Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Реферат
Пояснительная записка имеет объём 80 страниц, 31 рисунок, 7 таблиц, 12 источников, 6 листов графического материала формата А1.
НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, ДИАГНОСТИКА, ДЕФЕКТОСКОПИЯ, ТЕСТ, ОЦЕНКА ЗНАНИЙ, ВОПРОСЫ, МЕТОД, ОБУЧЕНИЕ, ОТВЕТЫ
Объектом исследования является разработка системы автоматизированного контроля знаний специалистов по дефектоскопии.
Актуальность создания подобной системы объясняется необходимостью автоматизации процесса тестирования уровня квалификации специалистов. Компьютерное тестирование позволит уменьшить объём рутинной работы экзаменаторов, снизить влияние «человеческого фактора» на результат контроля.
Новизной предлагаемого решения является возможность редактирования и создания новых комплектов контрольных вопросов и ответов. Предусматривается обучающий режим работы системы, при котором обучаемый имеет возможность получить всесторонние комментарии по интересующим вопросам. Этот режим позволит автоматизировать процесс подготовки слушателей к сдаче квалификационного экзамена. Архитектура программного продукта является открытой и обеспечивает дальнейшее расширение функциональности.
Применение предлагаемого программного продукта позволит повысить эффективность и беспристрастность контроля знаний, увеличить производительность труда комиссии, проводящей аттестацию.
Программный продукт проходит испытания в Самарском филиале ОАО «Оргэнергонефть». После завершения периода контрольных испытаний планируется его использование для решения задач по обучению и тестирования специалистов по неразрушающему контролю.
Содержание
Введение
1. Анализ предметной области
1.1 Обзор автоматизированных систем обучения и контроля знаний
1.2 Проектирование автоматизированных дидактических программ
1.2.1 Исходная концепция
1.2.2 Целевые показатели
1.3 Психологические механизмы усвоения знаний
1.3.1 Бихевиористская теория обучения
1.3.2 Ассоциативно-рефлекторная теория усвоения
1.3.3 Теория поэтапного формирования умственных действий
1.4 Принципы создания эффективной тестирующей программы
1.4.1 Использование оценочных методик
1.4.2 Использование оценочного инструментария целенаправленным образом
1.4.3 Использование в оценках персонала целостного подхода
1.4.4 Использование непредубежденного оценочного инструментария
1.4.5 Использование только надежного оценочного инструментария
1.4.6 Валидность оценочного инструментария
1.4.7 Использование проверенных оценочных процедур и инструментов
1.4.8 Использование орудий оценки, приемлемых для целевой группы
1.4.9 Использование документированных оценочных инструментов
1.4.10 Создание условий тестирования, приемлемых для всех тестируемых
1.4.11 Приспособления оценочного процесса для людей с ограничениями
1.4.12 Безопасность оценочного инструментария
1.4.13 Конфиденциальность результатов оценки
1.4.14 Обеспечение корректной и надлежащей интерпретации оценок
1.5 Самарский филиал ОАО "Оргэнергонефть"
1.5.1 Подготовка кадров
1.5.2 Обучение эксплуатационного персонала
1.5.3 Аттестация и сертификация
1.5.4 Аккредитация
1.5.4 Аккредитация
1.6 Роль и место методов неразрушающего контроля
1.6.1 Проблема обеспечения максимально возможного срока службы систем
1.6.2 Проблемы выявления дефектов и характеристики методов НК
1.6.3 Выбор метода НК
1.6.4 Чувствительность метода контроля
2. Проектирование системы контроля знаний
2.1 Общая структура системы
2.1 Разработка подсистем
2.1.1 Подсистема конфигурирования
2.1.2 Подсистема тестирования
2.1.3 Подсистема сервиса
3. Реализация программного продукта
3.1 Общее описание пакета программ
3.2 Общие элементы построения приложений
3.2.1 Проверка на повторный запуск
3.2.2 Заставка
3.3 Редактор теста
3.3.1 Вход в программу
3.3.2 Главное окно
3.3.3 Редактирование вопросов
3.3.4 Задание настроек теста
3.3.5 Выбор метода неразрушающего контроля
3.3.6 Экспорт текста
3.3.7 Смена паролей
3.4 Клиентская программа тестирования
3.4.1 Регистрация
3.4.2 Тестирование
3.4.3 Просмотр результатов тестирования
3.5 Отладка. Контроль использования динамической памяти
3.6 Защита информации
3.6.1 Защита от несанкционированного использования
3.6.2 Защита данных
3.6.3 Защита от программ-шпионов
4. Экономическое обоснование
4.1 Расчет затрат на создание системы
4.2 Расчет экономической эффективности разрабатываемой системы
4.2.1 Расчет экономического эффекта у производителя системы
4.2.2 Расчет экономического эффекта у пользователя
5. Обеспечение безопасности жизнедеятельности
5.1 Общие положения
5.2 Требования к производственным процессам и оборудованию
5.3 Требования к организации рабочих мест
5.4 Требования к естественному и искусственному освещению
5.5 Требования к микроклимату и ионизации воздушной среды
5.6 Требования к шуму и вибрации
5.7 Требования к ионизирующим и неионизирующим излучениям
5.8 Оптимизация трудовой деятельности пользователей ПЭВМ (ПК)
Заключение
Список использованных источников
Введение
Подготовка квалифицированных специалистов по дефектоскопии является важной задачей, т.к. дефектоскописты играют важную роль в различных областях промышленного производства. Поэтому, по отношению к ним, требуются твёрдые теоретические и практические знания контрольных приборов, а также методов контроля дефектов. Для получения или подтверждения квалификации специалисты сдают квалификационный экзамен. Экзамен предусматривает получение ответов на предложенные вопросы. При этом, каждый вопрос имеет несколько вариантов ответов. На экзаменаторов ложится рутинная работа по подготовке экзамена и проверке полученных ответов. Всего, по теме экзамена предусматривается 200 и более вопросов. Поэтому, для каждого человека, сдающего экзамен, экзаменаторам необходимо подготовить список из 80 вопросов, выбранных случайным образом. Это необходимо для того, чтобы исключить вероятность фальсификации экзаменационной оценки.
Составление списка вопросов, а также и проверка ответов на них является большой и рутинной работой для экзаменаторов.
Для успешной сдачи квалификационного экзамена слушателям необходимо твёрдо знать ответы на все вопросы темы. Поэтому возникает вопрос автоматизации подготовки слушателей в экзамену.
В процессе подготовки слушатель должен иметь возможность получать разъяснения и подробные правильные ответы на предложенные вопросы. В этом случае возникает необходимость создания электронного методического пособия.
Количество и формулировки вопросов могут меняться, добавляться, удаляться. Поэтому, экзаменаторам приходится периодически корректировать списки вопросов.
Указанные выше факты указывают на необходимость компьютерной автоматизации проведения экзаменов. Создаваемый программный продукт должен удовлетворять следующим требованиям:
1. автоматическое составление списка вопросов, выбранных случайным образом
2. возможность работы в обучающем режиме, при котором пользователь может получить развёрнутую информацию по заданному вопросу.
3. необходимо наличие утилиты для конфигурирования параметров теста.
4. программный продукт должен иметь возможность создания нового набора вопросов с ответами и комментариями.
1. Анализ предметной области
1.1 Обзор автоматизированных систем обучения и контроля знаний
Систематические исследования в области компьютерной поддержки процесса обучения имеют более чем 30-летнюю историю. За этот период в США, Канаде, Англии, Франции, Японии, России и ряде других стран было разработано большое количество компьютерных систем учебного назначения, ориентированных на различные типы ЭВМ. Детальный обзор аппаратных и программно-информационных средств поддержки учебного процесса, созданных до начала 80-х гг., приведен в справочнике [1], а описание более поздних разработок можно найти в периодических обзорных выпусках российского научно-исследовательского института высшего образования (НИИ ВО) или в выпускаемых этим же институтом каталогах программных средств учебного назначения, например в [2-5].
Сферы применения компьютерных средств поддержки процесса обучения гораздо шире, чем только учебные заведения. Это крупные промышленные предприятия, военные и гражданские организации, ведущие самостоятельную подготовку и переподготовку кадров [6]. Кроме того, в цивилизованных странах становится уже стандартом снабжать новые сложные машины и технологии компьютерными обучающими системами, облегчающими и ускоряющими процесс их освоения и внедрения. За рубежом разработку "мягкого" компьютерного продукта учебного назначения (методических и программно-информационных средств) считают весьма дорогостоящим делом в силу его высокой наукоемкости и необходимости совместной работы высококвалифицированных специалистов: психологов, преподавателей-предметников, компьютерных дизайнеров. Несмотря на это, многие зарубежные крупные фирмы финансируют проекты создания компьютерных учебных систем в учебных заведениях и ведут собственные разработки в этой области [3].
В методологическом плане разработка и использование компьютерных средств поддержки обучения, в первую очередь - "мягкого" продукта, с самого начала развивались по двум направлениям, слабо связанным между собой. Первое направление опирается в своей основе на идеи программированного обучения. В его рамках разрабатываются и эксплуатируются автоматизированные обучающие системы (АОС) по различным учебным дисциплинам. Ядром АОС являются так называемые авторские системы, позволяющие преподавателю-разработчику вводить свой учебный материал в базу данных и программировать с помощью специальных авторских языков или других средств алгоритмы его изучения. Характерными представителями АОС, построенных на алгоритмах программированного обучения, длительное время являлись: за рубежом система PLATO, в нашей стране семейство АОС ВУЗ [1]. С начала 90-х годов в России и странах СНГ распространяются инструментальные среды для создания компьютерных курсов на ПЭВМ типа IBM PC зарубежного (Private Tutor, LinkWay, Costoc) и отечественного производства: АДОНИС, АСОК, УРОК и др.
Второе направление компьютеризации обучения является как бы вторичным приложением "мягкого" продукта компьютеризации различных отраслей человеческой деятельности (науки, техники, экономики и др.). Это отдельные программы, пакеты программ, элементы автоматизированных систем (АСУ, САПР, АСНИ, АСУП и др.), предназначенные для автоматизации трудоемких расчетов, оптимизации, исследования свойств объектов и процессов на математических моделях и т.п. Применение таких программных систем в учебном процессе носит более массовый характер, чем использование универсальных АОС, как в нашей стране, так и за рубежом, но, в силу своей разобщенности в содержательном плане и отсутствия единой дидактической платформы, менее известно, систематизировано и обобщено в научно-методической литературе. Среди многочисленных работ в нашей стране по адаптации отраслевых программных разработок для целей обучения определенной системностью и попытками дидактических и технических обобщений выделяются работы по созданию учебно-исследовательских САПР и АСНИ.
С начала 80-х годов интенсивно развивается новое направление в компьютеризации обучения - интеллектуальные обучающие системы (ИОС), основанные на работах в области искусственного интеллекта [6]. Существенной частью ИОС являются модели обучаемого, процесса обучения, предметной области, на основе которых для каждого обучаемого может строиться рациональная стратегия обучения. Базы знаний ИОС могут содержать наряду с формализованными знаниями экспертные знания в предметных областях и в сфере обучения. Работы в области создания ИОС безусловно перспективны, но находятся пока на стадии лабораторных исследований и, несмотря на некоторые примеры успешного применения, на уровень массовой технологии еще не вышли.
"Персональная революция" 80-х гг. принесла в сферу обучения не только новые технические, но и дидактические возможности. Это доступность ПЭВМ, простота диалогового общения и, конечно же, графика. Применение графических иллюстраций в учебных компьютерных системах позволяет не только увеличить скорость передачи информации обучаемому и повысить уровень ее понимания, но и способствует развитию таких важных для специалиста любой отрасли качеств, как интуиция, профессиональное "чутье", образное мышление. А на рынке компьютерных технологий появляются еще более перспективные для целей профессиональной подготовки технические и программные новинки. Это оптические внешние запоминающие устройства на компакт-дисках CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) с большими объемами памяти (сотни мегабайт), инструментальные программные средства гипертекста, мульти- и гипермедиа, системы "виртуальной реальности".
Компьютер, снабженный техническими средствами мультимедиа, позволяет широко использовать дидактические возможности графики и звука. С помощью систем гипертекста можно создавать перекрестные ссылки в массивах текстовой информации, что облегчает поиск нужной информации по ключевым словам, выделенным в тексте. Системы гипермедиа позволяют связать друг с другом не только фрагменты текста, но и графику, оцифрованную речь, звукозаписи, фотографии, мультфильмы, видеоклипы и т.п.
Использование таких систем позволяет создавать и широко тиражировать на лазерных компакт-дисках "электронные" руководства, справочники, книги, энциклопедии.
Развитие информационных телекоммуникационных сетей дает новый импульс системам дистанционного обучения, обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты.
Новые аппаратные и программные средства, наращивающие возможности компьютера, переход в разряд анахронизма понимания его роли как вычислителя постепенно привели к вытеснению термина "компьютерные технологии" термином "информационные технологии". Под этим термином понимают процессы накопления, обработки, представления и использования информации с помощью электронных средств. Так, суть информатизации образования определяют как создание условий учащимся для свободного доступа к большим объемам активной информации в базах данных, базах знаний, электронных архивах, справочниках, энциклопедиях.
Следуя этой терминологии, можно определить информационные технологии обучения (ИТО) как совокупность электронных средств и способов их функционирования, используемых для реализации обучающей деятельности. В состав электронных средств входят аппаратные, программные и информационные компоненты, способы применения которых указываются в методическом обеспечении ИТО.
Впечатляющий прогресс в развитии аппаратных и инструментальных программных средств ИТО предоставляет хорошие технические возможности для реализации различных дидактических идей. Однако, как показывает анализ отечественных и зарубежных компьютерных систем учебного назначения, ряд из них по своим дидактическим характеристикам нельзя назвать даже удовлетворительными. Дело в том, что уровень качества "мягкого" продукта учебного назначения закладывается на этапе его проектирования при подготовке учебного материала для наполнения баз данных АОС и электронных учебников, при создании сценариев учебной работы с компьютерными системами моделирующего типа, при разработке задач и упражнений и т.п.
1.2 Проектирование автоматизированных дидактических программ
1.2.1 Исходная концепция
Рост интереса к сущности научного знания в условиях информатизации общества привел к выявлению его неоднородности. В ходе исследований по проблемам методологии науки было предложено различать явные и неявные знания. В дальнейшем в связи с активизацией исследований проблем искусственного интеллекта, в частности их нового направления - экспертных систем, эти вариации знания были названы артикулируемыми и неартикулируемыми.
Артикулируемая часть знания относительно легко поддается превращению в информацию, которая является удобным средством передачи знаний. Она может быть передана от учителя к ученику с помощью учебных текстов и графических изображений, заранее подготовленных и хранящихся на каком-либо носителе, например на бумаге, на магнитном или оптическом диске.
Неартикулируемая часть знания представляет собой тот неосязаемый, но очень важный личностный компонент знания, который принято называть опытом, интуицией и т. п. Эта часть знания охватывает умения, навыки, интуитивные образы и другие формы личностного опыта, которые не могут быть переданы непосредственно от учителя к ученику. Они могут быть "добыты" учеником лишь в ходе самостоятельной учебной деятельности по решению практических задач.
