Разработка программного обеспечения для оценки уровня знаний студентов с применением технологии "Клиент-сервер" - Дипломная работа

Функционирование автоматизированной системы тестирования, далее АСТ, начинается с создания для каждой дисциплины отдельной базы данных, содержащей вопросы теста, далее формируется «Тест пакет», содержащий всю информацию необходимую для осуществления тестирования с удаленной станции. Так в любой момент после начала тестирования преподаватель может посмотреть результаты тестирования каждого ученика (количество вопросов, на сколько из них были даны правильные ответы и сколько допущено ошибок), приостановить или прекратить тестирование, а также исключить отдельного ученика из процесса тестирования отключив его от сервера. В данном каталоге располагаются файлы настроек для данной базы теста, а именно - файл QUESTKEY.ini - содержит номера правильных ответов для каждого вопроса; файл WORKSET.ini - содержит служебную информацию для данной базы теста, такую как: количество вопросов в тесте, ограничение времени для прохождения теста, формат изображений файлов вопросов теста. Основной каталог базы теста содержит N (зависящее от количества вопросов в тесте) дочерних каталогов имеющих системное имя в виде чисел от 1 до N, в которых содержатся изображения вопроса и вариантов ответов. Так в программе «Оценка уровня знаний студентов с применением технологии «клиент-сервер» из пункта главного меню Файл \ Резервное сохранение можно создать резервную копию базы теста.В данном дипломном проекте представлена «Автоматизированная система контроля знаний на основе архитектуры клиент-сервер», реализованная в среде программирования Borland Delphi 6.0. Дополнительные средства разработки и возможности среды программирования позволили осуществить формирование и ведение базы теста, вывод необходимых форм и отчета успеваемости, создать удобный пользовательский интерфейс включающий: · стандартная строка меню;Command:byte; // Команда procedure LOADFILEFORSEND (const FILENAME: string); // Локальная процедура подготовки var Stream: HLREAM; // файлового потока DECODENUMTOSOCKETNUM (STATIONNUM:byte):byte; // поиск индекса станции в динамическом var TRYCONNECTEDSTATION:byte; // массиве Connections по известному begin // по номеру ACTIVECONNECTIONS<=45 then // если сервер не заполнен begin for CONNECTIONSSCAN:=0 to 44 do // ищем пустую ячейку (т. к. кто-то мог отсоединится) begin if (DATASETFORREPORT[CONNECTIONSSCAN].SOCKETHANDLE=0) and (not (DATASETFORREPORT[CONNECTIONSSCAN].PASSTEST)) then // если нашли сохраняем ее номер и идем дальше begin begin for SCANCONNECTIONS:=44 downto 0 do // перебираем все возможные подключения begin if DATASETFORREPORT[SCANCONNECTIONS].SOCKETHANDLE=Socket. begin if DATASETFORREPORT[CLIENTNUM].Questions[OPENEDBUILET].TRUEANSWER=USERANSWER then begin inc (DATASETFORREPORT[CLIENTNUM].True_);NOMODIFY:boolean; // триггер интерфейса function READSERVERIP: string; // чтение из файла IP.

В настоящее время сфера образования стала одним из объектов внедрения вычислительной техники и информационных технологий.

ГОУ СПО «Тульский экономический колледж», является одним из среднеспециальных учебных заведений Тульской области.

В вычислительном центре ГОУ СПО «Тульский экономический колледж» имеются 117 компьютеров класса Pentium III и выше. Все они расположены в 7 учебных лабораториях. Также имеются необходимые периферийные устройства: струйный принтер Hewlett Packard Color Jet 100plus - формат А1, несколько лазерных принтеров; накопители на оптических и гибких дисках, DVD-RW. Все ПК оснащены мультимедийными устройствами (звуковые карты, приводы CD-ROM).

Компьютеры объединены в локальную сеть по средствам топологии «звезда» под управлением ОС Microsoft Windows 98/XP/Server2003.

Согласно требованиям современной педагогики, контроль успеваемости предполагается осуществлять в виде тестирования.

Тестирование можно проводить в виде опросных листов, что требует большой подготовки со стороны преподавателя. Наиболее трудоемким моментом является обработка результатов тестирования.

Темой данного дипломного проекта является «Разработка программного обеспечения для оценки уровня знаний студентов с применением технологии «Клиент-сервер».

1. Описание объекта автоматизации

В свободное от основной работы время, я занимаюсь преподавательской деятельностью на очном отделении ГОУ СПО «Тульский экономический колледж». Данный вид деятельности разрешен Законом о Государственной гражданской службе РФ.

Система управления колледжа традиционна для среднеспециального учебного заведения РФ.

Имеются следующие функциональные подсистемы: Директор;

учебная часть: для организации учебного процесса, создания учебных планов, методических пособий, раздаточных материалов, ведение корреспонденции;

отдел кадров: подготовка письменных документов таких как: приказы, справки, выписки, письма;

вычислительный центр: проведение лабораторных и практических работ по получению первичных навыков работы на компьютере и профессиональных навыков по специальности, выполнение расчетов по практическим работам общеобразовательным и специальным дисциплинам, проверка знаний и умений учащихся (тестирование), проведение внеклассных мероприятий (занятий кружка, олимпиады).

