авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ТЕХНОЛОГИИ РФ МОСКОВСКИЙ КОМИТЕТ ОБРАЗОВАНИЯ КОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ СЕМЬИ И МОЛОДЕЖИ ПРАВИТЕЛЬСТВА МОСКВЫ МОСКОВСКИЙ ...»

-- [ Страница 3 ] --

Комментарий: Накопленная первичная информация, прошедшая предваритель ную обработку в форме отбора, систематизации и сохранения в базе данных в форма тированном виде, может использоваться для решения многих задач анализа, планиро вания, прогнозирования и управления в социально-экономических, технических, обу чающих и других системах. Постановка этих задач, как правило, связана с необходи мостью получения на основе исходных накопленных данных производной информа ции, помогающей пользователю информационной системы принимать правильные ре шения. В сфере обучения такой дополнительной информацией являются программы, вопросы, задания, подсказки и примеры, методические разъяснения, указания и реко мендации.

В зависимости от способа получения, достоверности и объема исходной инфор мации при ее обработке могут применяться как методы статистического анализа, так и математические методы обработки детерминированных данных. Отбор и загрузка ин формации на обработку обычно производится или в пакетном режиме (для статистиче ской информации) или в диалоговом режиме (для детерминированной информации) с использованием методов поиска необходимых данных.

Среди статистических методов обработки можно выделить две группы методов:

предварительной обработки и статистического анализа. К первым методам относят группировку и сводку данных. Группировка данных представляет собой выделение части данных из общей совокупности по одному или сочетанию нескольких признаков.

Сводка (суммирование) данных обеспечивает их количественную оценку как по всей совокупности этих данных (простая сводка), так и по отдельным группам этой сово купности (групповая сводка).

Методы статистического анализа позволяют получать оценки более «тонких», чем дает сводка и группировка, характеристик различных процессов и явлений. В чис ле таких характеристик различные экспертные оценки технических и социальных сис тем, прогнозные оценки показателей различных систем в условиях неопределенности и риска, получаемые с использованием байесовского подхода, оценки величин и степени зависимости различных факторов на основе многофакторного регрессионного и корре ляционного анализа и многие другие.

В отличие от статистических методов математические методы обработки детер минированной информации применяются для численного решения на основе этих дан ных задач планирования, моделирования и оптимизации с использованием типовых математических моделей объектов предметной области, обслуживаемой связанной с нею информационной системой.

Наиболее часто, для решения этих задач, используют ся методы математического программирования, теории массового обслуживания, тео рии оптимального управления, различные методы оптимизации, такие, например, как методы наибыстрейшего спуска, Лагранжа, Монте-Карло и другие. Использование этих методов требует от пользователя в процессе обработки априорной информации предопределять как выбор оптимальных и реализуемых средствами данной ИС мето дов обработки информации, признанной им априорной, так и четкого и обоснованного выбора критериев, лимитеров и констант оптимизации.

Программное обеспечение, реализующее эти методы обработки, может созда ваться под конкретную информационную систему или в виде прикладных программ ных пакетов (ППП), не зависящих от содержания предметной области и предназначен ных для использования специалистами, способными формализовать решаемые задачи на языке представления данных.

Понятие: Программное обеспечение (ПО) для разработки ИС.

Комментарий: Для решения задач разработки, сопровождения и модернизации информационных систем создаются технологии сквозного проектирования (ТСП). Эти технологии представляют собой набор компонент - программных продуктов и методов разработки, выбор и создание которых являются ключевой частью проектирования информационных систем всех назначений, в том числе для образовательных техноло гий.

Понятие: Программное обеспечение систем обработки данных.

Комментарий: Программное обеспечение (ПО) систем обработки данных включает в себя программные средства и документацию, необходимые для эксплуата ции этих программных средств (Руководство пользователя. Руководство системного программиста и другие). ПО разделяют на общесистемное (базовое) и прикладное.

Общесистемное (базовое) ПО предназначено для организации процесса обработки информации в СОД и включает в себя операционную систему (ОС), сервисные про граммы, системы программирования (комплексные средства разработки программ на языках высокого уровня) и программы технического обслуживания.

Прикладное ПО предназначено для решения конкретных задач СОД. В него входят программные средства общего назначения и специальные программные средст ва для данной СОД. К средствам общего назначения относятся системы управления базами данных (СУБД), табличные процессоры, текстовые и графические редакторы и другие. Специальные программные средства могут быть как разработаны для конкрет ной системы обработки данных, так и приобретены готовыми на отечественном рынке.

При этом необходимое ПО может быть приобретено как “целиком” (если оно удовле творяет всем необходимым требованиям), так и “собрано” из фрагментов готовых про дуктов (возможно, с использованием услуг специалистов, называемых системными ин теграторами).

Основные составляющие программного обеспечения современных и перспек тивных систем обработки данных:

• операционные системы (ОС);

• системы управления базами данных (СУБД);

• средства разработки приложений* (системы программирования);

• инструментальные средства технологии сквозного проектирования (CASE технологии).

Понятие: Операционные системы семейства Windows в НИТ, поддержи ваемых информационными системами.

Комментарий: Операционные системы (ОС) делятся на однопрограммные, многопрограммные и многопользовательские. К однопрограммным операционным системам относятся, например, MS-DOS и другие. Многопрограммные операционные системы, например UNIX (XENIX), Windows, начиная с версии 3.1, DOS 7.0, OS/2 и других, позволяют одновременно выполнять несколько приложений. Различаются они алгоритмом разделения времени. Если однопрограммные системы работают или в па кетном режиме, или в диалоговом, то многопрограммные могут совмещать указанные режимы. Эти системы обеспечивают пакетную и диалоговую технологии. Многополь зовательские системы реализуются сетевыми операционными системами. Они обеспе чивают удаленные сетевые технологии, а также пакетные и диалоговые технологии для общения на рабочем месте.

Поскольку наибольшее распространение в нашей стране получили IBM совместимые персональные компьютеры, основными операционными системами в на стоящий момент являются ОС семейства Windows. Это многозадачные многопоточные 32-разрядные операционные системы с графическими интерфейсами и расширенными сетевыми возможностями. В настоящее время используются Windows 95, 98, 2000, Mil lennium, OSR2, а также Windows NT.

Для семейства Windows 95 (98) характерны следующие некогда новые реше ния: 32-разрядная архитектура ОС обеспечивает более высокую производительность системы, снимает многие ограничения на память системных ресурсов. Механизм управления памятью обеспечивает работу 32-разрядных приложений в защищенном адресном пространстве с автоматической очисткой памяти после завершения работы каждого приложения. Вытесняющая многозадачность позволяет усовершенствовать механизм управления ресурсами, в результате чего приложение, нуждающееся в ре сурсах, может приостановить свою работу до получения ресурса или перейти к выпол нению других операций, не останавливая работу других программ. При этом многопо точное выполнение отдельной задачи позволяет при задержке одного потока работать со следующим. Под потоком подразумевается частная задача, решаемая внутри про цесса, а процессом называется загруженная в память выполняемая прикладная про грамма, ее адресное пространство и ресурсы. Для пользователя Windows освоение ОС упростилось благодаря однотипности выполнения всех основных операций и нагляд ности выполняемых действий. 0бьектно-ориентированный подход позволяет при рабо те в среде Windows концентрировать внимание на объектах, представляющих файлы, папки, дисководы, программы, документы и т.д. Объектам на основании их свойств предоставляются системные ресурсы.

В Windows 98 и более поздних версиях интерфейс полностью ориентирован на работу в сети Интернет, а во встроенном пакете Microsoft Office 97 и тем более в паке те Microsoft Office 2000 текстовый редактор Word позволяет просматривать и созда вать HTML-файлы (файлы на языке разметки гипертекста). Модифицированная версия этой ОС Millennium, сохраняя основные черты и назначения своего прототипа, обла дает улучшенным интерфейсом, в том числе для работы в сети Интернет, более разви той системой подсказок и средств хранения, редактирования и просмотра изображений (графики, цифровых фотографий), поддерживает виртуальную экранную многоязыч ную клавиатуру.

Windows NT - это сетевая ОС, выпускаемая в двух модификациях: Windows NT server и Windows NT workstation. Операционная система Windows NT server предна значена для управления сетевыми ресурсами, содержит средства для работы в глобаль ных сетях. Windows NT workstation предназначена для работы на локальных компью терах и рабочих станциях. Обладает повышенной степенью защиты данных от несанк ционированного доступа и высокой производительностью при анализе больших объе мов данных.

Операционная система Windows 2000 сочетает в себе достоинства и возможно сти версий 98 и NT, особенно в плане сетевого обеспечения, защиты и многозадачной обработки данных, обладает улучшенным интерфейсом и более развитой системой подсказок. Она, как и все перечисленные выше версии Windows обеспечивает полную взаимную совместимость между всеми версиями и поколениями указанного семейства операционных систем и широко используются в информационных технологиях, реали зуемых при поддержке ИС.

Понятие: Разработка пользовательского интерфейса ИС.

