Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Карачаево-Черкесский государственный университет

имени У.Д. Алиева»

Физико-математический факультет

Кафедра информатики и вычислительной математики

Направление подготовки 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника»

профиль «Системы автоматизированного проектирования»

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

разработка электронного справочного пособия по функционально-ориентированному проектированию информационных систем

Заведующий кафедрой ______________ к.ф.-м.н., доц. Х.Д. Шунгаров

Автор: ______________ Гатаев Динислам Биясланович

Научный руководитель: ______________ к.ф.-м.н., доц. А.М. Узденова

Карачаевск 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МОДЕЛЬ ОБЛАСТИ ЗНАНИЙ ПО ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОМУ ПИС

1.1 Основы технологии ПИС

1.2 Идеи и принципы структурного подхода

1.3 Инструментальные средства структурного анализа и ПИС

1.4 Этапы функционально-ориентированного ПИС

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО СПРАВОЧНОГО ПОСОБИЯ

2.1 Основные принципы разработки и использования электронных справочных пособий

2.2 Средства разработки электронных справочных пособий

2.3 Содержание этапов разработки электронного справочного пособия

2.4 Реализация электронного справочного пособия

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ. Содержание справочного пособия

ВВЕДЕНИЕ

Одной из наиболее развитых современных технологий проектирования информационных систем (ПИС) является функционально-ориентированное проектирование. Функционально-ориентированная технология базируется на идеях структурного анализа и проектирования и предлагает разработчику такие инструментальные средства как диаграмма бизнес-функций, диаграмма потоков данных, диаграмма переходов состояний, модель «сущность-связь», диаграмма структуры программного приложения. Указанные диаграммы позволяют в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения информационных систем, разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Организация справочной информации о функционально-ориентированной технологии ПИС в электронной форме позволяет сократить время поиска необходимых сведений. Поэтому разработка электронного справочного пособия по функционально-ориентированному ПИС представляется актуальной.

Объектом исследования является технология функционально-ориентированного ПИС. Предметом исследования - модель области знаний по функционально-ориентированному ПИС.

Целью работы является электронное справочное пособие по функционально-ориентированному ПИС с системой навигации по разделам, с возможностями автоматизированного поиска информации, добавления заметок.

В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:

1) разработка модели знаний по функционально-ориентированному ПИС;

2) реализация электронной версии справочного пособия по функционально-ориентированному ПИС.

Структура работы. Выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, перечня использованных источников информации и приложения.

ГЛАВА 1. МОДЕЛЬ ОБЛАСТИ ЗНАНИЙ ПО ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОМУ ПИС

Сущность функционально-ориентированного подхода к разработке информационной системы заключается в её декомпозиции на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые, в свою очередь, делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и т.д. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостная представление, в котором все составляющие компоненты взаимосвязаны [4, 6, 15, 17, 20-22].

В структуре области знаний по функционально-ориентированному ПИС можно выделить четыре раздела:

• Раздел 1. Основы технологии ПИС.

• Раздел 2. Идеи и принципы структурного подхода.

• Раздел 3. Инструментальные средства структурного анализа и проектирования.

• Раздел 4. Этапы функционально-ориентированного ПИС.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.1. Структура области знаний по функционально-ориентированному ПИС

Рассмотрим структуру и содержание разделов области знаний по функционально-ориентированному ПИС.

1.1 Основы технологии ПИС

В процессе функционально-ориентированного проектирования могут понадобиться сведения по основам технологии ПИС. На рис. 1.2 приведена структура модели знаний раздела, посвященного основам технологии ПИС. Этот раздел содержит два модуля: «1.1. Основные понятия ПИС» и «1.2. Жизненный цикл ИС».

В модуле знаний «1.1. Основные понятия ПИС» приведены следующие сведения:

• понятие ИС, структура экономической информационной системы (система управления и ее функции, объект управления, информационные потоки), классификации ИС (по типу данных, по степени автоматизации, по сфере применения, по характеру обработки данных, по уровню управления);

• функциональные и обеспечивающие подсистемы (информационная, программная, математическая, техническая, технологическая, организационная и правовая подсистемы);

• проект ИС, технология ПИС, требования, предъявляемые к технологии проектирования;

• методы проектирования, классификации методов проектирования (по степени автоматизации, по степени использования типовых проектных решений, по степени адаптивности к предполагаемым изменениям);

