Разработка электронного учебника по дисциплине "Объектно-ориентированное проектирование"
Анализ работ по моделированию функциональных требований к проектируемой системе. Обзор эргономической организации рабочего места и интерфейса системы. Изучение методов резервного копирования и восстановления данных, средств защиты информации от угроз.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.09.2011 |
| Размер файла | 5,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
7
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Техническое задание
1.1 Цели и задачи применения
1.2 Область применения
1.3 Основание для разработки
1.4 Назначение разработки
1.5 Требования к программе и к программному продукту
1.5.1 Требования к функциональным характеристикам
1.5.2 Требования к надёжности
1.5.3 Требования к аппаратным средствам
1.6 Требования к программной документации
1.7 Стадии и этапы разработки
2. Анализ предметной области
2.1 Обзор средств создания электронных обучающих систем
2.2 Обоснование разработки
3. Проектирование
3.1 Педагогическое проектирование
3.2 Функциональная модель системы
3.3 Варианты использования системы
4. Реализация
4.1 Программная реализация системы
4.2 Программная реализация пользовательского интерфейса
4.3.1 Создание общей структуры и интерфейса системы
4.3.2 Реализация основных функций
4.3.3 Проработка элементов пользовательского интерфейса
4.3.4 Проработка графических изображений
4.4 Программная реализация интерфейса
5. Эргономика
5.1 Организация взаимодействия «человек-компьютер»
5.2 Юзабилити-исследование
5.3 Разработка интерфейса в соответствии с рекомендациями
6. Информационная безопасность
6.1 Введение в информационную безопасность
6.2 Перечень возможных угроз
6.3 Выбор методов и средств защиты информации
6.4 Резервное копирование и восстановление данных
7. Экономическая часть
7.1 Технико-экономическое обоснование
7.2 Определение затрат на создание программного продукта для сторонней организации
7.2.1 Расходы по оплате труда рабочего персонала
7.2.2 Расходы, связанные с разработкой программы на ПК
7.3 Формирование цены проекта
7.4 Планирование прибыли при реализации проекта
7.5 Расчеты для СибГТУ
7.6 Технико-экономические показатели проекта ПО
Заключение
Принятые сокращения
Список использованных источников
Введение
Актуальность дипломной работы заключается в том, что в последнее время тема создания электронных учебников становится обсуждаемой и востребованной. Современная система образования все активнее использует информационные технологии и компьютерные телекоммуникации. Особенно динамично развивается система дистанционного образования, чему способствует ряд факторов, и прежде всего - оснащение образовательных учреждений мощной компьютерной техникой и развитие сообщества сетей Интернет. Электронные учебники могут использоваться как в целях самообразования, так и в качестве составной части дистанционного образования.
Лекционно-семинарная форма обучения давно потеряла свою эффективность - практика доказала, что почти 50% учебного времени тратится впустую. Изучая зарубежный опыт, можно выделить следующий важный аспект: преподаватель выступает не в роли распространителя информации (как это традиционно принято), а в роли консультанта, советчика, иногда даже коллеги обучаемого. Это дает некоторые положительные моменты: студенты активно участвуют в процессе обучения, приучаются мыслить самостоятельно, выдвигать свои точки зрения, моделировать реальные ситуации. Как правило, в дистанционной форме обучения применяются электронные учебники. Достоинствами этих учебников, на наш взгляд, являются: во-первых, их мобильность, во-вторых, доступность связи с развитием компьютерных сетей, в-третьих, адекватность уровню развития современных научных знаний. С другой стороны, создание электронных учебников способствует также решению и такой проблемы, как постоянное обновление информационного материала. В них также может содержаться большое количество упражнений и примеров, подробно иллюстрироваться в динамике различные виды информации. Кроме того, при помощи электронных учебников осуществляется контроль знаний - компьютерное тестирование. Целью дипломной работы было создание электронного учебника по дисциплине «Объектно-ориентированное проектирование».
Развитие информационных технологий предоставило новую, уникальную возможность проведения занятий - внедрение дистанционной формы обучения. Она, во-первых, позволяет самому обучаемому выбрать и время и место для обучения, во вторых, дает возможность получить образование лицам, лишенным получить традиционное образование в силу тех или иных причин, в третьих, использовать в обучении новые информационные технологии, в четвертых, в определенной степени сокращает расходы на обучение. С другой стороны, дистанционное образование усиливает возможности индивидуализации обучения.
Как правило, в дистанционной форме обучения применяются электронные учебники. Достоинствами этих учебников являются: во-первых, их мобильность, во-вторых, доступность связи с развитием компьютерных сетей, в-третьих, адекватность уровню развития современных научных знаний. С другой стороны, создание электронных учебников способствует также решению и такой проблемы, как постоянное обновление информационного материала. В них также может содержаться большое количество упражнений и примеров, подробно иллюстрироваться в динамике различные виды информации. Кроме того, при помощи электронных учебников осуществляется контроль знаний - компьютерное тестирование.
Практика использования электронных учебников показала, что студенты качественно усваивают изложенный материал, о чем свидетельствуют результаты тестирования. Таким образом, развитие информационных технологий дает широкую возможность для изобретения новых методов методик в образовании и тем самым повысить его качество.
1. Техническое задание
1.1 Цели и задачи
Цель - создать электронный мультимедийный учебник по дисциплине «Объектно-ориентированное проектирование».
Задачи и функции, поставленные для реализации данной цели:
- провести обзор предметной области;
- создать задачи для бизнес-процесса;
- спроектировать бизнес-процесс обучающей системы;
- разработать электронный мультимедийный учебник.
1.2 Область применения
Предполагаемыми пользователями данной разработки - электронного мультимедийного учебника могут быть следующие организации:
- образовательное учреждение высшего профессионального образования (Университет, Академия, Институт);
- образовательное учреждение среднего профессионального образования (Техникум, Училище, Колледж);
- общеобразовательное учреждение (Лицей, образовательные центры, центры Интернет - образования);
- коммерческие организации (АО, ЗАО, ООО, ИП и т.п.);
- государственные организации и аппараты (Министерства, администрации населённых пунктов и т.п.).