Комментарий: Пользовательский интерфейс диалоговых информационных тех нологий (используемых в информационных системах образования) включает в себя три понятия:

• общение приложения с пользователем;

• общение пользователя с приложением;

• язык общения.

Язык общения определяется разработчиком программного приложения. Свойст вами интерфейса являются: конкретность и наглядность. Наиболее распространенный некогда командный интерфейс имел ряд недостатков (многочисленность команд, от сутствие стандарта для приложений и т.д.), что ограничивало круг его применения.

Для преодоления этих недостатков были предприняты попытки его упростить (напри мер, Norton Commander (NC), Volkov Commander под оболочкой DOS). Однако на стоящим решением проблемы стало создание графической оболочки для операционной системы. В настоящее время практически все распространенные операционные систе мы используют для своей работы графический интерфейс. Примером здесь может служить интерфейс, разработанный в исследовательском центре Пало Альто фирмы Xerox для компьютеров Macintosh фирмы Apple. Немного позже была разработана графическая оболочка под названием Microsoft Windows, реализующая технологию WIMP и удовлетворяющая стандарту CUA. Новшеством были применение мыши, вы бор команд из меню, предоставление программам отдельных окон, использование для обозначения программ образов в виде пиктограмм.

Удобство интерфейса и богатство возможностей делают Windows оптимальной системой для повседневной работы. Приложения, написанные под Windows, исполь зуют тот же интерфейс, поэтому его единообразие сводит к минимуму процесс обуче ния работе с любым приложением Windows. Выход на рынок Windows-95 и более поздних версий еще более упростил работу пользователя, так как интерфейс стал еще более простым, документированным, включающим встроенные коммуникационные возможности.

Одной из важных функций интерфейса является формирование у пользователя одинаковое реакции на одинаковые действия приложений, их согласованность. Согла сование должно быть выполнено в трех аспектах:

• физическом, который относится к техническим средствам;

• синтаксическом, который определяет последовательность и порядок появления элементов на экране (язык общения) и последовательность запросов (язык дейст вий);

• семантическом, который обусловлен значениями элементов, составляющих ин терфейс.

Согласованность интерфейса экономит время пользователя и разработчика. Для пользователя уменьшается время изучения, а затем использования системы, сокраща ется число ошибок, появляется чувство комфортности и уверенности. Разработчику согласованный интерфейс позволяет выделить общие блоки интерфейса, стандартизи ровать отдельные элементы и правила взаимодействия с ними, сократить время проек тирования новой системы.

Разработка пользовательского интерфейса состоит из проектирования пане лей и диалога.

Панель приложения разделена на три части:

• меню действий;

• тело панели;

• область функциональных клавиш.

Преимущество использования меню действий (и выпадающего меню) заключа ется в том, что эти действия наглядны и могут быть запрошены пользователем уста новкой курсора, функциональной клавишей, вводом команды либо каким-то другим простым способом. На цветном экране меню действий обычно имеет другой цвет по отношению к цвету панели. Меню действий содержит объекты, состоящие из одного или нескольких слов. Два последних из них резервируются для действий «выход» и «справка». Размещаются объекты слева направо по мере убывания частоты их исполь зования. Возможны системы с многоуровневой системой выпадающих меню, но опти мальное число уровней - три, так как иначе могут появиться трудности в понимании многоуровневых меню.

Тело панели содержит элементы тела панели: разделители областей;

идентифи катор и заголовок панели;

инструкцию;

заголовки столбца, группы, поля;

указатель протяжки;

области сообщений и команд;

поля ввода и выбора.

Область функциональных клавиш - необязательная часть, показывающая со ответствие клавиш и действий, которые выполняются при их нажатии. В области функциональных клавиш отображаются только те действия, которые доступны на те кущей панели.

Для указания текущей позиции на панели используется курсор выбора. Для бо лее быстрого взаимодействия можно предусмотреть функциональные клавиши, номер объекта выбора, команду или мнемонику.

Разбивка панели на области основана на принципе «объект - действие". Этот принцип разрешает пользователю сначала выбрать объект, затем произвести действия с этим объектом, что минимизирует число режимов, упрощает и ускоряет обучение ра боте с приложениями и создает для пользователя комфорт. Если панель располагается в отдельной ограниченной части экрана, то она называется окном, которое может быть первичным или вторичным. В первичном окне начинается диалог, и если в приложе нии не нужно создавать другие окна, окном считается весь экран. Первичное окно мо жет содержать столько панелей, сколько нужно для ведения диалога. Вторичные же окна вызываются из первичных. В них пользователь ведет диалог параллельно с пер вичным окном. Часто вторичные окна используются для подсказки. Первичные и вто ричные окна имеют заголовок в верхней части окна. Пользователь может переключать ся из первичного окна во вторичное и наоборот. Существует также понятие «всплы вающие окна», которые позволяют улучшить диалог пользователя с приложением, ве дущийся из первичного или вторичного окна. Когда пользователь и ЭВМ обменива ются сообщениями, диалог движется по одному из путей приложения, то есть пользо ватель перемещается по приложению, выполняя конкретные действия. При этом дей ствие не обязательно требует от компьютера обработки информации. Оно может обес печить переход от одной панели к другой, от одного приложения к другому. Если пользователь перешел к другой панели и его действия привели к потере информации, рекомендуется требовать подтверждения того, следует ли ее сохранить. При этом пользователю предоставляется шанс сохранить информацию, отменить последний за прос, вернуться на один шаг назад. Путь, по которому движется диалог, называют на вигацией. Он может быть изображен в виде графа, где узлы — действия, дуги — пере ходы.

Диалог состоит из двух частей: запросов на обработку информации и навига ции по приложению. Часть запросов на обработку и навигацию является унифициро ванной. Унифицированные действия диалога — это действия, имеющие одинаковый смысл во всех приложениях. Некоторые унифицированные действия могут быть за прошены из выпадающего меню посредством действия «команда» функциональной клавишей. К унифицированным действиям диалога относятся: «отказ», «команда», «ввод», «выход», «подсказка», «регенерация», «извлечение», «идентификаторы», «кла виши», «справка».

Понятие: Системы управления базами данных (СУБД).

Комментарий: Система управления базами данных (СУБД), по определению, это комплекс программ и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз данных.

В системах управления базами данных (СУБД) в основном используются серве ры реляционных баз данных (SQL-серверы) и ОС UNIX, в качестве СУБД могут ис пользоваться серверы Informix. ОС UNIX является основой реализации любого слож ного проекта, поскольку органично сочетает все необходимые сервисы и предоставля ет платформу для функционирования и интеграции современных программных про дуктов. Для решения локальных задач обработки информации наряду с UNIX возмож но применение и MS Windows NT и других широко известных операционных систем.

До 1995 года значительная часть ПО информационных систем разрабатывалась с использованием таких СУБД реляционного типа, как Clipper (версии 5.0 и ниже) и FoxPro (версии 2.5 и ниже). Для операционных систем Windows в наибольшей степени отвечающими требованиям СОД позднее стали СУБД Visual FoxPro (версия 3.0 и вы ше) и СУБД MS Access из встроенного в Windows 95 пакета Microsoft Office 95 (или Microsoft Office 97). На смену им пришли встроенные компоненты ОС версий 98, 2000.

Эти СУБД являются мощными и удобными средствами для разработки приложений баз данных с архитектурой клиент-сервер.

Благодаря этому уже с версий Windows 95 осуществлен переход к базе данных, в которой содержатся все включенные в нее таблицы, их индексы, постоянные связи между таблицами, хранимые процедуры, правила проверки значений полей и действия, выполняемые при добавлении новой записи, удалении и обновлении записи, называе мые триггерами. Введены новые средства для обработки данных с помощью SQL (Structured Query Language - Структурированного Языка Запросов). Введена поддержка значений NULL (в дополнение к FALSE и TRUE) Для полей базы данных, предостав лены средства переноса баз данных на SQL-сервер и поддержки работы с удаленными источниками данных. Одновременно с наличием возможности процедурного пошаго вого программирования введены средства объектно-ориентированного программиро вания.

Понятие: Объектно-ориентированное программирование.

Комментарий: При объектно-ориентированном подходе реальные предметы и понятия заменяются их моделями, то есть определенными формальными конструкция ми. Формальный характер моделей позволяет определить формальные зависимости между ними, формальные операции над ними и, в конечном итоге, получить формаль ную модель разрабатываемой программной системы как композицию моделей ее ком понентов. Такой подход обеспечивает возможность модификации отдельных компо нентов программного обеспечения без изменений остальных и повторного использова ния отдельных компонентов при перепроектировании системы.