Будем называть компьютерные системы для поддержки процесса обучения артикулируемой части знания декларативными. К их числу могут быть отнесены "электронные" книги, базы данных и другие компьютерные средства,позволяющие накапливать, хранить и передавать информацию учебного назначения, причем не только в виде текстов, но и в форме графических, аудио- и видеоиллюстраций.
Компьютерные системы для поддержки процесса освоения неартикулируемой части знания будем называть процедурными. Эти системы не содержат овеществленное знание в виде информации. Они построены на основе математических моделей, которые позволяют обучаемому в ходе детерминированного или свободного учебного исследования получать (добывать) знания о свойствах изучаемых объектов или процессов.
Не следует отождествлять понятие артикулируемой и неартикулируемой частей знания с понятием соответственно формализованных и неформализованных знаний. Нередко и неформализованные знания можно представить в овеществленном виде, например, в виде описания эвристических правил, и передать их ученику с помощью систем декларативного типа.
Необходимо отметить также, что разделение знания на две части, артикулируемую и неартикулируемую, весьма условно. Знание по своей сути неделимо. В диалогах Платона Сократ говорит Федру: "Глуп и тот, кто надеется запечатлеть в письменах свое знание, и тот, кто потом вознамерится извлечь его оттуда нетронутым и годным к употреблению". Поэтому правильнее говорить о тех или иных аспектах знания как неделимого целого. В определенной мере можно считать условным и деление компьютерных систем поддержки процесса обучения на декларативные и процедурные. Можно говорить лишь о более высокой степени детерминированности знаний и процессов их изучения в одних системах и неопределенности знаний и свободы процесса их освоения в других.
1.2.2 Целевые показатели
В педагогике (в литературе и обычной практике средней и высшей школы) много говорят о показателях, но в большинстве случаев дальше словесных формулировок типа "знания, умения, навыки" дело не идет. Среди относительно немногих работ, где дидактические показатели формулируются в количественном виде, выделяются своей системностью и логичностью исследования В. П. Беспалько. Система дидактических показателей, предложенная им, принята в данной работе. Классифицируем эти показатели по группам, изображённым на рис. 1.1.
Рис. 1.1
Показатели уровня представления учебного материала. Различают четыре формы представления учебного материала, которые соответствуют различным ступеням абстракции в описании, изображённым на рис. 1.2.
Показатели уровня представления учебного материала
Рис. 1.2
Феноменологическая (описательная) ступень, на которой с использованием обычного естественного языка лишь описывают, констатируют факты, явления, процессы. Иногда дают их классификацию.
Аналитико-синтетическое описание (ступень качественных теорий), в котором на естественно-логическом языке излагают теорию частных явлений, что создает предпосылки для предсказания исходов явлений и процессов на качественном уровне.
Математическое описание (ступень количественных теорий), в котором на математическом языке излагают теорию частных явлений. Применение математических моделей создает при этом возможность для прогнозирования исходов явлений и процессов на количественном уровне.
Аксиоматическое описание, в котором формулируют законы, обладающие междисциплинарной общностью. Примеры таких описаний можно встретить в кибернетике, философии, теории систем.
Принято обозначать уровень представления (иногда его называют уровнем научности) коэффициентом . Он может принимать значения (см. рис. 1.3). Иногда вводят и так называемый коэффициент научности
,
где - уровень представления учебного материала; - уровень развития науки по теме проектируемого комплекса.
Очевидно, что .
Показатели уровня усвоения учебного материала. Эти показатели классифицируют глубину проникновения и качество владения учащимися учебным материалом. Такая классификация позволяет четко формулировать дидактические цели при проектировании учебного комплекса и на их основе определять его состав.
Различают пять уровней усвоения учебного материала, изображённых на рис. 1.3.
Рис. 1.3. Показатели уровня усвоения учебного материала
Нулевой уровень (Понимание) - это такой уровень, при котором учащийся способен понимать, т.е. осмысленно воспринимать новую для него информацию. Строго говоря, этот уровень нельзя называть уровнем усвоения учебного материала по изучаемой теме. Фактически речь идет о предшествующей подготовке учащегося, которая дает ему возможность понимать новый для него учебный материал. Условно деятельность учащегося на "нулевом" уровне называют Пониманием.
Первый уровень (Опознание) - это узнавание изучаемых объектов и процессов при повторном восприятии ранее усвоенной информации о них или действий с ними, например, выделение изучаемого объекта из ряда предъявленных различных объектов. Условно деятельность первого уровня называют Опознанием, а знания, лежащие в ее основе, - Знания-знакомства.
Второй уровень (Воспроизведение) - это воспроизведение усвоенных ранее знаний от буквальной копии до применения в типовых ситуациях. Примеры: воспроизведение информации по памяти; решение типовых задач (по усвоенному ранее образцу). Деятельность второго уровня условно называют Воспроизведением, а знания, лежащие в ее основе, - Знания-копии.
Третий уровень (Применение) - это такой уровень усвоения информации, при котором учащийся способен самостоятельно воспроизводить и преобразовывать усвоенную информацию для обсуждения известных объектов и применения ее в разнообразных нетиповых (реальных) ситуациях. При этом учащийся способен генерировать субъективно новую (новую для него) информацию об изучаемых объектах и действиях с ними. Примеры: решение нетиповых задач, выбор подходящего алгоритма из набора ранее изученных алгоритмов для решения конкретной задачи. Деятельность третьего уровня условно называют Применением, а знания, лежащие в ее основе, - Знания-умения.
Четвертый уровень (Творческая деятельность) - это такой уровень владения учебным материалом темы, при котором учащийся способен создавать объективно новую информацию (ранее неизвестную никому).
Принято обозначать уровень усвоения учебного материала коэффициентом . Он может принимать значения в соответствии с нумерацией уровней, приведенной выше.
Для измерения степени владения учебным материалом на каждом уровне используют коэффициент (1.1)
, (1.1)
где - количество правильно выполненных существенных операций в процессе тестирования;
- суммарное (общее) количество существенных операций в тесте или батарее тестов. Под существенными понимают те операции, которые выполняются на проверяемом уровне . Операции, принадлежащие к более низкому уровню, в число существенных не входят.
По рекомендациям, данным в работе, при следует продолжать обучение (управлять процессом учения). При наступает период самоорганизации, и процесс учения может быть свободным (неуправляемым).
Степень автоматизации усвоения. Этот показатель характеризует умения как навыки в овладении осваиваемыми способами деятельности, что иногда требуется в процессе обучения. Можно измерять степень автоматизации усвоения коэффициентом (1.2).
,(1.2)
где - время выполнения теста профессионалом;
- время выполнения теста учащимся.
Осознанность как показатель качества усвоения. Осознанность учебной деятельности всегда высоко ценилась преподавателями. Под осознанностью обычно понимают умение обосновать выбор способа действия и его план - ориентировочную основу деятельности.
Различают три степени осознанности .
. Учащийся обосновывает свой выбор, опираясь на информацию изучаемой дисциплины.
. Учащийся обосновывает свой выбор, опираясь на информацию не только изучаемой, но и какой-либо смежной дисциплины.
. Учащийся обосновывает свой выбор с привлечением информации из различных дисциплин с широким использованием междисциплинарных связей.
Сложность учебного материала. Это понятие относительное. Оно связано с уровнем представления учебного материала . Если учащийся владеет аппаратом изложения материала на данном уровне (например логикой на 2-м уровне, математическим аппаратом - на 3-м), то изложение материала ему не кажется сложным, и наоборот. Так, человек с гуманитарной подготовкой, не владеющий математическим аппаратом, какой бы он ни был "сообразительный", не поймет изложение технической науки на 3-м уровне. Принцип от простого к сложному означает движение в ходе обучения от низшего уровня () к высшему ().
Трудность учебного материала. Это также понятие относительное. Оно связано с уровнями усвоения учебного материала. Чем выше уровень усвоения , тем выше трудность. При этом важна также преемственность в усвоении. Если учащийся владеет материалом на первом уровне, то переход к освоению на втором уровне ему труден, но доступен. Если же ставится задача сразу перейти от первого уровня усвоения к третьему, например после прочтения учебного пособия - к решению нетиповых задач, то это более высокая степень трудности, которая может оказаться недоступной. В процессе обучения в зависимости от выбранного целевого показателя по необходимо сначала организовать учебную деятельность на уровне , затем - и т.д. Зависимость уровня усвоения от времени приведена на рис. 1.4. Именно поэтому в системе КАДИС предусмотрена следующая последовательность применения различных компонент учебных комплексов: учебное пособие (), АУК (), тренажеры (), ППП ().
Одной из распространенных педагогических ошибок является ситуация, когда на экзамене "требовательный" преподаватель хочет, чтобы студенты решали нетиповые задачи лишь по материалам лекционных занятий, не организовав предварительно процесс обучения не только на третьем, но и на втором и первом уровнях усвоения. Дело в том, что потенциал лекции вовсе не гарантирует усвоение учебного материала на первом уровне.
Рис. 1.4. Рациональная последовательность обучения
Следует однако, заметить, что жесткая линейная структура процесса движения от низших по уровней к высшим не всегда психологически оправдана. Представьте, что вам необходимо овладеть некоей теорией, применение которой в практических задачах вы увидите только на заключительном этапе обучения. Естественно, что процесс изучения теории на уровнях не будет осознанно мотивирован. Поэтому для создания внутренней мотивации к изучению теоретического материала на уровнях полезно иногда дать обучаемым возможность в начале обучения попробовать порешать практические задачи на уровне . (Вспомните модный некогда в педагогике высшей школы прием, называемый "созданием проблемной ситуации").
1.3 Психологические механизмы усвоения знаний
1.3.1 Бихевиористская теория обучения
При разработке сценариев учебной работы целесообразно учитывать психологические закономерности усвоения знаний, установленные в педагогической психологии и позволяющие повысить эффективность процесса обучения. Рассмотрим некоторые наиболее известные и "технологичные" теории усвоения.
Бихевиористская теория обучения. В бихевиоризме (от лат. behavior - поведение) не рассматриваются внутренние процессы человеческого мышления. Изучается поведение, которое трактуется как сумма реакций на какие-либо ситуации. Один из основоположников бихевиоризма Э. Л. Торндайк (1874-1948) считал, что обучение человека должно строиться на базе чисто механических, а не сознательных принципов. Поэтому он пытался описать обучение человека с помощью простых правил, справедливых одновременно и для животных. Среди этих правил выделим два закона, послуживших платформой для дальнейшего развития теории обучения.
Первый из них, названный законом тренировки, говорит о том, что, чем чаще повторяется определенная реакция на ситуацию, тем прочнее связь между ними, а прекращение тренировки (повторения) приводит к ослаблению этой связи.
Второй закон был назван законом эффекта: если связь между ситуацией и реакцией сопровождается состоянием удовлетворенности (удовольствия) индивида, то прочность этой связи возрастает и наоборот: прочность связи уменьшается, если результат действия приводит к состоянию неудовлетворенности. Опираясь на эти законы, последователь Торндайка Б. Ф. Скиннер разработал в начале 50-х годов весьма технологичную методику обучения, названную в дальнейшем линейным программированием. В основу своей методики Скиннер положил универсальную формулу (1.3)
(1.3)
где - ситуация;
- реакция;
- подкрепление.
Учебный материал Скиннер предлагал разбивать на мелкие дозы, каждая из которых должна содержать одну ситуацию. Ситуации должны быть настолько простыми (что почти автоматически обеспечивалось малостью доз учебного материала), чтобы реакции на них практически всегда были правильными. По мнению Скиннера, правильное выполнение учебного задания уже само по себе является положительным подкреплением и приводит учащегося в состояние удовлетворенности.
В текстах программированных учебных пособий Скиннера содержались пропуски (ситуации) - один пропуск на фразу из 2-3 строк. Пропущенные слова располагали на полях страницы. Учащийся, изучая такое пособие, сначала закрывал поля, читал текст, вставляя пропущенные слова, и сразу же проверял себя, открывая ответы. Тексты учебных пособий были написаны таким образом, чтобы в процессе их чтения обеспечивалось многократное повторение всех существенных элементов учебного материала.
Применение программированных пособий Скиннера в профессионально-технических училищах США оказалось успешным: существенно сократилось время обучения, повысилась квалификация обучаемых рабочих. Однако здесь же обнаружились и недостатки методики линейного программирования:
- нудность и механистичность программированных текстов;
- отсутствие системности, целостности в восприятии учебного материала (большое количество мелких доз не способствует обобщениям);
- правильность выполнения простых заданий является положительным подкреплением лишь на первых порах чтения пособия, в дальнейшем правильное выполнение простых ситуаций уже не приносит чувства удовлетворенности;
- отсутствие адаптации (все ученики выполняют одну и ту же программу, идут по одной линии).
Значительная часть этих недостатков была устранена в предложенной Н. А. Краудером схеме разветвленного программирования, изображённой на рис. 1.5. Краудер предложил увеличить дозу информации (,на рис. 2.1) с 2-3 строк у Скиннера до примерно половины страницы. Типовая ситуация (задание) у Краудера состояла из вопроса () и трех вариантов ответов: - правильный ответ, - неточный ответ, - неправильный ответ. При неточном ответе учащийся отправлялся к корректирующей информации (), при неправильном - ему давалось разъяснение, помощь (). При правильном ответе учащийся получал положительное подкрепление () и переходил к следующей дозе информации (). Таким образом, схема разветвленного программирования имела три пути: для сильных, средних и слабых учащихся.
Рис. 1.5 Схема разветвленного программирования
Несмотря на острую критику за принципиальное невмешательство в мышление учащегося (бихевиористы управляют лишь его поведением), бихевиористская теория обучения получила широкое распространение и была реализована в ряде технических обучающих устройств [1]. И в настоящее время универсальная схема этой теории (ситуацияреакцияподкрепление) в ее линейной или разветвленной форме является стержневым фрагментом многих компьютерных обучающих программ.
1.3.2 Ассоциативно-рефлекторная теория усвоения
Ассоциативно-рефлекторная теория усвоения. Ассоциацию в данной теории определяют как связь между психическими явлениями, при наличии которой актуализация одного явления вызывает появление другого. Таким образом, обучение в ассоциативно-рефлекторной теории трактуется как установление связей между различными элементами знания. Связи принято делить на внешние и внутренние. Внешние связи дают чисто механическое заучивание. Например, правило для запоминания цветового спектра: "Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан". Внутренние же, логические связи позволяют из одних элементов знания получать (выводить) другие элементы.
Необходимыми условиями для применения ассоциативно-рефлекторной теории усвоения являются наличие у обучаемых определенного фундамента знаний и владение ими логическими операциями, позволяющими связывать между собой ранее изученные и новые элементы знания. Методику ассоциативно-рефлекторного обучения можно представить в виде схемы из шести следующих этапов.
- Актуализация ранее усвоенных элементов знания (контроль, напоминание).
- Установление связей между ранее усвоенными и новыми элементами знания.
- Фиксация и осмысление новых элементов знания.
- Закрепление новых знаний.
- Обобщение ранее усвоенных и новых элементов знания в единую систему.
- Закрепление обобщенного знания.
При конкретной реализации этой схемы в глобальном сценарии учебной работы с обучающей программой локальные сценарии каждого этапа могут быть построены на основе универсальной бихевиористской формулы (2.1).
