26
Рисунок 7. Интерфейс программного продукта «UniTest System»
Модуль «Test maker» предназначен для разработки тестового материала с
использованием графики и текстов с форматированием. Тестирование осуществляется
по локальной сети, а сбор полученных результатов при помощи встроенного сервера.
Интерфейс программного обеспечения представлен на рисунке 8.
Рисунок 8. Интерфейс системы «Универсальный тест»
Программный продукт «Конструктор тестов» позволяет создавать и проводить
тесты. С помощью этого программного обеспечения можно создавать тесты из пяти
различных типов вопросов и включать в них мультимедийные файлы (картинки, звук,
видео). В список поддерживаемых форматов входят MP3, RMI, MID, WAV, WMF,
27
EMF, ICO, BMP, JPG и AVI. Программа включает в себя три модуля: модуль
составления тестов и заполнения базы вопросов, модуль проведения тестирования и
модуль оценки результатов тестирования. Также в программе есть возможность
форматирования текста в вопросах, вывода тестов и результатов тестирования на
печать, проверки орфографии и настройки интерфейса приложения. Программа не
ограничивает количество тем и вопросов, а также имеет возможность проверки на
одном компьютере знаний нескольких учащихся. Интерфейс системы представлен на
рисунке 9.
Рисунок 9. Интерфейс системы «Конструктор тестов»
Проанализируем рассмотренные программные продукты на соответствие
поставленной задаче. Для этого нужно выделить требования к системе:
1. Возможность создания собственных тестов.
2. Возможность одновременной работы нескольких пользователей.
3. Наличие аналитических отчетов.
4. Наличие вопросов разных типов.
5. Возможность использования различных материалов (аудио, видео и т.д.).
28
6. Возможность пропуска вопросов, приостановки тестирования,
ограничения тестирования по времени.
7. Наличие разграничения прав доступа, резервного копирования и
синхронизации базы данных.
8. Возможность поиска вопросов в базе.
9. Наличие готовых тестов.
10. Шифрование базы вопросов и ответов.
Анализ систем на соответствие критериям представлено в таблице 4.
Таблица 4
Сравнительный анализ программных продуктов
Критерий
UniTest
System
Универсальный
тест
Конструктор
тестов
Создание тестов
+
+
+
Одновременная работа
пользователей
-
+
-
Аналитическая отчетность
-
-
+
Разные типы вопросов
+
+
+
Использование материалов
-
+
+
Пропуск вопросов
+
-
-
Безопасность системы
+
-
-
Поиск вопросов по базе
-
-
-
Готовые тесты
+
+
+
Шифрование базы
+
-
+
Итого
6
5
6
По результатам анализа можно сделать вывод о том, что ни одна из
рассмотренные систем не удовлетворяет полностью потребностям учреждения.
1.3.2. Выбор и обоснование стратегии автоматизации задачи
Выделяют следующие виды стратегии автоматизации [19]:
• кусочная (хаотичная) автоматизация;
• автоматизация по участкам;
• автоматизация по направлениям;
• комплексная автоматизация.
Первый вариант стратегии автоматизации включает в себя приобретение
отдельных модулей программного продукта без какого-либо стратегического плана.
Такой вариант стратегии обладает низкой эффективностью, поскольку отдельные
фрагменты информационной системы не способны оказать пользу учреждению, а
дальнейшая автоматизация приведет к значительным затратам. Такой способ
29
автоматизации не подходит для поставленной задачи, потому что учреждение
находится на более высоком уровне зрелости, что требует более глобального подхода
к автоматизации бизнес-процессов.
Следующий вариант процесса автоматизации предполагает автоматизацию
отдельных бизнес-процессов, которые объединены по набору выполняемых функций.
Выбор этого способа оптимален в том случае, когда существуют участки, в которых
применение автоматизированных систем дает значительный экономический эффект.
Эта стратегия автоматизации подходит для рассматриваемой задачи, потому что будет
автоматизирован только процесс проверки текущих знаний.
Способ автоматизации по направлениям предполагает автоматизацию
отдельных направлений деятельности учреждения. При этом достигается полная
автоматизация направления деятельности. Этот подход является оптимальным в том
случае, когда дальнейшая интеграция автоматизированных функций не будет связана
с серьезными препятствиями. Дальнейшая интеграция автоматизированных функций с
для учреждения не требуется, поэтому такая стратегия автоматизации не подходит.
Комплексная автоматизация предполагает внедрение программного продукта,
автоматизирующего работу учреждения в целом [17]. Рассматриваемая задача не
предполагает полной автоматизации деятельности учреждения, поэтому стратегия
комплексной автоматизации не является подходящей. Таким образом для
поставленной задачи была выбрана стратегия автоматизации по участкам.
1.3.3. Выбор и обоснование способа приобретения ИС для автоматизации задачи
Для автоматизации бизнес-процесса проверки текущих знаний можно выделить
следующие способы приобретения программного обеспечения:
• Покупка готовой специализированной ИС;
• Разработка ИС своими силами;
• Разработка ИС сторонней фирмой;
• Покупка системы и её доработка.
