Разработка мобильного андроид приложения «Кабинет ргупс». Часть 2.

Страницы:   1   2

---

2. Проектирование

2.1. Проектирование базы данных api сервера

 

Основной составляющей объектно-ориентированного анализа при разработке программных продуктов является декомпозиция на отдельные объекты. Объектно-ориентированный анализ и проектирование принципиально отличаются от традиционных подходов структурного проектирования.

Модель предметной области – это визуальное представление концептуальных классов или объектов реального мира в терминах предметной области. Моделирование предметной области – один из начальных этапов проектирования системы, необходимый для выявления, классификации и формализации сведений обо всех аспектах предметной области, определяющих свойства разрабатываемой системы.

В данной работе в соответствии с заданием автоматизируется доступ к расписанию студентом или преподавателем.

Для нормального функционирования сервер должен отдавать данные о расписании, если студент авторизирован то данные о посещаемости, успеваемости и результатах тестирования, также для нормальной функциональности api сервера должны быть служебные таблицы.

В результате проведенного анализа предметной области можно перечислить основные сущности этой БД. Так как на физическом уровне сущности соответствует таблица, то просто перечислим основные таблицы базы данных.

В модель проектированной БД (таблица 2.1) будут входить следующие таблицы (сущности): посещаемость, пользователи, тестирование, преподаватели, успеваемость, google токен, филиал, группы, конфигурация, заблокированные аккаунты.

Таблица 2.1 – Список сущностей  

 

Каждая сущность обладает своей именованной характеристикой или атрибутом. Атрибуты сущностей в нашей реляционной базе данных представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Список атрибутов сущностей

 

 

2.2. Построение диаграммы классов хранения и обработки данных Android приложения

 

Диаграммы классов используются при моделировании ПС наиболее часто. Они являются одной из форм статического описания системы с точки зрения ее проектирования, показывая ее структуру. Диаграмма классов не отображает динамическое поведение объектов, изображенных на ней классов. На диаграммах классов показываются классы, интерфейсы и отношения между ними.

Класс – это основной строительный блок ПС. Это понятие присутствует и в объектно-ориентированных языках программирования, то есть между классами UML и программными классами есть соответствие, являющееся основой для автоматической генерации программных кодов или для выполнения реинжиниринга. Каждый класс имеет название, атрибуты и операции. Класс на диаграмме показывается в виде прямоугольника, разделенного на 3 области. В верхней содержится название класса, в средней – описание атрибутов (свойств), в нижней – названия операций и услуг, предоставляемых объектами этого класса.

На основе технического задания, спроектированной уже базе данных и с учетом всей функциональной составляющей, были спроектированы и созданы основные классы. Описание классов приведено в таблице 2.3, а диаграмма классов изображена на рисунке 2.1, рисунке 2.2.

Таблица 2.3 – Описание классов Android приложения

 

 

 

 

2.3. Построение диаграммы последовательности Android приложения

 

Диаграмма последовательности – диаграмма, на которой для некоторого набора объектов на единой временной оси показан жизненный цикл какого-либо определённого объекта (создание-деятельность-уничтожение некой сущности) и взаимодействие актёров (действующих лиц) информационной системы в рамках какого‑либо определённого прецедента (отправка запросов и получение ответов).

Основными элементами диаграммы последовательности являются обозначения объектов (прямоугольники с названиями объектов), вертикальные «линии жизни», отображающие течение времени, прямоугольники, отражающие деятельность объекта или исполнение им определенной функции (прямоугольники на пунктирной «линии жизни»), и стрелки, показывающие обмен сигналами или сообщениями между объектами.

Выделив классы и отношения между ними, представим еще один вид UML диаграммы – диаграммы последовательностей (рисунок 2.2). На этой диаграмме изображены объекты классов, времена их жизни и посылаемые или возвращаемые сообщения между ними.

 

Как видно из диаграммы последовательности при запуске программы пользователь взаимодействует с окном авторизации, если данные для авторизации правильные то пользователь получает доступ к функционалу приложения, если данные не верные то пользователю прийдется авторизироваться заново.

Диаграмма деятельности

Диаграмма деятельности это UML-диаграмма, на которой показаны действия, состояния которых описано на диаграмме состояний. Под деятельностью понимается спецификация исполняемого поведения в виде координированного последовательного и параллельного выполнения подчинённых элементов — вложенных видов деятельности и отдельных действий, соединённых между собой потоками, которые идут от выходов одного узла ко входам другого.

