ПРОЄКТУВАННЯ ТА РОЗРОБЛЕННЯ ПРОГРАМНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ ЦЕНТРУ ВИВЧЕННЯ ІНОЗЕМНИХ МОВ НА БАЗІ JAVA-ТЕХНОЛОГІЙ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.09 https://doi.Org/10.35546/kntu2078-4481.2023.2.24

О. М. ЛЯШЕНКО

кандидат техшчних наук, доцент, доцент кафедри програмних 3aco6iB i технологш Херсонський нацюнальний техшчний унiверситет ORCID: 0000-0002-5429-8389

А. В. ЧИЖОВА

студентка кафедри програмних засобiв i технологiй Херсонський нацюнальний техшчний ушверситет ORCID: 0000-0002-5823-7334

Д. Л. КИРИЙЧУК

кандидат техшчних наук, доцент, доцент кафедри програмних засобiв i технологш Херсонський нацюнальний техшчний ушверситет ORCID: 0000-0002-4905-6932

ПРОеКТУВАННЯ ТА РОЗРОБЛЕННЯ ПРОГРАМНО1 СИСТЕМИ ДЛЯ ЦЕНТРУ ВИВЧЕННЯ 1НОЗЕМНИХ МОВ НА БАЗ1 JAVA-ТЕХНОЛОГШ

Метою роботи е проектування та розроблення програмног системи для центру вивчення тоземних мов на баз1 Java-технологт. При розробц програмног системи було використано методологт об'ектно-оргентованого програмування, технологи JavaServer Faces Technology, JDBC API, Java Naming and Directory Interface та Java Persistence API.

Проведено анализ основних тенденцш розвитку програмних систем для центру вивчення тоземних мов на баз1 Java-технологт. Визначено основт функщональт можливост1 та принципи роботи таких систем. Виявлено сучаст тенденцИ побудови, розвитку та застосування таких систем. Виршено актуальне науково-практич-не завдання, що полягае в теоретико-методолог1чному обтрунтуванш тдход1в та принцитв побудови програмних систем для центру вивчення тоземних мов на базi Java-технологт. Практична значим1сть роботи полягае в можливостi застосування теоретико-методологiчних пiдходiв i висновюв, отриманих в межах роботи для розробки та впровадження програмног системи для центру вивчення iноземних мов на базi Java-технологш.

В роботi сформульовано основний i додатковий функцП програмног системи, наведено ролi користувачiв, що передбачен у програмнт системi: адмтктратор програмног системи, фахiвець з маркетингу та рекламi центру вивчення iноземних мов, методист напрямку, фахiвець з викладання курсу (викладач), зареестрований корис-тувач, вiдвiдувач, побудовано моделi варiантiв використання для ролей, що передбаченi у програмнт системi.

Також в робоmi розроблено БД програмног системи, описано використання шаблону MVC, наведено житте-вий цикл програми JSF, описано методи створення керованого компонента JSF, описано анотацИ, що встанов-люють область, до яког буде розмщено керований компонент, розроблено структуру проекту в IDE NetBeans, наведено методи керованого bean-компонента.

Ключовi слова: програмна система, цент вивчення тоземних мов, Java-технологи, JavaServer Faces Technology.

O. M. LIASHENKO

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor at the Department of Software Tools and Technologies

Kherson National Technical University ORCID: 0000-0002-5429-8389

A. V. CHYZHOVA

Student at the Department of Software Tools and Technologies Kherson National Technical University ORCID: 0000-0002-5823-7334

D. L. KYRYICHUK

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor at the Department of Software Tools and Technologies

Kherson National Technical University ORCID: 0000-0002-4905-6932

DESIGNING AND DEVELOPING A SOFTWARE FOR THE CENTER FOR LEARNING FOREIGN

LANGUAGES BASED ON JAVA-TECHNOLOGIES

The purpose of the work is to design and develop a software for the center for learning foreign languages based on Java-technologies. The methodology of object-oriented programming, JavaServer Faces Technology, JDBC API, Java Naming and Directory Interface and Java Persistence API were used in the development of the software.

