12.1. Системний аналіз області наукових досліджень

12.1.1. Аналіз предметної області

Наукове дослідження - це цілеспрямоване вивчення об’єкта чи явища, в якому використовуються методи науки і яке, розкриваючи закономірності розвитку даного об’єкта (явища), формує нове знання про нього, пояснює закони його функціонування і вказує чи передбачає шляхи та форми використання одержаного знання в інтересах суспільства.

Наукове дослідження передбачає реалізацію таких етапів:

• визначення проблеми і вибір теми дослідження.

• формулювання провідних ідей і гіпотези.

• розроблення загального плану пошукової роботи.

• опрацювання літературних джерел з досліджуваної проблеми.

• відбір методів науково-дослідної роботи.

• вивчення досвіду та стану справ з питань, що вивчаються, на практиці.

• розроблення теоретичних положень, методики експерименту, програми дослідження.

• розроблення теоретичних положень.

• дослідна робота, нагромадження емпіричних даних.

• аналіз та узагальнення одержаних результатів, формулювання висновків.

• літературне оформлення роботи.

• впровадження результатів дослідження в практику, оцінка їх ефективності.

При більш детальному аналізі виділяють такі кроки наукового дослідження:

1. Вибір проблеми наукового дослідження:

• ознайомлення з літературою;

• ознайомлення з нормативними документами;

• вивчення документації;

• аналіз наукового досвіду.

2. Детальне ознайомлення з проблемою засобами літературних джерел:

• складання бібліографії (картотеки літературних джерел);

• виконання виписок із літературних джерел, конспектування тощо.

3. Уточнення теми і розроблення попереднього варіанту плану наукового дослідження:

• обґрунтування вибору теми;

• обґрунтування актуальності та новизни дослідження;

• відбір методів дослідження;

• формулювання мети та завдань дослідження;

• визначення методів обробки результатів;

• складання переліку досліджуваних питань;

• розроблення календарного плану дослідження.

4. Побудова гіпотези.

5. Збір матеріалу:

• спостереження;

• аналіз досвіду;

• експеримент.

6. Зведення результатів дослідження:

• групування результатів;

• обробка матеріалів;

• складання таблиць, діаграм.

7. Додатковий збір матеріалу.

8. Аналіз результатів дослідження:

• теоретична обробка результатів;

• інтерпретація результатів.

9. Складання розширеного плану наукового дослідження:

• підготовка головних тез (вихідних позицій);

• поділ роботи на розділи, параграфи;

• складання списку використаних літературних джерел;

• формулювання назв розділів, параграфів.

10. Літературне оформлення результатів дослідження:

• підготовка тексту розділів;

• корекція мови та стилю;

• остаточне формулювання назв розділів, параграфів;

• оформлення списку використаних літературних джерел.

11. Впровадження результатів дослідження в практику:

• розроблення методичних рекомендацій, інструкцій;

• підготовка статей, лекцій, доповідей.

12. Оцінка ефективності дослідження:

• визначення актуальності та новизни;

• наукова доказовість роботи;

• обґрунтування можливостей впровадження результатів у практику.

Наукові дослідження класифікують за такими ознаками:

Мета

• Отримання нових знань,

• Застосування нових знань,

• Фундаментальні наукові дослідження,

• Прикладні наукові дослідження,

• Експериментальні розробки

Результат

• Теорія, метод, гіпотеза;

• Методика, алгоритм, технологія, пристрій, установка, прилад, механізм, речовина, матеріал, продукт, система (управління, регулювання, контролю, проектування, інформаційна), програмний засіб, база даних і ін.

Предмет дослідження

• Пріоритетні напрями розвитку науки, технологій і техніки,

• Критичні технології.

Структура проблем, що розробляються

• Тематичні,

• Комплексні.

Рівень організації

• Міжнародний,

• Державний,

• Відомчий,

• Науково-дослідна організація,

• Вищий навчальний заклад.

