CC BY
85
УДК 681.3
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ
С.Л. Подвальный, О.Б. Кремер, А.М. Белянин
В данной статье представлена разработка программного комплекса, позволяющего описывать предметную область в виде объектов выделенных классов с перечнем их свойств и методов, генерировать среду разработки специальных программных средств, получать программное средство для конечного пользователя
Ключевые слова: среда разработки, программный комплекс, база данных, специальное программное средство
Введение
В настоящее время существенное значение приобретает усовершенствование имеющихся компьютерных средств обучения. Актуальность задачи усовершенствования средств обучения обусловлена, с одной стороны, внедрением новых информационных технологий в образовательный процесс, а с другой стороны, созданием в стране целостной национальной инновационной системы.
Одним из средств обучения студентов при помощи компьютера являются электронные учебно-методические комплексы (ЭУМК), которые постепенно входят в число основных составляющих частей учебно-методического обеспечения современного ВУЗа. Они могут создаваться по любой дисциплине и включать в себя методический, учебный материал дисциплины, а также средства контроля знаний. С использованием ЭУМК в учебном процессе создаются предпосылки интенсификации образовательного процесса, а также создания методик, ориентированных на развитие интеллекта обучаемого, на самостоятельное извлечение и представление знания, на продуцирование информации.
В настоящее время сложилась ситуация, когда преподаватель, способный дать обучающим программам полноценное с точки зрения методики информационное наполнение, не может довести эти идеи до стадии пригодного к эксплуатации программного продукта. Для профессиональных же программистов, напротив, возможно создать программную оболочку, но возникают затруднения со структурированием информации и наполнением оболочки для использования в учебных заведениях.
Возможный вариант решения проблемы -предоставить возможность преподавателям самостоятельно разрабатывать необходимые учебные программы, обладая лишь навыками пользователя персонального компьютера, поэтому исследования в области компьютерного проектирования ЭУМК являются актуальными.
В статье представлены этапы разработки программного комплекса (ПК), позволяющего препо-
Подвальный Семен Леонидович - ВГТУ, д-р техн. наук, профессор, тел. (4732) 43-77-18
Кремер Ольга Борисовна - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (4732) 43-77-18
Белянин Алексей Михайлович - ВГТУ, аспирант, тел. (4732) 43-77-18
давателям создать ЭУМК по любой дисциплине без применения программирования, а студентам использовать специальное программное средство для работы с учебно-методическим материалом, представленным в электронном виде, в ходе изучения дисциплины.
Состав программного комплекса
Программный комплекс для создания ЭУМК по дисциплине состоит из трёх ПС и четырёх баз данных (БД), его структура представлена на рис.
Первое ПС - «Построитель среды разработки ЭУМК», предназначено для создания объектов среды разработки ЭУМК.
ПС реализует следующие функции:
- описание предметной области (ПрО);
- выбор компонентов ПрО для среды разработки ЭУМК.
ПС предназначено для двух типов пользователей: экспертов и преподавателей ВУЗа. Пользователь-эксперт, например ведущий сотрудник ВУЗа, создаёт и редактирует компоненты предметной области, их свойства и связи между ними, информация о которых хранится в БД «Предметная область».
Пользователь-преподаватель создаёт и изменяет проект с помощью добавления и редактирования компонентов предметной области, созданной пользователем-экспертом. Вся информация о проекте сохраняется в БД «Проекты пользователей». Затем пользователь-преподаватель выбирает режим работы, позволяющий экспортировать необходимые компоненты во второе ПС - «Конструктор ЭУМК». При выполнении данного действия автоматически создаётся БД «Компоненты среды разработки ЭУМК».
ПС «Конструктор ЭУМК» предназначено для конструирования ЭУМК преподавателями различных дисциплин. Пользователь-преподаватель создаёт проект ЭУМК из компонентов, созданных с помощью ПС «Построитель среды разработки ЭУМК», в графической среде конструктора.
Третье ПС - «Просмотрщик ЭУМК» служит для работы пользователя-студента с ЭУМК по дисциплине, которое разработано в ПС «Конструктор ЭУМК». ПС включает в себя графический интерфейс пользователя-студента и учебно-методические материалы в электронном виде.
ПС «Построитель среды разработки ЭУМК»
(СГ Зэ
БД «Проекты пользователей» 4 ^ Создание проектов из компонентов предметной области Описание предметной области
4
Проект 1 - ЭУМК
Проект 2 - Состав ЭУМК
БД «Предметная область»
Папка «СПО-ОН» для студентов очной нормативной формы обучения с информацией по дисциплине «Системное программное обеспечение», содержащая следующую информацию:
- файл настройки, который содержит информацию о структуре ЭУМК; файлы электронных ресурсов.
