Отчет о практике в ООО «Колибри»

• концептуальный;
• технологический;
• операциональный;
• уровень реализации.

       1.1.4. Концептуальный уровень

На концептуальном уровне задается модель обучения: обучение описывается  как система, состоящая из двух подсистем - деятельности преподавателя и деятельности обучающихся: все компоненты обучения, включая содержание (речь идет об общих принципах его проектирования) и метод обучения (описываемый на макроуровне,  т. е. тип обучения), рассматривается в контексте этих деятельностей. Здесь описываются психологические механизмы и принципы обучения, которые отражают ваше видение процесса обучения и являются теоретическим фундаментом обучения. Проект обучающей программы на концептуальном уровне должен содержать описание не только обучающей части деятельности, но и деятельности учащихся.

1.1.5. Технологический уровень

       На технологическом уровне проект обучающей программы описывается в виде способа управления учебной деятельностью (метода обучения) на микроуровне. Описание проекта дается в виде предписаний, однако, они существенно отличаются от предписаний, которые содержатся на концептуальном уровне проекта. Если на концептуальном уровне предписания содержат указания о психологических принципах обучения, положенных в основу проекта, то здесь предписания переводятся на уровень технологии обучения. Это означает, что предписаниями задаются требования ко всем компонентам содержательной и формальной сторон метода обучения, содержат указания о системах умственных действий и знаний, которые выступают в качестве прямых и побочных продуктов, а так же описание формируемых способов действий с указанием того уровня, который должен быть сформирован у учащихся.

1.1.6. Операциональный уровень

На операциональном уровне процесс обучения описывается как решение дидактической задачи. Здесь указывается, во-первых, какие функции обучающей деятельности возлагаются па компьютер, и, во-вторых, основные способы (пути) управления учебной деятельностью.

            В проекте фиксируется:

• какой фрагмент обучения возлагается на компьютер (повторение, закрепление, полный фрагмент обучения и т. п.);
• степень индивидуализации обучения (учитывается ли модель обучаемого или программа адаптируется на основе ответа (ответов) на задания);
• учитывается ли история обучения учащегося, как используются эти данные;
• какие типы ответов учащихся допустимы (в частности, допустимы ли выборочные ответы);
• какой тип диалога (фактический, «деловой», педагогически направленный) будет реализован в системе;
• в какой мере система допускает управление со стороны учащегося (имеется в виду постановка вопросов, учебных задач, определение учащимся желаемой помощи, стратегия обучения и т. п.);
• какой тип управления - по ответу или по процессу - будет реализован в системе;
• если управление будет осуществляться по процессу, то и каких точках процесса решения задачи будет оказываться помощь и т. п.;
• если обучающая система будет построена по типу интеллектуальных систем, то необходимо описать основные блоки (подсистемы) и способы взаимодействия между ними.

1.1.7. Уровень реализации

Проект обучающей системы на данном уровне является основой для разработчиков системного программного обеспечения обучающей системы. Здесь задаются основные блоки программного обеспечения системы через описание функций блоков - тех, которые непосредственно управляют учебной деятельностью (выдают обучающее воздействие), а также те, которые обрабатывают данные о процессе решения учебной задачи, истории обучения, модели обучаемого и т. п. Уровень реализации включает два уровня: педагогической и программной реализации. Первый из них содержит систему обучающих воздействий. Проект обучающей программы на уровне педагогической реализации может быть описан и в виде сценария. Последний определяет, как действует обучающая система в каждый момент обучения. В сценарии можно выделить две части — внешнюю и внутреннюю. Внешняя содержит описание основных и вспомогательных воздействий (либо требования к ним, по которым система может сгенерировать каждое воздействие), а внутренняя — алгоритм управления учебной деятельностью. В том случае, когда обучающая система реализуется с помощью одной программы, сценарий содержит алгоритм перехода от одного обучающего воздействия к другому.

1.1.8. Обзор программных  систем схожего направления

В данной области программных  продуктов, а именно обучающих программ есть огромное количество систем, позволяющих пройти курс обучения как на уровне новичка, начиная с азов конкретного продукта, так и специальных программ, основанных на повышении квалификации специалиста в той или иной области.