1.3.3 Теория поэтапного формирования умственных действий
Теория поэтапного формирования умственных действий. Основы этой теории были заложены П.Я. Гальпериным и в дальнейшем были развиты в работах Н.Ф. Талызиной и других его последователей. В соответствии с этой теорией процесс обучения целесообразно планировать в виде схемы, состоящей из шести следующих этапов.
1. Создание мотивации для изучения учебного материала.
2. Формирование ориентировочной основы деятельности, например, изучение общей структуры учебного материала.
3. Материальная или материализованная форма деятельности. На этом этапе организуется учебная деятельность непосредственно с изучаемыми материальными объектами или с их заменителями: макетами, чертежами, схемами и т.п.
4. Абстрагированная от материальных объектов внешнеречевая деятельность. Это может быть не только проговаривание вслух, но письмо.
5. Абстрагированная деятельность, протекающая в форме внутренней речи (внешняя речь про себя).
6. Учебная деятельность, протекающая в абстрагированной свернутой, умственной форме.
Концепция алгоритмизации. Основная сфера применения этой теории усвоения - изучение алгоритмов решения задач. Технологическая схема учебной работы по этой теории состоит из пяти этапов.
1. Осознание области применения усваиваемых способов.
2. Ознакомление с алгоритмом решения задачи в целом.
3. Учебная деятельность по алгоритму с внешней опорой (алгоритм перед глазами).
4. Учебная деятельность по алгоритму с эпизодической внешней опорой (алгоритма перед глазами нет, но есть возможность заглянуть в его описание).
5. Учебная деятельность по алгоритму без внешней опоры.
1.4 Принципы создания эффективной тестирующей программы
1.4.1 Использование оценочных методик
Решающим для использования тестов является ясное понимание того, что должно быть измерено и для какой цели.
Оценочный тест или оценочная процедура обеспечивает только часть общей «картинки» относительно того или иного индивида. С другой стороны, процесс персональной оценки комбинирует и оценивает всю информацию, собранную относительно индивида.
В настоящее время все шире распространяется стремление использовать социологический и социально-психологический инструментарий в процессе управления персоналом. Это и понятно: внедрение рыночных механизмов настоятельно требует внедрения и рыночно-ориентированных методик в работе со своими актуальными и потенциальными сотрудниками. Огромное количество литературы, посвященной различного рода тестам и методикам оценки, их возможностям и роли в управленческой деятельности, действительно создает впечатление об их безграничной власти и решающем значении. Книги и руководства по проблемам управления, отстаивая необходимость перехода от управления персоналом к управлению человеческими ресурсами, подчеркивают необходимость использования современных технологий оценки индивида с точки зрения его возможной/наличной занятости и ограничений, связанных с данной сферой занятости или деятельности.
Оценочные (тестирующие) методики и программы используются в первую очередь для отбора персонала, расстановки его, обучения и развития, продвижения или исследования карьеры. Следует признать факт, что использование подобных методик и программ действительно может дать средства для нахождения оптимального баланса между работниками и работодателями, для увеличения адекватности информации о персонале, для улучшения процесса использования полученной информации при принятии решений.
Использование оценочных или тестирующих методик и программ может принести реальную пользу организации, если выяснено, что текущие процедуры отбора или расстановки сотрудников не приносят должного эффекта, если налицо низкая производительность труда, если ошибки работников имеют серьезные финансовые последствия или негативно влияют на здоровье или безопасность, если высока степень абсентеизма, если имеющиеся процедуры оценки не соответствуют правовым или профессиональным стандартам. Резюмируя, признаем, что профессионально развитые оценочные и тестирующие методики, процедуры и программы могут помочь в выборе более квалифицированных и продуктивных работников.
Однако обольщение и самообольщение, связанные с эффективностью тестов и оценок, заставляют иногда забыть, что любая оценочная методика или процедура, любой оценочный инструментарий подвержены ошибкам. Немаловажно осознание и того, что в нашей стране практически отсутствует нормативно-правовое регулирование использования оценочных методик и программ в практике управления персоналом.
Ниже излагаются 13 принципов, которые обеспечивают исходный достаточный каркас для создания и функционирования эффективной оценочной и тестирующей программы. Следует отметить, что профессиональным психодиагностам данные принципы известны – формально или содержательно. Но профессиональных диагностов не так уже много, а, кроме того, руководитель, от которого зависит принятие решения об использовании оценочных программ, должен все же иметь пусть минимальную «стартовую точку» для своих действий, иметь более или менее «формализованное» представление о ценности подобных программ, их сложности, трудоемкости, требованиях к ним и возможных ограничениях.
1.4.2 Использование оценочного инструментария целенаправленным образом
Решающим для использования тестов является ясное понимание того, что должно быть измерено и для какой цели. Оценочные стратегии должны быть развиты с ясным пониманием знаний, умений, навыков, способностей, характеристик, персональных черт, которые вы хотите измерить. Желательно также иметь ясную идею относительно того, для чего предназначено каждое оценочное орудие.
Орудия персональной оценки различаются по цели (отбор, расстановка, использование, обсуждение продвижения, обучение), по тому, что именно они намерены оценивать (навыки, умения, способности, стиль, интересы), по тому, что именно они должны предсказывать (успехи в работе, потенциал, карьерный успех, удовлетворенность работой, занятие определенной должности), способу (ручные, образчиковые, компьютерные), по уровню стандартизации, объективности и общности (стандартизированный тест с вариантами ответов, субъективная оценка резюме, персональная оценка без предложения каких-либо правильных или неправильных ответов).
Оценочный тест или оценочная процедура обеспечивает только часть общей «картинки» относительно того или иного индивида. С другой стороны, процесс персональной оценки комбинирует и оценивает всю информацию, собранную относительно индивида.
1.4.3 Использование в оценках персонала целостного подхода
Оценочный инструментарий должен быть таким, чтобы он обеспечивал важнейшей информацией относительно индивида и был релевантен предполагаемой деятельности. Ни одно из оценочных орудий не является 100% валидным, все подвержены ошибкам. Более того, какой-либо один инструментарий обеспечивает лишь ограниченный взгляд на индивида, поэтому необходимо использовать разнообразие орудий для оценки навыков, умений, способностей и иных релевантных работе характеристик.
Поскольку в оценке кандидатов используется набор орудий и инструментов, необходимо их сочетать между собой. В этом случае обычно используются «составной барьер» или «общая оценка» или их комбинация. Подход на базе «составного барьера» строится таким образом, что каждый тест или оценочная процедура продолжается в рамках одного оценочного процесса. (Примерами являются так называемые «тестовые батареи», наиболее известными из которых являются шкалы измерения интеллекта Векслера, батарея тестов общих способностей (GATB), тест структуры интеллекта Амтхауэра (TSI).) Общая оценка ряда тестов позволяет достичь баланса некоторого сорта, при этом низкие оценки по одному тесту могут быть компенсированы высокими оценками по другому тесту. При таком подходе каждый тест или процедура приобретают еще и относительный вес в рамках всей программы оценки.
1.4.4 Использование непредубежденного оценочного инструментария
Оценочный инструментарий, результаты, полученные посредством его использования, и соответствующие решения должны обеспечивать всем тестируемым равные права и возможности. Никакие решения не могут быть основаны на возрастных, половых, национальных, религиозных и иных различиях между кандидатами – учитываться должны лишь релевантные работе характеристики, касающиеся знаний, навыков, умений и способностей. Оценивающие процедуры и программы, в той или иной степени находящиеся под влиянием негативных, нежелательных факторов, должны быть исключены, иначе говоря, используемые тесты и процедуры оценки должны быть сертифицированы соответствующим образом. Если все же нельзя избежать использования программ с проявляющимися в той или иной степени негативными, нежелательными влияниями, то такое положение может быть оправдано лишь двумя факторами. Если есть свидетельства в пользу того, что именно эта оценочная программа релевантна данному виду деятельности, либо если есть свидетельства в пользу того, что ее использование оправдывается производственной необходимостью.
1.4.5 Использование только надежного оценочного инструментария
Наиболее эффективные решения о занятости относительно индивида могут быть сделаны посредством использования тестов. Необходимо учитывать следующее. Тест проверяет то, что он должен проверить, непротиворечиво или надежно. Это означает, что индивид, снова проходящий тест, получает сходные оценки. Тест измеряет именно то, что от него требуется. Например, тест ментальных способностей фактически определяет именно ментальные способности, а никакие другие характеристики. Тест релевантен работе, другими словами, тест определяет одну или более характеристик, которые важны для работы. Например, арифметические тесты могут помочь выбрать квалифицированных работников для той работы, где требуется знание арифметических операций.
Надежность указывает на то, насколько непротиворечиво или надежно тест измеряет (определяет) некоторую характеристику. Если индивид проходит тест вновь, он получает сходные оценки. Вместе с тем, имеется несколько причин, почему индивид, вновь проходящий тест, не получает сходные оценки: временные психологические или физические изменения тестируемого (результаты теста могут зависеть от психологического или физического состояния тестируемого); факторы окружения (различия в окружении, такие как температура комнаты, освещение, уровень шума или даже личность проводящего тест, могут влиять на результаты); форма теста (многие тесты имеют разную форму или версию. Хотя каждая форма предназначена оценивать одно и то же, но может содержать различные оттенки – скажем, на бумажном носителе, в электронной версии, в устном исполнении); множественность оценивающих (в определенных тестах сфера оценки обусловлена суждениями оценивающего и его референциальным каркасом).
Указателем надежности теста является степень, в которой сфера оценок теста не подвержена влиянию указанных факторов. Необходимы именно такие тесты, степень надежности которых высока.
Надежность теста определяется его коэффициентом, который может колебаться от 0 до 1. Не следует ожидать, что в вашем распоряжении будет иметься тест с надежностью, равной 1. Обычно говорится, что если надежность теста 0.9 и более, то результаты его превосходны, тест с надежностью 0.8 – 0.89 дает хорошие результаты, тест с надежностью 0.7 – 0.79 дает адекватные результаты, тест с надежностью менее 0.7 может иметь ограниченную приложимость. Вместе с тем, не следует выбирать тест, который полностью базируется на величине его коэффициента надежности. Для оценки надежности теста необходимо принимать во внимание тип теста, тип надежности, контекст использования теста.
Каждый тип обусловлен различными источниками ошибок измерения. Перед каждым тестом, перед принятием решения об его выборе, необходимо внимательно знакомиться с руководством и определить, приемлема ли его надежность. Допустимый уровень надежности будет отличаться в зависимости от типа теста и используемой оценки надежности. Возможно перечислить несколько типов:
- надежность типа «тест – повторный тест» указывает на возможность получения таких же результатов по тесту по прошествии времени. Это указывает также на стабильность измеряемых тестом характеристик (конструктов), при этом следует отметить, что некоторые характеристики более стабильны, чем другие;
- надежность альтернативной, или параллельной, формы. Речь идет о том, что результаты теста подобны, если индивид выбирает одну или несколько его альтернативных форм;
- надежность типа «интер-оценка» указывает, что результаты теста подобны при проведении его двумя или более оценщиками;
- надежность типа «внутренняя непротиворечивость» указывает границы, в которых тест измеряет одно и то же.
1.4.6 Валидность оценочного инструментария
Другой важной характеристикой в избрании теста является его валидность, указывающая, какие именно характеристики определяет тест и насколько хорошо он это делает. Валидность говорит о том, имеет ли отношение измеряемая тестом характеристика к квалификациям и требованиям, относящимися к работе. Валидность придает значение результатам теста, то есть связывает тест и работу, говорит, можно ли сделать какое-либо заключение о ком-то, исходя из результатов его тестирования. Валидность описывает также степень, в какой можно делать специфические заключения относительно людей, основываясь на результатах их тестирования. Естественно, следует проводить различия между валидностью и надежностью: первая говорит о том, насколько хорош тест для отдельной ситуации, вторая – насколько истинные результаты дает тест (тест может быть надежным, но не быть валидным). Тест может оказаться невалидным для различных целей, скажем, он может адекватно показывать технические навыки, но быть бесполезным при определении лидерских качеств. Сходным образом, валидность теста обоснована относительно специфических групп индивидов, называемых референтными группами - тест может оказаться невалидным применительно к различным группам. Вполне реальна ситуация, когда целевая группа может не входить в число референтных групп.
Возможно назвать три условия обоснования валидности: валидность относительно критерия (требующая демонстрации корреляции или иного статистического взаимоотношения между результатами теста и требованиями работы), валидность относительно содержания (требующая демонстрации того, что содержание теста представляет важнейшие относительно работы черты поведения), валидность относительно конструктов (требующая демонстрации того, что тест определяет именно тот конструкт или характеристику, для определения которой он предназначен, и что эта характеристика важна для успешности в работе).
Отдельная работа, для которой выбран тест, должна быть очень сходна с той, для которой тест был построен первоначально. Определение степени сходства требует анализа работы, то есть систематического процесса, предназначенного для идентификации задач, обязанностей, навыков и условий работы, а также знаний, умений, способностей и иных характеристик, необходимых для данного вида деятельности.
1.4.7 Использование проверенных оценочных процедур и инструментов
Разработка и использование собственных оценочных процедур является весьма дорогостоящим и трудоемким делом, и обычно следует предпочесть использовать профессионально развитые орудия и процедуры, при этом, конечно, следует убедиться в пригодности подобных процедур именно в данном случае. Проведение тестирования, оценок требует, с одной стороны, определенной квалификации от тестирующих, с другой – сами предлагаемые процедуры должны быть сертифицированы соответствующим образом. Целесообразнее обратиться в имеющиеся центры тестирования и оценки при условии, что последние имеют необходимый опыт работы, сертифицированный инструментарий, который целенаправленно может быть использован для измерения умственных или физических способностей, уровня и объема знаний, оценки личности и ее характеристик, а также иметь соответствующие рекомендации и свидетельства.
1.4.8 Использование орудий оценки, приемлемых для целевой группы
В оценке валидности важно определить, может ли тест быть использован тем специфическим способом, к которому вы его предназначаете, и подобна ли ваша целевая группа референтной группе. В этом смысле руководство к проведению теста должно описывать свидетельство валидности, поддерживающее использование теста для специфических целей, иначе говоря, руководство должно включать описание процедур, использованных в исследовании валидности, и результатов этих исследований. Руководство к проведению оценочных процедур и программ должно содержать возможные валидные использования теста, описание образчиков групп, для которых тест был построен, а также групп, для которых он может быть использован.
1.4.9 Использование документированных оценочных инструментов
Огромное количество опубликованных тестов как в серьезной, так и в более популярной литературе, не всегда адекватно излагает ограничения по их использованию, их подробное описание, ключи к ним. Разработки, предлагаемые к использованию, зачастую содержат лишь рекламную информацию, более подробная информация скрывается со ссылками на «ноу-хау». Для принятия решения об использовании оценочных инструментов необходимы по меньшей мере подробное описание теста, его наименование, время и место создания, авторство, формы и способы проведения, цена, информация о надежности и валидности, сведения об апробации, отзывы специалистов.
