ЛР-3:
"Прогнозирование учебных достижений студентов
на основе особенностей их почерка"

Краткая теория

Известно, что подчерк каждого человека зависит от его темперамента и других генетически обусловленных, конституционных качеств личности, обладающих высокой стабильностью (некоторые из этих качеств могут быть измерены с применением 16PF-опросника Кеттела), а также от социального статуса и текущего психического и физического состояния человека.

Учебные достижения по различным дисциплинам также зависят от конституционных качеств. Поэтому вполне корректно поставить задачу прогнозирования учебных достижений студентов на основе изучения особенностей их подчерка.

Задание

1. Формализовать задачу.

1.1. Сконструировать классификационные шкалы и градации, выбрав в качестве классов – различные уровни учебных достижений по различным дисциплинам, перечень которых взять из зачетной книжки.

1.2. В качестве описательных шкал и градаций использовать характеристики подчерка.

1.3. Обучающую выборку заполнить на основе данных по учащимся своей группы и дополнить данными параллельной группы.

2. Осуществить синтез и верификацию (измерение адекватности) семантической информационной модели.

3. Провести системно-когнитивный анализ модели:

3.1. Решить задачи идентификации и прогнозирования (для себя).

3.2. Сгенерировать информационные портреты классов и факторов, т.е. решить обратную задачу прогнозирования (результаты отобразить в графической форме двухмерных и трехмерных профилей классов и факторов).

3.3. Провести кластерно-конструктивный анализ классов и факторов (результаты отобразить в форме семантических сетей классов и факторов).

3.4. Осуществить содержательное сравнение классов и факторов (результаты отобразить в форме когнитивных диаграмм классов и факторов).

3.5. Построить нелокальные нейроны и интерпретируемые нейронные сети.

3.6. Построить классические когнитивные модели (отобразить в форме когнитивных карт).

3.7. Построить интегральные когнитивные модели (отобразить в форме интегральных когнитивных карт).

Пример решения

Задание 1. Формализовать задачу.

Задание 1.1. Сконструировать классификационные шкалы и градации, выбрав в качестве классов – различные уровни учебных достижений по различным дисциплинам, перечень которых взять из зачетной книжки.

Пример формирования классификационных шкалы и градаций приведен в таблице 20.

Таблица 20 – КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ШКАЛЫ
И ГРАДАЦИИ

Код	Наименование класса	Код	Наименование класса
1	ПОЛ - мужской	29	Полонская ПИ-51
2	ПОЛ - женский	30	Трунина ПИ-51
3	ОТКУДА РОДОМ - город-краевой центр	31	Черкашина ПИ-51
4	ОТКУДА РОДОМ - город-районный центр	32	Чепурченко ПИ-51
5	ОТКУДА РОДОМ - поселок городского типа	33	Чушкин ПИ-51
6	ОТКУДА РОДОМ - село	34	Шульгин ПИ-51
7	УСПЕВАЕМОСТЬ - "5" более 75%	35	Арушанян ПИ-52
8	УСПЕВАЕМОСТЬ - "5" более 50% но меньше 75%	36	Быченок ПИ-52
9	УСПЕВАЕМОСТЬ - "5" более 25% но меньше 50%	37	Веревкина ПИ-52
10	УСПЕВАЕМОСТЬ - "5" менее 25%	38	Григорьева ПИ-52
11	ФОРМА ОБУЧЕНИЯ - бюджетная	39	Давыдич ПИ-52
12	ФОРМА ОБУЧЕНИЯ - платная	40	Дронова ПИ-52
13	ГРУППА ПИ-51	41	Еременко ПИ-52
14	ГРУППА ПИ-52	42	Жмурко ПИ-52
15	Бабенко ПИ-51	43	Иванова ПИ-52
16	Воробьева ПИ-51	44	Костенко ПИ-52
17	Гура ПИ-51	45	Крейс ПИ-52
18	Головнев ПИ-51	46	Куркина ПИ-52
19	Дыбова ПИ-51	47	Люлик ПИ-52
20	Жеребятьев ПИ-51	48	Максимов ПИ-52
21	Заяц ПИ-51	49	Мануйлов ПИ-52
22	Иванова ПИ-51	50	Нарижний ПИ-52
23	Котенко ПИ-51	51	Ольховская ПИ-52
24	Кузина О. ПИ-51	52	Паршакова ПИ-52
25	Кузина Я. ПИ-51	53	Силенко ПИ-52
26	Лях ПИ-51	54	Соколова ПИ-52
27	Мясников ПИ-51	55	Турбин ПИ-52
28	Нагапетян ПИ-51	56	Цисарь ПИ-52

Задание 1.2. В качестве описательных шкал и градаций использовать характеристики подчерка.

