Информационная система для мобильных устройств

Единоразовое занятие либо единоразовая замена занятия

Notification

Уведомление студентов: о каком-либо событии

Schedule

Занятие в расписании

2.3 Основные бизнес-процессы приложения

Основными объектами при работе с расписанием являются Schedule (занятие по расписанию) и Replacement (одноразовое занятие или однократная замена занятия по расписанию). Объекты Schedule и Replacement являются практически идентичными объектами, различаясь только тем, что Replacement назначается на конкретную дату, а Schedule имеет поле, называемое CyclePosition - позицию в цикле занятий.

Цикл занятий определяется в объекте сущности AppConfiguration. Объектов типа AppConfiguration в системе может быть сколь угодно много, однако активная конфигурация может быть только одна (определяется булевым полем active). Помимо этого, объекты AppConfiguration определяют параметры цикла занятий. Цикл занятий определяется тремя параметрами: длина цикла занятий (целое число), дата начала отсчета цикла занятий (дата) и свободные от занятий дни (массив целых чисел, нумерация свободных от занятий дней в цикле занятий - с единицы). Дата начала цикла и длина цикла служат для отображения объектов типа Schedule на реальные даты, используя данные поля cyclePosition. Поле свободных от занятий дней служит для выполнения ограничений целостности: нельзя создать занятие с cyclePosition, если данная позиция обозначена как свободный от занятий день, а также нельзя сделать конфигурацию активной, если хотя бы одно занятие по расписанию не удовлетворяет условиям длины цикла занятий и свободных от занятий дней.

Механизм получения расписания следующий. Система получает на вход три параметра: дата начала периода, дата конца периода, объединение, для которого должно быть выбрано расписание. Затем происходит итерирование по всем дням, находящимся между датой начала периода и датой окончания периода, для каждой даты вычисляется позиция в цикле, и система производит выборку из базы данных занятий, для которых cyclePosition равна значению текущей позиции. После получения выборки система удаляет поле cyclePosition и заменяет его на значение даты, которое находится в данный момент в переменной-итераторе (итераторе цикла, по которому перебираются даты между началом периода и концом периода).

Обработка замен и одноразовых занятий происходит после того, как все занятия по расписанию получены. Система выбирает из базы данных одноразовые занятия, дата свершения которых находится между первыми двумя входными параметрами системы: датой начала периода и датой окончания периода. Затем происходит проверка каждого занятия, не зарезервировано ли время для него занятием по расписанию. Если на указанное время есть занятие, то полученное одноразовое занятие - замена, занятие по расписанию в выборке (но не в базе данных) удаляется, и вместо него перезаписывается текущее одноразовое занятие. В противном случае занятие просто добавляется в общую выборку и полученный результат является выводом функции получения расписания.

Механизм уведомлений опирается на три вида сущностей: объединение, пользователь и собственно уведомление. Каждый пользователь имеет в базе данных поле readUnions, которое указывает, какие объединения пользователь «читает», иными словами, от каких объединений он хочет получать уведомления. Также у пользователя есть аналогичное по структуре поле managedUnions, которое содержит информацию об объединениях, которыми пользователь может управлять. При создании уведомления пользователь может указать в целевых объединениях только те, которые содержатся в его списке managedUnions. Если всё указано верно, то система регистрирует уведомление, производит выборку пользователей и рассылает уведомления тем пользователям, пересечение списков которых со списком целевых объединений уведомления не является пустым.

2.4 Серверная часть системы

Серверная часть приложения делится на две составляющие: непосредственно серверный код, который выполняется на сервере при помощи Node.JS, а также веб-клиент, код которого выполняется в браузере пользователя и взаимодействует с сервером по тем же принципам, что и мобильный клиент. Тем самым, архитектура сервера становится универсальной для любого клиента, не делая исключения для веб-клиента, при этом сам сервер и веб-клиент реализованы как один продукт, но могут быть разделены.