Соответствующая подготовка административного персонала. Речь, в первую очередь, идет о той совокупности требований к проводящим оценку и тестирование, которая объединяется термином «тестовая компетентность» и может содержать, по некоторым оценкам, до 90 элементов. В некоторых странах (США, Великобритания, Германия) требования к подготовке административного персонала закреплены соответствующим нормативным документом. Поскольку в нашей стране этого еще пока нет, требования закрепляются содержательно; при принятии решения об оценке и тестировании руководство должно иметь твердую уверенность в компетентности тех, кому будет поручено осуществление этого.
1.4.10 Создание условий тестирования, приемлемых для всех тестируемых
На надежности и валидности оценочных процедур могут сказываться различные внешние влияния. Негативных внешних влияний полностью избежать невозможно, но можно минимизировать, для чего необходимо выбрать подходящее место для проведения оценочных процедур – с хорошими освещением, вентиляцией, температурой и тишиной. Тестовые материалы и место проведения должны быть подготовлены заранее. Все тестируемые должны быть предварительно извещены, а перед испытанием проинструктированы должны образом, им должны быть заданы вопросы об их внутренней готовности, самочувствии. Важно еще и то, что весь процесс оценки должен проводиться одним и тем же персоналом, поскольку оценочные процедуры предназначены для учета различий между тестируемыми, но не между тестирующими.
1.4.11 Приспособления оценочного процесса для людей с ограничениями
Целый ряд рабочих мест может быть занят как людьми без каких-либо «недостатков», так и людьми, имеющими те или иные ограничения. Любые оценочные программы и используемый в них инструментарий должны быть адаптированы к людям, имеющим ограничения, но с тем, чтобы не страдали критерии оценки и релевантность программ и инструментария. Если адаптация инструментария не может быть осуществлена без нарушения валидности и надежности, следует рассматривать альтернативные оценочные стратегии.
1.4.12 Безопасность оценочного инструментария
Для получения справедливых и валидных результатов ни один из тестируемых не должен иметь доступа к оценочному инструментарию заранее. Иначе говоря, должна быть обеспечена его защита от несанкционированного доступа в полном соответствии с требованиями защиты и безопасности информации.
1.4.13 Конфиденциальность результатов оценки
Требования, аналогичные предыдущим, связаны и с возможностями доступа к полученным результатам, которые должны быть доведены лишь до ограниченного числа руководителей, да и то до некоторых из них лишь в обобщенном виде. При этом, в соответствии с нормативными документами, тестируемый имеет право на ознакомление с продемонстрированными им результатами.
1.4.14 Обеспечение корректной и надлежащей интерпретации оценок
В случае, если результаты тестов делают какие-либо выводы относительно характеристик, способностей и иных черт индивида, которые могут представлять интерес для последующей работы, возникают вопросы их интерпретации, в частности, должны ли результаты тестирования индивида сравниваться с результатами других (другого) тестируемого, с группой тестируемых или с какими-то абсолютными оценками, абсолютным уровнем. Возможны следующие варианты.
- Интерпретация теста со ссылкой на нормы. В данном случае речь идет о сравнении результатов тестирования с результатами, полученными от референтной группы, которая выступает как нормативная группа. Нормативная группа состоит из большого репрезентативного образчика индивидов специфической «популяции», например, чиновников, студентов, людей какой-то одной специальности. Если в тесте предполагается именно такая интерпретация, то руководство к тесту должно давать детализированное описание норм и нормативных групп. Тогда следует убедиться, что тестируемая группа подобна нормативной группе по образовательному, языковому, культурному основанию.
- Интерпретация теста со ссылкой на критерии. Результаты теста в этом случае должны указывать сумму навыков или знаний, которыми должны обладать тестируемые относительно отдельной области или содержательной сферы. Тест устанавливает просто степень компетентности. Такого сорта тесты обычно используются в сертифицировании, установлении образовательного уровня и подобных. Руководство к тесту должно указывать минимальный приемлемый уровень.
Обычно результаты представляются в количественных показателях. Следует понимать систему обсчета и оценки, в которых выделяются следующие типы:
- - «сырая» оценка, то есть оценка невыверенная, не приспособленная к определенным нуждам. Обычно она представляет число корректных оценок, но, поскольку ряд тестов не предусматривает наличие правильных или неправильных ответов, сырые оценки могут представлять просто число позитивных ответов. Сырые оценки обычно не обеспечивают достаточным количеством полезной информации. Предположим, что в математическом тесте тестируемый дал 25 правильных ответов на 50 вопросов. Много это или мало? Может оказаться и так, что после прохождения данного теста группой индивидов такая оценка окажется наивысшей, и тогда важным является контекст сравнения данного индивида с другими;
- - стандартные оценки. Данные оценки являются конвертированными сырыми оценками, они указывают, где находятся оценки индивида в сравнении с референтной группой;
- - процентные оценки. Такие оценки являются другим типом конвертированных оценок. Сырая оценка индивида конвертируется в некоторое число, указывающее процент людей в референтной группе, получивших оценки ниже оценки данного индивида. Например, оценка в 70% значит, что индивидуальная оценка является той же самой или выше, чем оценки 70% тех, кто проходил такое же тестирование.
Следует учитывать также и аналитически выверенное распределение оценок. Большое количество человеческих характеристик таких как вес, рост, математические способности, типичные навыки распределены в популяции в значительной степени типичным образом. Такое распределение на графике даст нормальную кривую, имеющую симметричную колоколовидную форму. Кроме того, обычно в руководствах упоминается две характеристики стандартного распределения оценок: среднее значение (мера основной тенденции) и стандартная девиация (мера вариабельности распределения), подробное рассмотрение которых выходит за рамки данного материала.
1.5 Самарский филиал ОАО "Оргэнергонефть"
1.5.1 Подготовка кадров
Самарский филиал ОАО "Оргэнергонефть" осуществляет подготовку кадров (основных профессий) для производств и объектов нефтяной и газовой промышленности, магистральных трубопроводных систем и объектов котлонадзора:
- обучение проводится по программам, согласованным с Госгортехнадзором России;
- проведение теоретических занятий;
- приемка экзаменов с участием представителя Госгортехнадзора России;
- выдача удостоверений установленного образца;
- практическое обучение на рабочих местах безопасным методам работы.
На сегодняшний день ОАО "Оргэнергонефть" производит обучение специалистов на I, II, III уровни:
1. по вибродиагностике:
1.1 правилам вибродиагностики;
1.2 приемам работы на имеющемся у Заказчика вибродиагностическом оборудовании.
2. по техническому надзору за качеством строительства объектов магистральных трубопроводов по специализациям:
2.1 инспектор по общестроительным работам;
2.2 инспектор изоляционно-укладочных работ;
2.3 строительный инспектор;
2.4 инспектор по сварке.
3. по неразрушающим методам контроля:
3.1 рентгеноконтроль;
3.2 ультразвуковой контроль;
3.3 визуально-измерительный контроль;
3.4 акустико-эмиссионный контроль;
3.5 капиллярный контроль.
1.5.2 Обучение эксплуатационного персонала
ОАО "Оргэнергонефть" является базовым предприятием Самарского технического университета по подготовке инженерных кадров по вновь открывающейся специальности "Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ" со специализацией "Эксплуатация, диагностика и ремонт объектов трубопроводных систем".
1.5.3 Аттестация и сертификация
Центральная лаборатория неразрушающего контроля и диагностики Самарского филиала ОАО "Оргэнергонефть" аттестована в РосЭКе и является Органом по аттестации лабораторий неразрушающего контроля и диагностики:
1. наименование оборудования:
1.1 паровые котлы с давлением пара более 0,07 МПа и водогрейные котлы с температурой воды выше 115°С;
1.2 сосуды, работающие под давлением свыше 0,07 МПа;
1.3 трубопроводы пара и горячей воды;
1.4 подъемные сооружения;
1.5 вышки буровые и их основания, агрегаты, инструмент и приспособления;
1.6 магистральные нефтепродуктопроводы;
1.7 технологические трубопроводы промышленных предприятий;
1.8 машины и аппараты потенциально опасных производств химической, нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей промышленности.
2. виды (методы) неразрушающего контроля и диагностики:
2.1 радиационный;
2.2 акустический (ультразвуковой, акустико-эмиссионный);
2.3 магнитный;
2.4 проникающими веществами;
2.5 визуальный и измерительный;
2.6 вихретоковый;
2.7 вибрационный.
3. виды деятельности:
3.1 изготовление;
3.2 строительство;
3.3 ремонт;
3.4 реконструкция;
3.5 монтаж;
3.6 техническое диагностирование и экспертное обследование;
3.7 неразрушающий контроль.
1.5.4 Аккредитация
Самарский филиал ОАО "Оргэнергонефть" соответствует требованиям Системы неразрушающего контроля Госгортехнадзора России, предъявляемым к Независимым органам по аттестации лабораторий неразрушающего контроля.
Область аккредитации
1. наименование оборудования (объектов)
1.1 объекты котлонадзора;
1.2 системы газоснабжения (газораспределения);
1.3 подъемные сооружения;
1.4 оборудование нефтяной и газовой промышленности;
1.5 оборудование взрывопожароопасных и химически опасных производств.
2. виды (методы) неразрушающего контроля:
2.1 акустический;
2.2 радиационный;
2.3 магнитный;
2.4 вихретоковый;
2.5 проникающими веществами (капиллярный);
2.6 вибродиагностический;
2.7 визуально-измерительный.
1.6 Роль и место методов неразрушающего контроля
1.6.1 Проблема обеспечения максимально возможного срока службы систем
Экономическая эффективность сложных технических систем (комплексов), таких как:
- космические системы
- (космические аппараты, стартовые и ракетные комплексы);
- летательные аппараты
- (самолеты различных типов и назначения);
- энергетические системы
- (ядерные энергетические установки АЭС и системы их энергообеспечения, ТЭС);
- предприятия нефтегазовой промышленности
- (системы магистральных трубопроводов, перекачки нефти и газа);
- крупные военные объекты
- и т.д., за весь период их эксплуатации напрямую зависит от значений их текущей надежности и показателей долговечности (технического ресурса, срока службы).
Проблема обеспечения максимально возможного срока службы, "замедления" старения таких систем, продления их сроков эксплуатации, в условиях жестко ограниченных средств (финансовых возможностей, человеческих ресурсов и, др.), является одной из актуальнейших проблем для ученых, экономистов и технических специалистов различных стран. Последствия возникновения отказов, неисправностей или дефектов в таких системах могут приводить к последствиям вплоть до трагических: глобальным катастрофам, поражению окружающей среды, человеческим жертвам, большим финансовым и материальным потерям. Так, затраты на проведение мероприятий по неразрушающему контролю (НК) и связанных с ним работ во время эксплуатации АЭС составляют не менее 50% всех затрат, связанных с эксплуатацией станции [1], при потерях около 675000 долларов США в случае простоя одного блока 1000 Мвт (эл) в течение эффективных суток. Категоричность требований общественности о необходимости исключения техногенных катастроф, которые происходят с частотой 600-700 в год с ущербом для окружающей среды, делает проблему безопасности систем еще более актуальной.
Исследования в данном направлении невозможны без использования системного подхода, учета различных мероприятий и решения задач, которые могут привести к улучшению состояния систем, гарантировать приемлемую надежность и продление их периода эксплуатации с учетом экономических критериев и ограничений.
Для систем с высокой ценой отказа очень важным является и человеческий фактор, который часто играет определяющую роль при проведении НК. Повышение уровня образования персонала позволяет повысить как достоверность контроля, так и существенно влиять на надежность системы в целом.
1.6.2 Проблемы выявления дефектов и характеристики методов НК
При проведении мониторинга технического состояния (ТС) сложных систем и агрегатов одной из актуальных является задача объективного своевременного обнаружения дефектов различной природы и организация контроля за развитием дефектов из-за старения элементов при эксплуатации.
Одним из путей предотвращения нежелательных последствий от эксплуатации изделий с дефектами является систематичное использование методов НК [1-4]. Дефектом, согласно нормативно-технической документации (НДТ) (ГОСТ 17-102), называется каждое отдельное несоответствие продукции требованиям. Однако в практике применения средств неразрушающего контроля нет полного соответствия понятия "дефект" определению по ГОСТ. Обычно под дефектом понимают отклонение параметра от требований проектно-конструкторской документации, выявленное средствами неразрушающего контроля. Связь такого понятия с определением по ГОСТ устанавливается путем разделения дефектов на допустимые требованиям НТД и недопустимые.
Обобщая, здесь и далее под дефектом будем понимать физическое проявление изменения характеристик объекта контроля с параметрами, превышающими нормативные требования. По происхождению дефекты подразделяют на производственно-технологические, возникающие в процессе проектирования и изготовления изделия, его монтажа и установки, и эксплуатационные, возникающие после некоторой наработки изделия в результате процессов деградации, а также в результате неправильной эксплуатации и ремонтов.
В дальнейшем, говоря о дефектах, выявляемых средствами и методами НК, будем иметь в виду эксплуатационные и производственно-технологические дефекты, не выявленные при изготовлении и сдаче систем в эксплуатацию.
Так, например, (в зависимости от объекта) вся совокупность объектов и систем может быть разбита на группы, для которых характерны однотипные дефекты:
- силовые металлоконструкции (стрелы грузоподъемных машин, установщиков, несущие форменные конструкции, силовые элементы агрегатов обслуживания);
- сосуды, теплообменные аппараты, трубопроводы (сосуды и емкости, влагомаслоотделители и холодильники компрессорных установок, тепло-обменные аппараты, камеры нейтрализации, магистрали газов и жидкостей и др.);
- механизмы и машинное оборудование (гидроприводы, редукторы, насосы, компрессоры, вентиляторы и приводные электродвигатели, дизельные электростанции);
- трубопроводы, корпуса систем под давлением, парогенераторы, системы жидкоснабжения;
- контрольно-измерительные приборы (КИП) и автоматика, оборудование систем управления;
- кабельное оборудование (силовые кабели, измерительные кабели, кабели систем управления, кабели связи);
- электронное оборудование;
- оборудование электроснабжения (трансформаторы, коммутационная аппаратура);
- объекты, содержащие радиоактивные вещества, активность которых определяется без разрушения исходных матриц;
- конструкции строительных сооружений.
Рассмотрим некоторые наиболее характерные дефекты приведенных систем.
Для силовых металлоконструкций характерны литейные дефекты (рыхлота, пористость, ликвационные зоны, дендритная ликвация, зональная ликвация, подусадочная ликвация, газовые пузыри или раковины, песчаные и шлаковые раковины), металлические и неметаллические включения, утяжины, плены, спаи, горячие, холодные и термические трещины); дефекты прокатанного и кованого металла (трещины, флокены, волосовины, расслоения, внутренние разрывы, рванины, закаты и заковы, плены); дефекты сварных соединений (трещины в наплавленном металле, холодные трещины, микротрещины в шве, надрывы, трещины, образующиеся при термообработке, рихтовочные трещины, непровары, поры и раковины, шлаковые включения), дефекты, возникающие при обработке деталей (закалочные и шлифовочные трещины, надрывы); дефекты, возникающие при эксплуатации изделий (усталостные трещины, коррозионные повреждения, трещины, образующиеся в результате однократно приложенных высоких механических напряжений, механические повреждения поверхности).
