CC BY
22
УДК 004.42:51:37
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ DATASNAP В СОЗДАНИИ ВИРТУАЛЬНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРИЙ НА БАЗЕ MATHCAD
Ф.А. Ташпулатов
Национальный университет Узбекистана, Ташкент 1. Введение
Решения (»временных проблем образования, в частности математического образования, не обходятся без привлечения последних достижений информационных технологий. В настоящее время, в силу данных технологий, на рынке обучающих программ появляются виртуальные математические лаборатории. Тем нг меже, большинство из них имеют следующие недостатки:
• сложность модификации и сопровождения, т. к. такие продукты, как правило, являются закрытыми, подвластными только программисту-создателю;
• большая трудоемкость и длительность создания.
Следует отметить, что виртуальные математические лаборатории, базирующиеся на математических пакетах, являются весьма эффективными в математическом образовании. Среди этих пакетов программ исключительно велика роль системы MathCAD в образовании. Облегчая решение сложных математических задач, система снимает психологический барьер при изучении математики, делая его интересным и достаточно простым. Грамотнее применение системы в учебном процессе обеспечивает повышение фундаментальности математического и технического образования, содейств>ет подлинней интеграции процесса образования. Система MathCAD позволяет готовить электронные уроки и книги с использованием новейших средств мультимедиа, включая гипертекстовые и гипермедиа-ссылки, изысканные графики (в том числе анимационные), фрагмаггы видеофильмов и звуковое сопровождаше [1].
Сетевые характеристики MathCAD позволяют создавать математические лаборатории функционирующие в локальней или глобальней компьютерной сети. Для большей гибкости создания подобных лабораторий, помимо MathCAD, целесообразже использовать одну из сред программирования поддерживающих архитектуру клиент/сервер. Например, среду Delphi 7. Данная утилита, поддерживая современные технологии, является средой быстрей разработки приложений (Rapid Application Developmen) и весьма удачно интегрируется с MathCAD.
В связи с вышеуказанными недостатками присущими к обучающим системам, в данной работе будет обсуждаться использование MathCAD и технологий Delphi 7, для разработки универсальной инструментальной компьютерной системы, позволяющей моделировать виртуальные математические лаборатории с произвольней структурой и функционирующей в локальной сети [2-5].
№1 2009 г.
159
2. Результаты
1 )В качестве инструментальной системы проектирования виртуальных математических лабораторий предлагается «мастер» на базе математической системы MathCAD. Вследствие анимационных, вычислительных и алгоритмических возможностей системы MathCAD, данный «мастер» позволяет создавать динамические виртуальные математические лаборатории. Уникальностью данного «мастера» является возможность создания виртуальных математических лабораторий с произвольной структурой, не прибегая программированию. Динамичность, легкость, надежность и простата в эксплуатации, а также, экономия средств и времени при создании виртуальных математических лабораторий, являются основными преимуществами данного «мастера» по отношению к статическим системам проектирования математических лабораторий. Более топ* имеются предпосылки использования возможностей «мастера» в сети. А имошо, сетевые характеристики MathCAD (поддержка различных сетевых протоколов, а также технологий Net и XML) позволяют создавать математические лаборатории функционирующие в локальной или глобальной компьютерной сети.
2) В результате применяия технологии программирования DataSnap, была разработана виртуальная математическая лаборатория на базе вышеупомянутой инструментальной среды «мастер», с возможностью функционирования в локальной сети. Разработка данной системы основана на следующей философии технологии DataSnap:
• Клиентские приложения обращаются не к серверу БД напрямую, а к специализированному ПО промежуточного слоя. Это может быть и одно звено (простейшая трехзвенная модель) и болге сложная структура.
• ПО промежуточного слоя называется сервером приложзшй, принимает запросы кли-аггов, обрабатывает их в соответствии с запрограммированными правилами бизнгс-логики, при нвобходимости преобразует в форму, удобную для сервера БД и отправляет серверу.
• Сервер БД выполняет получшные запросы и отправляет результаты серверу приложений, который адресует данные клиентам.
А также, при создании данной лаборатории были учтены следующие технические характеристики DataSnap:
• Технология DataSnap поддерживает физическую трехуровжвую архитектуру (клиент, сервер приложений и СУБД) и является более сложной, а также надежней чем традиционная клиент-серверная архитектура.
• Для создания DataSnap приложения в среде Delphi имеется легкая возможность создания удаленного модуля данных (Remote Data Module) и использования компонягг поддержки DataSnap, как на стороне сервера, так и на стороне клиента.
