Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ТУРИЗМЕ
• 1.1 Применение информационных технологий и виртуальных туров в туризме
• 1.2 Культурно-туристические особенности Вологодской области
• 1.3 Инструментальные средства разработки мобильных приложений
• 2. ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
• 2.1 Предметная область автоматизации
• 2.2 Постановка задачи
• 2.3 Требования к разрабатываемому приложению
• 2.3.1 Требования к приложению в целом
• 2.3.2 Требования к функциям
• 2.3.3 Требования к видам обеспечения
• 3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВИЗУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ МОБИЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ
• 3.1 Построение диаграммы вариантов использования
• 3.2 Построение диаграммы последовательности
• 3.3 Построение диаграммы классов
• 3.4 Построение диаграммы компонентов
• 3.5 Оценка трудоемкости проекта
• 4. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЯ
• 4.1 Информационный анализ предметной области и выделение информационных объектов
• 4.2 Построение логической модели данных
• 4.3 Описание таблиц данных
• 5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
• 5.1 Описание программных средств
• 5.2 Алгоритм решения задач
• 5.2.1 Интерактивный блок
• 5.2.2 Блок обработки информации
• 5.2.3 Блок хранения информации
• 5.3 Реализация структуры интерфейса
• 5.4 Разработка квестов
• 5.5 Тестирование и оценка надежности программного средства
• 5.5.1 Структурное тестирование
• 5.5.2 Функциональное тестирование
• 5.5.3 Оценка надежности
• 6. КОМПЬЮТЕРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МОБИЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ
• 6.1 Назначение приложения
• 6.2 Основные принципы работы с приложением
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день рынок мобильных приложений стремительно развивается. Мобильные устройства являются неотъемлемой частью жизни человека.

Под мобильным приложением понимается программа, устанавливаемая на мобильный телефон, смартфон или планшет, позволяющая пользователю получать интересующую его информацию, поддерживать контакт с клиентами и многое другое.

Множество предприятий и фирм начинают использовать мобильные приложения, так как они способствуют увеличению границ взаимодействия с пользователями.

Целью выпускной квалификационной работы является проектирование и разработка мобильного приложения «Областные познавательные квесты». Данное приложение должно обеспечивать организацию квест - экскурсий по достопримечательностям Вологодской области. Под квест - экскурсией понимается процесс организации посещения пользователем экскурсионных объектов и их изучения путем решения задач, предоставляемых приложением.

Выпускная квалификационная работа включает в себя шесть разделов.

В первом разделе рассматривается применение информационных технологий в туризме. Представлен обзор инструментальных средств, которые используются для разработки мобильных приложений. Выделены культурно - исторические особенности Вологодской области.

Во втором разделе исследуются предметная область автоматизации, выдвигаются основные требования к разрабатываемому мобильному приложению в целом, а также отдельно к его функциям и необходимому обеспечению.

Третий раздел описывает автоматизацию проектирования визуальной модели мобильного приложения и оценку трудоемкости. В данном разделе представлено описание ряда диаграмм: вариантов использования, последовательности, классов, компонентов.

В четвертом разделе представлена разработка информационного обеспечения приложения. В разделе содержится информация о выделенных информационных объектах, логической модели данных, представлено описание таблиц базы данных.

Пятый раздел описывает процесс разработки программного обеспечения. Представлено описание используемых программных средств, рассмотрен алгоритм решения задачи, описаны процессы реализации интерфейса и квестов, проведено функциональное и структурное тестирование, оценена надежность приложения.

В шестом разделе описано назначение мобильного приложения и рассмотрены основные принципы работы с приложением.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ТУРИЗМЕ

1.1 Применение информационных технологий и виртуальных туров в туризме

Прежде чем говорить о применении информационных технологий в сфере туризма, необходимо понять, что же такое ИТ. Под информационными технологиями понимают набор методов и средств, объединенных таким образом, что осуществляется сбор, хранение, обработка и вывод определенной информации[9].

В свою очередь, туристический бизнес представляет из себя отрасль, содержащую большое количество информации, а именно информацию о турах, клиентах, отелях и гостиницах, информацию о состоянии заявок. Все эти данные необходимо обрабатывать и своевременно обновлять, а кроме того при необходимости осуществлять вывод в виде различных документов. Таким образом, можно сделать вывод, что в настоящее время для развития туризма необходимо использовать информационные технологии как при разработке турпродукта, так и при его продвижении.

Своевременное внедрение современных информационных технологий в туристический бизнес, повышает конкурентоспособность туристического предприятия в несколько раз. На данный момент можно выделить ряд информационных систем, которые используются в туризме. К таким системам относят системы, обеспечивающие резервирование и бронирование, ГИС системы, системы для менеджмента, системы, связанные с поддержкой и продвижением туризма в глобальной сети, мультимедиа технологии, системы электронной коммерции и системы управления гостиничным бизнесом [1].

Рассмотрим перечисленные системы подробнее.

Системы резервирования и бронирования оказали существенное влияние на развитие туристического направления, так как позволяют уменьшить время работы с клиентами, осуществляют резервирование в режиме онлайн и снижают стоимость предоставляемых услуг [1].

К таким системам относят компьютерные системы бронирования (CRS), которые позволяют пользователю найти подходящий для него туристический вариант и при необходимости забронировать или купить билеты [1].

Компьютерные системы бронирования в свою очередь объединяются в глобальные распределительные системы (GDS). Данные системы имеют доступ к базам данных почти всех туристических компаний, судоходных и авиакомпаний, к базам данных железных дорог, а также отелей и гостиниц [1].

Под мультимедийными технологиями понимается взаимодействие как визуальной, так и звуковой информации под управлением определенного программного обеспечения.

Данная технология получила большое применение в области туризма, так как теперь у туристических компаний появилась возможность наглядно презентовать туристические программы и туры, а также при необходимости реализовать виртуальные экскурсии.

Мультимедийные презентации в большинстве случаев используются для распространения информации о товарах или услугах. Причем, данная презентация направленна на определенную аудиторию.