Для сосудов, теплообменных аппаратов, трубопроводов характерны производственно-технологические и эксплуатационные дефекты, аналогично силовым металлоконструкциям. Помимо этого для данной группы оборудования характерны негерметичности соединений, приводящие к утечкам рабочих сред, уменьшение проходных сечений в результате отложений на стенках продуктов коррозии и накипи.
Для механизмов и машинного оборудования характерны износ и поломка деталей, повреждение уплотнений, сопровождающиеся утечкой рабочих жидкостей, местным аномальным нагревом частей оборудования, посторонним шумом, повышенной вибрацией.
Для КИП и автоматики, оборудования систем управления характерны выход из строя отдельных блоков и приборов, нарушение электрического контакта, уменьшение сопротивления и пробой изоляции.
Для кабельного оборудования характерны уменьшение сопротивления изоляции, старение изоляции, обрыв жил кабеля, возгорание изоляции и др.
Для электронного оборудования характерны выход из строя блоков и отдельных элементов.
Для оборудования электроснабжения характерны залипания контактов, выход из строя концевых выключателей и приводов межсекционных выключателей.
Для конструкций строительных сооружений характерны такие дефекты, как трещины, раковины, несплошности бетона, дефекты армирования бетона, разрушение фундаментов и оснований и т.д.
Для объектов с радиоактивными веществами под дефектами можно понимать уровни активности, превышающие допустимые нормы. Таким образом, для каждой из групп оборудования можно составить перечень методов НК и перечень приборов и технологий их применения для реализации этих методов.
1.6.3 Выбор метода НК
Выбор метода НК должен быть основан помимо априорного знания о характере дефекта на таких факторах, как:
- условия работы изделия;
- форма и размеры изделия;
- физические свойства материала деталей изделия;
- условия контроля и наличие подходов к проверяемому объекту;
- технические условия на изделия, содержащие количественные критерии недопустимости дефектов и зачастую нормирующие применение методов контроля на конкретном изделии;
Достоверность результатов определяется чувствительностью методов НК, выявляемостью и повторяемостью результатов и основана на тщательной калибровке.
1.6.4 Чувствительность метода контроля
Чувствительность метода контроля является важной его характеристикой. В таблице 1.1 приведена чувствительность для различных методов определения несплошностей в материале изделий, определяемой по формуле (1.4).
(1.4)
где Х0 - граничный наименьший размер выявляемого дефекта, который зависит от чувствительности метода контроля;
X - константа.
Вероятность пропуска дефекта с учетом ошибок оператора определяется по формуле (1.5).
(1.5)
где е и у – постоянные;
f = 0.005 экспериментально полученная величина.
Чувствительность методов НК Таблица 1.1
Метод Минимальные размеры выявляемых несплошностей, мкм Ширина раскрытия Глубина Протяжённость Визуально-оптический 5...100 - 100 Цветной 1...2 10...30 100...300 Люминесцентный 1...2 10...30 100...30030 Магнитопорошковый 1 10...50 30 Вихретоковый 0,5...1 150...200 600...2000 Ультразвуковой 1...30 - - Радиографический 100 2...3% толщины изделия -Применение каждого из методов в каждом конкретном случае характеризуется вероятностью выявления дефектов. На вероятность выявления дефектов влияют чувствительность метода, а также условия проведения процедуры контроля. Определение вероятности выявления дефектов является достаточно сложной задачей, которая еще более усложняется, если для повышения достоверности определения дефектов приходится комбинировать методы контроля. Комбинирование методов подразумевает не только использование нескольких методов, но и чередование их в определенной последовательности (технологии). Вместе с тем, стоимость применения метода контроля или их совокупности должна быть по возможности ниже. Таким образом, выбор стратегии применения методов контроля основывается на стремлении, с одной стороны, повысить вероятность выявления дефектов и, с другой стороны, снизить различные технико-экономические затраты на проведение контроля.
2. Проектирование системы контроля знаний
2.1 Общая структура системы
По своей логической структуре система состоит из трёх частей:
- подсистемы конфигурирования теста;
- подсистемы тестирования;
- подсистема сервиса.
Структура системы изображена на рис. 2.1.
Рис. 2.1.
Принцип работы системы состоит в следующем. При помощи подсистемы конфигурирования создаётся и настраивается комплект для проведения экзамена. Комплект включает в себя:
1. контрольные вопросы
2. ответы на вопросы. Причём, на каждый вопрос имеется несколько ответов и один из них – правильный.
3. комментарии к вопросам. К одному вопросу может быть один комментарий.
4. иллюстрации к вопросу. К одному вопросу может быть несколько иллюстраций.
5. информация служебного характера. Данная информация предназначена для подсистемы тестирования. При помощи неё задаётся количество вопросов и режим работы.
После этого, комплект передаётся подсистеме тестирования. Подсистема тестирования может работать в режиме экзамена или обучения. Производит выборку вопросов и предъявляет их пользователю. При этом, в режиме обучения позволяет пользователю также получить комментарий к вопросу и узнать правильный ответ.
Подсистема сервиса предназначена для реализации сервисных функций:
· экспорт информации в приложение MS Word, используя технологию OLE
· накопление информации об экзаменуемом
· построение диаграмм соотношения правильных и неправильных ответов
· создание отчёта, который включает в себя время проведения экзамена, список неправильных ответов на вопросы и другую информацию.
2.1 Разработка подсистем
2.1.1 Подсистема конфигурирования
Подсистема конфигурирования предназначена для ввода и редактирования комплекта тестирования. Под комплектом тестирования будем понимать список вопросов, вариантов ответов, комментарии и иллюстрации к вопросам. Эта информация хранится в базе данных. Структура данных изображена на рис. 2.2.
Рис. 2.2
Поля данных «текст вопроса», «текст ответа», «текст комментария», «иллюстрация» имеют тип большого двоичного объекта – BLOB. Эти поля предназначены для хранения больших массивов текста или изображений. Остальные поля имеют текстовый тип.
Поле «Шифр вопроса» является ключевым. При создании нового вопроса автоматически генерируется уникальный шифр и записывается в данное поле. Все остальные объекты, относящиеся к данному вопросу, используют это значение для «привязки» к нему. Таблица «Ответы» имеет также поля «Наименование», «Текст ответа», «Признак ответа». Значение поля «Наименование» присваивается автоматически и служит для визуального отображения списка ответов. Правильный ответ помечается в списке словами «Правильный ответ». Поле «Признак ответа» служит для обозначения правильного ответа. Во время редактирования компоненты активного вопроса хранятся в динамической памяти и не записываются в базу данных. Это позволяет легко отменить внесённые изменения. Общий алгоритм работы подсистемы приведён на рис. 2.3.
Рис. 2.3 Алгоритм подсистемы конфигурирования
2.1.2 Подсистема тестирования
Подсистема выполняет тестирование знаний экзаменуемого. Для проведения тестирования подсистема использует данные, полученные от подсистемы конфигурирования. Физически, подсистема тестирования может находиться на удалённом компьютере. Данные могут передаваться через канал связи или на магнитном носителе. На вход подсистемы передаётся база данных вопросов и их компонентами, а также информация о настройках теста. Подсистема тестирования производит выборку вопросов и загружает их в динамическую память. После этого производит настройку элементов пользовательского интерфейса в соответствии с выбранным режимом работы. Возможны 2 режима работы:
· Экзамен
· Обучение
В режиме обучения пользователю доступны подсказки. Имеется возможность вернуться к пройденному вопросу. В режиме экзамена эти опции отключены. Пользователю предъявляются вопросы, варианты ответов, иллюстрации и фиксируются полученные ответы. После окончания выводится соотношение правильных и неправильных ответов. Общий алгоритм работы подсистемы приведён на рис. 2.4.
Рис. 2.4 Алгоритм подсистемы тестирования.
Рассмотрим подробнее блок №2 – «Выборка и загрузка в память вопросов». Задача, выполняемая этим блоком – создать список неповторяющихся вопросов, выбранных случайным образом. Для генерации случайного числа используется генератор случайных чисел используемого языка программирования. Однако, практически любой генератор случайных числе выдаёт повторяющиеся числа. Таким образом, при прямом генерировании номеров выбираемых вопросов возможен повтор выбранных вопросов, а это категорически воспрещено. Поэтому, для избежания этого недостатка используется динамическая структура, в которую заносятся индексы вопросов. Генератор случайной величины генерирует порядковый номер вопроса. После выбора вопроса, он исключается из списка, а порядковые номера остальных вопросов пересчитываются. Алгоритм процедуры выбора приведён на рис. 2.5.
Таким образом, в случае генерации повторяющегося числа, выбираются повторяющиеся вопросы.
Генератор случайных чисел, имеющийся в языке Pascal, имеет нормальное распределение случайной величины. Это значит, что числа, находящиеся вблизи концов заданного промежутка имеют наименьшую вероятность появления. Поэтому, для эффективной генерации случайной величины диапазон допустимых значений случайной величины расширяется. После генерации значения, выходящие за пределы диапазона, игнорируются.
Рис. 2.5 Алгоритм процедуры выбора
2.1.3 Подсистема сервиса
Подсистема сервиса предназначена для выполнения вспомогательных функций. Подсистема выполняет следующие функции:
- редактирование настроек теста
- экспорт информации в MS Word
- смена паролей на вход в редактор и тест
Настройки теста хранятся в той же таблице данных, что и вопросы. Настройки редактируются с использованием диалогового окна, после этого кодируются и записываются в базу данных. Записи с настройками в поле «Признак» задаётся специальное значение.
Экспорт в MS Word возможен только при наличии на компьютере установленного редактора. Осуществляется при помощи использования технологии OLE. Процедура экспорта имеет алгоритм, приведённый на рис. 2.6.
Рис. 2.6 Алгоритм процедуры экспорта в MS Word
3. Реализация программного продукта
3.1 Общее описание пакета программ
Система психологической диагностики написана на языке Паскаль в среде разработки Delphi 5. Пакет программ состоит из следующих компонентов:
1) Редактор теста – Editor.exe;
2) Клиентская программа тестирования Test.exe.
При разработке программ была использована стандартная палитра компонентов Delphi 5. Система управления базами данных, которая используется в пакете программ – Paradox. Для полнофункциональной работы административной программы необходимо наличие на компьютере установленного двигателя баз данных фирмы Borland – Borland Database Engine (BDE). При несоблюдении этого условия часть подпрограмм будут работать некорректно, однако возможна работа с подпрограммами, не использующими BDE.
Аппаратные требования:
- Intel-совместимая аппаратная платформа;
- процессор Pentium-100;
- оперативная память – 32 Мб
Программные требования:
- операционная система Windows 95 или Windows 98;
- желательно наличие BDE.
3.2 Общие элементы построения приложений
3.2.1 Проверка на повторный запуск
В системе может работать не более одной копии экземпляра каждой программы. Для этого, при запуске программы производится проверка на повторный запуск программы. Алгоритм проверки приведён на рис. 3.1.
Рассмотрим приведённый выше алгоритм проверки. Создаётся новый объект ядра системы мьютекс - с заданным именем. Если объект с этим именем уже существует, то произойдёт системная ошибка, которая фиксируется программой. В этом случае происходит поиск держателя окна уже запущенного приложения и его активизация. Поиск проводится путём перебора всех окон системы. Опознание искомого происходит в два этапа. Сначала определяется класс окна при помощи функции GetClassName. Если класс совпадает с искомым, то сравниваются названия. После нахождения нужного окна происходит выход из программы. Если ошибка не произошла, то это значит, что данное приложение запускается впервые. В этом случае продолжается его нормальная загрузка.
Рис. 3.1 Алгоритм проверки повторного запуска
3.2.2 Заставка
Во время загрузки любого приложения из пакета программ на экран выводится заставка. Она представляет собой овальное полупрозрачное окно с наименованием программного продукта. Заставка для всех приложений пакета программ сделана в единообразном стиле. Окно делается овальным при помощи системной функции создания объекта типа «регион» [5]. Далее, созданный регион «накладывается» на форму и она становится овальной. Полупрозрачное окно создаётся при помощи алгоритмов смешения цветов. Кроме этого, на окно накладывается светофильтр. Смешение цветов осуществляется по формуле (3.1)
(3.1)
где Cr – результирующий цвет;
Сa, Сb - исходные цвета;
Wa, Wb - веса исходных цветов.
В качестве Сa берётся цвет пикселя скопированной с экрана картинки, в качестве Сb - заранее заданный цвет, Wa – это заданная прозрачность в процентах, Wb=100-Wa. Очевидно, что эту операцию необходимо выполнить для каждого из основных цветов в отдельности. Описанный способ смешения цветов позволяет создавать различные вариации на его основе. Например, если сделать прозрачность не постоянной, а зависящей от координаты, то получится градиентная прозрачность. Можно в качестве Сb взять не фиксированный цвет, а цвет пикселя другой картинки – получится окно, фоном которого служит полупрозрачная картинка. Возможны и другие модификации алгоритма.
3.3 Редактор теста
3.3.1 Вход в программу
После того, как произошла загрузка программы, на экране появляется окошко с предложением ввести пароль для входа. Вид окна изображён на рис. 3.2.
Рис. 3.2 Диалог ввода входного пароля
После того, как нажата кнопка «ОК», происходит считывание правильного пароля из картинки окна «О программе» и его декодирование. Далее, введённый пароль сравнивается с правильным. В случае совпадения работа с программой будет продолжена, иначе – выводится сообщение об ошибке. Вид окна сообщения представлен на рис. 3.1.
Рис. 3.3 Сообщение о неверном пароле
Подробнее об алгоритме чтения и проверки пароля рассказано в главе, посвящённой защите программы. После пяти неудачных попыток происходит выгрузка программы из памяти. При нажатии на кнопку «Отмена» в любом из окон произойдёт выгрузка программы из памяти.
3.3.2 Главное окно
В программе реализована технология многодокументного интерфейса – Multiple Document Interface (MDI). На главной форме имеются верхнее меню, панель инструментов и строка состояния. Кнопки панели инструментов дублируют некоторые команды верхнего меню. Строка состояния разделена на две панели. В первой панели появляется комментарий текущего состояния программы, а также дублируются всплывающие подсказки элементов управления. Вид информации на второй панели меняется в зависимости от текущего состояния программы. В случае, если в данный момент выполняется подпрограмма обработки данных, то во второй панели высвечивается индикатор выполнения задачи, а в первой панели находится комментарий к выполняемой подзадаче. В другом состоянии, во второй панели показывается текущее время. Все модули, вызываемые из основного окна, имеют дочерние окна. Вид главного окна с раскрытым окном «О программе» показан на рис. 3.4. При запуске программы окно автоматически переходит в развёрнутое состояние, заполняя всю видимую область экрана. На рис. 3.4 также показано раскрытое окно «О программе». В этом окне, имеется рисунок с глубиной цвета 24 бит, в который при помощи алгоритма стегографии записывается текущий пароль для входа в программу. Подробнее о записи и чтении пароля из рисунка рассказано в главе, посвящённой защите программы.
Рис. 3.4 Главное окно.
3.3.3 Редактирование вопросов
Окно редактирования вопросов, показанное на рис. 3.5, предназначено для ввода текстов вопроса и комментария. Эти тексты могут вводиться пользователем при помощи клавиатуры или могут быть загружены из файла.
