Разработка автоматизированной обучающей системы

 

Разработка автоматизированной обучающей системы

Введение

Сегодня информационные технологии (ИТ) вносят принципиальные, фундаментальные изменения в трудовую, социальную, и частную жизнь людей во всем мире. Они все значительнее влияют на гражданское общество и обретают большое социальное значение.

Несмотря на то, что компьютер или ноутбук есть уже в каждой третьей российской семье, многие граждане оказываются за бортом информатизации. Неумение пользоваться информационными технологиями, элементарными электронными сервисами приводит к неравноправию по признаку доступа к ИТ, что чревато социальными последствиями.

Многие люди, не имеющие компьютерных знаний, сталкиваются с трудностями при поиске работы. Эта проблема в первую очередь касается лиц старше 45 лет. Учитывая то, что значительная часть граждан не в состоянии оплатить дорогостоящее компьютерное обучение, особую важность приобретают социальные программы, направленные на массовую подготовку пользователей электронных сервисов. Одной из них является программа «Твой курс» проводимая при поддержке компании Microsoft. Центры обучения населения компьютерной грамотности чаще всего размещаются в учреждениях культуры и образования и находятся во многих городах Кемеровской области, в том числе и в городе Анжеро-Судженск.

Одной из проблем организации обучающего процесса является устаревшее программное обеспечение (ПО) и невозможность закрепления знаний слушателями после прохождения курса. Вследствие чего было решено разработать автоматизированную обучающую систему (АОС) на базе web-приложения дающую базовые знания об устройстве и работе на персональном компьютере (ПК) и основных программах востребованных на большинстве предприятий с возможностью удалённой помощи слушателям, гибким информационным наполнением.

Создание данной системы окажет социальный, информационный эффект и возможность использования результатов работы в учебном процессе.

Целью работы является создание автоматизированной обучающей системы (АОС) на базе сайта для Муниципального бюджетного учреждения культуры «Централизованная библиотечная система» (МБУК «ЦБС»).

Для достижения данной цели необходимо решить ряд задач:

)изучить web-технологии и схожие по тематике сайты;

)выявить требования к системе и выполнить её проектирование;

)реализовать спроектированную систему.

Система будет иметь простой и удобный (эргономичный) интерфейс что способствует более эффективному обучению и системой навигации для быстрого доступа к интересующим материалам.

1. Анализ предметной области

.1 Принципы построения автоматизированных обучающих систем

В настоящее время в процесс обучения активно внедряются программные технологии на базе персональных ЭВМ, применяемые для передачи ученику учебного материала и контроля степени его усвоения. При этом на рынке программного продукта за последнее десятилетие появилось достаточно большое количество обучающих систем, в том числе и автоматизированных (АОС), которые охватывают различные предметные области, и призваны решать задачи обучения на различных этапах жизни человека - от начальных классов средней школы до процесса обучения в высших учебных заведениях.

Автоматизированной обучающей системой будет являться любая АОС, так как, ряд задач, например отображение информации или анализ правильного ответа, выполняются без участия человека. Каждая АОС имеет определенную структуру на основе группы элементов с указанием связей между ними и дающее представление о системе в целом. Поэтому структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней типам связей.

На основе проведенного анализа можно сделать вывод, что каждая обучающая система имеет четко выраженную структуру, и эти структуры можно классифицировать следующим образом:

По структурным признакам взаимодействия обучающей системы с пользователем АОС подразделяются на разомкнутые (без обратной связи) и замкнутые (с обратной связью) системы, которые отличаются принципиальным подходом к процессу обучения.

В разомкнутых АОС порядок предоставления учебного материала не зависит от степени его усвоения учащимся. Здесь лишь выполняется определенная заранее заданная программным путем последовательность изложения урока или контрольных вопросов. При этом наиболее простыми из числа разомкнутых АОС являются системы с презентационной структурой

В АОС без обратной связи (замкнутых) основной упор делается на выявление уровня знаний учащихся в определенный период учебного процесса. Используя различную методику, такие системы предъявляют обучаемому открытый или закрытый вариант вопроса (вопрос с вариантами выбора ответа). От учащегося ожидается отклик в виде ответа (управляющего воздействия) на поставленный вопрос. Ответ фиксируется в блоке фиксатора ошибок. По результатам опроса выставляется определенный балл, который служит критерием для результирующей оценки по степени усвоения учащимся требуемого учебного материала.

Наиболее широкими функциональными возможностями и высокой эффективностью в учебном процессе обладают АОС, где организована обратная связь между учащимся и обучающей системой.

Весьма распространенным типом АОС среди замкнутых систем являются имитационные автоматизированные обучающие системы. Здесь функции ведущего «элемента» выполняет фактор моделирования реальной ситуации в той или иной сфере предметной области. Элемент обратной связью в виде реакции ученика на предъявляемый АОС учебный материал является основой непрерывного взаимодействия системы «АОС-обучаемый», так как то или иное воздействие на систему со стороны пользователя ведет сразу к ответной реакции со стороны обучающей системы. Примером подобных АОС могут служить всевозможные игровые тренажеры, имитаторы и т.п. В частности, имитационная программа компании Maxis позволяет имитировать развитие и управление городом. Здесь имитируются различные ситуации, начиная от размещения промышленных предприятий и транспортных сетей и заканчивая моделированием экстремальных ситуаций и путей их ликвидации.

В нотационных АОС используется комплексный подход в обучении. Программа не только обучает, но и одновременно проверяет полученные на текущий момент знания учащимся. Здесь важным фактором служит отклик учащегося на то или иное информационное воздействие. В зависимости от отклика, обучающая система может перестроить ход урока в том или ином направлении. В АОС данной структуры очень часто вводят игровые элементы. Как правило, такие АОС рассчитаны на учащихся младших возрастов, для которых игра является важным инструментом обучения. Здесь вопрос (информационное воздействие) ставится в виде игровой ситуации, на основании которой учащийся может находить верный или неверный выход (отклик). На основании принятого учащимся решения, АОС формирует следующий вариант игровой ситуацию. Примером такой системы может служить курс обучения английскому языку Bridge to English.

