УДК 004.942

Повышение информационно-образовательного уровня сайта кафедры на основе использования интеллектуальных систем

О.Г. Артеменко, О.И. Федяев

Донецкий национальный технический университет

olga_artyomenko@bk.ru, fedyaev@donntu.org

Артеменко О.Г., Федяев О.И. Повышение информационно-образовательного уровня сайта кафедры на основе использования интеллектуальных систем. Статья посвящена вопросам расширения функциональных возможностей информационно-образовательного сайта мультимедийными иллюстрациями работы интеллектуальных систем, созданных на кафедре. Рассмотрен пример контента об интеллектуальной мультиагентной системе моделирования процесса трудоустройства студентов.

Ключевые слова: информационно-образовательный сайт, интеллектуальные системы, обучение, агентно-ориентированные системы

Введение

В настоящее время компьютерная сеть Интернет для многих людей стала средством оперативного получения самой различной информации. В российском сегменте Интернета уже накопилось значительное число порталов и сайтов, которые по чисто формальным признакам можно рассматривать как образовательные.

В литературе, посвященной образовательным сайтам, постоянно поднимается вопрос о критериях и методике, которые следует использовать при их анализе и оценке [1]. Сформулировать по этому поводу чёткие и обоснованные рекомендации достаточно проблематично. Сложность ситуации вызвана, прежде всего, тем, что для использования хотя бы простейших количественных статистических оценок необходимо стандартизовать на сайтах формы представления важнейших ресурсов и разделов, однако соответствующие рекомендации по этому поводу пока отсутствуют. Сказанное в первую очередь касается информационной составляющей сайтов.

Важнейшим показателем качества образовательного ресурса является его содержание, то есть ценность его как учебного материала [2]. Возможность оценить эту позицию непосредственно количественной мерой отсутствует, но здесь может быть использован опосредованный критерий по числу обращений к ресурсу со стороны пользователей, то есть посещаемость ресурса. Посещаемость сайта можно повысить путём включения в информационный материал различных мультимедийных фрагментов, визуально иллюстрирующих структуру и функции сложных систем (процессов). В этом случае образовательный ресурс непременно будет постоянно востребован и для получения такой оценки на сайтах должен присутствовать соответствующий статистический программный модуль.

В ранее разработанном прототипе информационно-образовательного сайта представлена статическая информация о названиях тем, связанных с интеллектуальными разработками кафедры программной инженерии ДонНТУ [2]. За одними названиями тем не видно сути представленных на сайте работ, т.е. в нём не представлены результаты в виде постеров и иллюстраций динамики интеллектуальных процессов.

Поэтому целью данной статьи является разработка рекомендаций по улучшению существующего сайта на основе включения в его контент мультимедийных компонент, иллюстрирующих возможности разработанных интеллектуальных систем. Для этого в работе рассматривается пример разработки многоагентной системы моделирования процессов трудоустройства выпускников вуза, как интеллектуальной программной системы, с целью выделения главных особенностей системы для составления по этой разработке постера для включения в сайт кафедры.

Особенности структуры информационно-образовательного сайта кафедры

Несмотря на то, что значительная часть информации практически по всем областям знаний представлена в Интернете, проблема эффективного обеспечения научного сообщества информацией по интересующим его тематикам ещё далека до своего решения [2]. Информационно-обучающий интернет-ресурс, предназначенный для информационной поддержки научной и учебной деятельности выпускающей кафедры «Программная инженерия» (ПИ) Донецкого национального технического университета в области программной инженерии интеллектуальных программных разработок, является одним из шагов к решению таких задач, как:

- сведение информационных ресурсов, относящихся к такой важной области знаний, как разработка интеллектуальных программных систем на кафедре ПИ, в единое (компактное) информационное пространство;

- поддержка логической целостности системы семантических описаний информационных ресурсов, сведенных в единое информационное пространство, по актуальной для программной инженерии тематике;

- обеспечение разработчикам сайта возможности открытого содержательного доступа (изменение, обновление) к структурированным информационным ресурсам сайта;

- оперативное информирование специалистов по программированию интеллектуальных систем о результатах деятельности кафедры ПИ в области искусственного интеллекта и формирование на основе взаимного интереса вокруг этой тематики круга специалистов-единомышленников [2].

Процесс разработки кафедрального сайта регламентировался жизненным циклом данного типа изделия. При создании информационно-образовательного портала большое внимание уделено проектированию непосредственно структуры веб-ресурса.