Часто к мультимедийным технологиям в туризме относят электронные каталоги, которые позволяют получить интересующую информацию о определенной стране, городе, достопримечательности и других необходимых вещах.

Другими словами, использование данной технологии предоставляет пользователю информацию о интересующем туре и позволяет выбрать наиболее подходящий для него турпродукт. В свою очередь, используя все ту же технологию, турагент может вносить изменения в определенный туристический маршрут, создавать новые туры и осуществлять работу с клиентом.

Также к мультимедиа технологиям относят web - сайты и онлайн сервисы. Обычно сайты используются для привлечения клиентов и увеличения продаж, а онлайн сервисы в свою очередь используются для предоставления услуг, которыми занимается компания также в режиме онлайн.

Следующим видом систем являются системы менеджмента. Сфера туризма является сложной бизнес системой, в которой все время приходится обрабатывать и передавать большие объемы информации. В результате получаем, что для обеспечения управления всей этой системой, необходимо использовать специальные информационные технологии, связанные с управлением и менеджментом (ИСМ) [1].

В общем случае под ИСМ понимают системы которые осуществляют поддержку при принятии решений, связанных с управлением. Кроме этого такие системы должны осуществлять вывод требуемой информации в виде различных документов, рассчитывать стоимость предоставляемых услуг, помогать вести финансовый отчет.

Электронная коммерция на данный момент является одной из основных частей туристической деятельности. Под данным видом коммерции понимают деловые сделки, в которых стороны взаимодействуют друг с другом электронным способом т.е. без физического контакта или обмена [1].

Электронная коммерция включает в себя три направления. Первое направление это, бизнес для бизнеса (B2B). Втрое это, бизнес для потребителя (B2C). И третье направление это, бизнес администрирование (B2A).

В туризме электронная коммерция используется почти во всех бизнес - процессах, начиная от рекламы и поиска клиентов, заканчивая разработкой и продвижением турпродука.

Еще один вид информационных систем - это геоинформационные системы. Под ГИС понимается совокупность инструментов, которые используются для обработки и вывода географических данных [1].

В свою очередь, туризм тесно связан с геоинформационными системами. А именно данные, которые предоставляются ГИС, используются для оценки туристической привлекательности региона, города или конкретного туристического объекта или маршрута. Кроме этого, данные используются при анализе туристического развития, для оптимизации расходов.

Также ГИС-технологии предоставляют туристической отрасли инструменты для поиска и просмотра размещения объектов туризма на карте, средства, позволяющие работать с информацией, связанной с объектами туризма, справочную информацию, о туристических объектах, привязанную к картам.

В настоящее время развитие любого направления, в том числе и туристического, невозможно без интернета. Поэтому уже большая часть рынка, связанного с туризмом, переходит в интернет. Стоит отметить, что первыми этот переход осуществили гостиницы и отели. Это связано с тем, что размещение информации в глобальной сети, позволяет экономить большие деньги, которые до этого тратились на производство различных буклетов и каталогов, а также на их распространение.

Кроме этого в последнее время все чаще, стали появляться сервисы, которые предлагают услуги по бронированию отелей и покупке билетов через Интернет [1].

Также в интернете существует большое число форумов, сайтов, специализированных сообществ в социальных сетях, где пользователи могут получить интересующую их информацию от других пользователей. Другими словами, целью всех этих ресурсов является преподнести информацию, о впечатлениях пользователей о том или ином туре или турагенте, рассказать то, что не написано в путеводителях и конечно же предоставить информацию, которая в последующем поможет бедующим туристам [1].

В итоге получаем, что все перечисленные способы поиска информации и общения, оказывают серьезное влияние на туризм. Это обусловлено тем, что упрощается процесс получения информации, формируются связи и устанавливаются отношения между пользователями сети, все это способствует принятию решения о путешествии.

Все вышеперечисленные информационные технологии и системы используются с разной степенью активности и оказывают различное влияние на развитии туристической индустрии. Существенное влияние информационные технологии оказывают на продвижение турпродукта, а именно на его распространение и увеличение продаж. Данное влияние объясняется тем, что создаются новые каналы для распространения и продажи продукта.

К таким каналам, можно отнести различные сервисы для рассылки электронных писем, сервисы для организации различных видов рекламы, собственные сайты, социальные сети, мобильные приложения.

1.2 Культурно - туристические особенности Вологодской области

Туризм Вологодской области включает себя несколько видов туризма, а именно деловой, событийный, культурно - познавательный и теплоходный. Большая часть туристов посещает такие города как Вологда и Великий Устюг, а также особым вниманием оделен Кирилловский район [2].

К основным туристическим особенностям Вологодской области можно отнести выгодное географическое расположение и природные условия, культурно - исторические предпосылки, наличие народно - художественных промыслов, экологически чистых природных зон, а также наличие брендов, которые известны на международном уровне [3].

Рассмотрим перечисленные особенности подробнее.

Вологодская область, как экономически, так и географически выгодно расположена в северной части России и граничит с такими областями, как Архангельская, Костромская, Кировская, Ленинградская и Ярославская. Через область проходят пути из Москвы в Архангельск и из Санкт - Петербурга в Сибирь [4].

Ландшафт, леса, озера и реки Вологодской области делают ее привлекательным местом для развития различных видов туризма, который будет востребован как в летнее, так и в зимнее время года.

В области насчитывается большое количество рек и озер, наиболее крупные из них: река Сухона, река Юг, река Кубена, Онежское и Белое озера.

Также на территории области расположены крупные водохранилища, такие как Рыбинское и Шекснинское.

Что касается культурно-исторических предпосылок, то на территории региона находится большое число исторических памятников и памятников культуры. К ним относятся объекты зодчества и градостроительного искусства. К историческим памятникам относятся волоковые пути, мемориальные знаки, исторические села, места, связанные с известными людьми[4].

К наиболее известным достопримечательностям Вологодской области можно отнести: Кирилло - Белозерский монастырь, Ферапонтов монастырь, Усадьбу Брянчаниновых, архитектурно - этнографический музей, Великий Устюг [4].