Форма організації

• Програма,

• Тема,

• Науково-дослідна (дослідно-конструкторська робота),

• Дисертаційна робота.

Склад учасників

• Науковці,

• Викладачі,

• Аспіранти,

• Студенти.

Ефект від впровадження результатів

• Теоретичний (науковий),

• Практичний,

• Освітній (підвищення класифікації учасників проекту, вдосконалення освітньої і наукової діяльності, ін.).

Характер фінансування

• Бюджетні,

• Господарсько-договірні.

Тривалість

• Довгострокові (5 і > років),

• Середньострокові (15.5 років),

• Короткострокові (1-3 роки).

Показники наукових досліджень

Обсяг робіт:

• Продукти наукової (науково-технічної) діяльності

• Наукова (науково-технічна) продукція

Кількість (одиниці):

• Обсяг друкарських матеріалів (авторські (друкарські) листи),

• Ціна (грн.)

Якість робіт:

• Ступінь відповідності меті проекту,

• Ступінь відповідності еталону,

• Ефект від впровадження результатів (теоретичний, практичний, освітній),

Склад учасників:

• Категорія (науковці, викладачі, аспіранти, студенти),

• Кваліфікація (доктор, кандидат, без вченого ступеня),

• Терміни виконання (5 і більше років, 15.5 років, 1-3 роки),

Рівень ризику (низький, середній, високий),

Наукова публікація - це доведення інформації до громадськості за допомогою преси, радіомовлення, телебачення; розміщення в різних виданнях (газетах, книгах, підручниках).

Головні функції публікацій:

• оприлюднення результатів наукової роботи;

• сприяння встановленню пріоритету автора при аналогічних за змістом наукових статтях;

• свідчення про особистий внесок дослідника в розробку наукової проблеми;

• підтвердження достовірності основних результатів і висновків наукової роботи, її новизни та наукового рівня, оскільки після виходу в світ публікація стає об’єктом вивчення й оцінки широкою науковою громадськістю;

• підтвердження факту апробації та впровадження результатів і висновків дисертації;

• відображення основного змісту, наукового рівня та новизни дослідження;

• забезпечення первинною науковою інформацією суспільства, повідомлення про появу нового наукового знання, передача його у загальне користування.

Особливе значення мають наукові публікації, що вийшли друком у формі видань.Науковим вважається видання результатів теоретичних або емпіричних досліджень, а також підготовлених науковцями до публікації пам’яток культури, історичних документів, літературних текстів. Воно призначене для фахівців відповідної галузі та наукової роботи. Наукові видання можуть бути двох груп:

• науково-дослідні;

• джерелознавчі.

До науково-дослідних належать:

• монографія (наукова праця, присвячена дослідженню однієї теми);

• науковий реферат (автореферат) - коротке викладення автором змісту наукового дослідження, дисертаційної роботи перед поданням її до захисту;

• інформативний реферат - коротке письмове викладення однієї наукової праці, що стисло висвітлює її зміст. Він акцентує увагу на нових повідомленнях;

• тези доповідей, а також матеріали наукової конференції (неперіодичний збірник підсумків конференції, доповідей, рекомендацій та рішень);

• збірники наукових праць (збірники матеріалів досліджень наукових статей, виконаних у наукових установах, навчальних закладах).

Текстовий опис предметної області

Предметною областю (ПО) проектованої інформаційної системи є наукові дослідження. Основним видом опису наукових досліджень є наукові публікації. Наукові публікації можуть мати різний формат – статті, тези конференції, автореферати, дисертації, книги, звіти тощо.

Публікації описують результати дослідження. Результати можуть бути теоретичні і практичні. Результати досліджень описуються людською мовою у вигляді тексту. Вони також можуть містити різноманітні графічні і мультимедійні матеріали. Окрім того, оформлення результатів досліджень підлягає стандартизації і має визначену структуру.

Важливим є спосіб і місце публікації. Наприклад, за кордоном наукові журнали мають визначені рейтинги, які визначають престиж публікації. В Україні важливим є визнання видання Вищою атестаційною комісією (ВАК). Для конференції важливим фактором є її статус – студентська, міжнародна тощо.