An analysis of the main trends in the development of software for the center for the study offoreign languages based on Java-technologies. The basic functionality and principles of operation of such systems are defined. Current trends in the construction, development and application of such systems have been identified. The actual scientific and practical problem consisting in the theoretical and methodological justification of approaches and principles of building software for the center for the study offoreign languages based on Java-technologies has been solved. The practical significance of the work lies in the possibility of applying theoretical and methodological approaches and conclusions obtained within the framework of the work for the development and implementation of a software for the center for the study offoreign languages based on Java-technologies.

The main and additional functions of the software are formulated in the work, the roles of users provided in the software are given: the administrator of the software, the specialist in marketing and advertising ofthe center for the study of foreign languages, the methodologist of the direction, the specialist in teaching the course (teacher), the registered user, the visitor, the models of use cases for the roles provided in the software are built.

The work also developed a database of the software, describes the use of the MVC template, describes the life cycle of the JSF application, describes the methods for creating a managed JSF component, describes the annotations that establish the area to which the managed component will be placed, developed the project structure in the NetBeans IDE, describes the methods of the managed bean component.

Key words: Software, Foreign Language Learning Center, Java-Technologies, JavaServer Faces Technology.

Постановка проблеми

Ниш практично ввдсутнш огляд сучасних теоретико-методолопчних пiдходiв до розроблення програмних систем для центру вивчення шоземних мов на 6a3i Java-технологш, а також шляхiв подальшого розвитку таких систем.

Таким чином, проектування та розроблення програмно! системи е актуальною науково-прикладною задачею, а И побудова потребуе виявлення та аналiзу сучасних тенденцш розвитку та застосування таких систем, насамперед, на основi провщних наукових публшацш.

Аналiз останшх дослщжень та публшацш

В робот [1] здшснено аналiз програмного забезпечення для вивчення шоземних мов, визначено переваги та недолши таких програм. Наведно приклади застосування програмного забезпечення для вивчення шоземних мов.

В робот [2] описано три етапи комп'ютерного навчання мови, наведно зв'язок мiж комп'ютерним навчанням i лшгвютичними теорiями. В робоп також обговорюються деяш практичш питання щодо застосування комп'ютерного навчання мови у Кита!.

В робот [3] представлено два опитувальники, яш були проведеш для визначення розумшня тих, хто вивчае англшську мову, контексту навколо них та !хшх практик використання шформацшних технологш, з особливим акцентом на студентах корейських ушверситепв, яш готуються до юпиту з англшсько! мови для мiжнародного стлкування (TOEIC). Також в робоп [3] подано результата дослвдження за участю 51 студента ушверситету з використання шформацшних систем навчання англшсько! мови для TOEIC.

В робоп [4] подано результата дослвдження з використання систем управлшня навчанням, таких як Blackboard, Daedalus Interchange i Moodle, для керування курсами з вивчення шоземних мов та покращення навчання студенпв. Проведено дослщження академiчно! соцiалiзацil учшв, яш володшть другою мовою, через !хню участь у комп'ютерно-опосередкованих практиках академiчно! грамотности

Формулювання мети дослщження

Метою статт е проектування та розроблення програмно! системи для центру вивчення шоземних мов на базi Java-технологш.

Викладення основного матерiалу дослвдження

Програмна система е web-орiентованою. Основною функщею програмно! системи е проведення навчальних занять з вивчення шоземних мов як дггей, так i дорослих з рiзним рiвнем знань. Програмна система дозволяе пщбрати курс, який потрiбен користувачу при вивченш шоземних мов.

Програмна система надае можливють обрати таю курси:

1. Курс для дорослих (вщ елементарного А1 до продвинутого рiвня С2).

2. Бiзнес курс шоземно! мови (дшова переписка, телефонш переговори, проведення презентацш i т.д.).