Вычислительная техника в системе управления ГОУ СПО «Тульский экономический колледж» позволяет автоматизировать следующие функции управления: организация учебного процесса;

ведение бухгалтерского учета;

ведение документации;

ведение корреспонденции;

учебный процесс.

Семь лабораторий вычислительного центра колледжа имеют по пятнадцать персональных компьютеров от Intel Celeron 533 Mhz до Intel Pentium IV 3000 Mhz каждый из них оснащен системой фильтрации от высокочастотных помех в цепи питания, накопителями FDD, устройствами ввода информации служат: клавиатуры и мыши. Также каждый из компьютеров подключен к сетевому принтеру в лаборатории.

Компьютеры объединены в сеть по средствам топологии «звезда» через коммутаторы (SWICH) фирмы D-Link.

Вычислительный центр обслуживается 4 лаборантами, которые закреплены за определенными учебными лабораториями ВЦ. Они подчиняются зав. лабораторией и начальнику вычислительного центра.

2. Постановка задачи

2.1 Сущность задачи

Одним из важнейших структурных подразделений колледжа является вычислительный центр. Именно там проходят занятия учеников с использованием современных педагогических технологий, которые базируются на использовании ПК и программных средств.

Одним из этапов урока является проверка знаний и умений учащихся.

Согласно требованиям современной педагогики, контроль успеваемости предполагается осуществлять в виде тестирования.

Тестирование можно проводить в виде опросных листов, что требует большой подготовки со стороны преподавателя. Наиболее трудоемким моментом является обработка результатов тестирования.

Целью данного дипломного проекта является «Разработка программного обеспечения для оценки уровня знаний студентов с применением технологии «Клиент-сервер».

Актуальность поставленной задачи обусловлена облегчением труда преподавателя связанного с проведением тестирования и обработкой результатов данного тестирования.

Проведя исследование рынка программных продуктов по проведению сетевого тестирования, были выявлены ряд недостатков, в число которых входят: - высокая стоимость отдельных программных продуктов

- невозможность работы с математическими формулами

- сложный для понимания пользовательский интерфейс

- большая загрузка ЛВС в момент проведения тестирования

Все вышеперечисленные недостатки послужили поводом для разработки собственного программного продукта.

Назначение программы - проведение централизованных итоговых занятий по разным дисциплинам в виде интерактивного тестирования.

Основными задачами дипломного проекта являются: - разработка клиентской части системы тестирования

- разработка серверной части системы тестирования

- разработка системы отчетности по результатам тестирования

Функционирование автоматизированной системы тестирования, далее АСТ, начинается с создания для каждой дисциплины отдельной базы данных, содержащей вопросы теста, далее формируется «Тест пакет», содержащий всю информацию необходимую для осуществления тестирования с удаленной станции. В процессе тестирования появление вопросов происходит в случайном порядке. Возможности разработанного сетевого протокола позволяют вести двустороннее общение между преподавателем и студентом. Также программа позволяет осуществлять контроль, за ходом тестирования. Так в любой момент после начала тестирования преподаватель может посмотреть результаты тестирования каждого ученика (количество вопросов, на сколько из них были даны правильные ответы и сколько допущено ошибок), приостановить или прекратить тестирование, а также исключить отдельного ученика из процесса тестирования отключив его от сервера.

Выходной информацией АСТ является отчет успеваемости.

Периодичность применения автоматизированной системы зависит от плана преподавателя по проведению тестирования.

Для комфортной работы с программой необходим компьютер ниже перечисленной конфигурации: сетевая плата от 10 Мб/с и выше;

процессор тактовой частотой не ниже 300 Мгц;

оперативная память не менее 64 Мб;

объем жесткого диска не менее 1 Гб;

монитор 15 дюймов;

разрешение монитора 1024x768 при 16 битной цветовой палитре;

3. Описание логической структуры

Система представляет собой совокупность двух подпрограмм осуществляющих проведения тестирования в рамках любой сети поддерживающей протокол TCP-IP.

Подпрограмма «Тест-Сервер» позволяет осуществлять управление над ходом тестирования студентов, она объединяет в себе возможности сетевого сервера, приложения и СУБД тестирования.

Подпрограмма «Тест-Клиент» позволяет осуществлять тестирование конкретного ученика, рабочая станция которого подключена к «Тест-Серверу» по заранее спроектированной схеме, способной динамически изменяться в ходе тестирования в соответствии с требованиями преподавателя.

Общая схема взаимодействия серверной и клиентской части системы приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Общая схема взаимодействия серверной и клиентской части системы

Общая схема взаимодействия отдельный частей системы приведена на рисунке 2.

