Создание веб-сервиса индивидуального расчета программы тренировок

Страницы: 1 2

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
2 ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ
2.2 Информационное обеспечение системы
2.2.1 Организация информационного обеспечения (Б2.1)
2.2.2 Логическая структура информационной базы
2.2.3 Организация ведения информационной базы
2.2.3.1 Внемашинная информационная база (Б2.4, в части формирования входной и использования выходной информации)
2.2.3.2 Внутримашинная информационная база (Б2.4, в части ведения базы данных, её обслуживания)
2.3 Математическое обеспечение системы
2.3.1 Математические модели и методы
2.3.2 Алгоритмы (Б3)
2.4 Программное обеспечение системы
2.4.1 Структура программного обеспечения
2.4.2 Функции частей программного обеспечения
2.4.3 Инструменты разработки и языки программирования
2.4.4 Операционная система
2.4.5 Средства, расширяющие возможности операционной системы
3 РАБОЧИЙ ПРОЕКТ
3.1 Физическая структура внутримашинной информационной базы системы
3.2 Прикладное программное обеспечение системы
3.2.1 Структура прикладного программного обеспечения
3.2.2 Описание подсистем
3.3 Руководство пользователя
3.3.1 Общие сведения
3.3.2 Условия применения
3.3.3 Подготовка к работе
3.3.4 Описание операций
3.3.5 Исключительные ситуации
3.3.6 Рекомендации по освоению
3.4 Испытания системы
3.4.1 Средства, порядок и методы испытаний
3.4.2 Исходные данные для контрольных примеров
3.4.3 Результаты проведения испытаний
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

 

ВВЕДЕНИЕ

Веб-сервис индивидуального расчета программы тренировок – это онлайн-сервис, который помогает пользователям разработать персональную программу тренировок на основе их целей и физической подготовки. Сервис обычно предоставляет широкий спектр физических упражнений и тренировок для разных частей тела, а также дает советы по питанию и рекомендации по укреплению здоровья.
Для использования сервиса пользователю обычно нужно заполнить опросник, указав свой вес, рост, уровень физической подготовки, тип телосложения, цели и предпочтения по упражнениям. Некоторые сервисы работают с помощью специальных приложений, которые анализируют данные пользователя и создают персональную программу тренировок.
Преимущества использования веб-сервиса индивидуального расчета программы тренировок включают в себя:
− эффективный способ создания персональной программы тренировок на основе конкретных целей;
− экономия времени и средств, которые могут быть затрачены на посещение тренажерных залов и консультации с тренерами;
− возможность тренироваться в любое удобное время и место;
− мотивация и более обоснованный подход к физическим упражнениям.
Однако, перед использованием веб-сервиса индивидуального расчета программы тренировок, необходимо убедиться в его надежности и следовать рекомендациям тренера, если программы тренировок вызывают беспокойство или дискомфорт.
Теоретической значимостью является систематизация информации по рассматриваемой информации, выбор бизнес-процессов, которые необходимо автоматизировать, а также анализ и выбор технологий и инструментов для разработки.
Новизна работы заключается в создании веб-сервиса индивидуального расчета программы тренировок.
Объект исследования – веб-технологии.
Предмет – веб-сервис индивидуального расчета программы тренировок.
Цель работы – создание веб-сервиса индивидуального расчета программы тренировок.
Чтобы достигнуть сформулированной цели, необходимо найти решение следующих важных задач:
− проанализировать предметную область;
− сформировать требования к разрабатываемому программному продукту;
− выбрать инструменты реализации проекта;
− создать модель приложения;
− разработать интерфейс;
− спроектировать структуру базы данных для хранения информации;
− наполнить базу данных тестовой информацией;
− написать программный код веб-приложения;
− произвести тестирование разработанного веб-приложения.

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1. Общие сведения
1.1. Полное наименование системы и ее условное обозначение

Веб-сервис индивидуального рассчета программы тренировок
Краткое наименование: Workout every day
1.2. Плановые сроки начала и окончания работы по созданию системы;
− начало работы по созданию системы – 13.02.2023
− окончание работы по созданию системы – 01.06.2023
1.3. Источники и порядок финансирования
Финансирование работ по созданию приложения – собственные средства разработчика
1.4. Порядок оформления и предъявления результатов работ по созданию подсистемы
Работы по созданию подсистемы сдаются Разработчиком поэтапно в соответствии с календарным планом проекта.

2. Назначение и цели создания системы
2.1. Назначение системы
Веб-сервис предназначен для индивидуального расчета программы тренировок.
2.2. Цели создания системы
Приложение создается с целью автоматизировать индивидуальный расчет программы тренировок для каждого конкретного человека.
Также, преследует академические цели.
2.3. Задачи создания системы
Для реализации поставленных целей система должна решать следующие задачи:
Расчет индивидуальной программы тренировок по заданным параметрам пользователя;
Предоставление выбора вида программы тренировок (для растяжки, сжигания жира и т.д.);
Предоставление подробных описаний каждого упражнения с видеозаписью примера выполнения;
Рекомендация программы питания для повышения эффективности тренировки;
Возможность скачать PDF файл с краткой инструкцией для печати.