3. Шдготовка до мiжнародних юпилв IELTS, TOEFL.

4. Курс англшсько! мови для д^тей, що враховуе вiковi особливосп сприйняття матерiалу.

5. Шдготовка до зовшшнього незалежного ошнювання (ЗНО).

Також одшею з функцш програмно1 системи е надання користувачам нового зручного та функцюнально достатнього web-iнтерфейсу для роботи з центром вивчення шоземних мов, зокрема для пошуку та реестрацй' для проходження курсiв, для роботи i3 викладачами, для взаемодй' з уйма структурами центру вивчення шоземних мов.

Додатковий функцюнал:

1. Реестращя та авторизащя редакторiв сайту центру вивчення шоземних мов.

2. Зручна система додавання, редагування та публiкацiï HTML сторшок, курсiв, тестiв, новин, банерiв на

3. Надання користувачам iз спецiальними правами можливостi перегляду статистики сайту.

4. Реестращя нових користувачiв в особистому кабiнетi та реестращя для проходження курйв.

5. Надання користувачам iз спецiальними правами можливосп налаштування вiдображення особистого кабiнету, реестращя курйв, роботи з викладачами, роздрушвки вiдповiдних документiв (сертифiкатiв), пвдписки на розсилку нових курсiв з вивчення шоземних мов тощо.

Ролi користувачiв, що передбаченi у програмнiй система

Лдмiнiстратор програмноï системи. Фахiвець центру вивчення шоземних мов, який мае максимальш права у система

1) створення нових ролей, копiювання прав з шших ролей, редагування юнуючих з можливiстю змiнювати одночасно список роздшв (сторiнок сайту), з якими може здшснювати дiï користувач ролц

2) додавання нових користувачiв, видалення користувачiв та розподiл прав;

3) редагування меню та нав^аци;

4) можливють редагування будь-яких роздiлiв сайту;

5) аналггика роботи сайту.

Фахiвець з маркетингу та рекламi центру вивчення шоземних мов: редагування будь-яких роздшв сайту:

1) перегляд статистики сайту;

2) додавання/редагування банерiв та iншоï реклами на сайл;

3) реестрацiя користувачiв для проходження курйв з вивчення iноземних мов;

4) формування баз для розсилки нових курсiв та розсилки по сформованим базам.

Методист напрямку:

1) редагування сторшок свого напряму;

2) перегляд та редагування тем, створених усередиш рол^ та здiйснення розсилок за цими темами.

Фахiвець з викладання курсу (викладач): редагування розд^ сайту, вказаного адмiнiстратором системи.

Зареестроваш користувачi - користувачi сайту, що пройшли процедуру реестрацiï в особистому кабшеп,

що мають логiн та пароль та мають можливiсть рееструватися на кура, переглядати сво1' результата навчання, друкувати вiдповiднi документи (сертифтати).

Вiдвiдувач - будь-який не зареестрований ввдввдувач сайту. Доступ до перегляду сторшок сайту.

Дiаграму варiантiв використання для ролi «Зареестрований користувач» подано на рис. 1.

Дiаграму варiантiв використання для ролi «Ввдввдувач» подано на рис. 2.

Дiаграму варiантiв використання для ролi «Методист напрямку» подано на рис. 3.

Для розроблення БД програмно1' системи було використано СКБД MySQL.

Всього концептуальна модель БД нараховуе 15 таблиць (рис. 4).