Рис. 3.5 Окно редактирования вопросов
В правой нижней секции показан список заголовков ответов. При двойном щелчке на нужный пункт откроется диалоговое окно ввода текста ответа. Вид окна изображён на рис. 3.6.
Рис. 3.6 Окно ввода текста ответа
Если данный ответ является правильным, то он помечается активизированием радиокнопки. При этом, если в это время другой ответ помечен как правильный, то в его окне радиокнопка деактивизируется. Элемент выбора «Расположить поверх всех окон» позволяет сделать это окно видимым всегда. В то время, пока открыто окно редактирования вопросов, в верхнем меню главного окна отображаются команды работы с компонентами вопроса. Добавление, удаление ответов и рисунков осуществляется через главное меню. Также, в нём имеются команды для работы с группой ответов или рисунков: «Показать все…», «Закрыть все…», а также команды управления окнами: «Каскадом», «Закрыть все».
3.3.4 Задание настроек теста
Окно настройки теста предназначено для выбора режима работы тестирующей программы и выбора количества предлагаемых в тесте вопросов. Вид окна настройки изображён на рис. 3.7.
Рис. 3.7 Окно настройки.
После нажатия на кнопку «ОК» введённые параметры кодируются и записываются в таблицу данных теста.
3.3.5 Выбор метода неразрушающего контроля
Разработанный пакет программ имеет универсальное назначение, т.е. может применяться для тестирования по различным темам. По умолчанию, данная программа предназначена для тестирования специалистов по методам неразрушающего контроля. Поэтому, в программе предусмотрено окно выбора метода неразрушающего контроля. Вид окна представлен на рис. 3.8
Рис. 3.8 Окно выбора метода неразрушающего контроля.
Выбранный метод передаётся тестирующей программе. Передача происходит путём копирования файлов с вопросами в каталог тестирующей программы. После выбора метода все изменения, произведённые в окне настройки теста, применяются и к копии файлов вопросов в каталоге тестирующей программы.
3.3.6 Экспорт теста
В некоторых случаях может понадобиться бумажная или электронная копия элементов комплекта тестирования. Поэтому в редакторе предусмотрена функция экспорта информации в редактор MS Word. MS Word обладает широким функциональным спектром, поэтому представляется наиболее оптимальным решением сделать экспорт информации во внешнее приложение, чем дублировать его функциональность. В окне экспорта возможен выбор типов элементов, которые необходимо экспортировать. Вид окна приведён на рис. 3.9.
Рис. 3.9 Окно экспорта информации в MS Word/
3.3.7 Смена паролей
Смена паролей на вход в редактор и тест осуществляется в редакторе теста. Для того, чтобы изменить пароли, необходимо ввести пароль к редактору. Вид окна смены паролей приведён на рис. 3.10.
Рис. 3.10 Окно смены паролей
Возможно изменение как одного из двух паролей, так и обоих.
3.4 Клиентская программа тестирования
3.4.1 Регистрация
После запуска программы тестирования выводится окно регистрации пользователя. Вид окна представлен на рис. 3.11. После внесения своих данных пользователю необходимо нажать кнопку «Дальше» для перехода к следующему окну. При нажатии на кнопку «Выход» произойдёт выгрузка программы из памяти.
Рис. 3.11 Окно регистрации
3.4.2 Тестирование
После регистрации начинается тестирование. Окно тестирования представлено на рис. 3.12
Рис. 3.12 Окно тестирования
Окно заполняет собой всю видимую область экрана. Варианты ответов располагаются в отдельных окнах. Окна упорядочиваются по порядку внизу окна тестирования. Если вариантов ответов больше четырёх, то они будут выведены в два и более рядов. После отображения очередного вопроса ни одно из окон ответов не является активным. Если пользователь активизировал окно с ответом, оно выделяется жёлтым цветом (на рисунке – «Ответ В»), а кнопка «Ответить» - красным, с увеличением размера шрифта. Для выбора нужного ответа необходимо нажать на кнопку «Выбрать». После этого будет отображён текст следующего вопроса, варианты ответов, рисунки к вопросу. Если это был последний вопрос теста, то тестирование будет завершено. Вопрос, на который получен ответ, помечается в списке вопросов галочкой. В режиме обучения доступна кнопка «Комментарий». При нажатии на неё в отдельном окне будет выведен текст комментария к вопросу. После ответа на все утверждения теста появится сообщения об успешном завершении тестирования. Вид сообщения приведён на рис. 3.13.
Рис. 3.13 Сообщение о завершении тестирования
Чтобы прервать тестирование досрочно, необходимо просто закрыть окно тестирующей программы. Будет выведено диалоговое окно для подтверждения. Его вид представлен на рис. 3.14. При досрочном завершении работы программы полученные ответы на вопросы будут утеряны.
Рис. 3.14 Подтверждение выхода
3.4.3 Просмотр результатов тестирования
После получения ответов на все вопросы теста будет выведено окно с результатами теста. Вид окна приведён на рис. 3.15.
В верхней части окна приведено соотношение правильных и неправильных ответов. В секции «Просмотр» есть возможность выбрать тип информации для просмотра в нижнем окне. При нажатии на кнопку «Отправить в Word» будет произведена передача текста в редактор MS Word. При нажатии на кнопку «Сохранить в файле» текст будет сохранён в простом текстовом файле.
Рис. 3.15 Окно результатов теста.
После закрытия окна результатов будет выведен вопрос о повторном тестировании, окно которого изображено на рис. 3.16. В случае утвердительного ответа тестирование будет проведено ещё раз.
Рис. 3.16 Окно вопроса о повторном тестировании.
3.5 Отладка. Контроль использования динамической памяти
Утилита «Мониторинг памяти» написана для осуществления контроля использования динамической памяти в программе. Для получения информации о состоянии памяти используется системная функция GetMemoryStatus. Она возвращает информацию о текущем состоянии разных логических видов памяти. Считывание этой информации происходит через определённые промежутки времени. Вид программы приведён на рис. 3.17.
Рис. 3.17 Утилита мониторинга динамической памяти
Данная утилита позволяет отслеживать резервирование и освобождение динамической памяти указателями, динамическими списками и объектами программы. Особенно это необходимо при использовании динамического создания объектов. Фиксируемые последние изменения измеряемых величин, позволяют точно определить размер резервируемой и освобождаемой памяти.
Окно настройки параметров вызывается при нажатии на кнопку «Параметры». Оно позволяет оптимизировать работу утилиты при отладке программы. Вид окна представлен на рис. 3.18.
Рис. 3.18 Настройка параметров
В этом окне можно задать интервал, времени, через которое будет производиться опрос состояния памяти, а также установить флажок, регулирующий расположение окна мониторинга.
3.6 Защита информации
3.6.1 Защита от несанкционированного использования
Защита от несанкционированного использования имеет цель сделать невозможной несанкционированную работу с административной программой. Это связано с тем, что, во-первых, именно эта программа оперирует с данными, которые могут представлять интерес для злоумышленника, а во-вторых, эта программа является ядром системы тестирования и имеет коммерческую ценность. Все клиентские программы без неё теряют свой смысл. В связи с этим встаёт задача её защиты от компьютерного пиратства.
В программе применена двухуровневая система защиты.
Первый уровень – это проверка правильности введённого пароля. После ввода пользователем пароля, он сравнивается с правильным. Работа с программой возможна лишь в том случае, если введённый пароль соответствует правильному. Для хранения правильного пароля реализован алгоритм стегографии. Цель этого алгоритма – скрыть пароль в файле точечного рисунка формата bmp. При этом размер файла не меняется и рисунок не разрушается. Я решил это следующим способом. Каждая точка описывается 3 компонентами R, G и B (для 24-битных рисунков, а другие конвертируются в этот режим). Если яркость какой-либо из этих компонент изменится на 1/255, этого никто не заметит. Что и требуется. Скрываемая информация по битам записывается в младшие биты RGB-компонент. При считывании, наоборот, из младшего бита RGB-компонент собираем данные. Рисунок, в котором хранится пароль, отображается в диалоговом окне «О программе…». Перед записью в рисунок пароль необходимо закодировать при помощи ключевого слова. Принцип кодирования следующий:
1) вычисляется контрольная сумма ключевого слова;
2) вычисляется контрольное произведение ключевого слова;
3) кодируемый пароль представляется как массив байтов;
4) вычитается из каждого байта данных байт контрольной суммы ключевого слова
5) с результатом предыдущего вычисления выполняется операция «исключающее или» с байтом контрольного произведения пароля;
6) к результату предыдущего вычисления прибавляется код соответствующего символа ключевого слова. Как только ключевое слово заканчивается, проход по нему начинается с его начала.
Простого наложения маски, как описано в шаге 6, недостаточно - так как в этом случае ключевое слово можно вычислять по частям с помощью лингвистического анализатора, а благодаря предыдущим пунктам этот процесс будет крайне затруднен. Возможно применение дополнительно к этому метод "Иголки вперед" – сложение кода текущего со следующим, затем следующего (до его изменения) со следующими после него и так далее, но, я считаю, что это в данном случае будет излишним, вследствие того, что несмотря на описанные выше меры, этот пароль не способен оказать серьёзную защиту. Дело в том, что код исполняемого модуля программы можно дизассемблировать. После этого, пароль снимается путём изменения всего лишь двух символов. Условный переход на языке ассемблера (jne), который стоит в программе на месте сравнения введённого пользователем пароля с правильным, заменяется на безусловный – jmp. В результате чего, войти в программу можно, набрав любые символы. На рис. 3.19 приведён отрывок алгоритма, где производится ввод и проверка пароля. Также, там показан безусловный переход, который делается взломщиком программы. Из рисунка видно, что в данном случае эффективность защиты не зависит от надёжности процедуры проверки правильности введённого пароля.
В качестве дополнительной защиты можно было бы упаковать исполняемый файл упаковщиком типа ExePack, но это не намного увеличит её эффективность, так как ко многим распространённым упаковщикам уже разработан метод их «вскрытия».
Учитывая приведённые выше факты, целесообразно подключить второй уровень защиты – защиту на логическом уровне. Суть её заключается в следующем. В процессе проверки правильности пароля вычисляются определённые числовые значения. Они используются в качестве констант при построении профиля личности. При добавлении безусловного перехода в дизассемблированный код программы числовые значения не будут вычислены, а это повлечёт за собой грубые ошибки в построении профиля, то есть программа будет работать неправильно. Как правило, компьютерный пират не компетентен в предметной области, поэтому, вероятно, не заметит ошибочной работы программы. Благодаря этому, защищаются ключевые алгоритмы административной программы, без которых будет непригоден к использованию весь пакет программ системы психологического обследования.
Таким образом, стоит отметить очевидное преимущество такой системы защиты. Она является пассивной, то есть в данном случае не обнаруживает себя в явном виде, что создаёт у взломщика иллюзию примитивности защиты программы и затрудняет её нейтрализацию.
Рис. 3.19 Алгоритм защиты от несанкционированного доступа
3.6.2 Защита данных
Выше, при описании подсистем, упоминалось, что файл с данными зашифрован. В этом разделе отдельно будет рассмотрен вопрос защиты данных теста.
Текст кодируется ключевым словом. Для этого к коду каждого символа прибавляется код символа ключевого слова, взятого по порядку. Когда очередь доходит до последнего символа, проход по ключевому слову начинается сначала. В итоге, происходит сопоставление каждой букве исходного текста буквы-заменителя закодированного текста. На рис. 3.20 обозначен метод кодирования текста.
Рис. 3.20. Метод кодирования текста
Вообще, для обеспечения более эффективной защиты требуется разработка целой подсистемы защиты. Но это сильно увеличило бы сложность программного изделия и повысило бы его рыночную стоимость. Поэтому, я считаю, что дополнительно целесообразно использование внешней защитной системы. Для защиты программы и данных от несанкционированного доступа можно использовать программное средство, реализующее защиту информации криптоалгоритмом DES, Blowfish или советским ГОСТ 28147-89. Одна из таких программ – Best Crypt 6.04. При помощи неё в операционной системе создаётся контейнер – зарезервированное место заданным объёмом. Этот контейнер система видит как обычный съёмный диск. На него можно записать административную программу, список обследованных и регистрационные листы. Получить доступ к контейнеру можно только после введения пароля. Сам контейнер представляет собой файл, который находится в корневом каталоге и зашифрован устойчивым криптографическим алгоритмом.
Таким образом, реализованные в программе способы защиты имеют достаточную надёжность для защиты от начинающего злоумышленника. Однако, если требуется повысить надёжность защиты можно прибегнуть к дополнительным внешним средствам защиты.
3.6.3 Защита от программ-шпионов
Операционная система Windows разрешает работу в фоновом режиме процессов, которые не имеют своего окна и не видны в панели задач и в списке работающих программ. Обычно это различные сервисные процессы. Программы типа «троянский конь» маскируются под сервисные процессы и могут осуществлять различные действия. При помощи них злоумышленник может шпионить за заражённым компьютером. В частности, возможно копирование, уничтожение и пересылка интересующей злоумышленника информации на компьютере пользователя. «Троянец» может «перехватывать» нажатия клавиш пользователем, сохранять на диске информацию о нажатых клавишах и отсылать её злоумышленнику. Благодаря этому злоумышленник может узнать набираемые пароли и другую информацию. Возможно также администрирование компьютера пользователя с удаленного компьютера злоумышленника при помощи сети Internet. «Троянцы» имеют способность встраиваться в исполняемые модули других программ, рассылать свои копии по электронной почте. При уничтожении запускного файла «троянца» он может самовосстанавливаться с резервных копий. Для запуска «троянец» обычно прописывает путь к своему запускному файлу в реестре Windows, в ctrwb. Run или RunService. Поэтому целесообразно при подозрении на наличие «троянца» в системе проверить указанные секции системного реестра. Утилита MemMon позволяет осуществлять слежение за процессами, работающими в системе. Вид приложения изображён на рис. 3.21.
Рис. 3.21. Вид окна утилиты MemMon
MemMon показывает все процессы, даже те, которые не видны в окне, появляющемся при нажатии комбинации клавиш Ctrl-Alt-Del. Это свойство необходимо для борьбы с программами-шпионами типа «троянский конь». Анализируя список работающих процессов, можно обнаружить наличие подозрительной программы и локализовать её местонахождение. Если выяснится, что это вредоносная программа, то можно принудительно завершить её работу и принять меры для её полного уничтожения. Для завершения выбранного процесса нужно нажать на кнопку «Убить процесс». Возможность немедленного завершения процесса необходима также при первоначальной отладке. В случае «зависания» одного процесса его гораздо проще завершить, используя данную программу.
4. Экономическое обоснование
4.1 Расчет затрат на создание системы
Затраты на разработку складываются из:
- расходов по зарплате исполнителей;
- затрат на материалы;
- арендной платы за помещения;
- расходов на отопление, освещение,
- оплаты машинного времени
- амортизации основных фондов и т. д.
Расходы по заплате исполнителей Зз/п определяются по формуле (4.1):
(4.1)
где Зосн – основная заработная плата работников,
kдоп, kс.ф. – коэффициенты, учитывающие дополнительную заработную плату и отчисления в социальные фонды.
