Раздел 6. Информационные системы

13. Фактографические информационные системы.

Определение, назначение, особенности, примеры.

Информационная система — взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

В нормативно-правовом смысле информационная система определяется как «организационно упорядоченная совокупность документов (массив документов) и информационных технологий, в том числе и с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы» [Закон РФ «Об информации, информатизации и защите информации» от 20.02.1995, № 24-ФЗ]. Процессы, обеспечивающие работу информационной системы: ввод информации из внешних или внутренних источников; обработка входной информации и представление ее в удобном виде; вывод информации для представления потребителям или передачи в другую систему; обратная связь — это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации.

Различают информационные системы:фактографические;документальные;геоинформационные;интеллектуальные.

Фактографические ИС регистрируют факты — конкретные значения данных атрибутов об объектах реального мира. Основная идея таких систем -все сведения об объектах (фамилии людей и названия предметов, числа, даты) сообщаются компьютеру в каком-то заранее обусловленном формате (например, дата — в виде комбинации ДД.ММ.ГГ).Информация, с которой работает фактографическая ИС, имеет четкую структуру, позволяющую машине отличать одно данное от другого, — например, фамилию от должности человека, дату рождения от роста и т.п. Поэтому фактографическая система способна давать однозначные ответы на поставленные вопросы, например: “Сколько мониторов марки HITACHI продал магазин “Компьютеры” в июне 2002 г.?”, “Кто из работников фирмы с датой рождения не ранее 1 января 1980 г. имеет высшее образование?” и т.д.

14. Документальные информационные системы.

Определение, назначение, особенности, примеры.

В документальных (документированных) информационных системах единичным элементом информации является нерасчлененный на более мелкие элементы документ и информация при вводе (входной документ), как правило, не структурируется, или структурируется в ограниченном виде. Для вводимого документа могут устанавливаться некоторые формализованные позиции (дата изготовления, исполнитель, тематика).

 

15. Геоинформационные системы.

Определение, назначение, особенности, примеры.

 

В геоинформационных системах данные организованы в виде отдельных информационных объектов (с определенным набором реквизитов), привязанных к общей электронной топографической основе (электронной карте). Геоинформационные системы применяются для информационного обеспечения в тех предметных областях, структура информационных объектов и процессов в которых имеет пространственно-географический компонент (маршруты транспорта, коммунальное хозяйство).

 

20. Интеллектуальные информационные системы.

Определение, назначение, особенности, примеры, естественноязыковые системы,

экспертные системы, интеллектуальные базы данных, гипертекстовые системы, системы контекстной помощи, системы когнитивной графики, гибридные интеллектуальные системы, виртуальные гетерогенные коллективы.

Интеллектуальная информационная система (ИИС) – информационная система, которая основана на концепции использования базы знаний для генерации алгоритмов решения экономических задач различных классов в зависимости от конкретных информационных потребностей пользователей.

Естественно-языковые системы для организации взаимодействия человека и ЭВМ на естественном языке.

Экспертные системы имитируют рассуждения специалиста над решением практической задачи.

Интеллектуальные БД – отличаются от обычных возможностью выборки по запросу информации, которая может явно не храниться, а выводиться из имеющейся БД (например, вывести список товаров, цена которых выше отраслевой).

Гипертекстовые системы предназначены для поиска текстовой информации по ключевым словам в базах.

Системы контекстной помощи – частный случай гипертекстовых и естественно-языковых систем.

Системы когнитивной графики позволяют осуществлять взаимодействие пользователя ИИС с помощью графических образов.

Естественно-языковой интерфейс предполагает трансляцию естественно-языковых конструкций на машинный уровень представления знаний. При этом осуществляется распознавание и проверка написанных слов по словарям и синтаксическим правилам. Данный интерфейс облегчает обращение к интеллектуальным БД, а также голосовой ввод команд в системах управления.Фразу «Ourcatgavebirthtothreekittens — twowhitesandoneblack»онлайн-переводчик «ПРОМТ» (версия 7.0, 2007) превращалв «Наш кот родил трёх котят — двух белых и одного афроамериканца».

Если «афроамериканца» ещё можно было сделать «чёрным», написав «blackkitten», то «коту» так и не получалось сменить пол: например, femalecat переводился как «самка кот».Программа не распознаёт контекст фразы и переводит термины дословно, к тому же не отличая собственных имён от обычных слов. Тот же переводчик ПРОМТ превращает «Лев Толстой» в «LionThick» («толстый лев»), «Liealgebra» — в «алгебру Лжи».

Развязка потребовала, чтобы как кошка «кликнула» мышку. Сколько раз за день мы «кликаем» мышку, но КПД нашего повседневного «клико-мышечного» труда подчас до смешного мал. Сколько «кликов» требуется, чтобы заставить программу понять, что мы от нее хотим! Вот тогда-то и появляется желание перейти на естественный язык общения с компьютером.

Пользователь уходит с Интернет-сайта если: 1) ему действительно не нужно это приложение (сайт); 2) не смог (не захотел) разобраться в нем. Причины неудачного освоения приложений — на совести разработчиков. Приложение имеет не просто определенный набор функций, а некоторую предметную область назначения применения, имеющую несколько аспектов:то, как ее представляет пользователь; то, как ее представляет разработчик; то, как она отражена в схеме базы данных (если таковая есть); то, как она отражена в пользовательском интерфейсе.

Высота барьера освоения зависит в первую очередь от того, насколько естественно выражена в пользовательском интерфейсе и в поведении приложения модель предметной области с точки зрения пользователя, а также насколько они традиционны и узнаваемы.

База данных (БД) – совокупность взаимосвязанных данных при такой минимальной избыточности, которая позволяет её использовать оптимальным образом для одного или нескольких приложений в определённой предметной области человеческой деятельности.

Предметная область – это отражение в БД совокупности объектов реального мира с их связями, относящихся к некоторой области знаний и имеющих практическую ценность для пользователей.