Основными понятиями объектно-ориентированного программирования являют ся класс, объект, свойство {атрибут), метод, событие. Любой элемент управления или объект является в Visual FoxPro экземпляром класса. Например, элемент управле ния, создающий группу командных кнопок в экранной форме, принадлежит классу с именем CommandGroup, а объект “панель инструментов” - классу Toolbar. Класс со держит информацию о внешнем виде и поведении объекта, иными словами, описывает свойства (атрибуты) и методы обработки событий. Событие же представляет собой действия пользователя или операционной системы Windows, которые распознает объ ект. Таким образом управление объектом осуществляется посредством обрабатывае мых им событий. При создании нового объекта он наследует характеристики своего класса. Наследование позволяет определять также новые классы (производные, или дочерние) на основе существующих (родительских) классов и добавлять собственные свойства дочерних классов. В связи с этим средствами Visual FoxPro можно с сущест венно меньшими затратами, чем в более ранних версиях, создавать сложные про граммные системы.

Понятие: Визуальное программирование.

Комментарий: В настоящее время большой интерес представляют средства ви зуального программирования. Толчок к использованию средств визуального про граммирования дал разработанный в конце прошедшего столетия новый подход к соз данию приложения в целом (в Visual FoxPro - организация проекта с применением диспетчера, представляющего проект в виде дерева и дающего возможность переклю чения между компонентами приложения и средствами разработки этих компонент) и использованию мастеров и построителей. Мастера (Wizard) позволяют полностью сконструировать любую новую компоненту, включая проектирование баз данных, от четов, экранных форм, а с помощью построителей в экранную форму может быть встроен любой элемент управления. Как один из результатов такого решения на новом уровне организуется поддержка ОLЕ-технологии (Object Linking and Embedding - Свя зывания и Встраивания Объектов), добавляется возможность встраивания OLE объектов в экранные формы и сохранения их в полях базы данных. Реализуются воз можность технологии перемещения и сброса объектов (drag-and-drop), возможность перемещения таблиц и полей данных в экранные формы непосредственно из диспетче ра проекта или из окна базы данных, использование контекстного меню.

Здесь важно отметить, что приблизительно до 1994 года все средства, позво лявшие создавать приложения под Windows, требовали от программиста глубокого знания архитектуры и принципов работы этой операционной системы. При этом не существовало систем, которые позволяли бы достаточно просто работать с базами дан ных, обеспечивая должный уровень интерфейса. В 1994 году появилась созданная фирмой Borland принципиально новая система - среда визуальной разработки прило жений Delphi, основанная на использовании несколько расширенной версии языка Bor land Pascal, получившей название Object Pascal. Эта система работала под операцион ной системой Windows 3.1 (и, соответственно, создавала 16-битные приложения). К 1996 году появилась версия Delphi 2, а в 1997 году - версия Delphi 3, работающие уже под Windows 95/NT и создающие 32-битные приложения. В 1997 году появилась и еще одна система фирмы Borland - C++Builder, использующая язык ANSI C++ с некоторы ми расширениями (кроме того, в этой системе есть и встроенный компилятор языка Object Pascal), также работающая под Windows 95/NT. В 1998 году увидела свет систе ма C++Builder 3. В то время системы Delphi 3 и C++Builder 3 считались многими спе циалистами лучшими системами разработки приложений под Windows. Эти системы имеют интегрированную среду разработки (IDE), то есть включают в себя редакторы кода, редакторы визуальных компонентов, компиляторы (в C++Builder их даже два C++ и Object Pascal), отладчики, средства помощи и т.п. В обеих системах используют ся объектно-ориентированные языки программирования высокого уровня и встроен ные в них возможности работы с базами данных, не уступающие по своей мощи воз можностям СУБД типа Clipper или FoxPro. Существует также возможность использо вания языка SQL (и, следовательно, возможность создания баз данных с удаленным доступом). Развитие в указанном направлении продолжается и в настоящее время.

Понятие: Концепция объектно-ориентированного визуального программи рования.

Комментарий: Основной концепцией, определяющей направление развития визуального программного обеспечения информационных систем, в том числе ИС об разовательных технологий, является концепция объектно-ориентированного про граммирования. Одним из ключевых понятий при этом является понятие компонен тов, то есть готовых шаблонов для всех стандартных элементов приложений Windows (стандартных диалогов, окон, кнопок, списков и др.), поставляемых с системами;

на их основе можно создавать свои собственные компоненты. Компоненты предоставляют программисту уже готовый интерфейс с Windows API, в них введено понятие события, которое программист обрабатывает вместо перехвата сообщений Windows API (на пример, для обработки нажатия пользователем кнопки программисту надо написать примерно следующее: “при нажатии сделать то-то и то-то”, а не перехватывать по сланные откуда-то куда-то неудобоваримые сообщения Windows). При этом прямая работа с Windows API отнюдь не запрещена. Напротив, для этого программисту пре доставляется более удобные методы, чем, скажем, в системе Visual C++ с MFC.

Еще одним достаточно новым понятием является понятие свойства. Можно счи тать, что свойства в системах выступают в качестве простых переменных, но при этом во время проектирования приложения значения большинства из них отображены на экране и их можно менять (сразу же наблюдая результат изменения), а во время испол нения их можно рассматривать как функции - при этом система сама заботится об их выполнении вне зависимости от реального представления данных, с которыми они ра ботают. С системами поставляется библиотека визуальных компонентов (VCL), в ко торой содержатся шаблоны всех стандартных визуальных элементов Windows (а также многих специальных шаблонов), так что программисту остается лишь незначительно изменять их по своему вкусу. Сам программист может создавать подобные шаблоны, а система не будет делать никаких различий между собственными библиотечными ком понентами и добавленными. В Интернете, кстати, публикуется огромное количество шаблонов, созданных в различных целях многими фирмами и отдельными авторами, благодаря чему можно собрать необходимое ПО из готовых элементов, заимствован ных из Интернет-массивов.

Понятие: Визуальные средства разработки ПО – системы Delphi и C++ Builder.

Комментарий: Две широко известные из числа основных системы Delphi и C++Builder представляют собой популярные визуальные средства разработки прило жений. Это значит, что при создании приложения программист сразу же видит свое приложение именно в том виде, в котором его увидит и будущий пользователь. При этом программист может применять принципиально новые методы создания программ.

Так добавление компонентов в приложение осуществляется методом drag-and-drop, то есть при помощи мыши выбираются нужные компоненты, а потом перетаскиваются в окно будущего приложения (окно также является компонентом, называемым в систе мах “формой”, и его можно тоже выбирать по своему вкусу). Далее опять же при по мощи мыши компоненты растягиваются до нужных размеров, перекладываются на форме - и при этом все изменения автоматически фиксируются в коде программы, так что программу можно запускать в любой момент! Кроме того, большая часть свойств компонентов отображается при проектировании на экране в удобном страничном диа логе (называется он Object Inspector), и все изменения на форме можно видеть в нем сразу же, а изменения, вносимые непосредственно в него, сразу же отображаются на форме проектируемого приложения (в этом и состоит принцип двойственное ввода данных). Благодаря подобному подходу можно создать полноценный интерфейс даже для большого приложения, не написав ни единой строчки кода. При этом грамотно вы брав композиты и надлежащим образом связав их (щелкая мышью в клетках Object In spector), можно создать даже приложение, работающее с несколькими связанными таб лицами баз данных, которое будет нужным образом фильтровать и отсортировывать данные из них.

Еще одной уникальной особенностью систем является возможность изменять саму среду разработки по своему вкусу. При этом можно не просто менять различные настройки, но и создавать свои редакторы, добавлять свои пункты меню и даже созда вать свои собственные Мастера (Wizard).

Системы Delphi и C++Builder практически полностью совместимы в одну сто рону - благодаря наличию в C++Builder встроенного компилятора Object Pascal прило жения, созданные в Delphi, можно компилировать в C++Builder;

так же можно исполь зовать даже отдельные модули Delphi, причем вперемешку с модулями, написанными на C++ (некоторые проблемы с совместимостью все-таки существуют, но они несуще ственны). В Delphi нет компилятора C++, однако можно очень много создавать в C++Builder для последующего использования в Delphi - например, компоненты, DLL, (и, естественно, наоборот). Переносу различных блоков между системами способству ет то, что в обоих применяются абсолютно одни и те же концепции и подходы.

Понятие: Интегрированный CASE-инструментарий и процедуры проекти рования ИС на его основе.

Комментарий: CASE-инструментарий предназначен для коллективной разра ботки, охватывающей все этапы жизненного цикла системы (от подготовки техниче ского задания до генерации программного кода, внедрения и эксплуатации приложе ний).

Процесс проектирования информационной системы с помощью CASE инструментария начинается с формализации общих требований, предъявляемых к ин формационной системе, и предусматривает постепенную конкретизацию замысла с ис пользованием механизмов декомпозиции и перехода к детальным техническим реше ниям, вплоть до получения готового программного кода, состава и топологии аппарат ных средств проектируемой системы. В каждом продукте среда проектирования под держивается удобным и легким в работе универсальным графическим редактором. Ре зультатом выполнения проекта в основном являются:

• база данных (банк знаний) проектируемой системы, включающая все необходимые физические объекты (таблицы, триггеры, хранимые процедуры), построенная с учетом проектируемой политики поддержания целостности данных;

• исходный код приложений информационной системы - программы, реализующие пользовательский интерфейс и логику приложений;

• набор инструкций пользователям и системным, сетевым специалистам (админист раторам и операторам), использующим и поддерживающим ИС;

• депонируемый и доступный специалистам отчет о результатах проектирования, содержащий описания всех решений, их обоснования и все виды необходимых ре комендаций, инструкций пользователям, системным специалистам и администра торам сетей и т.п.

