Страницы 1 2 3

---

Глава 3. Разработка цифровой платформы

3.1. Реализация базы данных

После создания SQL-скрипта для создания базы данных, как было обозначено в п. 2.2, на сервере СУБД MySQL были созданы таблицы базы данных, которые обеспечивают хранение данных информационной системы. Таким образом были созданы следующие таблицы (рис. 3.1. – 3.14):
 auth_group;
 auth_group_permissions;
 auth_permission;
 auth_user;
 auth_user_groups;
 auth_user_user_permissions;
 django_admin_log;
 django_content_type;
 django_migrations;
 django_session;
 learnbook_category;
 learnbook_learnbook;
 learnbook_learnbook_category;
 learnbook_tutor.
Часть из представленных таблиц созданы путем миграций, которые входят в ядро фрейморка Django, еще часть таблиц спроектирована для сохранения данных обеспечивающих хранение информации о учебных курсах, преподавателях, категориях учебных курсов, вспомогательных таблиц, которые описывают связи между другими таблицами (в случае связей – многие ко многим).

Рисунок 3.4 – Таблица «auth_user»

Рисунок 3.5 – Таблица «auth_user_groups»

Рисунок 3.6 – Таблица «auth_user_user_permissions»

Рисунок 3.7 – Таблица «django_admin_log»

Рисунок 3.8 – Таблица «django_session»

Рисунок 3.9 – Таблица «django_migrations»

Рисунок 3.10 – Таблица «django_content_type»

Рисунок 3.11 – Таблица «learnbook_tutor»

Рисунок 3.12 – Таблица «learnbook_learnbook_category»

Рисунок 3.13 – Таблица «learnbook_learnbook»

Рисунок 3.14 – Таблица «learnbook_category»

Одной из представленных выше таблиц является таблица «django_migrations», которая предназначена для сохранения данных о примененных в системе миграциях.

3.2. Реализация клиентской части

Создаваемая система включает клиентскую часть, которая включает пользовательскую и административную части. Для отображения пользовательской части использованы возможности CSS-фреймворка Bootstrap 4. Административная часть оформлена в ходе процесса установки Django. Основным элементом формирования внешнего вида пользовательской части является файл base_generic.html, который описывает размещение элементов в шаблоне.
Отвечают за внешний вид файлы, которые находятся в папках learnbook_detail.html: styles.css, learnbook_list.html, tutor_detail.html, tutor_list.html, base_generic.html. index.html, logged_out.html, login.html. password_reset_complete.html, password_reset_confirm.html, password_reset_done.
html, password_reset_email.html, password_reset_form.html (рис. 3.15 – 3.16).

Рисунок 3.15 – Файлы формирования внешнего вида приложения

Рисунок 3.16 – Файлы формирования внешнего вида (модуль авторизации)

Процесс работы на указанными файлами показан на рис. 3.17 – 3.31.

Рисунок 3.17 — Работа над файлом base_generic.html
Шаблон главной страницы сайта должен соответствовать стандарту разметки HTML для разделов head и body, кроме того, иметь разделы для навигации (на другие страницы) и показа некоторого вводного текста. Большая часть данной структуры будет одинаковой для всех страниц сайта. Таким образом, чтобы избежать копирования одной и той же информации, язык создания шаблонов Django позволяет объявить базовый шаблон, а затем расширить его, замещая только те части, которые являются специфическими для каждой страницы.
Базовый шаблон base_generic.html содержит некоторую «общую» структуру HTML, разделы для заголовка, панель навигации и содержимое, отмеченное тэгами шаблона block и endblock. Данные блоки могут быть пустыми, или иметь содержимое, которое будет использоваться «по умолчанию» всеми страницами-наследниками. Индексный, и другие шаблоны расширяются за счет базового шаблона, который указывается в первой строке шаблонов.

Рисунок 3.18 — Работа над файлом index.html

Базовый шаблон использует (и включает в себя) JavaScript и CSS от Bootstrap для лучшего размещения элементов и формирования внешнего вида HTML страницы. Применение Bootstrap для клиентской части сайта, является продуктивным способом повышения привлекательности страницы, в том числе, это учитывает возможность запроса и показа сайта с устройств, с различными разрешениями экрана, а кроме того, это позволяет нам повысить уровень взаимодействия с пользователем — мы направим большую часть своих усилий на серверную часть нашего сайта. Базовый шаблон ссылается на локальный файл css (styles.css), который предоставляет дополнительные стили.

