intechnguВестник НГУ. Серия: Информационные технологииVestnik NSU. Series: Information Technologies1818-79002410-0420НГУ10.25205/1818-7900-2022-20-3-51-64intechngu-207Research ArticleСтатьиАвтоматизированная система контроля формирования индикаторов достижения компетенций при изучении основ алгебры логикиAutomated System of Competencies Indicators’ Formation Control during the Basic Boolean Algebra Studyinghttps://orcid.org/0000-0001-5312-7564СидороваЕ. А.SidorovaE. A.

 Сидорова Елена Анатольевна, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Информатика и компьютерная графика»

ОмскResearcher ID: B-5089-2017 

 Elena A. Sidorova, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Computer Science and Computer Graphics

OmskResearcher ID: B-5089-2017 

armsid@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8201-8823ДолговаА. В.DolgovaA. V.

 Долгова Анна Владимировна, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Информатика и компьютерная графика»

ОмскResearcher ID: D-9708-2019 

 Anna V. Dolgova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of theDepartment of Computer Science and Computer Graphics

OmskResearcher ID – D-9708-2019 

9059238462@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8957-2678ЖелезнякС. П.ZheleznyakS. P.

 Железняк Светлана Петровна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Информатика икомпьютерная графика»

ОмскResearcher ID: AAM-5444-2021 

 Svetlana P. Zheleznyak, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Computer Science and Computer Graphics

OmskResearcherID: AAM-5444-2021 

zhsp120866@yandex.ruОмский государственный университет путей сообщенияРоссияOmsk State Transport UniversityRussian Federation2022120220232035164Copyright © Сидорова Е.А., Долгова А.В., Железняк С.П., 20232023Сидорова Е.А., Долгова А.В., Железняк С.П.Sidorova E.A., Dolgova A.V., Zheleznyak S.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/207

Эффективное изучение дисциплины «Информатика» невозможно без широкого применения информационных технологий. Одним из основополагающих разделов информатики является алгебра логики. Применение традиционных методов тестирования обучающихся для оценки степени освоения этой темы имеет ряд определенных недостатков, что обуславливает необходимость создания других интерактивных средств для этой цели. Статья посвящена особенностям разработки и функционирования автоматизированной системы «Алгебра логики», которая предназначена для контроля формирования индикаторов достижения компетенций, полученных при изучении основ алгебры логики. Разработанная система позволяет автоматически сформировать индивидуальный вариант задания, содержащий задачи трех типов. Первое задание включает в себя построение таблиц истинности для трех логических функций, второе требует построить логическую схему, третье задание ориентировано на упрощение логического выражения. Архитектура системы включает в себя восемь независимых модулей, реализующих синтез нового комплекта заданий и его оформление, декомпозицию полученных логических функций, построение таблиц истинности, анализ и оценку результатов. В статье раскрыта концепция работы каждого модуля. Подробно описана работа модулей синтеза и анализа логических функций, приведены укрупненные графические схемы алгоритмов их функционирования. Рассмотренная автоматизированная система за время эксплуатации зарекомендовала себя положительно, она позволяет объективно оценить теоретические знания пользователей и их умения применять известные способы построения таблиц истинности. К достоинствам системы относятся небольшой объем занимаемой на диске памяти, возможность функционирования в компьютерных сетях и на локальных компьютерах, интуитивно понятный интерфейс, разнообразие генерируемых заданий и возможность автоматической проверки результатов их выполнения.

The effective study of Computer Science is impossible without the widespread use of information technology. Boolean algebra is one of the most fundamental sections of computer science. There is a list of disadvantages of this testing method for the evaluation of the master’s degree students’ knowledge of this topic. This results in development of other interactive tools. This article is devoted to the development and operation features of the automated system “Boolean algebra”, which was designed to control the formation of the competencies’ achievement indicators obtained during studying Boolean algebra. The developed system automatically creates task option and contains three types of tasks. The frst task includes construction of a truth table for three Boolean functions, the second requires Boolean circuit construction, and the third task is focused on Boolean expression simplifying. The system architecture consists of eightindependent modules which realize the new task option synthesis and its design, Boolean functions decomposition, truth tables construction, analysis, and evaluation of the results. The article describes the concept of each module. It describes in detail the synthesis of Boolean functions, as well as the analysis modules and their functioning algorithms. The automated system under operation proved to be effective since it allows one to objectively evaluate user’s theoretical knowledge and ability to apply these methods to the truth tables construction. There are also several advantages of the considered automated system: it requires little space on a hard disk, workes in a network and on local computer, has intuitive interface, generates a large variety of tasks and performs their autocheking.