• средства проектирования без использования ЭВМ (стандарты, регламентирующие процесс проектирования систем, единая система классификации и кодирования информации, унифицированная система документации, модели описания и анализа потоков информации), средства проектирования с использованием ЭВМ (операционные средства; средства, поддерживающие проектирование отдельных компонентов проекта системы; средства, поддерживающие проектирование разделов проекта ИС; средства, поддерживающие разработку проекта на стадиях и этапах ПИС).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.2. Структура раздела «Раздел 1. Основы технологии ПИС»

электронный справочный пособие структурный

В модуле знаний «1.2. Жизненный цикл ИС» приведены следующие сведения:

• жизненный цикл ИС, стадии жизненного цикла ИС (планирование и анализ требований, проектирование, реализация, внедрение, эксплуатация ИС);

• содержание этапов системного анализа, системного синтеза, внедрения и эксплуатации ИС;

• модели жизненного цикла ИС, каскадная модель (характеристика, достоинства и недостатки), итерационная модель (характеристика, достоинства и недостатки), спиральная модель (характеристика, достоинства и недостатки).

1.2 Идеи и принципы структурного подхода

Основными идеями функционально-ориентированной технологии являются идеи структурного анализа и ПИС. Структурный подход основывается на следующих принципах [4, 6, 15, 17, 20-22]:

• принцип «разделяй и властвуй» - принцип решения сложных проблем путем их разбиения на множество меньших независимых задач, легких для понимания и решения;

• принцип иерархического упорядочивания - принцип организации составных частей проблемы в иерархические структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне;

• принцип абстрагирования заключается в выделении существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;

• принцип формализации заключается в необходимости строго методического подхода к решению проблемы;

• принцип непротиворечивости заключается в обоснованности и согласованности элементов;

• принцип структурирования данных заключается в том, что данные должны быть структурированы и иерархически организованы.

Методология функционально-ориентированного ПИС является основой большинства существующих CASE-средств. Поэтому во второй раздел справочника «Раздел 2. Идеи и принципы структурного подхода» включены следующие модули знаний: «2.1. Автоматизированное ПИС с использованием CASE-технологии», «2.2. Функциональная декомпозиция информационной системы», «2.3. Принципы структурного подхода» [4, 6, 15, 17, 20-22]. На рис. 1.3 приведена структура второго раздела.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.3. Структура раздела «Раздел 2. Идеи и принципы структурного подхода»

В модуле знаний «2.1. Автоматизированное ПИС с использованием CASE-технологии» приведены следующие сведения (см. рис. 1.4):

• основные понятия CASE-технологии (CASE-средства, CASE-методологии, метод, нотация), преимущества CASE-технологии;

• архитектура CASE-средств (репозиторий, графический редактор диаграмм, верификатор диаграмм, документатор проекта, администратор проекта, сервис);

• классификации CASE-систем (по поддерживаемым методологиям проектирования, по поддерживаемым графическим нотациям построения диаграмм, по степени интегрированности, по типу и архитектуре вычислительной техники, по режиму коллективной разработки проекта, по типу операционной системы);

• критерии выбора CASE-систем (наличие базы проектных данных, архива или словаря, интерфейсы с другими CASE-системами, возможности экспорта/импорта, многопользовательский режим, открытая архитектура, расширение новыми методологиями, наличие графических средств поддержки методологий проектирования, обеспечение качества проектной документации, автоматическая генерация отчетов о проектных решениях, генерация кодов программ, планирование и управление проектом).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.4. Структура раздела «Раздел 2. Идеи и принципы структурного подхода»

В модуле знаний «2.2. Функциональная декомпозиция информационной системы» рассматривается декомпозиции ИС на автоматизируемые функции.

В модуле знаний «2.3. Принципы структурного подхода» рассматриваются базовые принципы (см. рис. 1.5).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.5. Структура модуля знаний «2.3. Принципы структурного подхода»

1.3 Инструментальные средства структурного анализа и ПИС

В третий раздел справочника «Раздел 3. Инструментальные средства структурного анализа и ПИС» включены следующие модули знаний: «3.1. Диаграммы функциональных спецификаций», «3.2. Диаграммы потоков данных», «3.3. Диаграммы переходов состояний», «3.4. Диаграммы инфологических моделей «сущность-связь», «3.5. Диаграммы структуры программного приложения» [4, 6, 15, 17, 20-22]. На рис. 1.6 приведена структура третьего раздела.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.6. Структура раздела «Раздел 3. Инструментальные средства структурного анализа и ПИС»

В модуле знаний «3.1. Диаграммы функциональных спецификаций» приведены следующие сведения (см. рис. 1.7):

• понятия «диаграмма функциональных спецификаций», «функция», декомпозиция функций»;