Исходный программный код приложений, доступных для последующего редак тирования, позволяют с учетом возможностей CASE-инструментов получать настраи ваемые кодогенераторы. В CASE-технологиях средства реинжиниринга и репроек тирования дают возможность не только “прочитать” структуру имеющейся базы дан ных, но и установить значения по умолчанию для управляющих параметров кодогене рации. С помощью удобного графического интерфейса среде MS Windows можно управлять процессом кодогенерации и получать новые версии приложений.

Разработка проекта поддерживается репозитарием, который обеспечивает цен трализованное хранение данных, проверку данных на взаимную непротиворечивость и полноту, сопровождение версий разработок. Репозитарий поддерживает реальный многопользовательский режим для групп разработчиков. В качестве репозитария ис пользуется специальная проектная база данных.

Среда разработки приложений в CASE-технологиях представлена в первую очередь продуктами для информационных систем, построенных в архитекту ре’клиент-сервер” с использованием языков программирования четвертого и после дующих поколений.

Понятие: Обеспечивающая часть в проектах ИС (АСУ).

Комментарий: При проектировании структуры обеспечивающей части автома тизированных информационных систем (и автоматизированных систем управления АСУ) необходимо выбрать виды обеспечения и организовать взаимодействие между ними таким образом, чтобы они обеспечивали реализацию задач, входящих в подсис темы функциональной части ИС. При выборе технического и программного обеспече ния для ИС образовательных технологий учитываются сложившиеся в отрасли образо вания и регионе тенденции в этой области для учреждений соответствующих образова тельных ступеней и жанров (вузы, техникумы, школы и т.д. соответствующих профи лей), особенности учебно-научного заведения, его размеры, охват числа и уровня поль зователей, уровень и состояние имеющегося и планируемого сетевого и компьютерно го обеспечения, и характер и состояние обслуживаемых предметных областей, требо вания дидактики, связь учебно-творческого и информационного образовательного процесса с информационным обеспечением для нужд регионального или отраслевого характера, бизнеса и т.п. (что особенно характерно в деятельности крупных региональ ных университетов), финансовые возможности, объемы информационных массивов, квалификации сотрудников и учащихся, иных пользователей, прогнозируемые их ин формационные интересы и так далее. Это все исследуется и обобщается на предпро ектной стадии еще до разработки технического задания (ТЗ) на проект и находит отра жение в ТЗ. Сама же обеспечивающая часть проекта разрабатывается и активно ис пользуется в процессе непосредственного проектирования ИС (АСУ).

Следует отметить, что в истории развития ИС первоначально был период, когда после разделения обеспечивающей части на составляющие отдельно разрабатывалось организационное (ОргО), информационное (ИО), техническое (ТО) и программное обеспечение (ПО). В результате такой независимой организации разработки структур этих видов обеспечения возникала проблема их совместимости. Поэтому в последую щем был принят и внастоящее время повсеместно реализуется принцип единства Ор гО, ТО, ИО и ПО.

Понятие: Проектирование средств информационной поддержки учебного процесса в режиме OnLine (материалы ГНИИ ИТТ «Информика»).

Комментарий: Прогнозируемая на ближайшие годы модификация структуры национальных телекоммуникационных каналов, превышение числом пользователей Internet "первого критического" 4% рубежа неизбежно приведут к закономерному пе ремещению акцентов в области дистанционного обучения на синхронный теле коммуникационный режим OnLine. Интерактивные OnLine дискуссии и конферен ции, работа с удаленными экспериментальными установками становятся основными признаками информационного сопровождения обучения. Фактически возрастает роль прямого информационного канала «учащийся – обучающий», взаимодействующего со стандартным каналом «учащийся – информационный материал». Асинхронное препо давание (изучение материала, размещённого в информационных базах, по рекомендо ванному графику) становится первой фазой в учебном процессе с сетевым сопровож дением, увеличивая интеллектуальное наполнение прямого активного или интерактив ного воздействия преподавателя вуза или техникума на студента, учителя на школьни ка, педагога учреждения дополнительного образования на учащегося, занятого творче ством.

Организация синхронного телекоммуникационного сопровождения учебного процесса предполагает разработку открытой сетевой программной оболочки досту па к информационным модулям и информационным сервисам практически с лю бой рабочей станции, работающей по стандартным протоколам в глобальной ин формационной сети.

В настоящее время в области телекоммуникационного сопровождения можно выделить три наиболее типичных уровня скоростей передачи данных - 64 кб/с, 2- Мб/с, 100 Мб/с и выше. Разработку аппаратно-программных систем сопровождения образования целесообразно проводить, исходя из этих параметров, по-возможности, избегая неперспективного первого уровня скоростей. На современном этапе развития телекоммуникационных технологий для образования можно в качестве базовых со ставляющих определить следующие:

• распределённые каналы общего доступа (DialUp IP сервис);

• высокоскоростные магистрали, объёдиняющие академические серверные кластеры в глобальную высокоскоростную академическую информационную структуру;

• серверный кластер как отдельный элемент, представляющий данный университет или иное учреждение в информационной академической инфраструктуре.

В функционировании серверного кластера можно определить три направления:

• структурная база хранения мультимедийных информационных блоков;

• локальная поисковая система по формируемой базе информационных блоков с подключением глобального поиска при запросе клиента;

• системы интерактивной взаимосвязи «учащийся – преподаватель» на уровне дис куссионных групп, аудио- и аудиографических конференций, интеллектуальных систем тестирования знаний.

Наиболее удобным с точки зрения пользователя решением в разработке Web интерфейсов для дистанционного обучения является использование последователь ности http-обращений, организованных с учётом возможностей интерпретаторов сво бодно распространяемых броузеров. Разрабатываемые типы интерфейсов и устанавли ваемые стандарты представления гипермедийных модулей должны быть ориентирова ны на низкоскоростные (узкополосные) режимы передачи данных и на работу как в OnLine, так и в OffLine режимах с опциями зеркального копирования ресурсных баз. Можно выделить следующие программные модули (примитивы) прикладных се тевых сервисов, из которых можно сконструировать оболочку сопровождения учебно го курса:

• интерфейс загрузки информационных блоков в ресурсную базу, позволяющий преподавателю проводить формирование исходной информационной системы ги пермедийных модулей сопровождаемого курса;

• открытая база URL внешних ресурсов с системой контроля их доступности и про исходящих изменений;

• база регистрации описаний ресурсов для ведения электронных каталогов;

• поисковая система с управляемой зоной поиска;

• Web-дискуссия для ограниченного числа участников;

• Web-форум под руководством преподавателя или создаваемый для конкретной ра бочей группы;

• система контроля загрузки канала на уровне микрораспределения трафика и анали за сетевых протоколов;

• сервис защиты информации.

Некоторые примеры модульных конструкций, применяемых для синхронного сопровождения стандартных учебных процедур, приведены в таблице.

Таблица 1.

Тип сопровождения Коммуникационная элементная база Лекция с удалённым управ- 1. Аудио-канал с узкой полосой передачи лением 2. Мультимедийный канал (видео, графика, JAVA (Lecture_On_Line) моделирование, OnLine эксперимент) 3. Текстовый канал обратной связи "студент-лектор" OnLine cеминар 1. Интерфейс Web-дискуссии.

(Course_On_Line) 2. Информационная база URL.

3. Локальная поисковая система.

4. Глобальная поисковая система.

5. Авторизованная система тестирования выполнения заданий.

Консультационная система 1. Интерфейс Web-дискуссии.

(Instructor_On_Line) 2. Поисковая система в базе дискуссии.

3. Выход на глобальные поисковые системы.

Открытая база регистрации 1. Регистрация URL URL информационных мо- 2. Авторизация экспертов.

дулей. 3. Интерфейс авторизованного составления описаний.

(Data_On_Line) 4. Интерфейс редактирования описаний.

5. Локальная поисковая система с генерацией отчёта по заголовкам описаний.

Виртуальный видеозал. 1. Аудио - Видео канал потокового типа.

(ViDemoNet) 2. Аудио -Видео канал пакетного типа.

3. Текстографический канал.

4. Система поиска в локальной базе.

5. Открытая система авторизованного дополнения и редактирования элементов локальной базы.

6. Открытая система регистрации внешних ресурсов.

Виртуальный практикум 1. База URL JAVA Applet's..

Компьютерного моделиро- 2. Поисковая система в локальной картотеке описаний.

вания.

(ModelNet) Виртуальный лингафонный 1. Аудио-канал OnLine и OutLine типа.

кабинет. 2. Текстовый канал, синхронизованный с аудио (LinguaNet) потоком.

3. Интерактивная система тестирования.

