяСсылка() Цикл

НоваяГруппа.Наименование = НоваяГруппа.Наименование + "-1";

КонецЦикла;

НоваяГруппа.Записать();