Таблиця User необхвдна для збертання iнформацiï про зареестрованого користувача на веб-сайтi. Таблиця Teachers необхвдна для зберiгання iнформацiï про викладача курсу. Таблиця Feedback необхвдна для зберiгання iнформацiï про ввдгуки учня по курсу. Таблиця Student_has_Results необхвдна для зберiгання iнформацiï про проходження теспв учнем по курсу. Таблиця Results необхвдна для збер^ання iнформацiï про результати проходження теспв учнем курсу. Таблиця Results_has_Answers необхiдна для зберiгання iнформацiï про проходження тестш учнем по курсу. Таблиця Answers необхвдна для збер^ання iнформацiï про вiдповiдi учня в тесп. Таблиця Questions_has_Answers необх1дна для зв'язку вiдповiдi та питання у тесп. Таблиця Questions необхвдна для зберь гання iнформацiï про запитання до тесту курсу. Таблиця Chapters необхвдна для збер^ання iнформацiï про мате-рiали роздiлу курсу. Таблиця Courses необхвдна для збер^ання шформаци про матерiали роздiлу курсу. Таблиця Teachers_has_Courses необхвдна для зв'язку викладачiв та курсiв, як1 вони викладають.

Для побудови програмно1' системи було використано JavaServer Faces (JSF) - платформу розробки штерфейсу користувача для веб-додатшв Java. Вона покликана значно спростити процес створення i пвдтримки програм, що працюють на серверi програм Java i вiзуалiзують своï iнтерфейси на цiльовому клiентi [5-7].

Технолопя JSF заснована на архiтектурi Model View Controller (MVC) для ввдокремлення логiки вiд подання.

Дизайн програмноï системи роздiлений на три компоненти за допомогою шаблону проектування MVC [5-7] :

1. Модель (Model): модель предметноï обласп, що включае даш та методи роботи з цими даними, реагуе на запити з контролера, повертаючи даш або змiнюючи свiй стан, даш та лопка обробляються моделлю.

Рис. 1. Дiaгрaмa BapiaHTiB використання для ролi «Зареестрований користувач»

Рис. 2. Дiaгpaмa вapiaнтiв використання для pолi «Вщвщувач»

Рис. 3. Дiаграма варiантiв використання для ролi «Методист напрямку»

Рис. 4. Концептуальна модель БД

2. Подання (View): View в контекст архггектури MVC - це клас программного забезпечення, який мiстить шаблон i форму даних i створюе вiдповiдь для браузера, отримуе данi ввд контролера MVC, пакуе 1х i представляе браузеру для вiдображення.

3. Контролер (Controller): забезпечуе взаемодш з системою, обробляе дп користувача, перевiряе отриману iнформацiю та передае ïï модет, визначае, як програма буде реагувати на дiï користувача, вiдповiдае за фшьтра-цш даних та авторизацш.

Пiдтримка JSF здiйснюеться за допомогою IDE NetBeans - безкоштовного штегрованого середовища роз-робки з вщкритим вихiдним кодом, яке спрощуе розробку веб-додаткiв, корпоративних, настiльних та мобшьних додатк1в, що використовують платформу Java.

Таким чином, було додано тдтримку платформи JSF до базового веб-додатку та виконано там завдання:

1) створено кероваш компоненти JSF для обробки даних запиту;

2) подключено керованi компоненти до веб-сторiнок програми;

3) перетворено веб-сторiнки на файли шаблонiв Facelets.

Керований компонент JSF - це POJO (простий об'ект Java), який використовуеться для збереження даних i керуеться контейнером (сервером GlassFish) за допомогою платформи JSF.

Facelets - це технолопя, яка застосовуеться для формування сторiнок програм, створених за специфiкацiею JSF. Facelets вщповвдае за вигляд сторiнки у браузера Особливостi Facelets: використання XHTML для створення веб-сторiнок; пвдтримка бiблiотек тегiв Facelets на додаток до бiблiотек тегiв JavaServer Faces та JSTL; тдтримка унiфiкованоï мови виразiв (EL); шаблонiзацiя для компонентiв та сторшок [5-7].

Структуру проекту в IDE NetBeans подано на рис. 5.

Приклади роботи програмноï системи подано на рис. 6.