Кроме этого, стоит отметить, что на территории области расположено двенадцать исторических городов, таких как Белозерск, Вологда, Великий Устюг, а также имеется четыре крупных театра и большое число музеев.

Если говорить о таких городах, как Великий Устюг, Вологда и Белозерск, то можно заметить, что они являются своеобразными музеями. Это можно объяснить тем, что в этих городах сохранились усадьбы известных деятелей. А именно усадьбы Гальских, Качаловых и Батюшкова.

Также в этих городах можно встретить архитектуру разного стиля и эпох, начиная от московского и новгородского искусства, заканчивая постройками в стиле классицизма и барокко [4].

Особое значение на туризм оказывает Великий Устюг. Этот город является резиденцией Деда Мороза. Вотчина Деда Мороза, в свою очередь открыта для посещения круглый год.

В музеях, находящихся та территории Вологодской области, собраны редкие коллекции картин и старинной утвари.

Стоит отметить, что в области поддерживается народно-художественный промысел. На территории региона существует десять предприятий, производящих продукцию НПХ. Наиболее известное предприятие -это ЗАО «Вологодская кружевная фирма «Снежинка», занимающаяся производством вологодского кружева.

Кроме этого, в Вологодской области развивается узорное вязание, художественная резьба по дереву и многое другое.

Еще одной особенностью Вологодской области является наличие экологически чистых природных зон. К таким зонам в регионе относятся Дарвинский государственный заповедник и национальный парк «Русский север».

Что касается Дарвинского заповедника, то он является частью Рыбинского водохранилища, а его центральной усадьбой является поселок Борок [4].

Национальный парк «Русский Север», содержит большое количество культурных и архитектурных памятников. Например, таких как свайное поселение, Кирилло - Белозерский, Ферапонтов и Горицкий монастыри, а также Волго - Балтийский водный путь и Северо - Двинская водная система [4].

Одной из важных туристических особенностей Вологодской области является наличие брендов. Самыми популярными брендами среди туристов являются: Великий Устюг - Родина Деда Мороза, царство Золотой рыбки в Липином Бору, святая земля Руси в Кириллове, самобытный уголок Вологодчины в Сизьме.

Кроме этого, имеются такие бренды как Вологодское масло, представляющее молочный продукт, обладающий характерным только для него вкусом, который называется «ореховый» привкус.

Еще одним брендом региона является Вологодское кружево, обладающее собственной самобытной красотой.

В последнее время начал возрождаться бренд, как Вологодские валенки. Сейчас это бренд является всего лишь сувенирной продукцией.

Самый важный бренд для Вологодской области - это бренд «Вологодская область - Душа Русского Севера». Данный бренд используется не только как туристический, но и как социально - культурный, товарный и инвестиционный.

1.3 Инструментальные средства разработки мобильных приложений

В настоящее время мобильные приложения становятся все более популярными и используются в бизнесе для увеличения границ взаимодействия с пользователями, так как мобильные площадки позволяют взаимодействовать с большой аудиторией.

Под мобильным приложением понимается программа, устанавливаемая на мобильный телефон, смартфон или планшет, позволяющая пользователю получать интересующую его информацию, поддерживать контакт с клиентами и многое другое [5].

Мобильные приложения имеют ряд особенностей. К таким особенностям можно отнести то, что они способствуют решению маркетинговых задач, помогают взаимодействовать с клиентами и организовывать продажи, кроме этого способствуют работе с информацией, предоставляют пользователю выход в интернет и самое главное они всегда под рукой и содержат актуальные данные [6].

Можно заметить, что число приложений с каждым днем увеличивается, а также появляются новые и улучшаются уже существующие инструментальные средства, использующиеся для разработки приложений.

Рассмотрим средства разработки под наиболее популярные мобильные операционные системы, такие как Android, iOS и Windows Phone.

Вначале рассмотрим инструментальные средства, которые используются при разработке приложений под Android.

Для разработки приложений используют как, обязательные инструменты, без которых разработка приложения невозможна, и вспомогательные инструменты, использующиеся для упрощения проектирования и разработки.

К обязательным инструментам относят Android SDK. Данный SDK содержит средства программирования и инструменты, необходимые для разработки приложения.

Если рассматривать более подробно, то Android SDK состоит из таких компонентов как AVD и SDK Manager, Debug Monitor, Emulator и Debug Bridge[7].

SDK Manager представляет инструмент, использующийся для управления пакетами Android SDK.

Debug Monitor используется для анализа и отладки разрабатываемого приложения.

Emulator применяется для создания виртуального устройства, необходимого для проведения тестирования и отладки разрабатываемого приложения.

AVD Manager представляет интерфейс, необходимый для создания виртуальных машин.

Debug Bridge это компонент, управляющий состоянием эмулятора или реального устройства.

На данный момент, для более быстрой и удобной разработки, используют интегрированные среды разработки (IDE). Интегрированные среды разработки предоставляют разработчику ряд преимуществ, а именно автоматизируют процессы, связанные с компиляцией, сборкой и запуском приложений.

К таким интегрированным средам разработки относятся: Eclipse, Intellij IDEA, Android IDE, Android Studio, Intel XDK, Xamarin, Beacon Mountain, PhoneGap.

Рассмотрим перечисленные выше среды разработки более подробно.

Eclipse представляет собой среду разработки, в которой в качестве сборщика проекта используется Ant. Стоит отметить, что данная среда разработки быстро настраивается и взаимодействует с необходимыми пакетами, а именно с Android SDK и JVM (java машиной).

Android IDE это среда разработки приложений, основанная на базе Eclipse. Данное IDE быстро настраивается для разработки приложений путем подключения Android SDK и JVM. В качестве языка программирования в IDE используется java, а сборщиком проекта является Ant.

Компания Google рекомендует использовать Android Studio. Данная IDE в качестве базы использует IntelliJ IDEA от компании JetBrain. Она включает в себя инструменты необходимые для разработки и отладки приложений, языком программирования также является java.