Значения kдоп, kс.ф. можно принимать в размере:
kдоп = 0,08 ¸ 0,1;
kс.ф. = 0,39.
Основная заработная плата работников определяется в зависимости от трудоемкости этапов разработки, квалификации исполнителей и уровня их оплаты. Основная заработная плата работников определяется по формуле (4.2).
(4.2)
где m – количество этапов разработки;
n – количество разработчиков, принимающих участие в разработке;
Зijчас – часовая зарплата работника i-ой квалификации на j-ом этапе разработки;
tij – затраты времени в часах i-го разработчика на j-ом этапе.
Программное изделие изготавливают два человека (первый – инженер первой категории, второй – психолог). Заработная плата инженера составляет 2000 рублей в месяц, дефектоскописта – 2500 рублей в месяц. Определим количество этапов разработки программного изделия, количество исполнителей (один или два), продолжительность каждого этапа в днях и подсчитаем стоимость каждого этапа и общую стоимость всех этапов.
Полученные результаты сведены в таблицу 4.1.
Этапы разработкиТаблица 4.1.
Наименования этапов Должность Кол-во исполнит. Часовая з/пл, руб. Продол-жительн. работ, час З/пл исполнит по этапу Стоим. этапа, руб. Длит. этапа, дни Маркетинговые исследованияИнженер
Дефектоскопист
210,42
10,70
24250
256,8
506,8 3 Исследование предметной области для разработкиИнженер
Дефектоскопист
210,42
10,70
40416,8
420,5
837,3 5 Выбор программного обеспечения Инженер 1 10,70 8 85,6 85,6 1 Подбор литературыИнженер
Дефектоскопист
210,42
10,70
24250
256,8
506,8 3 Возможные альтернативные пути решения поставленной задачи Инженер 1 10,42 16 166,72 166,72 2 Создание базы данных и заполнение ее информацией Дефектоскопист 1 10,70 112 1187,2 1187,2 14 Реализация системы обработки данных Инженер 1 10,42 144 1500 1500 18 Тестирование и отладка работы системы в целом Инженер 1 10,42 96 1000 1000 12 Тестирование работы системы на реальных данных. Окончательная отладкаИнженер
Дефектоскопист
210,42
10,70
961000
649,9
1650 12 Оформление документацииИнженер
Дефектоскопист
210,42
10,70
88946,96
941,6
1888 11 Передача системы заказчику Инженер 1 10,42 16 166,7 166,7 2 ИТОГО 7570,6 83Зосн = 7570 рубля.
Зз/п = 7570 *(1 + 0,09)*(1 + 0,39) = 11469,3 рубля.
Из них дополнительная заработная плата составляет 749 рублей, отчисления в социальные фонды – 3537,3 рубля.
Затраты на материалы Зм определяются по формуле (4.3).
(4.3)
где l – количество наименований используемых материалов;
qijчас – расход материала i-го вида на j-ом этапе;
цi – цена единицы материала i-го вида.
Расчет показал, что Зм = 800 рублей (бумага, канцелярские товары, дискеты).
Расходы по арендной плате за помещения Зар определяются по формуле (4.4)
(4.4)
где Цар – арендная плата за 1 кв. м. площади в год;
Sпл – арендуемая площадь, кв. м.;
Тразр – время на разработку в календарных днях.
Цар = 900 руб/год.
Тразр определяется как сумма продолжительностей этапов Тj определяются по формулам (4.5) и (4.6)
(4.5)
(4.6)
где Tjэт – трудоемкость j-го этапа в человеко-часах;
Чj – количество исполнителей на j-ом этапе;
s – продолжительность рабочего дня в часах;
f – коэффициент перевода рабочих дней в календарные.
f = 1,4.
Tразр = 59 дней.
Размер необходимой арендуемой площади Sпл определяется по формуле (4.7).
(4.7)
sчел – норма площади на одного человека, равная 6 кв. м.
Sпл = 17 м2.
Затраты на освещение и отопление Зэн определяются по формуле (4.8).
(4.8)
где P – суммарная мощность электроприемников, кВт;
tдн – продолжительность работы электроприемников в течении дня, час;
Тразр.раб. – продолжительность разработки в рабочих днях;
Wэ – тариф на электроэнергию, руб/кВтч;
Wтепл – тариф на тепловую энергию, руб/кв.м. в год.
Тразр.раб.=Тразр * f;
Тразр.раб. = 83 дня.
Wэ = 0,42 рубля.
Wтепл = 240 рублей.
Оплата машинного времени Змаш определяется по формуле (4.9)
(4.9)
где nm – количество этапов разработки с использованием вычислительной техники;
Цмаш – стоимость одного машино-часа работы.
Змаш = 528 * 6 = 3168 рублей.
Косвенные расходы разработчика Зкосв определяются по формуле (4.10).
Зкосв = Зосн * kкосв , (4.10)
где kкосв – коэффициент косвенных затрат.
kкосв = 1 ¸ 1,5.
Зкосв = 8321 * 1,2 = 9985,2 рубля.
Полученные результаты объединим в таблицу 4.2.
Таблица 4.2. Смета затрат на разработку программного продукта
Наименование статьи расходовСумма
затрат, руб.
Расходы по заплате исполнителей, в том числе 12607,3 - основная заработная плата 8321 - дополнительная заработная плата 749 - отчисления в социальные фонды 3537,3 Косвенные затраты 9985,2 Арендная плата за помещения 2473 Материальные затраты 1000 Затраты на освещение и отопление 991,5 Оплата машинного времени 3168 Общая сумма затрат 30225
4.2 Расчет экономической эффективности разрабатываемой системы
4.2.1 Расчет экономического эффекта у производителя системы
Для производителя системы главным показателем эффективности работы является прибыль, получаемая при реализации продукции. Прибыль от реализации товара находится под воздействием таких факторов как объем реализации, структура и номенклатура продукции, отпускные цены на продукт, издержки производства и их состав.
Одним из подходов к оценке эффективности работы фирмы и степени предпринимательского риска является анализ безубыточности производства.
К постоянным затратам относятся те из них, величина которых практически не изменяется при изменении объема производства продукции. Это расходы, связанные с арендой производственных помещений, амортизацией основных фондов, оплатой труда управленческого персонала, административно-хозяйственные расходы, затраты на рекламу и т. д.
Постоянные затраты Спост определяются по формуле (4.11):
Спост = Зар + Змаш + Зэн. (4.11)
Спост = 6632,5 рублей в год.
К переменным издержкам относятся те составляющие себестоимости, общий объем которых изменяется пропорционально изменению объема производства. Это затраты на материалы, зарплата основных производственных рабочих с начислениями. Они определяются по формуле (4.12).
V = (Зз/п + Зм + Зкосв)* Nгод , (4.12)
где Nгод – годовой объем производства продукции, Nгод = 1.
V = 23592,5 рубля.
Суммарные издержки производства определяются по формуле (4.13).
S = Спост + V. (4.13)
S = 30225 рубля.
Выручка от реализации продукции в год определяется по формуле (4.14).
В = Ц * Nгод , (4.14)
где Ц – рыночная цена единицы продукции, рассчитанная с учетом издержек производства и рыночного спроса, определяется по формуле (4.15).
(4.15)
где Nпред – предполагаемый объем выпуска (тиражирования) системы;
с – себестоимость единицы продукции;
П – прибыль на единицу продукции;
НДС – налог на добавленную стоимость.
Предполагаемый объем выпуска системы определяется по формуле (4.16).
Nпред = Nгод * tвып. (4.16)
Nпред = 3 (из-за морального устаревания системы выпускать ее имеет смысл не более трех лет).
Себестоимость единицы продукции определяется по формуле (4.17).
(4.17)
с=25803 рубля.
Прибыль на единицу продукции определяется по формуле (4.18).
(4.18)
где p – планируемая рентабельность, p = 10 ¸ 20% (р=15%).
П = 5381,7 рубля.
НДС рассчитывается в соответствии с действующим на данный момент порядком расчета этого налога и размером ставки (н) НДС по формуле (4.19).
(4.19)
где н = 0,2.
НДС = 8251,9 рубля.
Ц = 37512 рубля.
В = 37512 рубля в год.
На рис. 4.1. приведен график безубыточности.
Рис. 4.1. График безубыточности
Точка безубыточности Nб определяется по формуле (4.20).
(4.20)
Nб = 0,26.
Поскольку Nгод > Nб, можно сделать вывод – производство прибыльно.
Чистый доход вычисляется по формуле (4.21). Он составит:
Д = В – S. (4.21)
Д = 19287 рублей в год.
4.2.2 Расчет экономического эффекта у пользователя
Показатели экономической эффективности затрат на приобретение нового продукта для пользователя носят характер инвестиций – долговременных вложений капитала с целью получения прибыли.
Поскольку инвестирование – это долговременный процесс, чаще всего для определения экономической эффективности инвестиций используются методы, основанные на дисконтированных оценках. Дисконтирование применяется для обеспечения сопоставимости затрат и будущих доходов.
Необходимо определить целесообразность реализации проекта на основании расчета чистой дисконтированной стоимости (ЧДС).
Расчет ЧДС основан на сопоставлении величины исходных инвестиций (И) с общей суммой дисконтированных чистых денежных поступлений (ЧДП), обусловленных ими в течение срока функционирования проекта (Т) (4.22).
ЧДПi = Эс – Эн, (4.22)
где Эс, Эн – соответственно эксплуатационные издержки в существующем (до внедрения новой техники) и в новом (после внедрения новой техники) вариантах.
До внедрения системы для выполнения необходимых расчетов требовался труд двух человек с заработной платой 2000 и 1500 рублей в месяц соответственно.
Расходы на заработную плату исполнителей рассчитаем по формуле (4.1).
Основная заработная плата за год составляла:
Зосн = (2000 + 2500)* 12 = 54000 рубля.
Зз/п = 42000 *(1 + 0,09)*(1 + 0,39) = 81815,4 рубля.
Из них:
- заработная плата – 3780 рублей;
- отчисления в социальные фонды – 17854,2 рубля.
Затраты на материалы Зм рассчитаем по формуле (4.3).
Зм = 25200 рублей.
Рассчитаем расходы по арендной плате за помещения Зар по формуле (4.4), приняв следующие исходные данные:
- Цар = 900 руб/год (арендная плата за 1 м2 площади в год);
- Sпл = 17 м2 (арендуемая площадь).
Зар = 900 * 17 = 15300 рублей.
Затраты на освещение и отопление Зэн рассчитаем по формуле (4.8).
Зэн = 2 * 8 * 260 * 0,42 + 17 * 240 = 5827 рублей.
Косвенные затраты рассчитаем по формуле (4.10).
Зкосв = 42000 * 1,2 = 50400 рублей.
Все полученные результаты объединим в таблицу 4.3.
Таблица 4.3. Смета затрат до внедрения программного продукта
Наименование статьи расходов Сумма затрат, руб. Расходы по заплате исполнителей, в том числе 63634,2 - основная заработная плата 42000 - дополнительная заработная плата 3780 - отчисления в социальные фонды 17854,2 Косвенные затраты 50400 Арендная плата за помещения 15300 Материальные затраты 25200 Затраты на освещение и отопление 5827 Общая сумма затрат 160361Для эксплуатации разрабатываемой системы необходим один человек с заработной платой 1500 рублей в месяц.
Основная заработная плата за год составит:
Зосн = 1500 * 12 = 18000 рубля.
Расходы по заработной плате исполнителя:
Зз/п = 24000 *(1 + 0,09)*(1 + 0,39) = 36362,4 рубля.
Из них:
- заработная плата – 2160 рублей;
- отчисления в социальные фонды – 10202,4 рубля.
Затраты на материалы Зм:
Зм = 16800 рублей.
Размер необходимой арендуемой площади Sпл = 11 м2.
Расходы по арендной плате за помещения:
Зар = 900 * 11 = 9900 рублей.
Затраты на освещение и отопление:
Зэн = 1 * 8 * 260 * 0,42 + 11 * 240 = 3513,6 рублей.
Оплата машинного времени Змаш рассчитывается по формуле (4.9).
Змаш = 260 * 8 * 6 = 12480 рублей.
Косвенные затраты:
Зкосв = 24000 * 1,2 = 28800 рублей.
Все полученные результаты объединим в таблицу 4.4.
Таблица 4.4.Смета затрат
Наименование статьи расходов Сумма затрат, руб. Расходы по заплате исполнителей, в том числе 36362,4 - основная заработная плата 18000 - дополнительная заработная плата 2160 - отчисления в социальные фонды 10202,4 Косвенные затраты 28800 Арендная плата за помещения 9900 Материальные затраты 16800 Затраты на освещение и отопление 3513,6 Оплата машинного времени 12480 Общая сумма затрат 101856Поэтому Эн = 101856 рублей.
ЧДПi = 160361 – 101856 = 58505 рублей.
И = 49512 рубля.
(4.23)
где r – минимальная норма прибыли при данном виде вложений в процентах. r = 6%.
Прогнозируемый срок функционирования проекта Т = 3 года.
Подставив в формулу 4.23 значения, получаем, что ЧДС за три года эксплуатации составит: 282962 рубля
Поскольку ЧДС > 0, можно сделать вывод – затраты пользователя на приобретение программного продукта оправданы.
5. Обеспечение безопасности жизнедеятельности
5.1 Общие положения
ПЭВМ (ПК) может являться источником ряда вредных и опасных факторов производственной среды: электромагнитных полей (радиочастот), статического электричества. Нередко условия труда при работе на ПК усугубляются повышенными уровнями шума, неудовлетворительными микроклиматическими условиями и недостаточной освещенностью на фоне зрительного и нервно-эмоционального напряжения.
Работа на ПК может сопровождаться ограниченной двигательной активностью и монотонией.
Условия труда пользователя, работающего с персональным компьютером, определяются:
- особенностями основных элементов рабочего места (пространственные параметры рабочего места и его элементов, которые должны соответствовать анатомо-физиологическим данным работающих; размещение элементов рабочего места относительно пользователя с учетом вида деятельности);
- условиями окружающей среды (освещение в помещении и на рабочем месте, микроклимат, шум, специфические факторы, обусловленные особенностями средств отображения информации и т. д.;
- характеристиками информационного взаимодействия человека и ПК.
Усложнение функциональной структуры деятельности в связи с применением электронно-вычислительных систем, персональных компьютеров (ПК) предъявляет новые, иногда повышенные требования к организму человека. Недооценка роли человеческого фактора при проектировании и создании ПК неизбежно отражается на качественных и количественных показателях деятельности пользователей.
ПК используются преимущественно при наборе текста (ввод информации) и обработке введенной информации; в диалоговом режиме при отправке или получении, электронной почты, подготовке или редактировании документов, при управлении технологическим процессом:
- операции по вводу данных характеризуются высокой скоростью переработки информации, высоким темпом работы, низкой потребностью в обмене информацией и небольшой частотой принятия решений. Работа не требует большого умственного и зрительного напряжения, но сопровождается локальными мышечными нагрузками;
- диалоговые виды работ характеризуются средней скоростью ввода информации, непостоянной (неритмичной) потребностью в обмене информацией с ПК, сопровождающейся принятием решений.
