CC BY
6
SCIENCE TIME
■
РАСПРЕДЕЛЕННАЯ СИСТЕМА С МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ КЛИЕНТСКОЙ ЧАСТЬЮ
Абдуллаева Назокат Исаевна, Самаркандский филиал Ташкентского университета информационных технологий,
г. Самарканд, Узбекистан
E-mail: nazokat75 78@mail. ru
Аннотация. В данной работе предлагается технология создания распределённой системы, клиентская часть которого является также OLE клиентом для OLE серверов. В качестве объекта применения данной технологии рассматривается система электронного обучения с широким спектром охвата различных предметов читаемых в университетах.
Ключевые слова: самонастраивающиеся клиенты, технологии DataSnap и OLE.
Введение
В настоящее время большинство автоматизированных систем управления крупными предприятиями имеют распределенную структуру и благодаря чему они обеспечивают высокую эффективность функционирования этих учреждений. Например, качество сервиса современных торговых сетей супермаркетов и учёт их товарооборота не может быть контролируемой на надлежащем уровне без эксплуатации подобных систем. Кроме того, такие системы используются также в системе здравоохранения, где управление огромным потоком пациентов, контроль за их лечением, ведение всего документооборота, а также обеспечения секретности данных уже не возможна без распределения ролей пользователей системы: в соответствии с предопределенными правами доступа пользователи наделены соответствующими полномочиями работы с данными. В особый класс внедрения распределенных систем, можно отнести учреждения системы образования: университеты, институты, лицеи, колледжи и школы. Дело в том, что, по своей численности и многообразию деятельности они бесспорно считаются одним из
| SCIENCE TIME Щ
самых крупнейших. Более того, их контингент, состоящий из управленцев, обслуживающего персонала, преподавателей и студентов самый многочисленный. Однако, для управления этой сложной машиной применение систем с распределенной архитектурой является необходимым, но не достаточным, в силу разнообразия читаемых курсов, различия уровней усвояемости студентов, степени подготовки преподавателей и многих других факторов. Поэтому, относительно к учебному процессу к компьютерным обучающим системам предъявляются особые требования не только в плане распределения структуры и ролей, но также с точки зрения универсальности по охвату различных дисциплин. Очевидно, преимущество распределенных систем с широким диапазоном применения по отношению к специфическим является очевидным, хотя бы потому, что они намного дешевле и не расходуют ресурсы компьютеров, которые и так существенно ограничены.
И так, компьютерные системы с распределенной структурой представляют собой мощное техническое решение по управлению крупными ведомствами, в том числе, системой образования, где целесообразно также придание к ним качества универсальности для преподавания различных дисциплин. Далее в статье описывается техническая реализация подобной системы, применительно к электронному обучению математики и английского языка на базе общего ядра. А также, вкратце описываются их функциональные возможности, результаты по их внедрению и перспектива развития.
Описание компьютерной модели
Как известно, разработчики распределенных систем в качестве модели используют архитектуру «Клиент/Сервер», где серверная часть системы получает от клиентских приложений запросы, обрабатывает их и возвращает результаты обратно соответствующим клиентам. Этот способ организации системы рассчитан, прежде всего, на работу с огромным количеством клиентских приложений и, следовательно, широко применяется в автоматизации работы крупных организаций. Тем не менее имеются некоторые технические проблемы, которые существенно снижают продуктивность этих систем. Во-первых, администраторам базы данных требуется часто обновлять хранимые процедуры и триггеры в выбранном СУБД, а также постоянно следить за их состоянием во избежание ошибок. Во-вторых, в случае перехода от одного СУБД к другому приходится переписывать эти процедуры заново с учётом особенностей нового сервера. И наконец, несмотря на то что современные СУБД рассчитаны на колоссальную нагрузку связанной с обработкой огромного количества запросов, в некоторых случаях они работают на пределе своих возможностей, что не рекомендуется их производителями. В качестве решения вышеперечисленных проблем, предлагаются ряд технологий, которые позволяют
I
SCIENCE TIME
I
не только устранить причины их возникновения, но также существенно упростить процесс разработки новейших систем. В качестве эффективного технического решения мы предлагаем использовать технологию DataSnap, разработанную Borland Software Company, которая позволяет быстро и качественно создавать распределённые системы для различных платформ (линеек Windows, iOS и Android). Классы, составляющие основу этой технологии (TSocketConnection, TDatasetProvider, TDataSource, TAdoConnection и т.д.) постоянно обновляются параллельно с развитием сомой среды программирования Delphi (от Borland Delphi 7 Enterprise до Embarcadero Delphi 10 Seattle). Суть этой технологии состоит в том, что между клиентскими приложениями и СУБД устанавливаются два ряда серверов.
