В изучении курса физики решение задач имеет исключительно большое значение, и им отводится значительная часть курса. В основу каждой физической задачи положено то или иное частное проявление одного или нескольких фундаментальных законов природы и их следствий. Поэтому, прежде чем приступать решению задач какого-либо раздела курса, следует тщательно проработать теорию вопроса и внимательно разобрать иллюстрирующие ее примеры. Без твердого знания теории нельзя рас­считывать на успешное решение и анализ даже сравнительно простых задач, не говоря уже о более сложных [6].

Решение большинства физических задач расчетного характера можно разделить на четыре этапа: а) анализ условия задачи и его наглядная представление схемой или чертежом; б) составление уравнений, связывающих физические величины, которые характеризуют рассматриваемое явление с количественной сто­роны; в) совместное решение полученных уравнений относительно той или иной величины, считающейся в данной задаче неиз­вестной; г) анализ полученного результата и числовой расчет. Первый этап решения является в какой-то мере вспомога­тельным, и нередко он опускается, если данный физический процесс и условие задачи оказываются достаточно ясными и понятными. Второй — применение известных законов и формул физики для математической записи условий задачи — представляет основную трудность решения почти всех задач по физике. Сделав такую запись, мы получаем одно или несколько уравнений, в которых неизвестным служит иско­мая величина, и физическая задача почти полностью приводится к математической. Дальнейшее решение состоит в том, чтобы из системы уравнений путем алгебраических выкладок найти эту величину, выразив ее через исходные данные задачи. Получив расчетную формулу, необходимо проанализировать ее: выяснить, как меняется искомая величина при изменении дру­гих величин, функцией которых она является. Такой анализ сти­мулирует физическое мышление, расширяет представление о рассматриваемом явлении, выявляет характерные особенности установленной зависимости. После этого можно подставлять в расчетную формулу числа и делать окончательный расчет [7-13].

Анализ текста задачи

Анализ условия задачи является первым и одним из основных этапов решения задачи и представляет собой определенную сложность для многих учащихся и не только. Чтобы добавить такую функцию в алгоритм программы, необходимо определить какие способы анализа текста существуют.

Анализ ключевых слов- метод анализа ЕЯ-высказываний на предмет наличия ключевых слов, которые становятся значениями объектов предикатов. При этом компьютер одинаково реагирует на различные варианты входного текста, наличие грамматической правильности предложений не является обязательным, роль играет лишь наличие ключевых слов. Применение-построение ЕЯ-интерфейсов к БД.

Грамматический анализ: контекстно-свободный и контекстно-зависимый. Контекстно-Свободный(КС) анализ- ЕЯ-фразы классифицируются в зависимости от их внутренней структуры вне зависимости от контекста в соответствии с грамматическими правилами, задающими порядок следования допустимых языком символов(слов). Здесь следует отметить синтаксический анализ предложений.

Прагматический анализ - наиболее сложный, связан с изучением смысла предложения в связи с внеязыковой действительностью.

Анализ предложения включает два этапа: лексический и синтаксический. На этапе лексического анализа определяется принадлежность слов предложения занесенному в память словарю. На этапе синтаксического анализа строится модель предложения в соответствии с описанной посредством КС-грамматики синтаксической структуры фраз рассматриваемого ЕЯ. Пример использования КС-грамматики для анализа простых распространенных предложений русского языка с возможным наличием однородных подлежащих и определений приводится в программе CFG_ANAL.PRO [16].

Рассмотрим кратко принципы работы некоторых алгоритмов классификации текстов.

Алгоритм Роккио рассматривает документы в векторном пространстве терминов и ищет границы между классами как множества точек, равноудаленных от центроидов этих классов. Центроидом класса называется усреднённый вектор, или центр масс членов класса.

Граница между двумя классами в многомерном пространстве терминов имеет вид гиперплоскости. Правило классификации заключается в определении области, в которую попадает новый документ, то есть в поиске центроида, к которому образ нового документа ближе, чем к остальным центроидам (Прил. 4 рис. 1).

На рис. 1 к  документу «звёздочка» ближе всех центроид класса «кружков». Алгоритм Роккио предполагает, что классы имеют форму сфер с примерно одинаковыми радиусами. Если это предположение не выполняется, то алгоритм может привести к неудовлетворительным результатам.

Например, на рис. 1 документ «квадрат» больше подходит классу «крестиков», а алгоритм отнесёт его к классу «треугольников» [15].

Алгоритм k-ближайших соседей использует гипотезу компактности векторного пространства, которая заключается в том, что документы одного класса образуют в пространстве терминов компактную область, причём области разных классов не пересекаются. Тогда можно ожидать, что тестовый документ будет иметь такую же метку класса, как и окружающие его документы из обучающего множества. Алгоритм k-ближайшего соседа относит тестовый документ к преобладающему классу его k соседей. При k = 1 алгоритм относит документ к классу, самого ближайшего ему документа.

Данный алгоритм лучше справляется с несферическими или несвязными классами, чем алгоритм Роккио, поскольку определяет границы между классами локально. Для всех документов обучающего множества пространство терминов представляется разделенным на ячейки (выпуклые многогранники), состоящие из точек, которые ближе к данному объекту, чем к другим (Прил. 5 рис. 2).

Это в случае k = 1. В случае k > 1 внутри ячеек также множество k-ближайших соседей остаётся инвариантным. На рис. 2 видно, что новый документ «звёздочка» попадает в ячейку объекта класса «треугольников», и при k = 1 будет отнесён к этому же классу. Однако при k = 3 «звёздочка» будет отнесён к классу «кружочков». При k = 1 алгоритм неустойчив, так как классификация зависит всего от одного обучающего документа, а он может быть нетипичным или иметь неверную метку класса. На практике значение k выбирают на основе опыта эксперта и имеющихся знаний о решаемой задаче. Кроме того, число соседей можно подобрать на обучающем множестве так, чтобы максимизировать качество классификации [15].

Существует ряд программ, позволяющих изучать логические и семантические структуры текстов, сводя их к матрицам или сеткам через введение кодов для объектов и обозначение связей между ними: PLCA, KWALITAN, CETA, AQUAD, WINMAX, ТEXTPACK PC, TACT.

Как видно, большинство систем анализа содержания текстов в качестве элемента содержания (единицы анализа) использует слово. Результаты такого анализа оказываются формальными, не проясняющими содержание по существу, поскольку отдельное слово, как правило, не отражает мысль автора, одного слова недостаточно для понимания смысла высказывания или фрагмента текста.

При всем том, что ведется достаточно интенсивная работа по разработке компьютерной поддержки этапов получения первичной текстовой информации и облегчения последующей работы с текстовыми массивами, нельзя пока сказать, что исследования с текстами широко используются в социологии. Они все еще весьма трудоемки, занимают значительное время, требуют от исследователя серьезного опыта. Еще более скромная ситуация наблюдается в отечественной социологии  [16].

Выводы

Lazarus является одним из распространённых сред для объектно-ориентированного программирования, поскольку распространяется бесплатно, а так же является кроссплатформенной. Именно поэтому для разработки данной программы была выбрана среда Lazarus. Решение большинства физических задач расчетного характера можно разделить на четыре этапа: а) анализ условия задачи; б) составление уравнений, связывающих физические величины; в) совместное решение полученных уравнений; г) анализ полученного результата и числовой расчет. Алгоритм программы имеет точно такую же структуру. На первом этапе будет анализироваться условия задачи методом ключевых слов, на втором этапе программа в зависимости от данных и искомой величины подбирает нужные формулы, а на третьем и четвертом этапе происходят вычисления полученных уравнений.