Таким образом, является очевидным, что наиболее широкими возможностями с учетом современных требований к АОС обладают замкнутые обучающие системы, обеспечивающие максимальную «гибкость» в общении с пользователем.

При реализации любой из ранее рассмотренных структур АОС используются вполне определенные алгоритмические подходы, диктуемые методикой проведения учебного занятия. Обычно любая обучающая система представляет собой совокупность порций информации, называемой слайдами, которые в той или иной форме предъявляются ученику. Современная вычислительная техника обладает широкими функциональными возможностями и позволяет использовать в слайдах информацию, представленную в виде обычного текста, графического изображения, аудио и видео фрагментов. При этом в слайдах можно сосредоточить все средства представления информации, существующие в настоящее время для повышения эффективности учебного процесса. С другой стороны, использование звукового представления и видеозаписей ведет к удорожанию персонального компьютера, что не всегда является оправданным. В настоящее время, как наиболее оптимальный вариант в большинстве курсов программированного обучения, применяют текстовое и графическое представление информации.

Классификация АОС по алгоритмическому построению.

При использовании линейных алгоритмов АОС учащемуся предъявляются слайды, заложенные в АОС. В качестве достоинств линейного алгоритма АОС можно отметить простоту разработки такой системы, а в качестве недостатков - трудоемкость раскрытия некоторых тем и невозможность гарантированного закрепления полученных знаний. В АОС построенных с использованием нелинейных алгоритмов появляется возможность изменять последовательность предъявления слайдов в зависимости от того или иного отклика учащегося на информационное воздействие. Здесь важнейшую роль играют слайды, содержащие вопросы и требующие принятие решения учащимся. В таких слайдах, которые назовем слайдами выбора, используются следующие средства выбора направления обучения:

В АОС построенных с использованием нелинейных алгоритмов появляется возможность изменять последовательность предъявления слайдов в зависимости от того или иного отклика учащегося на информационное воздействие. Здесь важнейшую роль играют слайды, содержащие вопросы и требующие принятие решения учащимся. В таких слайдах, которые назовем слайдами выбора, используются следующие средства выбора направления обучения:

1)открытые вопросы;

2)закрытые вопросы (вопросы типа меню);

)гиперссылки.

Нелинейные алгоритмы, в свою очередь, делятся на циклические, направленные и комбинированные.

Циклические алгоритмы предполагают повторный возврат к слайдам, отражающим темы, которые учащийся недостаточно усвоил. Как показано если ученик принимает неверное решение задачи поставленной ему слайдом выбора, то АОС может повторно предъявить слайды, которые уже ранее были показаны, для повторного прохождения темы или ее закрепления.

Направленные алгоритмы по-прежнему предполагают наличие слайдов выбора, однако в зависимости от принятого решения учащимся выбирается та или иная последовательность и возврата обратно не предполагается. В комбинированных алгоритмах используется оба принципа. По результатам решения принятого учащимся для ответа на вопрос слайда выбора, АОС изменяет последовательность предъявления слайда, однако на N-ом шаге возможен возврат к предыдущим слайдам

Таким образом, каждая из представленных структур позволяет предъявлять учебный материал, в соответствии с последовательностью, который обеспечивает приемлемое предъявление учебного материала в соответствии с требованием предметной области. [7]

1.2 Описание социальной программы поддержки населения «Твой курс»

Проект «Твой курс: Повышение компьютерной грамотности» проводится Microsoft и PH International совместно с партнерскими организациями в рамках комплексной инициативы Microsoft «Твой курс» с февраля 2010 года.

Россия выбрала для себя путь инновационного развития и технологического лидерства, и особое значение для достижения этих целей имеет развитие информационного общества. В 2008 году была принята Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации, согласно которой построение информационного общества и использование всех его преимуществ для страны и ее населения стало одним из фокусных направлений деятельности правительства. Среди факторов развития информационного общества наряду с инфраструктурными, экономическими и политическими, решающее значение имеет фактор человеческий. Однако всего 19% социально-незащищенных граждан нашей страны имеют доступ к информационно-коммуникационным технологиям, и еще меньше - к соответствующим образовательным услугам.

Преодоление цифрового неравенства и развитие информационного общества невозможно без совместной работы различных структур. Участие в Программе повышения компьютерной грамотности в рамках инициативы Microsoft «Твой курс» поможет организациям-участникам стать инициатором этой деятельности в своем городе организовать обучение разных категорий населения современным компьютерным технологиям по программам, которые завоевали признание во всем мире и которые соответствуют базовым требованиям ИТ-компетентности.

Помимо возможности включения данной инициативы в региональную программу развития информационного общества, она может быть рассмотрена в качестве составляющей региональных программ содействия занятости населения и социальной адаптации людей в трудной жизненной ситуации.

Цель Проекта: расширение доступа населения к информационно-коммуникационным технологиям; обучение современным информационным технологиям и совершенствование технических умений и навыков для содействия занятости и улучшения качества жизни людей, находящихся в невыгодном социально-экономическом положении.

Проект призван помочь безработным и частично занятым гражданам, работникам, находящимся под риском увольнения, малообеспеченным гражданам, людям пенсионного возраста и людям с инвалидностью овладеть базовыми компьютерными навыками и расширить сферу поиска работы, а, следовательно, и возможности трудоустройства. [8]

На базе центров компьютерной грамотности проводятся:

)курсы программе «Основы компьютерной грамотности», разработанной специалистами Microsoft с учетом базовых требований к владению компьютерами. Курс представляет собой интегрированный мультимедийный продукт, который состоит из 5 модулей и в целом рассчитан на 10-15 часов;

)не менее 4 часов в месяц отведено на семинары, направленные на совершенствование актуальных для целевой аудитории навыков, которые помогут слушателям в последующем трудоустройстве, адаптации в новых условиях работы, повышении качества и производительности труда.