Projects x Files Services

) ForeignLang-1.0 (j Web Pages WEB-INF

Auihoriizaiti on. xhtml Bu:ine:.sCoursE.xhtm I-jI Ccur:e,xhtml I-jI Ccur:eChildren.xhtm @ English VET. k htm I 1^1 ExamsGoethe.xhtml @ ExamslELTS-xhtml @ Ex a m sTO EFILjf html [^1 PersonalAccount-xhtml § Reg isterCourses.x html § Reg ¡strati on .xhtml @ SiteStati sties,xhtml [^1 ¡index, htm I [^1 ¡index,xhtml Source Packages

> CB Test Packages

□ Other Sources l_§j Dependencies l_§j lavs Dependencies § Pioject Files ponucml

nb-configurations ml

Рис. 5. Структура проекту в IDE NetBeans

Рис. 6. Приклади роботи програмно'1 системи

Висновки

Сформульовано основний i додатковий функцп програмно! системи. Наведено рол! користувачщ що передба-чеш у програмнш система адмшстратор програмно! системи, фахшець з маркетингу та реклам! центру вивчення шоземних мов, методист напрямку, фахшець з викладання курсу (викладач), зареестрований користувач, вiдв!дувач.

Побудовано моделi варiантiв використання для ролей, що передбачеш у програмнш системi. Розроблено БД про-грамно! системи. Для проектування та розроблення БД програмно! системи було використано СКБД MySQL. Описано використання шаблону MVC. Описано методи створення керованого компонента JSF. Кероваш компонента JSF використано для обробки даних користувача та збереження !х мгж запитами. Розроблено структуру проекту в IDE NetBeans.

Список використаноТ лiтератури

1. Huijuan Yu. Application and Evaluation of Language Learning Software in Teaching Foreign Languages. Journal of Contemporary Educational Research. 4(1). 2020. pp. 75-79.

2. Youwen Yang. Computer-assisted Foreign Language Teaching: Theory and Practice. Journal of Language Teaching and Research. 1(6). 2010. pp. 909-912.

3. Soonjeong Jee, Hee-Cheol Kim. Understanding English Learners Preparing for TOEIC and Their Information Technology Usage Practices in Korea. International Journal of Multimedia and Ubiquitous Engineering 8(5). 2013. pp. 93-104.

4. Myung Jeong Ha. Hyun-chul Kim. E-learning Education for Academic Literacy in Computer-Mediated Communication. International Journal of Software Engineering and its Applications 8(1). 2014. pp. 107-118/

5. Hans Bergsten. JavaServer Faces First Edition. O'Reilly Media. 2004. 624 p.

6. Bauke Scholtz, Arjan Tijms. The Definitive Guide to JSF in Java EE 8: Building Web Applications with JavaServer Faces. fApress. 2018. 709 p.

7. Bill Dudney, Jonathan Lehr, Bill Willis. Mastering JavaServer Faces (Java). Wiley. 2004. 480 p.

References

1. Huijuan Yu. (2020). Application and Evaluation of Language Learning Software in Teaching Foreign Languages. Journal of Contemporary Educational Research, 4(1), pp. 75-79 [in English].

2. Youwen Yang. (2010). Computer-assisted Foreign Language Teaching: Theory and Practice. Journal of Language Teaching and Research, 1(6), pp. 909-912 [in English].

3. Soonjeong Jee, Hee-Cheol Kim. (2013). Understanding English Learners Preparing for TOEIC and Their Information Technology Usage Practices in Korea. International Journal of Multimedia and Ubiquitous Engineering, 8(5), pp. 93-104 [in English].

4. Myung Jeong Ha. Hyun-chul Kim. (2014). E-learning Education for Academic Literacy in Computer-Mediated Communication. International Journal of Software Engineering and its Applications, 8(1), pp. 107-118 [in English].

5. Hans Bergsten. (2004). JavaServer Faces First Edition. O'Reilly Media, 624 p [in English].

6. Bauke Scholtz, Arjan Tijms. (2018). The Definitive Guide to JSF in Java EE 8: Building Web Applications with JavaServer Faces. Apress, 709 p [in English].

7. Bill Dudney, Jonathan Lehr, Bill Willis. (2004). Mastering JavaServer Faces (Java). Wiley, 480 p [in English].