1.3 Основание для разработки
Приказ об утверждении темы диплома № 185
Дата утверждения: 17.02.09
Плановые сроки начала и окончания работы по созданию системы:
- начало: 17.02.09;
- окончание: 30.05.09.
Шифр темы или шифр (номер) договора: (ИТ.230105.122.ПЗ)
1.4 Назначение разработки
Электронный мультимедийный учебник «Объектно-ориентированное проектирование», позволит в наглядной форме работать с лекционным материалом. Появится возможность самостоятельного освоения материала и заполнение пробелов в знаниях предмета.
Так же будет предусмотрена возможность проверки пройденного материала в виде тестирования. Визуальное наглядное пособие по выполнению лабораторных работ позволит избежать недопонимание, связанное с не полным их описанием.
1.5 Требования к программе и к программному продукту
1.5.1 Требования к функциональным характеристикам
Электронный мультимедийный учебник должен состоять из нескольких законченных взаимосвязанных фрагментов, каждый из которых обладает определенной функцией и визуально представлен отдельным модулем. Итак, в учебнике существуют следующие блоки:
- блок изучения теоретического материала - здесь студентам предлагается теоретический материал по изучаемой теме, разбитый на главы и экраны. Встроенные средства навигации позволят им свободно перемещаться по всему материалу учебника и находить интересующую их информацию;
- блок примеров решенных заданий, - где студенты смогут увидеть способы решения практических заданий по данной теме, для того чтобы решать аналогичные примеры в своей самостоятельной работе;
- блок контрольных вопросов и задач, - который содержит набор вопросов по пройденной теме, по окончанию обучения студенты должны будут знать ответы на все вопросы, им также придется решить несколько практических заданий и на основе полученных ответов система сможет оценить успешность обучения;
- блок заданий для самостоятельной работы - это набор заданий рекомендуемых студентам для самостоятельного решения с целью закрепления теоретического материала и практических навыков решения.
1.5.2 Требования к надёжности
Каждый конкретный раздел системы должен иметь механизмы защиты от некорректных действий пользователя.
1.5.3 Требования к аппаратным средствам
Программное средство должно функционировать при минимальных требованиях к аппаратному обеспечению пользователя:
- процессор: Intel Pentium или совместимый с частотой 1 GHz;
- ОЗУ: 256 MB;
- VGA адаптер;
- наличие манипулятора «мышь»;
- операционная система Windows 98 или выше;
- Flash player 7.0 или выше.
Интерфейс программного средства должен быть дружественным и интуитивно понятным.
1.6 Требования к программной документации
Программная документация оформляется в соответствии с ГОСТ 19.106-78. Лист утверждения и титульный лист оформляется в соответствии с ГОСТ 2.301-68.
1.7 Стадии и этапы разработки
Состав работ включает четыре основных этапа:
- планирование и анализ требований (этап 1);
- проектирование системы (этап 2);
- реализация электронного мультимидийного учебника (этап 3);
- оформление документации (этап 4).
Этап 1. Планирование и анализ требований
Включает изучение документации, обзор существующих средств разработки электронных мультимедийных учебников, рассмотрение функций существующих систем, а также консультации со специалистами по различным вопросам данной предметной области.
В данный этап так же должны входить работы по рассмотрению условий, при которых будет использоваться электронный мультимедийный учебник, для автоматизации процесса обучения, описание выполняемых системой функций и выявление возможных ограничений при разработке системы.
Этап 2. Проектирование системы
На данном этапе разработки должны быть выполнены работы по моделированию функциональных требований к проектируемой системе и работы по разработке логической и физической модели данных системы.
После завершения данных работ, должен быть осуществлен выбор программных средств решения поставленных задач, проведено описание структуры входных и выходных данных и разработка структуры и интерфейса отдельных модулей программы.
Этап 3. Реализация электронного мультимедийного учебника
На данном этапе должна быть выполнена реализация интерфейса системы, отлажена функциональность.
Этап 4. Оформление документации
Данный этап включает работы по оформлению пояснительной записки к дипломной работе, расчет экономических затрат на разработку системы и оценку технико-экономических показателей системы, разработку графической части.
2. Анализ предметной области
2.1 Обзор средств создания электронных обучающих систем
Пакет ГиперМетод
Система разработки Пакет ГиперМетод предназначена для:
инструмент для создания электронных каталогов;
учебников;
рекламных изданий на CD-дисках;
систем помощи и публикаций в Internet;
а также других мультимедиа приложений и электронных изданий.
ГиперМетод позволяет создавать красивые и сложные мультимедиа приложения, отвечающие самым современным стандартам, объединяя в одно целое звук, видео, рисунки, анимацию, текст и гипертекст.
С помощью этого пакета сделаны профессиональные мультимедиа продукты: образовательная энциклопедия "Русский музей. Живопись", справочник "Российский софт", диск "Ваша собака", мультимедиа учебник "Социальная компетентность", а также множество других электронных изданий, каталогов продукции, информационных систем.
Стандартный вариант пакета содержит всего два модуля - Монтажный Стол, предназначенный для общего дизайна и просмотра приложения и программу просмотра, представляющую собой тот же монтажный стол без элементов редактирования.
Профессиональный вариант пакета дополнен следующими модулями:
- ассистент по связям - создает гипертекстовые связи автоматически по заданным разработчиком правилам;
- ассистент по текстам - автоматически генерирует гипертексты из больших текстов;
- ассистент по структуре - помогает проверять структуру разрабатываемого приложения;
- ассистент по установке - автоматически создает дистрибутив мультимедиа CD ROM приложения.
Как видно из вышеизложенного, данный пакет более ориентирован на разработку мультимедиа-приложений, и не является специализированным средство для создания обучающих систем. Хотя в нем присутствуют некоторые возможности, которые необходимы при разработке обучающих систем, например, возможность анализа структуры, автоматическое генерирование гипертекстов и связей, но отсутствие таких вещей, как возможность вставки тестирующих программ и анализ их результатов делают эту систему непригодной для разработки качественной обучающей системы.
LinkWay
Разработчик IBM, операционная система - MS-DOS.