Сервер приложения реализован согласно принципам RESTful-серверов: каждая сущность в модели данных представлена ресурсом, который можно записывать, читать, изменять или удалять (если на это есть права доступа). Чтобы иметь доступ к ресурсам сервера необходимо, но не достаточно быть зарегистрированным пользователем системы. Затем все ресурсы (кроме ресурса профиля пользователя) становятся доступными для чтения. Также косвенно (при запросе расписания) можно получить профили пользователя.

Пользователи системы могут иметь тип (преподаватель, студент), который не влияет на выданные пользователям права, но дает возможность классифицировать пользователей, а также вводит ограничения целостности при создании расписания (преподавателем занятия может быть только пользователь с типом «преподаватель»).

Для контроля прав доступа в программе использованы роли. Роли могут быть трех видов: читатель (viewer), редактор (editor) и администратор (admin). Читатель имеет возможность писать только в ресурс профилей пользователей и только в свой профиль, при этом имеет возможность читать только свой профиль из ресурса профилей пользователей. Редактор - это читатель, который имеет право создавать замены в расписаниях, а также рассылать уведомления (данные возможности реализуются при помощи разрешения записи в ресурсы уведомлений и замен). Администратор имеет полномочия записи/правки/удаления всех ресурсов системы, включая конфигурационную сущность.

Авторизация приложения реализована при помощи cookies.

В таблице ниже указаны соответствия между моделью данных и RESTful-ресурсами, а также указаны права доступа к ресурсу для каждой роли (в формате HTTP-запросов: GET, POST, PUT, PATCH, DELETE):

Таблица 2 - соответствия между моделью данных и RESTful-ресурсами

Сущность модели	RESTful-ресурс	Viewer	Editor	Admin
App Configuration	/app-configurations	-	-	GET, POST, PUT, DELETE
User	/users	GET, POST, PUT, DELETE	GET, POST, PUT, DELETE	GET, POST, PUT, DELETE
Lesson	/lessons	GET	GET	GET, POST, PUT, DELETE
Lesson Type	/lesson-types	GET	GET	GET, POST, PUT, DELETE
Playground	/playgrounds	GET	GET	GET, POST, PUT, DELETE
Subject	/subjects	GET	GET	GET, POST, PUT, DELETE
Union	/unions	GET	GET	GET, POST, PUT, DELETE
Replacement	/replacements	GET	GET, POST, PUT, DELETE	GET, POST, PUT, DELETE
Notification	/notifications	GET	GET, POST, PUT, DELETE	GET, POST, PUT, DELETE
Schedule	/schedules	GET	GET	GET, POST, PUT, DELETE

Работа со всеми ресурсами системы является тривиальной, за исключением работы с ресурсом schedules.

При запросе ресурса schedules, если указаны параметры beginDate и endDate, то происходит выборка расписания за требуемый диапазон дат. При этом обязательно наличие одного из двух параметров: union или teacher, которые устанавливают дополнительное ограничение на выборку расписания (и позволяют избежать коллизий, при которых в одно время может быть несколько занятий).

2.4 Веб-клиент

Один из клиентов системы выполнен в виде веб-сайта - одностраничного приложения, построенного с использованием фреймворка Angular.JS. Для отрисовки интерфейсов была использована библиотека Bootstrap. Веб-клиент дает возможность регистрации пользователей, управления всеми объектами в системе, а также дает возможность просмотра расписания на выбранные диапазоны дат для определенного объединения, просмотра уведомлений системы. При открытии данного веб-клиента появляется следующая страница (рисунок 1):



Рисунок 1 - начальная страница веб-клиента системы

Верхняя панель является основным инструментом навигации в приложении.

Для начала работы с системой необходимо пройти авторизацию либо регистрацию (если пользователь еще не зарегистрирован). Формы регистрации и авторизации приведены на рисунках 2 и 3:



Рисунок 2 - форма регистрации веб-клиента

Рисунок 3 - форма авторизации веб-клиента

После регистрации аккаунта пользователь получает уведомление на электронную почту о том, что регистрация прошла успешно, но для пользования системой необходимо пройти активацию профиля. Это действие может совершить только пользователь с ролью администратора.

