Обучающая программа по технологии организации и хранения данных

Обучающая программа по технологии организации и хранения данных

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине «Проектирование систем обработки данных» на тему:

Обучающая программа по технологии организации и хранения данных

ШИФР МГТУ.Т10.01.970471-81-01-01

Аннотация

Курсовой проект на тему “Обучающая программа по технологии организации и хранения данных” выполнена с целью автоматизации процесса обучения и предназначена для обучения и контроля знаний студентов по дисциплине «“ Системы управления базами данных ”».

Курсовой проект включает в себя расчетно-пояснительную записку, программный продукт и графический материал.

Записка содержит информацию об анализе предметной области, анализ традиционной и разработку автоматизированной технологии обучения, структуру информационного и программного обеспечения, алгоритм программы.

Расчетно-пояснительная записка содержит 55 листов печатного текста и 13 иллюстраций.

Анатацыя

Курсовой праект на тэму «Навучальная программа по технологіі організаціі і захоування данных» выканана з мэтай аўтаматызацыi працэса навучання i прызначаны для навучання i кантролю ведаў студэнтаў па дысцыплiне «Сiстэмы кіравання базамі данных».

Курсовой праект уключае у сябе разлікова-тлумачальную запіску, праграмны прадукт i графічны матэрыял.

Запіска змяшчае інфармацыю аб аналізе прадметнай галiны, аналiз традыцыйнай i распрацоўку аўтаматызаванай тэхналогіі навучання, структуры праграмнага і інфармацыйнага забеспячэння, алгарытм праграмы.

Разлікова-тлумачальная запіска ўключае 55 старонак друкаванага тэксту i 13 ілюстрацый.

Содержание

Введение

. Анализ предметной области

.1 Описание предметной области

.2 Системы управления базами данных

.3 Анализ и выбор типа обучающей программы

.4 Анализ существующих технических решений

.5 Выбор и обоснование критериев эффективности и качества разрабатываемой программы

.6 Вывод

. Постановка задачи

.1 Цель и назначение проектируемой системы

.2 Актуальность автоматизации процесса обучения

.3 Требования к аппаратно-программному обеспечению

.4 Выходная информация

.5 Входная информация

.6 Математическая модель задачи

.7 Вывод

. Техническая часть

.1 Разработка автоматизированной технологии обработки информации

.2 Определение формы представления входных и выходных данных

.3 Разработка алгоритма программы

.4 Разработка различного вида обеспечения

.5 Обеспечение безопасности в системе

Заключение

Список используемых источников

обучение программа автоматизированный

Введение

Целью курсовой работы на тему “Обучающая программа по технологии организации и хранения данных ”. Является автоматизация процесса обучения и контроля знаний студентов.

Процесс проникновения информационных технологий во все сферы деятельности приобретает все более интенсивный характер. Сфера образования особенно нуждается в развитии и применении новых методов обучения с использованием новейших информационных технологий, так как традиционные методы оказываются малоэффективными, вследствие значительно возросшего объема необходимых знаний.

Автоматизированная обучающая система становится инструментом, способным повысить эффективность процесса обучения, предоставляя обучаемым новые возможности приобретения знаний и облегчая их восприятие. Она позволяет существенно расширить объем заложенного материала, облегчить деятельность преподавателя, а также ускорить процесс обучения.

Следовательно, разработка такой автоматизированной обучающей системы является актуальной.

В разделе «Анализ предметной области » курсовой работы определяются основные требования и подходы к разработке системы и обосновывается актуальность автоматизации ряда операций, выполняемых при традиционной технологии обработки информации.

В разделе «Постановка задачи» разрабатывается автоматизированная технология обработки информации, определяются входные и выходные данные, структура информационного обеспечения и методы решения задачи.

В разделе «Техническая часть» описывается алгоритм решения задачи, определяются формы представления входных и выходных данных, разрабатывается структура программного обеспечения, алгоритм программы, а также проводится тестирование программной системы.

. Анализ предметной области

.1 Описание предметной области

Цели и задачи автоматизированного процесса обучения В общем случае процесс обучения можно представить так (Рисунок 1- Процесс обучения):

Из рисунка 1 видно, что процесс обучения объединяет в себе три основных элемента:

-Предмет обучения, то есть то, чему мы обучаем, в нашем случае 97;

-Субъект обучения, то есть тот, кто обучает(преподаватель или АОС“Самоучитель по Access 97”);

-Объект обучения, то есть тот, кто обучается(студент);

Процесс обучения объединяет в себе две глобальные (основные) задачи:

-Передача информации о предмете обучения от субъекта к объекту (задача преподавания);

-Контроль со стороны субъекта обучения наличия знаний о предмете обучения у объекта обучения;

Реализация этих задач невозможна без решения ряда вспомогательных задач, которые зачастую могут иметь очень специфический характер в рамках какой-либо предметной области.

Наиболее часто встречающаяся задача- это задача организации эффективных двухсторонних коммуникаций между субъектом и объектом обучения.       Такие коммуникации при традиционном подходе обычно реализуются как аудиторные занятия либо репетиторство.

