16
Одним из примеров простейшего электронного пособия может
являться набор данных по исследуемой теме, таких как инструкции,
конспекты и т.д., однако такое пособие ничем не будет отличаться от
обычного печатного учебного пособия и не будет иметь больших
возможностей. К возможностям хорошего электронного пособия можно
отнести:
Авторизация пользователей, чтобы не было какой-либо путаницы и
доступ мог получить только авторизованный пользователь;
Возможность реализации автоматизированного контроля уровня
знаний пользователей и автоматизированное выставление оценок с
занесением в базу данных;
Возможность адаптации и оптимизации пользовательского
интерфейса под индивидуальные запросы пользователей:
Включение в состав пособия интерактивных элементов и форм для
общения обучающегося и квалифицированного персонала
ответственного за обучение.
Связь обучающегося и квалифицированного персонала является
очень важной частью обучения, если у обучающегося возникают какие-то
проблемы и трудности, он должен иметь возможность оперативно сообщить
о ней, чтобы экзаменатор мог ему помочь.
В данный момент имеется множество возможностей для
автоматизации обучения и создания курсов и тренингов, но нет и крошки
пособий по рассматриваемой в данной вкр теме, АСКУ на данный момент
не так распространены и информаций о том, как она устроена, а уж тем
более учебных пособий на данный момент не существует, поэтому создание
данного учебного пособия имеет не только теоретическую, но и
практическую пользу.
Для сравнения стоит рассмотреть существующие разработки,
позволяющие производить электронное обучение, таких систем на данный
момент очень много, сравним основные из них, которые применяются при
17
электронном обучении чаще всего. Для сравнения будут использованы
системы Lms (Электронного обучения) “Moodle”, “Edmodo”, “iSpring
Online” и проектируемое в рамках данной работы новое программное
обеспечение, сравнение представлено в таблице 1:
Критерий
Lms Moodle
Lms
Edmodo
Lms iSpring
Online
Проектиру
емое ПО
Стоимость
использования
системы
Бесплатно
Доп.
Функции
платные
97 руб/мес. За
1
пользователя,
минимум 50
пользователей
Бесплатно
Открытый
исходный код
Да
Нет
Нет
Да
Настройка
интерфейса
Частично
Да
Да
Изменение
элементов
системы
Частично
Нет
Нет
Да
Интерфейс на
русском
Возможно
адаптировать
Нет
Да
Да
Нужно
специальное
оборудование и
веб-сервера
Да
Нет
Нет
Нет
Требует
серьёзного
изучения перед
использованием
Да
Нет
Да
Нет
Возможность
использования
без подключения
к интернету
Возможно
использов.
Локального
сервера, но
система очень
требовательная
и потребляет
много ресурсов
Нет
Нет
Приложение
работает без
использовани
я интернета,
приложение
не требует
много
ресурсов
Таблица 1. Сравнение систем управления электронным обучением.
Как видим самые оптимальные варианты для создания учебного
материала это уже готовая учебная среда Moodle и разработка нового
18
программного обеспечения. Одним из самых основных требований является
минимизация денежных затрат, а также схожесть дизайна с приложением
SIMS Client. Moodle является очень удобной средой с большим количеством
встроенных функций и открытым исходным кодом, что позволяет
адаптировать её под свои нужды. Однако данная система имеет и ряд
критичных для СНТ недостатков, основные из которых:
Большая ресурсоёмкость и требовательность к вебсерверам, либо, при
локальном сервере большая нагрузка на процессор и память;
Невозможность полностью создать интерфейс, похожий на
оригинальное приложение;
Нужно время на объяснение испытуемым как работать с ПО.
Так как СНТ это некоммерческое товарищество, то нет возможности
купить даже дешёвый хостинг, которого к слову не хватит для запуска
данной системы. А уж говорить про современные компьютеры даже не
стоит, очень дорого и общее собрание такие излишние траты не
одобряет. Кроме того, как уже говорилось приложение должно быть
похоже на приложение-оригинал, то есть иметь туже цветовую гамму,
шрифты и даже размер окна, что в этой системе организовать
невозможно.