После активации профиля пользователь при авторизации должен увидеть форму следующего вида (рисунок 4):

Рисунок 4 - начальный экран веб-клиента

Если при активации профиля пользователю также была выделена роль администратора, главное меню дополняется пунктом «Управление», с помощью которого пользователь может заниматься управлением сущностями системы (рисунок 5):



Рисунок 5 - начальный экран веб-клиента для пользователем с ролью администратора

После получения доступа к системе пользователь с ролью «читатель» имеет доступ к двум функциям системы: просмотр расписания, а также возможность просматривать изменения в расписании и другие уведомления.

Страница просмотра расписания перед установкой параметров выборки имеет вид, представленный на рисунке 6:



Рисунок 6 - начальный вид экрана просмотра расписаний

Вверху страницы всегда отображается заголовок, который характеризует функционал текущей страницы. Главная область экрана служит для отображения расписания, однако, если параметры еще не заданы, то выводится сообщение «Сперва нужно задать параметры расписания», а если в базе данных не найдено занятий, соответствующих критерию поиска, на экран будет выведено сообщение «Не удалось найти подходящих по критериям записей в базе». Если же выборка расписания по заданным характеристикам произошла успешно, экран отображения расписания принимает следующий вид (рисунок 7):



Рисунок 7 - экран просмотра расписания при отображении успешной выборки

Нижняя часть экрана просмотра расписания - это панель задания критериев, которая доступна и после отображения расписания внизу экрана.

Также пользователь с правами редактора или администратора имеет возможность вносить изменения в расписания. Для контроля за правильностью в изменениях расписания, каждое изменение фиксирует пользователя, который внес изменения. В управлении изменениями расписания реализуется контроль доступа: каждый пользователь, обладающий правами редактора, но не обладающий правами администратора, может удалять/изменять только те изменения в расписании, которые он создал сам. Пользователь с правами администратора может изменять/удалять любые изменения в расписании.

Вид экрана просмотра расписания для пользователя с ролью «редактор» имеет сделующий вид при запуске (рисунок 8):



Рисунок 8 - экран просмотра расписания для пользователя с правами редактора

Управление заменами, а также одноразовыми занятиями осуществляется через экран, приведенный на рисунке 9:

Рисунок 9 - экран управления заменами и одноразовыми занятиями

Вторая из доступных для пользователя с правами «читатель» функция - просмотр уведомлений об изменениях в учебном процессе.

Экран просмотра уведомлений для пользователя с правами «редактор» имеет вид, показанный на рисунке 10:

Рисунок 10 - экран отображения уведомлений для пользователя с ролью «редактор»

Для уведомлений, так же, как и для изменений в расписании, реализованы разграничения доступа: только автор или администратор может изменять/удалять уведомления. Для автора или администратора возле каждой записи расположены кнопки удаления или перехода в режим редактирования запииси. Также для пользователей с ролями «редактор» или «администратор» есть возможность создать новое уведомление, нажав соответствующую кнопку внизу экрана.

При создании уведомления, пользователь указывает объединения, которым таргетировано это уведомление. Также каждый пользователь в настройках своего профиля может выбрать объединения, которые зафиксируются в его профиле как readUnions (читаемые объединения). Затем, когда уведомление будет создано, каждый пользователь, профиль которого в readUnions содержит объединение, которое указано при создании уведомления, получит уведомление о том, что было создано уведомление, затрагивающее указанное объединение.

Экраны, доступные только пользователям с ролью «администратор» имеют унифицированный интерфейс, поэтому достаточно будет рассмотреть элементы управления расписанием (так как сущность расписания является сущностью, имеющей связи с другими сущностями системы).