Задача организации коммуникаций между объектом обучения и предметом обучения напрямую, без субъекта обучения в качестве посредника встречается более редко. Решение данной задачи - одно из перспективных направлений развития науки преподавания, которая носит название самообразование.

Специфической в рамках данного проекта можно считать задачу организации взаимодействия между предметом обучения (Access97) и субъектом обучения (АОС“Самоучитель по Access 97”). Специфика заключается в том, что здесь организуется не односторонняя (от предмета к субъекту), а двухсторонняя связь. Субъект может оказывать управленческое и информационное воздействие ан предмет обучения, а изменение состояния того в свою очередь оказывает влияние на субъект.

Таким образом можно сделать вывод, что для эффективной работы разрабатываемой системы и для успешной реализации ее основной задачи (преподавание и контроль) в первую очередь необходимо решить задачу организации двухсторонней коммуникации между всеми тремя элементами учебного процесса: предметом, субъектом и объектом обучения.

Традиционная технология обучения. Руководствуясь учебным планом, рабочей программой и учебно-методической литературой преподаватель в дисциплине «Системы управления базами данных» разрабатывает курс лекций по программированию, включающий, кроме всего прочего, разработку базы данных.

На лекциях преподаватель излагает разработанный материал, поясняя теоретические сведения примерами решения задач по данной теме.

Для оценки качества получаемых знаний во время практических занятий, используя лекционный материал и учебно-методическую литературу, студент должен выполнить разработанное преподавателем контрольное задание. По результатам решения этого задания студент оформляет отчет и сдает его на проверку. Контрольное задание проверяется преподавателем и в случае правильного решения студент получает зачет по данной теме.

При необходимости закрепления и повышения уровня знаний студент занимается самообучением и самоконтролем.

Таким образом, в традиционной технологии обучения можно выделить следующие стадии учебного процесса:

разработка и изложение преподавателем материала по заданной теме;

самообучение и самоконтроль знаний студентами;

выполнение студентами контрольного задания;

оформление отчета;

проверка отчета преподавателем.

Схема традиционной технологии обучения представлена на рисунке 2- Схема традиционной технологии обучения.

1.2 Системы управления базами данных

Системы управления базами данных (СУБД) являются едва ли не самым распространенным видом программного обеспечения. СУБД имеют более чем тридцатилетнюю историю развития с сохранением преемственности и устойчивых традиций. Идеологическая целостность СУБД объясняется тем, что в основе программ такого рода лежит концепция модели данных, то есть некоторой абстракции представления данных. В большинстве случаев предполагается, что данные представлены в виде файлов, состоящих из записей. Структура всех записей в файле одинакова, а количество записей в файле является переменным. Элементы данных, из которых состоит каждая запись, называются полями. Поскольку во всех записях имеются одни и те же поля (с разными значениями), полям удобно дать уникальные имена. Многие практически важные случаи хорошо укладываются в такое представление данных. СУБД является подходящим средством во всех случаях, когда исходную информацию можно представить в виде таблицы постоянной структуры, но неопределенной длинны или в виде картотеки, содержащей неопределенное количество карточек постоянной структуры. Все СУБД поддерживают в той или иной форме четыре основных операции:

Добавить в базу данных одну или несколько записей;

Удалить из базы данных одну или несколько записей;

Найти в базе данных одну или несколько записей, удовлетворяющих заданному условию;

Обновить в базе данных значения некоторых полей в одной или нескольких записях;

Большинство СУБД поддерживает, кроме того, какой-либо механизм связей между различными файлами, входящими в базу. Например, связь может устанавливаться явным образом, когда значением некоторых полей является ссылка на содержащиеся в другом файле данные, такие СУБД называются сетевыми; или же связь может устанавливаться неявным образом, например, по совпадению значений полей в различных файлах, такие СУБД называются реляционными. Программы для СУБД обычно называются запросами. Результатом выполнения запроса является либо некоторое множество записей, если запрос основан на операции “ найти ”, либо изменение информации в базе, если запрос основан на операциях “ добавить ”, ”удалить” или ”обновить”.Access - одно из приложений Microsoft Office предназначенное для создания реляционных баз данных, хранения и обработки данных, а также для создания на их основе необходимых документов. Access является наиболее простым в освоении и использовании пакетом программ, с помощью которого можно создавать базы данных как для отдельных пользователей, так и для офисов или небольших предприятий. Наличие объектов - форм позволяет значительно облегчить ввод и представление данных, а удобный интерфейс и гибкий инструментарий позволяют быстро создать базу данных, отдельную таблицу или запрос, подготовить отчет по интересующей теме, не прибегая при этом к специальным языкам построения запросов ( например SQL).является хорошей СУБД реляционного типа, в которой разумно сбалансированы все средства и возможности, типичные для современных СУБД.

.3 Анализ и выбор типа обучающей программы

Для того чтобы программа была обучающей, она должна представлять некоторую совокупность знаний, методы использования этих знаний и способствовать их усвоению с максимальной эффективностью.

В большинстве обучающих программ присутствуют следующие этапы:

изложение материала. На этом этапе используется текстовая, графическая и другая информация по изучаемой теме предметной области. Могут также присутствовать примеры решения задач.

