СОДЕРЖАНИЕ
ВВEДEНИE
I АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1.1 Обоснование актуальности исследования
1.1 Анализ предметной области исследования
1.1.2 Постановка задачи, определение предмета и объекта исследования
1.2.4 Определение связи задачи исследования с другими задачами
1.1.3 Теоретическая и методологическая основа исследования
1.2 Характеристика задачи и объекта исследования
1.2.1 Сфера деятельности и основные бизнес-процессы исследуемого объекта
1.2.2 Система управления объектом исследования
1.2.3 Обоснование выбора задачи для объекта исследования
1.3 Характеристика задачи в рамках комплекса задач объекта исследования
1.3.1 Оценка существующих ресурсов для решения задачи исследования
1.3.2 Определение средств автоматизации для решения задачи исследования
1.3.3 Определение уровня защиты информации для исследуемой задачи
1.4 Анализ существующих разработок и выбор стратегии автоматизации
1.4.1 Анализ существующих разработок для автоматизации задачи
1.4.2 Обоснование способа приобретения ИС для автоматизации задачи
1.4.3 Обоснование стратегии автоматизации задачи
1.5 Обоснование проектных решений
1.5.1 Обоснование проектных решений по информационному обеспечению
1.5.2 Обоснование проектных решений по программному обеспечению
1.5.3 Обоснование проектных решений по техническому обеспечению
2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Разработка проекта автоматизации
2.1.1. Этапы жизненного цикла проекта автоматизации
2.1.2. Ожидаемые риски на этапах жизненного цикла и их описание
2.1.3. Организационно-правовые и программно-аппаратные средства обеспечения информационной безопасности и защиты информации
2.2 Информационное обеспечение задачи
2.2.1 Информационная модель и её описании
2.2.2 Характеристика нормативно-справочной, входной и оперативной информаци
2.2.3 Характеристика результатной информации
2.4 Программное обеспечение задачи
2.4.1 Общие положения (дерево функций и сценарий диалога)
2.4.2 Характеристика базы данных
2.4.3 Структурная схема пакета (дерево вызова программных модулей)
2.4.4 Описание программных модулей
2.5 Апробация результатов исследования
3. ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
3.1 Выбор и обоснование методики расчёта экономической эффективности
3.2 Расчёт показателей экономической эффективности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВEДEНИE
В настоящее время большое внимание уделяется использованию информационных технологий в образовательном процессе. В конце 20 века человечество вступило в стадию развития, получившую название постиндустриальное или информационное общество.
Актуальность работы заключается в том, что информационные технологии в образовании постоянно обновляются и задача преподавателей специальных дисциплин, а так же мастеров производственного обучения внедрять в образовательный процесс современное программное обеспечение с целью повышения качества приобретаемых знаний, умений и навыков, а так же уровня познавательной активности в процессе обучения. Образовательный процесс с применением электронного образовательного ресурса позволяет обучающимся более успешно усваивать содержание учебного материала по данной области знаний, способствует формированию устойчивого познавательного интереса и постоянной мотивации к учению, развивает память, внимание и мышление, создает условия для активной самостоятельной работы обучающихся. Современный этап развития мирового сообщества предъявляет новые требования к уровню подготовки специалистов любого профиля с использованием компьютерных технологий в профессиональной деятельности.
Регрессионное тестирование является важным инструментом повышения надёжности программного обеспечения. Регрессионные тесты фиксируют поведение программных компонент, позволяя обнаруживать ошибки при внесении изменений в исходный код этих компонент. Однако при большом количестве различных сценариев поведения тестируемого кода написание регрессионных тестов является трудоёмкой задачей, что часто ведёт к упущенным тестовым сценариям.
Естественной идеей решения этой проблемы служит автоматизированная генерация регрессионных тестов [1]. Одним из эффективных способов достижения этой цели служит символьное исполнение [2], [3], которое исследует различные ветви поведения программы, используя инструменты проверки выполнимости логических формул (SMT-решатели [4]) для автоматического вывода входных данных, приводящих исполнение программы в эти ветви.
Реальные программы часто содержат сложные структуры данных, такие как списки и разные виды деревьев. Далее в этой статье под сложными структурами мы будем иметь в виду структуры, содержащие указатели на другие структуры или на себя. Они широко используются в реальном коде, а их автоматическое тестирование представляет особую сложность.
Цель дипломной работы – разработка системы автоматизированной генерации контрольно-тестовых заданий из текстов учебных пособий.
Указанной выше цели достигнем, последовательно решив ряд задач, а именно:
– приведем технико–экономическую характеристику предметной области и предприятия;
– представим анализ деятельности «КАК ЕСТЬ»;
– охарактеризуем само предприятие и его основную деятельность;
– рассмотрим организационную структуру управления предприятием;
– проведем характеристику комплекса задач и обоснуем необходимость автоматизации;
– выберем комплекс задач автоматизации и проведем характеристику существующих бизнес процессов;
– определим место проектируемой задачи в комплексе задач и приведем ее описание;
– обоснуем необходимость использования вычислительной техники для решения задачи;
– проведем анализ существующих разработок и выбор стратегии автоматизации «КАК ДОЛЖНО БЫТЬ»;
– проанализируем существующие разработки для автоматизации задачи;
– выберем и обоснуем стратегию автоматизации задачи;
– выберем и обоснуем способ приобретения ИС для автоматизации задачи;
– обоснуем также проектные решения;
– обоснуем проектные решения по техническому обеспечению;
– обоснуем проектные решения по информационному обеспечению;
– обоснуем проектные решения по программному обеспечению;
– проведем разработку проекта автоматизации;
– определим этапы жизненного цикла проекта автоматизации;
– определим ожидаемые риски на этапах жизненного цикла и приведем их описание;
– рассмотрим информационное обеспечение задачи;
– определим информационную модель и приведем ее описание;
– определим используемые классификаторы и системы кодирования;
– приведем характеристику нормативно–справочной, входной и оперативной информации;
– охарактеризуем результатную информацию;
– охарактеризуем программное обеспечение задачи;
– определим его общие положения (дерево функций и сценарий диалога);
– приведем характеристику базы данных;
– определим структурную схему пакета (дерево вызова программных модулей);
– опишем программные модули;
– охарактеризуем технологическое обеспечение задачи;
– приведем контрольный пример проекта и его описание;
– проведем обоснование экономической эффективности проекта;
– выберем и обоснуем методику расчета экономической эффективности;
– проведем расчет показателей экономической эффективности проекта.
Отметим, что методологическую основу исследования составили следующие методы: диалектический, метод структурного анализа, логический, сравнительный, исторический, хронологический, статистический, социологический, метод системного анализа, экономические методы.
Нормативно–правовую базу исследования составят международные правовые акты, ратифицированные Российской Федерации, действующее национальное законодательство Российской Федерации, отраслевые нормативно – правовые акты, существующие в данной области стандарты и рекомендации и др.
Полученные в ходе проведенного исследования и разработки программного продукта результаты должны иметь практическую значимость, выражающуюся в общественной и производственной пользе при использовании данных разработок.
Пояснительная записка к дипломному проекту состоит из введения, трех основных глав, разбитых на параграфы, заключения и списка использованных источников.
I АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1.1 Обоснование актуальности исследования
На протяжении всего процесса обучения обучаемый занимается различными видами учебной деятельности. Каждому виду учебной деятельности соответствует свой набор вспомогательных средств, направленных на облегчение процесса обучения. Так, например, если обучаемый занимается изучением теоретической части учебного курса, то ему необходимы лекции, компьютерные учебные пособия, справочники, компьютерные энциклопедии. А если обучаемый занимается изучением практической части курса, то ему необходимы тренажеры, лабораторные работы, практические занятия. При обучении по очной технологии набор средств для каждого вида деятельности более разнообразен по своему содержанию, но при обучении по дистанционной технологии этот набор будет более технологичным, в нем будет больше встроенных возможностей (интерактивные демонстрации, моделирование сложных физических процессов).
При обучении по дистанционной технологии качество усвоения материала не уступает тому, которое достигается при обучении по очной технологии. Это достигается за счет создания различных компьютерных учебных программ и использования телекоммуникаций в процессе обучения [6].
Учебный процесс включает в себя виды деятельности, направленные на овладение знаниями обучающимися, а также на контроль успеваемости и усваиваемости знаний и умений:
— лекции;
— видео лекции;
— аудиолекции;
— мультимедиа лекция;
— компьютерные тренажеры;
— примеры решения задач;
-учебные пособия, учебно-методические пособия, руководства по организации самостоятельной работы;
— компьютерные учебные пособия и обучающие программы;
— практические занятия по решению задач;
— семинарские занятия;
— самостоятельная работа обучаемых;
— программы-симуляторы и интерактивные модели;
— практические занятия;
— лабораторные работы;
— контрольные работы;
— тесты;
— экзамены, зачеты.
Рассмотрим более подробно основные составляющие практического обучения и контроля успеваемости в процессе обучения.
Практические занятия по решению задач – вид учебной деятельности, направленный на закрепление изученного ранее теоретического материала и получение практических навыков применения знаний на практике.
Практические занятия по решению задач проводятся преподавателем как с помощью традиционных (бумажных) задачников, так и с помощью электронного задачника или базы данных, в которых собраны типовые и уникальные задачи по всем основным темам учебного курса. При этом электронный задачник может одновременно выполнять функции тренажера, т.к. с его помощью можно сформировать навыки решения типовых задач, осознать связь между полученными теоретическими знаниями и конкретными проблемами, на решение которых они могут быть направлены.
Достоинством практических занятий по решению задач является возможность разбора не только типовых задач. Недостатком таких занятий является возможность их проведения только в очном режиме.
Программы-симуляторы – вид учебной деятельности направленный на закрепление полученных ранее теоретических знаний. Они предназначены для проведения самостоятельной работы в условиях, максимально приближенных к реальным, выполнения итоговых контрольных заданий, для практического применения на своих рабочих местах.
При использовании симуляторов в очном процессе обучения имеется возможность быстрой корректировки допускаемых ошибок при непосредственном общении с преподавателем или инструктором. При обучении по дистанционной технологии в программы имитации уместно включать возможность быстрой подсказки, систему анализа и коррекции ошибок, допущенных во время работы с выходом на соответствующие пункты пройденного материала.
Интерактивные модели – вид учебной деятельности направленный на закрепление полученных ранее знаний путем моделирования различных процессов. Типичными представителями класса интерактивных моделей являются так называемые экспертные системы.
Экспертные системы — это компьютерные системы, содержащие знания экспертов и фундаментальные знания в той или иной предметной области, обладающие способностью к логическим выводам и выступающие в качестве электронных консультантов.
Достоинством программ-симуляторов и интерактивных моделей является возможность без каких-либо потерь закрепить практические навыки. Недостатком программ-симуляторов и интерактивных моделей является притупление у обучаемых профессиональных навыков.
Лабораторные работы – вид учебной деятельности направленный на закрепление изученного ранее теоретического материала и получение навыков практической деятельности путем работы с материальными объектами или моделями предметной области курса. Лабораторные работы позволяют объединить теоретико-методологические знания и практические навыки учащихся в процессе научно-исследовательской деятельности.
В ходе лабораторных работ обучаемые выполняю различные эксперименты по доказательству изученных законов и др. Лабораторные работы могут выполняться, как на реальных экспериментальных установках, так и на компьютере, в виртуальных лабораториях.
Электронные лабораторные практикумы позволяют имитировать процессы, протекающие в изучаемых реальных объектах, или смоделировать эксперимент, не осуществимый в реальных условиях. При этом имитируется не только реальная установка, но и объекты исследования и условия проведения эксперимента. Виртуальные лаборатории позволяют подобрать оптимальные для проведения эксперимента параметры, приобрести первоначальный опыт и навыки на подготовительном этапе, облегчить и ускорить работу с реальными экспериментальными установками и объектами.
Достоинствами лабораторных работ являются возможность работы в команде, возможность на практике применить изученный ранее теоретический материал и более подробно изучить используемые в работе экспериментальные установки. Недостатком лабораторных работ является обязательная хорошая теоретическая подготовка обучаемого.
Контрольные работы – вид деятельности направленный на контроль за знаниями и практическими навыками обучаемых.
В настоящий момент контрольные работы можно проводить как письменно, так и с использованием компьютера. В ходе контрольной работы обучаемому предлагается решить некоторое количество задач на заданную тему. После чего ему выставляется оценка в соответствии с его уровнем знаний.
Достоинством контрольной работы можно считать возможность проведения ее в любой момент времени в течении всего процесса обучения, это позволяет контролировать уровень знаний обучаемых на протяжении всего обучения. Недостатком контрольной работы считается отсутствие объективной оценки, это связано с возможностью списывания обучаемых друг у друга, субъективное отношение преподавателя к обучаемым.
Тесты — вид учебной деятельности направленный на контроль знаний обучаемого. Обучаемому предлагаются вопросы, на которые необходимо ответить.
В ходе решения ответ может вводится различными способами:
— ввод ответа в виде строки символов;
— ввод ответа в виде графика, рисунка;
— ввод ответа через микрофон. Ответ, введенный через микрофон, преобразуется в строку символов;
— ввод ответа, посредством выбора одного и предложенных вариантов.
Достоинством тестового контроля является объективная оценка, не зависящая от отношения преподавателя к обучаемым. Недостатками тестового контроля являются возможность угадывания обучаемым правильного ответа и некорректность формулирования некоторых вопросов.
Экзамены, зачеты – вид учебной деятельности направленный на контроль знаний обучаемого. Этот вид контроля направлен на оценку итоговых знаний обучаемого по всему пройденному курсу.
Экзамены и зачеты могут проводится как в очном режиме, так и посредством компьютера. В случае проведения экзамена на компьютере обучаемому ставится более объективная оценка, так как на нее не влияет отношение преподавателя к обучаемому.
Достоинством итогового контроля знаний является универсальность оценки относительно других образовательных структур. Недостатками контроля знаний являются, в некоторых случаях, необъективность оценки и некорректность некоторых заданий.
Подробно рассмотрены основные составляющие практического обучения и контроля успеваемости. Каждый из видов учебной деятельности, направленных на контроль знаний обучаемого, обладает как достоинствами, так и недостатками. Применение различных видов контроля в процессе обучения позволяет повысить качество обучения и улучшить объективность оценки знаний студентов. Главными видами контроля знаний все же остаются контрольные работы и экзамен.
Внедрение новых информационных технологий в образование позволяет повысить уровень контроля знаний в учебной деятельности. Постоянное совершенствование компьютеров и компьютерных сетей существенно раздвигает границы их использования. Необходимо подробно рассмотреть сферу применения компьютера в образование и методы применения компьютера для контроля знаний, в том числе при проведении контрольных работ и экзаменов. Именно их целесообразно применить при разработке представляемой системы.