Стоит отметить, что данная среда разработки имеет ряд преимуществ. В качестве сборщика проектов тут уже используется Gradle. Также в Android Studio встроены инструменты для рефакторинга и поиска проблем как с производительностью, так и юзабилити приложения. Кроме этого IDE может осуществлять оптимизацию кода.

По умолчанию Android Studio предлагает основные шаблоны для создания проектов и отдельных компонентов проекта.

Теперь рассмотрим инструментальные средства для разработки приложений под iOS. Базовой средой разработки под данную операционную систему является xCode, а необходимой библиотекой является SDK iOS, причем данная библиотека постоянно расширяется и дополняет функции xCode.

Важной особенностью рассматриваемой среды разработки является то, что она использует всего одно окно рабочей области. Также стоит отметить, что данная IDE позволяет быстро переключаться между такими процессами как написание кода, тестирование кода и разработка интерфейса.

Для написания кода в данной IDE используется такой язык программирования, как Objective-C. Причем данный язык программирования ориентирован специально под разработку приложений для iOS.

Последней из наиболее популярных мобильных операционных систем является Windows Phone. Для разработки приложений под данную платформу используется Visual Studio с подключенной библиотекой Windows Phone SDK.

Данная среда разработки предоставляет все необходимые возможности для разработки и тестирования приложения.

Стоит отметить, что для создания интерфейса в данной среде разработки используется язык разметки XAML, а в качестве основного языка программирования используется C#.

До этого момента рассматривались среды разработки, направленные на создание мобильных приложений под определенную операционную систему, но кроме таких IDE, существуют и среды, позволяющие производить кроссплатформенную разработку.

В данном случае получается, что весь функционал приложения пишется только один раз или же большая часть написанного кода может использоваться повторно.

Рассмотрим IDE, которые позволяют выполнять кроссплатформенную разработку.

Intel XDK и Beacon Mountain, представляют собой среды разработки, которые позволяют разрабатывать кроссплатформенные приложения. Данные IDE содержат инструменты для создания, отладки и сборки приложений, а также эмуляторы, кроме этого они поддерживают разработку приложений на HTML5 и JavaScript.

Xamarin предоставляет возможность разрабатывать мобильные приложения на C#. Но тут стоит отметить, что в данном случае необходимо устанавливать SDK Xamarin в Microsoft Visual Studio и уже там в дальнейшем производить разработку. Xamarin позволяет вести кроссплатформенную разработку приложений.

PhoneGap это фреймворк, позволяющий разрабатывать мобильные приложения под семь мобильных ОС. Причем разработка происходит на HTML5 и JavaScript.

В результате получается сайт, запускаемый в браузере, но при этом имеющий доступ к части функций телефона.

К преимуществам данного метода можно отнести то, что при разработке мобильного приложения не надо разрабатывать несколько версий приложения под разные устройства и ОС.

Выше уже говорилось о том, что для разработки мобильного приложения, часто используют эмуляторы. Под эмулятором понимается комплекс программных и аппаратных средств, предназначенный для предоставления функций одной платформы на другой.

Стоит отметить, что эмуляторы имеют пару недостатков. Во-первых, они требуют много системных ресурсов. Во-вторых, они медленно запускаются из-за различия архитектуры процессоров. В-третьих, функций, предоставляемых эмулятором недостаточно т.к. они не обладают поддержкой gps, акселерометра, и т.п.

До данного момента, упоминался только стандартный эмулятора, идущего в комплекте с Android SDK. Но стоит отметить, что в большинстве случаев, функции предоставляемых данным эмулятором недостаточно. Поэтому, существуют альтернативные эмуляторы, имеющие ряд преимуществ перед стандартным.

В качестве примера рассмотрим Genymotion. Это эмулятор, который содержит заранее подготовленные образы мобильных Android устройств. Данный эмулятор представляет из себя виртуальную машину с установленным Android. Кроме этого, данный эмулятор позволяет имитировать подключение устройства к сети Wi-Fi, к интернету через GPRS, 3G, LTE. Также данный эмулятор позволяет имитировать вспышки, как задней, так и передней камер мобильного телефона.

информационный квест интерфейс тур

2. ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

2.1 Предметная область автоматизации

Экскурсионно - познавательное мобильного приложение используется для автоматизации процесса проведения экскурсий и знакомства пользователей с достопримечательностями Вологодской области. Основной задачей приложения является организация квест - экскурсий по выбранным пользователем достопримечательностям.

Для решения данной задачи мобильное приложение использует следующие входные документы: города, достопримечательности и квесты.

В документе «Города», представлена информация о городах Вологодской области, а именно название города ссылка на изображение и краткая информация о городе. Данный документ представлен в форме 1.1.

Форма 1.1 - Форма города

Название Города	Ссылка на изображение	Краткая информация о городе

В документе «Достопримечательности», хранится информация о местах Вологодской области, которые будут интересны туристам. Данная информация представляет из себя название достопримечательности, ее описание, адрес и ссылку на изображение. Данный документ представлен в форме 1.2.

Форма 1.2 - Форма достопримечательности

Название достопримечательности	Ссылка на изображение	Описание	Адрес

Документ «Квесты», содержит информацию, необходимую для проведения квест - экскурсий, а именно вопросы, ответы и дополнительную информацию в виде текста и изображений, которые будут показываться пользователи при правильном ответе на вопрос. Данный документ представлен в форме 1.3.

Форма 1.3 - Форма квесты

Вопрос	Ответ	Дополнительная информация	Дополнительное изображение

2.2 Постановка задачи

Разрабатываемое мобильное приложение должно обеспечивать организацию квест-экскурсий по достопримечательностям Вологодской области.

Под квест-экскурсией понимается процесс организации посещения пользователем экскурсионных объектов и их изучения путем решения задач, предоставляемых приложением.

Для организации таких экскурсий, приложение должно содержать информацию о городах Вологодской области, список достопримечательностей, текстовую и графическую информацию о каждой достопримечательности, а также ряд заданий и вопросов, необходимых для организации квестов.