тренировка. Здесь обучаемому предлагается решить несколько задач по изучаемой теме. Анализируя правильность решения этих задач, обучаемый может продолжить изучение последующих тем или вернуться к повторению материала по теме, вызвавшей затруднения.

Контроль. На этом этапе производится оценка знаний обучаемого по определенной теме. Контроль позволяет определить степень усвоения определенного материала для разных обучаемых.

Как правило, полнофункциональная обучающая программа включает в себя все вышеперечисленные этапы, а при отсутствии некоторых из них она становится узконаправленной: демонстрационной, тренажером или контролирующей.

Существует несколько видов обучающих программ:

компьютерный учебник;

лабораторные практикумы;

тренажеры;

контролирующие программы;

справочники и базы данных.

Компьютерный учебник представляет собой совокупность программно-аппаратных средств и учебно-методических изданий, объединенных общим замыслом. Цель его - интенсификация учебного процесса на основе применения компьютеров в учебных занятиях под руководством преподавателя и при самостоятельной работе обучаемых. В компьютерном учебнике присутствуют элементы обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума. Он имеет фрагментарно-модульную структуру. Функциональные фрагменты компьютерного учебника выполняются в виде конструктивно законченных модулей, которые имеют самостоятельное значение. Это предоставляет возможность дальнейшего расширения функциональности фрагментов компьютерного учебника.

Компьютерный учебник должен быть написан для высокого уровня сложности и ориентирован на сильный контингент обучаемых, так как всегда можно перейти от более сложного уровня к простому, но не наоборот.

Лабораторные практикумы служат для проведения наблюдений над объектами, их взаимосвязями или некоторыми свойствами, для обработки результатов наблюдений, их численного и графического представления и для исследования различных аспектов использования этих объектов на практике.

В лабораторном практикуме должны быть четко определены цели эксперимента, описаны средства и методики проведения эксперимента, методы обработки и анализа экспериментальных данных, формы отчетов. В документации необходимо привести образец формы отчета и примеры, в полном объеме реализующие методические требования.

Тренажеры предназначены для обработки и закрепления технических навыков решения задач. Они обеспечивают получение информации по теории и приемам решения задач, тренировку на разных уровнях самостоятельности, контроль и самоконтроль, а также предоставляют вспомогательные средства (калькулятор, автоматическое решение задачи и т. п.). Как правило, тренажеры включают в себя следующие режимы: теория, демонстрация примеров, самостоятельная работа и самоконтроль. Должны быть четко определены виды навыков, для которых предназначен тренажер, необходимые теоретические сведения должны быть сформулированы максимально кратко, доступ к теоретическим сведениям должен быть обеспечен из любого режима работы тренажера, кроме контрольного, порядок и форма записи решения на экране должны быть максимально приближены к общепринятым.

Контролирующие программы - это программные средства, предназначенные для проверки качества знаний обучаемых. Они позволяют упростить процесс проверки знаний практически по любому вопросу каждой дисциплины. Существует две формы организации тестов в контролирующих программах:

выбор ответа из вариантов;

непосредственный ввод ответа.

Контролирующие программы должны предоставлять ввода ответа в форме максимально приближенной общепринятой. Должна обеспечиваться фиксация результатов контроля, их сбор, распечатка и статистический анализ результатов контроля. Такие программы не должны предлагать обучаемому выбрать ответ из списка, содержащего только неверные утверждения.

Справочники и базы данных учебного назначения предназначены для хранения и предоставления обучаемому различной учебной информации справочного характера. Для них характерна иерархическая организация материала и быстрый поиск информации по различным признакам или контексту. К компьютерным справочникам и базам данных учебного назначения должны предъявляться следующие требования:

использование стандартной формы представления записей:

обеспечение возможности получения необходимой информации из любого места программы;

обеспечение возможности сохранения и вывода полученной справки:

возможность получения комплексных справок со сведениями из нескольких разделов курса

Проанализировав возможные варианты обучающих, систем можно сделать вывод о том, что разрабатываемая система наиболее близка к классу тренажеров и, следовательно, к ней должны предъявляться такие же требования.

1.4 Анализ существующих технических решений

Прототипом разрабатываемой АОС, прежде всего, является встроенная справочная система ”Помощник”, входящая в состав пакета Microsoft Office 97.

”Помощник” представляет собой небольшое диалоговое окно, постоянно находящееся на экране перед пользователем, и позволяющее при его активации получить справочную информацию по любой интересующей пользователя теме. При необходимости ”Помощник” всегда можно отключить.

Достоинства справочной системы ”Помощник”:

-Полнота справочной информации, охватывает все аспекты применения Access 97;

-Тесная интеграция с пакетом Microsoft Office 97;

-Возможность получения контекстно-зависимой справки;

-Относительно небольшой объем требуемой дисковой и оперативной памяти;

Недостатки:

-Не наглядность и плохая восприимчивость информации;

-Избыточность данных;

-Отсутствие средств диагностики.