Понятие предметной области базы - одно из базовых в информатике. Его использование в контексте информационных систем предполагает существование устойчивой во времени соотнесенности между именами, понятиями и определенными реалиями внешнего мира, не зависящей от самой ИС и ее круга пользователей. Понятие предметной области базы данных ограничивает и делает обозримым пространство информационного поиска в ИС и позволяет выполнять запросы за конечное время.

Важно, чтобы пользователь и приложение говорили на одном языке. Естественный язык (ЕЯ) — способ общения человека с компьютером. Человек владеет своим родным языком куда лучше, чем искусственными.

Нам не приходится, зайдя в обычный магазин, рыться в каталоге товаров, мы просто спрашиваем у продавца-консультанта «а где...?» или «а у вас есть...?»

Естественно-языковой интерфейс к базе данных – симбиоз базы данных и системы понимания вопросов.

Доступ к данным на естественном языке — тема, активно разрабатываемая с 60-х годов в искусственном интеллекте. Эта тема неразрывно связана с проблемой понимания естественного языка как такового. Данная область науки находится на стыке лингвистики и информатики.

Программный продукт InBASE (http://inbase.artint.ru).Использует семантически-ориентированный анализ и создан в лаборатории искусственного интеллекта ВЦ АН Новосибирска, а теперь и РосНИИ искусственного интеллекта. Эта разработка вышла под названием InterBASE в начале 90-х годов.

InterBASE позволяет строить ЕЯ-интерфейсы к базам данных. Например, для ЕЯ-интерфейса к базе данных о персонале слово «мать» толкуется как «женщина, имеющая детей», именно так это и вводится в систему при настройке. Еще пример толкования из базы данных об участниках конференции: «докладчик» = «участник с докладом». Это позволяет настраивать ЕЯ-интерфейсы людям, не обладающим навыками инженеров знаний.

Проблема организации доступа к справочникам в Сети (Web -службы) для модели B2B ( англ. «Businesstobusiness, рус. «бизнес для бизнеса», сокращённо произносится — «би ту би»)— потребитель информации - другой бизнес. Сложность подобных услуг — соглашения между сторонами об интерфейсе. Например, в электронном магазине хранится специфичная информация: названия товаров, цены, а информация о характеристиках товара может быть получена от Web-службы. Это потребует хранения либо на стороне Web-службы уникальных кодов товаров, либо, наоборот — на стороне потребителя информации — идентификаторов товаров в справочной Web-службе.

Чем может помочь здесь естественный язык? Отказаться от безликих идентификаторов товаров. Правильно построенный ЕЯ-интерфейс одинаково хорошо поймет и «Ericsson T28», и «Сотовый телефон Ericsson T28s», и «Мобильный телефон Ericsson T-28».

Экспертная система (ЭС) – это интеллектуальная информационная система, предназначенная для решения слабоформализуемых задач на основе накапливаемого в базе знаний опыта работы экспертов в проблемной области. Она включает базу знаний с набором правил и механизмом вывода и позволяет на основании предоставляемых пользователем фактов распознать ситуацию, поставить диагноз, сформулировать решение или дать рекомендацию для выбора действия.

Экспертные системы для применения в оперативно-диспетчерском управлении энергосистемами: системы-советчики для годового планирования ремонтов сетевого оборудования; системы-советчики для режимной проработки оперативных ремонтных заявок;системы-тренажеры по оперативным переключениям.

DataMining (рус. добыча данных, интеллектуальный анализ данных, глубинный анализ данных) — собирательное название, используемое для обозначения совокупности методов обнаружения в данных ранее неизвестных, нетривиальных, практически полезных и доступных интерпретации знаний, необходимых для принятия решений в различных сферах человеческой деятельности. Более полным и точным является словосочетание «обнаружение знаний в базах данных» (англ. knowledgediscoveryindatabases, KDD).

Основа методов DataMining - методы классификации, моделирования и прогнозирования, основанные на применении деревьев решений, искусственных нейронных сетей, генетических алгоритмов, нечеткой логики, а также методы теории вероятностей и математической статистики. Назначение методов DataMining – наглядное представление результатов вычислений (визуализация).

Технологии интеллектуального анализа данных: оперативный анализ данных посредством OLAP - систем; поиск и интеллектуальный выбор данных DataMining; деловые интеллектуальные технологии BIS; интеллектуальный анализ текстовой информации.

OLAP (on-lineanalyticalprocessing) — набор технологий для оперативной обработки информации, включающих динамическое построение отчётов в различных разрезах, анализ данных, мониторинг и прогнозирование ключевых показателей бизнеса. Основа OLAP-технологий - представление информации в виде OLAP-кубов. Благодаря детальному структурированию информации OLAP-кубы позволяют оперативно осуществлять анализ данных и формировать отчёты в различных разрезах и с произвольной глубиной детализации.Отчёты могут создаваться аналитиками, менеджерами, финансистами, руководителями подразделений в интерактивном режиме для того, чтобы быстро получить ответы, на возникающие ежедневно вопросы, и принять правильное решение. При этом сотрудникам, для создания отчетов не нужно прибегать к услугам программистов, на что обычно уходит немало времени.

Пример информационно-аналитической системы, построенной на базе OLAP-технологий – Интернет-портал многомерного анализа, статистики и отчетности.

Deductor – технологическая платформа для создания законченных аналитических решений. В нем сосредоточены самые современные методы извлечения, манипулирования, визуализации данных, кластеризации, прогнозирования и другие технологии интеллектуального анализа данных.Реализованные в Deductor технологии позволяют на базе единой платформы пройти все этапы построения аналитической системы: от создания хранилища данных до автоматического подбора моделей и визуализации полученных результатов. В Deductor реализованы практически все современные технологии анализа структурированных данных: DataWarehouse – хранилище данных; OLAP – многомерный анализ данных; DataMining – добыча данных; KnowledgeDiscoveryinDatabases – обнаружение знаний в базах данных.