3. Характеристика объекта автоматизации
3.1. Состав и порядок функционирования
Бизнес-процессы системы представлены на диаграмме в нотации IDEF0 (Рисунок 1 — 2). Вербальное описание бизнес-процессов приведено в таблице 1.

Рисунок 1 – IDEF0 системы, узел A0

Таблица 1 – Вербальное описание бизнес-процессов системы

 

Объектом автоматизации является веб-сервис для индивидуального расчета программы тренировок

Перечень функций приложения приведен ниже:

• расчет индивидуальной программы тренировок;
• изменение личных параметров;
• рекомендация программы питания для повышения эффективности тренировок;
• регистрация пользователя;
• авторизация пользователя;
• восстановление данных пользователя;
• возможность скачать PDF файл для дальнейшей печати;

 

Требования к системе

4.1. Требования к способам и средствам связи для информационного обмена между компонентами

Для обмена информацией, входящих в состав подсистемы, должно существовать подключение к интернету с минимальной скоростью 30 Мбит/с.

4.2. Требования к надежности

Приложение должно сохранять работоспособность и обеспечивать восстановление своих функций при возникновении следующих внештатных ситуаций:

• при сбоях в системе электроснабжения аппаратной части, приводящих к перезагрузке ОС, восстановление программы должно происходить после перезапуска ОС и запуска программы;
• при ошибках в работе аппаратных средств восстановление функции системы возлагается на ОС;
• при ошибках, связанных с программным обеспечением (ОС и драйверы устройств), восстановление работоспособности возлагается на ОС.

4.3. Требования к безопасности

Период работоспособности серверной части приложения должен составлять 24 часа в день с перерывами по 15 минут на техобслуживание раз в день.

Среднее время восстановления системы после сбоя не должно превышать 5 минут.

4.4. Требования к эргономике и технической эстетике

Система должна обеспечивать удобный для пользователей Системы интерфейс, отвечающий следующим требованиям:

Экранные формы должны полностью находиться в видимой площади дисплея монитора;

Элементы интерфейса должны иметь масштабируемость;

4.5. Требования к защите информации от несанкционированного доступа

Компоненты подсистемы защиты от несанкционированного доступа должны:

Обеспечивать идентификацию пользователей по паролю с хешем MD5;

Использовать «слепые» пароли;

4.6. Требования к функциям

Программное обеспечение системы должно выполнять следующие основные функции:

Авторизация

Создание новой программы тренировок

Загрузка PDF файла с кратким описанием тренировок

Данные функции представлены на диаграммах вариантов использования в нотации Use Case с точки зрения пользователя (Рисунок 3 — 5). Описание и типичный ход событий на данную функцию представлены в таблицах 2 — 4.

 

Рисунок 3 – Use case авторизации пользователя

Таблица 2 – Типичный ход событий

Рисунок 4 – Создание новой программы тренировок

Таблица 3 –Типичный ход событий агента – Пользователь

Рисунок 5 – Загрузка PDF файла с кратким описанием тренировок

Таблица 4 – Типичный ход событий агента – Пользователь

 

4.7. Требования к видам обеспечения

4.7.1. Требования к информационному обеспечению

Уровень хранения данных в системе должен быть построен на основе современных реляционных или объектно-реляционных СУБД.

Структура базы данных должна быть организована в 3 нормальной форме. Технические средства, обеспечивающие хранение информации, должны использовать современные технологии, позволяющие обеспечить надежность хранения данных и оперативную замену оборудования.

В состав системы должна входить специализированная подсистема резервного копирования и восстановления данных.

4.7.2. Требования к алгоритмическому обеспечению

В качестве СУБД должна использоваться PostgreSQL. База данных должна храниться на удаленном сервере.

4.7.3. Требования к программному обеспечению

Программное обеспечение делится на клиентскую и серверную часть.

К требованиям клиентского ПО относятся:

ОС Windows 7 и выше;

К требованиям серверного ПО относятся:

ОС Windows 7 и выше;

Сервер с СУБД PostgreSQL.

4.7.4. Требованию к техническому обеспечению

Должно быть обеспечено выделение отдельного серверного оборудования для сервера базы данных.

Требования к серверу, на котором должна быть развернута база данных:

Процессор – 2 х Intel Xeon 3 ГГц;

Объем оперативной памяти – 16 Гб;

Дисковая подсистема – 4 х 146 Гб;

Устройство чтения компакт-дисков (DVD-ROM);

Сетевой адаптер – 100 Мбит.

4.8. Требования к численности и квалификации персонала системы

4.8.1. Требования к численности персонала

В состав персонала, необходимого для обеспечения эксплуатации системы необходимо выделить следующих ответственных лиц:

— инженер-программист — 2 человека;

— администратор СУБД – 1 человек.