1.1 Анализ предметной области исследования
1.1.2 Постановка задачи, определение предмета и объекта исследования
При изучении технических дисциплин особое внимание уделяется участию студентов в проведении научных экспериментов. Но не все эксперименты возможно реализовать в физических лабораториях ввиду большой стоимости и большой сложности. В таких случаях информационные технологии предоставляют возможность создания образовательных систем виртуальной реальности, разновидностью которых являются когнитивные информационные обучающие системы, включающие в себя виртуальные тренажерные устройства.
Методологической основой исследований компонентов виртуальных тренажерных устройств и информационной обучающей системы в целом являлся комплексное применение взаимодополняющих подходов и методов, основными из которых были методы декомпозиции, агрегирования, структурный и когнитивный анализ. Одной из наиболее существенных недостатков существующих информационных обучающих систем является их низкая дидактическая эффективность, поэтому целью данной статьи является создание виртуальных электронных тренажерных устройств в составе когнитивных обучающих систем, учитывающих в своих алгоритмах функционирования личностные качества участников образовательного процесса и тем самым обеспечивающих возможность применения личностно-ориентированного подхода в образовании.
В работе представлены схемотехнические решения проектирования информационных обучающих систем, включающих в себя виртуальные модели прецизионных систем питания и прецизионных систем усиления. При построении мощных систем питания получена возможность полной компенсации нестабильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки до 50 А. Также предложено решение создания широкополосных усилителей с коэффициентом гармоник 0,003%.
В работе предложены схемотехнические решения тренажерных виртуальных электронных устройств, имеющих возможность предоставлять студентам для проектирования узлы разной сложности. В работе предложены методы повышения дидактической эффективности применения информационных обучающих систем.
Обучение в технических вузах не обходится без программно-аппаратных имитационно-моделирующих средств. Особенностью информационных образовательных ресурсов является возможность создания эффективной интерактивной среды обучения с расширенными возможностями.
Когнитивные обучающие системы представляют собой автоматизированные информационные системы управления процессом обучения [1, 2].
Сложностями при создании информационных образовательных ресурсов является отсутствие единого математического подхода при описании моделей компонентов образовательного процесса, а также отсутствие в алгоритмах функционирования обучающих систем закономерностей теорий и концепций обучения [3, 4].
Причинами, снижающими эффективность применения информационных обучающих систем, является также отсутствие автоматизированных компонентов для реализации личностно-ориентированного подхода в образовании.
1.2.4 Определение связи задачи исследования с другими задачами
В настоящее время существует большое количество сред разработки, таких как СBuilder, Delphi, Visual Studio (включает С, C++, C#), различные Web-технологии (HTML, DHTML, JavaScript, PHP).
Для реализации данной системы были использованы среда разработки и технологии программ Delphi 2009, которая ориентирована на работу в Windows. Delphi 2009 — средство разработки, объединяющее обширную библиотеку компонентов, средства редактирования, рефакторинга и отладки, предоставляет в распоряжение разработчиков все необходимое для быстрого и удобного создания приложений любых типов на платформе Windows. Delphi 2009 включает полный набор инструментов для удобной разработки мощных и эффективных приложений. В основе идеологии Delphi лежит технология визуального проектирования и методология объектно-ориентированного программирования (программирования процедур обработки событий), применение которых позволяет существенно сократить время разработки и облегчить процесс создания приложений [25].
Delphi проводит полную поддержку Unicode. Приложения могут выполняться на любой языковой версии Windows. Применение Unicode гарантирует, что приложения будут одинаково выглядеть и функционировать во всех языковых версиях Windows и поддерживать как Unicode-строки, так и ANSI-строки. Новые усовершенствованные средства локализации помогают переводить приложения на различные языки. Новые элементы языков программирования, в том числе Generics и анонимные методы для Delphi, позволяют создавать более гибкий и качественный код и предоставляют новые возможности для рефакторинга; новая библиотека VCL включает в себя множество усовершенствований и новых компонентов для создания развитого графического интерфейса; уменьшено время передачи приложением сообщений операционной системе [26].
Поскольку все языки высокого уровня на данный момент примерно равномощны, то выбор языка программирования и среды разработки становится делом личных пристрастий разработчика. С++ в плане ООП на первый взгляд куда эффективнее Delphi. Но вопрос в необходимости использования этих эффективных и сложных средств. Необходимость — есть невозможность решить задачу с тем же качеством более простыми средствами. Большинство разработчиков отмечают, что дельфийский компилятор быстрее C++ на порядок. Когда требуется разработать ПО в максимально сжатые сроки и обеспечить хороший рефакторинг (читабельность, модифицируемость, удобство и оптимизацию) кода приложения, тут Delphi просто нет равных. Код хорошо структурируется, названия всех функций по сути есть сокращения английских слов (IntToStr – целое в строку; Now – возвращает дату и время сейчас; UpperCase – приводит к верхнему регистру и тд), хорошая модульность и видимость кода – все это способствует скорости разработки, а также позволяет производить ее в командном режиме более эффективно.
Одно из очевидных преимуществ Delphi – компоненты, число которых исчисляется миллионами. В Delphi есть возможность скомпилировать участок кода и предоставить его в свободное пользование как компонент. Другое преимущество – большое комьюнити Delphi кодеров (в котором больше непрофессионалов в силу легкости языка) порождает в интернете большое количество справочной информации в самых разных областях программирования. Отдельно следует сказать о базах данных. В Delphi введены мощные средства поддержки работы с данными, позволяющие очень просто создавать приложения, связанные с базами данных. В этой области Delphi, пожалуй, вообще не имеет конкурентов.
Во многом то, что Delphi является самым простым — весьма спорно. А удобство — субъективное мнение каждого.
1.1.3 Теоретическая и методологическая основа исследования
Проведя анализ выполняемых системой функций, представим функциональную модель системы с помощью методологии IDEF0 и IDEF3. Соответствующие декомпозиции модели представлены на рисунках 1-7:
1.2 Характеристика задачи и объекта исследования
1.2.1 Сфера деятельности и основные бизнес-процессы исследуемого объекта
Наименование: Частное образовательное учреждение высшего образования «Московский университет имени С.Ю. Витте». Учредитель (учредители) образовательной организации: Акционерное общество «Современное образование», руководителем учредителя является юридическое лицо: 125167, г. Москва, Ленинградский проспект, д.45, корп.3. Юридический адрес: 115432, Москва, 2-й Кожуховский проезд, д. 12, стр. Московский Университет имени С.Ю. Витте (МИЭМП) был создан в 1993 году и является одним из первых негосударственных вузов России, получивших лицензию на право ведения образовательной деятельности.
Московский Университет имени С.Ю. Витте (МИЭМП) готовит профессионалов во всех сферах экономики и финансов, управления, юриспруденции для дальнейшей работы в компаниях всех форм собственности.
Университет является разработчиком общесственных специализированных программ, направленных на сотрудничество с государственными и коммерческими предприятиями – работодателями, благодаря которым студенты Московского Университета имени С.Ю.Витте (МИЭМП) во время обучения проходят практику в финансовых учреждениях г. Москвы – банках, инвестиционных и страховых компаниях и т.д.