автоматизированная системаалгебра логикимодульинтерфейсграфическая схема алгоритмаautomated systemBoolean algebramoduleinterfacealgorithmReferencesРоссийская Федерация. Законы. Об образовании в Российской Федерации : Федеральный закон № 273-ФЗ : [принят Государственной думой 29 декабря 2012 года : одобрен Советом Федерации 26 декабря 2012 года] [Электронный ресурс] // Доступ из справ.-правовой системы КонсультантПлюс.The Russian Federation. Laws. On education in the Russian Federation: Federal Law No. 273-FZ : [adopted by the State Duma on December 29, 2012 : approved by the Federation Council on December 26, 2012] [Online]. ConsultantPlus. 2. The Russian Federation. A unifed plan to achieve the national development goals of the Russian Federation for the period up to 2024 and for the planned period up to 2030: [approved Decree of the Government of the Russian Federation of 01.10.2021 N 2765-r : as amended dated December 24, 2021] [Online]. ConsultantPlus.Российская Федерация. Единый план по достижению национальных целей развития Российской Федерации на период до 2024 года и на плановый период до 2030 года : [утвержден распоряжением Правительства РФ от 01.10.2021 N 2765-р : с изменениями от 24.12.2021] [Электронный ресурс] // Доступ из справ.-правовой системы КонсультантПлюс. 3. Евсеева Т. П. Разработка тестовых заданий как один из методов технологии интерактивного обучения // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, № 5. С. 320–324.Evseeva T. P., Sabirova Yu. V. Razrabotka testovykh zadanii kak odin iz metodov tekhnologii interaktivnogo obucheniya [Development of test tasks as one of the methods of interactive learning technology]. Bulletin of the Kazan Technological University, 2014, vol. 17, no. 5, pp. 320–324. (in Russ.)Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008614627 Российская Федерация. Универсальная тестово-обучающая программа контроля профессиональных знаний Test Master 2007: № 200861340 : заявл. 29.07.2008 : зарегистр. 25.09.2008.Certifcate of state registration of the computer program No. 2008614627 Russian Federation. Universal test and training program for the control of professional knowledge Test Master 2007: No. 200861340: Appl. 07/29/2008: registered 09/25/2008. P. 1.Киселева Н. А. К вопросу об использовании тренинговых занятий в образовательном процессе вуза [Электронный ресурс] // Педагогические науки. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-ob-ispolzovanii-treningovyh-zanyatiy-v-obrazovatelnom-protsesse-vuza/viewer (дата обращения 20.04.2021).Kiseleva N. A. K voprosu ob ispol’zovanii treningovykh zanyatii v obrazovatel’nom protsesse vuza [To the question of the use of training sessions in the educational process of the university] / N. A. Kiseleva. [Online]. Pedagogicheskie nauki. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kvoprosu-ob-ispolzovanii-treningovyh-zanyatiy-v-obrazovatelnom-protsesse-vuza/viewer(accessed on 04/24/2022). (in Russ.)González A. G., Salgado D. R., J. García Sanz-Calcedo, C. Cruz García, J. Barrios Muriel, O. Lopez Perez, Alvarez Garsia F.J. A teaching methodology for the real-time assessment of students’ competencies related to manufacturing subjects using technology based on electronic devices. Procedia Manufacturing, 2019. Vol. 41. Pp. 579–586.González A. G., Salgado D. R., J. García Sanz-Calcedo, C. Cruz García, J. Barrios Muriel, O. Lopez Perez, Alvarez Garsia F. J. A teaching methodology for the real-time assessment of students’ competencies related to manufacturing subjects using technology based on electronic devices. Procedia Manufacturing, 2019, vol. 41, pp. 579–586.Будилова А. С. Развитие коммуникативных умений студентов при обучении информационным технологиям на основе тренинга [Электронный ресурс] // Наука и перспективы. 2016. № 4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razvitie-kommunikativnyh-umeniy-studentovpri-obuchenii-informatsionnym-tehnologiyam-na-osnove-treninga/viewer (дата обращения 20.04.2021).Budilova A. S. Development of communicative skills of students at training information technologies on the basis of training [Online]. Science and Perspectives, 2016, no. 4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razvitie-kommunikativnyh-umeniy-studentov-pri-obucheniiinformatsionnym-tehnologiyam-na-osnove-treninga/viewer (accessed on 04/24/2022).Посов И. А. Программирование генераторов задач. [Электронный ресурс] // Компьютерные инструменты в образовании. 2010. № 3. С. 19–31. URL: http://www.ipo.spb.ru/journal/content/1197/Программирование%20генераторов%20задач.pdf (дата обращения 20.04.2021).Posov I. A. Programming of problem generators [Online]. Computer tools in education, 2010,no. 3, pp. 19–31. URL: http://www.ipo.spb.ru/journal/content/1197/Программирование %20 генераторов%20задач.pdf (accessed on 04/24/2022).Ультан А. Е. Компьютерная обучающая система «Алгебра логики» [Электронный ресурс] //Инновации в науке. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kompyuternaya-obuchayuschayasistema-algebra-logiki-1 (дата обращения: 17.04.2022).Ul’tan A. E., Kravtsov D. A. Komp’yuternaya obuchayushchaya sistema «Algebra logiki»[Computing education system «Boolean algebra»] [Online]. Innovatsii v nauke. URL: https:// cyberleninka.ru/article/n/kompyuternaya-obuchayuschaya-sistema-algebra-logiki-1 (date of treatment 04/24/2022). (in Russ.)Сидорова Е. А., Долгова А. В., Железняк С. П. Автоматизированная система синтеза структурированного учебного контента [Электронный ресурс] // Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2021. Т. 19, № 2. C. 102–114. DOI: 10.25205/1818-7900-2021-19-2-102-114Sidorova E. A. Automated system synthesis of structured educational content / E. A. Sidorova, A. V. Dolgova, S. P. Zheleznyak [Online]. Vestnik NSU. Series: Information Technologies, 2021. Vol. 19, no. 2, pp.102–114. DOI: 10.25205/1818-7900-2021-19-2-102-114 (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.