Вышеперечисленные лица должны выполнять следующие обязанности:

— инженер-программист на всём протяжении функционирования системы обеспечивает корректную отработку алгоритмов нейронной сети и улучшение её функций;

Состав и содержание работ по созданию системы

Работы по созданию системы представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Календарный план проекта

 

 

2 ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

2.2 Информационное обеспечение системы
2.2.1 Организация информационного обеспечения (Б2.1)

Реляционная база данных представляет собой набор информации, которая организует объекты данных с определенными отношениями для легкого доступа. В модели реляционной базы данных структуры данных, включая таблицы данных, индексы и представления, остаются отдельными от структур физического хранилища, что позволяет администраторам баз данных редактировать физическое хранилище данных, не затрагивая логическую структуру данных [5].
На предприятии реляционные базы данных используются для организации данных и определения взаимосвязей между ключевыми точками данных. Они упрощают сортировку и поиск информации, что помогает организациям более эффективно принимать бизнес-решения и минимизировать затраты. Они хорошо работают со структурированными данными.
Таблицы данных, используемые в реляционной базе данных, хранят информацию о связанных объектах. Каждая строка содержит запись с уникальным идентификатором, известным как ключ, а каждый столбец содержит атрибуты данных. Каждая запись присваивает значение каждой функции, что упрощает определение отношений между объектами данных [9].
К основным преимуществам реляционных баз данных можно отнести следующее:
1. Категоризация данных. Администраторы баз данных могут легко классифицировать и хранить данные в реляционной базе данных, которые затем можно запрашивать и фильтровать для извлечения информации для отчетов. Реляционные базы данных также легко расширяются и не зависят от физической организации. После создания исходной базы данных можно добавить новую категорию данных без изменения существующих приложений.
2. Точность. Данные сохраняются только один раз, что исключает создание дубликатов данных в процедурах хранения.
3. Простота использования. Сложные запросы легко выполняются пользователями с помощью SQL, основного языка запросов, используемого с реляционными базами данных.
4. Сотрудничество. Несколько пользователей могут получить доступ к одной и той же базе данных.
5. Безопасность. Прямой доступ к данным в таблицах в СУБД может быть ограничен определенными пользователями.
Для наглядного представления базы данных используется схема или структура БД.
Схемой базы данных называется ее структура, которая описана на формальном языке, поддерживаемом системой управления базами данных. В реляционных базах данных схема отражает таблицы, поля в каждой таблице, и ограничения целостности (первичный, потенциальные и внешние ключи и другие ограничения).Схема базы данных приведена на рисунке 8.
Нормализация — это процесс организации данных в базе данных, включающий создание таблиц и установление отношений между ними в соответствии с правилами, которые обеспечивают защиту данных и делают базу данных более гибкой, устраняя избыточность и несогласованные зависимости.

2.2.2 Логическая структура информационной базы

Логическая структура информационной базы представляет собой описание ее структуры и отношений между ее компонентами. Она определяет, как данные организованы и как они связаны друг с другом. Основные элементы логической структуры информационной базы:
1. Сущности (Entities): Это представление объектов/предметов, которые будут храниться в информационной базе. Сущности могут быть людьми, предметами, событиями и т. д.
2. Атрибуты (Attributes): Атрибуты определяют характеристики сущностей и их свойства. Например, у сущности «клиент» могут быть следующие атрибуты: имя, адрес, телефонный номер и т. д.
3. Отношения (Relationships): Отношения определяют связи между сущностями и атрибутами. Например, сущность «заказ» может иметь отношение «связь» с сущностью «клиент», который разместил этот заказ.
4. Ассоциации (Associations): Ассоциации определяют связь между различными сущностями. Например, ассоциация сущности «товар» может быть «производится» сущностью «производитель».
5. Ограничения (Constraints): Ограничения определяют ограничения и правила, которые должны соблюдаться при доступе к информации в информационной базе. Например, правило, запрещающее удаление клиента, если у него есть заказы в статусе «выполнение».
Логическая структура информационной базы помогает организовать и структурировать данные, что делает их более удобными для использования и анализа. Кроме того, она позволяет оптимизировать работу с данными и обеспечить их целостность и безопасность. На схеме база данных приведена уже после нормализации (рисунок 6).

 

 

Рисунок 6 – Схема базы данных

Созданная база данных имеет название trainer.
База данных содержит таблицы:
− levels – для авторизации (группы пользователей);
− users – для авторизации (пользователи приложения);
− exercises – таблица для хранения информации об упражнениях для индивидуальных тренировок.
Прирост информации будет при внесении и редактировании новых учеников, дисциплин, пользователей, отметок и т.п. В месяц количество отредактированных элементов планируется не более 10000. Длина одной записи в среднем составляет около 1Кб. Поэтому в месяц увеличение объема базы планируется не более, чем на 10Мб. В год, соответственно, увеличение объема планируется не более, чем на 120Мб.