• построение диаграммы иерархии функций.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.7. Структура модуля «3.1. Диаграммы функциональных спецификаций»

В модуле знаний «3.2. Диаграммы потоков данных» рассматриваются следующие элементы знаний (см. рис. 1.8):

• элементы диаграммы потоков данных (внешние сущности, системы/подсистемы, процессы, накопители данных, потоки данных);

• построение иерархии диаграмм потоков данных.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.8. Структура модуля «3.2. Диаграммы потоков данных»

В модуле знаний «3.3. Диаграммы переходов состояний» рассматриваются следующие элементы знаний (см. рис. 1.9):

• элементы диаграммы переходов состояний (состояние, начальное и конечное состояния, переход, условия по данным и по времени);

• построение диаграммы переходов состояний.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.9. Структура модуля «3.3. Диаграммы переходов состояний»

В модуле знаний «3.4. Диаграммы инфологических моделей «сущность-связь»» рассматриваются следующие элементы знаний (см. рис. 1.10):

• элементы диаграммы «сущность-связь» (сущность, связь, независимая сущность, зависимая сущность);

• построение диаграммы «сущность-связь».

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.10. Структура модуля «3.4. Диаграммы инфологических моделей «сущность-связь»

В модуле знаний «3.5. Диаграммы структуры программного приложения» рассматриваются следующие элементы знаний (см. рис. 1.11):

• элементы диаграммы структуры программного приложения (модуль, библиотечный модуль, вызов модуля);

• построение структуры программного приложения.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.11. Структура модуля «3.5. Диаграммы структуры программного приложения»

1.4 Этапы функционально-ориентированного ПИС

В четвертый раздел справочника «Раздел 4. Этапы функционально-ориентированного ПИС» включены следующие модули знаний: «4.1. Этапы функционально-ориентированного ПИС», «4.2. Автоматизированное проектирование базы данных в среде ERWin», «4.3. Пример использования функционально-ориентированного подхода» [4, 6, 15, 17, 20-22]. На рис. 1.12 приведена структура этого раздела.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.12. Структура раздела «Раздел 4. Этапы функционально-ориентированного ПИС»

Структура модуля знаний «4.1. Этапы функционально-ориентированного ПИС» показана на рис. 1.13.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.13. Структура модуля «4.1. Этапы функционально-ориентированного ПИС»

В модуле знаний «4.2. Автоматизированное проектирование базы данных в среде ERWin» рассматриваются основные приемы работы с CASE-средством «Erwin Data Modeler», работающем на методологии функционально-ориентированного проектирования (см. рис. 1.14), а именно:

• назначение и возможности среды ERwin;

• разработка ER-модели (запуск среды, создание новой модели, выбор типа модели, панель инструментов, создание и редактирование свойств сущности, создание связей, преобразование связи типа «М:М» в «1:М», логическая модель данных, физическая модель данных);

• генерация файлов базы данных;

• пример использования «Erwin Data Modeler» для проектирования базы данных.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.14. Структура модуля «4.2. Автоматизированное проектирование базы данных в среде ERWin»

В модуле знаний «4.3. Пример использования функционально-ориентированного подхода» рассматриваются следующие элементы знаний (см. рис. 1.15):

• пример выполнения анализа предметной области (разработка диаграммы иерархии функций, потоков данных, диаграммы «сущность-связь»);

• пример проектирования схемы данных;

• пример разработки интерфейса пользователя;

• описание приемов реализации функций системы в среде Delphi.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.15. Структура модуля «4.3. Пример использования функционально-ориентированного подхода»

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО СПРАВОЧНОГО ПОСОБИЯ

2.1 Основные принципы разработки и использования электронных справочных пособий

Последние десятилетия характеризуются быстрым совершенствованием и развитием средств новых информационных технологий, что порождает их распространение в самых различных сферах практической и научной деятельности человека. Не обошел стороной этот процесс и систему образования. Образование является само по себе мощной информационной сферой с большим опытом использования традиционных информационных систем, поэтому оно быстро откликнулось на возможности современной техники. Разрабатываются новые технологии проектирования электронных учебных пособий, которые призваны обогатить процесс образования и самообразования.

В приложении 2 к приказу Минобразования России от 19 июня 1998 г. № 1646: «Электронный учебник - основное электронное учебное издание, созданное на высоком научном и методическом уровне, полностью соответствующее федеральной составляющей дисциплины Государственного образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемое дидактическими единицами стандарта и программой». В этом документе также приводится определение понятия электронное издание: «Электронное издание - это совокупность графической, текстовой, цифровой, речевой, музыкальной, видео-, фото- и другой информации, а также печатной документации пользователя. Электронное издание может быть исполнено на любом электронном носителе - магнитном (магнитная лента, магнитный диск и др.), оптическом (CD-ROM, DVD, CD-R, CD-I, CD+ и др.), а также опубликовано в электронной компьютерной сети».