Покупка готовой информационной системы не подходит, поскольку
представленные на рынке системы не удовлетворяют потребностям учреждения.
Разработка информационной системы своими силами не является подходящим
вариантом ввиду отсутствия специалистов необходимой квалификации.
30
Вариант с покупкой системы и ее доработкой не возможен, потому что
сотрудники учреждения не могут осуществить это своими силами.
Наиболее подходящим является вариант разработки информационной системы
силами сторонней организации, потому что этот способ приобретения
информационной системы позволяет удовлетворить потребности организации.
1.4. Обоснование проектных решений
1.4.1. Обоснование проектных решений по информационному обеспечению
Рассмотрим состав и содержание входных и выходных документов
автоматизируемого бизнес-процесса. Входными документами являются:
• Учебная программа, которая содержит список предметов;
• Методическая литература, которая содержит рекомендации по проверке
текущих знаний.
Перечисленные документы являются источниками данных и используются в
процессе составления тестовых материалов. Они не имеют унифицированных форм и
не будут вноситься в разрабатываемую систему.
Выходными документами процесса являются:
• Тест – комплекс вопросов для проверки текущих знаний.
• Бланк ответов – документ, в котором содержатся ответы учащихся.
• Анализ результатов тестирования.
Из перечисленных документов ни один не является унифицированным, поэтому
потребуется оригинальное проектирование экранных форм документов.
В рассматриваемых документах используются следующие классификаторы:
1. Учитель.
2. Ученик.
3. Предмет.
4. Вид вопроса.
Информационная база программного обеспечения должна быть организована в
виде интегрированной базы данных с распределенной организацией для обеспечения
совместной работы нескольких специалистов. Для организации базы данных будет
использоваться реляционный подход, который минимизирует избыточность данных и
обеспечивает простоту манипулирования ими.
31
1.4.2. Обоснование проектных решений по программному обеспечению
Информационные системы позволяют пользователям осуществлять сбор и
обработку данных. Для хранения данных используются базы данных. Различают
следующие виды баз данных:
1. Иерархические.
2. Сетевые.
3. Реляционные.
В настоящее время широко применяются реляционные базы данных в связи со
следующими факторами [10]:
• Они обладают простотой, поскольку в реляционной модели данных
существует всего одна информационная конструкция, формализующая табличное
представление данных.
• Наличие теоретически обоснованных методов нормализации отношений
позволяет получать базу данных с заданными характеристиками.
• Независимость данных заключается в том, что при необходимости
внесения изменений в структуру реляционной базы данных, требуется внесение
минимальных изменений.
Для управления реляционной базой данных используется реляционная СУБД.
На рынке широко представлены как коммерческие, так и бесплатные СУБД.
Рассмотрим наиболее популярные из них:
• Microsoft SQL Server;
• PosgreSQL;
• IBM DB2;
• Oracle database.
СУБД IBM DB2 является кросс-платформенной, обеспечивает стабильную
работу базы данных. Недостатками системы являются высокая стоимость и низкая
производительность. СУБД Microsoft SQL Server обладает большим пакетом
инструментов, стабильностью работы и низкими затратами на администрирование.
Недостаток системы заключается в том, что она работает только на платформе
Windows [17]. СУБД Oracle обладает высокой производительностью, легкостью
интегрирования приложений и устойчивостью к большим потокам данных.
32
Недостатком является высокая стоимость, необходимость приобретения мощного
оборудования и персонала для поддержки СУБД. Ввиду перечисленных свойств
реляционных СУБД был сделан выбор в пользу СУБД PostgreSQL.
Для разработки информационной системы будет использован объектно-
ориентированный подход, поскольку он позволяет осуществлять конструирование из
компонентов, обладающих простыми инструментами, что дает возможность
абстрагироваться от деталей реализации. При этом данные и операции вместе образуют
определенную сущность, и они не «размазываются» по всей программе, как это
нередко бывает в случае процедурного программирования. Использование
локализации программного кода и данных улучшает наглядность и удобство
сопровождения программного обеспечения.
В качестве языка программирования был выбран язык программирования c#,
который обладает:
• большей безопасностью по сравнению с другими языками;
• возможностью писать обобщенный код с помощью шаблонов;
• возможностью использования объектно-ориентированного подхода;
• управления ресурсами с помощью RAII;
• упрощение программного кода за счет перегрузки функций и операторов;
• более простой обработки ошибок за счет исключений.
Разработка информационной системы будет осуществляться в среде
программирования MS Visual Studio 2017, которая является бесплатным
инструментом, поддерживающим выбранный язык программирования.
Проектируемая система должна функционировать в среде операционной
системы Windows 7, поскольку эта операционная система используется для работы
сотрудников учреждения.
1.4.3. Обоснование проектных решений по техническому обеспечению
Техническое обеспечение представляет собой комплекс технических средств,
компьютерной техники, средств передачи информации, которые используются в
автоматизированных системах управления и в информационных системах.