По окончании обучения все выпускники Московского Университета имени С.Ю.Витте (МИЭМП) получают возможность трудоустройства на конкурсной основе по полученным специальностям. В университете можно получить подготовку по всем направлениям: среднее профессиональное образование (Колледж Московского Университета имени С.Ю.Витте (МИЭМП), высшее профессиональное образование, второе высшее образование, магистратура, аспирантура, дополнительное профессиональное образование, а также высшее и второе высшее образование с использованием дистанционных образовательных технологий очень высокого уровня. Разработаны сокращенные программы подготовки специалистов в полном соответствии с Федеральным Законом РФ «О высшем и послевузовском профессиональном образовании».
Срок обучения в университете 2–6 лет в зависимости от выбранной формы обучения и базового образования. По окончании обучения выпускникам выдается государственный диплом.
В соответствии с государственной аккредитацией студентам очной формы обучения гарантируется отсрочка от призыва в армию на все время обучения.
Студенты заочного отделения пользуются всеми льготами, предусмотренными законодательством РФ.
В университете развивается международное сотрудничество, направленное, прежде всего, на повышение профессионального уровня преподавательского состава, а также максимально полную реализацию потенциала обучающихся в Московском Университете имени С.Ю.Витте (МИЭМП) студентов. Университет участвует в международных проектах: SA:
Международная общественная студенческая организация, международная программа «Россия-Европа: Два Диплома». Благодаря поддержке университета студенты имеют возможность успешно участвовать во Всероссийском открытом Конкурсе на стипендии Президента Российской Федерации для обучения за рубежом.
1.2.2 Система управления объектом исследования
В связи с новыми достижениями в области применения электронного обучения и дистанционных образовательных технологий мы все больше замечаем потребность их внедрения в образовательный процесс высшего, школьного и дошкольного образования. Проблема качества обучения на всех уровнях была, есть и будет главной целью Российской Федерации. Мы видим, как ежегодно обновляются федеральные образовательные стандарта высшего и среднего образования. Вводятся новые универсальные компетентности, общепрофессиональные и профессиональные компетентности, с учетом соответствия их профессиональным стандартам. Успешность внедрения новых достижений науки и техники во многом зависит от степени готовности образовательных организаций и их руководителей, от степени профессионализма педагогических работников, от степени готовности и ответственности руководителей отраслевых органов исполнительной власти.
Процесс приобретения знаний и умений обучающимися реализуется в соответствии с обобщенными трудовыми функциями, а процесс приобретения навыков реализуется через трудовые действия. Это направлено на поддержание квалификации специалиста, на повышение его компетентности, на готовность его к обучению, освоению новой профессии.
Основным вызовом цифровой трансформации вуза является влияние учебного процесса на качество итогового образовательного результата, а также повышение мотивации студентов и преподавателей, формирование и эффективное освоение индивидуальных образовательных траекторий [1, 2]. Цифровая трансформация должна изменить технологию образования, сформировать эффективные методы использования существующих информационных систем для передачи знаний, компетенций, навыков и квалификаций, с учетом формирования индивидуальных траекторий обучающихся. К 2030 году вузы должны готовить специалистов, способных в своих предметных областях проводить предиктивную аналитику данных, собираемых и генерируемых информационными системами (платформами), а также интерпретировать альтернативы и оценивать сценарные решения. Для современных студентов цифровая среда должна быть естественным окружением, вследствие чего вуз должен меняться в соответствии с требованиями времени и под запросы обучающихся.
Инициатором нового совместного проекта явились два министерства: Министерство науки и высшего образования и Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации. Совместный проект направлен на создание возможностей для повышения квалификации и получения новой профессии в сфере информационных технологий. Современный рынок требует цифровых компетенций, отражающих знания, умения, мотивацию и ответственность по четырем направлениям (информационная и медиакомпетентность, коммуникация, техносфера и потребление), в которых должны
быть отражены индикаторы компетенций, связанных обобщенной трудовой функцией, трудовыми функциями и трудовыми действиями [3–8].
Особая роль отводится проекту «Цифровые кафедры», реализация которого будет способствовать значительному повышению компетентности обучаемых и, как следствие, преобразованию существующих вузов в более эффективные «цифровые вузы».
Под «цифровым вузом» будем понимать образовательную организацию, деятельность которой (процессы управления, технологии обучения, сервисы для работников и студентов и пр.) основана на использовании информационно-телекоммуникационных технологий и оборудования, при этом принятие управленческих бизнес-решений осуществляется автоматически или автоматизировано на основании заранее заданных целей, критериев и пр. Здесь преследуется главная цель — как осуществить трансформацию базовых процессов образовательной деятельности с помощью информационно-телекоммуникационных технологий [9].
1.2.3 Обоснование выбора задачи для объекта исследования
Инициатором нового совместного проекта явились два министерства: Министерство науки и высшего образования и Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации. Совместный проект направлен на создание возможностей для повышения квалификации и получения новой профессии в сфере информационных технологий. Современный рынок требует цифровых компетенций, отражающих знания, умения, мотивацию и ответственность по четырем направлениям (информационная и медиакомпетентность, коммуникация, техносфера и потребление), в которых должны быть отражены индикаторы компетенций, связанных обобщенной трудовой функцией, трудовыми функциями и трудовыми действиями [3–8].
Особая роль отводится проекту «Цифровые кафедры», реализация которого будет способствовать значительному повышению компетентности обучаемых и, как следствие, преобразованию существующих вузов в более эффективные «цифровые вузы».
Под «цифровым вузом» будем понимать образовательную организацию, деятельность которой (процессы управления, технологии обучения, сервисы для работников и студентов и пр.) основана на использовании информационно-телекоммуникационных технологий и оборудования, при этом принятие управленческих бизнес-решений осуществляется автоматически или автоматизировано на основании заранее заданных целей, критериев и пр. Здесь преследуется главная цель — как осуществить трансформацию базовых процессов образовательной деятельности с помощью информационно-телекоммуникационных технологий [9].
Ретроспектива понятия «цифровой вуз» базируется на эволюции следующих процессов: компьютеризации, автоматизации, информатизации, цифровизации, цифровой трансформации.
Автоматизация — использование технических и математических инструментов в целях освобождения работников и студентов от участия в процессах получения, преобразования, передачи информации либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоемкости выполняемых операций. Информатизация — комплексное построение информационной системы вуза. «Информатизация» перенесла акцент с создания отдельной ИКТ-системы для автоматизации каких-либо функций или отдельных процессов к комплексному построению информационной системы вуза, направленной на эффективное управление в целом. По сути, информатизация — это автоматизация, только с более «комплексным» подходом. Такие информационные системы требуют создания хранилищ данных, разработки специальных алгоритмов для их обработки и их представления в удобной форме для обеспечения своевременного и правильного принятия решения. Мы уже знаем, что такие системы есть. Они специально предназначены для принятия решений на основе анализа больших объемов информации, и их относят к классам Big Data, Machine Learning, Deep Learning и пр. вплоть до искусственного интеллекта (Artificial Intelligence). Такие системы требуют наличия подготовленных специалистов по управлению данными. С течением времени данные стали играть все большую роль в вопросах автоматизации и информатизации, они становятся значимо необходимыми и ценными для принятия управленческих бизнес-решений. Стали создаваться хранилища данных и автоматические процессы обработки информации для принятия оперативных и стратегических решений. Наличие хранилища данных и принятие бизнес-решений на основе анализа большого количества данных — составная часть любого современного проекта по автоматизации, но чем больше данных содержит хранилище и чем более сложные алгоритмы анализа, тем выше уровень автоматизации [10]. По мере развития различных аналитических информационных систем и решений, а также в связи со значительным ростом накапливаемой и обрабатываемой вузами информации обработка данных становится все более сложной, а информационные системы — более мощными и обладающими развитым функционалом.
