Деректер құрылымы мен сараптық жүйенің модулі

Мазмұны

 

Мазмұны 2

Кіріспе 3

1.  Есептің мақсатын  анықтау 6

1.1 Тестілеудің сараптық жүйесін құрудағы негізгі түсініктер 11

1.2. Қазіргі кездегі тестілеу жүйесінің жағдайы және  білімді тексеру 13

1.3.Табиғи тілдің семантикалық-бағытталған талдауының ерекшеліктері 18

2. Білімді тестілеудің сараптық жүйе жұмысының алгоритмі мен негізгі қағидалары 31

2.1. Білімді тестілеудің сараптық жүиесінің көмекші программасы 41

2.2. Тестілеудің сараптық жүйесінің функционалды - құндылықтық талдауы 48

3.Деректер құрылымы мен сараптық жүйенің модулі 60

3.1 Деректер базасын ұйымдастыру 61

3.2. Ішкі құрылымдар мен программалық модулдер 69

Қорытынды 72

Әдебиеттер тізімі 73

Қосымшалар 74

 

 

 

Кіріспе

Соңғы кезде бүкіл дүние жүзінде және Қазақстанда дистанциялық білім беру жүйесі кең етек дамуда. Оқу үрдісінде  алған білімді тексеру өте маңызды рөлге ие бола бастады. Ал, осыны жүзеге асыру үшін тестілеудің әртүрлі жүйелері қолданылынады. Маман емес адамдар арасында компьютерлердің кең таралуына орай, білімді тестілеу жүйелерінде табиғи тілді пайдаланған жөн.

Жұмыстың маңыздылығы қазіргі кездегі қолданылып жүрген білімді тестілеу жүйесі, алған білімнің нақты деңгейін бағалай алмағандықтан, келесі талаптарға сай, білімді тестілеу жүйесінің жаңа түрінде қажеттілік туындады:

• нәтижені нақты бағалау;
• пайдаланудағы қарапайымдылық;
• таңдаудан әлде шешуден қорғаныс.

Жұмыстың мақсаты осы кездегі қолданылып жүрген білімді тестілеу жүйелерді зерттеу және де жасанды зердені пайдаланып, табиғи тілмен диалог арқылы сараптық жүйесінің архитектурасы мен  сараптық жүйенің зерттеу прототипін құру.

Ғылыми жаңалығы:

1. Пайдаланушымен табиғи тілде диалог арқылы байланыс ұстап тұратын сараптық жүйенің архитектурасын құру, зерттеу;
2. Қызметі – жүйе типтік сұрақтарды қояды, жауаптар табиғи тілде беріледі, және де көмекші, бағыттаушы сұрақтар қойылатын,  пайдаланушының интерфейсі құрылып, өңделінеді;
3. Білім, фрейм желісі түрінде жинақталған, табиғи тілде септік фреймдер тәсілін пайдалана отырып семантикалық - бағыттағы анализ жүргізіледі;
4. Сыртқы деректерді сақтауда – тестілерді, білім негіздерін, XML форматтағы құжаттарды қолдану нәтижесінде тестілеу жүйесі басқа программалық жүйелермен бірігу мүмкіндігіне ие бола алады.

 

          Тәжірибелік құндылығы.

Сараптық жүйенің ішкі архитектурасына сай фрейм желісімен, сценарийді құруға және өзгертуге  тестілеу программасы құрылды.

Болашақта бұл сараптық жүйенің архитектурасын Tester және ИнтерТест жүйелерінде жүзеге асыру жоспарда болып тұр.

Зерттеулер жүргізілгеннен кейін, семантикалық анализ және бағыттаушы, көмекші сұрақтарды қою механизмі одан ары дамып, жаңаруы мүмкін.

Зерттеу әдістері.

Әдістер жасанды интеллект, семиотика, компьютерлік лингвистика, жүйелік талдау, функциональды-құндылықтық талдаулар жасау.

Жұмыстың апробациясы.