Таким образом, электронный учебник - это учебник, существующий в форме электронного документа, который хранится в памяти компьютера, может быть прочитан и обработан с помощью компьютера [5]. Электронный учебник представляет собой программное обеспечение, используемое в образовательном процессе и позволяющий демонстрировать ученикам, помимо текста, обучающий мультимедийный материал, содержащий в себе также интерактивные блоки проверки знаний, обновляющийся из централизованного источника и так далее.

Это же определение можно применить и к электронному учебному пособию, причем к учебным пособиям относятся также сборники упражнений и задач, альбомы карт и схем, хрестоматии, указания по проведению учебного эксперимента, указания к практикуму, курсовому и дипломному проектированию, справочники, энциклопедии, тренажеры и др. [5, 7, 8].

Справочное электронное издание - это электронное издание, содержащее краткие сведения научного и прикладного характера, расположенные в порядке, удобном для их быстрого отыскания, не предназначенное для сплошного чтения [5].

К электронным учебным изданиям предъявляются психофизиологические требования; требования к дидактическому материалу; требования к электронным учебникам как к средству информационных технологий. Психофизиологические требования сформулированы в работе [5] в следующие рекомендации:

- дизайн и оформление не должны отвлекать ученика от учебного процесса;

- шрифт электронного учебника должен быть не слишком крупным и не слишком мелким;

- нельзя представлять текст на темном фоне (от этого устают глаза, теряется внимание);

- анимация, используемая в учебнике, должна наглядно демонстрировать способы решения задач;

- при использовании звука необходимо учитывать, что от его качества зависит не только возможность усвоения материала, но и эстетическое содержание учебника.

Дидактические требования сформулированы в работе [12, 29] в следующие рекомендации к содержанию электронного учебника:

- теоретические сведения, включающий в себя текст, рисунки, таблицы, аудио- и видеоматериалы, компьютерные модели и другие элементы;

- материал для практики, содержащий пошаговые инструкции по выполнению типовых заданий по данному учебному курсу, а также ссылки на соответствующие разделы теоретические сведения;

- раздел контроля (тесты, задачи, упражнения);

- справочная часть, содержащая необходимую информацию в графической, табличной или любой другой форме, например, предметный указатель, справочные таблицы;

- система помощи с указанием правил работы с данным электронным учебником.

Требования к электронным учебникам, как к средству информационных технологий [7]:

- возможность адаптации и оптимизации пользовательского интерфейса под индивидуальные запросы обучаемого (например, возможность использования как текстовой или гипертекстовой, так и фреймовой структуры учебника);

- возможность использования дополнительных (по сравнению с печатным изданием) средств воздействия на обучаемого (мультимедийное издание), что позволяет быстрее осваивать и лучше запоминать учебный материал;

- возможность построения простого и удобного механизма навигации в пределах электронного учебника;

- развитый поисковый механизм не только в пределах электронного учебника, но и вне его;

- возможность встроенного автоматизированного контроля уровня знаний обучающегося;

- возможность адаптации изучаемого материала к уровню знаний обучающегося, следствием чего является улучшение восприятия и запоминания информации;

- возможность взаимодействия между обучающимися и элементами учебника (например, тестирование, моделирование процессов).

Электронные учебные пособия обладают следующими преимуществами перед традиционными бумажными [12, 18, 27, 29]:

- интерактивный (диалоговый) режим работы;

- индивидуализация обучения;

- хорошие графические, иллюстративные возможности;

- возможность управления процессом изучения благодаря наличию гибких языков программирования и компьютерной графики;

- регистрация и хранение информации о процессе обучения и работе учащегося, а также возможности копирования и размножения обучающих программ.

- компактность и портативность (возможность хранения на электронных носителях десятков и сотен тысяч книг);

- полнотекстовый поиск;

- возможность быстрого и простого изменения гарнитуры и кегля шрифта;

- возможность прослушать (англ. text-to-speech, аудиокнига) текст книги;

- низкая стоимость распространения;

- многие электронные книги бесплатны для читателя;

- немедленное получение книги;

- значительно короче время на издание по сравнению с бумажными книгами;

- экологичность - не расходуется древесина.

