Дипломная работа

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ УРОВНЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ «КЛИЕНТ-СЕРВЕР»

Москва 2010

Введение

В настоящее время сфера образования стала одним из объектов внедрения вычислительной техники и информационных технологий.

ГОУ СПО «Тульский экономический колледж», является одним из среднеспециальных учебных заведений Тульской области.

В вычислительном центре ГОУ СПО «Тульский экономический колледж» имеются 117 компьютеров класса Pentium III и выше. Все они расположены в 7 учебных лабораториях. Также имеются необходимые периферийные устройства: струйный принтер Hewlett Packard Color Jet 100plus – формат А1, несколько лазерных принтеров; накопители на оптических и гибких дисках, DVD-RW. Все ПК оснащены мультимедийными устройствами (звуковые карты, приводы CD-ROM).

Компьютеры объединены в локальную сеть по средствам топологии «звезда» под управлением ОС Microsoft Windows 98/XP/Server2003.

Согласно требованиям современной педагогики, контроль успеваемости предполагается осуществлять в виде тестирования.

Тестирование можно проводить в виде опросных листов, что требует большой подготовки со стороны преподавателя. Наиболее трудоемким моментом является обработка результатов тестирования.

Темой данного дипломного проекта является «Разработка программного обеспечения для оценки уровня знаний студентов с применением технологии «Клиент-сервер».

1. Описание объекта автоматизации

В свободное от основной работы время, я занимаюсь преподавательской деятельностью на очном отделении ГОУ СПО «Тульский экономический колледж». Данный вид деятельности разрешен Законом о Государственной гражданской службе РФ.

Система управления колледжа традиционна для среднеспециального учебного заведения РФ.

Имеются следующие функциональные подсистемы:

• Директор;

• учебная часть: для организации учебного процесса, создания учебных планов, методических пособий, раздаточных материалов, ведение корреспонденции;

• отдел кадров: подготовка письменных документов таких как: приказы, справки, выписки, письма;

• вычислительный центр: проведение лабораторных и практических работ по получению первичных навыков работы на компьютере и профессиональных навыков по специальности, выполнение расчетов по практическим работам общеобразовательным и специальным дисциплинам, проверка знаний и умений учащихся (тестирование), проведение внеклассных мероприятий (занятий кружка, олимпиады).

Вычислительная техника в системе управления ГОУ СПО «Тульский экономический колледж» позволяет автоматизировать следующие функции управления:

• организация учебного процесса;

• ведение бухгалтерского учёта;

• ведение документации;

• ведение корреспонденции;

• учебный процесс.

Семь лабораторий вычислительного центра колледжа имеют по пятнадцать персональных компьютеров от Intel Celeron 533 Mhz до Intel Pentium IV 3000 Mhz каждый из них оснащен системой фильтрации от высокочастотных помех в цепи питания, накопителями FDD, устройствами ввода информации служат: клавиатуры и мыши. Также каждый из компьютеров подключен к сетевому принтеру в лаборатории.

Компьютеры объединены в сеть по средствам топологии «звезда» через коммутаторы (SWICH) фирмы D-Link.

Вычислительный центр обслуживается 4 лаборантами, которые закреплены за определёнными учебными лабораториями ВЦ. Они подчиняются зав. лабораторией и начальнику вычислительного центра.

2. Постановка задачи

2.1 Сущность задачи

Одним из важнейших структурных подразделений колледжа является вычислительный центр. Именно там проходят занятия учеников с использованием современных педагогических технологий, которые базируются на использовании ПК и программных средств.

Одним из этапов урока является проверка знаний и умений учащихся.

Согласно требованиям современной педагогики, контроль успеваемости предполагается осуществлять в виде тестирования.

Тестирование можно проводить в виде опросных листов, что требует большой подготовки со стороны преподавателя. Наиболее трудоемким моментом является обработка результатов тестирования.

Целью данного дипломного проекта является «Разработка программного обеспечения для оценки уровня знаний студентов с применением технологии «Клиент-сервер».

Актуальность поставленной задачи обусловлена облегчением труда преподавателя связанного с проведением тестирования и обработкой результатов данного тестирования.

Проведя исследование рынка программных продуктов по проведению сетевого тестирования, были выявлены ряд недостатков, в число которых входят:

– высокая стоимость отдельных программных продуктов

– невозможность работы с математическими формулами

– сложный для понимания пользовательский интерфейс

– большая загрузка ЛВС в момент проведения тестирования

Все вышеперечисленные недостатки послужили поводом для разработки собственного программного продукта.

Назначение программы – проведение централизованных итоговых занятий по разным дисциплинам в виде интерактивного тестирования.

Основными задачами дипломного проекта являются:

– разработка клиентской части системы тестирования

– разработка серверной части системы тестирования

– разработка системы отчетности по результатам тестирования

Функционирование автоматизированной системы тестирования, далее АСТ, начинается с создания для каждой дисциплины отдельной базы данных, содержащей вопросы теста, далее формируется «Тест пакет», содержащий всю информацию необходимую для осуществления тестирования с удаленной станции. В процессе тестирования появление вопросов происходит в случайном порядке. Возможности разработанного сетевого протокола позволяют вести двустороннее общение между преподавателем и студентом. Также программа позволяет осуществлять контроль, за ходом тестирования. Так в любой момент после начала тестирования преподаватель может посмотреть результаты тестирования каждого ученика (количество вопросов, на сколько из них были даны правильные ответы и сколько допущено ошибок), приостановить или прекратить тестирование, а также исключить отдельного ученика из процесса тестирования отключив его от сервера.

Выходной информацией АСТ является отчет успеваемости.

Периодичность применения автоматизированной системы зависит от плана преподавателя по проведению тестирования.