1.3 Характеристика задачи в рамках комплекса задач объекта исследования
1.3.1 Оценка существующих ресурсов для решения задачи исследования
Современный мир невозможно представить без использования цифровых технологий, которые коснулись социальной, политической, экономической, духовной сфер общественной жизни. Внедрение цифровых технологий в образовании повлекло за собой серьезную трансформацию процесса обучения, в связи с чем возникает проблема: насколько цифровая трансформация образования рассматривается в управленческом контексте. Цифровая трансформация образования заключается в предоставлении каждому учащемуся возможности достичь необходимых результатов обучения путем персонализации учебного процесса на основе использования растущего потенциала цифровых технологий, включая использование искусственного интеллекта, средств дополненной и виртуальной реальности; развитие цифровой среды обучения в образовательных учреждениях; обеспечение высокоскоростного доступа к интернету для населения; использование больших данных [6, с.93].
Цифровая трансформация образования направлена на повышение эффективности учебных заведений, ориентацию образования на подготовку к условиям жизни и работы в XXI веке и подготовку специалистов, способных конкурировать в цифровом мире. Следует отметить, что процесс цифровой трансформации образования еще не завершен [1, с.11].
Технологии быстро развиваются, в сервисах появляются новые функции, обновляются требования к подготовке обучающихся. В этих условиях успех преобразований будет зависеть главным образом от развития потенциала педагогов и устранения разрыва в их профессиональных компетенциях, то есть от их непрерывного профессионального развития в цифровой образовательной среде. В нашей стране цифровая трансформация образования началась как масштабное обновление в ответ на изменения в социуме. Цифровую трансформацию образования следует рассматривать как системное обновление целей и содержания, инструментов, методов и организационных форм образовательной работы в развивающейся цифровой среде. Обновление направлено на всестороннее развитие каждого учащегося путем формирования у него компетенций для жизни в цифровой экономике. Сегодня цифровая трансформация образования – это движение к персонализации обучения в постоянно развивающейся образовательной организации. Лозунг этого движения – «От школы для всех – к школе для каждого» [8, с. 19].
Цифровая трансформация образования ведет к радикальным качественным изменениям в преподавании, где современный педагог должен научиться использовать новые технологические инструменты и практически неограниченные информационные ресурсы в своей профессиональной практике [5, с.16-17]. Так, технологии виртуальной реальности предоставляют уникальную возможность использовать разнообразные программы обучения, которым не место на одном рабочем месте. А технологии мобильного обучения позволяют учиться в любом месте и в любое время. В то же время цифровая среда требует от педагогов иного мышления, нового взгляда на мир и совершенно иного способа работы [4, с. 173].
По мнению некоторых экспертов, инструментами, которые могут быть использованы в учебном процессе для цифровой трансформации образования, являются: интерактивные доски; среда мобильного обучения; планшеты; компьютеры/ноутбуки [3, с. 5]. Цифровые ресурсы включают Интернет, мультимедиа, анимацию, игры, образовательное программное обеспечение, фильмы и видео, аудио- и видеоконференции [6, с. 221]. Объективная необходимость цифровой трансформации процесса высшего образования обусловлена целым рядом факторов. Во-первых, современные студенты охотнее используют цифровые технологии, что ускоряет процесс цифровизации.
Во-вторых, своевременность использования цифровых технологий высшими учебными заведениями способствует сохранению университетами своих конкурентных преимуществ. В-третьих, необходимость цифровизации внутриуниверситетских процессов повышает эффективность коммуникации между подразделениями и факультетами [8, с. 40]. Цифровая трансформация образования – это не только создание электронной инфраструктуры, оснащение классов компьютерами, высокоскоростным интернетом, интерактивными досками или цифровыми сервисами, но и разработка и распространение новых моделей работы образовательных учреждений [7, с.166].
Сутью цифровой трансформации высшего образования является достижение планируемых результатов обучения с учетом индивидуальных особенностей студентов, в переходе к персонализированному процессу обучения, основанному на использовании цифровых технологий [9, с. 61]. На основе изучения исследований, посвященных цифровой трансформации образования [5; 6], можно выделить ключевые тенденции цифровизации образования: −создание цифровой информационно-образовательной среды учебными заведениями, включающую создание и совершенствование различных информационных образовательных ресурсов, использование новых технологий, программ и специальной техники для оказания образовательных услуг; −объединение в общую сеть различных устройств для их взаимодействия между собой (Интернет вещей). Благодаря этому образовательные учреждения могут создавать умные кампусы, автоматизировать множество повторяющихся задач и предоставить каждому доступ к высокотехнологичным инструментам, облегчающим жизнь обучающихся; −применение технологий блокчейн для хранения и защиты персональных данных сотрудников и учащихся. Например, технология помогает централизованно хранить электронные портфолио, учебные документы, аттестаты, дипломы;
−методика Больших данных для управления, организации и анализа массивов информации. С помощью данной методики можно отслеживать успеваемость учащихся, их заинтересованность образовательным процессом, осуществлять поиск способов улучшения процесса обучения;
−искусственный интеллект может помочь создавать индивидуальные учебные планы, анализировать средний балл учащихся, предоставлять больше возможностей доступа к необходимым ресурсам. Чат-боты, часто задаваемые вопросы и автоматизация процессов могут быть отличными примерами того, как искусственный интеллект работает в секторе образования.
Учащийся может задавать вопросы искусственному интеллекту и моментально получать на них ответы, что позволяет следовать индивидуальной траектории развития на основе собственной скорости усвоения материала;
−усиливает взаимодействие обучающихся и привлекает их внимание добавление в образовательных процесс элемента виртуальной реальности. Основные преимущества внедрения технологий виртуальной реальности в учебный процесс – это виртуальные экскурсии, тренажеры для выполнения практических заданий и получения навыков вместо чтения о них. Таким образом, цифровая трансформация образования открывает широкие возможности для учащихся и преподавателей, помогает повысить уровень вовлеченности учащихся, обеспечивает безопасность данных, объективную оценку успеваемости учащихся, позволяет делать высокоточные прогнозы. Переоценить важность цифровой трансформации в образовании невозможно. Процесс интеграции цифровых технологий в образование становится доминирующим фактором конкуренции учебных заведений [2, с.37].
В условиях цифровой трансформации образования вызовом для учителей и преподавателей является приобретение новых компетенций, обеспечивающих эффективную организацию образования с использованием цифровых технологий. Цифровой подход побуждает педагогических работников знакомиться с наиболее актуальными технологическими инструментами и методами реализации образовательного процесса, что способствует развитию и улучшению навыков преподавания.
В рамках дальнейшего исследования будет рассмотрена проблема формирования модели цифровой образовательной среды как ресурса реализации корпоративного обучения сотрудников. Цифровое обучение является одним из важнейших аспектов всей государственной системы, которая основана на различных уровнях образования и подчиняется всем государственным законам.
1.3.2 Определение средств автоматизации для решения задачи исследования
С учетом вышеизложенного термин «цифровизация» можно сформулировать как деятельность, направленную на использование цифровых технологий при принятии управленческих решений, т. е. внедрение цифровых технологий («цифры») в образовательные, финансово-хозяйственные, административные процессы вуза для повышения качества образования и экономических показателей вуза. В процессе этой деятельности мы должны завершить процесс полной замены ручных, традиционных и устаревших способов осуществления деятельности и управления новейшими цифровыми альтернативами. Появятся «цифровые сервисы, которые должны обеспечить всех пользователей сервиса (студентов, профессорско-преподавательский состав, административный персонал вуза) удаленным доступом к определенным информационно-коммуникационным ресурсам, средам, инструментам, необходимым пользователям для их эффективной работы, современного обучения, исследований, тестирования знаний и навыков, накопления опыта в цифровом пространстве, придания публичности опыту вуза в рамках мирового сообщества.