Келесі докладтардың тезистері пайдаланылды:

Бегалиева К.Б. «Совремнное состояние систем тестирования и проверки знаний» - Материалы международной научно-теоретической конференции «к 200-летию политэкономии», Алматы, Университет «Туран», ноябрь, 2004.

Бегалиева К.Б. «Особенности семантически-ориентированного анализа естественного языка» - Материалы международной научно-практической конференции «Валихановские чтения - 10», Кокшетау, 2005.

Бірінші тарауда тестілеудің сараптамалық жүйесінің табиғи тілмен диалогының прототипі мен архитектурасының құрылуы қарастырылады, білімді тестілеудің сараптамалық жүйе құрылымының негізгі түсініктеріне арналған. Және қазіргі кездегі білімді тестілеу жүйелердің жұмыстары сарапталған, олардың артықшылықтары мен кемшіліктеріне баға берілген.

Екінші тарауда компьютердегі табиғи тілде ұсынылған ұсыныстардың ерекшеліктеріне және де пайдаланушымен өзара қатынасына арналған, табиғи тілдегі ұсыныстардың стратегиялық талдауы жүргізілді. Сонымен қатар білімді тестілеудің сараптамалық жүйе жұмысының негізгі қағидалары мен алгоритмдері қарастырылады.

Бұл тарау білімді тестілеудің сараптық жүйесінің көмекші программаларына арналған. Және тестілеудің эксперттік жүйесінің функциональды-құндылықтық талдауының прототипінің қолданылуы қарастырылады.

Үшінші тарауда фрейм желісінің құрылымы және пайдалынатын алгортимдер көрсетілеген.

Жұмысты 18 суреттемелер қамтиды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Есептің мақсатын анықтау.

  Соңғы кезде келесі терминдер кең тарала бастады: «жасанды зерде жүйесі», «зерде жүйесі», «білімге негізділетін жүйе». Бұл терминдер жаңа ақпараттық технология және жаңа ұрпақтық есептеу жүйесіне жатады. Осы саладағы еңбектер, идеялар дамушы елдердің информатика мен есептеуіш техниканы дамудың ұлттық жобаларында орын алған. Сонымен қатар бұл саланың дамуымен ғылыми, өндірістік және коммерциялық салалардың шарықтауының жаңа толқыны басталды.

Осы бағыттың әдеттегі өкілі   сараптық жүйелер болып келеді.  Сараптық жүйелер дегеніміз - адам-сарапшының бір саладағы сана, білім деңгейін көрсететін, компьютерлік программа. Сараптық жүйенің құрылымында келесі негізгі бағыныңқы жүйелерді атап өтейік:

• білім базасы (пәндік саланы бейнелеу);
• логикалық шығару машинасы (білім базасында ақпаратты іздеу және әлдебір ережеге сай шешімді шығару);
• пайдаланушы интерфейсінің бағыныңқы жүйесі (пайдаланушымен диалог жүргізу).

 
Сараптық жүйенің жалпы құрылымы  келесі схемада көрсетілген:

 

 

 

Сурет 1. Сараптық жүйенің құрылымы

  Бағыныңқы жүйелер әр жүйеде әр түрлі рөлге ие болып келеді және осыған орай бөлшектер мен қағидаларында айырмашылықтары байқалады. Ескеріп өтетін жайт, жоғарыда атап өткен бағыныңқы жүйелер арасында нақты белгіленген шекара жоқ, олардың бөлінуі шартты болып келеді.

Адам қызметінің, әр саласында сараптық жүйелер қолданылынады. Сол салалардың бірі болып, білім беру саласы болып келеді, нақтылау білімді тестілеуде эксперттік жүйесін пайдалану. Бұл программалық жүйелерде білім беру мен тестілеу, сарапшының білімі негізінде жүзеге асырылады.

Тестілеу жүйесі сараптық жүйесінің өте күрделі түрі болып келгендіктен, әр саланың білімін зерттеу тәсілдерін пайдалануын және білімнің әртүрлі қайнар көздерін өзара тиімді іс-қимылдардың ұжымдастыруын қажет етеді.