Экран просмотра расписания с использованием инструментария администратора имеет вид, указанный на рисунке 11:

Рисунок 11 - просмотр записей расписания пользователем с ролью «администратор»

Редактирование или создание экземпляра сущности «занятие по расписанию» имеет вид, указанный на рисунке 12:



Рисунок 12 - создание/редактирование экземпляра сущности «занятие по расписанию»

Для отображения обучаемых объединений используется специальный компонент для angular.js. Все поля ввода, кроме номера позиции в цикле и названия предмета - это выпадающие списки. Поле ввода номера позиции - это числовое поле ввода. Поле ввода названия предмета - поле с автодополнением: этот компонент конфигурируется ресурсом в RESTful-интерфейсе, а также ключевым полем, по которому будет производиться выборка. Затем, когда пользователь вводит текст, компонент опрашивает сервер, используя для выборки введенный текст и отображает полученные результаты в списке, причем формат отображения также является конфигурируемым.

2.5 Мобильный клиент для операционной системы iOS

Клиент для мобильной операционной системы iOS разработан с использованием нативных технологий и с учетом руководств компании Apple по разработке пользовательских интерфейсов.

При запуске приложение отображает экран входа в систему (рисунок 13):

Рисунок 13 - экран входа в систему

На окне входа пользователю доступен ввод логина и пароля для входа. При успешном входе в систему экран входа в систему сменяется на основной экран приложения при помощи эффекта «сдергивание». Если же при входе в систему произошли какие-либо ошибки, то ниже блока ввода (области, в которой находятся поля «Имя пользователя» и «Пароль») плавно появляется красная панель, на которой выводится текст ошибки (эта панель скрывается по прошествии 5 секунд с момента появления), при этом, для дополнительной визуального уведомления пользователя блок ввода анимируется с помощью эффекта «встряхивание» - этот эффект не является встроенным и был разработан самостоятельно: эффект применяется на виде (View) при задании параметров амплитуды колебаний, количества колебаний и времени отображения - в блоке анимации (анимация получает как аргумент время отображения анимации) меняет координату по X вправо и влево на величину, равную параметру эффекта - амплитуду колебаний (рисунок 14):

Рисунок 14 - ошибка при авторизации через мобильный клиент

Также для уведомления пользователя о каких-либо продолжительных во времени процессов приложение использует компонент MBProgressHUD.

Если пользователь не имеет аккаунта, он может отправить заявку на его получение, нажав кнопку «Получить аккаунт». После этого приложение отображает экран регистрации в системе (рисунок 15):



Рисунок 15 - форма отправки заявки на регистрацию в системе

На данном этапе пользователь указывает данные для входа, а также свои персональные данные, которые будут использованы для работы внутри системы. При регистрации пользователю нужно указать электронную почту, номер телефона, имя пользователя для входа, пароль, фамилию, имя, отчество, тип пользователя (студент или преподаватель), а также объединения, уведомления которых пользователь желает читать. После успешного выполнения операции регистрации пользователь получает уведомление о том, что он сможет войти в систему после того, как администратор активирует его аккаунт. Кроме этого, администратор может установить роль пользователя (повысить полномочия, добавив роли «администратор» или «редактор»), а также добавить к профилю пользователя объединения, для которых он сможет добавлять изменения в расписании и уведомления. При любом изменении флага активации администратором пользователи получают соответствующие уведомления по электронной почте (при отключении активации сообщение имеет вид «Ваш профиль был отключен администратором», и при включении - «Ваш профиль активирован, Вы можете пользоваться возможностям системы»).

После входа в систему пользователь может открыть экран просмотра профиля (рисунок 15):

Рисунок 15 - экран просмотра профиля пользователя

Данный экран предоставляет возможность просмотра и изменения профиля пользователя. Система изменения данных следующая: для избежания предоставления некорректной информации, после внесения изменений флаг активации профиля сбрасывается, и пользователь сможет снова войти в систему после того, как администратор подтвердит введенные данные и вновь включит флаг активации. Доступ к различным функциям профиля осуществляется при помощи кнопки дополнительного меню в правой части навигационной панели приложения.

Основной интерфейс мобильного клиента представлен при помощи трех основных экранов, связанных с помощью контроллера вкладок (Tab Bar Controller). Пользователь может переключаться между экранами при помощи панели в нижней части экрана.

