Inteligentní Measureserver pro řízení vzdálených experimentů s vestavěnou simulací a pokročilou diagnostikou

Abstract

Lidé vyvíjejí různé technologie využívající fyzikálních zákonů, které popisují přírodní jevy. Tento vývoj je kontinuální a je v současné době rychlejší a intenzivnější. Dosažený technologický pokrok ovlivňuje všechny oblasti každodenního života zahrnující i oblast vzdělávání. Současná společnost požaduje složitější nástroje poskytující dostupnější a efektivnější vzdělávací metody. Informační a komunikační technologie nabízejí mnoho nástrojů vyhovující požadavkům pro podporu výuky a studia, obzvláště v oblasti přírodních věd a techniky. Studium těchto oborů je založeno na reálné experimentální práci v laboratořích se specifickým vybavením a zařízeními pro lepší pochopení daných jevů. Tato forma studia, kdy uživatel musí pravidelně navštěvovat laboratoře, aby vykonal nezbytná měření, již není akceptována z mnoha důvodů. Většina laboratoří nemůže poskytnout široký rozsah reálných experimentů, kde jsou k dispozici drahá zařízení pro objasnění a analýzu požadovaných jevů. Vývoj směrem k těmto požadavkům vedl k návrhu a realizaci konceptu vzdálených laboratoří s cílem poskytnout fyzikální experimenty přes Internet. Připojeným uživatelům jsou poskytnuty rozdílné nástroje, jako je například odpovídající teorie ke studovanému jevu. V našem případě je koncept nazván Inteligentní školní experimentální systém (ISES) běžící jako otevřená systémová platforma. Tato doktorská práce se zaměřuje na návrh a implementaci softwarových komponent související s jednotkou Measureserver ISES, v podstatě s konečným stavovým automatem, jenž je hlavní jednotkou této platformy. Aktivity v této práci jsou zaměřeny na pět úkolů, které jsou definovány jako cíle této disertace. Tyto cíle byly řešeny jako nezávislé projektové práce, integrující progresivní koncepty, přístupy a technologie, které přinášejí nové funkce k dosažení lepších výsledků ve výuce, spolehlivosti a údržbě vzdálených laboratoří ISES.