Существует ряд программных продуктов, которые предназначены для абитуриентов ВУЗов и ВТУЗов по тем предметам, которые необходимы для поступления в то или иное учебное заведение.

Вот несколько примеров обучающих программ.

• Word для начинающих.
• EXCEL для начинающих.
• Математика для абитуриентов.
• Физика для студентов.
• Обучение Photoshop 9.0.
• Adobe Premiere 6.х для профессионалов.
• 3D Studio MAX обучение.

В связи с тем, что  компьютерная индустрия развивается  с большой скоростью, и появляется огромное количество программных продуктов, то обучающие программы становятся также неотъемлемой частью для пользователей, как и сами программные продукты.

 

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Проектные модели программной системы

Архитектура программной системы представлена в виде диаграмм, построенных посредством программного продукта Rational Rose Professional C++ Edition.

 Диаграмма классов программной системы. На рис.2.1. представлена диаграмма классов ядра программной системы. Данная система является сетевой многопользовательской обучающей системой. Система предполагает прохождение обучения и тестирования на компьютере пользователя, а за материал и за результаты тестирования отвечает преподаватель, который сидит за главным компьютером. Все взаимодействие в программе осуществляется при помощи сообщений. Они позволяют взаимодействие между компонентами системы и пользователями.

Класс студент содержит сведения о студенте: его фамилию, имя, отчество, а также его логин и пароль. Члены класса это операции по выбору материала, авторизации, а также операция тестирования.

Класс преподаватель  также содержит такие же поля, как и класс студент. Логин и пароль требуется для идентификации преподавателя, так как системой могут пользоваться разные преподаватели. Члены класса это операции по добавлению материала, авторизации и выставлению оценки студенту.

Класс материал представляет учебную часть системы. При выборе материала пользователь сначала выбирает тему, затем раздел. После выбора на экран выводится непосредственно текст пособия. Функцию вывода материала выполняет член класса операция printmaterial().

Класс тест содержит номер вопроса, сам вопрос, вариант ответа, правильный ответ и указатель на следующий вопрос. Вопросы выдаются в зависимости от выбранного студентом раздела. Операции класса – вывод вопроса, проверка правильности ответа, подсчет результата и вывод результата преподавателю.

Рис.2.1. Диаграмма классов ядра программой системы

 

 

Взаимодействие объектов системы в процессе работы. Взаимодействие объектов системы  происходит путем обмена сообщениями. Сначала преподаватель формирует материал, затем студент изучает выбранный им материал и отвечает на вопросы. Система формирует результат, и преподаватель его оценивает и выставляет оценку. Оценивание студента предлагается преподавателю, потому что сложность разделов может существенно различаться, и для выставления оценки достаточно разного количества правильных ответов.

Исходя из представленного  сценария, была получена трасса событий, представленная на рис.2.2.

 

Рис.2.2. Взаимодействие объектов программной системы

2.2 Архитектура программой системы

Компьютерная архитектура  «клиент-сервер» – тип распределенной модели для хранения данных, получения  к ним доступа и их обработки. В распределенной системе множество  компьютеров вместе выполняют определенный набор операций. Система «клиент-сервер» использует, по крайней мере, два компьютера, один из которых обычно является персональным компьютером.

Система разбивается  на две части, которые могут выполняться  в разных узлах сети, - клиентскую и серверную части. Прикладная программа или конечный пользователь взаимодействуют с клиентской частью системы, которая в простейшем случае обеспечивает просто надсетевой интерфейс. Клиентская часть системы при потребности обращается по сети к серверной части.

Итак, двухуровневая система "Клиент-Сервер" - это: клиент - программа обработки, она же пользовательская, она же прикладная программа. Занимается обычно интерфейсом с пользователем, а всю фактическую работу с базой данных возлагает на плечи БД-сервера. Сервер базы данных - базис (database engine), он же ядро базы данных. Отдельная программа, выполняемая как отдельный процесс. Передает выбранную из базы информацию по межпроцессному каналу-клиенту. Именно он, и только он фактически работает с данными, занимается их размещением на диске.

Клиент в типичной конфигурации «клиент-сервер» –  это автоматизированное рабочее  место, использующее графический интерфейс.