Рис 2. Общая схема взаимодействия отдельный частей системы

3.1 Описание организации данных

3.1.1 Описание входной и выходной информации

Входной информацией является: Список вопросов, образующих билет и критерий оценки. Совокупность этих данных образуют промежуточное звено процесса тестирования - База Теста. Для обеспечения возможности сетевого тестирования необходима еще одна деталь - IP адрес станции, с которой будет осуществляться управление ходом тестирования, то есть станции, которая будет обозначена как ведущая и где будет развернут Тест-Сервер. Ввод информации необходимой для формирования Базы Теста осуществляется в главной форме подпрограммы Тест-Сервер на вкладке База вопросов.

База Теста представляет собой каталог, имеющий имя преподавателя по чьему предмету осуществляется тестирование. В данном каталоге располагаются файлы настроек для данной базы теста, а именно - файл QUESTKEY.ini - содержит номера правильных ответов для каждого вопроса; файл WORKSET.ini - содержит служебную информацию для данной базы теста, такую как: количество вопросов в тесте, ограничение времени для прохождения теста, формат изображений файлов вопросов теста. Основной каталог базы теста содержит N (зависящее от количества вопросов в тесте) дочерних каталогов имеющих системное имя в виде чисел от 1 до N, в которых содержатся изображения вопроса и вариантов ответов. Количество изображений может быть переменным (для осуществления случайного выбора вопроса теста), но должно быть не менее 1.

Рис. 3 Формирование базы теста

Каждое изображение вопросов и вариантов ответов должно иметь системное имя в виде сквозной нумерации от 1 до номера последнего вопроса. (например если всего 100 файлов вопросов, нумерация должна быть от 1 до 100). Все изображения должны иметь одинаковый формат, например, если некоторое количество файлов сделаны в формате JPEG Image file, то и все последующие должны быть в этом формате.

Структура каталогов базы теста приведена на рисунке 4.

Для клиентской части системы единственным файлом настроек является файл ip.dat, который содержит IP-адрес сервера тестирования

Рис. 4 Структура каталога базы теста

Основным элементом выходной информации является отчет успеваемости, имеющем следующие поля: Ф.И.О. студента;

группа;

общее количество вопросов;

количество правильных ответов;

количество не правильных ответов;

оценка;

время прохождения теста.

Предварительный просмотр отчета можно произвести из формы Отчет успеваемости, а также сохранить в файл и вывести на печать.

3.1.2 Система классификации и кодирования

Для эффективного обмена информацией между автоматизированными системами управления различных уровней требуется создание единого информационного обеспечения, включающего систему классификации и кодирования технико-экономической информации.

Система классификации и кодирования технико-экономической информации представляет собой комплекс взаимосвязанных общесоюзных классификаторов, а также комплекс нормативно-технических и методических материалов, характеризующих систему.

Основные работы по созданию системы классификации и кодирования технико-экономической информации выполняет Госстандарт.

Классификаторы по их применению делятся на категории: - общегосударственные;

- отраслевые;

- классификаторы предприятия.

Общегосударственные - утверждаются ГОСТАМИ и РОСТАМИ и обязательны к применению во всех отраслях государства.

Отраслевые - разрабатываются для специфических видов информации, циркулирующей внутри отрасли и утверждаются министерствами и ведомствами. Обязательны к применению только в данной отрасли.

Классификаторы предприятия - аналогичны отраслевым, создаются и обязательны к применению на отдельных предприятиях.

В подсистеме «Учебная часть» используются следующие классификаторы: Отраслевой классификатор для кодирования кода группы: ХХХХ - ХХ код названия специальности код года поступления код (флаг) некоммерческой группы код текущего курса обучения код (флаг) базы поступления

Пример: 0414-ФК - База 11 классов, четвертый курс, некоммерческая группа, последняя цифра года поступления, код специальности.

3.1.3 Защита и сохранность данных

Постоянное развитие компьютерной инфраструктуры, усложнение компьютерных систем, создание сетей, увеличение объема хранимой и передаваемой информации порождает ряд серьезных проблем, связанных с целостностью и сохранностью данных. Для обеспечения сохранности информации выделяют следующий комплекс мер: дублирование информации в виде резервных копий на том или ином носителе;

защита от случайного удаления файлов;

защита от несанкционированного доступа;

защита от компьютерных вирусов;

архивные копии;

программный «уход» за жесткими дисками.

Для зашиты от несанкционированного доступа применяют различные методы защиты: процедурные, аппаратные, программные или комбинированные.

Процедурные методы обеспечивают доступ к данным только тем пользователям, которые имеют соответствующее разрешение.

Программные методы защиты очень разнообразны: использование ключевых меток на машинном носителе;

использование серийных номеров программ;

использование специального кода на инсталляционных дискетах.

Комбинированные методы защиты объединяют различные методы: процедурные и программные, аппаратные и программные и т.д.

Резервное копирование - это постоянное создание резервных копий рабочей информации. Существует много программ предназначенных для создания резервных копий. Из них наиболее часто используются Norton Backup и другие программы Backup из разных программных пакетов или Утилит, а также программа-архиватор WINRAR.

Так в программе «Оценка уровня знаний студентов с применением технологии «клиент-сервер» из пункта главного меню Файл \ Резервное сохранение можно создать резервную копию базы теста. Кроме этого дистрибутив программы, созданный с помощью специальной надстройки «INSTALLERXP», имеет несколько резервных копий на жестком диске рабочего места и на оптических дисках при главном компьютере ВЦ.