Дослідження проводяться науковцями в науково-дослідних закладах. Рівень закладу і статус науковців, результати інших їх досліджень також є важливими для аналізу наукових досліджень.

Найважливішим в дослідженні є галузь досліджень, тематика та зміст результату. Перших два пункти полегшують каталогізацію результатів. Зміст результату – контент публікації який є особливо важливим для аналізу.

Зазвичай наукова публікація містить анотації на кількох мовах, кілька розділів, які описують сутність досліду і висновки, які описують отримані результати. При описі досліджень використовуються специфічні для галузі терміни і поняття, які описуються словниками галузей.

Сутності та зв’язки між ними

Головною сутністю проектованої системи є документ, який описує дослідження. Відповідно таких документів може бути кілька типів. Дана система підтримуватиме наступні типи:

• стаття;

• науковий реферат (автореферат);

• тези доповіді.

Проектована інформаційна система містить наступні інформаційні об’єкти (сутності, ІО):

публікація – містить інформацію про місце публікації документу. Дана сутність має такі атрибути – Назва, Дата, ISBN, УДК, Видавництво.

документ - наукова публікація. Дана сутність містить такі атрибути – Тип публікації, Назва(Заголовок), УДК, Об’єм, Дата.

автор – дані про авторів публікації. Дана сутність містить такі атрибути – Прізвище, Ім’я, По-Батькові, Місце праці.

анотація – містить інформацію про мови, якими написані анотації до документу. Дана сутність містить такі атрибути – Мова.

розділ - дані про розділ документу. Дана сутність містить такі атрибути – Порядковий номер в документі, Назва.

ресурс – інформація про графічний і табличний матеріал в документі. Дана сутність містить такі атрибути – Номер розділу, Тип, Назва, Номер, Формат.

літературне джерело – інформація про літературні джерела використані в документі та пов’язані документи. Дана сутність містить такі атрибути – Назва, Автори, Видавництво, Рік видання.

доповідь – інформація про доповідь для типу документу Тези доповіді. Дана сутність містить такі атрибути – Назва заходу, Тип заходу, Дата, Місце проведення.

12.1.2. ER - діаграми системи аналізу наукових досліджень

Для побудови інформаційної моделі системи використовується CASE-засіб AllFusion ERwin Data Modeler r7.2, який дає можливість на основі інфологічної моделі ІІС побудувати її даталогічну модель і створити БД в будь-якій СКБД. В даному випадку для реалізації системи буде використано СКБД MS SQL Server 2005. Розроблення даної ІІС ведеться в нотації IDEF1X (рис. 12.1., 12.2).

Рис. 12.1. ER-діаграма. Рівень сутностей.

12.1.3. DF-діаграми системи аналізу наукових досліджень

Для побудови діаграми потоків даних системи використовується CASE-засіб AllFusion BPwin Process Modeler r7.2.

На контекстній діаграмі (рис. 12.3) показано зовнішні зв’язки інтелектуальної системи аналізу наукових досліджень. Основну масу своєї інформації система бере з інформаційних систем електронних бібліотек, бібліотек та наукових організацій.

На рис. 12.4 - 12.5 показано підсистеми і бізнес-процеси системи. Для цього було проведено декомпозицію потоків даних.

Рис. 12.2. ER-діаграма. Рівень атрибутів.

Рис. 12.3. Контекстна діаграма потоків даних інтелектуальної системи аналізу наукових досліджень

Рис. 12.4. Діаграма потоків даних інтелектуальної системи аналізу наукових досліджень

Рис. 12.5. Декомпозиція блоку "Збір і первинна обробка інформації про наукове дослідження"

Рис. 12.6. Декомпозиція блоку "Формування метаданих про наукове дослідження"

Рис. 12.7. Декомпозиція блоку "Підготовка звітів"

Рис. 12.8. Декомпозиція блоку "Обробка запитів"