Диаграммы деятельности используются при моделировании бизнес-процессов, технологических процессов, последовательных и параллельных вычислений.

Диаграмма деятельности разрабатываемого приложения изображена на Рисунке 2.3

 

 

3. Реализация

3.1. Настройка рабочего пространства

 

Для разработки приложения под ОС Android нам понадобится настроить рабочее пространство под ОС Windows. Нам понадобится установить Java JDK и Android Studio.

Для разработки API нам необходимо настроить сервер который будет обрабатывать запросы, так как в университете обучается около 5000 человек и около 1000 человек преподавателей, и как мы выяснили в 1 главе, у 75% людей телефон на платформе Android, то около 4500 человек будет пользоваться приложением, это достаточно серьезная нагрузка на сервер. Для того чтобы проект выдержал такую нагрузку мы выберем виртуальный приватный сервер с такими параметрами:

• 2 ядра процессора Intel® Xeon® Processor E5450
• 2 Гб оперативной памяти
• 100 Гб SSD дискового пространства
• 1 Гбит порт в интернет
• Операционная система Debian 7.0
• Панель управления сервером Vesta и Webmin
• Для защиты административной части настроим VPN по протоколу L2TP
• Для удобства доступа к файлам сервера настроим Samba
• Для резервной копии настроим ежесуточное резервное копирование в облачное хранилище Yandex Disk объемом 200 Гб
• В качестве защиты от Ddos атак и распределенного CDN выберем сервис cloudflare

 

3.1.1. Debian

 

операционная система, состоящая из свободного ПО с открытым исходным кодом. В настоящее время Debian GNU/Linux — один из самых популярных и важных дистрибутивов GNU/Linux, в первичной форме оказавший значительное влияние на развитие этого типа ОС в целом. Debian может использоваться в качестве операционной системы как для серверов, так и для рабочих станций. Debian отличается широким спектром возможностей. В текущую стабильную версию включено свыше тридцати семи тысяч пакетов программ для десяти архитектур на основе ядра Linux и также двух архитектур на основе ядра FreeBSD.

Отличительными чертами Debian являются: система управления пакетами Advanced Packaging Tool (APT), жёсткая политика по отношению к пакетам, репозитории с огромным их количеством, а также высокое качество выпускаемых версий. Это сделало возможным простое обновление между версиями, а также автоматическую установку и удаление пакетов.

 

3.1.2. Панель управления Webmin

 

Webmin — это программный комплекс, позволяющий администрировать операционную систему через веб-интерфейс, в большинстве случаев, позволяя обойтись без использования командной строки и запоминания системных команд и их параметров. Используя любой браузер, администратор сервера может создавать новые учётные записи пользователей, почтовые ящики, изменять настройки служб и сервисов, например: веб-сервера Apache, DNS. Однако, в некоторых случаях необходимо знание операционной системы и редактирование конфигурационных файлов вручную.

 

3.1.3. Протокол L2TP

 

L2TP — в компьютерных сетях туннельный протокол, использующийся для поддержки виртуальных частных сетей. Главное достоинство L2TP состоит в том, что этот протокол позволяет создавать туннель не только в сетях IP, но и в таких, как ATM, X.25 и Frame Relay.

Несмотря на то, что L2TP действует наподобие протокола Канального уровня модели OSI, на самом деле он является протоколом Сеансового уровня и использует зарегистрированный UDP-порт 1701.

 

3.1.4. Файловый сервер Samba

 

Samba — пакет программ, которые позволяют обращаться к сетевым дискам и принтерам на различных операционных системах по протоколу SMB/CIFS. Имеет клиентскую и серверную части. Является свободным программным обеспечением, выпущена под лицензией GPL.

Samba работает на большинстве Unix-подобных систем, таких как Linux, POSIX-совместимых Solaris и Mac OS X Server, на различных вариантах BSD; в OS/2 портирован Samba-клиент, являющийся плагином к виртуальной файловой системе NetDrive. Samba включена практически во все дистрибутивы Linux.

Главное его преимущество, что он работает гораздо быстрее ftp

 

3.2. Использование симметричного шифрования

 

Advanced Encryption Standard — симметричный алгоритм блочного шифрования, принятый в качестве стандарта шифрования правительством США по результатам конкурса AES. Этот алгоритм хорошо проанализирован и сейчас широко используется, как это было с его предшественником DES. Национальный институт стандартов и технологий США (англ. National Institute of Standards and Technology, NIST) опубликовал спецификацию AES 26 ноября 2001 года после пятилетнего периода, в ходе которого были созданы и оценены 15 кандидатур. 26 мая 2002 года AES был объявлен стандартом шифрования. По состоянию на 2009 год AES является одним из самых распространённых алгоритмов симметричного шифрования.