Также мобильное приложение должно обеспечивать удобный поиск достопримечательностей в каждом городе.

Для правильной работы приложение необходимо постоянное подключение к сети интернет.

После анализа предметной области, была разработана функциональная структура разрабатываемой информационной системы. Функциональная структура приложения представлена на рисунке 2.1.

Информационная система состоит из двух основных частей. Первая часть, это само мобильное приложение, представляет собой графический интерфейс и набор функций, необходимых для получения и обработки данных с сервера.

Графический интерфейс предоставляет набор активностей (форм), которые используются для вывода необходимой информации, а также для организации взаимодействия пользователя с приложением.

Рисунок 2.1 - Функциональная структура приложения

Разработанное приложение состоит из пяти модулей (активностей). Под активностями надо понимать формы из обычного программного обеспечения. Простые приложения состоят из одной активности, более сложные приложения состоят из нескольких окон, т.е. из нескольких активностей, которые могут взаимодействовать между собой [6].

Первая активность используется для вывода информации при запуске приложения.

Вторая активность отправляет запрос на сервер и выводит список городов Вологодской области.

Третья активность используется для вывода списка достопримечательностей в выбранном городе.

Четвертая активность представляет собой форму для поиска.

Последняя активность выводит информацию о выбранной достопримечательности и предоставляет пользователю возможность прохождения квеста.

Второй частью разрабатываемого мобильного приложения, является сервер. Сервер содержит в себе базу данных, а также API, обеспечивающее работу с базой данных и отправку той информации, которая запрашивалась приложением [14].

База данных содержит в себе всю информацию, которая необходима для организации квест-экскурсий.

В качестве сервера для работы приложения используется Apache. Информация, которая выводится в приложении, хранится в БД MySQL[8].

Работа приложения с сервером заключается в том, что приложение отправляет запросы, которые обрабатываются API, написанном на PHP, в ответ сервер отсылает json строку. Данная строка обрабатывается в приложении, а полученная информация выводится пользователю.

Обновление мобильного приложения осуществляется за счет подключения телефона к интернету и скачивания новой версии с серверов Google Store.

2.3 Требования к разрабатываемому приложению

Определим требования к разрабатываемому мобильному приложению. Рассмотрим, как общие требования, так и требования к функциям и обеспечению.

2.3.1 Требования к приложению в целом

К мобильному приложению «Областные познавательные квесты» имеется ряд требований:

1) приложение должно иметь удобный для использования интерфейс;

2) приложение должно обеспечивать корректный ввод и вывод информации;

3) приложение должно иметь постоянный доступ к интернету;

4) разработанная система должна обеспечивать централизованное хранение информации;

5) приложение должно обрабатывать некорректные действия пользователя и сообщать о возникших проблемах;

6) разработанное приложение должно обеспечивать добавление, изменение и удаление информации в базе данных;

7) база данных приложения должна быть защищена, от несанкционированного доступа;

8) приложение должно использовать минимальное количество интернет трафика и ресурсов системы.

2.3.2 Требования к функциям

Мобильное приложение состоит из ряда функций, которые должны выполнять следующие задачи:

1) отправление запрос на сервер, для получение необходимой информации;

2) обработка данных полученных с сервера;

3) вывод списка городов;

4) вывод списка достопримечательностей в выбранном городе;

5) вывод информации о выбранной достопримечательности;

6) кэширование изображений, для уменьшения трафика;

7) вывод вопросов для квеста;

8) проверка ответов пользователя;

9) организация поиска, среди достопримечательностей;

10) вывод всплывающих сообщений;

11) проверка подключения к интернету.

2.3.3 Требования к видам обеспечения

Разрабатываемое мобильное приложение имеет также ряд требований к обеспечению.

Во-первых, операционная система Android должна быть не ниже версии 4.1 Jelly Bean [7].

Во-вторых, мобильное устройство должно иметь хотя бы одноядерный процессор с частотой от 1 Ггц, оперативную память от 512 МБ, поддержку Wi - Fi стандартов 802.11 b / g / n или 3G стандарта HSDPA 7.2 Мбит/с HSDPA 5.76 Мбит/с, а также 10 Мб свободного места в памяти, для установки и сохранения кэшированных изображений.

В-третьих, для работы сервера необходим отдельный компьютер или VPS с операционной системой Debian или Ubuntu и CPU 2 ядра по 2000 МГц, RAM 2048 МБ и памятью от 20 ГБ.

В-четвертых, для организации БД на сервере должна быть установлена СУБД MySQL.

В-пятых, в качестве веб сервера должен быть установлен Apache HTTP-сервер.

Все взаимодействие с базой данных MySQL осуществляется с помощью API, написанном на языке PHP и SQL запросов. Работа с API осуществляется непосредственно приложением, написанном на языке java с использованием ряда библиотек.

3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВИЗУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ МОБИЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ

В настоящее время разработка крупных приложений невозможно без использования CASE систем. Данные системы способствуют сокращению времени разработки, автоматизируют рутинные задачи.

Чаще всего используют CASE системы, для визуального моделирования программных продуктов. Примером такой системы является Rational Rose.

Под визуальным моделированием понимается процесс представления разрабатываемого ПО в графическом виде.

3.1 Построение диаграммы вариантов использования

Диаграмму вариантов использования применяют для описания бизнес процессов и определения требований к разрабатываемой системе. Отдельный вариант использования обозначается эллипсом, под которым размещается название действия в форме глагола или существительного. Также в диаграмме присутствует актер. Актер - это роль, играемая пользователем при взаимодействии с системой.

Диаграмма вариантов использования представлена на рисунке 3.1.

Как видно по рисунку, система имеет одного актера - пользователя. Базовыми вариантами использования являются: выбор города, просмотр списка достопримечательностей в городе, поиск достопримечательностей в городе, просмотр информации о выбранной достопримечательности, прохождение квеста.