Система предназначена для:
разработка демонстрационных роликов по различным темам;
построение уроков в гипертекстовой манере;
организация персональной базы данных и настольной канцелярии;
управление внешними устройствами;
построение оболочки ОС или пакетов прикладных программ.
LinkWay позволяет осуществить дифференцированный подход к каждому обучаемому и моделировать достаточно широкий круг процессов. С помощью LinkWay можно реализовывать различные виды движения: демонстрация раскрывания лепестков цветка, изменение длин сторон треугольника в процессе изменения его углов, показ полета облаков на небе, показ различных регионов на карте разным цветом, изменение цвета заходящего на горизонте солнца или колебания маятника. Также присутствует возможность воспроизведения звуков и музыки.
Основным понятием системы LinkWay является фолдер - базовое рабочее пространство создаваемого в LinkWay приложения. Фолдеры можно соединять, линковать и т.д. Фолдеры делятся на страницы - экраны с содержащейся на них информацией. В каждом фолдере содержится базовая страница с общей информацией для всех страниц. Остальные страницы нумеруются по порядку. При визуализации страницы на экране монитора изображение текущей страницы накладывается на базовую страницу. Таким образом, элементы, общие для всех страниц, можно вынести на базовую страницу, и они автоматически будут присутствовать на всех страницах фолдера. Информация, которую содержат в себе страницы, представлена в форме объектов.
Различают следующие типы объектов: - картинка (graphics) - графическое изображение, занимающее прямоугольный участок экрана. Использование объектов этого типа позволяет сделать разрабатываемую программу более живой и привлекательной. Для задания этого объекта нужно указать место и размер окна, и полное имя файла с графическим изображением. - текстовое поле (field) - прямоугольная область экрана, содержащая информацию в текстовом виде. При создании объекта типа текст необходимо задать количество символов в строке, количество строк в тексте, шрифт и цвет символов. - кнопка (button) - объект, так же занимающий участок страницы, но в отличие от первых двух типов объектов, может не иметь визуального представления. Это позволяет создавать на странице невидимые кнопки. Кнопки могут также накладываться на картинки и тексты. Если кнопки не имеют собственных графических образов, то изображение объекта не измениться. При наложении объектов разных типов они проявляются или экранируют друг друга. Текстовые поля и кнопки являются прозрачными объектами. С их помощью можно организовывать работу с информацией в гипертекстовом режиме.
Объекты в LinkWay могут иметь имена: это полезно когда планируется реакция различных объектов на действия пользователя - можно вызывать объект по его имени.
В LinkWay имеется также набор графических примитивов: линий, ломаных, прямоугольников и т.д., которые можно использовать при оформлении программы.
К недостаткам данной авторской системы можно отнести следующие:
ориентированность системы на ОС MS-DOS;
крайне ограниченный набор объектов и визуальных эффектов;
бедная палитра цветов и графика низкого разрешения;
отсутствие стандартного интерфейса;
невозможность добавления новых элементов к уже существующим;
отсутствие поддержки TrueType шрифтов, как следствие, крайне маленький выбор стиля шрифта и его размера;
невозможность создания исполнимых модулей, которые могли бы работать независимо от наличия самой системы LinkWay.
Action
Разработчик системы Action - Asymetrix company. Системы ориентирована на ОС Win98/2000/XP.
Система предназначена для:
создание презентаций различной тематики;
подготовка демонстрационных и рекламных клипов;
разработка обучающих и контролирующих программ.
Action объектно-ориентированная среда, позволяющая соединять в одном продукте практически все объекты мультимедиа технологии. Как и в LinkWay, в Action есть возможность вставлять в программу статический текст, графические изображения, управляющие объекты - кнопки. Помимо этого добавлена возможность представления звука как объекта: им можно управлять точно также как и другими объектами, появился и новый тип объекта - анимационный. Это дало возможность резко увеличить эффективность создаваемых приложений, так как анимационные вставки оказывают на пользователя гораздо более выраженное воздействие, нежели просто статичная картинка или текст.
Одним из качественных изменений стало появление в Action системы реального времени. Если в LinkWay содержимое страницы представляло собой раз и на всегда застывшее скопление объектов, то в Action, объекты «живут» практически полноценной жизнью: появляются в какой-то момент времени, существуют определенное время, и также исчезают с экрана, когда приходит их время. Такой подход к созданию приложений позволяет придать им большей гибкости и динамизма. Благодаря ему стало возможным контролировать время ответа обучаемого, длину музыкального фрагмента, скорость появления изображения. Временная шкала (Timeline) позволяет легко контролировать и редактировать все временные характеристики объектов, наглядно представляя их в виде цветных полос различной длины.
По сравнению с LinkWay упрощена структура создаваемого приложения. Отсутствуют такие понятия как фолдер и базовая страница - вместо них используется понятие сцены - экран, существующий определенное время и содержащий различные объекты, каждый из которых также имеет свои временные рамки. Сцены могут сменять друг друга как последовательно, так и в заранее заданном порядке. Длина сцены может варьироваться в пределах от десятых долей секунды до нескольких часов, причем существует возможность зациклить какой-то отрезок времени, что заставит сцену выполняться бесконечно, пока не будет получен сигнал или ответ от пользователя. Благодаря тому, что система Action разработана для использования под Windows, она обладает достаточно развитыми средствами для обработки графических изображений: добавлена поддержка графических режимов высокого разрешения, импорт графических файлов с расширениями .DIB, .BMP, .WMF, .PAL. Расширен набор звуковых форматов: добавлена возможность воспроизведения наборов команд MIDI и проигрывание компакт-дисков в формате CD Audio. Это позволяет более качественно озвучить создаваемую программу, что вплотную приближает ее к стандарту мультимедиа.
Немаловажным моментом является наличие в среде Action довольно большого набора различных визуальных эффектов: это украшает разработанный проект, придает ему дополнительную привлекательность, и повышает общее качество продукта.
Большим прогрессом на пути объектно-ориентированного программирования стало появление у объектов собственных свойств. Задавая различные свойства объектам одного типа можно получить два совершенно не похожих элемента. Благодаря этому дизайн и интерфейс создаваемых приложений поднялся на качественно новую ступень. Появилась возможность создавать дружественные и интуитивно-понятные интерфейсы.