Наиболее востребованными темами являются: «Составление резюме», «Поиск работы в интернете», «Собеседование при приеме на работу», «Юридическая помощь и консультации в интернете», «Составление простейших бизнес-планов», «Телеработа», «Возможности дистанционного обучения» и т.п.

Подготовка учебных программ и проведение семинаров осуществляется координаторами учебных центров во взаимодействии с местными работодателями, центрами профессиональной переподготовки и некоммерческими организациями, проводится сертификация слушателей, предоставляется бесплатный доступ в Интернет.

1.2.1 «Твой курс» в Кемеровской области

Учебные центры: Кемерово, Новокузнецк, Междуреченск, Анжеро-Судженск.

В Центральной библиотеке начинает знакомиться с основами работы на персональном компьютере в рамках проекта «Твой курс очередная группа анжеро-судженцев. Проект «Твой курс», направлен на совершенствование компьютерной грамотности населения и активно реализуется специалистами Центральной библиотеки. На сегодня, уже более 60 горожан получив теоретические консультации и закрепив полученную информацию практической работой в виртуальном читальном зале, получили международный сертификат Microsoft. По словам библиографа Евгении Матюшенковой, каждая группа отличается не только начальным уровнем компьютерной грамотности, но и объемом получаемой информации. Так одна из групп пожелала более подробно познакомиться с работой в программе Excel, для проведения расчетов, составления таблиц и диаграмм. «Студенты» другой, больше времени уделили прикладной программе Mіcrosoft PowerPoint, для подготовки выступлений или создания презентаций (демонстрационных материалов) с использованием компьютерных слайдов. Все без исключения погружаются в мир Интернета, знакомятся с социальными сетями, создают собственные странички в «Одноклассниках». Освещается тема «Единый портал ГосУслуг», где подробно рассматривается авторизации на портале госуслуг наименование услуг, полностью или частично переводимые в электронный вид; источники информации о порядке предоставления услуг; порядок работы с региональными и единым порталами госуслуг; подача налоговых деклараций; оформление загранпаспорта, информирование о наличии административных правонарушений в области дорожного движения; информирование о наличии налоговой задолженности. Программа курса рассчитана на 8 - 10 встреч продолжительностью 2 часа, работа проходит в виртуальном читальном зале Центральной библиотеке, как в группе, так и индивидуально.

1.3 Анализ существующих информационных систем

Сайт (#"justify">Сайт (#"justify">Сайт (#"justify">Представляет собой информационный ресурс с огромным количеством подробных видео уроков рассчитанных как на начинающих так и на профессионалов, предраться не к чему. Целевая аудитория - начинающие пользователи, существует возможность отметить в личном кабинете избранные видеоуроки. Отличается отсутствием текстовых обучающих материалов для людей с низкой скоростью доступа в интернет.

1.4 Обзор технологий web-разработки

На сегодняшний день у разработчиков web-сайтов есть богатый выбор относительно того, какой язык или технологию использовать для создания сайта. Вариантов много: Perl, PHP, ASP, ASP. Net, JSP, Coldfusion, Perl… Самыми распространенными же являются PHP и ASP.NET.(Hypertext Preprocessor) - язык для написания серверных сценариев (скриптов). Интерпретатор языка бесплатен, с открытым исходным кодом, созданы версии для различных веб-серверов - прежде всего, для Apache и Internet Information Services. Актуальная на сегодняшний день версия интерпретатора - PHP5. В последнее время этим продуктом заинтересовалась и Microsoft - началось тесное сотрудничество с фирмой Zend, в результате которого появилась встроенная поддержка PHP в Internet Information Services 7-й версии (поставляется с Windows Server 2008) - ранее PHP можно было использовать только как внешнее расширение.

ASP. Net (Active Server Pages. Net) - средство для разработки веб-приложений от Microsoft. ASP. Net - это не язык программирования, это технология, включающая в себя множество компонент. Актуальная сегодня версия - 4. Стоит заметить, что ASP. Net кардинально отличается от своего предшественника - ASP.

Несмотря на то, что технологии PHP и ASP.NET решают одну задачу - создание веб-сайтов, принцип их работы кардинально отличается.

1.4.1 Сравнение технологий PHP и ASP.NET

Преимуществами PHP, являются:

1)Простота. При разработке сложной системы это преимущество превращается в недостаток - неполная реализация объектности, отсутствие строгой типизации и других свойств, присущих полноценным языкам, приводит к проблемам в развитии и поддержке сложной системы;

)Большой выбор хостингов. При разработке сайта с нуля стоимость хостинга уходит на второй план по сравнению со стоимостью разработки;

)Полная бесплатность, включая платформу. Довольно большой плюс, при разработке маштабируемой системы, которая должна работать на десятках и сотнях серверах. В этом случае будет экономия приличной суммы, при использовании бесплатной ОС. Если сайту достаточно одного сервера, то стоимостью ОС можно пренебречь. То же относится и виртуальному хостингу;

)Open source (открытый код), представляющий возможность для аудита кода. Что особенно важно - аудитом кода занимаются программисты всего мира, способствуя устранению уязвимостей и прочих недостатков.

Преимуществами ASP.NET, являются:

1)Полноценный язык. Более того, платформа.NET позволяет использовать любой.NET-совместимый язык (наиболее популярны C# и VB.NET, но есть Python, Delphi и другие). Особенно можно отметить удобный объектно-ориентированный синтаксис базовых библиотек;

)Компиляция программ. В отличие от PHP, в.NET код компилируется, благодаря чему он исполняется гораздо быстрее;

)Полная поддержка юникода. Все сайты на ASP.NET автоматически поддерживают UTF-8, чего не скажешь о сайтах на PHP;

)Огромные возможности, включенные в состав стандартных библиотек. В PHP многие аналогичные вещи реализуются сторонними библиотеками, но их использование создает дополнительные проблемы: отсутствие библиотек на хостинге, необходимость изучения.

