РЕФЕРАТ.

Тема: «СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ТЕСТИРОВАНИЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ. РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ТЕСТИРОВАНИЯ БЛОК-СХЕМ АЛГОРИТМОВ»

Исполнитель:

Руководитель:

Страниц: 92

Рисунков: 32

Таблиц: 14

Ключевые слова: ТЕСТИРОВАНИЕ, РИСОВАНИЕ, БЛОК-СХЕМА, СВЯЗЬ МЕЖДУ БЛОКАМИ, ТЕКСТ ПРОГРАММЫ, АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТА.

Целью выпускной работы является повышение эффективности работы преподавателей за счет использования приложения «Конструктор алгоритмов» в составе системы автоматизированного контроля знаний студентов.

Основная функция разрабатываемого приложения – автоматизация процессов обучения и контроля знаний студентов по предмету Программирование. Данное приложение интегрировано в систему автоматизированного контроля знаний студентов «Сетевой экзаменатор».

Выпускная работа включает техническое задание на разработку системы. Специальная часть работы содержит детальное описание системы, включая руководства пользователя и программиста. В экономической части произведен расчет стоимости разработки системы методом функционально-стоимостного анализа. В разделе обеспечения безопасности жизнедеятельности приведены основные требования и рекомендации по обеспечению безопасности при работе с компьютером.

Приложение, разработанное по заказу кафедры … , предназначено для автоматизации работы преподавателей в части проведения тестирования студентов по предмету Программирование, а так же помощи в их обучении.

Приложение Г

АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

1. Общие сведения

1. 1. Полное наименование системы и ее условное обозначение

Наименование системы: «Конструктор Алгоритмов».

Условное обозначение: КА.

- Наименование предприятий (объединений) разработчика и заказчика (пользователя) системы и их реквизиты

Организация-заказчик: кафедра ….

- Плановые сроки начала и окончания работы по созданию системы

Плановый срок начала работ по созданию системы: .

Плановый срок окончания работ по созданию системы:

Первое тестирование системы планируется на

- Порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ по созданию системы (ее частей), по изготовлению и наладке отдельных средств (технических, программных, информационных) и программно-технических (программно-методических) комплексов системы

Результаты работ представляются заказчику в следующем порядке и в заявленные сроки:

- описание форматов входных и выходных данных (до 1 апреля 200 г.);

- описание интерфейса пользователя (до 10 апреля 200 г.);

- реализованный графический редактор блок-схем с описанием принципов использования (до 15 апреля 200 г.);

- модуль подключения к “Сетевому экзаменатору” (до 20 апреля 200 г.);

-реализованный анализ блок-схемы с проверкой ее работоспособности (до 1 мая 200 г.);

-реализованная оценка результатов тестирования (до 10 мая 200 г.);

- инсталляционная версия КА (до 20 мая 200 г.);

- исходные тексты программы (до 25 мая 200 г.);

- руководство пользователя (до 1 июня 200 г.).

Назначение и цели создания (развития) системы

-Назначение системы

Разрабатываемое приложение КА в составе “Сетевого экзаменатора”, предназначено для автоматизации процесса проведения различного рода тестирований (ТК, ПК, Зачет, Экзамен) студентов по предмету Программирование. Использовать КА предполагается на стандартных компьютерах, объединенных в сеть, имеющихся у заказчика.

- Цели создания системы

В результате создания и внедрения КА в составе СЭ предполагается достижение следующих целей:

- автоматизация процесса контроля знаний студентов, в том числе тестирование группы студентов по локальной сети;

- автоматизация учета оценок по результатам контроля знаний и ведения отчетности по итогам проведения тестирования;

- автоматизация хранения материалов для обучения, билетов для проведения контроля знаний, результатов проведения контроля знаний с использованием баз данных и доступа к ним.

В результате реализации вышеописанных целей планируется сокращение нагрузки на преподавателя в несколько раз. Снижение нагрузки предполагается за счет прохождения группой студентов одновременного тестирования и получения мгновенной отчетности.

Характеристики объектов автоматизации

- Краткие сведения об объектах автоматизации или ссылки на документы, содержащие такую информацию

На данный момент обучение студентов по предмету Программирование и последующий контроль приобретенных ими знаний проводятся традиционным способом (лекции, лабораторные работы, письменные тесты, зачеты и экзамены). Ведение отчетности ведется вручную.