Это является большим плюсом среды Action.
К минусам можно отнести следующее:
сильно увеличившаяся система всевозможных меню;
ограничение цветовой гаммы 256-ю цветами;
не предусмотрена возможность ввода информации пользователем;
отсутствие средств расширения существующих возможностей;
невозможность создания исполнимых модулей,
которые могли бы работать независимо от наличия самой среды Action;
Multimedia ToolBook
Разработчик системы Action - Asymetrix company. Системы ориентирована на ОС Win98/2000/XP.
Система предназначена для:
создание диалоговых сопровождений;
реализация интерактивного обучения;
разработка документов представленных в нескольких средах (гиперсреда);
программирование баз данных и баз знаний.
Система ToolBook является еще более разветвленной, гибкой и мощной средой разработки приложений по сравнению с Action. Помимо возможностей, существующих в Action, в ToolBook добавлено множество новых возможностей, благодаря которым эта среда может с успехом применяться для создания профессиональных мультимедиа-приложений.
Здесь на более качественном уровне разработана поддержка графических режимов, звукового и музыкального сопровождения, видеоданных в различных форматах. Используя систему Multimedia ToolBook можно добиваться нестандартных графических и цветовых решений, благо палитра в 16,7 миллионов цветов и поддержка SVGA-режимов позволяет воплотить на экране любую фантазию. Стандартный набор поддерживаемых звуковых и музыкальных форматов WAVE и MIDI файлов, расширен и теперь позволяет также проигрывать компакт-диски стандарта CD Audio.
К новшествам обработки видеоизображения относится возможность использовать в разрабатываемых приложениях помимо стандартных AVI-файлов, видеозапись в форматах MOV и MPQ. Все это служит улучшению внешнего вида приложений, увеличению их функциональности, и, в конечном счете, к общему повышению качества разрабатываемых мультимедиа-приложений.
К очень полезным качествам системы Multimedia ToolBook относится реализованная в ней возможность создавать гипертекстовые приложения. Страницы таких приложений связаны через «горячие» слова и кнопки, что позволяет каждому читателю изучать некоторый предмет в темпе определенном его индивидуальными способностями. Достоинством любого гиперприложения является обеспечиваемый им гибкий информационный доступ. Контекстно-вызываемая информация, использование звука и видеоизображения позволяет гиперсреде расширить возможности информационного воздействия на читателя.
В ранее рассматриваемых средах и авторских системах существовали объекты того или иного типа, размещая которые на страницы создаваемого приложения можно было получать графические или текстовые кадры. По сравнению с ними система Multimedia ToolBook шагнула далеко вперед. В ней появилось понятие визуальной компоненты - стандартного объекта Windows'95 имеющего визуальное представление, набор изменяющихся свойств и способного воспринимать и реагировать на события, как внутренние, так и на события исходящие от пользователя. На самом деле это революционный шаг.
Как следствие, в среде Multimedia ToolBook присутствуют палитры компонент и обработчик событий. Первое понятие представляет собой панель, содержащую графическую интерпретацию компонент. Теперь даже не обязательно знать название каждой компоненты и искать ее название в длинных меню - достаточно выбрать ее изображение на палитре компонент и точно такая же появится на странице приложения. Такой подход является преобладающим в Multimedia ToolBook, кроме палитры компонент существуют палитра инструментов, цветовая палитра, графическая и некоторые другие. Обработчик событий представляет собой специфический модуль, в котором разработчик указывает каким образом тот или иной объект на странице будет реагировать на то или иное событие: исчезать или появляться, менять цвет или положение на экране, просто закрывать программу. Как уже было сказано, все это позволяет идейно обогатить создаваемые учебные и мультимедиа-приложения.
К новым возможностям относится также и возможность создания прототипа будущего проекта. Прототип может быть простой оболочкой, которая приближенно отвечает идее проекта, или программным продуктом. Проектирование с использованием прототипов позволяет тестировать продукты на более ранних стадиях.
В системе Multimedia ToolBook присутствует встроенный язык описания сценариев OpenScript. Он необходим для интерпретации системой действий пользователя. На нем описываются возможные действия приложения, реакция на происходящие события. Кроме этого предусмотрено использование библиотек динамической компоновки (технология DLL) и стандарта DDE, который реализует коммуникационный протокол Windows'95 и обеспечивает интеграцию нескольких приложений. Это позволяет вызывать из написанных пользователем приложений любую другую программу, поддерживающую данный протокол, будь то Word, Excel или универсальный проигрыватель, обеспечивая тем самым интегрированность разрабатываемых приложений.
При наличие большого числа плюсов и новых возможностей трудно выделить недостатки продукта, которые в небольшом количестве, но все же присутствуют в Multimedia ToolBook:
сравнительно небольшой набор визуальных компонент - чуть более десяти;
неоправданно большое количество всевозможных меню, затрудняющих на первых порах работу с системой;
псевдообъектно-ориентированность среды Multimedia ToolBook, при которой объекты присутствуют, но не поддерживаются основные концепции объектно-ориентированного программирования.
Inprise Delphi
Разработчик системы - Borland International company. Системы ориентирована на ОС Win98/2000/XP.
Система предназначена для:
разработка многооконных пользовательских приложений;
создание многофункциональных систем общего назначения;
проектирование баз данных любой сложности и средств управления БД;
разработка систем обработки текстовой, графической, видеоинформации и звука;
создание графической операционной оболочки;
написание прикладных программ и библиотек динамической компоновки;
создание одно- и многопользовательских интерфейсов;
разработка сетевых приложений;
разработка мультимедийных приложений и средств разработки мультимедийных приложений;
написание программ с использованием средств Internet;
и многое другое.
Delphi - это объектно-ориентированный язык, который позволяет объединять данные и код в один класс, создавать дочерние классы и обращаться с классами-потомками, как с родительскими классами.
Компоненты хранятся в библиотеке компонентов, содержащей все объекты, необходимые для создания полноценных программ, использующих интерфейс Windows.