Существует много различных систем выявления признаков подчерка. Мы в учебных целях воспользуемся одной из самых простых из них, используемой на сайте: Альянс-медиа "Деловые тесты":

http://www.businesstest.ru/test.asp?test_id=155&topic_id=3

В таблице 21 эта система приведена в виде, преобразованном для удобства использования в системе "Эйдос".

Таблица 21 – ОПИСАТЕЛЬНЫЕ ШКАЛЫ И ГРАДАЦИИ

СПРАВОЧНИК НАИМЕНОВАНИЙ ШКАЛ И ГРАДАЦИЙ ПРИЗНАКОВ

06-09-04 10:39:45 г.Краснодар

==========================================================================

| N | Код | Наименование |

|========================================================================|

| |[ 1]|РАЗМЕР БУКВ: |

| 1| 1 |Очень мелкие................................................|

| 2| 2 |Мелкие......................................................|

| 3| 3 |Средние.....................................................|

| 4| 4 |Крупные.....................................................|

|~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~|

| |[ 2]|НАКЛОН БУКВ: |

| 5| 5 |Влево.......................................................|

| 6| 6 |Легкий влево................................................|

| 7| 7 |Вправо......................................................|

| 8| 8 |Резкий вправо...............................................|

| 9| 9 |Прямое написание............................................|

|~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~|

| |[ 3]|ФОРМА БУКВ: |

| 10| 10 |Округлые....................................................|

| 11| 11 |Бесформенные................................................|

| 12| 12 |Угловатые...................................................|

|~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~|

| |[ 4]|НАПРАВЛЕНИЕ ПОЧЕРКА: |

| 13| 13 |Строчки "ползут" вверх......................................|

| 14| 14 |Строчки прямые..............................................|

| 15| 15 |Строчки "сползают" вниз.....................................|

|~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~|

| |[ 5]|ИНТЕНСИВНОСТЬ ПОЧЕРКА И СИЛА НАЖИМА: |

| 16| 16 |Легкая......................................................|

| 17| 17 |Средняя.....................................................|

| 18| 18 |Сильная.....................................................|

|~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~|

| |[ 6]|ХАРАКТЕР НАПИСАНИЯ СЛОВ: |

| 19| 19 |Склонность к соединению букв................................|

| 20| 20 |Склонность к отделению букв друг от друга...................|

| 21| 21 |Смешанный стиль.............................................|

|~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~|

| |[ 7]|ОБЩАЯ ОЦЕНКА ПОЧЕРКА: |

| 22| 22 |Почерк старательный, буквы аккуратные.......................|

| 23| 23 |Почерк неровный, одни слова видны, другие читаются с трудом.|

| 24| 24 |Буквы написаны кое-как, почерк неразборчивый и небрежный....|

==========================================================================

Универсальная когнитивная аналитическая система НПП *ЭЙДОС*

Задание 1.3. Обучающую выборку заполнить на основе данных по учащимся своей группы и дополнить данными параллельной группы.

Чтобы собрать информацию для обучающей выборки, студенты на доске рисуют и заполняют таблицу, аналогичную таблице 22. Каждый заполняет строку по себе, и все учащиеся переписывают таблицу целиком к себе в тетрадь. Затем, когда таблица в тетради заполнена – она заносится в систему "Эйдос" в 1-м режиме 2-й подсистемы.