Встроенное в Deductor OLAP-ядро поддерживает механизмы манипулирования кубами: произвольное размещение измерений/фактов; фильтрация, сортировка и группировка по любым показателям; детализация данных; кросс-диаграмма.

IBMDB 2 IntelligentMiner - программный продукт IBM в области деловых интеллектуальных систем. IBM DB2 IntelligentMiner — набор продуктов, который предоставляет в распоряжение заказчика аналитические инструменты, необходимые для принятия продуманных и качественных бизнес- решений. IntelligentMiner обладает хорошими средствами визуализации данных и поддерживает несколько алгоритмов добычи информации.IntelligentMiner – один из немногих продуктов, который поддерживает внешний API, что позволяет собирать данные результатов для последующего анализа с помощью других продуктов, например, инструментов OLAP.

DB2 — семейство реляционных СУБД корпорации IBM. Чаще всего, ссылаясь на DB2, имеют в виду DB2 UniversalDatabase (DB2 UDB).

API (англ. applicationprogramminginterface) - и нтерфейс программирования приложений — набор готовых классов, процедур, функций, структур и констант предоставляемых приложением (библиотекой, сервисом) для использования во внешних программных продуктах.

IBM DB2 IntelligentMinerModeling поддерживает следующие операции в области моделирования добычи данных: о бнаружение ассоциаций и связей — приложения обнаруживающие связи между продуктами в рамках анализа покупательской закономерности посещения сайта для сайтов электронной коммерции и финансовых предложений; д емографическая кластеризация (объединение) — приложения для решения задач сегментации рынка, профилирования хранилищ, поиска закономерностей поведения при покупке;к лассификация на основе деревьев (иерархии) — приложения для профилирования клиентов на основе таких параметров, как склонность к покупкам, прогнозируемый уровень расходов; а ссоциация (лат.Associatio — соединение) — в психологии — закономерная связь между отдельными событиями, фактами, предметами или явлениями, отражёнными в сознании и закреплёнными в памяти. При наличии ассоциативной связи между двумя психическими явлениями A и B возникновение в сознании человека явления A закономерным образом влечёт появление в сознании явления B.

IBM DB2 IntelligentMinerVisualization представляет собой средства визуализации, созданные с помощью языка Java, для графического представления результатов выполнения операций моделирования в области обнаружения ассоциаций, демографической кластеризации и классификации на основе деревьев. Средства визуализации могут функционировать в поточном режиме. Visualization позволяет заказчикам анализировать результаты моделирования в целью получения новых бизнес-знаний.

IBM DB2 IntelligentMinerScoring - экономичный и удобный в использовании инструмент «добычи данных» для количественной оценки в режиме реального времени, который обеспечивает встраивание аналитических средств DataMining в приложения BusinessIntelligence, электронной коммерции, CRM, OLTP.

CPM (CostPerMille) - (англ. цена за тысячу) - термин в рекламе, который обозначает стоимость за тысячу просмотров.

OLTP (Online Transaction Processing) – (англ. транзакционная система)— обработка транзакций в реальном времени. Способ организации БД, при котором система работает с небольшими по размерам транзакциями, но идущими большим потоком.

TextAnalyst™ - инструмент для анализа содержания текстов, смыслового поиска информации, формирования электронных архивов, и предоставляет пользователю следующие основные возможности: анализ и получение смыслового портрета текста в терминах основных понятий и их смысловых связей; смысловой поиск с учетом скрытых смысловых связей слов запроса со словами текста; автоматическое реферирование текста; кластеризация информации - анализа распределения материала текстов по тематическим классам;ранжирование всех видов информации о семантике текста по «степени значимости»; автоматическое/автоматизированное формирование полнотекстовой базы знаний с гипертекстовой структурой и возможностями ассоциативного доступа к информации.

Интегрированные информационные системы – создаютсяна единой информационной базе и обеспечивают сквозную связь между всеми элементами ИС.

Данная система комплексно обеспечивает автоматизацию процессов стратегического планирования, экономического и технического развития предприятия, маркетинговых и научных исследований, проектирования новых видов продукции, управления техничес­кой подготовкой производства, текущей производственно-хо­зяйственной, сбытовой и финансовой деятельностью и автомати­зацию управления основными и вспомогательными технологи­ческими операциями.

Стратегические информационные системы корпоративного типа (англ. EnterpriseStrategicSystem - ESS) предназначены для оказания помощи высшему руководству компании (англ. TopManagers) в процессе поддержки принятия стратегических решений. Эти системы учитывают долгосрочные изменения, происходящие в окружающей среде и деловом окружении предприятия, интегрируют в себе знания и данные всех информационных систем предприятия и строятся, как правило, на базе систем искусственного интеллекта (экспертных систем). Их назначение - приводить в соответствие изменения в условиях эксплуатации с существующей организационной возможностью.

Системы работы знания KWS (англ. KnowledgeWorkSystems) обслуживают информационные потребности на уровне знаний организации. Системы работы знания помогают работникам знания.

Работники знания – это люди, имеющие ученые степени и знания либо относящиеся к таким категориям, как инженер, врач, адвокат. Их работа состоит, прежде всего, в применении станций, а также автоматизированных рабочих мест (АРМ) для создания новых знаний и интеграции их в бизнес.В 1970-е годы ряд компаний стал выпускать информационные систем, отличные от традиционных MIS-систем. Эти новые информационные системы, названные системами поддержки принятия решений (DSS - англ. DecisionSupportSystems), отличались малыми размерами, интерактивностью и предназначались для решения слабоструктурированных и неструктурированных проблем на основе данных и моделей.

DSS специализированы по специфическим решениям или классам решений, таких, как маршрутизация, формирование очередей, оценки и т.д. DSS нацелены на главных управляющих и средних менеджеров и обладают способностью к мгновенным изменениям, гибкостью и своевременной реакцией.