Объектно-ориентированная природа Delphi делает библиотеку компонентов гибкой. Если объекту требуется дополнительная функциональность либо требуется модифицировать поведение компонента, можно наследовать новый компонент из того, который уже храниться в библиотеке, и добавить ему новых свойств. Теперь, когда программирование стало заключаться в простом манипулировании компонентами и объектами, появляются шаблоны, которые даже эту задачу делают тривиальной. Delphi оперирует четырьмя типами шаблонов: формами, приложениями, компонентами и кодами. Шаблоны формы, приложения и компонента дают возможность повторно использовать созданные ранее коллекции объектов либо в отдельных программах, либо в качестве основы для новой программы. Шаблон кода - это новое средство, которое значительно уменьшает потребности во вводе повторяющихся фрагментов кода.
Преобразование графических файлов замедляет работу процессора. Delphi же использует компилятор и компоновщик и генерирует стопроцентный машинный код. Такая реализация лишена непроизводительных затрат, что особенно важно для масштабных мультимедийных программ, которые требуют наличия высокопроизводительных систем.
Использование стопроцентной компиляции дает еще одно преимущество, заключающееся в создании библиотек динамической компоновки (DDL), которые могут содержать любые компоненты из библиотеки компонентов. Затем эти библиотеки можно использовать в собственных приложениях Delphi или распространять как независимые компоненты для других программ.
Delphi искусно справляется с проблемой обнаружения ошибок благодаря реализации концепции исключительных ситуаций. Вместо того чтобы работать в предположении, что каждый шаг может привести к сбою, потенциальное выявление которого требует соответствующего тестирования, Delphi позволяет писать программу, исходя из успешного выполнения всех ее операторов. В случае возникновения отказа Delphi вызывает исключительную ситуацию, которая перехватывается одним-единственным обработчиком исключительных ситуаций. Такой подход позволяет программе достойно справится с ошибкой, причем от разработчика в этом случае требуются минимальные усилия.
Macromedia Flash
Для улучшения понимания материала есть возможность создавать анимации, выполненные с использованием технологии Flash. Основными преимуществами Flash_технологий являются:
- маленький размер получающихся файлов и, соответственно, более быстрая загрузка из сети. Flash использует векторный формат изображений и сжимает растровые и звуковые файлы;
- мощный событийно-управляемый язык. В Macromedia Flash используется специальный язык, при помощи которого можно создавать «интеллект» для своей страницы;
- дизайн. Flash имеет автоматическую поддержку anti-aliasing (антиалайсинг, сглаживание контуров с помощью смешения соседних цветов);
- удобство. Создавать простые страницы во Flash под силу даже неподготовленному пользователю;
- универсальность. В случаях, где необходима широкая интерактивность, графика, звук, и маленький размер, Flash незаменим.
Используя возможности Flash_технологий можно создавать электронные учебники, виртуальные лабораторные работы, демонстрации, интерактивные мультимедиа-презентации.
Технология Flash, изначально ориентированная на использование в веб-дизайне, в последнее время сильно набрала популярность в других областях, часто не имеющих к Web вообще никакого отношения. Одна из таких областей -- эффективная разработка учебных пособий и демонстраций.
Применительно к учебникам наглядность Flash проявляется в полной мере. Иллюстрацию к любому процессу можно создать, используя Flash. Развитые средства рисования и анимации позволяют создавать в этой среде достаточно сложные ролики. Использование встроенного во Flash языка программирования Action Script поднимает презентации на качественно новый уровень.
Сравнив все выше перечисленные средства разработки электронных мультимедийных учебников по различным критериям выделим двух явных лидеров Delphi и Flash. У Delphi множество преимуществ, но он не предназначен для создания анимации, которая позволит учебнику быть более наглядным. Flash в свою очередь создан как раз для этого и в нем работать с графикой очень просто и удобно. Выбор был сделан в пользу Flash в силу простаты работы с ним и его направленности. Двумерная анимация Flash добавит в учебник динамичности. Язык программирования Action Script позволит учебнику гибко взаимодействовать с пользователем.
2.2 Обоснование разработки
Техническое задание на разработку электронного мультимедийного учебника «Объектно-ориентированное проектирование», было выдано дипломным руководителем.
В настоящее время по дисциплине «Объектно-ориентированное проектирование» существует курс лекций и методическое пособие в печатном виде. Появилась необходимость в объединении лекционного материала и лабораторного практикума в одном электронном пособии. Так же есть потребность в проверки полученных знаний. Проверить освоение материала можно по средствам электронного тестирования. Блок проверки полученных знаний тоже необходимо обледенить с лекциями и лабораторными. Это даст возможность обучаемому, после освоения материала закрепить полученные навыки и проверить себя на знания материала.
По заданию кафедры необходимо спроектировать и реализовать электронный мультимедийный учебник с простым интерфейсом. Что в свою очередь позволит каждому обучающемуся самостоятельно работать с учебником и сэкономит время дополнительной работы преподавателя с отстающим студентом.
С внедрением электронного учебника, преподаватель получает большие плюсы в своей работе со студентами. У него появляется больше времени на индивидуальную работу с каждым студентом.
Снизится потребность в издании методического материала на бумажных носителях.
В общем и целом внедрение электронного мультимедийного учебника, помимо экономии материальных средств и времени будет способствовать росту качества обучения студентов университета.
3. Проектирование
3.1 Педагогическое проектирование
При проектировании электронного мультимедийного учебника за основу было взята технология разработки мультимедийных образовательных ресурсов.
Проектирование обучающих программ - это многоуровневый процесс. Выделяются следующие уровни: концептуальный, технологический, операциональный и уровень реализации. Декомпозиция процесса «Педагогическое проектирование» изображена на рисунке 3.1 и состоит из следующих блоков:
1. Концептуальное проектирование
2. Технологическое проектирование
3. Операциональное проектирование
4. Физическое проектирование
Рисунок 3.1 - Декомпозиция этапа «Педагогического проектирование»
В настоящее время существуют два основных подхода к педагогическому проектированию обучающих программ: эмпирический и теоретический.