Для комфортной работы с программой необходим компьютер ниже перечисленной конфигурации:

• сетевая плата от 10 Мб/с и выше;

• процессор тактовой частотой не ниже 300 Мгц;

• оперативная память не менее 64 Мб;

• объем жесткого диска не менее 1 Гб;

• монитор 15 дюймов;

• разрешение монитора 1024x768 при 16 битной цветовой палитре;

3. Описание логической структуры

Система представляет собой совокупность двух подпрограмм осуществляющих проведения тестирования в рамках любой сети поддерживающей протокол TCP-IP.

Подпрограмма «Тест-Сервер» позволяет осуществлять управление над ходом тестирования студентов, она объединяет в себе возможности сетевого сервера, приложения и СУБД тестирования.

Подпрограмма «Тест-Клиент» позволяет осуществлять тестирование конкретного ученика, рабочая станция которого подключена к «Тест-Серверу» по заранее спроектированной схеме, способной динамически изменяться в ходе тестирования в соответствии с требованиями преподавателя.

Общая схема взаимодействия серверной и клиентской части системы приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Общая схема взаимодействия серверной и клиентской части системы

Общая схема взаимодействия отдельный частей системы приведена на рисунке 2.

Рис 2. Общая схема взаимодействия отдельный частей системы

3.1 Описание организации данных

3.1.1 Описание входной и выходной информации

Входной информацией является: Список вопросов, образующих билет и критерий оценки. Совокупность этих данных образуют промежуточное звено процесса тестирования – База Теста. Для обеспечения возможности сетевого тестирования необходима еще одна деталь – IP адрес станции, с которой будет осуществляться управление ходом тестирования, то есть станции, которая будет обозначена как ведущая и где будет развернут Тест-Сервер. Ввод информации необходимой для формирования Базы Теста осуществляется в главной форме подпрограммы Тест-Сервер на вкладке База вопросов.

База Теста представляет собой каталог, имеющий имя преподавателя по чьему предмету осуществляется тестирование. В данном каталоге располагаются файлы настроек для данной базы теста, а именно – файл QuestKey.ini – содержит номера правильных ответов для каждого вопроса; файл WorkSet.ini – содержит служебную информацию для данной базы теста, такую как: количество вопросов в тесте, ограничение времени для прохождения теста, формат изображений файлов вопросов теста. Основной каталог базы теста содержит N (зависящее от количества вопросов в тесте) дочерних каталогов имеющих системное имя в виде чисел от 1 до N, в которых содержатся изображения вопроса и вариантов ответов. Количество изображений может быть переменным (для осуществления случайного выбора вопроса теста), но должно быть не менее 1.

Рис. 3 Формирование базы теста

Каждое изображение вопросов и вариантов ответов должно иметь системное имя в виде сквозной нумерации от 1 до номера последнего вопроса. (например если всего 100 файлов вопросов, нумерация должна быть от 1 до 100). Все изображения должны иметь одинаковый формат, например, если некоторое количество файлов сделаны в формате JPEG Image file, то и все последующие должны быть в этом формате.

Структура каталогов базы теста приведена на рисунке 4.

Для клиентской части системы единственным файлом настроек является файл ip.dat, который содержит IP-адрес сервера тестирования

Рис. 4 Структура каталога базы теста

Основным элементом выходной информации является отчет успеваемости, имеющем следующие поля:

• Ф.И.О. студента;

• группа;

• общее количество вопросов;

• количество правильных ответов;

• количество не правильных ответов;

• оценка;

• время прохождения теста.

Предварительный просмотр отчета можно произвести из формы Отчет успеваемости, а также сохранить в файл и вывести на печать.

3.1.2 Система классификации и кодирования

Для эффективного обмена информацией между автоматизированными системами управления различных уровней требуется создание единого информационного обеспечения, включающего систему классификации и кодирования технико-экономической информации.

Система классификации и кодирования технико-экономической информации представляет собой комплекс взаимосвязанных общесоюзных классификаторов, а также комплекс нормативно-технических и методических материалов, характеризующих систему.

Основные работы по созданию системы классификации и кодирования технико-экономической информации выполняет Госстандарт.

Классификаторы по их применению делятся на категории:

– общегосударственные;

– отраслевые;

– классификаторы предприятия.

Общегосударственные – утверждаются ГОСТами и РОСТами и обязательны к применению во всех отраслях государства.

Отраслевые – разрабатываются для специфических видов информации, циркулирующей внутри отрасли и утверждаются министерствами и ведомствами. Обязательны к применению только в данной отрасли.

Классификаторы предприятия – аналогичны отраслевым, создаются и обязательны к применению на отдельных предприятиях.

В подсистеме «Учебная часть» используются следующие классификаторы:

1. Отраслевой классификатор для кодирования кода группы:

ХХХX – XХ

код названия специальности

код года поступления

код (флаг) некоммерческой группы

код текущего курса обучения

код (флаг) базы поступления

Пример: 0414-ФК – База 11 классов, четвертый курс, некоммерческая группа, последняя цифра года поступления, код специальности.

3.1.3 Защита и сохранность данных

Постоянное развитие компьютерной инфраструктуры, усложнение компьютерных систем, создание сетей, увеличение объема хранимой и передаваемой информации порождает ряд серьезных проблем, связанных с целостностью и сохранностью данных. Для обеспечения сохранности информации выделяют следующий комплекс мер:

• дублирование информации в виде резервных копий на том или ином носителе;

• защита от случайного удаления файлов;

• защита от несанкционированного доступа;

• защита от компьютерных вирусов;

• архивные копии;

• программный «уход» за жесткими дисками.

Для зашиты от несанкционированного доступа применяют различные методы защиты: процедурные, аппаратные, программные или комбинированные.

Процедурные методы обеспечивают доступ к данным только тем пользователям, которые имеют соответствующее разрешение.