По отчетным данным, находящимся в распоряжении ГНИИ ИТТ «Информика»

двухлетнее тестирование представления информации в научно-образовательной сети МГУ им. М. В. Ломоносова на экспериментальном полигоне, включающем сети не скольких факультетов, позволило отобрать следующие стандарты:

• RealMedia – для представления прямого доступа к лекционному фонду по гумани тарному циклу дисциплин, • RealMedia и MPEG3 – для аудио сопровождения системы изучения иностранного языка (английского, немецкого, французского для российских учащихся и русского для иностранцев), • MPEG1 – для видеосопровождения различных учебных курсов, • JAVA – терминалы для осуществления OnLine работы с экспериментальными сис темами (установками) удалённого доступа, • PERL-управление для систем интерактивного тестирования и консультирования, • PostgreSQL-Database как интегрирующая база учебных разработок МГУ им. М. В. Ломоносова и других учебных заведений России.

Отбор стандартов представления информационных блоков необходимо прово дить по критериям совместимости с различными типами аппаратной и программной конфигурации рабочих станций клиентов в различных регионах России, типичными скоростными режимами информационного обмена, возможностью создания автоном ных зеркальных копий или CD-аналогов информационных блоков, уровнем защиты информации и прогнозом в развитии программного обеспечения.

Понятие: Виртуальные учебные и исследовательские лаборатории в проек тах систем дистанционного обучения и творчества (по материалам ГНИИ ИТТ «Информика»).

Комментарий: Серьезной проблемой при использовании дистанционного обу чения (ДО) в инженерном образовании и в развитии творчества в дополнительном об разовании является проведение учебных лабораторных и исследовательских поиско вых работ. По существу, трудно представить себе полноценную подготовку специали ста по большинству инженерных специальностей без его ознакомления с реальными физическими приборами и установками и получения навыков работы с ними, равно как развитие современного сложного наукоемкого творчества без лабораторного исследо вательского окружения. Речь может идти лишь о существенном уменьшении объема часов, уделяемых традиционному виду обучения, за счет глубокого изучения студен том или школьником соответствующих физических процессов на базе виртуального лабораторного практикума (ВЛП), основанного на моделях, достаточно полно отра жающих изучаемые реальные процессы и явления. Витруальное моделирование раз личных процессов, явлений и функций также частично, но весьма продуктивно, может поддерживать инженерное творчество в учреждениях дополнительного образования.

Перспективные направления создания ВЛП основаны на использовании сетевых технологий. При этом возможны два варианта, когда ВЛП функционирует как сетевое приложение, либо как локальное приложение, исполняемый код которого передается клиенту с ftp-сервера соответствующего центра ДО. Создание приложений в виде Java аплетов устраняет необходимость приобретения и инсталляции соответствующих при ложений на каждой клиентской машине, обеспечивает платформно-независимый ре жим, позволяет легко поддерживать актуальное состояние приложения. Вместе с тем, в ряде случаев возникает необходимость использования столь сложных математических моделей реальных процессов, что создание Java-аплета оказывается нецелесообраз ным. В этих условиях в форме Java-аплета можно оформить лишь интерфейсную часть приложения, предоставив тем самым возможность удаленному пользователю сформи ровать задание на моделирование. Последнее передается по сети на сервер приложе ний, выполняется там, и посредством Java-аплета пользователю возвращаются резуль таты моделирования.

В то же время в ряде случаев оказывается удобным размещение на файл-сервере (сервере приложений) полной модели лабораторной установки с возможностью пере дачи ее по запросу на клиентскую машину (целиком либо помодульно). В последнем случае выполнение программы осуществляется непосредственно на клиентской маши не. Выбор того или иного варианта реализации ВЛП зависит от сложности модели, пропускной способности канала доступа к Internet и реальной загрузки сети и в каждом случае требует компромиссного выбора технологий. На основе подобных исследова ний в Центре дистанционного образования СПбГТУ созданы ВЛП по разделам курсов "Цифровая обработка сигналов", «Теория передачи сигналов», учебные пособия по курсу «Численные методы» и т.п.

Отдельным направлением в решении проблемы лабораторных практикумов яв ляется создание систем с сетевым удаленным доступом к реальным лабораторным ус тановкам. В этом случае по существу речь идет не о виртуальном, а реальном практи куме распределенного типа с множественным двусторонним удаленным доступом к управлению реальными физическими объектами, обеспечивающим в реальном мас штабе времени получение на клиентском компьютере результатов воздействия на объ ект. Разумеется, такую, достаточно сложную технологию целесообразно использовать лишь в случае доступа к уникальным установкам в рамках кооперации нескольких университетов, в частности, при реализации концепции виртуального университета.

Универсальной инструментальной средой, позволяющей эффективно решить задачу реализации удаленного доступа к уникальному лабораторному оборудованию, является программно-аппаратное средство LabView фирмы National Instruments (США).

Исследования в области создания ВЛП целесообразно сосредоточить в следую щих направлениях:

• разработка инструментальной среды для реализации виртуальных лабораторных работ, основанных на удаленном доступе к библиотекам моделей;

• обеспечение взаимодействия клиент-сервер в среде Internet для поддержки лабора торных практикумов, предусматривающих удаленный доступ к реальным объек там.

Понятие: Проектирование технологической поддержки разработки ПС, стадии проектирования.

Комментарий: На этапе предварительного (эскизного) проектирования про граммных средств (ПС) уточняется его жизненный цикл и основные характеристики проекта. Это позволяет селектировать базовый перечень стандартов и нормативных документов, выделяя целесообразные для использования в профилях ЖЦ данного ПС, провести их адаптацию для применения с учетом характеристик проекта, методологии и технологии создания ПС, а также предполагаемых средств автоматизации проекти рования и разработки комплекса программ. На этом этапе должны быть выбраны, разработаны или приобретены нормативные документы, дополняющие базовые стандарты ЖЦ ПС. Это осуществляется с целью полного определения и регламентиро вания набора профилей.

В уточненном плане реализации проекта ПС должны быть представлены ссылки на состав и содержание документов каждого профиля, выделенные компоненты, пара метры и ограничения, сформированные в процессе адаптации профиля ЖЦ данного ПС. Для разработчиков и заказчиков ПС на этом этапе должен быть создан проект ру ководства по применению профилей на последующих этапах ЖЦ. В результате на эта пе предварительного проектирования формируется проект адаптированного набора профилей ЖЦ ПС. Кроме того, при предварительном проектировании следует вы делить и, по возможности, применять основные требования и рекомендации базовых нормативных документов формируемого проекта профиля ЖЦ ПС. Необходимо про вести предварительное обучение разработчиков проекта ПС применению профилей ЖЦ ПС и основным концепциям профилей для данного проекта. Основное внимание следует обратить на версии базовых стандартов ISO 12207 и ISO 9000-3, при адапта ции которых целесообразно привлекать будущих пользователей и заказчика ПС.

Детальное проектирование версии ПС и конкретизация обеспечения технологи ческой поддержки последующей разработки ПС позволяет завершить и утвердить адаптированные профили, поддерживающие ЖЦ ПС, а также руководства по их при менению. Для обеспечения корректного применения каждого профиля должна быть разработана и утверждена методика проверки и тестирования для установления сте пени соответствия комплекса программ утвержденному профилю ЖЦ ПС. В процессе последующей разработки версии ПС необходим контроль выполнения требований и рекомендаций утвержденного профиля, для чего этапы и работы создания ПС должны сопровождаться указаниями на определенные положения профиля и методики провер ки их выполнения. Содержание и рекомендации профилей ЖЦ ПС должны быть ос воены специалистами, осуществляющими контроль их выполнения и тестирование создаваемого комплекса программ.

Стадия разработки связана, прежде всего, с программированием и отладкой компонентов приложений, которые создаются заново для данной ИС. Одновременно создаются функциональные тесты. Для проверки выполнения приложениями заданных функций и тесты представлены общие правила по номенклатуре, структуре и содержа нию.

Таким образом, профили ЖЦ ПС должны служить верхним уровнем большой иерархической системы стандартов и нормативных документов, регламентирующей и конкретизирующей все этапы, работы и документы.

Понятие: Понятие о полном жизненном цикле БД и ИС в процессе проек тирования и сопровождения. Основные этапы жизненного цикла.


Комментарий: Совокупность технических средств, программных средств и реа лизованного банка данных (БД) часто называют системой банка данных. Это опреде ление в известном смысле переносится и на информационные системы (ИС), что по зволяет рассматривать под единым углом зрения вопросы обеспечения полного жиз ненного цикла БД и ИС в процессе проектирования и сопровождения (эксплуатации, диагностики и модернизаций). Таким образом, развитие системы банка данных во вре мени удобно рассматривать в рамках концепции ее жизненного цикла. В соответствии с этой концепцией жизненный цикл системы банка данных делится на несколько отдельных стадий и этапов работ, а именно:

1. Стадия технического задания, или стадия формулирования и анализа требований.

2. Стадия эскизного проектирования, или стадия концептуального проектирования.

3. Стадия технического проектирования, содержащая этапы проектирования реализа ции и физического проектирования банка данных.