• В отличии от обычных клиент-серверных приложений, в DataSnap приложошях программное обеспечение доступа к базе данных устанавливается только на стороне сервера - устанавливать этот код на клиентских компьютерах не надо Клиентская часть DataSnap приложшия теперь включает в себя только код пользовательского интерфейса - этот код чрезвычайно просто установить, он фактически ж требует администрирования и создает минимальную нагрузку на процессор.
• Установка DataSnap приложения на сервер бесплатна
• Клиентская и серверная часть DataSnap приложения чрезвычайно легковесна. Эти две части DataSnap приложения взаимодействуют друг с другом при помощи интерфейса IAppServer.
• Технология DataSnap определяет высокоуровневую архитектуру взаимодействия и поддерживает множество различных протоколов соединения.
В силу применения технологии DataSnap, созданная виртуальная математическая лаборатория состоит из трёх частей:
a)Клиентская часть - представляет собой интерфейс пользователя и математический пакет MathCAD. Оно содержит компоненты поддержки DataSnap (на сторонг клиента), компоненты программирования сокетов TCP/IP для её связи с серверной частью. Для оптимизации запросов используется язык SQL.
В данной части клиенты в локальной сети выбирают из содержания урок и в соответствии с ним изучают лекционный материал, выполняют лабораторные задания, решают задачи и проходят тестирование. В силу технологии DataSnap пакетами данных, которые перемещаются от сервера к клиенту, являются соответствующие документы (содержания лгкций, лабораторных работ и упражнзшй в формате mcd) системы MathCAD. Использование документов MathCAD, как хранилища лекций, лабораторных заданий и упражнений придаёт динамику данной виртуальной лаборатории;
b)Удаленный модуль данных - сервер приложений, содержит компоненты поддержки DataSnap (на сторож сервера) и компонгнты поддерживающие технологию ADO (ActiveX Data Objects) для доступа к базе данных СУБД Access, где хранятся таблицы с маршрутами доступа к документам MathCad (содержания лекций, лабораторных работ, упражнений) и тестов. Следует отметить, для успешного функционирования системы в сети, «обходима регистрация сервера приложений в приложении SocetServer, которая должна всегда работать на сторож сервера.
c) Сервер БД MS Access выполняет полученные запросы над БД, обновляемый «матером», и отправляет результаты серверу приложений, который адресует данные клиентам. [6]
Примечание:
Для повышения быстродействия работы системы в сети, имеется легкая возможность, в силу технологии ADO, перехода от СУБД MS Access к более высокоскоростному СУБД Microsoft SQL Server 2000/2005.
Литература
1) Мошков С.Н. «Создание компьютерных обучающих программ», Вестник ЦМО МГУ", 1997г., №1 (http://www.cie.ru)
2) Aripov М. "Learning and teaching of high mathematics on MathCad base" («1СМЕ-10» 10th International Congress on Mathematical Education, July 4-11 2004 Cophengagen, Denmark, www.ICME-10.dk, p. 119)
3) Aripov M.M., Tashpulatov F.A. "Learning High Mathematics on MathCad Base" (Journal of the Korea Society of Mathematical Education Series D: Research in Mathematical Education, volume 9 number 3, ISSUE 23, September 2005, Seoul, Korea, p. 269-273)
4) Maria G.Bartoloni Bussi, Giampaolo Chiappini, Domingo Paola, Maria Reggiani, Ornella Robbuti "Teaching and Learning Mathematics with Tools" (Recearch and Teacher Training in Mathematics Education in Italy: 2000-2003, on the ocassion of ICME 10, p.138-169).
5) Математические порталы www.exponenta.ru.,www.mathsoft.com.
6) Marco Cantu "Mastering Delphi 7" (Original English Language Edition, "Sybex Inc", 2004, ISBN 5-94723-593-5).
№1 2009 r.
161
TyuindeMe
MathCAD 6a3ajibix; otcyuecmde MameMamuxajibiK, xyuecinde eupmyandbi MameMamuKajibiK, 3epmxaHanbi x,ypy Heeuinde DataSnap mexnoojioauxHbin muiMdiJiiK Mexanu3Mi Kppacmupbinadbi.
Resume
The article describes the mechanism of affective Data Snap technology on the base of virtual math labs creation based on the Math CAD systems. The given virtual math lab may be used in educational process easily, in the process of studying the math in schools and lyceums, universities.