2.2.3 Организация ведения информационной базы
2.2.3.1 Внемашинная информационная база (Б2.4, в части формирования входной и использования выходной информации)

Организация информационного обеспечения включает в себя процесс сбора, обработки и распространения информации, необходимой для выполнения определенной деятельности.
Основные шаги, которые должны быть выполнены для организации информационного обеспечения:
1. Определение целей и требований организации. Необходимо определить, какую информацию необходимо собирать, какой период должен быть охвачен, и какая информация может быть полезной для достижения целей организации.
2. Идентификация источников информации. Необходимо определить, где можно получить нужную информацию. Она может быть внутри организации или снаружи.
3. Сбор информации. Необходимо собрать данные из источников. Часто данные должны быть проанализированы и сгруппированы для удобства использования.
4. Обработка информации. Информация должна быть обработана и организована в нужный формат для дальнейшего использования.
5. Распространение информации. Информация должна быть распространена в нужных местах и по нужным каналам коммуникации.
6. Обеспечение безопасности информации. Необходимо обеспечить безопасность информации, чтобы она не была утрачена или не попала в руки несанкционированных лиц.
Все эти процессы должны быть производными от определения потребностей участников, выявления их пожеланий и ущербов, их понимания, связанного с информацией, и создания процессов, необходимых для сбора, обработки и распространения информации.
Входная информация – данные о пользователях, их физические характеристики (для формирования индивидуальных тренировок), выбор нужного вида программы тренировок.
2.2.3.2 Внутримашинная информационная база (Б2.4, в части ведения базы данных, её обслуживания)
Внутримашинная информационная база представляет собой базу данных, которая хранится и используется непосредственно на компьютере или сервере. Ее ведение и обслуживание может включать в себя следующие шаги:
1. Установка и настройка системы управления базами данных (СУБД). СУБД — это программное обеспечение, которое используется для создания и управления базами данных. Необходимо выбрать подходящую СУБД для конкретных потребностей и настроить ее на работу на компьютере.
2. Создание схемы базы данных. При создании базы данных необходимо определить структуру данных — какие таблицы будут содержаться в базе данных, какие столбцы они будут содержать и какие связи будут между ними установлены.
3. Создание таблиц. Необходимо создать таблицы, которые будут содержать данные. Они должны соответствовать схеме базы данных и иметь нужные поля.
4. Наполнение таблиц данными. Данные нужно ввести в таблицы. Это можно сделать вручную или автоматически.
5. Оптимизация запросов. Необходимо оптимизировать запросы к базе данных для более быстрого доступа к информации.
6. Обслуживание базы данных. Важной частью обслуживания базы данных является резервное копирование и восстановление данных, чтобы защитить информацию от потери в случае сбоев в системе.
7. Оптимизация производительности. При работе с базой данных необходимо оптимизировать ее производительность, чтобы ее работа была быстра и без ошибок.
Внутримашинная информационная база помогает организовать и хранить данные, необходимые для работы компьютера или сервера. Она облегчает управление данными и ускоряет доступ к ним. Кроме того, обслуживание базы данных позволяет узнать больше о работе системы и оптимизировать ее для повышения производительности и эффективности.
Таблица levels содержит два поля:
− id – код (ключ, целое число, автоматическое увеличение на 1);
− name – наименование (текстовое поле длиной 100).
Таблица users содержит поля:
− id – код (ключ, целое число, автоматическое увеличение на 1);
− surname – фамилия (текстовое поле длиной 100);
− name – имя (текстовое поле длиной 100);
− middlename – отчество (текстовое поле длиной 100);
− birthday – день рождения (дата);
− email – электронная почта (текстовое поле длиной 100);
− phone – телефон (текстовое поле длиной 20);
− level_id – электронная почта (текстовое поле длиной 100);
− date_reg – дата регистрации (дата);
− login – телефон (текстовое поле длиной 100);
− password – телефон (текстовое поле длиной 20).
− sex – пол пользователя (целое число);
− age – параметр, используемый далее при формировании тренировок:
− равен 0 для мужчин старше 45 лет и для женщин старше 40 лет, либо равен 18 для мужчин младше 45 лет и для женщин младше 40 лет;
− height – рост;
− weight – вес;
− bodytype – тип телосложения;
− intensity – интенсивность тренировок;
− type – тип тренировок.
Параметр sex может быть равен либо 0 (для мужчин), либо 36 (для женщин).
Параметр Delta может быть равен 0 (когда разница между ростом и весом меньше 100) или 9 (когда разница между ростом и весом больше или равна 100).
Параметр intensity может принимать значение 0 (легкая интенсивность), 3 (нормальная интенсивность), 6 (сложная интенсивность).
bodytype – параметр может принимать значение 0 для худого телосложения, 1 для нормального телосложения, 2 – для полного телосложения.
exercise – параметр может принимать значение 1 – упражнения для похудения, 2 – упражнения для рельефа, 3 – упражнения для набора массы.
Таблица exercise содержит поля:
− id – код (ключ, целое число, автоприращение);
− name – наименование упражнения (текстовое поле);
− p0, p1, …, p71 – порядковый номер упражнения в тренировке для i-го сочетания (целое число).

2.3 Математическое обеспечение системы
2.3.1 Математические модели и методы

Математическое обеспечение информационной системы школы может включать в себя различные формулы, модели и алгоритмы, которые используются для расчетов и анализа данных.
Математические методы и модели, которые используются в приложении, находятся внутри СУБД. Скорее всего (достоверно утверждать это не представляется возможным) в СУБД MySQL используется метод быстрой сортировки – для сортировки данных и метод бинарного поиска – для поиска информации в упорядоченном массиве данных.
Для выбора нужных упражнений из базы данных используется вычисление нужного столбца по формуле:
shift=users.sex+users.age+users.delta+users.intensity+users.bodytype (1)
Значение shift может лежать в диапазоне от 0 до 71. Благодаря этому параметру из таблицы xercises выбирается соответствующий столбец.
2.3.2 Алгоритмы (Б3)
2.4 Программное обеспечение системы
2.4.1 Структура программного обеспечения
Программное обеспечение представляет собой веб-приложение, которое должно выполняться на веб-сервере в сети интернет или в локальной сети. При отсутствии подключения к сети интернет-данным приложением не смогут воспользоваться.
Из диаграммы развертывания (см. рисунок 7) видно, что АИС состоит из трех компонентов:
− клиентская часть;
− серверная часть;
− БД.