4. Стадия рабочего проектирования, или стадия реализации банка данных, включаю щая этапы разработки и наполнения банка данных до некоторого заданного объема данных, разработки программ и программной документации и испытания банка данных.

5. Стадия внедрения.

6. Стадия промышленной эксплуатации и сопровождения, включающая этапы по полнения банка данных, его поддержки, модификации и адаптации, то есть вклю чающая стадию продолжающейся разработки.

Рассмотрим жизненный цикл системы банка данных более подробно.

Техническое задание Стадия технического задания является наиболее трудоемкой и длительной фа зой процесса проектирования, но и наиболее важной. Основными задачами этой стадии являются:

• постановка задачи;

• сбор исходных материалов;

• сбор требований, предъявляемых к содержанию и процессу обработки данных всеми известными и потенциальными пользователями банка данных;

• анализ исходных материалов и требований;

• формулирование технического задания;

• согласование и утверждение технического задания;

• возможно, корректировки технического задания в процессе реализации проекта (по необходимости).

Эскизное проектирование Эскизное проектирование имеет целью построение независимой от СУБД ин формационной структуры банка данных на основе объединения информационных тре бований известных и потенциальных пользователей. Фактически эскизное проектиро вание является предварительной разработкой концептуальной структуры (схемы) бан ка данных, составляющей представление точки зрения пользователей на предметную область и независимой ни от СУБД, ни от технических и программных средств. При менительно к широкому кругу ИС все эти компоненты также актуальны, поскольку БД и средства управления базой являются важнейшей, решающей частью всей системы.

На стадии эскизного проектирования полезна быстрая разработка макета банка данных в совокупности со средствами доступа к нему (пользовательский интерфейс).

Такой макет позволяет конкретным пользователям (заказчикам) качественно оценить правильность заложенных в концептуальную структуру (схему) банка данных реше ний.

Стадия эскизного проектирования завершается разработкой, согласованием и утверждением пояснительной записки к эскизному проекту.

Техническое проектирование Стадия технического проектирования содержит этапы проектирования реализа ции и физического проектирования банка данных.

На этапе проектирования реализации разрабатывается структура банка дан ных, представляющая собой СУБД-ориентированное описание данных, или схему, или модель данных, или логическую структуру данных, обычно выраженную в терминах языка описания данных, определяющую единицы данных и задающую отношения ме жду ними. На этом же этапе определяются набор возможных запросов к банку данных, составляемых с использованием языка манипулирования данными, а также пользова тельский интерфейс с банком данных.

На этапе физического проектирования банка данных определяются физиче ские параметры банка данных в целом, составляющих его баз данных, таблиц, слова рей, рубрикаторов и других элементов, а также единиц данных.

Стадия технического проектирования завершается разработкой, согласованием и утверждением пояснительной записки к техническому проекту, содержащей подроб ное формализованное описание реализации системы банка данных и ее структуры (схемы).

Рабочее проектирование Стадия рабочего проектирования, или стадия реализации банка данных, вклю чает этапы разработки и наполнения банка данных до некоторого заданного объема данных, разработку программ и программной документации на основе подробного формализованного описания реализации системы банка данных и ее структуры (схе мы), выработанного на стадии технического проектирования, и испытания банка дан ных. В обязательный набор документов, выполняемых и согласуемых на этой стадии проектирования входят инструкции пользователям, системным специалистам.

На стадии рабочего проектирования после разработки и наполнения банка дан ных обычно проводится его опытная эксплуатация, по результатам которой принима ется решение о дальнейших мероприятиях по его доработкам, испытаниям, внедрению и сопровождению.

Внедрение На стадии внедрения банк данных передается в промышленную эксплуатацию.

В образовании разработка сначала апробируется в учебно-творческом и управленче ском процессах в учреждении (подразделении) – заказчике, а затем передается на по стоянную эксплуатацию в это учреждение, то есть внедряется в учебный, творческий и управленческий процессы, что подтверждается двухсторонним актом сдачи-приемки проекта и его внедрения, утверждаемым руководством организации-исполнителя про екта и учреждения-заказчика.

Промышленная эксплуатация и сопровождение Стадия промышленной эксплуатации и сопровождения включает пополнение банка данных, его поддержку, модификацию и адаптацию, анализ функционирования, которые должны осуществляться в соответствии с требованиями, сформулированными в эксплуатационной документации, разработанной на стадии рабочего проектирования.

Пожалуй, наиважнейшей работой на этой стадии является анализ функционирования банка данных, позволяющий выявлять его узкие места и на основе такого анализа вно сить соответствующие изменения в банк данных, его интерфейсы и т.д.

Поддержка банка данных должна обеспечивать его целостность, эффективное восстановление после сбоев, безопасность, своевременное обновление и актуализацию данных и в полной мере отвечать интересам и возможностям заказчика в корпоратив ном отношении. Так, в образовании поддержка должна производиться в пределах функциональных возможностей самих работников образования и многочисленных учащихся с полным учетом специфики и направленности образовательных технологий.

Понятие: Основные требования, предъявляемые к проектируемым инфор мационно-вычислительным (информационным) системам в образовании.

Комментарий (по материалам комплексного межведомственного проекта «НСКТ НВШ» ГНИИ ИТТ «Информика»): Анализ современных достижений и тенден ций развития в данной области, а также результаты первого этапа реализации ком плексной межведомственной программы (головное учреждение ГНИИ ИТТ «Инфор мика», директор проф. А.Н.Тихонов) позволили сформулировать следующие основные требования, предъявляемые к информационно-вычислительным (информационным) системам, проектируемым и эксплуатируемым в образовании и науке:

• способность информационных систем функционировать в условиях предметной и аппаратно-программной неоднородности, распределенности и автономности ин формационных ресурсов;

• обеспечение интероперабельности, повторного использования неоднородных ин формационных ресурсов в разнообразных применениях;

• возможность объединения информационных систем в более сложные, интегриро ванные образования, основанные на интероперабельном взаимодействии компо нентов;

• признание реинженерии, реконструкции информационных систем как непрерыв ного процесса формирования, уточнения требований, конструирования и оптими зации;

• осуществление миграции унаследованных информационных систем в новые сис темы, соответствующие новым требованиям и технологии при сохранении их ин тероперабельности;

• обеспечение более длительного жизненного цикла систем.

При этом система распределенных информационных и вычислительных ресур сов любого уровня должна характеризоваться:

- высокой степенью достоверности, непротиворечивости, целостности и минималь ной избыточностью создаваемых баз данных;

- однородностью технических средств на каждом из иерархических уровней техни ческого обеспечения (уровни высокопроизводительных суперкомпьютеров, рабо чих станций, персональных компьютеров и т.п.);

- унифицированными эффективными механизмами поиска информации в системе баз данных и информационных ресурсов;

- ориентацией на широкое использование международных стандартов в области от крытых систем;

- реализацией идей объектно-ориентированного подхода к программированию для организации информационных интерфейсов;

- ориентацией на современные системы телекоммуникаций и сетевые информаци онные технологии;

- использованием типовых решений по организации аппаратных и программных комплексов на уровне вуза и региона;

- максимально широким использованием свободно распространяемого через Интер нет программного обеспечения для организации сетевых информационных систем;

- выбором средств, для которых характерна внутренняя и международная интегри руемость всех программных компонент;

- внутренней интеграцией программно-методических комплексов, обеспечивающей высокую степень их универсальности, что достигается четким разделением ком плексов на инвариантную к предметным областям и прикладную (сменную) части.

Система распределенных информационных и вычислительных ресурсов любого уровня должна включать:

- информационно-логические модели;

- автоматизированные базы и банки данных и знаний;


- коллективные вычислительные ресурсы;

- информационно-сервисные службы (службу e-mail, службу FTP, сетевой удален ный доступ к информационным и вычислительным ресурсам TELNET и т.п.);

- автоматизированные системы управления, обучения и контроля;

- автоматизированные системы научных исследований и САПР;

- обеспечивающий комплекс (аппаратно-программное, информационно лингвистическое, правовое и технологическое обеспечение).

Перечисленные выше требования могут быть выполнены при условии регла ментации среды информационно-вычислительных систем и баз данных, основных стандартов, рекомендуемых для достижения открытости систем и их интероперабель ности в рамках различных применений, уровня предоставляемых для пользователей спецификаций и уровня применяемых средств проектирования.

Понятие: Модель проектируемой информационной системы;

состав и структура банка данных (на конкретном примере).

Комментарий: На приведенном ниже рисунке в качестве конкретного примера представлена структурная схема (архитектура) системы банка данных Cicero, вклю чающая в качестве элементов используемые (использующиеся) в нем технические (ап паратные) и программные средства. Этот банк данных создан в составе проекта ди пломника МИРЭА (впоследствии сортудника ЦНИТ МИРЭА-МГДД(Ю)Т) И.А.Лысых по заказу одной из банковской структур и, следовательно, предназначен для сбора, обобщения и анализа больших массивов статистической информации бизнес коммерческого характера.