Тематика информационно-образовательного портала включает: новостную ленту и рассылки; электронные учебники и библиотеки; расширенные многоуровневые средства навигации и поиска; каталоги; компьютерные демонстрации; универсальные обучающие среды (разработанные на кафедре интеллектуальные системы); справочный отдел для поиска информации. Структура кафедрального интернет-ресурса изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Разделы информационного сайта кафедры

Структура презентации разработанной интеллектуальной системе для сайта кафедры

Структура презентации разработанной интеллектуальной системы, которая должна улучшить иллюстративную составляющую сайта кафедры, должна включать следующие части: актуальность разработки, решаемые задачи, методы их решения, архитектуру программной системы и имитационную модель, иллюстрирующую динамику интеллектуального процесса решения задач. Рассмотрим это на примере моделирования системы трудоустройства выпускников вуза. Вопрос трудоустройства как никогда актуален для будущего выпускника высшего учебного заведения. Это связано с тем фактом, что выбор рабочего места может оказать значительное влияние на успешность построения дальнейшей карьеры.

Именно заинтересованность человека в своем будущем мотивирует к развитию такого направления как прогнозирование.

Прогнозирование трудоустройства выпускника кафедры преследует следующие цели:

- прогнозирование успеха трудоустройства выпускника на предложенных фирмах;

- методика определения привлекательности предприятия для студентов;

- выявление возможные пробелы в знаниях студентов;

- указание обучающей кафедре на возможные недостатки обучающей программы [3];

- получение эффекта «тренировки» при прохождение виртуального собеседования;

- прогнозирование качества профессионального обучения студентов в зависимости от их личностных характеристик и других факторов.

Задачи такого типа являются трудно формализуемыми и поэтому не могут быть решены традиционными математическими методами [4]. Кроме того, участники рассматриваемого процесса территориально удалены друг от друга, неоднородны по структуре и их деятельность интеллектуальна по своей природе. Эти особенности обуславливают целесообразность применения теории интеллектуальных агентов к разработке имитационной модели для анализа и управления процессами подготовки кадров и их трудоустройства.

Основная задача, способствующая повышению информационно-образовательного сайта кафедры ПИ, заключается в разработке агентно-ориентированной модели социально-экономического процесса на примере процесса трудоустройства молодых специалистов.

Агентно-ориентированные модели являются приоритетными для моделирования социально-экономических процессов, т.к. позволяют обеспечить большую адекватность системе моделирования.

Агентно-ориентированный анализ процесса подготовки и трудоустройства молодых специалистов показал, что его субъекты взаимосвязаны, образуют распределённую, неоднородную и интеллектуальную систему. Поэтому разработка имитационной модели такой системы может быть успешно выполнена на основе методов агентно-ориентированного моделирования, представленная на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема мультиагентной системы моделирования трудоустройства специалистов

Многоагентная технология считается одной из самых важных и многообещающих областей развития информационных технологий. Разработанная программная система имитации прохождения студентами собеседований будет учитывать имеющиеся у реального студента знания (полученные посредством передачи их своему агенту), а также принимать во внимание тестовые задания работодателя с возможностью их оперативной замены на другие. Более того, система будет обучаема, и прогноз трудоустройства с каждым разом будет иметь большую точность.

Пример построения контента о презентации многоагентной системы трудоустройства студентов

Молодой специалист при поиске работы проходит собеседование на фирме и(или) выполняет тестовые задания, по результатам которых соискателя принимают или не принимают на имеющуюся вакансию. В то же время выпускник может отказаться от предлагаемой должности, если его не устраивают предложенные фирмой условия труда, и продолжить поиски.

Фирма при собеседовании даёт выпускнику анкету, в которую он заносит данные о себе и выполняет тестовые задания, после чего фирма оценивает анкету и ответы соискателя. Выпускник в то же время получает информацию о требованиях к соискателям, условиях работы и формирует для себя субъективную оценку о привлекательности фирмы. После завершения этих процессов фирма и выпускник должны принять общее соглашение о заключении или не заключении трудового договора.

Исходя из схемы диалога во время собеседования выпускника с представителем фирмы, была построена структура агентно-ориентированной модели, представленная на рисунке 3.

Рисунок 3 - Структура агентно-ориентированной системы трудоустройства

Эта модель состоит из двух типов искусственных (программных) агентов: агента фирмы и агента выпускника. Взаимодействие агентов начинается с того, что агент фирмы рассылает условия заданий всем агентам выпускников. Агенты выпускников решают полученные задания и возвращают свои решения (ответ) фирме, которая прислала им задание. Далее, если агент фирмы принял решение о том, что некоторый агент выпускник удовлетворяет требованиям фирмы, то отправляет ему сообщение с предложением принять участие в конкурсе на имеющуюся вакансию на предлагаемых условиях труда. Если этот агент выпускника побеждает в конкурсе с другими отобранными агентами и его устраивают условия труда на фирме, то заключается трудовой договор. В противном случае трудовой договор между ними не заключается и агент продолжает поиски работы на других фирмах.

При построении искусственных агентов была выбрана нейросетевая архитектура. Поскольку речь идёт об имитации поведения множества людей, то применяемые модели должны иметь возможность обучаться на данных реально проводимых персональных опросов нескольких десятков выпускников и представителей фирм.