Рисунок 7 – Диаграмма развертывания

Более подробно состав веб-приложения приведен на рисунке 8.
База данных MySQL версии 5.6. PHP версии 7.4.5. CSS версии 3 (однако это лишь примерная версия, т.к. в разработке не будут использоваться какие-либо новые свойства и методы, которые отсутствуют, например в CSS версии 2), HTML версии 5.0. JS – версия не указывается, в качестве конкретики можно указать, что она поддерживается современными браузерами.

Рисунок 8 — Взаимодействие компонентов системы

В создании АИС не используются специальные модели, такие как MVC (Model-view-controller), т.к. содержимое страниц несложное и строится по одному шаблону.
2.4.2 Функции частей программного обеспечения
Б4.1 — это стандарт ISO/IEC 12207, который определяет процессы жизненного цикла программного обеспечения. Функции компонентов программного обеспечения могут варьироваться в зависимости от конкретных компонентов и задач, которые они выполняют. Однако, можно выделить общие функции для каждого компонента:
1. База данных:
— Хранение и управление данными;
— Обеспечение целостности и безопасности данных;
— Предоставление возможности поиска и манипулирования данными.
. Серверное ПО:
— Определение протоколов взаимодействия и маршрутизация запросов;
— Управление динамическими и статическими контентами;
— Обработка пользовательских запросов и генерация ответов со стороны сервера.
3. Фронтенд:
— Взаимодействие с пользователем путем отображения интерфейса;
— Ожидание и обработка пользовательских событий (нажатия кнопок, клики мыши и т.д.);
— Отправка запросов на сервер для получения и обновления данных.
4. REST API:
— Предоставление доступа к базе данных и другим функциям серверного ПО;
— Обработка и маршрутизация запросов;
— Генерация и отправка ответов.
5. Библиотеки и фреймворки:
— Обеспечение доступа к API и другим функциям системы;
— Сокращение времени разработки путем предоставления готовых решений;
— Обеспечение совместимости между компонентами различных разработчиков.