Рисунок 3.19 — Работа над файлом tutor_list.html

Рисунок 3.20 — Работа над файлом tutor_detail.html

Рисунок 3.21 — Работа над файлом learnbook_list.html

Рисунок 3.22 — Работа над файлом learnbook_detail.html

Для ссылки на статические ресурсы, которые включают JavaScript, CSS и изображения Django позволяет в шаблоне указать относительное расположение данных файлов при помощи глобального значения STATIC_URL (по умолчанию, значение параметра STATIC_URL установлено в ‘/static/’, при необходимости можно выбрать любое другое значение.
Внутри шаблона вызывается функцию (тэг) load, которая загружает статическую библиотеку «static». После того как статическая библиотека загружена, можно использовать тэг шаблона static, который указывает относительный путь URL к интересующему вас файлу. В базовом шаблоне таким образом осуществляется подключение CSS-файлов.

Рисунок 3.23 — Работа над файлом login.html

Рисунок 3.24 — Работа над файлом logged_out.html

Административная панель системы сформирована за счет ресурсов Django, в некоторые ее элементы были внесены изменения. Внешний вид пользовательской и административной части представлен на рис. 3.25 – 3.35.

Рисунок 3.25 – Вход в административную панель

Рисунок 3.26 – Административная панель

Рисунок 3.27 – Управление учебными материалами

Рисунок 3.28 – Управление доступом к системе

Рисунок 3.29 – Добавление пользователя

Рисунок 3.30 – Список пользователей

Рисунок 3.31 – Установка группы для пользователя

Рисунок 3.32 – Уведомление о создании пользователя

Рисунок 3.33 – Форма добавления пользователя

Рисунок 3.34 – Уведомление о сооздании группы

Рисунок 3.35 – Добаление группы

3.3. Реализация серверной части

Работа над серверной частью начинается с установки интерпретатора языка программирования Python, после чего устанавливается фреймворк Django. Поскольку в качестве СУБД выбрана MySQL необходимо провести настройки проекта для работы с этой СУБД. Для этого были внесены изменения в файл settings.py, добавлены инструкции для работы с MySQL:
DATABASES = {
‘default’: {
‘ENGINE’: ‘django.db.backends.mysql’,
‘NAME’: ‘learn_sys_dj2’,
‘USER’: ‘root’,
‘PASSWORD’: ‘root’,
‘HOST’: ‘mysql_ls’,
‘PORT’: ‘3306’
}
}
База данных MySQL и проект Django размещены в контейнерах Docker, что упрощает процесс разработки и переноса проекта. На рис. 3.36 показан список контейнеров. Также для управления СУБД был создан контейнер PHPMyAdmin.

Рисунок 3.36 – Контейнеры приложения

После изменения инструкций соединения с базой данных необходимо в контейнере Django установить mysqlclient (рис. 3.37).

Рисунок 3.37 – Инсталляция mysqlclient

После проведенных операций проект сможет работать с СУБД MySQL. После этого была создана база данных, построены модели для работы системы (рис. 3.38).
Для работы системы нужны следующие модели:
 class Category(models.Model);
 class Learnbook(models.Model);
 class Tutor(models.Model);
 встроенные модели Django.
После создания моделей были созданы и применены миграции, которые создали таблицы в базе данных MySQL (рис. 3.39).

Рисунок 3.38 – Создание моделей приложения

Рисунок 3.39 – Создание и применение миграций

После этого была проведена работа над получением данных из базы данных, формирование списков и единичных выводов информации. Процесс работы над файлами проекта показан на рис. 3.40 – 3.44.

Рисунок 3.40 – Работа с файлом settings.py

Рисунок 3.41 – Работа с файлом views.py

Рисунок 3.42 – Работа с файлом urls.py

Рисунок 3.43– Работа с файлом learnbook/urls.py

Рисунок 3.44 – Работа с файлом admin.py

3.4. Тестирование приложения

В проектах по разработке программного обеспечения помимо основной задачи по реализации заявленной функциональности существует не менее важная задача по обеспечению качества ПО. Качество ПО (Software quality) представляет собой набор свойств и параметров ПО, которые связаны со способностями отвечать заданным и возможным потребностям.
Одним из устоявшихся способов контроля качества является тестирование. Тестирование ПО — проверка соответствия между реальным и ожидаемым поведением программы, осуществляемая на конечном наборе тестов, выбранном определенным образом. Тестирование как инструмент верификации и валидации является постоянным процессом и проводится на всех этапах жизненного цикла проекта. В ходе тестирования необходимо достичь следующих целей:
— повысить вероятность того, что разрабатываемое ПО будет работать правильно при любых обстоятельствах;
— повысить вероятность того, что разрабатываемое ПО будет соответствовать всем описанным требованиям;
— предоставить актуальную информацию о состоянии продукта на данный момент.
На этапе тестирования выполняется итеративный запуск тестовых наборов. Итерация тестирования запускается при изменении тестируемого объекта. Так как этап тестирования является итеративным, количество итераций ограниченно доступными временными ресурсами (сроками сдачи проекта) и используемыми стандартами качества. Тестирование может быть закончено после выполнения итерации без ошибок, при достижении требуемого объема выполненных тестов без обнаружения ошибок или по истечении выделенных временных ресурсов. В случае наличия не исправленных ошибок в момент завершения этапа формируется итоговый список.
Тестовым случаем (TestCase) называют документ, который описывает конкретные шаги, условия и параметры, необходимые для анализа реализации тестируемой функции.
Каждый тест содержит три базовые части (рис. 3.45):
— предусловия (PreConditions) — шаги, которые переводят систему в состояние, пригодном для проведения проверки;
— описание теста (Description) — шаги, которые переводят систему из стояния в состояние. На основании полученного результата делается вывод о соответствии реализации заявленным требованиям;
— постусловия (PostConditions) — шаги, которые переводят систему в изначальное положение.