Система банка данных Cicero (согласно материалам проекта И.Лысых) состав ляется из следующих основных компонентов:

сервера Sun Ultra Enterprise 150 с операционной системой Solaris 2.5.1 и СУБД INFORMIX 9.12, являющегося "сердцем" системы и хранилищем данных;

сервера FireWall на базе ПК IBM PC с OS UNIX (Linux), обеспечивающего безо пасность системы;

рабочих станций пользователей на базе ПК IBM PC с MS Windows 95, являющихся основными инструментами общения с банком данных Cicero и управления им;

инструментальных рабочих станций разработчиков ПО на базе ПК IBM PC с MS Windows 95, являющихся основными инструментами создания и сопровождения системы управления банком данных Cicero;

сети TCP/IP.

В предлагаемом варианте интранет рабочие станции могут быть подключены к серверу непосредственно через локальную сеть TCP/IP, либо через модемы, провайде ров услуг Интернет (ISP) и собственно Интернет, если рабочие станции физически удалены от корпоративной сети. Возможен и третий вариант подключения рабочих станций к сети, который не показан на рисунке, - соединение по протоколу "point-to point" (PPP) через модемы и телефонные линии.

Netscape Developer's SDK Netscape Enterprise Web DataBlade Module LiveWire Server INFORMIX Universal Server Sun OS Solaris 2.5. ПО серверов FireWall и Proxy Сервер Сервер Sun Ultra Enterprise FireWall Free BSD UNIX или Linux Internet ISP Модем Консоль сер- Сеть TCP/IP вера Sun Рабочая стан- Рабочая стан Пользователи Модем ISP ция пользовате- ция пользова ISP MS Windows NT (98/95) CInfoCast Adobe Netscape MS Модем (вариант PM Communicator Office 2) 4.04 6. MS Internet Explorer 4. Инструментальная рабо CInfoCast чая станция разработчика (вариант Инструментальная рабо чая станция разработчика Borland C++ Builder 3.0 client/server MS Windows NT (98/95) DbAdmin Kit DDW Site Manager MS Office Adobe PM 6. Informix Connect DDW AppPage Editor Find Error SQL Editor 2.0 CorelDRAW 7. Netscape Communicator 4. Macromedia Dreamweaver 2.0 HTML Editor MS Internet Explorer 4. Allaire Homesite 4.0 HTML Editor Рис. 1.

Сервер Sun Ultra Enterprise Сервер Enterprise 150 в "башенном" корпусе предлагает полное, надежное и вы сокопроизводительное решение для сетевого сервера с высокой системной пропускной способностью и развитыми возможностями сетевого сервера и сервера приложений, требуемыми сегодняшними загруженными рабочими группами.

Enterprise 150 легко интегрируется в неоднородную среду и обеспечивает высо кую производительность, необходимую для таких приложений, как Интернет, Интра нет и такие базы данных, как Oracle, Informix, Sybase.

С помощью Enterprise 150 легко управлять и взаимодействовать с любым ПК клиентом, который может иметь быстрый доступ к приложениям, периферийным уст ройствам и сети, интегрированным данным сервером.

Enterprise 150 работает в операционной среде Solaris, ведущим в отрасли UNIX решением, с более 10 000 доступными на сегодняшний день приложениями. Обладая свойствами высокой устойчивости, масштабируемости и защищенностью, Enterprise 150 поставляется с программным обеспечением Solstice AdminSuite, Solstice DiskSuite и Solstice Backup, обеспечивающим лучшие в отрасли средства сетевого управления.

Являющийся одним из лидеров в удовлетворении запросов пользователей, SunService обеспечивает поддержку в соответствии с одной из сервисных программ, а также особую поддержку критически важных приложений и консультации экспертов по информационным технологиям.

Технические характеристики Таблица 2.

Характеристика Значение Примечание Количество процессоров Кэш данных с прямым 32 КБ отображением Внешний кэш 512 КБ Связь процессор-память UltraSPARC- ОЗУ 64*2=128 МБ Возможность расширения до 512 МБ Процессор Архитектура Суперскалярный SPARC Version 9. UltraSPARC 167 МГц, V9 архи тектура 64-разрядный RISC Управление памятью MMU с 64 I-TLB элементами и D-TLB элементами, 8192 аппарат но поддерживаемых контекстов Стандартные интерфейсы Последовательный Один стандартный разъем (RS-423/RS-232) Параллельный Один Centronix-совместимый (DB 25) Sbus Два доступных разъема Флопповод Один 3.5", совместимый с MS DOS/IBM AUI Один (DB-15) Порт клавиатуры и мы- Один на систему ши Характеристика Значение Примечание Ethernet Витая пара (10-BaseT и 100-BaseT) Аудио-порты Наушники, линейный выход, ли нейный вход, микрофоны SCSI 20 МБ/с Fast/Wide SCSI Дисковая память системы Системный диск 2*4 ГБ = 8 ГБ Стандартно - 2. 2.1 ГБ форматированный ГБ форматиро (1.0*3.5") ванный (1.0*3.5") Дисковые отсеки 12 2.1 ГБ SCSI приводов "горячей Подключено замены", 1.0*3.5", 7200 RPM, до диска по 3.76 ГБ 25,2 внутренней дисковой памяти Максимальный объем 349.2 ГБ дисковой памяти CD-ROM Один четырехскоростной SCSI МБ Ленточное устройство Дополнительное 4-мм устройство резервного копирования Возможности для консоли Монитор 17", цветной, 16V, 1152*900 Требуется графи ческий адаптер Расширения стандарта SunFastEthernet™, Sbus SunATM™, SBus Quad Ethernet Controller Differential Fast/Wide Intelligent SCSI-2 Sbus (DWIS/S), Single-ended Fast/Wide Intelligent SCSI-2 Sbus (SWIS/S) host adaptor, HSI, Token Ring, FDDI, Fast SCSI-2/Buffered Ethernet, Fast Differential SCSI-2/Buffered Ethernet, контроллер последователь ных/параллельных портов, волоконнооптический ISDN и ATM Рабочая среда Напряжение переменно- 100-240 В, 47-63 Гц, 3.2 А го тока В работающем состоя- От 10 C до 40 C, от 20% до 80% нии относительной влажности, без конденсации В неработающем состоя- От –20 C до 60 C, от 20% до 80% нии относительной влажности, без конденсации Характеристика Значение Примечание Уровень шума при рабо- 6.5 белл Объявленные те шумовые харак теристики соот ветствуют стан дарту ISO 9296, измерены при 23?

C Уровень шума в про- 6.5 белл Объявленные стаивающем состоянии шумовые харак теристики соот ветствуют стан дарту ISO 9296, измерены при 23?

C Соответствуют Регулирующие правила или превосходят уровень следую щих требований Безопасность UL 1950, CSA 950, TUV EN EMKO-TSE 207 Северные откло нения (Nordic Deviations) CB Scheme с Северными отклонения ми ЭМС FCC Class B, VCCI Class 2 CISPR 22 Class B, CSA C108.8 Class B, CE Mark Защита от воздействия EN 50082- рентгеновского излучения DHHS 21 Subchapter J;

PTB Ger man X-ray Decree Размеры и масса Высота 57.45 см Ширина 26.39 см Толщина 68.53 см Масса 61.43 кг Есть возможность Модернизация модернизации Таблица 3.

Программное обеспечение сервера Solaris 2.5. Операционная среда Языки программирова- C, C++, FORTRAN, Cobol В поставке нет ния ONC+TM, TCP/IP, DCE, NetWare Сетевая поддержка Оконная система OpenWindows™ или дополнитель ная среда CDE Система управления Семейства продуктов Solstice™ и SolarNet™. Прилагаются Solstice Jumpstart™, Solstice Admin Suite, Solstice DiskSuite™ и Solstice Backup (односерверный вариант) Netscape Enterprise Server Web сервер, отвечающий всем современным требованиям.

Netscape LiveWire LiveWare позволяет создавать приложения клиент-сервер, предназначенные для работы в Интернет, а также обеспечивает создание динамических HTML страниц с по мощью языка программирования JavaScript.

LiveWare состоит из трех главных компонентов:

Site Manager и компилятор LiveWire LiveWire-расширение сервера Netscape Navigator Gold Site Manager является главным графическим интерфейсом для разработчиков приложений LiveWire и Web-мастеров. Он предоставляет множество шаблонов для создания новых Web-узлов, позволяя быстро создавать скелет для содержимого Web узла, визуальный интерфейс drag-and-drop для управления Web-узлами, поддержи вающий автоматическое управление гиперссылками между документами Web-узла, графический интерфейс для компиляции приложений LiveWire.

Компилятор LiveWire позволяет создавать приложения LiveWire, имеющие встроенные в HTML предложения на языке JavaScript.

LiveWire-расширение сервера совместно с сервером Netscape выполняет пртло жения, создающие интерактивные Web-страницы. Это расширение встраивается в сер веры Netscape начиная с версии 2.0. LiveWire-расширение сервера предоставляет объ ектную основу для разработки серверных приложений, а также менеждер приложений для добавления, модификации, запуска, остановки и удаления приложений.