Чтобы информация, записанная на CD и RW дисках, сохранилась дольше, необходимо соблюдать определенные правила и требования: диски следует хранить в специальных коробках, упаковках или футлярах, предназначенных для этого, во избежание попадания пыли, физических повреждений, солнечных лучей.

Кроме создания резервных копий, для предотвращения потери информации на жестком или гибком диске, следует проводить обслуживание дисков: проводить полную проверку, то есть проверять на наличие физических ошибок, проверять структуру файлов и каталогов; если возникают ошибки, то исправлять их; производить дефрагментацию; удалять ненужную информацию. Обслуживание необходимо проводить регулярно. Для этого можно использовать следующие программные средства (утилиты) как Norton Disk Doctor (проверка жесткого диска), Norton Speed Disk (дефрагментация диска) из пакета Norton Utilities, Fix-It Utilities или Scandisk, который содержится в самой ОС Windows.

Часто информация теряется или повреждается в результате действий компьютерных вирусов.

Компьютерный вирус - это фрагмент программного кода, который размножается, копируя себя в тело других программ, при этом замедляется работа компьютера или полностью (либо частично) разрушается файловая система. Для того чтобы вирус не поразил компьютер необходимо: ограничить к нему доступ посторонних лиц, использующих различные носители информации; проверять на наличие вируса, если же он обнаруживается, то необходимо использовать антивирусные программы (Norton Antivirus, Antiviral Toolkit Pro, Dr. Web и др.). Антивирусные программы - это программы, написанные специально для выявления и уничтожения вирусов.

Еще один метод защиты программ от заражения вирусами - архивация данных.

Если наличие вируса очевидно (замедление работы жесткого диска, уменьшение скорости вычислительного процесса, появление несоответствующих данной задаче сообщений или картинок, внезапная потеря данных), то следует запустить антивирусную программу. Если она нашла вирус и излечила компьютер от него, то потеря информации будет минимальной или вообще ее может не быть. Если же не удалось вовремя излечить систему от вируса и после его действий почти вся информация была потеряна, то целесообразно произвести форматирование жесткого диска, чтобы полностью избавиться от файлов, зараженных вирусом. Затем загрузить систему с системной дискеты или компакт диска и перенести на жесткий диск информацию резервных копий.

Иногда требуется восстановить случайно уничтоженный файл. Для этого можно использовать программу UNERASE из программного пакета Norton Utilities либо ONTRACK Easy Recovery.

3.1.4 Организация и ведение информационной базы

Формирование базы теста осуществляется каждой дисциплины, ответственность за выполнение подготовки входной информация возлагается на преподавателя. По окончании подготовки оперативной информации необходимо ввести информацию в базу теста и сохранить готовую базу в автономный каталог с названием дисциплины и именем преподавателя.

С целью поддержания баз тестов в актуальном состоянии необходимо организовывать периодическое редактирование вопросов тестов в соответствии с требованиями учебного плана, ответственность за выполнение этой работы также возлагается на преподавателя.

Информация хранится в каталоге Questions, далее каталог «База Теста» и IP-адрес в файле IP.dat соответственно.

В каталоге База Теста содержатся вопросы теста варианты ответов на каждый вопрос, номер правильного ответа и порядковый номер вопроса. В форме осуществляющей ввод и редактирование информации Базы Теста предусмотрены активные кнопки и сопроводительные сообщения, которые позволяют улучшить эргономичность и избавиться от дополнительных элементов интерфейса. Для повышения производительности выбор верного ответа на вопрос осуществляется визуально, т.е. щелчком мыши на правильном ответе. В таблице IP-адрес содержится постоянная информация необходимая для осуществления сетевого подключения и функционирования всей сетевой подсистемы программы.

Массивы выходной информации после решения задачи сохраняются в файл. При необходимости сохранения информации, делается поименованная копия этой информации на любом доступном носителе. Срок хранения выходной информации определяется преподавателем.

Для связи выходной информации с другими задачами используется метод DDE - Dynamic Data Exchange, те обнуление, не требующихся для дальнейшего функционирования системы или принятия управленческого решения, данных и освобождение, таким образом, ресурсов происходит автоматически.

4. Описание программно-технических средств

4.1 Программно-технические средства, необходимые для разработки программы

Для разработки автоматизированной системы была выбрана платформа WINTEL под управлением операционной системы Windows XP SP2.

В качестве среды программирования для решения поставленной задачи была выбрана Borland Delphi 6.0 Enterprise.

Delphi - инструмент для создания приложений и систем, функционирующих на платформе Windows. В основе нее лежит объектно-ориентированный язык высокого уровня Object Pascal, разработанный профессором Высшего технического училища (г. Цюрих, Швейцария) Никлаусом Виртом.