Рисунок 3.45 — Базовые части теста

Ниже приведены результаты проверки работоспособности разработанного приложения. В процессе тестирования программного были проведены следующие виды тестов: тест сборки; функциональные тесты.
Тест сборки является копией «дымового» тестирования, которое выполняется для подтверждения того, что после старта приложения, оно выполняет все свои основные функции. Данное тестирование выполняется программистами, после создания программы, и если программа не проходит эти тесты, то в дальнейшем тестировании нет смысла, так как эти тесты указывают на то, что программе не работает.
Примером того, что программе не прошла «smoke testing» является то, что она не запустилась, также этот тест не проходится по причине ошибки подключения к базе данных. В результате «smoke testing» разработанная программа запустилась, и соединение с базой данных установлено успешно. Прохождение этого теста указывает на возможность проведения функционального и конфигурационного тестирования.
Функциональное тестирование представляет собой проверку того, выполняет ли программа те функции, которые предусмотрены заданием, а также степень точности выполнения проверяемых функций.
Таблица 3.1 — Тест главной страницы

 

Таблица 3.2 — Тест административной панели

 

Таблица 3.3 — Тест добавления учебного материала

 

При конфигурационном тестировании определено, что созданная программа успешно функционирует в разных браузерах (табл. 3.4).

 

Таблица 3.4 — Работа приложения в разных версиях ОС семейства Windows

 

При проверке удобства пользования, определено, что приложение удобно для пользователя и отвечает следующим параметрам:

• быстрое открытие страниц приложения;
• подходящее стилевой оформление пользовательской и административной панели;
• удобное и понятное расположение пунктов навигации по пользовательской и административной панели;
• однотипные шрифты во всех модулях системы;
• отсутствие отвлекающих блоков и информации;
• удобное управление учебными материалами из административной панели.

Проверка работоспособности страниц созданного приложения показана на рис. 3.46 – 3.52.

Рисунок 3.46 – Тест страницы входа в админ-панель (пройден)

 

Рисунок 3.47 – Тест административной панели (пройден)

Рисунок 3.48 – Тест управления учебными материалами (пройден)

 

Рисунок 3.49 – Тест входа в пользовательскую часть (пройден)

 

Рисунок 3.50 – Тест главной страницы (пройден)

Рисунок 3.51 – Тест просмотра списка учебных курсов (пройден)

 

Рисунок 3.52 – Тест просмотра учебного курса (пройден)

 

 

Заключение

 

В результате выполнения работы достигнута цель — разработана цифровая платформа сопровождения образовательного процесса.

При достижении цели были решены следующие задачи:

• проведен анализ предметной области;
• проанализированы средства разработки;
• разработана база данных;
• спроектирована клиентская часть;
• спроектирована серверная часть;
• разработана цифровая платформа.

Реализована платформа с помощью фреймворка Django и СУБД MySQL.

 

 

Список использованной литературы

 