.5 Выбор и обоснование критериев эффективности и качества разрабатываемой программы

В качестве системного ПО для функционирования разработанной программной системы, выбрана операционная система (ОС) WindowskNTk4.0. Выбор этой операционной системы основан на том, что она является достаточно распространенной ОС и установлена на данный момент в вычислительных центрах, где проводятся занятия по дисциплине «Системы управления базами данных». Эта ОС обеспечивает высокий уровень пользовательского интерфейса, имеет высокую степень отказоустойчивости и совместима с другими ОС семейства Windows (Windows 95/98/2000).

К основным критериям эффективности и качества разрабатываемой системы относятся:

быстродействие;

простота использования;

надежность;

Эксплуатация автоматизированной обучающей системы (АОС “Самоучитель по Access 97”) не предполагает работы с большими объемами информации или мультимедийными средствами. Поэтому обеспечение высокого быстродействия системы является определяющим фактором при разработке программной системы.

Так как пользователь не является профессионалом, то система должна удовлетворять основным критериям качества пользовательского интерфейса. Необходимо обеспечить простой, удобный и дружественный интерфейс, позволяющий при помощи справок и подсказок обеспечить эффективную работу пользователя.

Система должна удовлетворять требованиям надежности для повышения сохранности данных. Это можно реализовать при помощи регулярного резервирования данных, а также защиты от некорректных действий пользователя.

От выбора средства разработки во многом зависит качество создаваемого программного продукта, а в особенности его интерфейс.

Понятие "хорошее приложение" зависит от мощности аппаратуры, уровня развития программного обеспечения, вкусов пользователей. Современные требования к такому приложению выражаются в том, что:

это 32-х разрядное приложение для Windows 95/98/2000 или Windows NT;

оно имеет простой, удобный, интуитивно понятный интерфейс со всеми присутствующими Windows атрибутами: динамическими окнами, кнопками, меню;

оно управляется как мышью, так и клавиатурой;

оно отказоустойчиво и корректно обрабатывает любые ошибки пользователя;

оно работает быстро, не раздражая пользователя;

оно хорошо документировано;

оно разрабатывается достаточно быстро, чтобы не устареть еще на стадии разработки.

В результате можно сделать вывод о том, что использование языков программирования Pascal и C является не целесообразным вследствие огромных затрат времени на разработку интерфейса.

Выход из этой ситуации обозначился благодаря двум подходам. Первый из них - стандартизация многих функций интерфейса, благодаря чему появилась возможность использовать библиотеки, имеющиеся, например, в Windows. В итоге при смене стиля графического интерфейса (например, при переходе от Windows 3/x к Windows 95) приложения смогли автоматически приспосабливаться к новой системе без какого-либо перепрограммирования. На этом пути создались прекрасные условия для решения одной из важных задач совершенствования техники программирования - повторного использования кодов.

Вторым революционным шагом, кардинально облегчившим жизнь программистов, явилось появление визуального программирования, возникшего в Visual Basic и нашедшего блестящее воплощение в системах Delphi и C++Builder фирмы Borland. Визуальное программирование позволило свести проектирование пользовательского интерфейса к простым и наглядным процедурам, которые дают возможность значительно сократить сроки проектирования интерфейса.

Хотя Visual Basic нашел широкий спрос и помог открыть мир программирования для людей, не слишком в нем искушенных, он не свободен от многих проблем. Главные из них - низкая производительность разрабатываемых приложений, недостаточная строгость и объектная ориентированность языка, а также ряд других недостатков.

Система Delphi и C++Builder - это следующий шаг в развитии среды быстрой разработки приложений. Они исправляют многие дефекты, обнаруженные в Visual Basic.

Интегрированная среда разработки в Delphi и C++Builder выглядит одинаково. Весь пользовательский интерфейс, все библиотеки, все приемы работы с этими системами практически одинаковы. Если быть более точным, то они различаются в силу разного времени выпуска соответствующих версий.

Но основное различие Delphi и C++Builder не в этом, а в языках программирования, которые лежат в их основе. Delphi базируется на языке Object Pascal, а C++Builder - на языке С++. Эти языки, сначала существенно различные по своим возможностям, со временем все более сближаются. Сейчас оба они представляют прекрасные инструменты объектно-ориентированного программирования, различающиеся в основном синтаксисом.

Выбор Delphi, а не С++Builder в качестве среды разработки системы основывается только на скорости работы компилятора исходного кода (в Delphi этот показатель значительно превосходит C++Builder) и личных предпочтениях разработчика.

К настоящему моменту существует несколько версий Delphi. Однако предпочтение отдается версии Delphi3 Client/Server Suite, так как она обеспечивает наиболее высокий показатель «скорость работы/требования к аппаратной части».

Для подготовки графического материала можно воспользоваться редактором Microsoft Paint входящий в состав Windows и Microsoft Photo Editor. При создании видео использовать Snagit 1.0.

Требования к минимальной конфигурации системы:

/66 процессор;

оперативная память 16 Мб;

приблизительно 100 Мб свободного пространства на жестком диске;

операционная система Windows 3.1;

экран с разрешением 800х600, 256 цветов;

мышь.

Рекомендуемая конфигурация системы:/100 процессор;

МБ оперативной памяти;

приблизительно 2Г Мб свободного пространства на жестком диске;

операционная система Windows 95/98/2000 или Windows NT3.51(4.0);

экран с разрешением 800х600, 65536 цветов;

- мышь.