В данной работе шифрование AES позволяет передавать чувствительные данные даже по открытым сетям и при этом работает прозрачно для пользователя. На рисунке 3.2 показан код который на стороне сервера шифрует данные, а на рисунке 3.1 фрагмент когда на стороне клиента расшифровывает данные

 

 

3.3. Разработка интерфейса приложения

 

Для создания графического интерфейса в IDE Android Studio предусмотрен графический редактор с возможность перетаскивания элементов интерфейса на макет экрана, что в свою очередь очень упрощает разработку, элементы расположенные на макете конфигурируются с помощью классов, к примеру с помощью класса мы можем не отображать часть элементов на макете экрана. Для тонкой настройки элементов макета возможно переключить графический редактор в режим редактирования xml, в данном режиме все объекты представлены в виде xml объектов, в этом режиме возможно произвести тонкую подстройку элементов макета, так же xml редактор проверяется правильность описания элементов, если он заметит ошибку он обязательно подсветит ее красным. Пример интерфейса редактора и макета экрана LaunchActivity который пользовать увидит при первом запуске приложения изображен на рисунке 3.2, данный макет в xml редакторе представлен на рисунке 3.3

 

 

При входе в приложение пользователю предлагается выбрать кем он является, сейчас мы рассмотрим использование приложение в качестве студента, который знает свой номер зачетной книжки и фамилию. Главный экран отображен на рисунку 3.4. Код реализации класса LaunchActivity приведен в приложении А.

Каждому студенту при поступлении в университет присваивается номер зачетной книжки, с помощью него и своей фамилии он может авторизоваться в приложении. Если по каким-то причинам студент не может ввести номер личного дела или фамилию то он может выбрать свою группу и так же пользоваться приложением только с ограниченным функционалом.

 

После авторизации приложение позволяет просматривать расписание, с возможностью выбора нужного дня недели, а так же с помощью календаря возможно посмотреть свое расписание в нужную дату. Также в конце каждой недели есть сводка о посещаемости за эту неделю. Взаимодействие отображено на рисунке 3.5. Класс RaspisanieActivity – отвечающий за отображение расписания приведен в приложении Б.

 

Также пользователю доступно меню навигации оно отображено на рисунке 3.6, меню вызывается движением слева на право от левого края экрана, меню это самый удобный метод навигации в приложении.

 

С помощью меню мы переходим в раздел посещаемость оно изображено на рисунке 3.7, там мы видим посещаемость студента, в виде краткой сводки за весь семестр и с понедельной информацией, класс VisitsActivity отвечающий за отображение посещаемости приведен в приложении В.

 

С помощью меню изображенного на рисунке 3.6 мы переходим в раздел тестирование. В нем отображается информация по всем семестрам. Переключение семестров происходит с помощью меню в верхней части экрана. Результаты тестирования группируются в зависимости от типа тестирования, пробное тестирование либо это тест сессия. Данный экран отображен на рисунке 3.7, код класса TestActivity находится в приложении Г.

 

С помощью меню изображенного на рисунке 3.6 мы переходим в раздел успеваемость. В нем отображается информация по всем семестрам. Переключение семестров происходит с помощью меню в верхней части экрана. Результаты успеваемости студента группируются в зависимости от типа контроля предмета. Данный экран отображен на рисунке 3.8, код класса ProgressActivity находится в приложении Д.

 

С помощью меню изображенного на рисунке 3.6 мы переходим в раздел преподаватели. С помощью этого раздела мы можешь найти нужного нам преподавателя, а с помощью дополнительных опций мы можем уточнить критерии поиска, к примеру мы можем отобразить только тех преподавателей которые ведут пару у конкретной группы, отобразить полное фамилию имя отчество преподавателя, а также отобразить только тех преподавателей которые по расписанию сейчас в университете. Пункты можно комбинировать между собой к примеру посмотреть только своих преподавателей которые сейчас в университете. Когда мы нашли нужного преподавателя мы можем нажать на его фамилию имя отчество и мы перейдем в его расписание, навигация по расписанию преподавателя аналогична навигации по расписанию группы.Данный экран отображен на рисунке 3.9, код класса TeacherActivity находится в приложении Е.

