СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 12
1.1 Технико-экономическая характеристика предметной области 12
1.1.1 Анализ деятельности «КАК ЕСТЬ» 12
1.2 Характеристика комплекса задач, задачи и обоснование необходимости
автоматизации 24
1.2.1 Выбор комплекса задач автоматизации и характеристика существующих
бизнес-процессов 25
1.2.2 Определение места проектируемой задачи в комплексе задач и
ее описание 25
1.3 Анализ существующих разработок и выбор стратегии автоматизации «КАК
ДОЛЖНО БЫТЬ» 27
1.3.1 Анализ существующих разработок для автоматизации задачи 27
1.3.2 Выбор и обоснование стратегии автоматизации задачи 28
1.3.3 Выбор и обоснование способа приобретения ИС
для автоматизации задачи 29
1.4 Обоснование проектных решений 31
1.4.1 Обоснование проектных решений по информационному обеспечению 31
1.4.2 Обоснование проектных решений по программному обеспечению 32
1.4.3 Обоснование проектных решений по техническому обеспечению 33
2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ 37
2.1 Этапы жизненного цикла проекта автоматизации 37
2.2 Информационное обеспечение задачи 40
2.2.1 Информационная модель и ее описание 41
2.3 Программное обеспечение задачи 44
2.3.1 Общие положения (дерево функций и сценарий диалога) 44
2.3.2 Характеристика базы данных 48
2.3.3 Структурная схема пакета (дерево вызова программных модулей) 50
2.3.4 Описание программных модулей 54
2.4 Контрольный пример реализации проекта и его описание 55
6
3. ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА 63
3.1 Выбор и обоснование методики расчета экономической эффективности 63
3.2 Расчет показателей экономической эффективности проекта 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 73
Приложение 1 75
7
ВВЕДЕНИЕ
Современные организации функционируют в условиях большого объема
постоянно изменяющейся информации, которую необходимо оперативно
анализировать и принимать правильные решения. Бурно развивается
вычислительная техника и информационные технологии и проблематично сейчас
найти область, которую они не затронули.
Как существующие, так и новые технологии становятся все более
повсеместным, и промышленность становится все более и более зависима от
технологии, есть растущая потребность в квалифицированных специалистов для
разработки, внедрения, поддержания, организации и поддержки устройств и
систем, которые находятся почти в каждой отрасли. Наряду с технологиями
развиваются и языки программирования.
Современное образование направлено на достижение высокого качества
профессиональной подготовки специалистов. В экономике, основанной на
знаниях, новых технологиях знания современного студента должны обладать
определенными конкурентными преимуществами. В этой связи важным является
целенаправленное совершенствование методики контроля, оценки качества
знаний и умений студентов.
Но, как показывает статистика, существующая форма контроля и оценки
уровня усвоения изучаемого материала, применяемая в школьной и вузовской
практике, имеет ряд недостатков: не обеспечивает достаточной объективности
оценки знаний и умений студентов; для преподавателя главным в контроле
нередко становится выставление отметок, поскольку на их основе проверяется и
оценивается его работа.
Достичь объективности при оценке качества усвоения учащимися
содержания обучения можно путем использования тестов учебных достижений.
При тестировании сокращается число субъективных факторов, негативно
влияющих на достоверность результатов освоения образовательной программы,
существенно уменьшается трудоемкость диагностики знаний и умений,
стрессовая нагрузка на преподавателя.
8
Очевидно, важным становится освоение преподавателем технологии
конструирования тестов, организации и проведения тестирования. В этой связи
разработана оптимальная педагогическая технология освоения магистрами,
аспирантами технологии разработки тестов, организации и проведения
тестирования.
Перед педагогами-информатиками ставится задача: овладеть формами
тестовых заданий, в которых каждый педагог может выразить содержание
учебной дисциплины. Наибольшее распространение в практике получили четыре
основные формы тестовых заданий: закрытая форма тестовых заданий; открытая
форма тестовых заданий; задания «на соответствие»; задания на «установление
правильной последовательности».
Определяется индивидуальный тестовый балл учащегося, который
ассоциируется с понятием «измерение уровня знаний» и проходит уточнения на
основе той или иной модели измерения. Далее, должны определяться
коэффициенты трудности и различения тестового задания. Вышесказанное
определяет актуальность исследования.