Основными принципами ООП: - инкапсуляция представляет собой объединение данных и обрабатывающих их методов (подпрограмм) внутри класса. Это означает, что в классе инкапсулируются (объединяются и помещаются внутри класса) поля, свойства и методы. При этом класс приобретает определенную функциональность;

- наследование заключается в порождении новых объектов-потомков от существующих объектов родителей, при этом потомок берет от родителя все его поля, свойства и методы. В дальнейшем наследуемые поля, свойства и методы можно использовать в неизменном виде или переопределять (модифицировать). В новый объект добавляются новые элементы, определяющие его особенность и функциональность. Удалить какие-либо элементы родителя в потомке нельзя. В свою очередь, от нового объекта можно породить следующий объект, в результате образуется дерево объектов, или иерархия классов. В начале этого дерева находится базовый класс TOBJECT, который реализует элементы, наиболее общие для всех объектов, например, действия по созданию и удалению объектов. Чем дальше тот или иной объект находится в дереве от базового класса, тем он более специфичен.

- полиморфизм заключается в том, что методы различных объектов могут иметь одинаковые имена, но различное содержание. Это достигается переопределением родительского метода в классе-потомке. В результате родитель и потомок ведут себя по-разному. При этом обращение к одноименным методам различных объектов выполняется аналогично.

Следование стандартам индустрии и открытость к взаимодействию с любыми частными решениями гарантирует успех проектов, разрабатываемых с использованием Delphi.

Delphi устанавливает стандарт для сред разработки приложений Windows. Delphi обеспечивает набор возможностей специально ориентированных на многократное использование компонентов. Многие аспекты работы Delphi можно настраивать. Созданные полезные объекты - компоненты и шаблоны приложений и форм будут доступны для будущих разработок.

Delphi является первой системой RAD, в которой удачно соединились средства визуального проектирования и оптимизирующий компилятор, чего, к сожалению, нельзя сказать о других системах RAD. Delphi является единственным полноценным средством промышленной разработки систем клиент-сервер, на которой основывается и данная автоматизированная система контроля знаний.

В состав Delphi входит обширная библиотека компонентов, с помощью которой можно избежать ручного написания программ. С другой стороны, в любой момент можно прибегнуть к низкоуровневым ассемблерным процедурам. Можно создавать приложения в визуальном режиме. Работая в Delphi, можно с помощью нажатия одной клавиши создать исполняемый файл в формате EXE, однако, при необходимости, можно компилировать и файлы DLL, драйверов устройств, а также консольных приложений.

Существует множество достоинств, благодаря которым можно выделить Delphi из ряда других средств разработки: - обширная библиотека классов;

- быстрый оптимизирующий компилятор, генерирующий машинный код;

- встроенный отладчик, равных которому нет;

- простой в освоении механизм доступа к базам данных;

- мощная и удобная в работе среда разработки.

- возможности Delphi, которые делают ее такой гибкой: - прямой доступ к программному интерфейсу Windows;

- встроенный ассемблер и поддержка программирования в машинных кодах;

- возможность создания пользовательских компонентов VCL и ACTIVEX;

- поддержка формата DLL и других выполняемых файлов Windows;

- возможность многоуровневой разработки приложений;

- полная объективная ориентированность - в программах можно создавать объекты, берущие начало как от библиотечных классов, так и от созданных программистом.

Delphi предоставляет прямой доступ ко многим типам локальных и удаленных серверов баз данных. Также предоставляет множество различных типов для хранения целых, вещественных (с плавающей запятой), логических (boolean), символьных (char), строковых значений, а также указателей. Помимо этого имеются типы, определяемые пользователем: множества (sets), записи (records) и объектные переменные. Поскольку имеется столько разнообразных типов, понимание чужого программного кода может быть затруднено, если будут встречаться маловразумительные имена переменных.

Часто для обеспечения взаимодействия различных приложений или частей одного приложения организуется обмен данными. Для этого предоставляются следующие средства: - использование буфера обмена;

- динамический обмен данными.

Буфер обмена представляет собой область оперативной памяти и специальных функций, которые используются для временного хранения файла. Буфер обмена является общим для всех программ, любое приложение может помещать в него информацию и считывать его оттуда. Буфер обмена способен хранить данные самых разных типов и содержит сведения об их формате. Буфер обмена обеспечивает простейший статический способ обмена данных между приложениями. Данные в общей области обмена обновляются и являются динамическими. Однако термин статический понимается в том смысле, что каждый раз, когда приложение или пользователь хочет получить новые данные из буфера обмена или поместить их туда, они должны выполнять для этого соответствующие операции.

Для выполнения операций обмена данными через буфер в Delphi предназначен специальный класс TCLIPBOARD.

С помощью свойств и методов объекта Clipboard при работе с буфером обмена можно выполнить стандартные операции, например, очистить буфер или проанализировать тип хранимых данных. Для доступа к объекту буфера обмена в разделе Uses модуля, в котором выполняются операции с объектом буфера, указывается модуль Clipboard.

В Delphi создана поддержка технологии DDE (Dynamic Data Exchange - динамический обмен данными).