 

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы было создано Android приложение.

 

3.4. Разработка API сервера

 

Для нормальной работы приложения требуется постоянное обновление данных, расписание может быть изменено в любой момент, посещаемость студента может обновиться и главная задача приложения как можно быстрей отобразить эту информацию пользователю.

Взаимодействие с Android приложения с информационной системой РГУПС схематически изображено на рисунке 3.10

 

Для хранения данных используется несколько подходов, данные о расписании хранятся в сжатом с помощью gzip файле, так как записей очень много и они не часто меняются целесообразно хранить их в таком виде, чем каждый раз запрашивать их из базы данных. Данные студентов напротив хранятся в базе данных, так как они меняются чаще и хранить их в файлах не целесообразно.

Кеширующий сервер раз в сутки запускает процесс, который запрашивает в информационной системе РГУПС обновление расписания, обновление посещаемости, успеваемости, результатов тестирования пользователей и сохраняет в свою базу данных. Все части кеширующего сервера реализованы на языке высокого уровня php с использованием базы данных mysql.

 

Заключение

 

В процессе выполнения работы было рассмотрено взаимодействие отделов при составлении расписания. Ключевым моментом работы стала разработка программы для использования на мобильном устройстве. Было реализовано приложение, для операционной системы Android, позволяющее студенту ознакомится со своим расписанием, посещаемостью и успеваемостью. При разработке указанного приложений сочетались лаконичность интерфейса с достаточно сложной логикой задач. Современный смартфон или планшетный компьютер может полностью заменить все функции домашнего компьютера. В связи с тем, что имеет важное значение разработка приложений не только для персональных компьютеров, так и для планшетов и смартфонов. Подводя итоги проведенного исследования, можно сказать, что все поставленные задачи решены, следовательно, главная цель, поставленная в выпускной квалификационной работе, достигнута.

 

Список использованных источников

 

1. Голицына, О.Л. Базы данных. — М.: Форум, 2014. — 352 с.
2. Голощапов, А.Л. Google Android. Создание приложений для смартфонов и планшетных ПК. – Питер, 2014.
3. Джеффри, Д.У. Основы реляционных баз данных. – Лори, 2016. — 382 с
4. Захаров, В.П. Информационные системы: учеб. пособие / В.П. Захаров. — СПб., 2014. — 187 с.
5. Голицына, О.Л. Информационные технологии: Учебник / О.Л. Голицына, Н.В. Максимов, Т.Л. Партыка, И.И. Попов. — М.: Форум, ИНФРА-М, 2013. — 608 c.
6. Гультяев А.К. Проектирование и дизайн пользовательского интерфейса – С- Пб: Корона-принт, 2010 г. — 349 с.
7. Федотова, Е.Л. Информационные технологии и системы: Учебное пособие / Е.Л. Федотова. — М.: ИД ФОРУМ, 2013. — 352 c.
8. ГОСТ 19.103-77 ЕСПД. Обозначение программ и программных документов.
9. .ГОСТ 34.201-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на ав- томатизированные системы. Виды, комплектность и обозначение докумен- тов при создании автоматизированных систем.
10. .Цветкова М.С. Информатика и ИКТ. / М.С.Цветкова, Л.С.Великович 3-е изд., стер. — М.: ИНФРА, 2012. – 352 с.
11. Хлебников, А.А. Информационные технологии: Учебник / А.А. Хлебников. — М.: КноРус, 2014. — 472 c
12. Федотова, Е.Л. Информационные технологии и системы: Учебное пособие / Е.Л. Федотова. — М.: ИД ФОРУМ, 2013. — 352 c
13. Васильев А.Н. Java. – СПБ, Питер, 2011
14. Варакин М.В. Разработка мобильных приложений под Android. УЦ «Специалист» при МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012.
15. Котляров В.П. Основы тестирования программного обеспечения. Издательство Бином, 2009
16. Дейтел П. Android для программистов: создаем приложения. Издательство Питер, 2012.
17. Амелин К. С., Граничин О. Н., Кияев В. И., Корявко А. В.. Введение в разработку приложений для мобильных платформ. Издательство ВВМ, 2011.
18. Пайлон Д. UML 2 для программистов. Издательство Питер, 2012.
19. Харди Б., Филлипс Б., Стюарт К., Марсикано К.Android программирование для профессионалов. 2 издание. Издательство Питер, 2016.

---

Страницы:   1   2