1.4.2 Обоснование выбора web-технологии ASP.NET

Было принято решение заниматься разработкой сайта, используя технологию ASP.NET по следующим причинам:

)программа «Твой курс», для поддержки слушателей которой разрабатывался данный сайт проводится по инициативе компании Microsoft, которая является создателем технологии ASP.NET;

)знание языка C#, который как нельзя лучше подходит для написания серверной части сайта на ASP.NET;

)большое количество русскоязычных справочных материалов по данной web-технологии.

)получение данного программного обеспечения бесплатно по студенческой программе от Microsoft.

1.4.3 Обзор ASP.NET

Microsoft .NET Framework - это платформа для создания, развертывания и запуска web-сервисов и приложений. Она предоставляет высокопроизводительную, основанную на стандартах многоязыковую среду, которая позволяет интегрировать существующие приложения с приложениями и сервисами следующего поколения, а также решать задачи развертывания и использования интернет-приложений..NET Framework состоит из трех основных частей - общеязыковой среды выполнения (common language runtime), иерархического множества унифицированных библиотек классов и компонентной версии ASP, называемой ASP.NET. [9].NET - это часть технологии.NET, используемая для написания мощных клиент-серверных интернет-приложений. Она позволяет создавать динамические страницы HTML. ASP.NET возникла в результате объединения более старой технологии ASP (активные серверные страницы) и.NET Framework. Она содержит множество готовых элементов управления, применяя которые, можно быстро создавать интерактивные web-сайты. Вы также можете использовать сервисы, предоставляемые другими сайтами, прозрачно для пользователей вашего сайта.

Основные особенности:

1)Написанный код при первом обращении компилируется и впоследствии выполняется уже скомпилированный код. Это ускоряет разработку приложений. Веб-сервер сам выполняет компиляцию;

)При написании кода можно использовать большой набор компонентов, поставляемых с.NET. Что влечет за собой уменьшение кода, который нужно писать разработчику, ускорение процесса разработки, упрощается установка и перенос приложения;

)В ASP.NET коде, как и в любом другом коде под.NET, возможно использовать ADO+. Здесь можно упомянуть, например, возможность сохранения датасета в XML и загрузки его из XML, что упрощает разработку распределенных приложений на основе ASP.NET, в частности полезно при передаче данных между веб-сервисами ASP.NET;

)Visual Studio предоставляет возможность WYSWYG создания и редактирования, включает в себя средства, упрощающие создание и портирование приложений. Также упрощает отладку скриптов;

)ASP.NET работает в рамках Common Language Runtime, что позволяет писать код на любом языке, для которого написан компилятор, поддерживающий эту технологию. Возможности Common Language Runtime включают автоматический подсчет ссылок и сборщик мусора;

)Включена поддержка мультипроцессорных и кластерных решений. Что позволяет при написании приложения, рассчитывать на то, что систему можно будет без труда расширять;

)В ASP.NET присутствуют возможности по обработке ошибок. На стадии разработки можно получить полную информацию об ошибке и листинг нужного куска кода;

)Использование C# позволяет в полной мере использовать концепции, методы и паттерны объектно-ориентированной разработки;

)В комплект ASP.NET оболочки входят серверные компоненты. Это такие компоненты, как валидаторы, листовые компоненты, rich контролы (например, календарь).

1.5 Технология CSS

(Cascading Style Sheets - каскадные таблицы стилей) - технология описания внешнего вида документа, написанного языком разметки, используется для задания цветов, шрифтов, расположения и других аспектов представления документа. Является одной из базовых технологий в современном Интернете. Нечасто можно встретить сайт, свёрстанный без применения CSS. Разумеется, эта технология используется и в сделанном мной сайте.

Преимущества технологии CSS:

)Раздельное хранение представления и документа, что позволяет стилизовать этот документ для различных устройств, включая, монитор принтер, проектор и даже портативные устройства;

)Раздельное хранение представления и документа, что означает уменьшение размера документа, что, в свою очередь, ускоряет загрузку и отображение страницы;

)Язык CSS позволяет управлять как одним документом, так и миллионами документов. Для внесения изменения потребуется модифицировать необходимый стиль в одном CSS-файле, и это изменение автоматически отразится на всех связанных документах. В языке HTML это сделать невозможно;

)CSS-документы кэшируются. Это означает, что они загружаются в память браузера только один раз. При перемещении по сайту браузеру никогда не приходится заново интерпретировать стили. В результате, мы получаем более плавные переходы от страницы к странице и более быструю загрузку страниц, что всегда является конечной целью.

2. Проектирование системы

2.1 Модель анализа

Основное отличие модели вариантов использования от модели анализа состоит в том, что при построении первой основное внимание уделяется определению функциональных возможностей (требований) системы, а при построении второй - их уточнению с учетом внутренней организации (архитектуры) проектируемой системы. В связи с этим на второй стадии может использоваться более формальный и специфичный язык - язык разработчиков.

Построение этой модели необходимо:

)для выявления внутренней архитектуры (определения основных подсистем и классов);

)поиска альтернативных вариантов реализации системы (подсистем) и выбора основного;

)уточнения всех требований (функциональных и нефункциональных).