При открытии экрана просмотра расписания приложение отображает следующий вид (рисунок 16):



Рисунок 16 - начальный вид экрана с расписанием

Сообщение «Для просмотра расписания укажите, пожалуйста, временной промежуток и объединение» отображается при первом запуске данного экрана (до этапа, когда он будет верно сконфигурирован для произведения выборки расписания). Чтобы сконфигурировать экран для выборки, необходимо нажать кнопку в правой части навигационной панели с изображением двух стрелок.

При открытии экрана конфигурирования экрана расписания приложение отображает вид, показанный на экране 17.



Рисунок 17 - экран конфигурирования выборки расписания

Экран конфигурирования расписания содержит три элемента управления - поля установки даты начала и даты окончания периода, а также поле выбора объединения для выборки. Каждый элемент управления использует компонент iOS «барабан», для первых двух используется барабан для выбора даты (UIDatePicker), а для отображения произвольных структур данных используется родительский компонент UIDatePicker (UIPickerView).

После выбора нужных значений параметров и нажатия кнопки в правой части навигационной панели экран конфигурирования расписания закрывается, и экран просмотра расписания обновляется в соответствии с новыми параметрами расписания. Пример экрана расписания с успешной выборкой изображен на рисунке 18.

Рисунок 18 - экран расписания при успешной выборке

Навигация между днями производится при помощи скользящего по экрану движения - свайпа (от английского «to swipe»). Каждый день представляется страницей экрана может либо содержать фактический список занятий, как показано на рисунке 18, либо показывать сообщение «На данный день занятий не обнаружено» - такая ситуация возможна, если день свободен от занятий, либо является выходным днем (находится в массиве freeDays активной AppConfiguration). Каждая ячейка в расписании представляет собой занятие и содержит информацию о времени и месте проведения занятия, предмете и типе занятия (лекция, практикум, семинарское занятие), преподавателе занятия и объединения, которые обучаются на данном занятии.

Просмотр уведомлений осуществляется при помощи соответствующего экрана (рисунок 19). Экран просмотра уведомлений доступен при помощи панели вкладок (первая вкладка).

Рисунок 19 - экран списка уведомлений

Данный экран отображает список уведомлений, созданных для объединений, которые читает текущий пользователь, в хронологическом порядке.

Так как приложение работает по HTTP-протоколу, то для актуальности информации клиент каждые 10 секунд (если активен) опрашивает сервер на предмет новых уведомлений (от даты получения самого свежего уведомления), и, если появились новые уведомления, на вкладку экрана в нижней панели помещается специальный значок («наклейка», от английского badge) - круглый элемент красного цвета, на котором белым шрифтом указано количество новых уведомлений, или же “99+”, если уведомлений больше 99. При открытии экрана счетчик непрочитанных уведомлений сбрасывается, и наклейка удаляется с экрана.

Если данный экран активен, то опрос сервера на предмет новых уведомлений не производится, пользователь может сам инциировать процесс обновления, используя общепринятый в мобильных технологиях прием «потянуть, чтобы обновить»: скользящим движением вниз, как при прокрутке списка вверх, но сам список при этом находится в крайнем верхнем положении. При этом на экране отображается индикатор загрузки обновлений, и, если обновления получены, они немедленно добавляются к списку сверху.

Рисунок 20 - Полное описание уведомления

При нажатии на интересущее уведомление, приложение производит открытие этого уведомления в отдельном экране (рисунок 20). Пользователь может целиком прочитать содержимое уведомление, если оно велико, используя прокрутку экрана.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках данной работы была построена информационная система для мобильных устройств, при помощи которой имеется возможность получить централизованный доступ к расписанию при помощи вычислительных сетей (ЛВС или Интернета). Система построена с использованием современных фреймворков, использующих шаблоны объектно-ориентированного программирования, а также собственные архитектурные решения, в связи с чем система обладает модульностью и может быть расширена.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Одом У. Компьютерные сети. Первый шаг -- СПб.: Вильямс, 2006. - 403 с.

2 Бернерс-Ли Т. Плетя паутину: истоки и будущее Всемирной сети. URL:http://www.w3.org/People/Berners-Lee/Weaving/Overview.html (Дата обращения 23.12.2013)

3 Камер Д. Сети TCP/IP, том 1. Принципы, протоколы и структура -- М.: Вильямс, 2003. - 848 с.