.6 Вывод

Целью разработки автоматизированной обучающей системы «Автоматизированная обучающая система по дисциплине “ Системы управления базами данных ” является автоматизация обучения и контроля знаний студентов по созданию баз данных в системе управления базами данных Microsoft Access.

Система предназначена для обучения и проверки знаний студентов по заданной теме с помощью контрольных вопросов, а также для сбора информации об успеваемости студентов по данной дисциплине. Система позволяет получать теоретическую и практическую информацию по заданной теме и осуществлять автоматизированную проверку знаний обучаемых.

В традиционной технологии обучения существует ряд недостатков, среди которых:

значительные затраты времени на проверку выполняемых студентами заданий;

низкий уровень восприятия и усвоения информации студентами;

отсутствие индивидуализации обучения и оперативного доступа к необходимой информации;

малое количество возможных вариантов заданий в ходе контроля.

Исходя из этого, можно сделать вывод об актуальности разработки автоматизированной обучающей системы, позволяющей автоматизировать традиционную технологию обучения.

2. Постановка задачи

.1 Цель и назначение проектируемой системы

Целью разработки автоматизированной обучающей системы является автоматизация процесса обучения студентов практическому использованию Microsoft Access97, позволяющая повысить эффективность процесса обучения и снизить его трудоемкость.

Автоматизированная обучающая система предназначена для обучения студентов, самоконтроля и контроля их знаний по заданной теме.

Система предоставляет теоретическую информацию, необходимую для решения контрольного задания и по результатам решения этого задания осуществляет автоматическое формирование отчета.

Система может быть использована в качестве учебного пособия при изучении курса “Системы управления базами данных” для студентов специальности АСУ и других специальностей, изучающих системы управления базами данных.

Представим следующую целевую функцию для обучающей системы:

Ф(О, Д ,Эф,) = Omax Ú Дmax Ú Эфmax;

Где Фi- целевая функция;

О- оперативность;

Д- достоверность;

Эф- эффективность.

.2 Актуальность автоматизации процесса обучения

Система предназначена для обучения и контроля знаний студентов по данной теме. Система предоставляет теоретическую информацию, необходимую для решения контрольного задания и выполняет автоматическую проверку правильности решения. Схема информационных потоков объекта проектирования представлена на рисунке 3 -Схема информационных потоков.

Как видно из схемы, в автоматизированном обучающем процессе задействовано четыре элемента, в отличие от традиционного подхода к обучению, где взаимодействуют лишь три элемента. В качестве дополнительного звена выступает АОС“Самоучитель по Access 97”, который выполняет практически все функции субъекта обучения при традиционном подходе. Однако преподавателю при автоматизированном подходе вменяются в обязанности новые функции, среди которых основными являются следующие:

-Создание условий для эффективного взаимодействия студента и АОС“Самоучитель по Access 97”;

-Контроль над ходом процесса обучения.

Для установления целесообразности автоматизации процесса обучения рассмотрим преимущества от автоматизации на разных стадиях обучения. Рассмотрим подробнее операции, которые следует автоматизировать, и положительные эффекты, которые будут получены от автоматизации.

Автоматизация контроля знаний студентов позволяет снизить затраты времени преподавателя.

Автоматизация стадии самоконтроля позволяет уменьшить затраты времени студента на изучение дополнительной литературы и улучшить восприятие изучаемого материала за счет его визуального представления, а также демонстрации готового примера решения задачи и указания на ошибку в решении ,если таковая была допущена. Кроме того, автоматизация стадии самоконтроля позволяет снизить затраты времени преподавателя на повторное объяснение материала отсутствующему студенту, что соответственно повысит эффективность учебного процесса.

.3 Требования к аппаратно-программному обеспечению

Программная система предназначена для применения в операционной системе семейства Windows (Windows 95/96/NT/2000) на компьютерах имеющих следующую конфигурацию:

микропроцессор класса Intel Pentium/100;

МБ свободного пространства на жестком диске;

МБ оперативной памяти;

монитор SVGA с разрешением 800х600, 65536 цветов;

мышь;

Возможно изменение конфигурации в сторону увеличения соответствующих параметров.

Требование к защите информации. Так как АОС “Самоучитель по Access 97” не предназначена для хранения и обработки конфедициальной или секретной информации, то использование каких либо средств разграничения доступа и защиты на аппаратном и программном уровне не требуется. Существует лишь необходимость проведения ряда административных мер как-то ограничивающих доступ к ЭВМ лиц, не имеющих на это права, либо не обладающих достаточными навыками самостоятельной работы, с целью предотвращения порчи исполнительного и других модулей системы.

Условие прекращения функционирования системы. Система прекратит функционировать в следующих случаях:

система морально устарела;

поврежден код программы в результате несанкционированного доступа в систему;

поврежден код программы в результате проникновения в систему вирусов;

изменилось методическое обеспечение дисциплины “ Системы управления базами данных ”.

.4 Выходная информация

Выходной информацией в разрабатываемой системе являются следующие документы:

- справочная информация;

возможные режимы работы;

- результаты контроля.