1. Сокет сервер - Socket Server, инсталлированный на сервер по определенному IP адресу, обеспечивает коннект клиентских приложений с выбранным сервером приложений (Application Server). При этом, Socket Server связывает каждого клиента с его сервером приложений, а не с другим, так как каждый Application Server зарегистрирован в сокете с последующим предоставлением ему определённого порта для прослушивания.
2. Сервера приложений - Application Servers, обычно установлены на сервере, что и Socket Server. Их основная функция, поучить запросы от своих клиентских приложений, и в соответствии с правилами, указанными в них определить роли для запросов и затем передать их СУБД. Затем, результаты, возвращенные СУБД передать обратно соответствующим клиентам посредством сокета.
Применение данной технологии на практике позволяет избежать сложностей написания хранимых процедур и триггеров за счёт их автоматической реализации методами, инкапсулированными в классах типа DataSetProvider, TDataSource, TAdoConnection и т.д., которые составляют основу серверов приложений. С одной стороны, это повышает надёжность системы, так как коды и SQL скрипты, составляющие бизнес логику всей системы скомпилированы в единое целое в объектах данного класса, в следствие чего, возможность по их редактированию извне исключается. С другой стороны, это позволяет существенно сэкономить время в случае перехода от одного СУБД к другому без учёта особенностей последнего, что придаёт системе ощутимую гибкость. Кроме того, все правила доступа к данным со стороны клиентов определяются заранее и установлены в политиках серверах приложений, что обеспечивает защищенность данных. В частности, эти правила позволяют разделить полномочия между клиентскими приложениями, классифицируя их в сообщества «толстых» и «тонких» клиентов, где «толстые» клиенты наделены более широкими правами чем «тонкие». И в заключение, вся нагрузка на систему в целом снижается за счёт перераспределения функций между
серверами - Socket Server, Application Servers и СУБД.
Рис. 1 Ряды серверов
Теперь, обсудим проблемы разработки обучающих систем, которые интегрируют в себе модули для электронного обучения множества дисциплин, входящих в учебные планы университетов. Ранее каждый модуль по определенному предмету разрабатывался отдельно, и вследствие чего, его подключение к проекту приводило утяжелению всей системы. В результате загрузка системы сопровождалось с ощутимыми тратами времени и ресурсов компьютеров. К тому же, обычно, каждый модуль обладал своеобразным интерфейсом, что создавал неудобства для пользователей при переходе от одного модуля к другому. Кроме того, в настоящее время, в большинстве университетов широко применяются системы компьютерного моделирования, которые позволяют проектировать виртуальные лаборатории, где можно проводить компьютерные эксперименты над исследуемыми виртуальными объектами. К числу таких систем можно отнести программные комплексы MathCAD, Maple и MatLAB, которые очень эффективны для исследований математических моделей,
«
| SCIENCE TIME |
описывающих эти объекты [3]. Данные программные обеспечения обладают мощными средствами проведения числового и символьного вычислений, визуализации результатов и программирования, что делает их незаменимыми для проведения научных исследований, а также, обучения математике и её приложений. Более того, они поддерживают технологию ActiveX, благодаря чему имеется возможность обмена данными между ними и другими приложениями, использующими эту технологию. Поэтому, считаем целесообразным включить подобные комплексы с поддержкой ActiveX в системы электронного обучения университетов, так как это позволить охватить широкий спектр дисциплин, читаемых в этих заведениях. Для того чтобы реализовать эту идею, наиболее подходящим является технология OLE (Object Linking and Embedding), которая была разработана корпорацией Microsoft и составляет основу для ActiveX. В результате применения этой технологии мы сможем создать OLE клиента, который на одном и том же интерфейсе работает с практически с любыми типами данных посредством соответствующих OLE серверов (математических пакетов, приложений Microsoft Office, графических редакторов, медиа плееров и т.