Сторонники эмпирического подхода действуют методом проб и ошибок, делают упор на интуицию, здравый смысл, использование личного педагогического опыта. Проектирование обучающих программ эмпирическим путём обычно идет от учебного предмета к обучающим воздействиям и завершается программной реализацией. Компьютерные обучающие программы, разработанные при эмпирическом подходе, нередко представляют собой электронные справочные системы или создаются по аналогии с пакетами прикладных программ, предназначенными для решения производственных задач. Результатом подобной разработки является, как правило, низкая дидактическая эффективность обучающих программ, которая может привести к дискредитации самой идеи применения информационных технологий в образовании.
Проектирование обучающих программ при теоретическом подходе осуществляется от проектирования образовательного процесса, рассматриваемого в единстве учебной и обучающей деятельностей, к технологии и методике обучения, и лишь затем осуществляется машинная реализация.
Обучение при теоретическом подходе рассматривается, прежде всего, как управление учебной деятельностью. Проектирование обучающих программ при таком подходе является составным компонентом общей исследовательской стратегии, предусматривающей решение вопросов теории и технологии проектирования в комплексе с исследованием теории и технологии компьютерного обучения.
Результатом этапа педагогического проектирования является функциональная модель электронного учебника и его прототип.
Этап концептуального проектирования
Декомпозиция процесса «Концептуальное проектирование» изображена на рисунке 3.2 и состоит из следующих блоков:
1. Определение целей учебной деятельности является исходным пунктом проектирования обучающей программы. Цели разрабатываемого учебника описаны в разделе 1.1 Цели и задачи применения.
2. Определение психологических механизмов обучения формируется на основе исследований в области психологии.
3. Описание основных компонент учебной деятельности. Данный учебник должен предоставлять возможность: просматривать лекции, выполнять лабораторные и проверять знание материала.
4. Определение наличия обратной связи. Обратная связь осуществляется по интересующим вопросам с преподавателем.
5. Описание групп пользователей. Пользователями учебника будут являться студенты, изучающие данную дисциплину. Так же им могут пользоваться люди, повышающие свою квалификацию.
6. Определение степени самостоятельности обучаемых. Так как пользователями учебника будут студенты можно определить их как довольно самостоятельных учеников.
7. Определение уровня обучения. Учебник предназначен для дополнительного обучения помимо основных занятий в университете.
Результаты этапа концептуального проектирования - цели и модель обучения, уровень обучения, который сформируется в ходе обучения - будут являться входной документацией этапа технологического проектирования.
Рисунок 3.2 - Декомпозиция этапа «Концептуальное проектирование»
Этап технологического проектирования
Декомпозиция процесса «Технологическое проектирование» изображена на рисунке 3.3 и состоит из следующих блоков:
1. Определение объема учебника. Учебник должен включать главное из лекционного материала, весь курс лабораторных и тестовые задания для контроля знаний.
2. Определение количества модулей. Модули включенные в ЭМУ:
- Сущность объектно-ориентированного подхода к анализу и проектированию ИС;
- Цели и история создания языка UML;
- Диаграммы вариантов использования;
- Диаграммы взаимодействия;
- Диаграммы классов;
- Диаграммы состояний;
- Диаграммы деятельностей;
- Диаграммы компонентов;
-Диаграммы размещения.
3. Определение структурных единиц контента. Более детальная проработка выше перечисленных модулей.
4. Определение связи между модулями. Все модули связаны между собой, так как являются разделами одной дисциплины.
5. Определение методов контроля. Методом контроля знаний в ЭМУ будет являться тестирование.
6. Разработка методических рекомендаций. Методическим указанием к ЭМУ будет являться руководство пользователя.
Рисунок 3.3 - Декомпозиция этапа «Технологическое проектирование»
Этап операционального проектирования
Декомпозиция процесса «Операциональное проектирование» изображена на рисунке 3.4 и состоит из следующих блоков:
1. Определение степени индивидуальной работы по каждому модулю. Работа по всем модулям может осуществляться студентом без преподавателя.
2. Определение трудоемкости каждого модуля. Все модули примерно одинаковы по трудоемкости.
3. Определение возможности и меры управления со стороны пользователя. Пользователь управляет только выбором материала для изучения. Так же он выбирает, что он будет делать в конкретном модуле (просмотр лекций, просмотр выполнения лабораторных, выполнение тестов)
4. Определение необходимости учета предыстории. Модули необходимо изучать по порядку это даст лучший результат обучения.
5. Определение типа диалога. Диалог осуществляется по принципу пользовательского интерфейса. Пользователь выбирает необходимый пункт меню, в ответ получает необходимый материал.
Этап физического проектирования
Декомпозиция процесса «Физическое проектирование» состоит из следующих блоков:
1. Педагогическая реализация, разработка сценария программы
2. Программная реализация
Рисунок 3.4 - Декомпозиция этапа «Операциональное проектирование»
3.2 Функциональная модель системы
Функциональная модель система предстает перед разработчиками и аналитиками в виде набора взаимосвязанных функций (функциональных блоков - в терминах IDEF0). Как правило, моделирование средствами IDEF0 является первым этапом изучения любой системы.
Для выполнения своих функций системе необходимо обеспечить выполнение следующих основных процессов:
- возможность просмотреть теоретический материал по дисциплине;
- возможность просмотреть пример выполнения лабораторных работ;
- возможность выполнить тестовые задания для проверки приобретенных навыков;
Представленная на рисунке 3.5 диаграмма потоков данных «Электронного мультимедийного учебника «Объектно-ориентированное проектирование»» в нотации IDEF0 показывает, какие данные являются необходимыми для реализации поставленной задачи.
Рисунок 3.5 Диаграмма потоков данных электронного мультимедийного учебника по дисциплине «Объектно-ориентированное проектирование»
Процессы управления:
- инструкции пользователя;
- федеральный закон «Об информации, информационных технологиях и защите информации».
На вход системы поступают:
- лекционный материал;
- методические указания по выполнению лабораторных работ;
- тестовые задания для контроля знаний.
Ресурсами системы являются:
- пользователи;
- flash player.