.5 Входная информация

Входной информацией в разрабатываемой системе являются следующие документы:

запрос на получение справочной информации;

          - выбор режима работы;

          - ввод исходных данных для режимов самоконтроля и самообучения

.6 Математическая модель задачи

В рамках АОС “Самоучитель по Access 97” под математической моделью можно понимать систему формальных правил процесса выдачи информации обучаемому и оценки результатов обучения.

Процесс обучения можно рассматривать как задачу стабилизации показателя качества работы обучаемого около заранее заданного номинального значения. Таким показателем является степень усвоения изучаемого материала S, который на практике можно получить по формуле

=M \ N;

Где N-количество контрольных заданий которые были выданы обучаемому после прохождения теоретической части урока;количество правильно выполненных с первой попытки контрольных заданий.

          N= å Ki;

          I

Где Ki=1 в случае, если контрольное задание было выполнено правильно с первой попытки;=0 в противном случае.

Таким образом, показатель степени усвоения изучаемого материала S фактически равен уровню правильно решенных с первого раза контрольных заданий в общем количестве таких заданий.

В настоящее время в системах среднего, средне специального и высшего образования широко применяется пяти-бальная шкала оценки уровня знаний и практических навыков обучаемых.

В рамках разрабатываемой АОС“Самоучитель по Access 97” можно рекомендовать следующую форму для преобразования значения показателя степени усвоения изучаемого материала S в значение B по пяти-бальной шкале:

ì5,SÎ[0,8;1];

ç4,SÎ[0,6;0,8];=í3,SÎ[0,4;0,6];

ê2,SÎ[0,2;0,4];

î1,SÎ[0;0,2];

Этой формулой может пользоваться как преподаватель в процессе контроля и оценки знаний обучаемого, так и сам обучаемый в процессе самообучения.

Поэтому имеет смысл операция преобразования значения показателя степени усвоения изученного материала S в значение по пяти-бальной шкале автоматизировано предоставляя полученное значение в распоряжение пользователя (студента или преподавателя).

.7 Вывод

Проанализировав возможность автоматизации на различных стадиях обучения, можно сделать вывод о том, что применение автоматизированной обучающей системы позволит получить следующие положительные эффекты:

улучшение процесса восприятия информации за счет более наглядного ее представления, что обеспечивается созданием простого и интуитивно понятного интерфейса;

обеспечение возможности индивидуального освоения материала студентом и самоконтроля полученных знаний, не прибегая к помощи преподавателя;

автоматизированный контроль над правильностью вводимой информации;

возможность демонстрации решения любого примера задачи;

-        уменьшение времени, затрачиваемого преподавателем на изложение теоретического материала;

-        уменьшение работы преподавателя по контролю знаний студентов;

возможность получения подсказки в соответствии с контекстом решения в режимах самообучения и самоконтроля.

На основании всего вышесказанного можно сделать вывод о целесообразности автоматизации процесса обучения, т.к. она затрагивает в той или иной степени все этапы обучения и на каждом из них позволяет получить экономию времени как студентов, так и преподавателя. Полностью автоматизируются процессы: выдачи преподавателем контрольных заданий студентам; контроля за выполнением студентами контрольных заданий; поиска и выдачи дополнительной информации для самообучения и самоконтроля знаний студентами.

3. Техническая часть

.1 Разработка автоматизированной технологии обработки информации

В результате анализа предметной области, приведенного в разделе 1 и с учетом операций, которые могут быть подвергнуты автоматизации, рассмотренных в пункте 2.2 разработана автоматизированная технология обучения, представленная на рисунке 4 - Автоматизированная технология

Отход от традиционного использования баз данных в этом случае несколько усложняет программный код вследствие необходимости самостоятельно обеспечивать защиту информации от несанкционированного доступа и проверку корректности вводимых данных. Однако ввиду небольшого количества исходной информации такой подход оправдывает себя тем, что значительно экономится дисковое пространство и оперативная память компьютера на рабочем месте, так как нет необходимости установки на жесткий диск процессора баз данных (BDE) и постоянного присутствия его в памяти ПЭВМ.

Где

-рабочая программа дисциплины, на основе которой выбираются темы, которые следует изучить пользователю;

Рисунок 4, лист1 - Автоматизированная технология обучения

-студент;

-отображения на экране перечня достойных тем для обучения;

-вывод на экран достойных тем для обучения;

-АОС “Самоучитель по Access 97”;

-выбор пользователем требуемой темы;

-наименование темы;

- АОС “Самоучитель по Access 97”;

-диск накопителя, на котором хранится перечень доступных тем и теоретическая информация по ним;

-выбор из дисков накопителя теоретической информации по заданной теме;

- выбор из дисков накопителя практических заданий по заданной теме;

-ОЗУ;

-предоставление на экране теоретической информации по заданной теме;

-ОЗУ;

- предоставление на экране практических заданий по заданной теме;

-результат решения пользователем практических заданий;

-представление на экране результата решения пользователем практических заданий;

- решение пользователем практических заданий;

-студент;

- АОС “Самоучитель по Access 97”;

-проверка системой правильности решения;

-результат проверки в ОЗУ;

- представление на экране результата проверки решения пользователем практических заданий;

-отображение на экране уровня знаний пользователя;

-уровень знаний студента в ОЗУ;

Рисунок 4, лист 2 - Автоматизированная технология обучения

.2 Определение формы представления входных и выходных данных

Входная и выходная информация рассмотрена ранее в подразделах 2.3 и 2.4. Теперь следует проанализировать способы обмена этой информацией с пользователем, то есть способы организации диалога.