Папка «ТП-ОН» для очной нормативной формы обучения с информацией по дисциплине «Технология программирования» с информацией
Структура программного комплекса
Обмен информацией между ПС «Построитель среды разработки ЭУМК» и ПС «Конструктор ЭУМК» осуществляется через базу данных, хранящую информацию о компонентах среды разработки. Обмен информацией между ПС «Конструктор ЭУМК» и ПС «Просмотрщик ЭУМК» осуществляется через служебный файл.
Этапы разработки ПК После анализа аналогичных решений была разработана модульная структура ПК.
Так, ПС «Построитель среды разработки ЭУМК» включает двадцать четыре модуля, основными из которых являются следующие.
1. Модуль работы с предметной областью предназначен для описания предметной области, включающий такие модули, как ввод, коррекцию и просмотр компонентов предметной области, к которым относятся классы, состоящие из объектов, представленных их свойствами, методами и связями между ними.
2. Модуль работы с проектом предназначен для создания, открытия, сохранения, удаления, обновления и закрытия проекта. Под проектом понимается дерево компонентов, которое описывает часть ПрО и является исходными данными для ПС «Конструктор ЭУМК». Проект состоит из таких составляющих, как компоненты ПрО, свойства и методы компонентов ПрО, связи между компонентами, расположение компонентов ПрО при просмотре проекта, высота и ширина компонентов ПрО при просмотре проекта.
2. Модуль работы с классами и объектами содержит следующие модули: модуль ввода, предназначенный для создания объектов, т.е. ввод свойств и методов объекта и установление связи с нужным классом, или добавления классов ПрО; модуль коррекции, предназначенный для редактирования свойств и методов классов и объектов; модуль просмотра свойств и методов классов и объектов, и связей между компонентами; модуль связи, который предназначен для установления связей между компонентами пользователем. Классом будем называть компоненты, имеющие одного или более компонента-потомка. Объектом будем называть компоненты, не имеющие компонентов потомков [1].
3. Модуль выбора компонентов для среды разработки ЭУМК содержит: модуль формирования отображения графических объектов ПрО; модуль выбора нужных компонентов пользователем, т. е. пользователь выбирает компоненты необходимые ему для дальнейшей работы в ПС «Конструктор ЭУМК»; модуль записи в БД информации о компонентах среды разработки ЭУМК.
Далее был составлен алгоритм работы ПС, включающий алгоритм обхода дерева компонентов, который применяется при работе с проектом или при описании предметной области. Дерево компонентов состоит из компонентов ПрО, свойств и методов компонентов ПрО, связей между компонентами. Неоднократно возникает необходимость обхода по дереву компонентов или его части, например при отображении структуры отношений, удалении избыточных компо-
нентов ПрО в ходе построения проекта, добавлении и удалении классов.
Пошаговый перебор элементов дерева по связям между предками-узлами и потомками-узлами называется обходом дерева, а сам процесс называется обходом по дереву. Обход, при котором каждый узел-предок просматривается прежде его потомков, называется предупорядо-ченным обходом или обходом в прямом порядке, а когда просматриваются сначала потомки, а потом предки, то обход называется поступорядо-ченным обходом или обходом в обратном порядке.
В данном ПС используются следующие виды обходов: в прямом порядке, например при отображении структуры отношений, добавлении и удалении классов; в обратном порядке, например при удалении не выделенных компонентов ПрО для проекта.
Далее была спроектирована структура базы данных ПК, состоящая из БД с информацией о предметной области, БД с информацией о проектах пользователей, БД с информацией об объектах среды разработки ЭУМК, а также определены входная и выходная информация, построена схема информационных потоков разрабатываемого ПК. После этапа программной реализации ПК была составлена инструкция пользователя.
Выводы
Таким образом, представлены этапы разработки программного комплекса для автоматизации процесса создания специальных программных средств на примере создания предметной области «ВУЗ», построения проектов, позволяющих преподавателям строить ЭУМК по любой дисциплине без применения программирования, а студентам использовать специальное программное средство для работы с учебнометодическим материалом, представленным в электронном виде, в ходе изучения дисциплины.
Литература
1. Бадд Т. Объектно-ориентированное программирование в действии. С-Пб, изд-во «Питер» - 1997, 464 с.
Воронежский государственный технический университет
THE SOFTWARE PACKAGE DEVELOPMENT FOR WORKFLOW AUTOMATION OF SPECIFIC PROGRAMS PACKAGING S.L. Podvalny, O.B. Kremer, A.M. Belianin
In the article we present a software package development for to make it possible to describe enterprise in a class form, which consist of object with list of property and list of methods, the generate development framework a specific programs, get a software for the end user
Key words: software engineering, development framework, specific programs