д.). В качестве наиболее простого способа разработки OLE клиента, предлагаем использование метода Navigate инкапсулированного в классе TWebBrowser, который автоматически привязан к элементу управления ActiveX, входящий состав браузера Internet Explorer. Таким образом, важным показателем OLE клиента является его самонастройка на работу с различными OLE серверами, что придаёт ей гибкость в работе с различными форматами данных. На практике один и тот же OLE клиент может быть использован для обучения различных дисциплин как математика, физика, химия, английский язык и другие предметы. [1, 2]
Подводя итог, мы можем сказать, что совместное использование технологий DataSnap и OLE позволит создать качественно мощную распределенную систему с самонастраивающейся клиентской частью. В результате, функциональность клиентских программ автоматически обновляется функциями вызванных OLE серверов. При этом, клиентская часть системы обслуживается:
- с одной стороны СУБД, сервером приложений, Сокет сервером;
- с другой стороны OLE серверами, установленными на тех же рабочих станциях, что и клиенты.
Результаты
Практическая ценность полученных результатов подтверждается актом внедрения (распределенная система с клиентом - тренажёром по облегчению запоминания англо - русских словосочетаний и мониторингу качества усвоения пользователями), патентом и статьями опубликованных в известных научных
«
I SCIENCE TIME Щ
журналах [4, 5]. Заключение
В данной работе была предложена технология по созданию распределенных систем с клиентской частью, автоматически изменяемым интерфейсом. Эта технология сочетает в себе признанную мощь технологии DataSnap и гибкость технологии OLE. В результате применения данной технологии были созданы системы электронного обучения математике и английскому языку, а также были получены соответствующие акт внедрения и патент по ним.
В дальнейшем, научный и практический интерес для нас представляет проведение исследований в направлении интеграции OLE серверов на одном сервере с целью их совместного использования клиентскими приложениями, установленными на различных рабочих станциях. Это позволит работать активно с документами различного формата посредством OLE серверов, без их скачивания и установки на клиентские машины. В результате чего, пользователи смогут получить универсальную систему для работы с известными типами данных, которая позволит экономно использовать ресурсы их устройств. Более того, эта идея откроет новые перспективы применения предложенной технологии, для создания обучающих систем, рассчитанных на работу в различных платформах (линеек Windows, iOS и Android), где можно достичь максимальных скоростей обработки данных с минимальной загруженностью ресурсов.
Литература:
1. D.Osipov DELPHI. PROFESSIONAL PROGRAMMING // Symbol-Plus, St. Petersburg, 2006, ISBN 5-93286-074-X, p. 611-622
2. Веб-центр Марко [Электронный ресурс]. - URL: http://www.marcocantu.com -Marco Cantu's website
3. Математический сайт [Электронный ресурс]. - URL: www.exponenta.ru
4. Abdullaeva Nazokat Computer-aided design and e-learning // 2013 Joint International Conference on Mathematics Education. Seoul Nat'l Univ., Seoul, Korea; November 1-2, 2013 (Fri.-Sat.)
5. Mersaid Aripov, Farkhod Tashpulatov, Nazokat Abdullaeva PROGRAM COMPLEX OF DISTANCE DESIGNING AND E-LEARNING // International Journal of Scientific Research Engineering & Technology (IJSRET), ISSN 2278 -0882, Volume 2 Issue 12 pp 886-890 March 2014, http://www.ijsret.org/ pdf/120508.pdf