Динамический обмен данными (Dynamic Data Exchange - DDE) представляет собой технологию, которая связана с передачей данными между приложениями, работающими под управлением операционной системы Windows. С помощью технологии DDE два приложения могут динамически взаимодействовать и обмениваться текстовыми данными во время их выполнения. При этом изменения в одном приложении немедленно отражаются во втором приложении. Кроме того, с помощью технологии DDE можно из одного приложения управлять другим приложением, например, Microsoft Word или Excel.

При динамическом обмене два приложения соблюдают соглашение об обмене и устанавливают между собой непосредственную связь на время передачи данных. При этом программа, запрашивающая данные, становится клиентом, а программа, служащая источником данных, является сервером. В зависимости от направления передачи данных одно и то же приложение может одновременно быть и клиентом и сервером. Организация динамического обмена данными включает в себя два следующих этапа: · установка связи между клиентом и сервером. Ее можно устанавливать при разработке и при выполнении приложения;

· передача текстовых данных, при этом возможны следующие действия: - получение данных от сервера;

- передача данных на сервер;

- посылка серверу команд.

Delphi позволяет создавать оба типа приложений - сервера и клиента, при этом каждое из них создается отдельно. Для создания приложений, участвующих в динамическом обмене данными, существуют соответствующие компоненты. Для совместной отладки двух приложений можно сначала создавать сервер, а затем - клиент.

В качестве дополнительных средств, применяемых при реализации проекта можно отметить такие как Macromedia Flash MX - c помощью этого средства были созданы элементы анимации для некоторых процессов, растровый графический редактор Adobe Photoshop CS2 - его возможности помогли реализовать в проекте все неподвижные графические элементы.

Все данные приложения использовались в режиме TRIAL 30-дневной тестовой версии.

Аппаратная часть разработки проекта с учетом инструментальных средств предусматривает использование ПК следующей конфигурации: - процессор тактовой частотой не ниже 700 Мгц;

- объем оперативной памяти не менее 128 Мб;

- диагональ монитора 15 и более дюймов;

- объем видеопамяти от 32 Мб;

- разрешение монитора 1024x768 при 16 битной палитре;

- объем жесткого диска не менее 2,1 Гб (1,5 Гб. - ОС Windows 600 Mb - Borland Delphi 6.0).

4.2 Программно-технические средства, необходимые для эксплуатации программы

Автоматизированной системы контроля знаний на основе архитектуры клиент-сервер работает в сетевом режиме. Для эксплуатации программы необходимы следующие программные средства: Серверная часть: операционная система Windows 98 SE /Me/XP/2000/2003;

пакет программ Microsoft Office XP (и последующие версии) для вывода отчетности. присутствие следующих компонентов операционной системы: сетевая плата либо контроллер удаленного доступа;

протокол TCP/IP;

Клиентская часть: операционная система Windows 98 SE /Me/XP/2000/2003;

присутствие следующих компонентов операционной системы: сетевая плата либо контроллер удаленного доступа;

протокол TCP/IP;

Основные характеристики ОС Windows XP: - многозадачность (одновременно может работать несколько приложений);

- работа с сетью ОС (на уровне ядра системы организован клиент / сервер сети);

- изоляция процессов (если во время работы какое-либо приложение совершило сбой, и в результате было закрыто аварийно, то это не сказывается на работе других приложений и процессов системы);

- поддержка огромного количества оборудования (в том числе, устаревшего и современного) всех известных производителей;

- широкие возможности настройки многих узлов системы (графических, интерфейсных, сетевых и т.д.);

- обширная справочная система по многим узлам операционной системы.

Использование Автоматизированной системы контроля знаний предусматривает следующие требования к аппаратным средствам: сетевая плата от 10 Мб/с;

сетевая среда (физический уровень);

процессор тактовой частотой не ниже 500 Мгц;

оперативная память не менее 64 Мб;

объем жесткого диска не менее 2 Гб;

монитор 15 дюймов;

разрешение монитора 1024x768 при 16 битной палитре;

4.3 Тестирование программы

Для тестирования отдельных модулей-подпрограмм и автоматизированной системы в целом на ряду со стандартными интегрированными средствами тестирования и отладки, предоставляемые разработки Borland Delphi 6.0. (build 5.62) - Integrated Debugger, были применены и дополнительные средства, такие как Borland WINSIGHT, Spy32 for Windows9x/NT, NUMEGA BOUNDSCHECKER, Registry Monitor Sysinternals Corp.

Для осуществления отладки при помощи Integrated Debugger необходимо активировать эту систему, с этой целью на странице Debugger Options пункта меню Tools среды Delphi был установлен флаг Integrated Debugging.

Реализация и тестирование отдельных модулей происходила в следующем порядке: разработка алгоритма решения задачи модуля в целом;

руководствуясь разработанным алгоритмом, реализация отдельных подпрограмм и методов;

тестирование отдельных подпрограмм и методов в автономном режиме, с проверкой входных и возвращаемых значений;

компоновка подпрограмм в отдельный модуль;

проверка синтаксиса модуля в целом;

компиляция модуля;

обнаружение и исправление ошибок в работе отдельных подпрограмм и при необходимости возврат к пункту 3;

проведение функционального тестирования с целью выявления ошибок при работе с данными из области допустимых значений, граничными (находящиеся на границе области допустимых значений), выходящими за границу области допустимых значений. переход к разработке следующего модуля.