Рисунок 3.1 - Диаграмма вариантов использования

Шаблон для написания отдельного сценария представлен в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Шаблон для написания сценария отдельного варианта использования

Главный раздел	Раздел «Типичный ход событий»	Раздел «Исключения»	Раздел «Примечания»
Имя варианта использования	Типичный ход событий	Исключение №1 Исключение №2	Примечания
Актеры
Цель
Краткое описание
Тип
Ссылки на другие варианты использования

Пример заполнения главного раздела, представлен в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Главный раздел

Вариант использования	Прохождение задания для получения дополнительной информации
Актеры	Пользователь
Цель	Получение дополнительной информации о выбранной достопримечательности
Краткое описание	Пользователь выбирает достопримечательность, из списка мест в интересующем городе. После этого ему предлагается пройти квест, по завершению которого, откроется новая информация о выбранном месте.
Тип	Базовый

Описание раздела «Типичный ход событий» представлено в таблице 3.3

Таблица 3.3 - Раздел «Типичный ход событий»

Действия актеров	Отклик системы
1 Пользователь выбирает город из предоставленного списка Исключение №1: у пользователя отсутствует подключение к интернету	2 Приложение предоставляет список достопримечательностей в выбранном городе
3 Пользователь просматривает список мест в выбранном городе Исключение №1: у пользователя отсутствует подключение к интернету	4 Приложение предоставляет минимальную информацию о достопримечательностях города
5 Пользователь выбирает достопримечательность из предложенного списка Исключение №1: у пользователя отсутствует подключение к интернету	6 Пользователю показывается описание выбранного места и предлагается пройти квест
7 Пользователь возвращается к списку достопримечательностей и ищет интересующую его с помощью фильтра Исключение №1: у пользователя отсутствует подключение к интернету Исключение №2: искомая достопримечательность отсутствует в БД	8 Приложение показывает список достопримечательностей, соответствующих требованиям пользователя
9 Пользователь проходит квест в выбранной достопримечательности Исключение №1: у пользователя отсутствует подключение к интернету	10 Пользователю предоставляется дополнительная информация о достопримечательности в виде изображения и текста

Описание исключений, встречающихся в ходе работы с приложением, представлено в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Раздел «Исключения»

Действия актеров	Отклик системы
Исключение №1: у пользователя отсутствует подключение к интернету
1 Пользователь просматривает список городов 2 Пользователь просматривает список достопримечательностей в выбранном городе 3 Пользователь выбирает достопримечательность 4 Пользователь проходит квест 5 Пользователь ищет достопримечательность с помощью фильтра	Приложение сообщает о отсутствии подключения к интернету
Исключение №2: искомая достопримечательность отсутствует в БД
1 Пользователь ищет достопримечательность с помощью фильтра	Приложение выдает сообщение что по запросу нет соответствий

3.2 Построение диаграммы последовательности

Диаграмма последовательности используется для моделирования процесса пересылки сообщений между объектами. На диаграмме изображаются объекты, участвующие во взаимодействии, кроме этого диаграмма содержит линию жизни объекта, которая служит для определения периода существования объекта в системе. Также на диаграмме имеется фокус управления, применяемый для выделения активности объектов.

Диаграмма последовательности представлена на рисунке 3.2.



Рисунок 3.2 - Диаграмма последовательности

Согласно представленной диаграмме, пользователь взаимодействует только с графическим интерфейсом, причем при выполнении тех или иных действий, ему доступны различные варианты взаимодействия с программой. На данной диаграмме представлен процесс выбора достопримечательности и прохождения квеста.

3.3 Построение диаграммы классов

Диаграмма классов используется для демонстрации классов, имеющихся в разрабатываемой системе, а также для описания атрибутов и методов, входящих в рассматриваемые классы. Диаграмма классов представлена на рисунке 3.3.



Рисунок 3.3 - Диаграмма классов

На диаграмме показано 5 классов: города - используется для получения списка городов, достопримечательности - используется для получения информации о достопримечательностях города, категории - используется при фильтрации списка достопримечательностей, квесты - для организации прохождения заданий пользователем и класс пользователи - реализует все функции взаимодействия с приложением. У всех классов есть свои атрибуты и определенные наборы операций.

3.4 Построение диаграммы компонентов

Диаграмма компонентов используется для того, чтобы показать, разделение системы на компоненты и зависимости между этими компонентами. Диаграмма представлена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Диаграмма компонентов

На диаграмме представлены компоненты: main, filter, quest, landmark.

3.5 Оценка трудоемкости проекта

Проведем оценку трудоемкости разработки проекта с использованием методики на основе вариантов использования. А именно проведем определение весовых показателей действующих лиц, определение весовых показателей вариантов использования, определение технической сложности проекта, определим уровень квалификации разработчиков и проведем оценку трудоемкости проекта.

Определение весовых показателей действующих лиц представлено в таблицах 3.5 и 3.6.

Таблица 3.5 - Весовые коэффициенты действующих лиц

Тип действующего лица	Весовой коэффициент
Простое	1
Среднее	2
Сложное	3

Таблица 3.6 - Типы действующих лиц для разрабатываемой системы

Действующее лицо	Тип
Пользователь	Сложное
Разработчик	Сложное
Администратор	Среднее

Вычислим общий весовой показатель, умножая количество действующих лиц каждого типа на соответствующий весовой коэффициент, получим, что он равен 8.

Определение весовых показателей вариантов использования представлено в таблицах 3.7 и 3.8.

Таблица 3.7 - Весовые коэффициенты вариантов использования

Тип варианта использования	Описание	Весовой коэффициент
Простой	3 или менее транзакций	5
Средний	от 4 до 7 транзакций	10
Сложный	более 7 транзакций	15

Таблица 3.8 - Сложность вариантов использования для разрабатываемой системы

Вариант использования	Тип
Поиск достопримечательности	Средний
Просмотр списка городов	Простой
Просмотр списка достопримечательностей	Сложный
Просмотр информации о достопримечательности	Сложный
Прохождение квеста	Средний
Добавление новой достопримечательности	Средний
Изменение квеста	Сложный

Общий весовой показатель (UC) вычисляется умножением количества вариантов использования каждого типа на соответствующий весовой коэффициент. Выполнив расчеты, получим, что общий весовой показатель равен 80.