Жалпы тестілеу жүйесінің зерттемесінің негізгі мақсаттары:

• нақты бір пәндік салада білімді зерттеу;
• тестілеуді басқару эдістерін зерттеу;
• тестілеушінің  қателерінің диагностикасы  мен  бақылау әдістерін зерттеу.

Осы еңбекте тестілеу жүйесі нақты мысал түрінде қарастырылады — білімді тексерудің эксперттік жүйесі, үш программмадан тұратын пакет болып келеді, яғни білім базасының программасын құру және өзгерту, диалогтың сценарийсының программасын құру және редакциялау, тестілеуді ұйымдастыру программасы болып табылады.

Зерттелетін сараптық жүйесінің бастапқы негізінде білімді бақылау үрдісінің келесі моделі жатыр. Еңбектің сценариясы негізінде іс-әрекеттердің келесі тізбектілік белгіленді:

• тестілеушінің мәліметтері енгізіледі;
• ғылымның бір саласынан тестілеудің бір сценарийсы алынады;
• сол сценарийден пайдаланушыға циклдегі тесттер бітпегенше, кезекті тест ұсынылады;
• пайдаланушының жауабы бекітіліп, эталонмен салыстырылады да, соның негізінде қатені анықтау жүргізіледі;
• диагностика нәтижесімен тест бойынша қосымша сұрақтар қойылып, тестілеушінің ағымдық сипаттамасы түзетіледі.

Осы модельге сай, қарастырылып жатқан білімді бақылау жүйесін өзара катынастағы үш бағыныңқы жүйелердің жиынтығы деуге болады:

• жауап тану бағыныңқы жүйесі;
• қатені анықтау бағыныңқы  жүйесі;
• бақылау үрдісін басқаруының бағыныңқы жүйесі.

Жауапты танудың бағыныңқы жүйесі дегеніміз пайдаланушының жауабын жүйе ішіндегі жауапта көрсетілуі.

Қатені анықтау бағыныңқы жүйесінің негізгі функциясы пайдаланушы өзі оқып жүрген пән саласындағы дұрыс емес деректерді, жауаптың эталонымен салыстырыла отырып анықталынады.

Білімді бақылау үрдісін басқарудың бағыныңқы жүйесі дегеніміз, толық сараптық жүйе жұмысын басқару жұмыс сценарийсы бойынша және де емтихан тапсырушының ағымды білім деңгейіне сай жүргізіледі.

Зерттелетін сараптық жүйенің құрылымында білімнің келесі негіздерін атап көрсетуге болады:

• нақты бір пәндік саладағы білім негізі;
• эксперттік жүйенің жұмыс барысын бейнелейтін білім негіздері (тестілеудің сценариясы);
• пайдаланушы интерфейсін ұйымдастыру сөздігі.

Пайдаланушымен өзара байланыс табиғи-тілдік интерфейс арқылы жүзеге асырылады. Сараптық жүйеде адам мен есептеуіш машина арасындағы өзара әрекет барысында табиғи тілдің пайдалануының себебі неде екенін қарастырайық.  Осыған орай екі пікір бар. Біріншісі – иә, табиғи тіл керек, өйткені компьютерлер әкелген техникалық революция адамзаттың қоғамдық және шаруашылық өмірінің барлық жағын қамтиды, тек өзінің программистік саласымен шектелмей қоймайды.

Екінші көзқарас, біріншіге қарама-қайшы, адам және электрондық есептеуіш машина арасындағы қатынас симметриялық, яғни адамның өз тілі бар, ал компьютерлерде өзіндік. Адамның үйренуге, білімге деген қабілеті жоғары және шексіз, сондықтан машиналық тілді адамдарға үйрету, адам тілін машинаға үйретуден гөрі, жеңіл әрі тез.

Бірінші көзқарас жаңашыл, рационалды болып келеді, психологиялық жақты да ескереді. Нақтылай келесі мәселелерді ескереді.