1. Агеев В. Н. Электронные издания учебного назначения: концепции, создание, использование: учеб. пособие/Под ред. Ю.Г. Древса. — М.: Моск. гос. ун-т печати, 2003.–236с.
2. Бариева А. А. Внедрение современных информационных технологий в образовательный процесс // Актуальные вопросы современной педагогики: материалы VI Междунар. науч. конф. (г. Уфа, март 2015 г.). – Уфа: Лето, 2015. – 228-230 с.
3. Басангова Г. Ю. Модели описания данных / Г. Ю. Басангова // Межвузовский сб. научных статей. Вып. 3 / Под ред. А. А. Кабанова. – СПб.: СПб ун-т МВД России, 2008. – С. 21.
4. Вайсфельд М. Объектно-ориентированное мышление / М. Вайсфельд. — СПб.: Питер, 2014. — 304 с.
5. Городилов А. А. Математическая модель динамических структур данных автоматизированной информационной системы / А. А. Городилов // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева. – 2009. – С. 90 – 95.
6. Загорулько Ю. А. Методологические проблемы построения онтологий для портала научных знаний // Когнитивные исследования: сб. науч. тр. / РАН, Ин-т психологии, Казан. гос. ун-т им., Ассоц. когнитивных ис- след.; отв. ред. В. Д. Соловьев, Т.В. Черниговская. — М. Ин-т психологии РАН, 2006. — С. 308-317.
7. Зимина О.В. Печатные и электронные учебные издания в современном высшем образовании: теория, методика, практика. М.: Изд-во МЭИ, 2003. – 336с.
8. Изобретая информационные системы будущего. Теория и практика. — Сургут, 2017. — 192 с.
9. Казаков А.Я., Аверина Н.В., Дроздова Е.Н., Кайнарова Е.М. Разработка технологии создания интерактивных и кроссмедийных электронных учебных пособий // Современное образование: содержание, технологии, качество. Материалы XIX-й междунар. научно-методич. конф. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2013. Т. 1. С. 229—230.
10. Казаков А.Я., Дроздова Е.Н., Аверина Н.В., Кайнарова Е.М., Люльева Д.А. Технология разработки интерактивного кроссмедийного электронного учебного пособия математической направленности // Дизайн. Материалы. Технология, 2014. № 3 (33). С. 80—85.
11. КазаковА.Я., АверинаН.В., ДроздоваЕ.Н., КайнароваЕ.М. Разработка интерактивного электронного учебного пособия по линейной алгебре // Матер. XX-й междунар. научно-методич. конф. «Современное образование: содержание, технологии, качество». Перспективные технологии обучения. CПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014. Т. 1. С. 199—200.
12. Когаловский М. Р. Перспективные технологии информационных систем. — М.: ДМК Пресс, 2003. — 288 С.
13. Кондраков Д. Ю., Игнатович Р. В. Объектно-ориентированная модель учётных баз данных. Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Экономические науки» № 1. 2000.
14. Коцюба И. Ю. Основы проектирования информационных систем. Учебное пособие / И. Ю. Коцюба, А. В. Чунаев, А. Н. Шиков // СПб: Университет ИТМО, 2015. – 206 с.
15. Кошколов Д. В. Решения для адаптивной верстки WEB-интерфейсов [Электронный ресурс] / Д. В. Кошколов. — VIII Международная студенческая электронная научная конференция. «Студенческий научный форум» — 2016. – Режим доступа: https://www.scienceforum.ru/2016/1411/22804 (дата обращения: 20.11.2019).
16. Курзыбова Я. В. Средства создания динамических web-сайтов: учеб. пособие / Я. В. Курзыбова. – Иркутск: Изд-во ИГУ, 2011. – 121 с.
17. Маторин С. И. Информационные системы: Учебно-практическое пособие / С. И. Маторин, О. А. Зимовец–Белгород: Изд-во НИУ БелГУ, 2012. – 231 с.
18. Никуличева Н.В., Хапаева С.С. Электронные учебники: разработка и внедрение: сб. программ повышения квалификации для работников системы среднего профессионального образования / Н.В. Никуличева, С.С. Хапаева. – М.: Федеральный институт развития образования, 2015. – 72 с.
19. Охотникова Е. С. Математическое моделирование, алгоритмизация и программная реализация адаптивных информационных систем (на примере систем электронного обучения) / Е. С. Охотникова. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тюмень. — 2012. — 187 с.
20. Пащенко О. И. Информационные технологии в образовании: Учебно-методическое пособие. — Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гос. ун-та, 2013. – 227 с.
21. Проектирование основной образовательной программы образовательного учреждения под общей редакцией проф. Чураковой Р. Г. – М.: Академкнига/Учебник, 2010. – 184 с.
22. Рогозов Ю. И. Архитектура информационных систем: учебное пособие / Ю. И. Рогозов, А. С. Свиридов, С. А. Кучеров. – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2014. – 117 с.
23. Рудаков А. В. Технология разработки программных продуктов: учеб. пособие для студ. / А. В. Рудаков. — 5-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2010.-208с.
24. Трембач В. М. Основные этапы создания интеллектуальных обучающих систем / В. М. Трембач // Программные продукты и системы, №3, 2012. С. 148-152.
25. Христочевский С.А. Электронные мультимедийные учебники и энциклопедии// Информатика и образование. — 2000. — № 2. — С. 70-77.
26. Шалаев А. А. Модель и алгоритмы самомодификации адаптивных информационных систем / А. А. Шалаев // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Пенза. — 2016. – 22 с.
27. Шпаков М.В. Разработка интеллектуальных геоинформационных систем на основе настраиваемой объектной модели предметной области. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН. 2004

---

Страницы 1 2 3