Рассчитаем показатель UUCP, по формуле:

(3.1)

Подставив значения, получим, что данный показатель равен 88.

Определение технической сложности проекта представлено в таблицах 3.9 и 3.10.

Таблица 3.9 - Показатели технической сложности проекта

Показатель	Описание	Вес
Т1	Распределенная система	2
Т2	Высокая пропускная способность	1
Т3	Работа конечных пользователей в режиме онлайн	1
Т4	Сложная обработка данных	1
Т5	Повторное использование кода	1
Т6	Простота установки	0,5
Т7	Простота использования	0,5
Т8	Переносимость	2
Т9	Простота внесения изменений	1
Т10	Параллелизм	1
Т11	Специальные требования к безопасности	1
Т12	Непосредственный доступ к системе со стороны внешних пользователей	1
Т13	Специальные требования к обучению пользователей	1

Таблица 3.10 - Показатели технической сложности для рассматриваемой системы

Показатель	Вес	Значение	Значение с учетом веса
1	2	4	4
T1	2	4	6
T2	1	5	5
T3	1	5	5
T4	1	3	3
T5	1	2	2
T6	0,5	3	1,5
T7	0,5	4	2
T8	2	3	6
T9	1	3	3
T10	1	3	3
T11	1	4	4
T12	1	5	5
T13	1	1	1
		Сумма	46.5

Техническая сложность проекта вычисляется по формуле:

(3.2)

Подставив значения, получим, что техническая сложность проекта (TCF) равна 0,279.

Определение уровня квалификации разработчиков представлено в таблицах 3.11 и 3.12.

Таблица 3.11 - Показатели уровня квалификации разработчиков

Показатель	Описание	Вес
F1	Знакомство с технологией	1.5
F2	Опыт разработки приложений	0.5
F3	Опыт использования объектно- ориентированного подхода	1
F4	Наличие ведущего аналитика	0,5
F5	Мотивация	1
F6	Стабильность требований	2
F7	Частичная занятость	-1
F8	Сложные языки программирования	-1

Таблица 3.12 - Показатели уровня квалификации разработчиков для системы

Показатель	Вес	Значение	Значение с учетом веса
F1	1.5	3	4,5
F2	0.5	3	1,5
F3	1	5	5
F4	0,5	1	0,5
F5	1	5	5
F6	2	4	8
F7	-1	4	-4
F8	-1	4	-4
		Сумма	16,5

Рассчитаем уровень квалификации разработчиков по формуле:

(3.3)

Подставив значения, получим, что уровень квалификации разработчиков (EF) равен 0,905.

С использованием полученных данных, можем определить показатель, по формуле:

(3.4)

Подставив все значения, получим, что UCP равен 22.3

Теперь по полученным данным определим трудоемкость проекта. В качестве начального значения предлагается использовать 20 человека - час на одну UCP, но, проведя уточнение, будем использовать 28 человека - час на одну UCP. Таким образом общее количество человеко - часов на весь проект равно 624.4, что составляет 26 - 27 дней разработки с учетом, что над проектом работает один человек.

4. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЯ

Проведем анализ состава информации, установим функциональные зависимости реквизитов, установим между ними соответствия и определим структурные связи.

4.1 Информационный анализ предметной области и выделение информационных объектов

Необходимо реализовать мобильное приложение, которое сможет организовывать квест - экскурсии по достопримечательностям Вологодской области.

Для этого в разрабатываемой системе должен существовать способ добавления и изменения списка городов Вологодской области, списка достопримечательностей и квестов. Кром этого приложение должно обеспечивать поиск среди достопримечательностей в выбранном городе, хранение графических материалов.

Для разрабатываемого мобильного приложения, состав информационного обеспечения представлен в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Состав информационного обеспечения

Название информационного объекта (ИО)	Обозначение ИО	Семантика ИО
Города	city	Содержит информацию о городах
Категории	category	Содержит информацию о категориях
Квесты	quest	Содержит информацию о квестах
Места	place	Содержит информацию о достопримечательностях

Функциональные зависимости реквизитов представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Функциональные зависимости реквизитов

Документ	Наименование реквизита	Имя реквизита	Функциональная зависимость
Города	ИД города	ИДГ
	Название	НГ
	Описание	ОГ
	Изображение	ИГ
Категории	ИД категории	ИДК
	Название	НК
Места	ИД места	ИДМ
	ИД города	ИДМГ
	ИД категории	ИДМК
	Название	НМ
	Описание	ОМ
	Изображение	ИМ
Квесты	ИД квеста	ИДКВ
	ИД места	ИДМКВ
	Вопрос	ВКВ
	Ответ	ОКВ
	Дополнительный текст	ТКВ
	Дополнительное изображение	ИКВ

Соответствие описательных и ключевых реквизитов представлено в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Соответствие описательных и ключевых реквизитов

Описательный реквизит	Ключевой реквизит	Вид ключа	Имя ИО, включающего реквизит
1	2	3	4
Города
НГ ОГ ИГ	ИДГ	П.,У(Простой универсальный)	Города
Категории
НК	ИДК	П.,У	Категории
Квесты
ИДМКВ ВКВ ОКВ ТКВ ИКВ	ИДКВ	П.,У	Квесты
Места
ИДМГ ИДМК НМ ОМ ИМ	ИДМ	П.,У	Места

Проведем группировку описанных выше реквизитов. Группировка реквизитов представлена в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Группировка реквизитов

Реквизиты	Признаки ключа	Имя ИО	Семантика ИО
Документ «Города»
ИДГ	П.,У(Простой, универсальный)	Города	Информация о городах Вологодской области
НГ
ОГ
ИГ
Документ «Категории»
ИДК	П.,У	Категории	Сведения о категориях достопримечательностей
НК
Документ «Места»
ИДМ	П.,У	Места	Информация о достопримечательностях Вологодской области
ИДМК
ИДМГ
НМ
ОМ
ИМ
Документ «Квесты»
ИДКВ	П.,У	Квесты	Квесты и дополнительная информация о достопримечательностях Вологодской области
ИДМКВ
ВКВ
ОКВ
ТКВ
ИКВ

Рассмотрим связи между информационными объектами, связи представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Связи ИО

Номер связи отношения	Главный информационный объект	Подчиненный информационный объект	Тип реализации отношения
1	2	3	4
1	Категории	Места	1:М
2	Города	Места	1:М
3	Места	Квесты	1:М

4.2 Построение логической модели данных

Существует три уровня логической модели данных. Каждый из уровней отличается степенью представления данных.