Рис. 2.1 - Модель анализа

2.2 Типичный ход событий

Действия пользователя

Пользователь:Система:1. Пользователь заходит на сайт.2. Выводится содержимое страницы на которую зашёл пользователь, возможно соединение с базой данных для добавления информации в список обучающих материалов и центральную часть страницы.3. Пользователь вводит текст в предназначенное для этого текстовое поле и нажимает кнопку поиск.4. Пользователь перенаправляется на поисковый сайт Google, где ему показываются результаты его запроса.5. Пользователь переходит на страницу для зарегистрированных пользователей.6. Система перенаправляет его на страницу аутентификации.7. Пользователь на странице регистрации вводит регистрационные данные, такие как его логин, пароль и электронную почту, затем нажимает кнопку создать пользователя.8. Система проверяет валидность введенных данных, т.е., не является ли пароль коротким, есть ли в нем специальные символы и т.д. Если данные не валидны, то выводит сообщение, почему не будет произведена регистрация пользователя. Если данные верны, то регистрирует пользователя.9. Пользователь указывает логин и пароль.10. Система возвращает его на страницу для зарегистрированных пользователей.11. Пользователь скачивает или просматривает файлы доступные для зарегистрированных пользователей.

Действия администратора

Администратор:Система:1. Администратор переходит на страницу редактирования содержимого сайта.2. Система перенаправляет его на страницу аутентификации.3. Администратор указывает логин и пароль.4. Система проверяет авторизирован ли этот пользователь и в случае успеха перенаправляет его на страницу редактирования содержимого сайта.5. По умолчанию, Администратор на странице редактирования содержимого сайта, указывает имя новой «страницы», и нажимает кнопку Создать.6. Система создает новую запись в базе данных.7. Администратор щёлкает по кнопке редактировать, выбирает запись в выпадающем списке для редактирования и нажимает кнопку Передать текст в поле для редактирования.8. Система обращается к базе данных и выводит текст из конкретной записи в поле для редактирования.9. Используя окно для редактирования, администратор вносит необходимые изменения.10. Администратор нажимает кнопку Сохранить.11. Система сохраняет текст в базе данных.12. Администратор на странице редактирования содержимого сайта, в выпадающем списке выбирает страницу которую хочет удалить и нажимает кнопку Удалить.13. В появившемся окошке подтверждает что хочет выполнить удаление.14. Система удаляет запись из базы данных и очищает поле ля редактирования.15. Администратор на странице редактирования содержимого сайта нажимает на кнопку Очистить.16. Система очищает поле для редактирования от текста.2.3 Диаграмма вариантов использования

Диаграммы вариантов использования описывают функциональное назначение системы или то, что она должна делать.

Диаграмма вариантов использования представляет функциональность системы так, как она выглядит с точки зрения внешнего пользователя системы. Изображается такая модель в виде диаграмм использования.

Рис. 2.2 - Диаграмма вариантов использования

.4 Требования к системе

На стадии проектирования программных средств необходимо сформулировать и выделить функциональные и не функциональные требования.

Функциональные требования

Эти требования описывают поведение системы и сервисы (функции), которые она выполняет, и зависят от типа разрабатываемой системы и от потребностей пользователей. Если функциональные требования оформлены как пользовательские, они, как правило, описывают системы в обобщенном виде. В противоположность этому функциональные требования, оформленные как системные, описывают систему максимально подробно, включая ее входные и выходные данные, исключения и т.д.

Выделим функциональные требования:

) Обучающая система должна обеспечить пользователю простоту получения информации по темам данного курса

) Ссылки на интернет ресурсы Microsoft

) Возможность редактирования материалов сайта

) Просмотр обучающих видеороликов

Не функциональные требования:

Как следует из названия, нефункциональные требования не связаны непосредственно с функциями, выполняемыми системой. Они связаны с такими интеграционными свойствами системы, как надежность, время ответа или размер системы. Кроме того, нефункциональные требования могут определять ограничения на систему, например на пропускную способность устройств ввода-вывода, или форматы данных, используемых в системном интерфейсе.

Все нефункциональные требования можно разбить на три большие группы.

) Требования к продукту. Описывают эксплуатационные свойства программного продукта. Сюда относятся требования к производительности системы, объему необходимой памяти, надежности (определяет частоту возможных сбоев в системе), переносимости системы на разные компьютерные платформы и удобству эксплуатации.

) Организационные требования. Отображают политику и организационные процедуры заказчика и разработчика ПО. Они включают стандарты разработки программного продукта, требования к реализации ПО (т.е. к языку программирования и методам проектирования), выходные требования, которые определяют сроки изготовления программного продукта, и сопутствующую документацию.

) Внешние требования. Учитывают факторы, внешние по отношению к разрабатываемой системе и процессу ее разработки. Они включают требования, определяющие взаимодействие данной системы с другими системами, юридические требования, следование которым гарантирует, что система будет разрабатываться и функционировать в рамках существующего законодательства, а также этические требования. Последние должны гарантировать, что система будет приемлемой для пользователей или заказчика.

Перечислим не функциональные требования:

) Надёжность системы.

) Наличие руководства пользователя.

) Понятный и простой интерфейс.

) Обеспечить защищённость данных.

3. Реализация

.1 Реализация шаблона оформления веб-приложения

.1.1 Использование master-страниц для создания шаблона оформления веб-приложения

При разработке оформления сайта была использована функциональная возможность технологии ASP.NET под названием мастер-страница (master page).

Создаваемые Web-страницы сегодня очень редко разрабатываются «с нуля». Обычно при создании таких страниц используются уже готовые шаблоны, либо таковые создаются в процессе разработки Web-страниц приложения. Это связано с тем, что страницы Web-приложения составляют некое единое целое, объединенное едиными требованиями к оформлению, содержанию, расположению элементов управления и т.д. Таким образом, пользователь попадает в некую среду, которая должна быть максимально удобна для удовлетворения всех потребностей пользователя.

Одним из средств решения подобных задач являются мастер-страницы (master pages). Они реализуют простую модель создания шаблонов форм с возможностью их повторного использования.

Для реализации данного механизма в ASP.NET введены такие типы страниц, как мастер-страницы (master pages) и страницы содержимого (content pages). Мастер-страница представляет собой шаблон страницы, при этом она может содержать любые элементы, допустимые для обычной страницы, а также программный код. Страница содержимого включает в себя допустимые элементы управления и с помощью них определяет содержимое, которым заполняются специальные области мастер страниц. Каждая страница содержимого ссылается на одну мастер-страницу, от которой получает элементы и их расположение.