Большую роль в проектировании автоматизированных систем данного
направления играет выбранный язык программирования. В данном исследовании
применены самые современные технологии программирования - C++. Он
является одним из наиболее широко используемых языков программирования в
мире. Грамотно сконструированные программы на языках C++ быстры и
эффективны. Язык является более гибким, чем другие языки, поскольку его
можно использовать для создания широкого спектра приложений - от интересных
и ярких игр до высокопроизводительного научного программного обеспечения и
драйверов устройств, внедренных приложений и клиентских приложений
Windows. Более 20 лет C++ используется для решения подобных и многих других
задач. Программирование программного приложения и автоматизированных
систем управления на языке С++ остается актуальным и по сей день. Благодаря
применению языка программирования высокого уровня тема исследования несет
характер новизны, так как разработанное программное обеспечение является
кроссплатформенным и универсальной программой, подходящей для всех типов
тестирования.
9
Данная выпускная квалификационная работа посвящена разработке
программного продукта для организации тестирования учащихся.
Объект исследования: методы и средства автоматизации процесса контроля
знаний.
Предмет исследования: применение современных технологий для
разработки интерактивных учебных тестов.
Цель: разработать информационную систему для осуществления процесса
контроля знаний в МБОУ СОШ.
Для достижения поставленной цели были определены задачи:
1) Изучить теоретические аспекты разработки программного
обеспечения для проведения тестирования.
2) Провести обзор существующих технологий – языков
программирования и программных сред для разработки тестов.
3) Разработать модули теста для универсальных заданий.
4) Провести адаптацию программного обеспечения на персональном
компьютере.
5) Разработать техническое задание для программного обеспечения.
В результате данного исследования была получена программа, которая
разработана в среде визуального программирования Visual Studio. Данная
программа представляет собой простое приложение, которое осуществляет
тестирование знаний.
Теоретико-методологическую основу работы составляют: подходы к
рассмотрению проектирования программного обеспечения (Брауде Э.,
Гайдамакин Н.А., Бажин И.И., и др.); особенности рассмотрения проблематики
конструирования ПО для тестирования знаний (Ефимов Е.Н., Патрушина С.М.,
Панферова Л.Ф., Хашиева Л. И. и др.).
Метод исследования – изучение текущего состояния проектирования и
разработки тестирующих систем и языков программирования. В работе
использовался комплекс теоретических и практических методов исследования,
такие как сбор и анализ информации, моделирование и конструирование,
разработка.
10
Перед нами была поставлена задача разработать рациональное, простое и
гибкое программное обеспечение с широким практическим применением.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав,
заключения и списка использованных литературных источников. Первая глава
посвящена теоретическим аспектам исследования. Здесь были представлены
определения и особенности программирования на языке С++, описана среда
разработки. Вторая глава содержит практические аспекты: ход программирования
и визуализации программного продукта, представлен листинг и результаты
тестирования, разработанного ПО. Третья глава посвящена обоснованию
экономической эффективности разработки и внедрения продукта.
11
1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Технико-экономическая характеристика предметной области
В результате исследования существующих программных продуктов, для
выполнения данной программы было принято решение использовать
программное обеспечение C++Builder 6 Professional и базу данных MySQL,
поскольку, используя данные программные обеспечения, затрачивается минимум
усилий на проработку интерфейса и процедур сортировки.
Для создания подобного приложения необходимы:
1) Компоненты для визуального представления данных в табличной форме;
2) Набор компонентов для добавления, изменения, удаления записей в базу
данных и их применение;
Основной задачей данной программы является предоставление
пользователю указаний для тренировки при учете введенных физических данных.
Анализ предметной области и существующего рынка ПО позволяет дать
ответ на информацию, хранящуюся в базе данных. Пользователями базы данных
могут быть люди, увлекающиеся спортом. Таким образом, разработчик должен
представить программу с легким и понятным интерфейсом.
1.1.1 Анализ деятельности «КАК ЕСТЬ»
Поскольку большинство языков программирования были написаны, когда
интерфейс командной строки являлся основным интерфейсом, то многие
обучающие руководства вы найдете полезными для этого метода обучения. Окна
и инструменты, которые обычно используются в программах с оконным
интерфейсом (меню, файлы справки, открывать и сохранять файлы, и т.д.),
находятся в так называемой интегрированной среде разработки (IDE).
Эти среды обеспечивают элементы, которые можно перетащить в свои
программы, поэтому вам не придется писать разные типы инструментов «с нуля»
- это очень полезное нововведение в программировании для начинающих.
12
Языки, такие как C и C ++ не предназначены специально для Windows, но
с использованием таких инструментов, как IDE Microsoft Visual C ++ и Borland C
++ Builder можно адаптировать программный код для написания Windows
программ [2, c.12].
Для начала программирования необходимо изучить некоторые аспекты и
определения. Compiler – компилятор, программа, которая читает текст
программы, который вы написали («код») и переводит его в зависимости от языка
спецификаций в исполняемый файл программы.
Database – база данных представляет собой файл, который содержит
информацию в структурированном виде, в некоторых отношениях похож на
электронную таблицу. Они часто используются в программировании для
хранения данных и получения данных обратно для использования программы.