Верхним уровнем является диаграмма сущность связь, представленная на рисунке 4.1. Данная диаграмма состоит из сущностей и связей между ними. Данная модель используется для представления бизнес - процессов.

Второй уровень описывается моделью, основанной на ключах, представленной на рисунке 4.2. Данная модель содержит описание сущностей и ключей. Используется для представления сущностей и ключей, которые совпадают с описанием предметной области.

Последний уровень представляется полной атрибутивной моделью, представленной на рисунке 4.3. Полная атрибутивная модель используется для детального отображения структуры данных, которые используются в мобильном приложении.



Рисунок 4.1 - Модель сущность - связь

Рисунок 4.2 - Модель, основанная на ключах

Рисунок 4.3 - Полная атрибутивная модель

4.3 Описание таблиц данных

Проведем описание таблиц базы данных. Таблица «Города» содержит список городов Вологодской области. Таблица «Категории» содержит список категорий, на которые разделяются достопримечательности. Таблица «Места» содержит информацию о достопримечательностях Вологодской области. Таблица «Квесты» содержит информацию, которая показывается пользователю при прохождении предоставляемых заданий, а также сами задания. Описание таблиц реляционной базы данных представлено в таблице 4.6.

Таблица 4.6 - Описание таблиц реляционной базы данных

Атрибут	Признак ключа	Формат поля
Обозначение	Наименование		Тип	Длина	Точность
«Города»
ИДГ	ИД города	П.,У(Простой универсальный)	числовой	Длинное целое
НГ	Название		текстовый	255
ОГ	Описание		текстовый	255
ИГ	Изображение		текстовый	255
«Квесты»
ИДКВ	ИД квеста	П.,У	числовой	Длинное целое
ИДМКВ	ИД места		числовой	Длинное целое
ВКВ	Вопрос		текстовый	255
ОКВ	Ответ		текстовый	255
ТКВ	Дополнительный текст		текстовый	255
ИКВ	Дополнительное изображение		текстовый	255
«Категории»
ИДК	ИД категории	П.,У	числовой	Длинное целое
НК	Название категории		текстовый	255
«Места»
ИДМ	ИД места	П.,У	числовой	Длинное целое
ИДМК	ИД категории		числовой	Длинное целое
ИДМГ	ИД города		числовой	Длинное целое
НМ	Название		текстовый	255
ОМ	Описание		текстовый	255
ИМ	Изображение		текстовый	255

5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Под разработкой программного обеспечения понимается деятельность, направленная на получение нового программного продукта. Разработка ПО состоит из нескольких этапов.

На первом этапе определяются с требованиями к разрабатываемому продукту. Следующие этапы заключаются в проектировании и разработке ПО. После этого происходит тестирование получившегося программного средства, при выявлении на данном этапе ошибок программа отправляется на доработку. Последними этапами являются внедрение и сопровождение разработанного программного обеспечения.

5.1 Описание программных средств

Для разработки мобильного приложения «Областные познавательные квесты» использовались такие программные средства как Android Studio, Adobe Photoshop, Sublime Text и WinSCP.

Android Studio представляет из себя среду разработки под мобильную операционную систему Android. Данная IDE в качестве базы использует IntelliJ IDEA от компании JetBrain. Она включает в себя инструменты необходимые для разработки и отладки приложений, языком программирования в данной среде является java [13].

Стоит отметить, что данная среда разработки имеет ряд преимуществ. В качестве сборщика проектов используется Gradle. Также в Android Studio встроены инструменты для рефакторинга и поиска проблем как с производительностью, так и юзабилити приложения. Кроме этого IDE может осуществлять оптимизацию кода.

По умолчанию Android Studio предлагает основные шаблоны для создания проектов и отдельных компонентов проекта.

Adobe Photoshop представляет из себя растровый графический редактор. Данное программное средство использовалось для обработки изображений и их оптимизации под web.

Выбран Adobe Photoshop, так как данный продукт является самым мощны графическим редактором, который имеет ряд операций, а именно: обработка фотографий, создание собственных изображений, создание постеров, коллажей, обложек и многое другое.

Sublime Text представляет из себя текстовый редактор, который специализирован на web - разработку. Данное программное средство использовалось для написания серверной части приложения, а именно API, для работы с базой данных.

Возможности Sublime Text легко расширяются за счет установки различных плагинов и расширений. Кроме это, данный текстовый редактор имеет уже ряд встроенных плагинов, например, emmet. Данные расширения ускоряют процесс написания и отладки кода.

WinSCP представляет из себя файловый менеджер, использующий протоколы SFTP и SCP. Данный менеджер осуществляет защищённое копирование файлов между компьютером и сервером.

Для работы с базой данных использовался phpMyAdmin. PhpMyAdmin представляет собой web - приложение, которое обеспечивает администрирование базы данных MySQL.

Вся работа с приложением осуществляется через браузер. Кроме этого, данное приложение позволяет не только осуществлять администрирование базы данных, но и выполнять SQL команды, просматривать содержимое таблиц и баз данных.

Приложение пользуется большой популярностью у веб-разработчиков, так как позволяет управлять MySQL без непосредственного ввода SQL команд, предоставляя дружественный интерфейс.

5.2 Алгоритм решения задач

Для осуществления разработки мобильного приложения необходимо решить набор различных задач (информационные, программные, технические, организационные).

На первом этапе разделим разрабатываемое мобильное приложение на функционально законченные и взаимосвязанные блоки.