Управляющие информационные системы MIS (англ. ManagementInformationSystems) обслуживают управленческий уровень организации, помогая менеджерам готовить доклады и в некоторых случаях предоставляя интерактивный доступ к текущей работе организации и архивным отчетам. MIS обычно ориентированы на внутреннюю информацию и выполняют функции планирования, управления и принятия решений на управленческом уровне.

MIS суммируют и информируют относительно основных действий компании. Типичная MIS преобразует оперативные данные приказов, производства и бухгалтерии в MIS – файлы, которые используются менеджерами для подготовки докладов.

Системы автоматизации делопроизводства OAS (англ. OfficeAutomationSystems) обслуживают информационные потребности, прежде всего, операторов.Системы автоматизации делопроизводства – это информационные приложения технологии для увеличения производительности операторов в офисе при поддержке координирования и типичных офисных связей.Операторы обычно малообразованны и скорее обрабатывают, чем создают информацию. К ним, прежде всего, относятся секретари, делопроизводители или менеджеры, работа которых состоит в использовании данных, манипулировании ими или распространении информации.

Эксплуатационные системы – предназначены для управления операциями на предприятии (операции продажи, операции платежей, операции финансирования решений).

TPS – системы обработки запросов и выполнения операций. Это основные деловые компьютеризированные системы, которые обслуживают эксплуатационный уровень организации, выполняют и рассчитывают рутинные операции, необходимые для работы предприятия.

Системы контекстной помощи относятся к классу систем распространения знаний. В отличие от обычных систем помощи, навязывающих пользователю схему поиска требуемой информации, в интеллектуальных системах контекстной помощи пользователь описывает проблему (ситуацию), а система с помощью дополнительного диалога ее конкретизирует и сама выполняет поиск относящихся к ситуации рекомендаций. Такие системы. Такие системы относятся к классу систем распространения знаний (KnowledgePublishing) и используются как приложения к системам документации (например, технической документации по эксплуатации товаров).К концу 90-х годов созрели предпосылки для качественного скачка в интенсификации познавательного использования компьютерных технологий. Компьютер реально стал не только и не столько вычислительным устройством, и не столько просто устройством для хранения и обработки больших объемов информации, сколько комплексным познавательным инструментом. В связи с этим актуальны исследования в области изучения и анализа именно познавательных (когнитивных) функций компьютерных технологий. Одно из наиболее перспективных направлений при этом - повышение когнитивной эффективности компьютерного моделирования.

Зенкин Александр Александрович — профессор, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Отдела Интеллектуальных прикладных систем Вычислительного Центра РАН. Работая над проблемой повышения когнитивной эффективности компьютерного моделирования А.А. Зенкин разработал, своего рода, окно в новый мир – «Когнитивная графика».

Когнитивная графика — совокупность приемов и методов образного представления условий задачи, которое позволяет либо сразу увидеть решение, либо получить подсказку для его нахождения.

Методы когнитивной графики используются в искусственном интеллекте:в системах, способных превращать текстовые описания задач в их образные представления;при генерации текстовых описаний картин, возникающих во входных и выходных блоках интеллектуальных систем;в человеко-машинных системах, предназначенных для решения сложных, плохо формализуемых задач.Три задачи когнитивной компьютерной графики:1. Создание моделей представления знаний с однообразными средствами представления как объектов логического мышления, так и образов-картин образного мышления;
2. Визуализация человеческих знаний, для которых пока невозможно подобрать текстовые описания; 3. Поиск путей перехода от наблюдаемых образов-картин к формулировке гипотезы о механизмах и процессах скрытых за динамикой наблюдаемых картин.

В настоящее время нет единых принципов когнитивного отображения информации, но есть понимание того факта, что графические образы способны нести в себе в сжатой и одновременно с этим доступной для пользователя форме информацию достаточную для принятия адекватного решения. Каждый образ создается индивидуально с учетом конкретной прикладной области, изучается в процессе жизненного цикла объекта и интерпретируется экспертом с использованием накопленных знаний.

Для построения схемы решения задачи распознавания образов удобно пользоваться средствами графического интерфейса, которые позволяют не только формировать алгоритм обработки данных подключением соответствующих исполнительных модулей, но и отслеживать порядок решения в динамике путем цветовой подсветки соответствующих связей.

Пуск ракеты космического назначения охватывает порядка 20 процессов и визуализируется в виде когнитивной круговой диаграммы. Активные процессы отображаются темно-зелеными секторами, неактивные – светло-зелеными. Красным цветом выделяется состояние подсистемы, где имеет место сбой. За общим состоянием пусковой системы следит специальный интерфейс, который снабжен когнитивным графическим дополнением. Если какой-либо из параметров вышел из нормы, то отличительный цвет сектора обобщенного образа дает знать о том, где произошли сбои в работе системы или возникли неблагоприятные условия. Показаны примеры когнитивной визуализации обострения бронхиальной астмы.Образ больного дан в виде областей (кругов), каждый из которых визуализирует свой параметр состояния больного. Цвет параметров меняется от зеленого к красному через желтый. Зеленый цвет – значение в пределах нормы, красный – далеко от нормы, желтый и желто-оранжевый – промежуточные значения.Информативны проекции трехмерных образов («звезд») состояний человека. При отклонении параметров от нормы звезда увеличивается, причем в зависимости от упорядочения параметров по-разному. При увеличении наблюдается сглаживание и объединение отдельных выпуклостей, а при увеличении видна тенденция к разделению и увеличению числа концов «звезды». По когнитивным образам врач способен моментально оценить общее состояние больного и принять адекватное решение.Башлыков А.А. Проектирование систем принятия решений в энергетике.-М.: Энергоатомиздат, 1986. - 120 с. Создан когнитивный образ активной зоны энергоблока с реактором типа РБМК. Он похож на глобус. Переменные состояния глобуса - параллели, меридианы, оси по полюсам и экватору и скорость вращения глобуса относительно оси по полюсам, пятна на глобусе. Переменные состояния глобуса определяются на основе измеренных или расчетных данных, хранящихся в базе данных или путем обработки когнитивной модели знаний образа атомного реактора машиной логического вывода. Переменные состояния глобуса генерируются ежесекундно. В зависимости от процессов, происходящих в реакторе, глобус может менять: скорость вращения; форму за счет вытягивания по полюсам или экватору; положение параллелей; положение меридианов; цвет; покрытие своей поверхности белыми пятнами (показатель деградация системы измерений).