Алгоритм – алгоритм представляет собой набор инструкций и шагов для
решения проблемы. Если кто-то спросил, как что-то сделать, а вы им сказали
«сделать это, потом это, потом это, затем это и если вы увидите это, то сделать
еще что-то». Вы только что дали им алгоритм. Алгоритмы программы
используются для получения результатов, основанных на введенных данных.
Платформа – платформа описывает тип оборудования и операционных
систем, на которых предстоит работать вашей программе. Например, Intel и
Windows, или Mac и Mac OS.
Язык программирования Си, разработанный Деннисом Ритчи в начале
1970-х годов для создания операционной системы UNIX. Си остается наиболее
широко используемым языком для написания системного программного
обеспечения, и Cи также используется для написания приложений.
Язык программирования C имеет следующие основные особенности:
Фокусирование на парадигме процедурного программирования, с
удобствами для программирования в структурированном стиле, это хороший
плюс для изучения C.
Доступ к аппаратному уровню через использование указателей для
обозначения места в памяти.
Параметры всегда передаются функции по значению, а не по ссылке.
13
Область видимости лексических переменных (но не поддерживается
замыкания или функции, определенные внутри других функций).
Стандартный набор библиотечных программ, которые
предоставляют возможности, которые являются полезными, но не строго
необходимы.
Использование препроцессора языка, препроцессор C, для таких
задач, как определение макросов и в том числе несколько файлов исходного кода.
Функциональность языка программирования C гарантируется ANS / ISO
C99 C89/90 и нормативными документами, которые явно указывают, когда
компилятор (или окружающая среда), выдает диагностику. Программирование
для чайников. В документах также указано, какое поведение можно ожидать от
кода, написанного на языке программирования Си, который соответствует
стандарту [4, c.121].
Например, следующий код, в соответствии со стандартом, производит
неопределенное поведение.
#include
#include
int main (void) {
char *s = «Hello World!\\n»;
strcpy (s, s+1); /* вероятно, что программист хотел удалить первый символ
из строки S = S +1, */
return 0;
}
Примечание: стиль отступов в программном коде меняется в зависимости
от предпочтений программистов.
«Неопределенное поведение» означает, что в результате программа может
делать все, в том числе работать так, как задумал программист, или выдавая
фатальные ошибки каждый раз при запуске, или вызывая одиночные сбои только
каждый раз, когда происходит сорок второй запуск программы, или вызывает
сбой, когда перезагружается компьютер, и т.д., до бесконечности.
Некоторые компиляторы не придерживаются ни одного из стандартов в
режиме по умолчанию, что приводит к тому, что много программ пишется таких,
14
которые будут компилироваться только с определенной версией компилятора и
на определенную платформу (Windows, Linux или Mac).
Любая программа, написанная только на стандартном языке
программирования C будет компилироваться без изменений на любой платформе,
которая имеет соответствующие C реализации компилятора.
Хотя C обычно называется языком высокого уровня, это только язык
«высокого уровня» по сравнению с ассемблером, но значительно ниже уровнем,
чем большинство других языков программирования. [8, c.107]. Но в отличии от
большинства он дает программисту возможность полностью управлять
содержимым памяти компьютера. С не дает инструментов для проверки границ
массива или автоматической сборки мусора.
Руководство управления памятью обеспечивает программисту большую
свободу в настройке производительности программы, что особенно важно для
таких программ, как драйверы устройств. Однако, она также легко позволяет
случайно создать код с ошибками, вытекающих из ошибочных операций с
памятью, таких как переполнение буфера. Некоторые инструменты были созданы,
чтобы помочь программистам избежать этих ошибок, в том числе библиотеки для
проведения проверки границ массива и сбор мусора, и библиотеки проверки
исходного кода. Преднамеренное использование программ, написанных на С с
нуля и содержащих механизм переполнения буфера очень распространено во
многих компьютерных вирусов и очень популярно у хакеров, разрабатывающих
компьютерные черви.
Некоторые из выявленных недостатков С были рассмотрены и учтены в
новых языках программирования, полученных из Си. Язык программирования
Циклон имеет особенности, для защиты от ошибочных операций с памятью. C++
и Objective C обеспечивает конструкции предназначены для облегчения объектно-
ориентированного программирования. Java и C # добавили конструкции
объектно-ориентированное программирование, а также более высокий уровень
абстракции, например, автоматическое управление памятью.
Язык программирования С по стандарту ANSI, с небольшими изменениями
был принят в качестве стандарта ИСО за номером ISO 9899. Первое издание ISO
этого документа был опубликовано в 1990 (ISO 9899:1990).