1. Әрбір іс өзіне  тән қабілетті, қасиетті қажет  етеді, ал егер ондай қабілет  болмаса іс тиімсіз болады. Есептеуіш техникада жақсы бағытталған маман болу үшін математикалық қабілет болу керек. Ондай қабілеті жоқ адамдарға, әдеби саласына жақын адамдарға есептеуіш жүйесінің кіру форматтарын үйрету мүмкін, бірақ бұндай білім “бөтен” болып, тез ұмытылып қалады. Егер ондай адамдарға көмектесіп, машинаға олардың кәсіби-табиғи тілдерін түсндірмесек, онда есептеуіш техникасын пайдаланып жүретін салалардан көптеген маңызды салалар түсіп, қолданылмай қалуы мүмкін, мысалы: медицина, дизайн, заңгерлік, әкімшілік, криминалистика, сәулет өнері, педагогика және т.б.

2. Тіпті техникалық салаға жақын, білімі бар адамдар, инженерлер, конструкторлар, технологтар, машинамен қатынас орнатуға құштарлық білдірмейді, ал оларда бір мамандық бар болған соң, бұл қатынас оларға басқа бір жеке мамандық игерумен бірдей болып көрінеді. Жас кезеңнен компьютерге бейімделу өте керек нәрсе. Бірақ, адамның машинамен табиғи қатынасын ауыстыра алмайды, жастық шақта үйренген табиғи тіл, өмір бойы қоғамның әр саласында қолданылынады, ал Электрондық есептеуіш машина әр саладағы қатынасты әртүрлі форматта жүргізеді, олар бірде өзгертілсе, бірде түбегейлі жаңаларға ауыстырылады.
3. Электрондық есептеуіш машитнамен машықтану, ұзақ мерзімді үзілістен соң ұмытылады, ал табиғи тілмен ондай нәрсе болуы мүмкін емес, өйткені ол тұрақты түрде жатталынып алынған. Сондықтан да адамның есептеуіш машинамен қатынасы табиғи тілде жүргізілуі экономикалық және әлеуметтік жағынан тиімді.

 

Адамның электрондық есептеуіш машинамен қатынасында табиғи-тілдің пайдалануында, табиғи-тілдің интерфейсінің келесі ерекшеліктерін ескеру қажет:

1. Адам-машина қатынасы симметриялық емес,  яғни адамның машинамен қатынасы, машинамен адамның қатынасынан гөрі табиғи-тілділікті көп қажет етеді. Бұның себебі психологиялық аспекте жатыр. Адамға, мәліметті өз бойына сол берілген түрінде жинақтауға қарағанда, өзіне белгісіз форматта түсіну жеңілге соғады. Сонымен, кезектілікте табиғи-тілдік қатынаста  адаманың машинамен қатынасынының артықшылығы басым.
2. Пайдаланатын табиғи тіл шектелмеуі керек, өйткені шектеулер  бекітілген еркін тілдік қатынасымен қақтығысқа ұшырайды. Формалды қатынас жүйесін игеруде шектеулер психологиялық міндетті жүктейді.

Осыдан шығатын нәтиже машинамен табиғи-тілдік қатынас орнатуда, сыртқы  шектеулер мәтінді қалай құрастыру керек туралы, ешбір нұсқаулықтар  болмауы керек.

Бірақ, осыған қармастан, адам-машина жүйесінің жұмысына табиғи тіл толығымен бірақ ене алады деуге болмайды. Адам, өзінің кәсіби саласында бола тұрып, өзін тематикалық сипаттағы шектулермен шектелініп алады.

Тұжырым

Осы еңбектің мақсаты қазіргі кезде қолданылып келетін білімді тестілеу жүйелерін және жасанды интеллектті пайдаланып, табиғи тілмен диалог арқылы сараптық жүйенің архитектурасын зерттеу, эксперттік жүйенің зерттеу прототипін құру болып табылады.

Дипломдық жұмыста үш негізгі мәселе қарастырылады:

• Пәндік саланың білімі туралы, білім негізінің құрылымын зерттеу;
• Сараптық жүйенің ішкі процедурасы мен функциясын зерттеу;
• Табиғи-тілдік интерфейс жүйесін зерттеу.