Обычно мастер-страница содержит фиксированные элементы, одинаковые для всех страниц, и заполнитель содержимого для остальной части страницы. Наиболее типичными фиксированными элементами являются верхний и нижний колонтитулы, панель навигации, панель меню и т.д. Страница содержимого получает от мастер-страницы фиксированные элементы и предоставляет дополнительное содержимое.

Еще одним важным отличием является то, что мастер-страница должна содержать элемент управления ContentPlaceHolder, причём их может быть несколько. При реализации данного сайта было испоьзовано два ContentPlaceHolder. Они динамически отображают содержимое страниц сайта. Также если ContentPlaceHolder страницы не заполнен, то выводится содержимое заданное по умолчанию в мастер-странице.

Основные преимущества мастер страниц:

)Мастер-страницы позволяют централизовать общие функции страниц, чтобы обновление всех страниц можно было осуществлять в одном месте;

)Мастер-страницы позволяют создать один набор элементов управления и кода, и применить результаты к набору страниц. Например, можно использовать элементы управления на главной странице для создания меню, которое может применяться ко всем страницам;

)Мастер-страницы предоставляют строгий контроль над разметкой конечной страницы, предоставляя возможность управления отображением элементов управления ContentPlaceHolder;

)Мастер-страницы предоставляют объектную модель, позволяющую настроить главную страницу из отдельных страниц содержимого.

3.1.2 Использование CSS для создания шаблона оформления веб-приложения

Была использована блочная вёрстка, т. к. вёрстка при помощи таблиц устарела из за трудной читаемости кода.

При блочной вёрстке существенное значение уделяется универсальному тегу <div>, который выполняет множество функций. Фактически это основа, на которую «навешиваются» стили, превращая её то в игрушку, то в зверушку. Совершенно не значит, что применяется только один этот тег, нужно ведь и рисунки вставлять и оформлять текст. Но при вёрстке с помощью слоёв тег <div> является кирпичиком вёрстки, её базовым фундаментом.

Благодаря этому тегу HTML-код распадается на ряд чётких наглядных блоков, код при этом получается более компактным, чем при табличной вёрстке, к тому же поисковые системы его лучше индексируют. При блочной вёрстке, конечно же, используются таблицы, но только в тех случаях, когда они нужны, например, для наглядного отображения чисел и других табличных данных. Вариант, когда от таблиц предлагается отказаться вообще, является нецелесообразным и, более того, вредным.

Для группировки блоков страницы были использованы плавающие элементы.

Чаще всего для реализации обтекания используются свойства float и margin. Свойство float кроме способности по созданию плавающих элементов имеет ряд особенностей, о которых необходимо знать. Главная особенность в том, что float действует на все близлежащие элементы, заставляя их участвовать в обтекании. Рассмотрим это на примере 3.25, где показано создание стрелок на одной строке с использованием значений left и right свойства float. При помощи перечисленных выше свойств был создан трёхколоночный макет.

Также максимизировано количество заголовков и списков для улучшения индексации поисковыми системами. [5]

Рис. 3.1. Трёхколоночный макет

3.2 Использование WYSIWYG редактора TinyMCE

В процессе разработки была определена необходимость использования на сайте визуального HTML WYSIWYG редактора.

Был выбран TinyMCE по таким причинам как:

)- бесплатность для коммерческого использования базовой комплектации;

)легкий процесс установки на сайт;

)хороший набор базовых возможностей;

)присутствие пакета для русификации;

)возможность подключения плагинов расширяющих функциональность.(англ. Tiny Moxiecode Content Editor) - платформонезависимый Javascript HTML WYSIWYG редактор на основе Web. К основным характеристикам программы относятся поддержка тем/шаблонов, языковая поддержка и возможность подключения модулей (плагинов). Используется в различных системах управления содержимым (CMS). Использована версия TinyMCE 3.5.8, т. к. на более новую версию отсутствует русификатор.

Редактор позволяет вставлять рисунки, таблицы, указывать стили оформления текста, видео. [12]

Рис. 3.2 - Визуальный редактор текста TinyMCE

3.3 Реализация отображения видеороликов, использование сервиса YouTube

(Дословно переводится на русский как «Ваше телевидение») - сервис, предоставляющий услуги видеохостинга. Пользователи могут добавлять, просматривать и комментировать те или иные видеозаписи. Благодаря простоте и удобству использования YouTube стал популярнейшим видеохостингом и третьим сайтом в мире по количеству посетителей. В январе 2012 ежедневное количество просмотров видео на сайте достигло 4 млрд. На сайте представлены как профессионально снятые фильмы и клипы, так и любительские видеозаписи, включая видеоблоги.

Из-за расположения сайта на бесплатном хостинге было принято решение создать канал YouTube для экономии места, т.к. планируется добавление большого количества обучающего видео. [13]

Рис. 3.3 - Окно канала YouTube с добавленным плейлистом

3.4 Реализация поиска информации на сайте

Было решено использовать поиск Google, т. к. он является лучшим поисковиком на сегодняшний день.

Пользователь вводит текст, который хочет найти в содержимом сайта в специальное поле для поиска, после чего нажимает кнопку поиск.

Рис. 3.4 - Пользовательский поиск Google

3.5 Реализация редактирования администратором содержимого сайта

.5.1 Использование членства и системы ролей

Членством называется часть встроенной функциональности ASP.NET, обеспечивающая проверку и хранение учетных данных пользователей. Членство ASP.NET обеспечивает управление проверкой подлинности на веб-узлах. Членство ASP.NET наряду с проверкой подлинности с помощью форм ASP.NET, использующей элементы управления входом ASP.NET, позволяет создать целостную систему проверки подлинности пользователей.