Таким образом делаем вывод, что использование данной системы под
наши нужды подходит не в полной мере, а разработка нового
программного обеспечения на языке C# сможет избавить от многих этих
проблем, приложения будут нересурсоёмкие и не требовательные к
серверной и аппаратной части, что для конкретного предприятия
является критичным, также C# с элементами Windows Form позволят
воссоздать дизайн прилодения-оригинала, что также является
требованием начальства.
1.3.2. Выбор и обоснование стратегии написания программы и её цели
В данном случае для разработки данного пособия уместнее всего
использовать удобные средства написания программного обеспечения
19
оболочка Visual Studio 2019 со встроенным языком программирования C#,
так как он имеет ряд плюсов, которые хорошо подходят для написания
такого рода программ. Visual studio – это программная оболочка, созданная
специально для программистов разного уровня и направленности, она
включает несколько языков программирования, таких как например C#, F#.
PYTHON и многие другие, кроме того в данной среде есть возможность
создания веб приложений и сайтов, а также возможность создания баз
данных. [4]
Однако для более глубокого функционала будет использовано ещё
несколько средств создания, такие как язык гипертекстовой разметки html с
применением таблиц стилей CSS, созданные файлы будут отображаться в
веб браузере, встроенном в приложение.
HTML – это язык гипертекстовой разметки документов. Каждый
документ в формате html представляет собой набор элементов. Начало и
конец каждого элемента обозначается с помощью тегов, открывающих тег
изображается в виде <tagname>, где tagname – название тега который
необходимо реализовать, закрывающий тег изображается в виде
</tagname>, он проставляется после завершения элемента, в некоторых
случаях закрывающий тег может отсутствовать.
Элемент документа могут быть пустыми, не содержать никакого
текста и других данных. В таком случае закрывающие теги часто не
ставятся. Также элементы могут иметь атрибуты, определяющие свойства
этого элемента.
Преимущества формата HTML:
Для того чтобы отобразить содержимое файла в удобном для
пользователя виде достаточно использовать любой браузер;
Простота реализации;
Универсальность и гибкость;
Удобство и простота навигации.
20
CSS – язык описания внешнего вида документа, созданного на языке
гипертекста html. Таблицы стилей CSS это эффективный, очень удобный и
практичный инструмент для создания красивого интерфейса и внешнего
вида как в целом веб сайта так и отдельных его элементов, текста, кнопок,
ссылок и других элементов, они позволяют полностью описать дизайн сайта
в одном отдельном файле и добавлять его на страницы сайта, не перегружая
при этом сами страницы лишним количеством строчек кода, при этом код
становится чище, а сайты и веб-страницы отображаются гораздо быстрее.
[10]
При разработке интерфейса электронного учебного пособия были
учтены требования, определяемые психофизическими особенностями
человека. Это относится к компоновке информации на экране, цветовому
решению страниц.
В соответствии с этими принципами в пособии были выделены
функциональные зоны: навигационная панель, расположенная сверху и
рабочая область снизу.
1.4. Обоснование проектных решений
1.4.1 Обоснование проектных решений по информационному
обеспечению
Разрабатываемое программное обеспечение предназначено для
работы в семействе операционной среды Windows. Программа должна
стабильно работать, начиная с версий ОС Windows XP (Service pack 3) и во
всех более новых версиях, включая серверные варианты. Данный выбор
обусловлен тем, что это семейство операционных систем очень популярно
и инсталлировано на более чем 80% персональных компьютеров, а также
тем что они имеют хороший графический интерфейс. [2]
На данное семейство операционных систем также ориентированы как
отдельные программисты, так и компании, занимающиеся разработкой
программного обеспечения, а так как данная операционная система стала
21
очень популярной у пользователей, появилось очень много сред и языков
разработки именно под данное семейство операционных систем.