Интеллектуальными задачами, которые решаются нейросетевым способом, являются: оценивание выпускником условий труда на фирме, решение студентом типовых заданий по профилю фирмы, оценивание фирмой ответов выпускника на тестовые задания. С этими задачами успешно справляется трёхслойный персептрон с нелинейной функцией активации, изображенный на рис 4:

Рисунок 4 - Структура трёхслойной нейронной сети

Для передачи профессиональных навыков от молодого специалиста (источника знаний) к нейросетевому программному агенту использовались коммуникативные методы извлечения знаний из реальных студентов-выпускников и алгоритм настройки нейросети по стратегии «обучение с учителем». Для извлечения знаний из выпускников были составлены опросные анкеты по каждому разделу программной инженерии (например, «Системы искусственного интеллекта», «Базы данных и т. д.), из которых формировались обучающие множества для нейросетей. В анкету входил набор типовых заданий по каждому из намеченных разделов учебного плана специальности и правильные ответы к ним в виде номеров необходимых знаний и умений из предлагаемого списка для их решения.

Рисунок 5 - Схема извлечения знаний для обучения нейронной сети агента соискателя

Рассмотрим один из экспериментов, посвящённый моделированию процесса трудоустройства выпускников с низким уровнем профессиональной подготовки. В эксперименте запланировано участие трёх фирм, у которых имеется определённое количество вакансий: первый агент фирмы (company-1) имеет 2 вакансии, второй (company-2) – 4 и третий (company-3) – 1. В качестве кандидатов на работу в этих фирмах запланировано участие 15 выпускников ВУЗа с низким уровнем знаний по профилю данных фирм. Условия труда, которые предлагают фирмы в данном эксперименте, оценивались выпускниками по 8 показателям: заработная плата, предоставление жилья, форма собственности и т. д [7].

Динамика процесса визуализируется с помощью специальных окон (рис.6), в которых на каждом шаге моделирования отображается состояние трудоустройства, т.е. сколько и кого уже отобрала каждая фирма, какие выпускники ещё проходят собеседование и т.д.

Рисунок 6 - Начальное и конечное состояние моделирования

С помощью данной модели были проведены и другие эксперименты, соответствующие реальным проблемным ситуациям при трудоустройстве выпускников ВУЗа.

Заключение

Выполнен анализ возможных способов повышения информационно-образовательного уровня сайта кафедры. Предложены рекомендации по улучшению существующего кафедрального сайта путём включения в его контент мультимедийных компонент, иллюстрирующих возможности разработанных интеллектуальных систем.

В качестве примера интеллектуальной системы была рассмотрена мультиагентная система прогнозирования трудоустройства будущих выпускников кафедры, реалистично отражающая поведение людей и фирм при поиске работы в зависимости от социальных, профессиональных и экономических факторов, делегированных членам искусственных обществ модели системы трудоустройства.

Литература

1. Горбунова Л. И., Субботина Е. А. Использование информационных технологий в процессе обучения // Молодой ученый. – 2013 г.

2. Артеменко О.Г., Федяев О.И., Сысолятина С.А. Информационно-образовательный сайт интеллектуальных программных разработок кафедры программной инженерии / Материалы 5-й Международной научно-технической конференции « Современные информационные технологии в образовании и научных исследованиях» (СИТОНИ-2017). Донецк: ДонНТУ, 2018. – С.244-248.

3. Архитектура сайта [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.hmx.ru/arhitektura_saita.html

4. Правильная архитектура сайта [Электронный ресурс]– Режим доступа:http://fb.ru/article/289653/pravilnaya-arhitektura-sayta-kak-izbejat-oshibok

5. Комаревцев Е.М. Образовательные порталы как средство систематизации и структурирования информации: Учебное пособие. — Ставрополь: Изд-во СГУ, 2005.

6. Д. Лещев. Создание интерактивного Web-сайта. Учебный курс: Учебное пособие.-СПб: Изд-во Питер, 2003 г.

7. Тарасов В.Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организациям: философия, психология, информатика. – М.: Эдиториал УРСС, 2002. - 352 с.

Артеменко О.Г., Федяев О.И. Повышение информационно-образовательного уровня сайта кафедры на основе использования интеллектуальных систем. Статья посвящена вопросам расширения функциональных возможностей информационно-образовательного сайта мультимедийными иллюстрациями работы интеллектуальных систем, созданных на кафедре. Рассмотрен пример контента об интеллектуальной мульти-агентной системе моделирования процесса трудоустройства студентов.

Artemenko O. G., Fedyaev O. I. Improving the information and educational level of the Department's website based on the use of intelligent systems. The article is devoted to the expansion of the functionality of information and educational site multimedia illustrations of intelligent systems created at the Department. An example of the content of the intellectual multi-agent system simulation of the process of employment of students.

Keywords: information and educational website, intelligent systems, training, agent-oriented systems.