В основе концепции лежит идея о  том, что помимо хранения файлов базы данных, центральный сервер должен выполнять и основную часть обработки данных. Пользователи обращаются к центральному серверу с помощь специального языка структурированных запросов (SQL), на котором описывается список задач, выполняемых сервером. Запросы пользователей принимаются сервером и порождают на нем процессы обработки данных. Между клиентом и сервером передается не весь набор данных, а только данные, которые действительно необходимы пользователю. Технология «клиент-сервер» позволяет избежать передачи по сети огромных объемов информации, переложив всю обработку данных на центральный сервер. Кроме того, рассматриваемый подход позволяет избежать конфликтов изменений одних и тех же данных множеством пользователей.

Технология «клиент-сервер»  реализует согласованное изменение данных множеством пользователей, обеспечивая автоматическое соблюдение целостности данных. Эти и некоторые другие преимущества сделали технологию «клиент-сервер» весьма популярной.

В самом общем случае под клиентом и сервером понимают два взаимодействующих процесса, из которых один является поставщиком некоторого сервиса для другого.

Сервер – логический процесс, который обеспечивает некоторый  сервис по запросу от клиента. Обычно сервер не только выполняет запрос, но и управляет очередностью запросов, буферами обмена, извещает своих клиентов о выполнении запросов и т. д.

Клиент – процесс, который запрашивает обслуживание от сервера. Процесс не является клиентом по каким-то параметрам своей структуры, он является клиентом только по отношению  к серверу.

При взаимодействии клиента  и сервера инициатором диалога  с сервером, как правило, является клиент, сервер сам не инициирует совместную работу. Это не исключает, однако, того, что сервер может извещать клиентов о каких-то зарегистрированных им событиях. Инициирование взаимодействия, запрос на обслуживание, восприятие результатов от сервера, обработка ошибок – это обязанности клиента.

Преимущества архитектуры  «клиент-сервер» вытекают из двух обстоятельств:

1. Обработка данных выполняется там же, где эти данные хранятся, а по сети передаются только запросы клиентов и результирующие наборы записей, то при правильном проектировании приводит к тому, что трафик сети снижается, а значит, к серверу можно подключать большее количество клиентских компьютеров без существенного снижения производительности системы. Таким образом, архитектура “клиент-сервер” обладает таким важным свойством, как масштабируемость, т. е. способностью адаптироваться к увеличению числа клиентов и размера базы данных.
2. Серверные базы данных являются гораздо более мощными системами, чем настольные СУБД, централизованно управляют данными и кроме высокой скорости обработки запросов обладают также эффективными механизмами обработки транзакций, которые гарантируют согласованность данных и восстанавливаемость их после сбоев. Это означает, что существенно повышается надежность хранения данных.

Еще одним достоинством системы «клиент-сервер» является возможность оптимальным образом  распределить вычислительную нагрузку между клиентом и сервером, что  также  влияет на многие характеристики системы: стоимость, производительность, поддержку.

Цель проектирования эффективного приложения клиент-сервер — равномерно распределить задачи между процессорами при оптимальном использовании имеющихся ресурсов.

В данной работе клиентское приложение обеспечивает интерфейс с пользователем, (это может быть студент или преподаватель), т.е. ввод данных, представление результатов в удобном для пользователя виде, а также управление сценариями работы приложения.

Серверная СУБД обеспечивает надежность, согласованность и защищенность данных, управляет запросами и выполняет их быструю обработку.

Архитектура разрабатываемой  обучающей системы представлена на рис.2.3.

 

Рис.2.3. Архитектура программной системы

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. А.М. Вендров. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. - Основы методологии проектирования ИС: http://www.citforum.ru/database/case/glava2.shtml
2. Орлов С.А. Технологии разработки программного обеспечения. Учебник для вузов(3-е издание)./С.А.Орлов: изд-во "Питер", 2004 -  528 стр.
3. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на C++. - Часть III. Примеры приложений: http://khpi-iip.mipk.kharkiv.edu/library/case/buch/index.html
4. Трофимов С.А. Case-технологии. Практическая работа в Rational Rose. - Диаграммы компонентов:  http://khpi-iip.mipk.kharkiv.edu/library/case/trofimov/
5. Информационный сайт. СУБД Interbase, Firebird и Yaffil. – Firebird: http://www.ibase.ru/firebird.htm