Эта операционная система имеет очень большой набор утилит и
служебных программ, предназначенных для администрирования,
управления и диагностики системы, а также прикладных приложений.
Кроме того, она поддерживает обширный программный интерфейс для
написания собственных приложений для работы в этой операционной среде.
В настоящее время помимо windows развивается ещё одно семейство
операционных систем – Linux, но разработка учебного пособия под
операционные системы семейства Linux на данный момент не имеет
смысла, из-за того что данное семейство хотя и развивается быстрыми
темпами, но всё равно имеет ничтожно малое количество установок, а
значит если разработать приложение под данные ОС то пользователям
придётся заниматься установкой новой операционной системы и её
настройкой, это очень долго и не каждый пользователь пойдёт на данный
шаг так как например в системе Linux может просто не существовать тех
приложений с которыми работает пользователь. [15]
Для нормального функционирования разрабатываемого приложения
потребуется создание баз данных, поэтому нужно заранее установить на
компьютер, либо удалённый или локальный сервер СУБД, в нашем случае
лучшим выбором станет MySQL с оболочкой phpmyadmin, которые будут
установлены на локальном сервере. [1]
В качестве локального сервера будет использовано специальное
программное обеспечение “Denwer”, оно позволяет запускать на
компьютере локальный сервер, а также включает в себя уже установленные
СУБД, настройки, например, пароль и логин для входа в СУБД можно при
необходимости сменить. [13]
На локальном сервере будут располагаться таблицы баз данных, а
также учебный материал, написанный на языке гипертекста html с
использованием каскадных таблиц стилей (CSS). Данный учебный материал
22
впоследствии можно будет посмотреть в веб-браузере, встроенном в
приложение, а также и в любом другом современном браузере.
1.4.2 Обоснование проектных решений по программному
обеспечению
Для реализации приложения, позволяющего производить обучение
пользователе работе с ПО “Sims client”, необходимо сперва выбрать тип
архитектуры программного обеспечения.
В настоящее время наиболее востребованы два типа архитектуры -
файл-сервер, клиент-сервер.
В архитектуре файл-сервер сетевое разделение компонентов диалога
отсутствует, а компьютер используется для функций отображения, что
облегчает построение графического интерфейса. Файл-сервер только
извлекает данные из файлов, так что дополнительные пользователи и
приложения лишь незначительно увеличивают нагрузку на центральный
процессор.
Объектами разработки в файл-серверном приложении являются
компоненты приложения, определяющие логику диалога, а также логику
обработки и управления данными. Разработанное приложение реализуется
либо в виде законченного загрузочного модуля, либо в виде специального
кода для интерпретации.
Однако такая архитектура имеет существенный недостаток: при
выполнении некоторых запросов к базе данных клиенту могут передаваться
большие объемы данных, загружая сеть и приводя к непредсказуемости
времени реакции. Значительный сетевой трафик особенно сказывается при
организации удаленного доступа к базам данных на файл-сервере через
низкоскоростные каналы связи. Одним из вариантов устранения данного
недостатка является удаленное управление файл-серверным приложением в
сети. При этом в локальной сети размещается сервер приложений,
совмещенный с телекоммуникационным сервером (обычно называемым
сервером доступа), в среде которого выполняются обычные файл-серверные
23
приложения. Особенность состоит в том, что диалоговый ввод-вывод
поступает от удаленных клиентов через телекоммуникации. Приложения не
должны быть слишком сложными, иначе велика вероятность перегрузки
сервера или же нужна очень мощная платформа для сервера приложений.
Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем
файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и
размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно.
Особенностью архитектуры клиент-сервер является наличие выделенных
серверов баз данных, понимающих запросы на языке структурированных
запросов (Structured Query Language, SQL) и выполняющих поиск,
сортировку и агрегирование информации.[1]
Отличительная черта серверов БД -- наличие справочника данных, в
котором записаны структура БД, ограничения целостности данных,
форматы и даже серверные процедуры обработки данных по вызову или по
событиям в программе. Объектами разработки в таких приложениях,
помимо диалога и логики обработки, являются, прежде всего, реляционная
модель данных и связанный с ней набор SQL-операторов для типовых
запросов к базе данных.