33
Для обеспечения функционирования информационной системы,
автоматизирующей процесс проверки текущих знаний, необходим комплекс элементов
технического обеспечения. Рассмотрим состав комплекса технического обеспечения.
Для функционирования программного обеспечения, основанного на клиент-
серверной архитектуре, необходим сервер, представляющий собой электронно-
вычислительную машину (ЭВМ), на которой установлена база данных в выбранной
СУБД (MS SQL Server). Этот сервер будет являться сервером базы данных. На сервере
будет установлена серверная часть программного обеспечения, автоматизирующего
процесс проверки текущих знаний. Характеристики сервера представлены в таблице 5.
Таблица 5
Характеристика компонентов сервера
Наименование
Спецификация
Процессор
Intel Xeon 3330
Материнская плата
SuperMicro X7SBi
Чипсет
Intel® 3200/ICH9R chipset
Оперативная память
Kingston 2x2GB DDR2-667 ECC
Жесткий диск
Seagate Barracuda ES.2, 1000GB, SATA-2
Сетевые карты
2x Intel 82573V Gigabit Ethernet 10/100/1000Mbps
Персональные компьютеры (ПК) пользователей разрабатываемого
программного обеспечения представляют собой пользовательские ПК, с на которых
будет установлена клиентская версия разрабатываемой системы. Характеристики
пользовательских ПО представлены в таблице 6.
Таблица 6
Характеристика пользовательских компьютеров
Наименование
Спецификация
Процессор
Intel Core i3
Частота процессора
4 ГГц
Оперативная память
4 ГБ RAM
Наименование
Спецификация
Объем жесткого диска
500 ГБ HDD
Средства организации локально-вычислительной сети (ЛВС) учреждения, к
которым относятся маршрутизаторы, коммутаторы, сегменты ЛВС, коммутационные
розетки и.тд.
Рассмотрим критерии выбора каждого из компонентов технического
обеспечения. Поскольку на сервере хранится и обрабатывается вся информация
информационных систем, для этого вида оборудования характерна преднамеренная
избыточность основных компонентов. Основным критерием при выборе платформы
сервера является специфика поставленных и количество автоматизированных рабочих
34
мест, которые объединяются в сеть. После этого остается только выбрать
производителя.
Основным критерием при выборе сервера СУБД является отказоустойчивость и
пропускная способность сетевого интерфейса. Поскольку информационная система
будет использоваться ежедневно в рабочее время, а работать с ней может от 10 до 300
человек одновременно, загруженность сетевой инфраструктуры будет равна 50%. При
этом загруженность сервера баз данных будет составлять 35%. В связи с этим
отсутствует необходимость в покупке высокопроизводительного сервера с сетевым
адаптером скоростью в 1Gbps, достаточно ограничиться интерфейсом в 100Mbps.
В результате анализа критериев выбора серверного оборудования можно
заключить, что сервер, используемый в учреждении, обладает необходимой
мощностью для того, чтобы обеспечить оперативное и отказоустойчивое
функционирование проектируемой информационной системы. В качестве сервера баз
данных будет использован сервер, построенный на платформе HP ProLiant DL365 G5,
обладающий характеристиками, перечисленными в таблице 7.
Таблица 7
Характеристика сервера баз данных
Наименование
Спецификация
Процессор
Двуядерный Intel® Xeon® X5260 с тактовой
частотой 3,3 Гц.
Количество процессоров
2
Оперативная память
16 Гб (расширяемая до 64Гб)
Жесткий диск
Тип «SAS» 4 диска 147 Гб и 2 диска 73 Гб
Количество жестких
дисков
6 (расширяемо до 8)
Питание
Дополнительно резервный блок питания 800Вт с
горячей заменой
Приведем обоснование выбора представленной платформы. Использование двух
процессоров позволят при использовании SQL-сервера осуществить эффективное
распараллеливание задач, которые будут выполняться на сервере. Оперативная память
объемом 16 Гб будет достаточной для осуществления обработки больших объемов
информации, используемых на данный момент в базе данных, а также последующего
увеличения вычислительной нагрузки, так как на данный момент пиковый размер
занятой оперативной памяти составляет 6 Гб.
Использование 6 жестких дисков применяется для обеспечения надежности
функционирования серверной операционной системы. Также был организован RAID
35
массив из двух жестких дисков каждый по 73 ГБ (такого объема достаточно для работы
ОС). Операционная система установлена на отдельный от файлов базы данных жесткий
диск для обеспечения безопасности и производительности.
Для того, чтобы обеспечить надежность хранения данных в формате Structured
Query Language (SQL) был организован массив жестких дисков большего объема – 147
Гб. Жесткого диска такого объема достаточно для внедрения нового функционала, на
данный момент объем занятого пространства занимает 53Гб, при условии того что в
базе данных информация будет храниться в течении 5 лет.
Так же отдельно необходимо хранить данный в форматах mdf (файл базы
данных) для чего необходим еще один массив, аналогичный предыдущему по размеру.
Пользовательские ПК учреждения имеют достаточный уровень
производительности для функционирования разрабатываемой информационной
системы, в связи с чем не подлежат модернизации.