2.4.3 Инструменты разработки и языки программирования

Программная реализация веб-сайта является одним из ключевых этапов его создания. Она включает в себя написание кода, создание функционала и его интеграцию с другими узлами сайта. При этом необходимо учитывать выбранные технологии, которые могут дать определенные преимущества и возможности.
Веб-страницы создаются при помощи трех основных компонентов:
− HTML;
− CSS;
− Javascript.
Без любого одного из трех данных компонентов не получится создать полноценную современную веб-страницу.
HTML – язык гипертекстовой разметки. Согласно его спецификации, он содержит несколько десятков специальных команд – тегов, которые указывают браузеру, что необходимо отобразить на веб-странице. Например, тег <select> сгенерирует создание и отображение в окне браузера выпадающий список, тег <a> вставит гиперссылку, а тег <img> вставит в веб-страницу изображение. Каждый тег может иметь множество специальных параметров. Эти параметры называются атрибутами. Атрибуты позволяют указать настройки тега. Например, атрибут value для тега <select> позволяет ввести наименование данного поля выбора, атрибут href для тега <a> позволяет указать путь, по которому ведет гиперссылка, атрибут src для тега <img> позволяет указать путь к файлу с изображением. Кроме того, в HTML-разметке активно применяются специальные атрибуты – стили, которые позволяют настроить отображение элементов веб-страниц. Наборы стилей сохраняются в так называемые каскадные таблицы стилей CSS, которые можно подключать к веб-страницам. Благодаря разным вариациям CSS-стилей можно, например, создать несколько оформлений одной и той же веб-страницы, адаптирован каждый вариант оформления под конкретную ориентацию дисплея (вертикально, горизонтально), под конкретное расширение экрана или даже под конкретное устройство (настольный компьютер/ноутбук/мобильный телефон).
Javascript – язык, который выполняется в веб-браузере. Веб-браузер выполняет код, написанный на этом языке для обработки событий, которые происходят на веб-странице. Среди таких событий, например, могут быть такие: окончание загрузки веб-страницы, нажатие кнопки, ввод текста в текстовое поле, потеря органа управления фокуса, выбор пункта в выпадающем меню и т.п. Javascript в некоторых случаях может быть использован и как самостоятельный язык для веб-серверов, но первоначальное его назначение именно работа в браузере для обработки веб-страницы на стороне клиента.
HTML не является полноценным языком программирования, т.к. в нем нет операторов, нет циклов и других подобных управляющих элементов. Поэтому для динамического создания веб-страниц пользуются серверными или универсальными языками программирования.
PHP является языком программирования, который часто используется для разработки веб-приложений и веб-сайтов. Он имеет широкую аудиторию, так как его можно использовать на большинстве операционных систем, включая Windows, Linux и Mac OS. Одной из главных причин, по которой PHP популярен среди разработчиков, является его простота в написании кода. Разработчики, которые знакомы с языком программирования C или Java, будут легко усвоивать PHP. В PHP уже есть несколько зарезервированных слов, которые упрощают написание кода. Например, для вывода строки на экран не нужно использовать сложные методы, просто нужно использовать зарезервированное слово echo. PHP также предлагает большое количество встроенных функций, что делает его эффективным как для быстрой, так и для сложной разработки. Например, PHP предлагает встроенные функции для работы с базой данных, для отправки электронной почты и для манипулирования строками и массивами. Однако, существуют и некоторые недостатки при использовании PHP. Одной из проблем является утечка памяти, которая может увеличить использование ресурсов сервера. Другой проблемой может быть низкая безопасность, если код не написан корректно. Несмотря на некоторые недостатки, PHP по-прежнему является одним из наиболее популярных языков программирования веб-приложений на сегодняшний день.
Perl – один из самых старых языков программирования, который до сих пор не теряет своей актуальности. Язык был создан в 1987 году программистом Ларри Уоллом и на сегодняшний день используется для написания скриптов, автоматизации задач и разработки веб-приложений. Преимущества языка Perl для разработки веб-приложений: 1. Синтаксис. Один из главных преимуществ Perl – это удобный для разработчика синтаксис, который позволяет писать код в наглядной и лаконичной форме. Это особенно важно для задач связанных с обработкой текстов, где Perl позволяет писать программы на порядок короче и при этом делать то же самое, что и на других языках. 2. Регулярные выражения. Perl изначально был создан как скриптовый язык для обработки текстов, поэтому в нем очень сильна поддержка регулярных выражений. В Perl содержится множество функций, которые позволяют быстро и удобно обрабатывать строки и поиск шаблонов, что делает язык отличным инструментом для работы с данными полученными с веб-серверов. 3. Переносимость. Код написанный на Perl запускается на большинстве популярных операционных систем, включая Windows, Linux, Mac OS X и других. Более того, разработчики могут использовать множество библиотек и модулей, которые могут быть установлены в Perl и использоваться на разных платформах. Недостатки языка Perl для разработки веб-приложений: 1. Сложность. Перл – это очень мощный язык, но в то же время он может быть довольно сложный в использовании. Особенно это относится к людям, которые не знакомы с Perl и им приходится писать код на этом языке. 2. Скорость работы. Хотя Perl был создан как язык для обработки текстов, но при написании крупных и сложных веб-приложений его скорость работы может стать недостаточной. 3. Библиотеки. Хотя Perl предоставляет множество модулей и библиотек для работы с текстом и другими задачами, но иногда может возникнуть необходимость использования библиотек, которые не написаны на Perl, и тогда придется обращаться к другим языкам программирования. Сравнение языков программирования PHP, Perl, Python, C# для разработки веб-приложений по удобству и эффективности написания кода показывает, что Perl – это язык со своими преимуществами и недостатками. Он отлично подходит для задач, связанных с обработкой текстов и автоматизации задач, но может быть слишком сложным для разработки крупных веб-приложений. Тем не менее, Perl все еще остается популярным и актуальным языком программирования, который используется многими программистами по всему миру.
Python – это язык программирования, ориентированный на объекты, который изначально был разработан в конце 1980-х годов Гвидо ван Россумом. С тех пор Python стал одним из самых популярных языков программирования, благодаря своей простоте в использовании и портативности. Python имеет динамическую типизацию и автоматическую обработку памяти, что делает его очень гибким и удобным для написания кода. Одним из ключевых преимуществ Python является его простой и интуитивно понятный синтаксис, который делает его идеальным для новичков в программировании. Синтаксис Python облегчает написание чистого и понятного кода, делает его максимально читабельным и понятным, даже для тех, кто не программист. Один из основных аспектов, который делает Python очень эффективным языком программирования, заключается в его модульности и расширяемости. Python имеет большую библиотеку модулей, которые могут быть использованы для различных задач. В Python также существует возможность интеграции с другими языками, что делает его более полезным и гибким для разработчиков. Python также обладает прекрасной системой автоматического управления памятью. Это означает, что программа на Python автоматически освобождает память после того, как она не нужна, что делает его более удобным для программирования и менее подверженным к ошибкам заполнения памяти. Хотя Python не является самым быстрым языком программирования, он достаточно эффективный и может быть использован для большинства задач, связанных с веб-разработкой. Python также может быть интегрирован с другими языками, такими как C и C++, что повышает его производительность и эффективность. Как и в случае с другими языками программирования, у Python есть свои недостатки. Одним из основных недостатков Python является его относительно медленная скорость выполнения. Если вы разрабатываете высоконагруженный веб-сайт, Python может не быть лучшим выбором. Также в Python не так много функций для обработки асинхронных задач, по сравнению, например, с языком JavaScript. Некоторые разработчики могут считать, что это важный недостаток Python, особенно когда дело доходит до разработки сложных веб-приложений. В целом Python является очень гибким и удобным языком программирования для веб-разработки. Он прост в использовании и может быть использован для широкого спектра задач, связанных с веб-разработкой. Python также имеет большую и активную сообщество разработчиков, которые постоянно работают над улучшением языка и его функциональности. Если вы ищете эффективный и гибкий язык программирования для своих веб-проектов, Python был бы отличным выбором.
C# является объектно-ориентированным языком программирования, который был разработан Microsoft для платформы .NET. Этот язык является одним из самых эффективных и мощных инструментов для создания веб-приложений, среди всех языков программирования. Как и другие языки .NET, C# имеет преимущества в отношении безопасности и развертывания. Одним из наибольших преимуществ C# является то, что он расширяет типы данных, которые могут быть использованы в приложениях. Это делает его более гибким и удобным для написания кода, так как разработчики могут использовать типы данных, которые привычнее для них. C# имеет мощную систему управления памятью, которая позволяет разработчикам легко следить за использованием памяти и избегать утечек памяти. Также, C# имеет один из лучших сборщиков мусора (garbage collector), который осуществляет автоматическую очистку использованной памяти. Еще одним преимуществом C# является интеграция с Visual Studio — лучшей средой разработки для языков программирования. Visual Studio позволяет разработчикам легко создавать веб-приложения с помощью C#, предоставляя инструменты для отладки, развертывания и оптимизации программного кода. Однако, C# имеет свои недостатки. Он строго связан с платформой .NET, что означает, что он не может использоваться для создания приложений на других платформах. Это может ограничить возможности использования языка программирования в определенных случаях. Также, C# имеет довольно высокий порог входа, особенно для начинающих разработчиков. Большинство возможностей C# используют продвинутые технологии, такие как WPF и WCF, которые могут быть запутанными для новичков. В целом, если вы ищете язык программирования, который обладает высокой функциональностью, гибкостью и эффективностью при написании кода, C# является одним из лучших вариантов для создания веб-приложений. Однако, необходимо учитывать его ограничения и наличие порога входа.
Результаты сравнения языков программирования сведены в таблицу 6.
Таблица 6 – Сравнение языков программирования