Большинство конфигураций клиент-сервер использует
двухуровневую модель, в которой клиент обращается к услугам сервера.
Предполагается, что диалоговые компоненты размещаются на клиенте, что
позволяет реализовать графический интерфейс. Компоненты управления
данными размещаются на сервере, а диалог и логика- - на клиенте. В
двухуровневом определении архитектуры клиент-сервер используется
именно этот вариант: приложение работает на клиенте, СУБД -- на сервере.
Поскольку эта схема предъявляет наименьшие требования к серверу,
она обладает наилучшей масштабируемостью.
Поэтому для реализации описанного приложения выбираем
архитектуру клиент-сервер и реализуем его в виде веб-приложения.
Одним из важных требований, предъявляемых к проектированию
24
информационных систем, эксплуатируемых совместно на технологической
базе весьма ограниченных возможностей, является большая их
однородность, позволяющая обеспечить совместимость, мобильность,
переносимость.
Выбор системы управления баз данных (СУБД) представляет собой
сложную многопараметрическую задачу и является одним из важных этапов
при разработке приложений баз данных. Выбранный программный продукт
должен удовлетворять как текущим, так и будущим потребностям
предприятия, при этом следует учитывать финансовые затраты на
приобретение необходимого оборудования, самой системы, разработку
необходимого программного обеспечения на ее основе, а также обучение
персонала.
Наиболее простой подход при выборе СУБД основан на оценке того,
в какой мере существующие системы удовлетворяют основным
требованиям создаваемого проекта информационной системы. Более
сложным и дорогостоящим вариантом является создание испытательного
проекта на основе нескольких СУБД и последующий выбор наиболее
подходящего из кандидатов. Но и в этом случае необходимо ограничивать
круг возможных систем, опираясь на некие критерии отбора. В данном
случае можно выделить несколько групп критериев:
· Моделирование данных
· Особенности архитектуры и функциональные возможности
· Контроль работы системы
· Особенности разработки приложений
· Производительность
· Надежность
· Требования к рабочей среде
· Смешанные критерии
Основным принципом выбора СУБД следует считать определение
программного продукта, в наибольшей мере соответствующего
25
предъявляемым требованиям. Эту задачу решить не очень просто. Во-
первых, к СУБД предъявляется большое число требований, которые с
течением времени изменяются, во-вторых, СУБД имеют большое число
параметров, что затрудняет их сравнение. Кроме того, информация о СУБД
часто носит рекламный характер, не позволяющий сделать правильное
суждение.
На уровне технических характеристик разнообразие СУБД еще
больше, чем на качественном уровне. К техническим характеристикам
относятся:[8]
· общие параметры (операционная среда, потребность в оперативной
памяти, ограничения на максимальный объем БД и др.);
· ограничения на операции над данными;
· типы данных;
· возможности средств формулировки и выполнения запросов;
· работа в многопользовательских средах;
· инструментальные средства разработки приложений;
· импорт и экспорт.
Оценка производительности производится методом тестирования с
помощью эталонных тестов из набора AS3AP (ANSI SQL Standard Scalable
and Portable). В них контролируется широкий спектр часто встречающихся
операций БД и моделируются однопользовательские и
многопользовательские среды.
Для проекта, рассматриваемого в данном дипломном проекте наиболее
приемлема СУБД MySQL,.
Для того чтобы программа корректно работала с базой данных, с
официального сайта СУБД MySQL будут скачаны библиотеки для
подключения к проекту, чтобы в C# можно было производить манипуляции
с базами данными.
1.4.3. Обоснование проектных решений по техническому обеспечению
Для работы приложения необходим запуск локального сервера,