Таблица 22 – ОБУЧАЮЩАЯ ВЫБОРКА

Код	Наименование	Коды классов						Коды признаков
2	Воробьева ПИ-51	2	5	10	12	13	16	4	7	10	14	17	21	23
3	Гура ПИ-51	1	13	17	0	0	0	3	7	11	15	17	21	24
5	Дыбова ПИ-51	2	13	19	0	0	0
6	Жеребятьев ПИ51	1	5	8	12	13	20
8	Иванова ПИ-51	2	3	7	12	13	22	3	6	7	12	14	17	19
9	Котенко ПИ-51	2	4	7	12	13	23	3	7	10	14	17	21	23
10	Кузина О. ПИ-51	2	3	8	12	13	24	3	7	12	14	17	21	22
11	Кузина Я. ПИ-51	2	3	8	12	13	25	3	7	11	14	17	21	22
12	Лях ПИ-51	1	3	8	12	13	26	2	6	11	14	16	20	24
13	Мясников ПИ-51	1	3	9	12	13	27	3	7	10	14	17	21	22
14	Нагапетян ПИ-51	1	4	9	12	13	28	3	8	12	13	18	19	23
15	Полонская ПИ-51	2	13	29	0	0	0
16	Трунина ПИ-51	2	13	30	0	0	0	3	7	12	13	18	19	23
17	Черкашина ПИ-51	2	4	10	12	13	31	3	7	12	14	17	19	23
18	Чепурченко ПИ51	1	13	32	0	0	0	3	8	12	13	16	19	23
19	Чушкин ПИ-51	1	13	33	0	0	0	3	6	11	14	17	20	23
20	Шульгин ПИ-51	1	5	8	12	13	34
21	Арушунян ПИ-52	1	14	35	0	0	0
22	Быченок ПИ-52	1	14	36	0	0	0
23	Веревкина ПИ-52	2	3	9	12	14	37
24	Григорьева ПИ52	2	4	8	12	14	38
25	Давыдич ПИ-52	2	14	39	0	0	0
26	Дронова ПИ-52	2	14	40	0	0	0	3	7	11	14	17	20	23
27	Еременко ПИ-52	2	4	8	12	14	41
28	Жмурко ПИ-52	1	14	42	0	0	0	3	7	10	14	17	21	23
29	Иванова ПИ-52	2	3	9	12	14	43
30	Костенко ПИ-52	2	14	44	0	0	0
31	Крейс ПИ-52	2	4	8	12	14	45
32	Куркина ПИ-52	2	3	8	12	14	46
33	Люлик ПИ-52	2	5	8	12	14	47
34	Максимов ПИ-52	1	14	48	0	0	0
35	Мануйлов ПИ-52	1	3	7	12	14	49
36	Нарижний ПИ-52	1	3	7	12	14	50
37	Ольховская ПИ52	2	14	51	0	0	0
38	Паршакова ПИ-52	2	6	8	12	14	52
39	Силенко ПИ-52	1	3	7	12	14	53	3	5	11	14	17	21	23
40	Соколова ПИ-52	2	4	8	12	14	54
41	Турбин ПИ-52	1	14	55	0	0	0	3	7	11	14	17	21	23
42	Цисарь ПИ-52	2	5	9	12	14	56	3	9	10	14	17	21	23
43	Бабенко ПИ-51	0	0	0	0	0	0	2	7	11	14	17	21	24

Так как по ряду студентов данных нет (что связано с низкой посещаемостью) и технология дальнейшей обработки информации уже освоена студентами в предыдущей лабораторной работе, то пример выполнения заданий 2 и 3 не приводится и они выполняются студентами самостоятельно.

Контрольные вопросы

1. Какие работы выполняются на этапе формализации задачи?

2. Как в системе "Эйдос" ввести классификационные шкалы и градации, выбрав в качестве классов – различные уровни учебных достижений по различным дисциплинам, перечень которых взять из зачетной книжки?

3. Как в системе "Эйдос" ввести описательные шкал и градации, использовав характеристики подчерка?

4. Каким образом подготовить и ввести в систему "Эйдос" обучающую выборку?

5. Как осуществить синтез и верификацию (измерение адекватности) семантической информационной модели в системе "Эйдос"?

6. Что включает системно-когнитивный анализ модели?

7. Как решаются задачи идентификации и прогнозирования в системе "Эйдос"?

8. В каких подсистемах и режимах системы "Эйдос" генерируются информационные портреты классов и факторов и отображаются в графической форме двухмерных и трехмерных профилей классов и факторов)?

9. Каким образом в системе "Эйдос" провести кластерно-конструктивный анализ классов и факторов и отобразить его в форме семантических сетей классов и факторов?

10. Как в системе "Эйдос" осуществить содержательное сравнение классов и факторов и отобразить результаты в форме когнитивных диаграмм классов и факторов?

11. Как в системе "Эйдос" построить нелокальные нейроны и интерпретируемые нейронные сети?

12. Как в системе "Эйдос" построить классические когнитивные модели и отобразить их в форме когнитивных карт?

13. Как в системе "Эйдос" построить интегральные когнитивные модели и отобразить в форме интегральных когнитивных карт?

Литература по лабораторной работе

1. Луценко Е.В. Теоретические основы и технология адаптивного семантического анализа в поддержке принятия решений (на примере универсальной автоматизированной системы распознавания образов "ЭЙДОС-5.1"). - Краснодар: КЮИ МВД РФ, 1996. - 280с.

2. Луценко Е.В. Автоматизированный системно-когнитив-ный анализ в управлении активными объектами (системная теория информации и ее применение в исследовании экономических, социально-психологических, технологических и организационно-технических систем): Монография (научное издание). – Краснодар: КубГАУ. 2002. – 605 с.