По окончании разработки и тестирования отдельных модулей проводилась их компоновка в систему модулей составляющих собственно программу в целом, после чего осуществлялось совместное тестирование модулей с целью выявления их взаимной несовместимости на отдельных этапах функционирования.

С этой целью активно использовались средство интегрированной отладки Integrated Debugger в состав которого входят такие функции как трассировка со входом в подпрограмму (Trace Into), пошаговое выполнение программы (Step Over), использование точек останова в коде (SOURCEBREAKPOINT), использование точек останова по адресу (ADDRESSBREAKPOINT) просмотр значений идентификаторов при помощи WATCHLIST и использование альтернативного, но более функционального средства DEBUGINSPECTOR.

По окончании разработки, тестирования, отладки и конкатенации модулей в единую систему, с образованием исполняемого модуля проводилось структурное тестирование функций программного комплекса в целом. С этой целью производилась как последовательная, так и перекрестная активация всех функциональных подсистем комплекса. Для внешнего контроля за корректностью работы автоматизированной системы, с точки зрения операционной системы Windows, были использованы дополнительные средства тестирования.

Borland WINSIGHT - использовался для визуализации иерархической системы окон проекта и исследовании потока системных сообщений в адрес элементов управления проекта.

Еще одно инструментальное средство, которое использовалось при структурном тестировании проекта - Spy32 for Windows9x/NT. Программа Spy32 позволила протестировать функционирование отдельных элементов интерфейса путем обращения к их обработчикам на уровне системных сообщений.

Корректность совместной работы проекта с менеджером памяти Windows позволил осуществить программный комплекс NUMEGA BOUNDSCHECKER. Правильность обращений к реестру были проконтролированы при помощи Registry Monitor от Sysinternals Corp.

4.4 Описание программы

Автоматизированная система для оценки уровня знаний студентов с применением технологии «Клиент-сервер» предназначена для проведения централизованных итоговых занятий по разным дисциплинам в виде интерактивного тестирования.

Данный проект поддерживает совместимость с пакетом Microsoft Office в применении единого формата данных и обеспечивает передачу данных в стандартные средства MS Office, такие как MS Word и MS Excel.

Автоматизированная система представляет собой совокупность двух программ HL Server и HL Client.

Программа HL Server - предназначена для координации процесса тестирования, формирования и редактирования базы теста, генерации информации необходимой для осуществления тестирования.

HLCLIENT - программа, предназначена для осуществления двусторонней связи с ведущим компьютером для диалога с преподавателем, передачи информации о ходе тестирования каждого ученика и служебных данных обеспечивающих корректную работу сетевой подсистемы проекта.

Установка АСТ начинается с запуска хранителя дистрибутива. Далее необходимо следовать инструкциям по установке.

В процессе установки все файлы, необходимые для функционирования АСТ, помещаются в системную директорию («C:\Programm Files\HLTEST»), имеющую при успешной установке пакета, следующее структурное содержание: файл HLSERVER.exe - главный исполняемый модуль;

каталог Groups - содержит текстовые файлы имеющие системное имя студенческой группы, содержимое данного файла - список фамилий студентов данной группы;

каталог Questions - содержин каталоги с наименованием дисциплин, каждый из которых содержит Базу Теста в виде каталога, имеющего имя преподавателя по данному предмету.

Запуск программы HLSERVER можно осуществить по выбору при помощи созданного, в процессе установки, ярлыка HLTEST.lnk на рабочем столе, либо выбором в меню Пуск - Программы - HLTEST - HLSERVER.lnk.

При запуске происходит выделение необходимых для ее функционирования ресурсов и инициализация переменных окружения, таких как параметры интерфейса и рабочая директория, локальный IP адрес.

В зависимости от целей запуска программы HLSERVER можно начать работать над созданием или ведением базы теста, формированием пакета теста или же начать тестирование.

Перед началом тестирования необходимо проверить работоспособность сети в целом, позаботиться о распространении (при помощи стандартных сетевых средств операционной системы) и активации пакета теста путем запуска программы HLCLIENT.exe на всех компьютерах.

При завершение работы HLSERVER происходит инструктирование всех подключенных рабочих станций (если таковые имеются) о необходимости в освобождении занимаемых ими ресурсов.

При шаговом переходе по записям производится контроль над выходом за границы массива записей, при котором выводится соответствующее сообщение. Для удобства перехода к необходимым билетам, организован визуальный навигатор, позволяющий быстро перейти к нужному билету. Использование навигатора позволяет обойти алгоритм контроля над выходом за границы массива записей.

При формировании нового билета происходит контроль над вводимыми значениями, так при не заполнении одного из полей билета или отсутствии выбора верного ответа, выдается сообщение о необходимости дополнить веденную информацию.

При выборе подпункта «Закрыть» на экран выводится диалог, позволяющий выбрать между закрытием базы теста и отменой действия. При положительном ответе происходит закрытие текущей базы теста, освобождение занимаемых ресурсов и вывод соответствующего сообщения.