 

В разработке данного приложения лучше всего использовать язык PHP, т.к. он является самым удобным в использовании для веб-программирования, имеет дополнительные модули и библиотеки (в том числе для работы с базами данных, например, MySQL), обладает динамической типизацией (что удобно для программистов), является кроссплатформенным, имеет встроенный сборщик мусора, поддерживает объектно-ориентированное программирование.

Базы данных являются неотъемлемой частью бэкенд-разработки. Они обеспечивают хранение и управление данными приложения, их структурирование, поиск и выборку. Для выбора подходящей базы данных необходимо учитывать требования к быстродействию, надежности, масштабируемости, функциональности и безопасности. Существует множество различных моделей баз данных, включая реляционные, документные, ключ-значение, столбцовые и графовые базы данных.

Другой важной аспект бэкенд-разработки является безопасность. Для защиты веб-сайта от взлома или кражи данных необходимо реализовать меры безопасности на всех уровнях разработки. Это может быть достигнуто путем регулярного обновления программного обеспечения, использования безопасных алгоритмов шифрования, контроля доступа к ресурсам приложения и защиты приложения от вредоносных атак. Одним из ключевых принципов бэкенд-разработки является масштабируемость. Сайты с большим количеством пользователей должны быть способны обрабатывать огромный объем запросов одновременно. Для этого необходимо разработать и использовать масштабируемую архитектуру и технологии, которые позволяют расширять приложение горизонтально и вертикально. В заключение, основными принципами бэкенд-разработки являются создание надежного и безопасного API, выбор подходящей базы данных и реализация мер безопасности, обеспечение масштабируемости и эффективной обработки данных. Все эти аспекты взаимодействуют друг с другом и играют важную роль в достижении успешной веб-разработки.

Для работы с большими объемами информации пользуются понятиями:

• СУБД – система управления базой данных;
• SQL – язык написания запросов к базе данных.

СУБД бывают разные. Например, в зависимости от типа расположения:

• серверные;
• локальные.

Часто используются следующие СУБД:

• Microsoft Access – приложение входит в состав Microsoft Office – набор офисных программ. Это простое в освоении приложение, которое позволяет создавать базы данных разной сложности, однако не имеет инструментов для одновременного (многопользовательского доступа);
• Oracle – известная БД одноименной корпорации. Характеризуется высокой сложностью, специалисты по данной СУБД редки и их услуги очень дороги. Oracle обладает высокой надежностью и производительностью, является одним из лидеров в области СУБД;
• SQLite – свободно распространяемая СУБД. Она характеризуется простотой в эксплуатации, высокой производительностью. Используется, например, в браузере Mozilla Firefox для хранения всех данных;
• серверные базы данных MySQL, PostgreeSQL – часто используемые в веб-приложениях СУБД. MySQL наиболее распространена на веб-хостингах в интернете и является стандартом де-факто в веб-разработках различного уровня сложности. По MySQL имеется множество литературы, она обладает неплохой производительностью, кроме того, она бесплатная. MySQL поддерживается на уровне системных библиотек в языке программирования PHP.

В данной работе выбрана MySQL как бесплатная, наиболее простая и хорошо подходящая для подключения и использования через скрипты на языке PHP.