Диалог между человеком и компьютером можно определить как обмен информацией между вычислительной системой и пользователем, проводимый с помощью интерактивного терминала и по определенным правилам.

командный язык;

вопрос-ответ;

меню;

экранные формы;

Структура диалога на основе командного языка используются в основном в операционных системах. Диалог работает в телетайпном режиме. Система не выводит никаких инструкций кроме постоянной подсказки, например имени активного устройства, которая означает готовность системы к работе. Для управления системой пользователь должен ввести с клавиатуры команду, поддерживаемую системой, и нажать клавишу “Enter”. Подобная структура обеспечивает широкую возможность выбора вариантов в каждой точке диалога, однако требует очень высокой подготовки пользователя.

Структура типа вопрос-ответ основана на обыкновенном интервью. Система задает вопрос и получает от пользователя информацию в виде ответов. Данная структура более естественна и требует от пользователя меньшей подготовки, чем структура на базе командного языка.

Сущность структуры типа меню в том что у пользователя есть список возможных вариантов данных для ввода, из которых нужно выбрать то, что требуется. Меню можно с равным успехом применять как для ввода управляющего сообщения, так и данных. Меню- удобная структура для неподготовленных пользователей, однако не всегда обеспечивает их всестороннюю поддержку.

Структура типа экранные формы используется там, где требуется ввод/вывод достаточно стандартного набора данных. Данная структура объединяет в себе все выше перечисленные структуры, но привносит еще и кое-что свое. Она позволяет одновременно отображать несколько вопросов и не ограничивает очередность ответов. Обычно экранные формы имеют в своем составе развитые меню и поддерживают использование в качестве команд сочетание клавиш клавиатуры.

Таким образом самой эффективной структурой диалога для разработанной АОС “Самоучитель по Access 97” будет являться структура типа экранные формы, так как она достаточна естественна и обеспечивает высокий уровень поддержки пользователя. Для того, чтобы интерфейс АОС “Самоучитель по Access 97” удовлетворял требования логической последовательности, система должна содержать минимальное количество различных экранных форм. Это в АОС “Самоучитель по Access 97” достигается за счет того, что экранные формы в различных уроках строятся на основе одного шаблона и не требует от пользователя при работе с ними какой-либо переподготовки.

При прохождении каждого урока на экране одновременно отображается две экранные формы. Одна предназначена для предоставления текстовой информации (рисунок 5 - Форма предоставления текстовой информации), а так же содержит командные кнопки и меню. Вторая же служит только для отображения графической или видео информации (рисунок 6-- Форма предоставления графической или видео информации) и не на какие управляющие воздействия со стороны пользователя не реагирует. Третий вид экранных форм, используемых в системе, представлен лишь одной формой выбора темы урока, изображен на рисунке 7 - Главная форма. Кроме того система может выдавать различные сообщения, пример которого приведен на рисунке 8 - Окно информационного сообщения.

Сценарий диалога изображен на рисунке 9 - Сценарий диалога пользователя с системой.

где

-выход из окна “О программе ”;

- окно “О программе ”;

-выбор пункта меню “О программе ”;

-основное окно программы, позволяющее выбрать режим дальнейшего функционирования;

-выход из программы;

,7,8-выбор первого, второго и последнего урока соответственно;

,11,13-окна предоставления графического или видео материала;

Рисунок 9 лист1 - Сценарий диалога пользователя с системой

,12,14- окна предоставления текстового материала;

,16,17-завершение урока.

Рисунок 9 лист2 - Сценарий диалога пользователя с системой

Рисунок 5, лист 1 - Форма предоставления текстовой информации

Рисунок 6, лист 1-- Форма предоставления графической или видео информации

Рисунок 7, лист 1 - Главная форма

.3 Разработка алгоритма программы

На основании автоматизированной технологии обучения (подраздел 3.1) был разработан алгоритм программы представленный на рисунке 10-алгоритм программы.

Из рисунка 10- Алгоритм программы видно, что фактически весь алгоритм сводится к циклическому выбору обучаемым требуемой темы урока из ряда предложенных и последующим прохождением выборного урока. На первый взгляд может показаться, что алгоритм необоснованно упрощен и представляет в распоряжение пользователя слишком мало возможностей. Однако не следует забывать, что АОС “Самоучитель по Access 97” ориентирована в первую на неподготовленных пользователей, на которых избыток функциональных возможностей может оказать угнетающее воздействие.

Типовой алгоритм прохождения i-го урока представлена на рисунке 11- Алгоритм прохождения урока. Переменная FLAG используется в качестве индикатора, является ли данная попытка выполнения задания первой (FLAG=False) или нет (FLAG=True). Перед выдачей каждого нового задания ей присваивается значение False (блок 5). Затем АОС “Самоучитель по Access 97” выдает пользователю очередное задание. Пользователь пытается его выполнить, вводит результат решения, и инициирует проверку их правильности (блок 6,7,9). Если задание выполнено неверно, то индикатор FLAG принимает значение True и попытка решения повторяется.