При выборе подпункта «Удалить» на экран выводится диалог, позволяющий выбрать между удалением базы теста и отменой действия. При положительном ответе происходит удаление и оповещение о результате выполнения операции.

При подключении новых клиентов к серверу происходит сетевой запрос информации о клиенте, ответ на который включает следующие поля: Ф.И.О. студента;

группа обучения;

статус станции (готов к тестированию, проходит тестирование, окончил тестирование);

количество верных ответов;

количество ошибок;

общее число пройденных билетов;

IP - адрес станции.

Существует возможность в любой момент отключить станцию от сервера, для этого необходимо выбрать станцию подлежащую отключению и щелкнуть на кнопке - «Отключить» в главной форме.

Предусмотрена возможность остановки тестирования по времени. При вводе

В данном дипломном проекте представлена «Автоматизированная система контроля знаний на основе архитектуры клиент-сервер», реализованная в среде программирования Borland Delphi 6.0.

Дополнительные средства разработки и возможности среды программирования позволили осуществить формирование и ведение базы теста, вывод необходимых форм и отчета успеваемости, создать удобный пользовательский интерфейс включающий: · стандартная строка меню;

· кнопки - для активизации функций системы;

· сопроводительные сообщения.

Для повышения надежности хранения информации предусмотрены программные средства защиты информации: · резервное сохранение базы теста;

Наличие встроенной контекстной помощи позволяет упростить использование программы.

Дипломный проект был выполнен в заданный срок.

1. Архангельский А.Я. Delphi 7 Справочное пособие. - М., Бином-Пресс. -2004. -1024 с.

2. Архангельский А.Я. Программирование в Delphi 7 дискета, Бином, 2005

3. Бондаренко Е.А. Технические средства обучения в современной школе, Юверс, 2004

4. Вигерс Карл. Разработка требований к программному обеспечению. /Пер, с англ. - М.: Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 2004. - 576 с.

5. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. - СПБ.: Питер, 2001. - 384 с.: ил.

6. Глушаков С.В., Клевцов А.Л., Программирование в среде Delphi 7.0, Фолио 2003

7. Дьяконов В.П. Новые информационные технологии, Солон-Пресс, 2005

8. Земсков А.И., Шрайберг Я.Л. Электронные библиотеки, Либерея, 2003

9. Клименко Р.Н. Оптимизация и автоматизация работы на ПК на 100% ( CD), Питер Пресс, 2007

10. Колин К.К. Фундаментальные основы информатики: социальная информатика / Учебное пособие для вузов. - М.: Академический проект, 200 -350 с.

11. Кондратьев Г.Г. Осваиваем Windows XP, Питер, 2005

12. Коплиен Дж., Мультипарадигменное проектирование для C , Питер, 2005

13. Красильникова В.А. Становление и развитие компьютерных технологий обучения: Монография. - М.: ИИО РАО, 2002. - 168 с.

14. Круглински Д., Уингоу С, Шеферд Дж. Программирование на Microsoft Visual C 6.0 для профессионалов. /Пер, с англ. - СПБ: Питер; М.: Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 2004. - 861 с.

15. Леонтьев Б.К., Мультимедия Microsoft Windows без страха, Новый издательский дом, 2005

16. Мандел Т. Дизайн интерфейсов, ДМК, 2005

17. Музыченко Е.В., Фролов И.Б., Мультимедия для Windows, 2003

18. Пайс А. Гении науки. - М.: Институт компьютерных исследований, 2002

19. Архангельский А.А. Программирование в Delphi. - М.: Бином, 2003. - 1231 с.

20. Гофман В.Э., Хомоненко А.Д. Delphi 5. - СПБ.: БХВ - Санкт Петербург, 2000. - 800 с.

21. Епанешников А., Епанешников В. Программирование в среде Delphi: Учебное пособие: В 4-х ч. Ч. 4. Работа с базами данных. Организация справочной системы - М.: ДИАЛОГ - МИФИ, 1998. - 400 с.

22. Зубков Сергей Владимирович Assembler для Dos, Windows, Unix. - М.: ДМКПРЕСС, 2000. - 652 с.

23. Кэнту Марко Delphi 5.0 для профессионалов. - СПБ.: Питер, 2001. - 1064 с.

24. Пирогов В.Ю. Assembler учебный курс. - М.: «Нолидж», 2001. - 926 с.

25. Рейнхардт Р., Ленц Д.У. Flash 5. Библия пользователя. - М.: «Вильямс», 2001. - 1164 с.

26. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд. 7-е, перераб. и доп. - М.: ИНФРА - М, 1998. - 640 с.

27. Батищев П.С. Электронный On-Line учебник по курсу информатика.

28. Ивановский Р.И. Компьютерные технологии в науке и образовании. Практика применения систем Math CAD Pro, Высшая школа, 2003

29. Каймин В.А., Жданов В.С. и др. «Информатика» для поступающих в ВУЗЫ. Москва, АСТ, 2006 г.

30. Кудрявцев Е.М. Оформление дипломного проекта на компьютере, АСВ, 2004