Результатом работы системы являются:
- получено знание лекционного материала;
- проведен контроль знаний.
На рисунке 3.6 представлена декомпозиция диаграммы «Обучение по электронному мультимедийному учебнику «Объектно-ориентированное проектирование»».
Рисунок 3.6 - Декомпозиция диаграммы обучение по электронному мультимедийному учебнику «Объектно-ориентированное проектирование»
В качестве входной информации данной системы используется:
- лекционный материал;
- методические указания по выполнению лабораторных работ;
- тестовые задания для контроля знаний.
При работе системы, выходной информацией являются входящие данные кроме служебной информации, размещённые на сайте кафедры, свободные или закрытые для просмотра или скачивания, в зависимости от прав пользователей.
3.3 Варианты использования системы
Для проектирования автоматизированной обучающей системы было использовано CASE - средство Rational Rose. Модель отображает взаимодействие между вариантами использования, представляющими функции системы, и действующими лицами, представляющими людей. Далее приведены описания проекта системы и соответствующие диаграммы.
На рисунке 3.7 изображена диаграмма вариантов использования.
Рисунок 3.7 - Диаграмма вариантов использования
На рисунке 3.8 представлена диаграмма последовательности действий процесса просмотр лабораторных по теме «Диаграммы взаимодействия».
Рисунок 3.8 - Диаграмма последовательности действий процесса просмотр лабораторных по теме «Диаграммы взаимодействия»
4. Реализация
4.1 Программная реализация системы
Электронный мультимедийный учебник «Объектно-ориентированное проектирование» был разработан с помощью языка Action Script 2.0 встроенного в среду Macromedia Flash. Для работы с учебником необходимо наличие установленного на компьютере Flash Player не ниже седьмой версии.
В электронном мультимедийном учебнике реализована возможность по:
- просмотру лекционного материала;
- просмотру рекомендаций по выполнению лабораторных работ;
- контролю знаний в виде тестирования.
В результате при минимальных трудовых затратах на разработку системы, было создано удобное и простое в понимании программное средство.
4.2 Программная реализация пользовательского интерфейса
Электронный мультимедийный учебник «Объектно-ориентированное проектирование» был разработан в среде Macromedia Flash в соответствии с требованиями, представленными в проектной документации.
Программная реализация электронного мультимедийного учебника включала в себя следующие этапы:
- создание общей структуры и интерфейса программы;
- реализация основных функций;
- проработка элементов пользовательского интерфейса;
- проработка графических изображений.
4.3.1 Создание общей структуры и интерфейса системы
Общая структура и интерфейс системы были определены на основании функциональных требований предъявленных в проектной документации. Таким образом, были выделены три основных модуля системы: просмотр лекционного материала, просмотр указаний по выполнению лабораторных работ, контроль знаний.
На модуль работы с лекционным материалом была возложена реализация следующих функций:
- легкочитаемость;
- наглядность материала;
- удобный поиск необходимого материала.
На модуль лабораторных работ была возложена реализация следующих функций:
- визуальное отображение хода выполнения лабораторной работы;
- закадровый голос озвучивающий выполняемые действия;
- синхронный текст действий происходящих на экране.
На модуль контроля знаний была возложена реализация следующих функций:
- тестирования знаний пользователя учебника;
- обеспечение удобной навигации между тестовыми заданиями;
- доступность и корректность вопросов тестирования.
4.3.2 Реализация основных функций
Основные функции программы были реализованы в соответствии с проектной документацией.
4.3.3 Проработка элементов пользовательского интерфейса
В разработке системы были проработаны элементы пользовательского интерфейса в соответствии с требованиями к эргономики, предъявленными в проектной документации. На основании этих требований было выполнено:
- настройка внешнего вида компонентов пользовательского интерфейса;
- созданы формы диалога с пользователем и удобное меню навигации.
4.3.4 Проработка графических изображений
В заключении программной разработки интерфейса для пользователя были проработаны графические возможности.
Для упрощения работы с электронным мультимедийным учебником, было решено использовать кнопки меню с крупными надписями разделов и экран подсказку показывающий при наведении содержимое раздела.
4.4 Программная реализация интерфейса
Для разработки интерфейса электронного мультимедийного учебника использовались графические редакторы CorelDRAW 11 и Adobe Photoshop 7.0. в соответствии с требованиями, представленными в проектной документации.
Как язык программирования использовался Action Script 2.0.
Внешний вид интерфейса главного меню представлен на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 - Главное меню учебника
Главное меню, содержит в себе следующие пункты:
- Сущность объектно-ориентированного подхода к анализу и проектированию ИС;
- Цели и история создания языка UML;
- Диаграммы вариантов использования;
- Диаграммы взаимодействия;
- Диаграммы классов;
- Диаграммы состояний;
- Диаграммы деятельностей;
- Диаграммы компонентов;
- Диаграммы размещения.
При переходе по пункту меню откроется окно по работе с данной темой учебника. Изображение окна работы с темой представлена на рисунке 4.2.
Меню работы с темой содержит следующие пункты:
- лекции;
- лабораторные;
- тесты;
- меню;
- выход.
Рисунок 4.2 - Окно работы с темой «Диаграммы вариантов использования»
При нажатии на кнопке лекции появиться лекционный материал. Вид окна просмотра лекций представлен на рисунке 4.3.
Рисунок 4.3 - Окно просмотра лекций
При нажатии на кнопке лабораторные начнется визуальная демонстрация выполнения работы и синхронный голос будет описывать действия на экране. Вид окна просмотра лабораторных представлен на рисунке 4.4.
Рисунок 4.4 - Окно просмотра лабораторных работ
При нажатии на кнопке тесты появятся тестовые задания. Вид окна выполнение тестов представлен на рисунке 4.5.
Рисунок 4.5 - Окно выполнения тестов
5. Эргономика
5.1 Организация взаимодействия «человек-компьютер»
Эргономика (от греч. ergon работа и nomos закон) - научно-прикладная дисциплина, занимающаяся изучением и созданием эффективных систем, управляемых человеком. Эргономика изучает движение человека в процессе производственной деятельности, затраты его энергии, производительность и интенсивность при конкретных видах работ. Эргономика включается в процессы разработки и тестирования программного продукта как часть системы качества.
