Χρήση τεχνολογίας έμπειρων συστημάτων για τη δημιουργία σχολικού προγράμματος

• Κύριος συγγραφέας: Χριστιάς, Παναγιώτης
• Άλλοι συγγραφείς: Χατζηλυγερούδης, Ιωάννης
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2010
• Θέματα: Σχολικά προγράμματα; Έμπειρα συστήματα; School timetables; Expert systems; 371.242

Είναι πολύ συχνή η ανάγκη κατασκευής ωρολογίων προγραμμάτων για εκπαιδευτικούς οργανισμούς, για μέσα μαζικής μεταφοράς, για τεχνικές εταιρίες κ.α. Η κατασκευή ωρολογίων προγραμμάτων (timetabling) εντάσσεται στη γενικότερη κατηγορία προβλημάτων που είναι γνωστά ως προβλήματα χρονοδρομολόγησης (scheduling). Ένα πρόβλημα χρονοδρομολόγησης έχει γενικά σαν σκοπό να τοποθετήσει μέσα στο χρόνο ένα σύνολο από δραστηριότητες δεδομένου ενός συνόλου πόρων που αυτές οι δραστηριότητες χρειάζονται για να πραγματοποιηθούν. Ειδικά για τα σχολικά προγράμματα με τα οποία ασχολείται η παρούσα εργασία πολλές μέθοδοι και αλγόριθμοι έχουν εφαρμοστεί με στόχο την δημιουργία βέλτιστων προγραμμάτων. Παρόλα αυτά δυστυχώς η πράξη αποδεικνύεται να ανατρέπει πολλές από αυτές τις λύσεις. Έτσι η χρήση της μεθόδου των έμπειρων συστημάτων, που δεν φαίνεται να έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στο πρόβλημα αυτό, είναι μια υποψήφια μέθοδος για να μας δώσει πιο γενικά αποδεκτές λύσεις, που να συμβαδίζουν καλύτερα με την πραγματικότητα, αφού βασική τεχνική είναι η προσομοίωση ενός έμπειρου προγραμματιστή. Η παρούσα εργασία ασχολείται με την δημιουργία ενός έμπειρου συστήματος για την σχεδίαση εβδομαδιαίου προγράμματος μαθημάτων για το Ελληνικό Γυμνάσιο. Για την δημιουργία του έμπειρου συστήματος απευθυνθήκαμε σε ειδικούς σχεδίασης προγραμμάτων σε ελληνικά σχολεία (προγραμματιστές) οι οποίοι μας έδωσαν πλήρη περιγραφή των κανόνων και διαδικασιών που χρησιμοποιούν ώστε να εκδοθεί ωρολόγιο πρόγραμμα. Στη συνέχεια έγινε ανάλυση και εξαγωγή των στόχων και των περιορισμών του προβλήματος καθώς επίσης ορίστηκε και ο τρόπος καταχώρησης των δεδομένων. Στη συνέχεια έγινε σχεδιασμός εφαρμογής για εξαγωγή προγραμμάτων του Ελληνικού Γυμνασίου και επιλέχθηκαν οι τεχνολογίες που είναι πιο κατάλληλες για την υλοποίηση της εφαρμογής. Οι τεχνολογίες που εφαρμόσαμε ώστε να επιτευχθεί η υλοποίηση του πληροφοριακού συστήματος έκδοσης ωρολογίου προγράμματος για το Γυμνάσιο ήταν (α) το εργαλείο CLIPS (1) για την πραγμάτωση του έμπειρου συστήματος, (β) η χρήση PHP (3) και MYSQL (4) για την καταχώρηση των βασικών παραμέτρων του προγράμματος με χρήση του WEB, (γ) το εργαλείο PHLIPS (2) για την σύνδεση του CLIPS με PHP, με στόχο την εξαγωγή στο WEB των αποτελεσμάτων. Έτσι δημιουργήθηκε πληροφοριακό σύστημα όπου κάθε προγραμματιστής σχολείου μπορεί να καταχωρήσει τα στοιχεία του σχολείου, των καθηγητών, τις διαθέσιμες ώρες τους κ.α. με την ευκολία του περιβάλλοντος WEB για ένα η περισσότερα σχολεία που έχει αναλάβει. Η χρήση του WEB δίνει την ευκολία διαχείρισης του προγράμματος από οποιοδήποτε σημείο έχει πρόσβαση με το διαδίκτυο και ταυτόχρονα την χρήση γραφικού περιβάλλοντος για επίτευξη καλύτερης διαχείρισης των πληροφοριών του. Επίσης μπορεί ο χρήστης εύκολα με αλλαγή των παραμέτρων να λαμβάνει διαφορετικά αποτελέσματα και να αποφασίζει σύμφωνα με τις ανάγκες του ποια λύση θεωρεί πιο εφικτή με βάση την καθημερινή πρακτική. Η χρήση του CLIPS για επίτευξη έξυπνων έμπειρων συστημάτων και η σύνδεση μέσω του προτύπου ανάπτυξης συστημάτων PHLIPS δίνει μεγάλες δυνατότητες για τον συνδυασμό της τεχνικής νοημοσύνης με τις τεχνολογίες διαδικτύου. Η εφαρμογή δοκιμάστηκε σε αρκετά γνωστά σετ δεδομένων και πραγματικά δίνει αξιόπιστες και ανταγωνιστικές λύσεις με την καινοτομία όμως ότι είναι πιο αποδεκτές στην καθημερινή πρακτική από άλλες που δίνουν άλλες μέθοδοι τεχνικής νοημοσύνης που αναζητούν βέλτιστες λύσεις με βάση απλά ποσοτικοποιημένα κριτήρια όπως το σύνολο των κενών ορών, η καλύτερη επίτευξη των απαιτήσεων των καθηγητών κ.α.