- Требования к системе

Требования к системе в целом

- Требования к структуре и функционированию системы

КА входит в состав СЭ как клиентское приложение, которое использует его средства хранения, обработки и частично отображения данных.

При разработке СЭ предполагается использование трехзвенной архитектуры приложения баз данных. На основе данной архитектуры весь программный комплекс разбивается на три части: сервер баз данных (БД), сервер приложений и клиентские приложения.

В рамках данной архитектуры клиентские приложения обеспечивают передачу данных, их локальное кэширование, представление средствами пользовательского интерфейса, редактирование и простейшую обработку. Клиентское приложение обращается не к серверу БД напрямую, а к специализированному ПО промежуточного слоя (сервер приложений).

Сервер приложений принимает запросы клиентов, обрабатывает их в соответствии с используемым режимом работы (в данном случае, тестирование, обучение и т.п.), преобразует в форму, удобную для сервера БД и отправляет серверу.

Сервер БД выполняет полученные запросы и отправляет результаты серверу приложений, который адресует данные клиентам.

Таким образом, обеспечивается повышенное быстродействие системы в целом за счет реализации сложной бизнес-логики на сторону сервера приложений. Также повышается безопасность приложения за счет того, что клиенты не имеют прямого доступа к данным.

В структуру программного комплекса входят следующие подсистемы:

- сервер БД;

- сервер приложений;

- «Конструктор алгоритмов». КА составляют следующие подсистемы:

1) редактор блок-схем – предоставляет удобный графический интерфейс пользователю для составления блок-схемы алгоритма;

2) генератор текстов программ – используя готовые блок-схемы, созданные с помощью встроенного редактора, создает тексты программ на языке Паскаль;

3) тестировщик текстов программ – выполняет тестовые запуски программ, тексты которых создаются с помощью генератора текстов;

4) анализатор результатов запусков – анализирует результаты, полученные в результате запуска тестировщика, и выносит вердикт;

Стоит отметить, что сервер приложений, являющийся центральной частью «Сетевого экзаменатора», обеспечивает взаимодействие между клиентскими приложениями (к которым относится КА) и сервером БД. Сервер приложений включает в себя и основные функции КА, кроме редактора блок-схем.

Информационный обмен между компонентами «Сетевого экзаменатора» (сервер БД – сервер приложений – КА) осуществляется через локальную сеть либо сеть Интернет с использование IP-адресации. Задание студенту (экзаменационный билет) поступает в виде файла html по сети при установленном сетевом взаимодействии (запущены сервер приложений и КА). Созданная в КА блок-схема сохраняется в БД. Сведения по настройкам сетевого взаимодействия для КА поступают в виде файлов ini, содержащих все необходимые настройки. Данный файл может быть скопирован на дискету либо передан по сети. Обмен данными с сервером БД осуществляется посредством запросов SQL.

Система должна устойчиво функционировать в режимах тестирования, обучения, самотестирования и редактирования.

Диагностика системы должна проводиться квалифицированным обслуживающим персоналом (системный администратор).

Возможны доработки и модернизации системы для соответствия конкретным потребностям заказчика.

- Требования к численности и квалификации персонала системы и режиму его работы

В обслуживающий персонал системы должен входить администратор сервера БД, администратор сервера приложений и администратор клиентских приложений (например, при проведении тестирования группы студентов по локальной сети в учебной аудитории университета им может быть администратор данной аудитории). По возможности, все данные функции могут быть объединены в руках одного администратора.

Администратор обязан обладать навыками работы с БД, локальной сетью и сетью Интернет. В связи с тем, что большинство функций работы системы автоматизировано, подготовка обслуживающего персонала сводится к подробному ознакомлению со справочным руководством при наличии определенных навыков. От клиента (студента или преподавателя) требуется лишь знание основ работы на компьютере и ознакомление со справочным руководством.

Работа персонала осуществляется в соответствии с расписанием работы заказчика. Постоянное обслуживание системе не требуется.

Показатели назначения

Соответствие системы ее назначению определяется безотказной работой в требуемом режиме, обеспечением высокого уровня безопасности данных и обеспечением соответствия оценки, автоматически выставляемой системой студенту, реальным знаниям студента.

Требования к надежности

Надежная работа системы подразумевает обеспечение защиты от сбоев при работе ПО, сети или прочих внешних факторов. Также обеспечивается целостность, сохранность и защищенность данных.