Особенностью работы на ПК является постоянное и значительное напряжение функций зрительного анализатора, обусловленное необходимостью различения объектов (символов, знаков и т. п.), при наличии на экране: строчной структуры экрана, мелькания изображений, недостаточной освещенности поля экрана, недостаточной контрастности объектов различения и необходимости постоянной переадаптации зрительного аппарата к различным уровням освещенности экрана, оригинала и клавиатуры.
Нервно-эмоциональное напряжение при работе на ПК возникает вследствие дефицита времени, большого объема и плотности информации, особенностей диалогового режима общения человека и ПК, (сбои, оперативное ожидание, психологические особенности работы оператора, связанные с эмоционально-волевой сферой), ответственности за безошибочность информации.
Темп работы на ПК при вводе информации (текста, данных и т. п.) определяется объемом и характером производственного задания и временем его выполнения.
В период выполнения операций ввода данных количество мелких стереотипных движений кистей и пальцев рук за смену может превысить 60 тыс., что в соответствии с гигиенической классификацией труда относится к категории вредных и опасных.
5.2 Требования к производственным процессам и оборудованию
При выполнении работ на ПК могут иметь место следующие факторы:
- повышенная температура поверхностей ПК:
- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны:
- выделение в воздух рабочей зоны ряда химических веществ;
- повышенная или пониженная влажность воздуха;
- ненормальный уровень отрицательных и положительных аэроионов;
- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание;
- повышенный уровень статического электричества;
- повышенный уровень электромагнитных излучений;
- повышенная напряженность электрического поля;
- отсутствие или недостаток естественного света;
- недостаточная искусственная освещенность рабочей зоны;
- повышенная яркость света;
- повышенная контрастность;
- прямая и отраженная блесткость;
- зрительное напряжение;
- монотонность трудового процесса;
- нервно-эмоциональные перегрузки.
Рабочие места с ПЭВМ должны размещаться в изолированных помещениях.
При выполнении работы со значительным умственным напряжением рабочие места (с ПЭВМ) необходимо изолировать друг от друга специальной перегородкой высотой 1,52 м.
Шкафы, сейфы, стеллажи для хранения дисков, дискеток, комплектующих деталей, запасных блоков, и др. необходимо располагать в удобных помещениях, где должны находиться рабочий стол и радиомонтажный стол.
Все виды оборудования должны иметь гигиенический сертификат, включающий, в тем числе оценку визуальных параметров.
Конструкция оборудования, его дизайн, эргономические параметры должны обеспечивать надежное и комфортное считывание отображаемой информации.
Конструкция ПК должна обеспечивать возможность фронтального наблюдения экрана путем поворота корпуса в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси в пределах ±30 градусов и в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси в пределах ±30 градусов с фиксацией в заданном положении. Дизайн оборудования должен предусматривать окраску корпуса в спокойные, мягкие тона с диффузным рассеиванием света, с коэффициентом отражения 0,4—0,6, без блестящих деталей, способных создавать блики.
Для обеспечения надежного считывания информации при соответствующей степени комфортности ее восприятия должны быть определены оптимальные и допустимые диапазоны визуальных эргономических параметров.
Визуальные эргономические параметры ПК и пределы их изменений, а которых должны быть установлены оптимальные и допустимые диапазоны значений, представлены в таблице 5.1.
Таблица 5.1. Визуальные эргономические параметры
Наименование параметров Пределы значенийпараметров минимальные
(не менее)
максимальные (не более) Яркость знака (яркость фона) кд/м3 (измеренная в темноте) 35 120 Внешняя освещенность экрана, ПК 100 250 Угловой размер знака, угл. мин. 16 60При проектировании и разработке ПК сочетания визуальных эргономических параметров и их значения, соответствующие оптимальным и допустимым диапазонам, полученные в результате испытаний в специализированных лабораториях, аккредитованных в установленном порядке, и подтвержденные соответствующими протоколами, должны быть внесены в техническую документацию на ПК.
При работе с ПК необходимо обеспечивать значения визуальных параметров в пределах оптимального диапазона: разрешается кратковременная работа при допустимых значениях визуальных параметров. Оптимальные и допустимые значения визуальных эргономических параметров должны быть указаны з технической документации ПК для режимов работы пользователей.
Конструкция ПК должна предусматривать наличие регулировок яркости и контраста, обеспечивающих возможность изменения этих параметров от минимальных до максимальных значений.
Конструкция клавиатуры должна предусматривать:
- исполнение в виде отдельного устройства с возможностью свободного перемещения;
- опорное приспособление, позволяющее изменить угол наклона поверхности клавиатуры в пределах от 5 до 15 градусов;
- высоту среднего ряда клавиш не более 30 мм;
- выделение цветом, размером, формой и местом расположения функциональных групп клавиш;
- минимальный размер клавиш —13 мм, оптимальный — 15 мм;
- клавиши с углублением в центре и шагом 19 ± 1 мм;
- расстояние между клавишами не менее 3 мм;
- одинаковый ход для всех клавиш с минимальным сопротивлением нажатию 0,25 Н и максимальным — не более 1,5 Н;
- звуковую обратную связь от включения клавиш с регулировкой уровня звукового сигнала и возможности ее отключения.
5.3 Требования к организации рабочих мест
Работа с применением персональных ПЭВМ (ПК) сопряжена со значительными зрительными и нервно-психологическими нагрузками, что повышает требования к организации труда пользователей ПК.
Конструкция рабочей мебели должна обеспечивать возможность индивидуальной регулировки, соответственно росту работающего, и создавать удобную позу. Часто используемые предметы труда и органы управления должны находиться в оптимальной рабочей зоне.
Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количественных и конструктивных особенностей, а также характера выполняемой работы. Высота рабочей поверхности стола должна регулироваться в пределах 680—800 мм, при отсутствии такой возможности его высота должна быть не менее 725 мм. На поверхности рабочего стола для документов необходимо предусматривать размещение специальной подставки, расстояние которой от глаз должно быть аналогичным расстоянию от глаз до клавиатуры. Модульными размерами рабочей поверхности стола, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1000, 1200 н 1400 мм, глубину 860 и 1000 мм при нерегулируемой его высоте, равной 725 мм. Под столешницей рабочего стола должно быть свободное пространство для ног с размерами по высоте не менее 600 мм, по ширине 500 мм, по глубине 650 мм.
Конструкция рабочего стула должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе, что позволит изменять позу для снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления.
Тип рабочего стула должен выбираться в зависимости от характера выполняемой работы. Рабочий стул должен быть подъемно-поворотным и с регулируемым углом наклона сиденья и спинки, а также расстоянием спинки от переднего края сиденья. При этом регулировка каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию.
Рабочее кресло должно, иметь подлокотники. Ширина и глубина поверхности сиденья должна составлять не менее 400 мм. Высота опорной поверхности спинки должна быть не менее 300 мм, ширина — не менее 380 мм. Радиус ее кривизны в горизонтальной плоскости 400 мм. Угол наклона спинки должен изменяться в пределах 90—110° к плоскости сидения.
Материал покрытия рабочего кресла должен обеспечивать возможность легкой очистки от загрязнений. Поверхности сиденья и спинки должны быть полумягкими, с нескользящим, не электризующимся и воздухопроницаемым' покрытием.
На рабочем месте необходимо оборудовать подставку для ног. Ее длина должна составлять 400 мм, ширина 350 мм. Необходимо предусматривать регулировку высоты подставки в пределах до 150 мм и угла ее наклона до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм.
При организации рабочих мест для работы на ПЭВМ необходимо предусматривать:
- пространство по глубине не менее 850 мм с учетом выступающих частей оборудования для нахождения человека-оператора:
- пространство для ног глубиной и высотой не менее 150 мм и шириной не менее 530 мм:
- расположение устройств ввода-вывода информации, обеспечивающее оптимальную видимость экрана:
- легкую досягаемость органов ручного управления в зоне моторного поля:
- по высоте — 900—1300 мм. по глубине — 400—500 мм;
- расположение экрана ПЭВМ в месте рабочей зоны. обеспечивающее устройство зрительного наблюдения в вертикальной плоскости под углом +30 градусов от нормальной линии взгляда оператора, а также устройство использования ПЭВМ (ввод-вывод информации при корректировке основных параметров технологического процесса, отладка программ и др.), одновременно с выполнением основных производственных операций (наблюдение за технологическим объектом и др.)
- возможность поворота экрана вокруг горизонтальной и вертикальной осей.
- Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100—300 мм от края, обращенного к пользователю, или на специальной регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.
5.4 Требования к естественному и искусственному освещению
Помещения с ПЭВМ (ПК) должны иметь естественное и искусственное освещение.
Естественное освещение должно осуществляться через боковые светопроемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток. Величина коэффициента естественной освещенности (КЕО) должна соответствовать нормативным уровням по СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение" и создавать КЕО не ниже 1,2% в зонах с устойчивым снежным покровом и не ниже 1,5% на остальной территории.
Искусственное освещение следует осуществлять в виде системы комбинированного освещения. В качестве источников света рекомендуется применять люминесцентные лампы типа ЛБ. Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300—500 лк. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк.
Общее освещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при разном расположении ПК. При периметральном расположении компьютеров линии светильников должны располагаться локализованно над каждым рабочим столом ближе к его переднему краю.
Применение светильников без рассеивателей и экранизирующих решеток не допускается. Показатель ослепленности для источников общего искусственного освещения не должен превышать 20.
Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90° с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/м2, защитный угол должен быть не менее 40°.
Соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1 — 5:1, а между рабочими поверхностями и столами 10:1.
Светильники местного освещения должны иметь не просвечивающийся отражатель с запретным углом не менее 40°.
В качестве источников искусственного освещения должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. Допускается использование ламп накаливания в местном освещении. Чистку стекол оконных рам и светильников осуществлять не реже двух раз в год.
5.5 Требования к микроклимату и ионизации воздушной среды
В производственных помещениях, в которых работа на ПЭВМ (ПК) является основной, должны обеспечиваться оптимальные параметры микроклимата, указанные в таблице 5.2.
Таблица 5.2 Оптимальные параметры микроклимата
Период года Категория работТемпература воздуха,
град. С
не более
Относительная влажность воздуха, % Скорость движения воздуха, м/сХолодный
легкая-1а 22—24 40-60 не более 0,1 легкая-16 21—23 40-60 не более 0,1Теплый
легкая-1а 23—25 40-60 не более 0,1 легкая-16 22—24 40-60 не более 0,2Примечания:
- к категории 1а — относятся работы, производимые сидя и не требующие физического напряжения, при которых расход энергии составляет до 120 ккал/ч:
- к категории 16 — относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, при которых расход энергии составляет от 120 до 150 ккал/ч.
5.6 Требования к шуму и вибрации
Производственные помещения, в которых для работы используются ПЭВМ (ПК), не должны граничить с помещениями, в которых уровни шума и вибрации превышают нормируемые значения.
Уровни вибрации в производственных помещениях при работе на ПК не должны превышать следующих значений (по виброскорости) на частотах 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц соответственно 79, 73, 67, 67. 67, 67дБ, корректированные значения и их уровни в дБ "А"—72дБ.
5.7 Требования к ионизирующим и неионизирующим излучениям
Основным источником электромагнитных излучении от мониторов ПЭВМ (ПК) является трансформатор высокой частоты строчной развертки.
Конструкция монитора ПЭВМ должна обеспечивать мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0,05 м от экрана и корпуса монитора ПК при любых положениях регулирующих устройств и не должна превышать 7,74х10 А/кт, что соответствует эквивалентной дозе, равной 0.1 мбэр/час (100 мкр/час).
Напряженность электромагнитного поля на расстоянии 50 см вокруг ПЭВМ по электрической составляющей должна быть не более:
- в диапазоне частот 5 Гц—2 кГц — 25 в/м,
- в диапазоне частот 2— 400 кГц — 2,5 в/м.
- Плотность магнитного потока индукции должна быть не более:
- в диапазоне частот 5 Гц—2 кГц — 250 нТл,
- в диапазоне частот 2—400 кГц — 25 нТл.
5.8 Оптимизация трудовой деятельности пользователей ПЭВМ (ПК)
Оптимизация (меры профилактики) трудовой деятельности при работе на персональных компьютерах включает:
- мероприятия по оптимизации рабочих мест;
- мероприятия по оптимизации зрительной и световой обстановки (снижение зрительного утомления и улучшение условий освещения);
- мероприятия по снижению шума;
- мероприятия по улучшению состояния воздушной среды рабочих помещений:
- мероприятия по снижению интенсивности ЭМ излучений;
- рационализация режима труда и отдыха.
Заключение
В рамках данной работы был создан пакет программ тестирования и обучения специалистов по неразрушающему контролю. В программном продукте реализована простая, и вместе с тем универсальная, схема построения теста и вычисления оценок. Благодаря этому, достигается достаточная надёжность функционирования программы. Из-за простой реализации алгоритма программа легко отлаживается и тестируется, что снижает вероятность обнаружения ошибок в алгоритме. За счёт универсальности модели теста и наличии отдельной программы-редактора данный пакет программ можно применять для тестирования и обучения по другим тематикам. Отдельное внимание в работе уделено также и вопросам защиты информации. Разработка системы защиты не являлась целью работы, однако программы оснащены базовыми средствами защиты – парольной защитой на вход в программу и защита данных от просмотра.
Список использованных источников
1. Обучающие машины и комплексы: Справочник / Под общей ред. А.Я. Савельева. Киев: Вища шк.,Головное изд-во. 1986. 303с.
2. Каталог программных средств учебного назначения. М.: НИИВО, 1991. 66с.
3. Цевенков Ю.М., Семенова Е.Ю. Информатизация образования в США. М., 1990. 80с. (Новые информационные технологии в образовании: Обзор. инф./НИИВО; вып. 8).
4. Цевенков Ю.М., Семенова Е.Ю. Эффективность компьютерного обучения. М., 1991. 84с. (Новые информационные технологии в образовании: Обзор. инф./НИИВО; вып. 6).
5. Коваленко В.Е., Кольцова Н.Е., Лобанов Ю.И., Ремизова Е.А., Соловов А.В. Базы знаний учебного назначения. М., 1992. 60с. (Новые информационные технологии в образовании: Обзор. инф./НИИВО; вып.2).
6. Человеческий фактор. В 6 т. Т.3. Моделирование деятельности, профессиональное обучение и отбор операторов: Пер. с англ./Холдинг Д., Голдстейн Н., Эбертс Р. и др. (Часть 2. Профессиональное обучение и отбор операторов). М.: Мир, 1991.302с.
7. Архангельский А.Я. Язык SQL в Delphi 5 – М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2000. – 208 с.
8. Миллер Т. Использование Delphi 3. Специальное издание. : Пер. с англ. – К.: Диалектика, 1997. – 768 с.
9. Назаров А.К. Теоретические основы безопасности жизнедеятельности: Учебное пособие. – Курган, 1993. – 119 с.
10. Марченко А.И., Марченко Л.А. Программирование на языке Turbo Pascal 7.0 – М.: Бином Универсал, К.: ЮНИОР, 1997. – 496 с.
11. Дэйт К. Введение в системы баз данных. – М.: Диалектика, 1997. – 235 с.
12. Фаронов В.В., Шумаков П.В. Delphi 4. Руководство разработчика баз данных. – М.: Нолидж, 1999. – 453 с.