Практикум

Практическое занятие № 1.

Университетская терминология. Учебный план и график специальности

 

 

Цель практического занятия: презентация сайта университета (www.kantiana.ru) знакомство студентов с вузовской терминологией, содержанием учебного плана специальности «Информационные системы и технологии», учебным графиком.

Форма проведения практического занятия: презентация учебного плана, учебного графика, выступления директора института и менеджера образовательных программ.

 

Содержание практического занятия

www.kantiana.ru

Обучение в высшей школе - целенаправленное, заранее запроектированное общение преподавателя и студентов, в ходе которого осуществляются образование, воспитание и развитие обучающихся, усваиваются отдельные стороны опыта человечества, опыта познания и профессиональной деятельности.

Преподавание — деятельность преподавателя по передаче студентам знаний, умений и навыков, способов профессиональной деятельности, жизненного опыта и т.п.

Учение — процесс приобретения студентом передаваемого преподавателем содержания учебного материала (обучения).

Связь обучения с воспитанием не менее очевидна, чем связь обучения с развитием. Многие педагоги, начиная с Гербарта, говорят о воспитывающем обучении, результатом которого является социализация ученика, формирование таких его личностных качеств, которые соответствуют определенным общественным потребностям.

Воспитание — процесс и результат взаимодействия воспитателя с воспитанником с целью его личностного развития, усвоения социальных норм и культурных ценностей, подготовки к самореализации в том обществе, в котором он живет.

Очевидна и связь понятий «изучение», означающее «постичь учением, усвоить в процессе обучения», и усвоение, трактуемое как «основной путь приобретения индивидом общественно-исторического опыта».

Образование — процесс и результат усвоения человеком социального опыта, системы знаний, умений и навыков, необходимых для жизни в обществе. Образование может быть организовано как в форме обучения, так и в форме самообразования, т. е. без присутствия преподавателя в прямом смысле этого слова. Образованный человек - это не просто знающий человек, но и обладающий высоко ценимыми в обществе качествами личности.

Знания - это отражение человеком объективной действительности в форме фактов, представлений, понятий и законов науки. Они представляют собой коллективный опыт человечества, результат познания объективной действительности. Кроме того, в содержании профессионального образования существует понятие «базисные знания», под которым следует понимать совокупность основных наиболее крупных целей преподавания курса. Они составляют как бы своеобразное ядро, которое связывается в единое целое посредством методов преподавания курса.

Умение - это готовность сознательно и самостоятельно выполнять практические и теоретические действия на основе усвоенных знаний, жизненного опыта и приобретенных навыков.

Навыки — компоненты практической деятельности, проявляющиеся при выполнении необходимых действий, доведенных до автоматизма и совершенства путем многократного упражнения.

Движущая сила учебного процесса — противоречие между выдвигаемыми ходом обучения познавательными и практическими задачами и наличным уровнем знаний, умений и навыков обучающихся (их умственного развития) для решения этих задач.

Принцип - это система исходных теоретических положений, руководящих идей и основных требований к проектированию целостного образовательного процесса, вытекающих из установленных психолого- педагогической наукой закономерностей и изучаемых в целях, содержании, педагогических технологиях, деятельности преподавателей и деятельности студентов.

Принцип научности. В содержании этого принципа указывается, что все сообщаемые учебные сведения должны находиться в полном соответствии с передовой современной наукой.

Принцип систематичности. Этот принцип указывает, что все знания, сообщаемые обучающимся, должны ими усваиваться в определенной, педагогически обоснованной системе.

Принцип связи теории с практикой. Теория и практика обучения рассматриваются этим принципом как единое и неразрывное в системе приобретения знаний, навыков и умений.

Принцип сознательности. Этот принцип понимается как обоснованное самостоятельное мышление и оправданные действия обучающихся. Сознательность рассматривается как личное убеждение в процессе приобретения знаний, формирования профессиональных компетенций.

Принцип соединения индивидуального и коллективного. Учебный процесс объединяет интересы всех студентов и каждого отдельного студента на основе единства целей и задач обучения. Из принципа соединения индивидуального и коллективного вытекают некоторые следствия: а) коллектив предъявляет к каждому своему члену определенные, сложившиеся и закрепившиеся общие требования; б) каждый член учебного коллектива своей активностью и инициативой не только подтверждает общие требования, но и дополняет, расширяет и обогащает их. Поэтому коллективное в учебном заведении не означает только подчинение требованиям коллектива, каждый учащийся, особенно студент высшей школы, проявляет инициативу, поиск, которые могут быть более высокого уровня, чем общие требования.

Принцип единства конкретного и абстрактного (принцип наглядности). Этот принцип чаще имеет наименование принципа соединения абстрактного мышления с наглядностью преподавания. Принцип единства конкретного и абстрактного указывает на необходимость взаимосвязи изучаемых конкретных, реальных фактов, предметов, их признаков и свойств с отвлеченными понятиями и их теоретическим, отвлеченным обобщением на основе выделения существенного, основного и общего.

Принцип доступности. Обучение должно быть доступным и посильным возрасту, способностям и уровню развития обучающихся: нельзя использовать одни и те же методические приёмы на младших и старших курсах. Так гласит принцип доступности. На основе этого принципа определяется степень научно-теоретической сложности учебного материала, его объем, формы и методы обучения.

Принцип прочности знаний. Приобретаемые учащимися знания должны быть прочными, т. е. обладать высокой степенью их запоминания. Знания приобретаются не только для их объема, но и для использования в дальнейшей учебной и самостоятельной работе, для формирования научного мировоззрения и для практического применения.