Рисунок 8 – Инструменты цифровизации образования
Эффективность деятельности с учетом вышеизложенного во многом будет зависеть от кадрового обеспечения, от укомплектованности ИТ структурных подразделений вуза. Одним из приемлемых способов разрешения сложившейся ситуации является эффективная и оперативная подготовка студентов, направленная на освоение современных цифровых технологий, в рамках реализации проекта «Цифровая кафедра» [11]. Таким образом, актуальным направлением деятельности в рамках проекта «Цифровая кафедра» является разработка качественной образовательной программы с привлечением экспертов и практиков IT-компаний [12].
1.3.3 Определение уровня защиты информации для исследуемой задачи
Подсистема безопасности должна обеспечивать идентификацию пользователя, организацию доступа к функциям и объектам ИС на основе прав, ролей и групп пользователей, защиту информации от несанкционированного доступа. Режим защиты, обработки и порядка использования персональных данных, хранящихся в ИС, должен соответствовать требованиям нормативных правовых актов о персональных данных.
Информация является ценным и жизненно важным ресурсом любого предприятия. Политика информационной безопасности предусматривает принятие необходимых мер в целях защиты активов от случайного или преднамеренного изменения, раскрытия или уничтожения, а также в целях соблюдения конфиденциальности, целостности и доступности информации, обеспечения процесса автоматизированной обработки данных на предприятии.
Безопасность системы реализуется через идентификацию и аутентификацию зарегистрированных пользователей.
Вхождение и регистрация пользователей в локальной вычислительной сети осуществляется централизованно, на контроллере домена. Разграничение прав пользователей определяется индивидуальными атрибутами: логином и паролем.
Пароли генерируются случайным образом, состоят из цифр и букв латинского алфавита обоих регистров, имеют длину не менее 6 символов. Осуществляется периодическая смена паролей.
Использование централизованной системы администрирования и управления политиками безопасности позволяет организовать достаточную защиту информационной системы.
Базы данных защищены средствами MS SQL Server 2019, который использует SQL Server–аутентификацию, управление доступом на основе ролей SQL Server, аудит. В конце каждой недели производится архивное копирование базы данных.
Ответственность за соблюдение информационной безопасности несет каждый сотрудник предприятия, при этом первоочередной задачей является обеспечение безопасности всех активов банка. Это значит, что информация должна быть защищена не менее надежно, чем любой другой основной актив. Главные цели предприятия не могут быть достигнуты без своевременного и полного обеспечения сотрудников информацией, необходимой им для выполнения своих служебных обязанностей.
Сотрудникам банка разрешается использовать сеть Интернет только в служебных целях. Сотрудники не должны использовать сеть Интернет для хранения корпоративных данных. Работа сотрудников предприятия с Интернет–ресурсами допускается только режимом просмотра информации, исключая возможность передачи информации в сеть Интернет. Сотрудникам, имеющим личные учетные записи, предоставленные публичными провайдерами, не разрешается пользоваться ими на оборудовании, принадлежащем предприятию. Сотрудники предприятия перед открытием или распространением файлов, полученных через сеть Интернет, должны проверить их на наличие вирусов.
1.4 Анализ существующих разработок и выбор стратегии автоматизации
1.4.1 Анализ существующих разработок для автоматизации задачи
При классическом символьном исполнении функций с простыми входными параметрами, такими как целые числа, в символьной памяти создаются простые символьные значения, и далее при работе с ними строятся символьные термы. Классическое символьное исполнение не масштабируется на функции со сложными входными параметрами (указатели на сложные структуры данных, такие как списки и деревья), т.к. параметр может указывать на любой Ленивая инициализация [10] является методом, который решает эту проблему путём учёта (нумерации) возможных адресов в памяти, на которые может указывать символьный указатель.
Рисунок 9 ¬- Фрагмент кода С-программы с функцией length, имеющей сложный входной параметр (указатель на список)
Рассмотрим, как работает символьное исполнение с ленивой инициализацией на примере кода с листинга 1. Функция main() создаёт и инициализирует конкретный массив array при помощи функции make_concrete_array. Затем в строке 18 переменная xs инициализируется как символьный указатель на список, т.е. указатель на некоторую область в памяти, чьё значение нельзя определить статически – xs может указывать как на один из существующих выделенных фрагментов в памяти, так и некоторый новый. Далее создаётся и инициализируется список sing длины SIZE. Далее вычисляется ограниченная длина списка xs путём вызова функции length, которая проходит по ячейкам списка не более чем BOUND раз.
В процессе символьного исполнения строк 17-19 будет построено состояние символьной памяти, изображённое на рис. 1. Переменные array и sing указывают на конкретные фрагменты в памяти (выделенные прямоугольниками с метками «А», «Б» и «В»), а xs указывает на лениво инициализируемую память (представлена на рис. 1 в виде облака) – фрагмент памяти, который будет определён только при доступе.
Таким образом, в момент вызова функции length в строке 21 указатель xs оказывается недетерминированным. В строке 8 происходит разветвление процесса символьного исполнения по условию = 0 () для указателя , на первой итерации равного (что также отражено на рисунке 1), как и при обычном символьном исполнении. Войдя в состояние с = = 0, процесс символьного исполнения перейдёт к концу функции, вернёт значение 0 и тем самым отсечёт состояния, где xs указывает на блок памяти «В». Во втором состоянии ( 0) процесс символьного исполнения войдёт внутрь цикла, где будет выполнено разыменование лениво инициализируемой памяти.
Рисунок 10 — Одно из состояний символьной памяти после символьного исполнения 17-21 и 7-9 строк кода с листинга
Механизм ленивой инициализации работает следующим образом. При разыменовании указателя (p->next) в строке 9 будут созданы три символьных состояния, отличающиеся только тем, на что указывает xs – на массив (блок «А» на рис. 1), на существующий список (блок «Б» на рисунке 1) или на некоторый иной фрагмент памяти. Последнее символьное состояние программы представлено на рис. 2. В нём механизм ленивой инициализации создал новую структуру требуемого типа List и инициализировал все её поля символьными значениями примитивного типа (например, поле value в блоке «Г»), а все поля с типом указателя – новыми ленивыми значениями (поле next). Переменная xs по-прежнему указывает на начало списка, а переменная p, после выполнения инструкции в строке 9, будет указывать на xs->next. На следующей итерации цикла всё произойдёт аналогичным образом: указатель = → будет проверен на равенство нулю, а затем при которых они были инициализированы. Чтобы запретить разыменования указателей на объекты, созданные позже, при разыменовании недетерминированного указателя с меткой во время перебора объектов памяти нужно отбрасывать те объекты, временные метки которых больше, чем . Такой запрет отсекает некорректные сценарии поведения программы, тем самым ускоряя процесс символьного исполнения программы.
1.4.2 Обоснование способа приобретения ИС для автоматизации задачи
Существует несколько способов приобретения информационных систем для автоматизации бизнес–процессов в организациях:
– Покупка готового решения;
– Заказ разработки у сторонних разработчиков;
– Разработка собственной системы [14].