Если задание выполнено верно (блок 11) и это была первая попытка (блок 13), то счетчик M увеличивается на единицу (блок 14) и осуществляется переход к следующему заданию.

По завершении выполнения всех заданий расчитывается коэффициент усвоения материала S (блок 10) и его значение выводится на экран. Таким образом, результатом функционирования системы является показатель степени усвоения материала, алгоритм получения которого строится на основании математической модели представленной в разделе 2.5

3.4 Разработка различного вида обеспечения

Разработка информационного обеспечения. Разработка информационного обеспечения заключается в выделении внешней и внутренней информации, используемой разрабатываемой системе. К внешней информации относятся входные и выходные данные системы. Внутренняя информации включает в себя данные используемые системой в процессе работы. На рисунке 12- Структура информационного обеспечения представлена структура информационного обеспечения.

Разработка программного обеспечения (ПО). Структура ПО состоит из двух частей:

системное ПО и среда разработки;

прикладное ПО.

В качестве системного ПО, в котором будет разрабатываться, а затем функционировать программная система, выбрана операционная система (ОС) WindowskNTk4. Выбор этой операционной системы основан на том, что она является самой распространенной ОС на территории Республики Беларусь на данный момент, обеспечивает высокий уровень пользовательского интерфейса, имеет высокую степень отказоустойчивости и совместима с другими ОС семейства Windows (Windows 95/98/2000).

Интегрированной средой для реализации разрабатываемой системы целесообразно выбрать Delphi 3.0. Эта среда разработки приложений позволяет производить визуальное программирование и использовать все возможности объектно-ориентированной технологии. Кроме того, Delphi 3.0 совместима с более поздними версиями Delphi, сто позволяет, при необходимости, переносить исходные коды программы на них без какого-либо существенного изменения, но в отличие от более поздних версий предъявляет меньшие требования к аппаратной части ПЭВМ.

На основании выбранного системного ПО можно сформулировать требования к аппаратной части ПЭВМ:

микропроцессор класса Intel Pentium/100;

ГБ свободного пространства на жестком диске;

МБ оперативной памяти;

монитор SVGA с разрешением 800х600, 65536 цветов;

мышь;

Структура прикладного ПО представлена на рисунке 6- структура программного обеспечения.

Программный код основного блока программы, разработанный на языке Object Pascal:Unit1;

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,

Menus, StdCtrls;

TForm1 = class(TForm): TButton;: TButton;: TButton;: TButton;: TMainMenu;: TMenuItem;: TMenuItem;: TButton;Button1Click(Sender: TObject);Button2Click(Sender: TObject);Button3Click(Sender: TObject);Button4Click(Sender: TObject);Button5Click(Sender: TObject);

{ Private declarations }

{ Public declarations }

end;: TForm1;

{$R *.DFM}TForm1.Button1Click(Sender: TObject);.Show;;TForm1.Button2Click(Sender: TObject);.Show;;TForm1.Button3Click(Sender: TObject);.Show;;TForm1.Button4Click(Sender: TObject);.Show;;TForm1.Button5Click(Sender: TObject);.Show;;.

.5 Обеспечение безопасности в системе

Для защиты информации в файлах, содержащих исходные и справочную информацию о предметной области, а также информацию по работе с программной системой, от повреждения и несанкционированного доступа используются следующие средства защиты информации:

шифрование данных;

контроль на корректность информации при чтении ее с диска;

создание резервных копий файлов программы, данных контрольных примеров и файлов с внутренней информацией программы.

Для защиты программного обеспечения от повреждения вирусами необходимо проводить периодическое тестирование на наличие вирусов антивирусными программами, такими как AVP, drWEB или другими.

Кроме того, при использовании в качестве системного программного обеспечения операционной системы Windows NT 4.0, защита данных происходит на уровне разграничения доступа к ресурсам посредством предварительной процедуры регистрации в операционной системе.

Заключение

В результате выполнения курсового проекта были закреплены знания по системотехническому проектированию систем обработки данных, на основе которых был проведен анализ предметной области, сделана постановка задачи, выполнена техническая часть и разработана обучающая программа по технологии организации и хранения данных. Также была разработана программная документация.

Грешилов А.А. Как принять наилучшее решение в реальных условиях - М.: Радио и связь,1991. - 320 с.: ил.

Реклейтис Г., Рейвиндран А., Регсдел К. Оптимизация в технике:В 2-х кн. Кн.н1.Пер. с англ. - М.:Мир,1986.-350 с.,ил.

Вагнер Г. Основы исследования операций: Том 1. Пер.с англ.-М.:Мир,1972.-336пс., ил.

Фаронов В.В., Delphi 3.0. Учебный курс.-М.: Издатель Молгачева С.В.,1998 г.

Новиков Ф. , Ященко А. Microsoft Office в целом -СПб.: Санкт-Петербург, 1998-624с,.ил.

Стоцкий Ю. Самоучитель Office -СПб.: Питер.2000.608с.:ил.