Для работы с MySQL можно использовать, например, свободно-распространяемый программный продукт phpMyAdmin.

Программный продукт phpMyAdmin обладает необходимым интерфейсом и функционалом для основных операций с СУБД MySQL.

Установка и настройка веб-сервера – непростой процесс, требующий высокой квалификации специалиста. Даже по имеющимся учебным пособиям не всегда получается сделать нужные настройки, т.к. данное программное обеспечение постоянно изменяется и новые версии имеют свои особенности, которые не находят своего отражения в инструкциях, учебниках. Для начинающих веб-программистов удобно использовать готовый настроенный веб-сервер с комплексом установленных веб-приложений для разработки и проверки работоспособности веб-скриптов. Существует множество подобных комплексов. Наиболее известные из них:

• LAMPP;
• Denwer;
• XAMPP;
• OpenServer.

LAMPP – приложение, которое функционирует только под Unix-системами.

Denwer – устаревшее решение, которое плохо поддерживается разработчиком и почти не развивается. Объем на диске около 50Мб.

OpenServer – универсальный комплекс веб-программ, но слишком громоздкий (имеет очень большой объем (около 15Гб) по сравнению с остальными аналогами). В некоторых случаях (когда, например, необходима определенная версия PHP или MySQL для отладки конкретного программного продукта) эта сборка просто незаменима. Но в рядовых случаях достаточно применить более простые аналоги.

XAMPP – наиболее сбалансированный комплекс веб-сервера и установленных веб-утилит. Он работает под Windows и имеет простой процесс установки, запуска и использования. Занимаемый объем на диске около 500Мб.

Применение XAMPP является наилучшим решением для  Windows, т.к. является бесплатным, функциональным, простым в установке, настройке и использовании, занимает не так много дискового пространства, как некоторые другие аналоги.

Сравнение веб-комплексов, включающих настроенные веб-серверы, приведено в таблице 7.

Под современные операционные системы доступны разные версии XAMPP. Можно найти и установить более старую версию, которая содержит более старую версию PHP и MySQL.

 

 

Таблица 7 – Сравнение веб-комплексов, включающих настроенные веб-серверы

 

Учитывая, что версия PHP8.0 еще несколько сырая и поддерживается далеко не на всех веб-хостингах в интернете, лучше вести разработку на более популярной сейчас версии PHP 7.4.

Такую версию XAMPP, которая содержит PHP версии 7.4.5, можно скачать по адресу:

https://sourceforge.net/projects/xampp/files/XAMPP%20Windows/7.4.15/xampp-windows-x64-7.4.15-0-VC15-installer.exe/download.

 

2.4.4 Операционная система

Windows 10 — это операционная система, разработанная компанией Microsoft. Она является одной из самых популярных версий Windows и предоставляет широкий набор функций и возможностей для пользователей.

Основные особенности Windows 10:

1. Полноэкранный режим: Данный режим позволяет открывать приложения на полный экран. Он особенно удобен при работе с планшетами и смартфонами.
2. Новое меню Пуск: В Windows 10 было внедрено новое меню «Пуск», которое сочетает в себе классический вид и элементы приложений.
3. Виртуальные рабочие столы: В Windows 10 можно создавать виртуальные рабочие столы, что позволяет удобно организовывать окна приложений и переключаться между рабочими столами.
4. Кортана: Cortana — это виртуальный помощник, который позволяет выполнять различные задачи и предоставляет пользователю нужную информацию.
5. Интернет браузер Microsoft Edge: В Windows 10 есть новый интернет браузер — Microsoft Edge, который обладает рядом новых функций и возможностей.
6. DirectX 12: В Windows 10 была представлена новая версия DirectX — DirectX 12, которая позволяет использовать все возможности видеокарты.
7. Поддержка устройств сенсорного ввода: Windows 10 легко работает с устройствами с сенсорным вводом, такими как планшеты и смартфоны.
8. Поддержка нескольких устройств: В Windows 10 можно работать на нескольких устройствах, что удобно для пользователей, которые переключаются между рабочими станциями.

Windows 10 — это современная операционная система, которая обладает множеством новых возможностей и функций, которые облегчают работу пользователей. Она может быть установлена на большинство устройств, от настольных компьютеров до планшетов и смартфонов.

 

2.4.5 Средства, расширяющие возможности операционной системы

Существует множество средств, расширяющих возможности операционной системы. Некоторые из них:

Драйверы — программные компоненты, позволяющие операционной системе работать с аппаратным обеспечением, которое не было поддержано изначально.

 

2. Приложения — программы, которые добавляют новые функции в операционную систему, например, антивирусы, текстовые редакторы и т.д.
3. Расширения браузера — позволяют использовать дополнительные функции веб-браузера.
4. Плагины и расширения — расширяют возможности программ, например, аудио- и видеоплееров.
5. Утилиты — специальные программы, которые помогают улучшить работу операционной системы, например, программы для оптимизации производительности или улучшения безопасности.
6. Настройки операционной системы — изменение стандартных настроек, позволяющее пользователю расширить функциональность системы, например, настройка горячих клавиш или изменение прав доступа.

Страницы: 1 2