Одним из важных показателей качества ИС, является удобство ее использования. В понятие удобства использования входят такие характеристики: понятность пользовательского интерфейса, легкость обучения работе и производительность работы пользователя с ИС, трудоемкость решения определенных задач с ее помощью, частота появления жалоб на неудобства.
Пользовательский интерфейс является своеобразным коммуникационным каналом, по которому осуществляется взаимодействие пользователя и компьютера.
Лучший пользовательский интерфейс -- это такой интерфейс, которому пользователь не должен уделять много внимания, почти не замечать его. Пользователь просто работает, вместо того, чтобы размышлять, какую кнопку нажать или где щелкнуть мышью. Такой интерфейс называют прозрачным -- пользователь как бы смотрит сквозь него на свою работу.
Чтобы создать эффективный интерфейс, который делал бы работу с ИС приятной, нужно понимать, какие задачи будут решать пользователи с помощью данной ИС и какие требования к интерфейсу могут возникнуть у пользователей.
Если говорить о самых общих принципах проектирования пользовательских интерфейсов, то можно назвать три основных положения:
- интерфейс ИС должен помогать выполнить задачу, а не становиться этой задачей.
- при работе с ИС пользователь не должен ощущать себя глупым.
- ИС должна работать так, чтобы пользователь не считал компьютер глупым.
Первый принцип -- это уже упоминавшаяся выше прозрачность интерфейса. Интерфейс должен быть легким для освоения и не создавать перед пользователем преграду, которую он должен будет преодолеть, чтобы приступить к работе.
Второй принцип часто нарушают те авторы, которые слишком недооценивают умственные способности пользователей. Это обусловлено разными причинами.
Во-первых, традиционным слегка высокомерным отношением программистов к простым пользователям. Это еще можно было понять в восьмидесятых и начале девяностых годов XX века, когда обычные персональные компьютеры не имели доступных широкой аудитории программных и аппаратных средств для построения привлекательных графических интерфейсов и работы с ними. Самой распространенной операционной системой в то время была MS DOS, основанная на интерфейсе командной строки. Поэтому эффективно работать с персональным компьютером могли люди только с довольно серьезной подготовкой.
Сегодня же такой пренебрежительный взгляд на пользователя явно неуместен. Работа с персональным компьютером предполагает относительно не большую начальную подготовку пользователя: интерфейсы компьютерных программ, в первую очередь операционной системы Windows, являющейся законодателем мод в индустрии массового программного обеспечения, становятся все проще и доступнее для понимания людей. Да и число компьютеров в мире сегодня в несколько раз больше, чем десять лет назад.
Вторая причина слишком большой недоверчивости программистов к познаниям и квалификации пользователей - чрезмерное увлечение построением так называемой "защиты от глупых". Дело в том, что классические учебные курсы по программированию учат, что большинство ошибок в работе программы вызываются не дефектами исходного кода или программного окружения, а действиями пользователя -- например, вводом данных неправильного формата (допустим, текста вместо цифр). Поэтому программист при разработке приложения должен написать функции по проверке результатов как можно большего числа действий пользователя и предусмотреть максимальное количество вариантов развития событий. Это совершенно правильный подход, но многие программисты настолько усложняют "защиту от глупого", делают ее такой громоздкой, что работа пользователя с программой начинает напоминать известное "шаг вправо, шаг влево считается побегом". Происходит довольно обычная вещь: то, что задумывалось как решение проблемы, само начинает создавать проблемы.
Подобные документы
Обзор систем дистанционного образования. Функционально-ориентированное проектирование электронного практикума по дисциплине "Мультимедиа технологии". Разработка информационного и программного обеспечения системы. Построение логической модели данных.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 27.10.2017Структура сети ООО "Прайм Логистикс" и организация ее защиты. Разработка сегмента сети для сетевого резервного копирования. Выбор аппаратных средств для сетевого резервного копирования. Процесс реализации системы предупреждения потери данных в сети.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 20.10.2011Основные методы резервного копирования и восстановления OC Windows 8. История файлов, создание точки восстановления. Выбор средств резервного копирования. Возможности программ для резервного копирования. Особенности моделирования и реализации задачи.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.12.2014Обзор средств создания электронных обучающих систем. Требования к системе проектирования "электронного учебника". Разработка теоретической части и интерактивных примеров. Классификация средств создания электронных учебников. Принципы изложения материала.
дипломная работа [7,8 M], добавлен 10.01.2013Виды резервного копирования: инкрементное, дифференциальное и полное. Технологии хранения резервных копий и данных. Обзор программ резервного копирования. Возможности Deja Dup. Консольные команды операционной системы Linux. Установка пароля шифрования.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 30.04.2014Разработка проекта мультимедийного электронного учебника по дисциплине "Компьютерные сети". Формирование требований пользователя. Структура входных и выходных данных, алгоритмы обработки. Рабочая документация: исходные модули, предварительные испытания.
курсовая работа [227,8 K], добавлен 09.03.2013Обзор технологий резервного копирования. Восстановление данных из резервных копий. Разновидности программ резервного копирования: GFI Backup, Paragon Drive backup Workstation, Acronis True Image. Применение и сравнение рассмотренных программных продуктов.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 29.01.2013Назначение, структура и применимость для организации централизованной системы резервного копирования. Формирование перечня функциональных задач, которые надо решить в ходе реализации проекта ее внедрения. Выделение рисков и предложений по их минимизации.
контрольная работа [20,5 K], добавлен 11.12.2011Основы резервного копирования файловых ресурсов. Типы резервного копирования файлов. Точки мгновенного восстановления. Планирование архивации данных. Резервная копии состояния системы. Задачи сетевого администратора. Обратные изменения и теневые копии.
презентация [162,6 K], добавлен 05.12.2013Понятие резервного копирования как стратегического компонента защиты данных. Защита базы данных резервного копирования или каталога. Определение временного окна резервного копирования. Создание и поддержка открытых отчетов, отчетов об открытых проблемах.
реферат [30,8 K], добавлен 05.04.2010