4 Авдеева Л. В.Радиотехнологии и стандарты подвижной связи. URL: http://www.radioscanner.ru/info/article65/ (Дата обращения 23.12.2013)

5 Википедия - свободная энциклопедия. URL:http://ru.wikipedia.org/ (Дата обращения 23.12.2014)

6 Статья «История возникновения телефона и мобильной связи». URL:http://kpk-user.ru/articles/1207-istorija-vozniknovenija-telefona-i-mobilnojj.html (Дата обращения 23.12.2014)

7 Компьютер на ладони. URL:http://www.mobimag.ru/Articles/486/Kompyuter_na_ladoni.htm (Дата обращения 23.12.2014)

8 Гордеев А. В. Операционные системы: Учебник для вузов. -- 2-е изд. -- СПб.: Питер, 2007. - 416 с.

9 Когаловский М. Р. Энциклопедия технологий баз данных. -- М.: Финансы и статистика, 2002. - 800 с.

10 Кеннеди Б. HTML и XHTML. Подробное руководство. / Ч. Муссиано - М.:Символ-Плюс, 2002. - 748 с.

11 Флэнаган Д. JavaScript. Подробное руководство. - 5-е изд. - СПб.: Символ-Плюс, 2008. - 267 с.

12 Кнастер С. Objective-C и программирование для Mac OS X и iOS, 2-е издание./В. Малик, М. Далримпл. -- М.: Вильямс, 2013. - 297 с.

13 Бэнкер К. MongoDB in Action - Manning Publications, 2011. - 375 с.

14 Фландерс Д. Введение в службы RESTful с использованием WCF. URL: https://msdn.microsoft.com/ru-ru/magazine/dd315413.aspx (Дата обращения 20.05.2015)

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Подробное описание модели данных системы

Таблица 3 - описание модели данных системы

Имя сущности модели данных	Список свойств сущности
Конфигурация приложения	· Имя конфигурации (строка) · Активность (да/нет) · Цикл приложения (длина цикла - число, свободные от занятий дни - список чисел, начальная дата цикла - дата)
Занятие	· Номер занятия (целое) · Время начала (время) · Время окончания (время)
Тип занятия	· Название (строка)
Площадка	· Название (строка)
Предмет	· Название (строка) · Описание (строка)
Объединение	· Имя (строка) · Описание (строка) · Родительское объединение (объединение)
Пользователь	· Имя (строка) · Фамилия (строка) · Отчество (строка) · Имя пользователя (строка) · Пароль (строка) · Электронная почта (строка) · Номер телефона (строка) · Роли (список элементов «читатель», «редактор», «администратор»)
Пользователь	· Тип (студент, преподаватель) · Управляемые объединения (список экземпляров сущности Объединение) · Читаемые объединения (список экземпляров сущности Объединение) · Активность профиля (да/нет)
Занятие по расписанию	· Позиция дня в цикле занятий (целое) · Предмет (экземпляр сущности Предмет) · Тип (экземпляр сущности Тип занятия) · Занятие (экземпляр сущности Занятие) · Площадка (экземпляр сущности Площадка) · Преподаватель (экземпляр сущности Пользователь, чей тип равен «преподаватель») · Обучаемые объединения (список экземпляров сущности Объединение)
Замена / Одноразовое занятие	· Дата занятия (дата) · Позиция дня в цикле занятий (целое) · Предмет (экземпляр сущности Предмет) · Тип (экземпляр сущности Тип занятия) · Занятие (экземпляр сущности Занятие) · Площадка (экземпляр сущности Площадка) · Преподаватель (экземпляр сущности Пользователь, чей тип равен «преподаватель») Обучаемые объединения (список экземпляров сущности Объединение)
Уведомление	· Дата создания (дата) · Автор (экземпляр сущности Пользователь)
Уведомление	· Заголовок (строка) · Содержимое уведомления (строка) · Объединения-получатели (список экземпляров сущности Объединение)

Размещено на Allbest.ru