Требования по безопасности, эргономике и технической эстетике

Требования по безопасности, эргономике и технической эстетике, предъявляемые к КА, определяются соответствующими требованиями, принятыми у заказчика. К основным относится требование соблюдать принятые нормы работы с компьютерной техникой, в том числе и следующие нормы:

- ГОСТ Р 50948-96;

- ГОСТ Р 50949-96;

- ГОСТ Р 50923-96;

- СанПиН 2.2.2.542-96.

Требования к эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и хранению компонентов системы

Эксплуатация системы осуществляется по расписанию, установленному в учебном заведении. Временных ограничений на эксплуатацию системы нет.

Параметры сети электропитания определяются параметрами используемого компьютерного оборудования.

Для корректной эксплуатации системы необходимо наличие сети передачи данных с поддержкой протоколов HTTP и TCP/IP.

Для обеспечения функционирования СЭ достаточно наличие одного администратора сети, отвечающего за поддержание сетевого взаимодействия, функций работы с БД, настройку и запуск требуемого режима работы программного комплекса и своевременное резервирование необходимых данных (БД). График работы обслуживающего персонала определяется расписанием учебного заведения.

Для обеспечения постоянной работы необходимо иметь дискету или компакт-диск установки СЭ и КА, и резервные копии используемых баз данных, обеспечивающие восстановление системы в случае сбоев.

Обслуживание СЭ заключается в периодической проверке его нормального функционирования и проверке на наличие вирусов.

Требования к защите информации от несанкционированного доступа

СЭ обеспечивает защиту информации, хранящейся в базах данных от несанкционированного доступа. Это достигается за счет использования системы регистрации и "трехзвенной" архитектуры приложения.

Требования по сохранности информации при авариях

СЭ обеспечивает сохранность и целостность данных при возникновении сбоя в работе компьютера (в том числе и потери питания) за счет периодического сохранения резервных копий файлов. Файлы клиентского приложения также периодически резервируются на сервере приложений.

Требования к защите от влияния внешних воздействий

Требования к защите от влияния внешних воздействий определяются соответствующими требованиями для компьютерной техники.

Требования к функциям (задачам), выполняемым системой

Компоненты программного комплекса выполняют следующие функции:

-сервер БД – обеспечение работы с базами данных СЭ, более подробно см. документацию разработчика;

- сервер приложений– обеспечение сетевого взаимодействия и обработки данных, более подробно см. документацию разработчика;

- «Конструктор алгоритмов». Каждая подсистема КА реализует автоматизацию следующих функций:

1)редактор блок-схем – создание блок-схемы алгоритма, интерактивный контроль корректности построения блок-схемы, сохранение блок-схемы, редактирование ранее созданной блок-схемы;

2)генератор текстов программ – получение текста программы из блок-схемы;

3)тестировщик текстов программ – получение эталонного результата на тестовый экземпляр, компиляция исходного текста программы, тестовый запуск программы, сохранение результатов тестового запуска;

4)анализатор результатов запусков – анализ эталонного и полученного результатов тестового запуска программы, сверка данных, выставление оценки;

- клиентское приложение – обеспечение получения задания, ответа на него, отправки ответа и получение результатов, более подробно см. документацию разработчика.

В первую очередь обеспечивается реализация функций проведения тестирования и работы с базами данных.

Задание поступает в КА в виде файла html. Затем одновременно происходят создание блок-схемы алгоритма и интерактивный контроль корректности ее построения. Блок-схема сохраняется в соответствующей БД. Далее происходит обработка созданной блок-схемы генератором текстов. Затем из полученного текста с помощью тестировщика текстов программ создается исполняемый файл программы. Выполняется ее тестовый запуск. С помощью анализатора результатов производится сравнение полученных данных после тестового запуска и их оценка, которая сохраняется в базе данных. Возможна печать отчета, а также его представление в формате html.

Порядок контроля и приемки системы

Приемка и контроль готового программного комплекса производится на основании приемных испытаний комиссией, сформированной из представителей заказчика.

Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие

Для ввода системы в действие необходимо:

-установить требуемый компонент системы (сервер БД, сервер приложений и клиентские приложения) на компьютерах, которые предполагается использовать для проведения тестирования;

- для сервера БД и сервера приложений – настроить сетевые соединения и работу с базами данных;

- для клиентского приложения – подключить файл настроек сети, либо произвести настройки вручную;

- заполнить базу данных с помощью редакторов вопросов и сценариев.

Источники разработки

Разработка СЭ и КА ведется на основе полученных разработчиками в ходе обучения знаний.