Рассмотрим детально каждый из способов на предмет его применения к автоматизации поставленной задачи. При покупке готового решения необходимо выбрать такое решение, которое полностью будет соответствовать схемам ведения бизнеса в банке. Это очень сложно, так как производители систем автоматизации пытаются угодить всем потенциальным клиентам и их системы получаются перегруженными лишним функционалом, за который приходится платить, либо система представляет собой каркас для построения решения под конкретного потребителя. Оба эти варианта не подходят для решения поставленной задачи, так как приобретение готовой информационной системы для автоматизации по направлениям является не выгодным с точки зрения вложения денег в систему автоматизации.
Также напомним, что проведенный нами анализ показал, что на рынке программных продуктов не существует ИС, целиком удовлетворяющей требованиям исследуемого нами банка. Заказ разработки у сторонних разработчиков позволит получить информационную систему, удовлетворяющую бизнес–правилам банка в настоящий момент. Однако при изменении бизнес–процессов в банке возможно потребуется ее переработка, что выльется в лишение затраты на реинжененринг имеющейся ИС.
Разработка собственной системы предполагает наличие у банка специалистов, способных провести анализ бизнес–процессов, разработать и внедрить систему их автоматизации. Так как автоматизируется одно небольшое направление деятельности банка, имеющимся работникам не составит особого труда провести весь комплекс работ по проектированию, разработке и внедрению системы автоматизации.
1.4.3 Обоснование стратегии автоматизации задачи
Существует четыре основных варианта стратегии автоматизации:
– комплексная автоматизация;
– кусочная (хаотичная) автоматизация;
– автоматизация по участкам;
– автоматизация по направлениям [2].
Кусочная автоматизация предполагает под собой приобретение предприятием без конкретного стратегического плана отдельных фрагментов информационной системы, которые не способны оказать реальной пользы предприятию в целом. Дальнейшее развитие информационной системы предприятия связано с новыми, значительными затратами.
Автоматизация по участкам предусматривает автоматизацию отдельных производственных участков, объединенных по набору выполняемых функций.
Этот способ автоматизации выбирается при условии, если существуют участки, где применение автоматизированных систем дает значительный экономический эффект, например за счет сокращения персонала [4].
Автоматизация по направлениям подразумевает под собой автоматизацию отдельных направлений деятельности компании. В этом случае компания получает полную автоматизацию работы, например, кадровой службы, производства, бухгалтерии или логистики. Такой подход к автоматизации вполне нормален и в дальнейшем интеграция уже автоматизированных направлений в рамках всего предприятия не будет связана с серьезными препятствиями [18].
В рамках выбранной нами задачи производится автоматизация отдельного направления деятельности банка – прием платежей от физических лиц. В данном случае уместнее использовать стратегию автоматизации по направлениям деятельности, так как наша система автоматизации затронет лишь одно направление.
1.5 Обоснование проектных решений
1.5.1 Обоснование проектных решений по информационному обеспечению
Техническое обеспечение автоматизированной системы – комплекс технических средств, предназначенных для обеспечения работы автоматизированной системы [21].
Для реализации поставленной нами задачи к уже имеющимся в банке аппаратным средствам необходимы дополнительные технические элементы. Итак, для реализации поставленной задачи необходимы следующие элементы технического обеспечения:
– Персональные ЭВМ;
– Сетевые адаптеры для ЛВС;
– Сетевые коммутаторы для ЛВС;
– Кабель UTP 5e, пач–крод UTP 5e;
– Устройства вывода информации (монитор, принтер);
– Устройства ввода информации (клавиатура, мышь);
Персональная ЭВМ должна соответствовать следующим критериям:
– Иметь возможность для запуска подходящей операционной системы
(Windows XP);
– Иметь производительность, достаточную для запуска офисных приложений и баз данных;
– Интерфейсы для подключения большинства периферийных устройств.
Сетевые адаптеры для ЛВС должны соответствовать следующим характеристикам:
– поддержка протокола Fast Ethernet;
– возможность установки в слот расширения PCI;
– наличие программного обеспечения под используемую ОС;
Устройства вывода информации монитор должны соответствовать таким характеристикам, как:
– совместимость с используемым в ЭВМ интерфейсом (VGA, DVI);
– соответствие рекомендуемым требованиям установленной ОС;
Устройства вывода информации, принтер, должны иметь:
– совместимость с используемым в ЭВМ интерфейсом (USB, LPT);
– наличие программного обеспечения для установленной ОС;
– возможность печати на листах А4;
– невысокая стоимость эксплуатации.
Для нормальной работы подойдет любой средний процессор от Intel или AMD. Но идеальным выбором будет процессор x64, который сможет одинаково управлять как 32–битовой, так и 64–битовой ОС (почти все ОС выпускаются в обоих вариантах).
Что касается ОЗУ, то ее необходимо иметь хотя бы 512Мб, чтобы обеспечить достаточно памяти для типичной прикладной рабочей нагрузки. Если рабочая нагрузка выше средней, при запуске одновременно множество приложений, тогда нужно задуматься о покупке большего объема памяти, примерно на 1Гб. Вообще, инвестиции в дополнительные модули памяти сугубо индивидуальны, и необходимо удостовериться, что компьютер, который приобретается, имеет достаточно дополнительных слотов, чтобы позже добавить дополнительную память.
Видеокарта должна иметь 64Мб графической памяти. При использовании материнской платы со встроенным видео можно взять вариант с одним из чипсетов, которые Intel’s 945G express, ATI’s RS400 или RS480 family.
Накопитель на жестком диске потребуется самый обыкновенный, например, Integrated Drive Electronics (IDE) винчестер 7200 оборотов в минуту и кэшом в 2Мб. Но, выбрав Serial Advanced Technology Attachment (SATA) драйв с 8Мб кэша и Native Command Queuing (NCQ), ОС будет добавлена производительность, особенно если нужно работать с несколькими приложениями одновременно [22].
1.5.2 Обоснование проектных решений по программному обеспечению
Одним из основных направлений любой языковой программы является грамматика, но без достаточного словарного запаса невозможно достичь даже базового уровня общения. Отсутствие лексического разнообразия, а также трудности, с которыми обучающиеся сталкиваются при изучении новых слов, становятся основными препятствиями для повышения уровня языка, что делает значимым смещение акцента на формирование речевых лексических навыков. Одной из целей преподавания иностранного языка в высшем учебном заведении становится поиск способов мотивации студентов с низким уровнем владения языком к увеличению словарного запаса.
Компьютерные обучающие приложения и мобильные технологии за последние десятилетия изменили многие аспекты образовательного процесса, предоставив доступ к программному обеспечению, направленному на повышение эффективности обучения и оптимизацию представления образовательных материалов. Одним из таких классов программного обеспечения, способствующего увеличению словарного запаса, являются приложения для цифровых карточек.
За последние годы пандемия COVID–19 усилила интерес к компьютерному иоблачному программному обеспечению для поддержки асинхронного и дистанционного обучения. Однако, несмотря на обширные положительные данные из области исследований в области неврологии, психологии и образования, студенты высших учебных заведений по-прежнему неоднозначно относятся к электронному обучению. Поэтому при внедрении приложения Quizlet, которое предлагает инструменты, использующие различные уровни интервального обучения, была предпринята попытка оценить удовлетворенность обучающихся этим приложением, опираясь на их восприятие ценности программы и ее режимов, а также удобства использования.