Компетенция — наперед заданное требование к образовательной подготовке обучаемого, характеристика его профессиональной роли, компетентность — мера соответствия этому требованию, степень освоения компетенции, личностная характеристика человека. Понятие компетенция приобретает значение «знаю, как» в отличие от ранее принятого ориентира в педагогике «знаю, что».

Профессиональная компетенция – интегративная целостность знаний, умений и навыков, обеспечивающих профессиональную деятельность; способность человека реализовать на практике свою компетентность.

Профессиональная компетентность определяется, как «показатель качества профессионального образования», интегральная характеристика деловых и личностных качеств специалистов, отражающую уровень знаний, умений и навыков, опыта, достаточных для осуществления определенного рода деятельности, которая связана с принятием решений.

Цель профессионального образования – воспитание высокообразованного, квалифицированного специалиста в конкретной области. Реализуется данная цель профессионального образования через программы Стандарта высшего профессионального образования. Этими же стандартами определяется не только содержание образовательных программ, но и объем учебной нагрузки на получение профессионального образования.

Содержание образования - конечный результат, к которому стремится учебное заведение, тот уровень и те достижения, которые раньше выражались в категориях знаний, умений и навыков, а теперь, в связи с введением ФГОС 125 ВПО третьего поколения, выражаются в компетенциях, включающих и личностные качества.Очевидно, что содержание учебной дисциплины отличается от содержания соответствующей области науки и качественными, и количественными параметрами. Для учебного курса отбираются базисные знания; прикладные аспекты курса разрабатываются с учетом специальности, т.е. курс профилируется; кроме того, выполняющий учебные задачи курс соответствующим образом структурируется.

Содержание профессионального образования - система знаний, умений и навыков, совокупность компетенций, обеспечивающих подготовку к профессиональной деятельности. Содержание профессиональной подготовки специалистов (бакалавров и магистров) отражено в следующих нормативно-программных документах: федеральном государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования (ФГОС ВПО); основных образовательных программах (ООП) по конкретным специальностям; рабочих учебных программах (РУП) отдельных дисциплин; расписании учебных занятий (перечень названий предметов или отдельных разделов учебных курсов, проводимых в установленное время).

Стандартом образования — система основных параметров, принимаемых в качестве государственной нормы образованности, отражающей общественный идеал и учитывающий возможности реальной личности и системы образования по достижению этого идеала.

Студе́нт (от лат. studens — усердно работающий, занимающийся) — учащийся высшего, в некоторых странах и среднего учебного заведения, в России все учащиеся учреждений профессионального образования.

Студенчество — особая мобильная социальная группа, специфическая общность людей, объединенных институтом высшего образования. Целью ее деятельности является организованная по определенной программе подготовка к выполнению профессиональных и социальных ролей в материальном и духовном производстве.Исследования показывают, что первокурсники не всегда успешно овладевают знаниями отнюдь не потому, что получили слабую подготовку в средней школе, а потому, что у них не сформированы такие черты личности, как готовность к учению, способность учиться самостоятельно, контролировать и оценивать себя, владеть своими индивидуальными особенностями познавательной деятельности, умение правильно распределять свое рабочее время для самостоятельной подготовки. Приученные к ежедневной опеке и контролю в школе, некоторые первокурсники не умеют принимать элементарные решения. У них недостаточно воспитаны навыки самообразования и самовоспитания. Известно, что методы обучения в вузе резко отличаются от школьных, так как в средней школе учебный процесс построен так, что он все время побуждает ученика к занятиям, заставляет его работать регулярно, иначе очень быстро появится масса двоек. В иную обстановку попадает вчерашний школьник, переступив порог вуза: лекции, лекции, лекции. Когда же начинаются семинары, к ним тоже оказывается можно не всегда готовиться. В общем, не надо каждый день что-то учить, решать, запоминать. В результате нередко возникает мнение о кажущейся легкости обучения в вузе в первом семестре, формируется уверенность возможности все наверстать и освоить перед сессией, возникает беспечное отношения к учебе. Расплата наступает на сессии. Многие первокурсники на первых порах обучения испытывают большие трудности, связанные с отсутствием навыков самостоятельной учебной работы, они не умеют конспектировать лекции, работать с учебниками, находить и добывать знания из первоисточников, анализировать информацию большого объема, четко и ясно излагать свои мысли. Существующая система контроля за самостоятельной работой студентов через семинарские, практические и лабораторные занятия отнюдь не исключает пассивности и уклонения от выполнения соответствующих требований со стороны некоторой части студентов.Развитие студента на различных курсах имеет некоторые особые черты. Первый курс решает задачи приобщения недавнего абитуриента к студенческим формам коллективной жизни. Поведение студентов отличается высокой степенью конформизма; у первокурсников отсутствует дифференцированный подход к своим ролям. Второй курс - период самой напряженной учебной деятельности студентов. В жизни второкурсников интенсивно включены все формы обучения и воспитания. Студенты получают общую подготовку, формируются их широкие культурные запросы и потребности. Процесс адаптации к данной среде в основном завершен. Третий курс - начало специализации, укрепление интереса к научной работе как отражение дальнейшего развития и углубления профессиональных интересов студентов. Настоятельная необходимость в специализации зачастую приводит к сужению сферы разносторонних интересов личности. Отныне (с третьего курса) формы становления личности в вузе в основных чертах определяются фактором специализации. Четвертый курс - первое реальное знакомство со специальностью в период прохождения учебной практики. Для поведения студентов характерен интенсивный поиск более рациональных путей и форм специальной подготовки, происходит переоценка студентами многих ценностей жизни и культуры. Поиски друга жизни играют на 3-м и 4-м курсах большую роль, оказывая влияние и на успеваемость, и на общественную деятельность студентов. Интерес к противоположному полу занимает значительное место в мыслях и поведении студентов. Но было бы ошибкой видеть в этом негативное явление. Четвертый  курс - перспектива скорого окончания вуза - формирует четкие практические установки на будущий род деятельности. Проявляются новые, становящиеся все более актуальными ценности, связанные с материальным и семейным положением, местом работы и т.п. Студенты постепенно отходят от коллективных форм жизни вуза. Но данные социологов говорят, что, как правило, после некоторого "затишья" даже семейные пары не остаются в стороне от общественной работы и не выпадают из коллектива. Вступление в брак большинства студентов к концу учебы не ведет к распаду студенческих коллективов, хотя число непосредственных межличностных и межгрупповых контактов среди его членов несколько уменьшается

Слово преподавателя. В арсенале современного преподавателя высшей школы находятся многочисленные средства передачи информации и обучения. Сюда относятся учебники, учебные пособия, аудиовизуальные средства, программированные задания и др. Но есть одно средство педагогического воздействия, которое стоит над всеми этими средствами, объединяет, координирует и направляет их. Это средство – слово преподавателя, его живая речь – VerbaMagistri (слово учителя). Посредством языка и речи объединяются образы и понятия, знания и эмоции, конкретное и абстрактное.

Лекция — речевая форма учебного процесса в высшей школе.Слово "лекция" происходит от латинского "lection" - чтение. Лекция появилась в Древней Греции, получила свое дальнейшее развитие в Древнем Риме и в средние века. Понятие «читать лекцию» носит условный, скорее исторический характер.

Семинарские занятия как форма обучения имеют давнюю историю, восходящую к античности. Само слово «семинар» происходит от латинского «seminarium» - рассадник. Только здесь в качестве «семян для посева» служат знания, передаваемые от учителя к ученикам. Эти «семена» должны «прорастать» в сознании учеников, способных к самостоятельным суждениям, к воспроизведению и углублению полученных знаний. Главная цель семинарских занятий - обеспечить студентам возможность овладеть навыками и умениями использования теоретического знания применительно к особенностям изучаемой отрасли.

Лабораторные работы. Совместная групповая учебная деятельность - одна из самых эффективных форм. Ее конкретная ориентация зависит от усилий преподавателя. Такими наиболее эффективными формами совместной деятельности преподавателя со студентами являются лабораторные и практические занятия. Лабораторные работы - это такая форма организации обучения, при котором студенты под руководством преподавателя и по заранее намеченному плану проделывают опыты или выполняют определенные практические задания и в процессе их воспринимают и осмысливают новый учебный материал. Лабораторные занятия интегрируют теоретико-методологические знания, практические умения и навыки студентов в едином процессе деятельности учебно-исследовательского характера. Само значение слов лаборатория, лабораторный (от латинского 1аbor - труд, работа, трудность, laboro - трудиться, стараться, хлопотать, заботиться, преодолевать затруднения) указывает на сложившиеся в далекие времена понятия, связанные с применением умственных и трудовых усилий к изысканию ранее неизвестных путей и средств для разрешения научных и жизненных задач.

Практические занятия. Наряду с семинарами, большую роль в подготовке студента к профессиональной деятельности имеют практические занятия. Они составляют значительную часть всего объёма аудиторных занятий и имеют важнейшее значение для усвоения программного материала. Задачи практических занятий: - закрепление знаний путем активного повторения материала лекций; - развитие способности самостоятельно использовать полученные знания; - приобретение навыков самостоятельного решения научно – практических вопросов; - приведение разрозненных знаний в определенную систему; - ознакомление с методами и средствами науки в их практическом применении; - подготовка к контролю (в виде экзамена или тестирования) полученных на лекциях теоретических знаний и т.д.При проведении практических занятий следует учитывать роль повторения. Но оно должно быть не нудным, однообразным. Повторение для закрепления знаний следует проводить по вариантам, соблюдая принцип дифференциации, под новым углом зрения, что далеко не всегда учитывается в практике вузовского обучения. Важнейшей стороной любой формы практических занятий являются упражнения. Основа в упражнении - пример, который разбирается с позиций теории, развитой в лекции. Как правило, основное внимание уделяется формированию конкретных умений, навыков, что и определяет содержание деятельности студентов - решение задач, графические работы, уточнение категорий и понятий науки, являющихся предпосылкой правильного мышления и речи. Проводя упражнения со студентами, следует специально обращать внимание на формирование способности к осмыслению и пониманию. Важно так ставить практические задания, чтобы они вели студентов к дальнейшей углубленной самостоятельной работе, активизировали их мыслительную деятельность, вооружали методами практической работы. Практические занятия больше всего применяются на первом и втором курсах. Они стимулируют мышление, сближают учебную деятельность с научным поиском и, безусловно, готовят будущего специалиста к их практической деятельности в области своей профессии. По ряду дисциплин практикуется выдача домашних заданий на срок 2 — 4 недели с последующим представлением их преподавателю для проверки. Каждый студент должен так спланировать свою домашнюю работу, чтобы уложиться в указанный срок.

Учебный план — государственный документ, определяющим основное содержание и сроки подготовки обучающегося в вузе, содержащим исходные данные для организации и планирования всех видов учебных занятий: перечень всех изучаемых дисциплин и трудоемкость каждой из них (в зачетных единицах и академических часах), распределение времени по годам и семестрам в течение всего срока обучения, а также по видам занятий, характер практик и (или) научно-исследовательской работы, количество курсовых проектов (работ), зачетов, экзаменов. Учебные планы определяют бюджет учебного времени по семестрам и неделям, продолжительность семестров, практик, экзаменационных сессий, каникул обучающихся. Учебные планы по соответствующему направлению и уровню подготовки длядневной (очной) и вечерней (очно-заочной) форм обучения формируются на основе базовых учебных планов. Учебные планы разрабатываются соответствующими структурными подразделениями вуза (выпускающими кафедрами, факультетами и др.) и утверждаются ректором. Учебный план предусматривает необходимое соотношение учебных циклов их базовых и вариативных частей, закрепление теоретической базы обучения на практике. Последовательность изучения дисциплин (модулей), предусматриваемая учебным планом, основана на их преемственности и определяется логическими связями и зависимостями между ними, которые, в свою очередь, опираются на перечень компетенций (или их компонентов), последовательность, траекторию и сроки их формирования. Баланс учебного времени представляет собой сводные данные по бюджету времени в неделях. При его составлении необходимо произвести расчет количества недель по годам обучения и за весь период обучения, выделяемых на теоретическое обучение (в том числе и на экзаменационные сессии), практики, выпускные квалификационные работы, итоговую аттестацию и каникулы. В календарном графике учебного процесса соответствующими символами для каждого курса и семестра обозначаются календарные дни (по неделям и месяцам) теоретического обучения, практик, экзаменационных сессий, каникул и итоговой государственной аттестации. Планируемое количество учебных недель, как правило, в нечетном семестре составляет 18, а в четном – 16 недель. При составлении графика следует считать, что в году 52 недели. Трудоемкость, выделяемая на изучение отдельных дисциплин (модулей), определяется объемом и характером формируемых компетенций, значением дисциплин (модулей) в системе подготовки, объемом курса, соотношением в нем теоретического материала и практических работ, воспитательными задачами и др. Учебный план предусматривает также рациональное распределение дисциплин (модулей) по семестрам с точки зрения равномерной загруженности студента и эффективное использование кадрового и материально-технического потенциала вуза. Для реализации компетентностного подхода в рамках учебных планов бакалавриата и магистратуры должны быть предусмотрены встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов. Кроме этого, в соответствии с требованиями ФГОС одной из основных активных форм формирования профессиональных компетенций магистра для ООП магистратуры является семинар, продолжающийся на регулярной основе не менее двух семестров, к работе которого привлекаются ведущие исследователи и специалисты-практики. Данный семинар является основой корректировки индивидуальных учебных планов магистранта. Максимальный объем учебной нагрузки обучающихся не может составлять более 54 академических часов в неделю, включая все виды аудиторной и внеаудиторной (самостоятельной) учебной работы по освоению основной образовательной программы и факультативных дисциплин, устанавливаемых вузом дополнительно к ООП и являющихся необязательными для изучения обучающимися. Объем факультативных дисциплин не должен превышать 10 зачетных единиц за весь период обучения. Максимальный объем аудиторных учебных занятий1 в неделю при освоении ООП бакалавриата в очной форме обучения составляет 27 академических часов. В указанный объем не входят обязательные аудиторные занятия по физической культуре. Раздел «Физическая культура» трудоемкостью 2 зачетные единицы реализуется при очной форме обучения, как правило, в объеме 400 часов, при этом объем практической, в том числе игровых видов подготовки, должен составлять не менее 360 часов. Максимальный объем аудиторных учебных занятий в неделю при освоении ООП в очной форме обучения составляет 16 академических часов. В соответствии Типовым положением об образовательном учреждении высшего профессионального образования (высшем учебном заведении), утвержденным постановлением Правительства от 14 февраля 2008 г. № 71, максимальный объем аудиторной учебной нагрузки в неделю при освоении основной образовательной программы в очно-заочной (вечерней) форме не может составлять более 16 академических часов, максимальный объем аудиторной учебной нагрузки в год при освоении основной образовательной программы в заочной форме не может составлять более 200 академических часов. Учебный год для студентов очной и очно-заочной (вечерней) форм обучения начинается 1 сентября и заканчивается согласно календарному учебному графику. Сроки начала и окончания учебного года для студентов заочной формы обучения устанавливаются рабочим учебным планом. Общий объем каникулярного времени в учебном году должен составлять 7-10 недель, в том числе не менее двух недель в зимний период. Студенты, обучающиеся в высших учебных заведениях, при промежуточной аттестации сдают в течение учебного года не более 10 экзаменов и 12 зачетов. В указанное число не входят экзамены и зачеты по физической культуре и факультативным дисциплинам. Студенты, обучающиеся в сокращенные сроки, по ускоренным образовательным программам и в форме экстерната, при промежуточной аттестации сдают в течение учебного года не более 20 экзаменов. Учебный план бакалавриата должен содержать дисциплины по выбору обучающихся в объеме не менее одной трети вариативной части суммарно по циклам Б.1, Б.2 и Б.3. Учебный план основной образовательной программы подготовки бакалавра и магистра включает в себя следующие разделы: учебный план на весь срок обучения, бюджет времени в неделях, календарный график учебного процесса. В заголовке учебного плана должны быть указаны код и наименование направления подготовки, квалификация выпускника, форма обучения (очная, очно-заочная (вечерняя), заочная) и срок обучения.

В календарном учебном графике очень кратко указывается последовательность реализации ООП ВПО по годам, включая теоретическое обучение, практику, научно-исследовательскую работу, промежуточные и итоговую аттестации, каникулы. 8) Завершающим этапом планирования учебного процесса в вузе является составление расписания учебных занятий; оно формируется на 147 основе сеток часов по курсам и специальностям, с использованием данных об аудиторном фонде кафедр и вуза, штатном составе профессорско- преподавательского состава, условных обозначениях направлений подготовки (специальностей) и перечня требований к расписанию. Так как эффективность и качество учебного процесса во многом определяются качеством расписания учебных занятий, то расписание учебных занятий формируется с учетом предъявляемых требований и с использованием компьютерных технологий. Формирование расписания осуществляют в два этапа: на первом этапе в автоматизированном режиме формируется обезличенное расписание учебных занятий с использованием специального алгоритма. На втором этапе, с целью оптимизации организации труда преподавателей и использования уникального индивидуального педагогического и методического опыта преподавателей, в обезличенном расписании расставляют наименования дисциплин и виды занятий с учетом пожеланий преподавателей. Для формирования расписания разработаны алгоритмы и программное обеспечение, позволяющие составлять расписание учебных занятий в вузе на семестр по стандартной неделе или разделением на четные и нечетные недели с заданным критерием оптимальности качества расписания учебных занятий