Членство ASP.NET поддерживает функции для:

)Создания новых пользователей и паролей;

)Сохранения сведений о членстве (имена пользователей, пароли, адреса электронной почты и данные поддержки) в сервере Microsoft SQL Server или в альтернативном хранилище данных;

)Проверки подлинности пользователей, посещающих веб-узел. Можно выполнять проверку подлинности пользователей программным способом или использовать элемент управления ASP.NET, чтобы создать полную систему проверки подлинности с минимальным объемом кода или вообще без него;

)Управления паролями, включающее создание, изменение, извлечение, сброс паролей и т.д. В зависимости от параметров членства, система может также обеспечивать автоматизированный процесс сброса паролей, который предполагает ответы пользователя на контрольные вопросы;

)Предоставления уникальной системы идентификации для пользователей, которая может использоваться в их приложениях и интегрироваться с системой персонализации ASP.NET и системой управления ролями (авторизация);

)Указания собственного поставщика членства, что позволяет применять собственный код для управления членством и обрабатывать данные по членству в отдельном хранилище;

)Хотя членство ASP.NET - самостоятельная функция в ASP.NET для проверки пользователей, ее можно интегрировать с управлением ролями ASP.NET, чтобы обеспечить службы авторизации для веб-узла. Членство можно также интегрировать со свойствами профиля пользователя, чтобы обеспечить зависящую от приложения настройку, которую можно адаптировать к отдельным пользователям.

Использование системы членства в данной системе:

)Были добавлены серверные элементы управления входом;

)Было произведено добавление двух пользовательских ролей: Administrator и Member;

)Для каждой из ролей был введён доступ к определённым частям сайта;

)В web.config были добавлены данные почтового сервера «Mail.ru» об отправке сообщений для восстановлении пароля;

)Была произведена настройка приложения для использования проверки подлинности с помощью форм;

)Сведения о пользователях хранятся в базе данных Microsoft SQL Server под названием «ASPNETDB.MDF».

3.5.2 Редактирование базы данных

Класс ContentDBGateway, является шлюзом к базе данных, он содержит в себе методы предназначенные для извлечения, обновления и удаления данных из таблицы или представления данных сайта.

Таким образом, паттерн шлюз таблицы данных используется для инкапсуляции доступа к базе данных.

Рис. 3.5. Класс ContentDBGateway

Рис. 3.5.1 Редактирование информационного наполнения сайта+бордеры+добавить кнопку очистить

3.5.3 Вывод информации из базы данных на сайт

Для вывода инвормации из базы данных на страницу сайта был использован используется паттерн Представление по шаблону.

Этот паттерн преобразует результаты выполнения запроса в формат HTML путём внедрения маркеров в HTML-страницу.

Наиболее удобный способ создания динамической Web-страницы - конструирование обычной статической страницы и последующая вставка в неё специальных маркеров, которые могут быть преобразованы в вызовы функций, предоставляющих динамическую информацию.

Основная идея, лежащая в основе типового решения представление по шаблону, вставка маркеров в текст готовой статической HTML-страницы. При вызове страницы для обслуживания запроса эти маркеры будут заменены результатами запроса к базе данных.

3.6 Реализация раздела сайта для зарегистрированных пользователей

Был реализован при использовании членства и системы ролей.

Даёт возможность предоставить каждому зарегистрированному пользователю информационные ресурсы созданные сотрудниками библиотеки, которые этот пользователь может просмотреть или скачать.

3.7 Рекомендованные системные требования

1)Выход в интернет со скоростью 50 кб/с;

)Количество ядер процессора1;

)Частота процессора1800 МГц;

)Размер оперативной памяти512 Мб;

)Объем жесткого диска30 Гб;

)Тип графического контроллеравстроенный;

)Операционная система семейства Windows (XP или более новые);

)Актуальные версии браузеров: Internet Explorer, Opera, Mozilla Firefox, Google Chrome.

4. Руководство пользователя

.1 Аннотация

Руководство пользователя (англ. user guide или user manual), руководство по эксплуатации, руководство оператора - документ, назначение которого - предоставить людям помощь в использовании некоторой системы. Документ входит в состав технической документации на систему и, как правило, подготавливается техническим писателем.

Руководство состоит из введения и 4 разделов:

В первом разделе описывается навигация по сайту и просмотр обучающих материалов.

Во втором разделе говорится о регистрации и входе пользователей на сайт.

В третьем разделе находится руководство администратора сайта.

4.2 Введение

Интернет-проект «Твой Курс Повышение компьютерной грамотности в Анжеро-Судженске» призван помочь слушателям проекта «Твой курс» закрепить изученный материал, а людям обладающим слабыми навыками владения компьютером дать азы владения компьютером в доступной форме. На сайте публикуются обучающие материалы по компьютерной тематике, также разнообразные методические материалы созданные сотрудниками МБУК «ЦБС», имеется ссылка на канал «YouTube» на котором собраны обучающие видеоролики.

4.3 Навигация по сайту

Для комфортного просмотра содержимого сайта, нужно изучить его структуру и интерфейс.

Так как сайт предназначен для просмотра обучающих материалов, то естественно, управление просмотром вынесено на самое видное место.

Вверху главной страницы, вы можете видеть логотип проекта «Твой курс», меню навигации, а также ссылки на официальные ресурсы проекта «Твой курс» и «МБУК» «ЦБС» оформленные поясняющими картинками. При наведении курсора на элемент меню, всплывает текстовая подсказка, с сообщением о том что находится в данном разделе.

В колонке слева размещается навигационное меню, погода, календарь на текущее число. При щелчке по данным графическим элементам происходит переход на соответствующие сайты для получения дополнительной информации. На данной панели навигации, можно получить доступ ко всему содержимому сайта. Также там располагается ссылка на канал «YouTube» с обучающими материалами.

Рис. 4.3. Главная страница

На главной странице происходит описание ключевых задач сайта, а также предоставлена общая информация о месте проведения курсов в г. Анжеро-Судженске.