На уровне отдельных инструментов Quizlet было примечательно, что чем сложнее режим обучения, т. е. чем ниже простота его использования, тем ниже средняя воспринимаемая ценность этого инструмента. По шкале от 0 до 100 средняя воспринимаемая ценность режима пассивного обучения Flashcard (83,21) была заметно выше, чем у инструментов активного обучения Learn (70,98), Write (56,57) и Spell (50,94). Различия не были статистически значимыми, и наше исследование не было основано на сравнительном статистическом анализе, но тенденция была заметна. Это также отразилось на оценке двух игровых инструментов – относительно простого Match и более сложного Gravity. Средняя оценка воспринимаемой ценности для Match составила 80,62, а для Gravity – 52,24. Эти данные можно объяснить очевидными тенденциями в воспринимае- мой ценности, связанными с пассивными (более простыми) и активными (более сложными) инструментами в Quizlet.
Комментарии респондентов по поводу улучшений курса в Quizlet также подразумевают принятие самого приложения, так как не было ни одного резко негативного отзыва. В тех случаях, когда были даны комментарии для улучшения, большинство из них запрашивали дополнительную информацию в наборах карточек, а не изменения режимов приложения, были лишь предложения о разработке дополнительных игровых режимов. Таким образом, можно предположить, что студенты сочли систему карточек не только полезной, но и заслуживающей расширения.
Еще одним фактором принятия Quizlet в качестве средства обучения, является простота использования карточек. Почти 50% комментариев в ответ на вопрос «Что вам больше всего нравится в карточках Quizlet?» относятся к простоте использования и непосредственно включают слово «простой» или «легкий в использовании». Основной целью внедрения Quizlet в учебный процесс было желание снизить когнитивную нагрузку в рамках курса, так как это считалось серьезным препятствием для обучения. Но при упрощении формата, не происходило упрощение содержания, был лишь немного адаптирован контент, чтобы приспособить его к модели карточек. Результаты опроса поставили цель для дальнейшего развития: сохранение уровня сложности контента, но увеличение его объема.
1.5.3 Обоснование проектных решений по техническому обеспечению
Программное обеспечение – комплекс программ:
– обеспечивающих обработку или передачу данных;
– предназначенных для многократного использования и применения разными пользователями.
По видам выполняемых функций программное обеспечение подразделяется на:
– системное;
– прикладное;
– инструментальное [16].
Опираясь на существующую в организации программно–техническую архитектуру (см. рис. 13), постараемся обосновать необходимость использования определенных программных средств.
Рисунок 11 -¬ Программно–техническая архитектура организации
Программное обеспечение – это совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для их эксплуатации. В качестве операционной системы для проектируемого программного обеспечения должна использоваться операционная система Windows XP Professional Service Pack 3. Операционная система определенна в корпоративных стандартах фирмы. Использование других операционных систем в прикладных решениях для обеспечения бизнес–процессов недопустимо, так как вся ИТ– инфраструктура компании реализована с использованием продуктов Microsoft.
Для используемой операционной системы предъявлены следующие требования:
– Возможность работы со службой каталогов ActiveDirectory Windows Server 2003.
– Обработка групповых политик пользователей и компьютеров.
– Наличие технической возможности использования приложения для удаленного управления ПК Radmin 3.3.
– Использование корпоративного антивирусного ПО.
– Использование единого центра обновления ОС WSUS 3 SP 1.
К системному программному обеспечению обслуживающему подсистему хранения информации предъявляются следующие требования:
– Разработчик не должен заботиться о реализации механизма хранения данных на носителях ЭВМ.
– Должна существовать формализованная схема доступа к хранимым на носителях данным.
– Используемых механизм хранения данных должен давать возможность логического структурирования данных.
– Должен быть реализован механизм быстрого доступа к любой структуре построенной атомарного набора данных хранимых в подсистеме.
– Необходимо иметь версии соответствующего программного обеспечения под выбранную операционную систему.
– Должен иметься документированный API под выбранную ОС.
– Хранение данных должно осуществляться на том же ПК, на котором запущено приложение.
Исходя из предъявленных требований в качестве подсистемы хранения информации будет выбрана СУБД. В качестве СУБД можно использовать программное обеспечение построенное на архитектуре файл–сервер, клиент– сервер либо встраиваемую СУБД.
В файл–серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл–сервере. Ядро СУБД располагается на каждом клиентском компьютере.
Доступ к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок.
Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера, а недостатком – высокая загрузка локальной сети. На данный момент файл– серверные СУБД считаются устаревшими. Такие СУБД состоят из клиентской части (которая входит в состав прикладной программы) и сервера.
Клиент–серверные СУБД, в отличие от файл–серверных, обеспечивают разграничение доступа между пользователями и мало загружают сеть и клиентские машины. Сервер является внешней по отношению к клиенту программой, и по надобности его можно заменить другим. Недостаток клиент–серверных СУБД в самом факте существования сервера (что плохо для локальных программ – в них удобнее встраиваемые СУБД) и больших вычислительных ресурсах, потребляемых сервером. Примеры: Firebird, Interbase, MS SQL Server, Sybase, Oracle, PostgreSQL, MySQL, ЛИНТЕР. Встраиваемая СУБД – библиотека, которая позволяет унифицированным образом хранить большие объѐмы данных на локальной машине. Доступ к данным может происходить через SQL либо через особые функции СУБД. Встраиваемые СУБД быстрее обычных клиент–серверных и не требуют установки сервера, поэтому востребованы в локальном ПО, которое имеет дело с большими объѐмами данных. Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, один из вариантов Firebird, один из вариантов MySQL, Sav Zigzag, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.
В качестве используемой СУБД будет выбран один из используемых продуктов встраиваемой СУБД. Этот тип СУБД будет использован, потому что нет необходимости реализовывать механизм клиент–сервер. Окончательный выбор продукта будет возможен только после выбора специального ПО для разработки приложений.
Требования для системы разработки приложений:
– Использование объектно–ориентированной архитектуры языка.
– Наличие среды разработки приложений под выбранную операционную систему.
– Наличие стандартных библиотеках под встраиваемые СУБД.
– Возможность создания интуитивно понятного пользовательского интерфейса.
– Простой в освоении язык.
– Отсутствие дополнительного ПО для запуска приложений (фреймворков, run–time библиотек). Итак, средой разработки, соответствующей указанным выше требованиям будет являться PHP – язык программирования, созданный для генерирования HTML–страниц на веб–сервере и работы с базами данных. В настоящее время поддерживается подавляющим большинством хостинг–провайдеров. Входит в LAMP – распространенный набор для создания веб–сайтов (Linux, Apache, MySQL, PHP (Python или Perl)).
В области программирования для Сети, PHP – один из популярнейших скриптовых языков (наряду с JSP, Perl и языками, используемыми в ASP.NET) благодаря своей простоте, скорости выполнения, богатой функциональности и распространению исходных кодов на основе лицензии PHP. PHP отличается наличием ядра и подключаемых модулей, «расширений»: для работы с базами данных, сокетами, динамической графикой, криптографическими библиотеками, документами формата PDF и т. п. Любой желающий может разработать своѐ собственное расширение и подключить его. Существуют сотни расширений, однако в стандартную поставку входит лишь несколько десятков хорошо зарекомендовавших себя. Интерпретатор PHP подключается к веб–серверу либо через модуль, созданный специально для этого сервера (например, для Apache или IIS), либо в качестве CGI–приложения.
Кроме этого, он может использоваться для решения административных задач в операционных системах UNIX, GNU/Linux, Microsoft Windows, Mac OS X и AmigaOS. Однако в таком качестве он не получил распространение, отдавая пальму первенства Perl, Python и VBScript [12].