Netscape Navigator Gold является изданием Netscape Navigator, которое обеспе чивает интерфейс WYSIWYG ("what you see is what you get") для создания и редакти рования HTML-страниц, включая возможность редактирования предложений JavaScript, встроенных в HTML.

Кроме перечисленного множество LiveWire содержит еще два компонента SQL сервер базы данных и генератор отчетов Crystal Reports, и эти два компонента имеют самостоятельные комплекты документации.

Формат приведенного проектного решения позволяет отнести его к стадии эс кизного проектирования полного жизненного цикла БД и ИС.

Понятие: Жизненный цикл сложных технических и информационных сис тем (детально).

Комментарий: С развитием науки и техники появляется информация, позво ляющая применять новые технические и интеллектуальные решения, находящие свое отражение в современных сложных технических и информационных системах (ИС).

На эволюцию сложных систем оказывает влияние и другой ряд факторов (формирова ние потребностей, степень риска, организация исследовательских и конструкторских работ и другие). Эти обстоятельства обусловливают необходимость детального иссле дования содержания основных этапов жизненного цикла технической (информаци онной) системы и разработки соответствующего аналитического аппарата для моде лирования и прогнозирования его длительности. Типовой жизненный цикл техниче ских систем включает:

А. Исследования и обоснование разработки.

А.1. Проработки заказчика, исполнителей работ по созданию изделий:

формирование исходных требований, разработка заявок, тематических карточек на выполнение НИР (научно-исследовательских работ), аванпроекта, ОКР (опытно конструкторских работ) заказчиком и рассмотрение их исполнителями работ;

разработка и выдача технических требований (ТТ) и технических заданий (ТЗ) на выполнение НИР, аванпроекта, ОКР по созданию образцов, систем (комплек сов), их составных частей;

А.2. НИР по созданию изделий:

• выбор направления исследований: теоретические и экспериментальные исследова ния;

• обобщение и оценка результатов исследований;

• рассмотрение, утверждение и выдача ТЗ на выполнение НИР и ОКР.

А.3. Разработка (выполнение) аванпроекта:

• обоснование возможности и целесообразности разработки образцов, систем (ком плексов);

теоретические и экспериментальные исследования;

• обобщение и оценка результатов обоснования, исследования;

• приемка аванпроекта.

Б. Разработка.

Б.1. ОКР по созданию изделий:

• разработка эскизного проекта ОКР;

• разработка технического проекта ОКР;

• разработка рабочей конструкторской документации (РКД) для изготовления составной части образца или опытного образца (опытной партии);

• изготовление опытного образца (опытной партии), опытной составной части об разца и проведение предварительных испытаний;

• проведение приемочных испытаний опытного образца (опытной партии);

• корректировка РКД и доработка опытного образца;

• утверждение РКД.

В. Производство.

В.1. Постановка на производство:

подготовка производства;

освоение производства.

В.2. Серийное производство (в случае воспроизводства системы в N экземплярах):

изготовление и приемка изделий серийного производства;

испытания и приемка изделий серийного производства.

В.3. Строительство, монтаж, сборка и наладка (по необходимости);

сборка и наладка изделий, поставляемых получателю заказчика в разобранном виде;

строительство объектов, сооружений, монтаж и наладка изделий, требующих выполнения работ на месте эксплуатации, в том числе отладка программного продукта.

В.4. Поставка:

• отправление изделий заказчику (потребителю);

• транспортирование (перевозка) к месту назначения;

• приемка изделий потребителями, проверка количества, качества и комплектности.

В.5. Снятие с производства:

• обоснование целесообразности, подготовка и утверждение документов о снятии изделий с производства;

• сохранение специального технологического оснащения, подлинников РКД, ТД, НТД, обеспечение ЗИП изделий, снятых с производства и находящихся в эксплуа тации.

Г. Эксплуатация.

Г.1. Приемка (ввод) в эксплуатацию (ввод в эксплуатацию, приемка, проверка количества, качества и комплектности).

Г.2. Техническая штатная опытная, подконтрольная, лидерная эксплуатация:

• приведение в готовность;

• поддержание в готовности;

• использование по назначению, хранение (кратковременное, длительное) при экс плуатации;

• транспортирование при эксплуатации.

Г.3. Прекращение эксплуатации:

• снятие с эксплуатации;

списание (передача, утилизация, уничтожение).

Д. Капитальный ремонт (для капитально ремонтируемых изделий), модер низация и сопряжение с другими вновь вводимыми системами.

Д.1. Разработка ремонтной (здесь и далее включая документы по модернизации и новым сопряжениям, например, сетевым) документации:

• разработка ремонтных документов (конструкторских, программных и технологи ческих) для опытного ремонта и модернизаций;

• проведение опытного ремонта или модернизаций одного или нескольких изделий, их испытания и корректировка ремонтных документов по результатам опытного ремонта и испытаний;

• распространение на партию опытного ремонта, их испытания;

корректировка и ут верждение ремонтных документов по результатам опытного ремонта установлен ной партии изделий и испытаний.

Д.2. Постановка на ремонтное производство, модернизации и новые сопряже ния:

• подготовка ремонтного производства и модернизаций;

• освоение ремонтного производства и модернизаций.

Д.3. Серийное ремонтное производство и модернизации (в случае серийного воспроизводства):

• ремонт изделий;

• испытания и приемка изделий ремонтного производства.

Д.4. Поставка из ремонта и модернизаций:

• отправление изделий получателю заказчика;

транспортирование к месту назначе ния.

Д.5. Снятие с ремонтного производства:

• обоснование целесообразности, подготовка и утверждение документов о снятии изделий с ремонтного производства;

• сохранение специального технологического оснащения, подлинников ремонтной документации.

Д.6. Ликвидация технической (информационной) системы.

На первый взгляд, приведенный перечень этапов полного жизненного цикла вполне относится к сложным техническим системам (например, к системам числового программного управления металлорежущими станками), но мало приемлем для ИС в образовании, когда речь идет о ремонтах системы, снятии с производства, серийности выпуска и тому подобное. Однако, это только на первый взгляд. Нельзя забывать, что современные информационные системы, в том числе в образовании, представляют комплексную совокупность программных, информационно-ресурсных и сложных мно гокомпонентных технических средств, которые только в комплексе надо исследовать, моделировать, проектировать, производить, отлаживать, внедрять, эксплуатировать, модернизировать и изымать из употребления. Даже традиционное и неизбежное со временем улучшение программного обеспечения ИС влечет за собой те или иные ап паратные улучшения (апгрейд), хотя далеко не всегда модернизации требуют вывоза техники и поставки ее назад. А вот корректировка всей проектной, паспортной доку ментации, входящих в нее инструкций – процесс совершенно необходимый. ИС в об разовании едва ли функционируют в отрыве от многих других ИС. Тому пример неиз бежная связь с мировой распределенной информационной системой Интернет. Следо вательно, наряду с ремонтами и модернизациями ИС в образовании время от времени претерпевают доводку в части сопряжения с иными информационными и технически ми системами. Что до тиражируемости и производства в нескольких экземплярах, то для ИС обучающего назначения (ИС дистанционного обучения) это вполне возможно, хотя и не в принятом в технике смысле серийного производства. Таким образом, весь приведенный перечень этапов обеспечения полного жизненного цикла сложных техни ческих систем в равной мере соотносится и к ИС образования с учетом, разумеется, некоторой специфики указанных ИС.

Понятие: Модели жизненного цикла сложных ИС.

Комментарий: Модели жизненного цикла сложных ИС - определяют их архи тектуру и структуру компонентов, регламентируют конкретные функции, интерфейсы и протоколы взаимодействия и форматы обмена данными как между компонентами данной ИС, в частности, интерфейсы между прикладными программами и средой ИС, так и между данной ИС и внешней для нее средой.

Международные стандарты, устанавливающие стадии и этапы ЖЦ информаци онных систем и информации баз данных, по состоянию на 1998г отсутствовали. Cозда ние, сопровождение и развитие прикладных программных средств для современных ИС в этих стандартах были отражены недостаточно, а отдельные их положения уста рели с точки зрения построения современных распределенных прикладных программ в системах обработки данных с архитектурой клиент-сервер. Последнее обстоятельство особенно важно для расширения применения открытых систем.

В качестве основы для решения этой задачи целесообразно использовать стан дарт ISO 12207:1995 - Информационная технология. Процессы жизненного цикла про граммного обеспечения, имея в виду его адаптацию к характеристикам и условиям вы полнения конкретных проектов. При этом для детализации нормативных требований к отдельным процессам ЖЦ, этапам, работам и документам, следует использовать при емлемые положения других международных стандартов или национальных стандартов стран, лидирующих в области применения информационных технологий, в част ности США. В результате должны создаваться комплексы нормативных и методиче ских документов, регламентирующих процессы, этапы, работы и документы примени тельно к каждому конкретному проекту прикладного программного обеспечения ИС.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.