При нажатии на пункт меню «Учебные материалы», вы перенаправляетесь на страницу просмотра обучающих материалов. В правой части сайта выводится список уроков содержащих обучающую информацию. Под панелью регистрации появляется заголовок «Уроки». Ниже выводится список тем уроков. При щелчке на один из них в центре страницы выводится содержимое данного урока.

В панели управления справа, отображается форма для регистрации пользователей и входа на сайт.

В нижней части сайта также находится меню навигации по разделам сайта, имя автора, ссылка на сайт АСФ Кем ГУ и контактная информация.

Рис. 4.3.1. Обучающие материалы

4.4 Регистрация и вход пользователя

Регистрация необходима для просмотра и скачивания методических и других материалов созданных сотрудниками МБУК «ЦБС».

Осуществляется нажатием на кнопку регистрация в правой колонке сайта. Для входа на сайт зарегистрированного пользователя необходимо нажать кнопку вход.

Поля: имя пользователя, пароль из 1 не алфавитно-цифровой знак макс длина пароля 7 символов, букв и знаков, указать защитный вопрос и ответ. Нажать на кнопку создать пользователя.

Рис. 4.4. Форма регистрации пользователя

При регистрации нужно заполнить несколько полей:

)Имя пользователя - используемое для идентификации на сайте. Кириллица приветствуется наряду с латиницей. Можно: буквы, цифры, точка, знак подчёркивания; нельзя: спецсимволы. Регистр букв имени пользователя при входе неважен.

)Пароль - должен содержать хотя бы один не алфавитно-цифровой знак. Максимальна длина пароля - 7 символов, букв и знаков;

)Указать электронную почту;

)Также необходимо указать секретный вопрос и ответ для восстановления профиля.

При непонятном поведении сайта попробуйте очистить кэш браузера или зайти с другого компьютера.

4.5 Руководство администратора

.5.1 Редактирование обучающих материалов на сайте

Происходит после входа пользователя с использованием логина и пароля администратора.

Для добавления новых материалов необходимо выполнить ряд действий:

)Ввести заголовок новой записи;

)Набрать текст в редакторе «TinyMce»;

)Щёлкнуть на кнопке сохранить для добавления новой записи в базу данных;

Для редактирования существующих материалов нужно:

)Щёлкнуть по кнопке Добавить и выбрать в выпадающем списке страницу, которую администратор планирует изменить;

)В поле для редактирования, администратор изменяет данные;

)Нажать кнопку «Сохранить»;

)Для удаления записи и очистки поля редактирования, нажмите кнопку Удалить;

)Для очистки поля редактирования, нажмите кнопку Очистить.

.5.2 Загрузка файлов

Для загрузки файлов администратор должен войти по своему логину и паролю на хостинг some.com и добавить файлы в папку files в корневой директории сайта, также прописать ссылку на файл в странице Members. Загрузка файлов с нелатинскими символами в именах может вызвать ошибку. Рекомендуется переименовывать файлы перед загрузкой латинскими буквами.

Заключение

В процессе создания системы было изучено большое количество литературы, разнообразных интернет сайтов по web-разработке.

В результате был создан сайт, который содержит следующие возможности:

)удобная навигация по разделам сайта

)просмотр текстовых обучающих материалов

)просмотр обучающих видеоматериалов

)редактирование информационного наполнения сайта администратором

Следовательно, реализованный сайт полностью отвечает заявленным требованиям.

Данный сайт был размещён на бесплатном хостинге (#"justify">автоматизированный программа обучающий население

Список источников

1.Мак-Дональд М., Фримен А., Шпушта М. Microsoft ASP.NET 4 с примерами на C#. - М.: Вильямс, 2011. - 1424 с.

2.MSDN - изучите разработку программного обеспечения для настольных ПК, веба, облака и телефонов. // [Электронный ресурс] #"justify">3.Tech Days - видеопортал по современным технологиям и разработке. - // [Электронный ресурс] www.techdays.ru/.

4.Фролов А.В., Фролов Г.В. Язык C# самоучитель. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. - 560 с.

.htmlbook.ru сайт посвященный HTML, CSS и вёрстке веб-страниц - // [Электронный ресурс] #"justify">.Сайтостроение от А до Я. - // [Электронный ресурс] #"justify">.Мельников А.В, Цытович П.Л. Южно-уральский государственный университет - // [Электронный ресурс] #"justify">.Твой курс, повышение компьютерной грамотности страниц - // [Электронный ресурс] #"justify">.Интуит, национальный открытый университет страниц - // [Электронный ресурс] #"justify">.Марко Беллиньясо Разработка Web-приложений в среде ASP.NET 2.0 задача-проект-решение. - «Диалектика» Москва 2007. - 640 с.

11.ООА&П/ООА&D. (Объектно-ориентированный анализ и проектирование) - // [Электронный ресурс] #"justify">12.Платформонезависимый Javascript HTML WYSIWYG визуальный редактор TinyMCE - // [Электронный ресурс] http #"justify">.YouTube - сервис, предоставляющий услуги видеохостинга - // [Электронный ресурс] #"justify">.Хабрахабр - многофункциональный сайт, представляющий собой смешение новостного сайта и коллективного блога страниц - // [Электронный ресурс] #"justify">15.SQL.ru-всё про SQL, базы данных, программирование и разработку информационных систем - // [Электронный ресурс] #"justify">16.GotDotNet. Ru: сообщество.NET-разработчиков - // [Электронный ресурс] #"justify">17.dotSite Portal - Всё о.NET Framework, C#, VB.NET, ASP.NET, Visual Studio.NET, XML, XSLT, CLR, BizTalk, SharePoint, SQL… - // [Электронный ресурс] http://dotsite.ru.

Разработка автоматизированной обучающей системы Введение Сегодня информационные технологии

Больше работ по теме: