Введение
Глава 1. Анализ современных методов и средств обучения проектной деятельности САПР 14
1.1. Основные понятия и системный подход в автоматизированном проектировании 14
1.2. Особенности обучения автоматизированному проектированию 16
1.2.1. Специфика обучения современной проектной деятельности 16
1.2.2. Компетентностный подход 20
1.2.3. Модель компетенций инженера 25
1.3. Методы и средства обучения САПР 29
1.3.1. Методы организации обучения САПР на предприятии 29
1.3.2. Классификация АОС по типу обучаемых задач 30
1.3.3. Виды контроля знаний, применяемые в АОС САПР 33
1.3.4. Типы тестов для оценки проектных характеристик обучаемого инженера 34
1.3.5. Диалоговая помощь в обучении проектной деятельности 36
1.3.6. Обучение имитационному моделированию устройств 38
1.3.7. Стандарт представления учебного материала SCORM-2004 в АОС САПР 41
1.4. Обзор обучающих систем в современных пакетах САПР 44
1.5. Постановка задачи 60
1.6. Выводы 63
Глава 2. Разработка и исследование моделей АОС САПР 65
2.1. Парадигмы архитектур АОС САПР 65
2.1.1. Объектно-ориентированная парадигма 65
2.1.2. Компонентно-ориентированная парадигма 66
2.1.3. Сервисно-ориентированная парадигма 66
2.2. Модели построения АОС САПР 67
2.3. Анализ моделей сценария 68
2.3.1. Одноресурсная сеть Петри как модель сценария (модель по работе Доррера и Рудакова[68]) . 69
2.3.2. KFS-граф модель сценария обучения[85, 86] 71
2.3.3. Модель сценария на основе семантической сети (модель по работе Башмакова и Рабиновича[53]) 74
2.3.4. Орграфовая модель сценария (модель последовательности обучения [71, 72]) 78
2.3.5. Информационно-логическая модель учебного материала (модель по работе Башмаковых[51]) . 81
2.3.6. Древовидная графовая и орграфовая модели учебного материала[106] 85
2.4. Модели обучаемого инженера 91
2.4.1. Многоуровневая сетевая модель[102] 91
2.4.2. Модель обучаемого инженера (модель по работе Зайцевой [71]) 92
2.5. Разработка модели предметной области 93
2.5.1. Порождающие паттерны модели CADModel . 104
2.5.2. Адаптация модели CADModel для конструкторской САПР 107
2.5.3. Паттерны компоновки, размещения и трассировки 109
2.5.4. Паттерны изготовления физических деталей в САПР КОМПАС 113
2.5.5. Растановка весов в модели CADModel 114
2.6. Разработка модели сценария 118
2.6.1. Вопросно-ответная автоматная модель сценария 121
2.7. Разработка модели обучаемого инженера (проектировщика) 122
2.8. Разработка модели протокола 123
2.9. Выводы 124
Глава 3. Разработка методов диагностики проектных знаний, умений, навыков и компетентности обучаемого инженера и адаптивного планирования траектории обучения на основе разработанных моделей АОС САПР 126
3.1. Самоорганизующиеся карты Кохонена как инструмент
классификации обучаемых инженеров 126
3.1.1. Способы классификации обучаемых инженеров 126
3.1.2. Конкурентное обучение карт Кохонена (SOM) 127
3.1.3. Архитектура карт Кохонена 129
3.1.4. Нечеткие карты Кохонена (FSOM) 132
3.1.5. Анализ видов функций принадлежности, применяемых в классификации обучаемых инженеров 135
3.1.6. Способы оценок погрешности карт Кохонена .136
3.2. Разработка метода диагностики проектных характеристик обучаемых инженеров на основе FSOM 137
3.2.1. Разработка структурно-параметрического анализа проектного решения 137
3.2.2. Разработка оценочной шкалы для функции принадлежности \і в FSOM 138
3.2.3. Классификация проектных характеристик обучаемого инженера 139
3.2.4. Алгоритм обучения FSOM, использующий гауссову функцию принадлежности 143
3.2.5. Сильные и слабые стороны нейроанализа 144
3.3. Разработка метода адаптивного планирования сценария 144
3.3.1. Накопление информации об обучаемом инженере 144
3.3.2. Принятие решения выбора траектории обучения
с помощью модели обучаемого инженера 153
3.3.3. Обучение моделированию средств вычислительной техники с применением языка VHDL 153 <
3.3.4. Сравнительный анализ методов диагностики обучаемого инженера АОС САПР 157
3.4. Выводы 158
Глава 4. Разработка программных и информационных средств АОС САПР 160
4.1. Архитектура АОС САПР 160
4.2. Оценка эффективности метода диагностики проектных характеристик обучаемого инженера 166
4.3. Оценка эффективности метода адаптивного планирования и управления (-ей) обучения инженера 167
4.4. Разработка средств оценки проектных решений 167
4.5. Разработка графического конструктора (ГК) 168
4.5.1. Функциональные возможности 168
4.5.2. Описание формата хранения данных 176
4.5.3. Диаграмма управления ГК 180
4.5.4. Тестовый пример 181
4.5.5. Построение сценария. Проверка сценария. Генерация html-сценария 181
4.6. Разработка компонентов предметной области, сценария, обучаемого инженера и протокола 184
4.7. Разработка БД предметной области, сценария, обучаемого, протокола и обучающих образов нечетких карт 184
4.8. Уровень сложности VHDL-кода 185
4.8.1. Алгоритм вычисления сложности программы 189
4.8.2. Оценка правильности VHDL-кода описания 189
4.9. Выводы 191
Заключение 194
Библиографический список использованной литературы