Также следует привести недостатки электронной формы учебных пособий [29]:

- зависимость от наличия электронных устройств;

- возможная несовместимость с аппаратным или программным обеспечением;

- быстрое утомление глаз пользователя;

- качество изображения на экранах большинства устройств несколько хуже, чем у бумажного аналога;

- электронные книги требуют наличия электропитания;

- неудобства вызывает перевод в электронный формат бумажных изданий с большим количеством крупных иллюстраций;

- при распространении электронных книг к ним иногда применяются средства защиты от передачи другим пользователям.

Для создания электронного издания следует руководствоваться следующими принципами: модульность, наглядность, полнота материалов, ветвление, регулируемость, адаптивность, собираемость и компьютерная поддержка [18]. Рассмотрим суть этих принципов.

Принцип модульности: разбиение учебного материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию.

Принцип полноты: каждый модуль должен иметь следующие основные компоненты: теоретическое ядро, примеры, контрольные вопросы по теории, задачи и упражнения для формирования умений, контрольные задания для проверки практической подготовки, контрольные задания (работы) по всему модулю, исторические комментарии, помощь по освоению учебного материала.

Принцип наглядности: каждый модуль должен включать один или несколько экранных кадров с минимумом текста и максимальной визуализацией, облегчающих понимание и запоминание учебного материала.

Принцип ветвления: каждый модуль должен быть связан гипертекстовыми ссылками с другими модулями, чтобы у обучаемого был выбор перехода в любой другой модуль как по желанию, так и по рекомендациям перехода к ним, реализующих последовательность изучения учебного вопроса.

Принцип регулирования: обучаемый сам управляет сменой учебных кадров, имея возможность вызвать на экран любой модуль или любую его составляющую часть (теоретическое ядро, пример, - задание для самоконтроля любой сложности).

Принцип адаптивности: обучаемый должен иметь возможность самостоятельно варьировать глубину, широту и сложность изучаемого материала, осуществляя переход к модулям соответствующего содержания как внутри учебного вопроса, дисциплины, а также к учебным модулям смежных дисциплин.

Принцип компьютерной поддержки: обучаемый при необходимости должен иметь возможность обратиться к имеющимся расчетным задачам или справочным материалам, освобождающих его от рутинной работы, что позволит ему сосредоточиться на главной сути изучаемого материала, выполнить или повторить решение большего количества задач.

Принцип собираемости: электронные учебные издания должны быть выполнены в форматах, позволяющих компоновать их в единые электронные комплексы, расширять и дополнять их новыми разделами и темами, а также формировать электронные библиотеки по дисциплинам или личные библиотеки обучаемых и преподавателей [18].

Среди форматов, в которых разрабатываются электронные книги, выделим наиболее распространенные [29]:

- простой текст (.txt);

- текстовый с оформлением - HTML, открытые форматы электронных книг Electronic Publication (.epub), (OPF FlipBook), OpenDocument, SGML, XML, FictionBook (.fb2), TeX, PDF, eReader (.lit), Microsoft HTMLHelp (.chm), ExeBook, PostScript (.ps, .eps), Mobipocket (.prc, .mobi) и другие подобные;

- растровые графические - JPEG, TIFF, DjVu и другие подобные;

- мультимедиа книги - EXE, SWF, мультимедиа книга, аудиокниги и другие подобные;

- книги в формате java-мидлетов для мобильных устройств, таких как сотовые телефоны с поддержкой java (J2ME);

- книги в виде исполняемых файлов под определённую операционную систему, включающие в себя, помимо самого содержания книги, ещё и специализированную программу просмотра. Программа-оболочка содержит средства, препятствующие копированию содержимого книги.

2.2 Средства разработки электронных справочных пособий

Электронные учебные пособия разрабатываются с помощью программ для создания электронных публикаций, которые можно разбить на четыре класса [29].

В первый класс средств объединены среды разработки приложений, например, Microsoft Visual Studio, Embarcadero RAD Studio и другие. Эти средства позволяют создавать электронные книги с самыми разнообразными авторскими стилями реализации для любых аппаратных платформ, но требуют больших затрат времени и труда.

Второй класс средств составляют редакторы (или инструментальные средства общего назначения), которые предоставляют удобные инструменты для быстрого создания, редактирования и объединения текста, таблиц, графики, элементов навигации и прочего. Средства редакторов позволяют разрабатывать электронные публикации с уникальным оформлением, но, как правило, они довольно дороги, требуют значительного времени на освоение и рассчитаны в первую очередь на достаточно подготовленных в компьютерном плане пользователей. Наиболее популярны из них пакеты Microsoft Office, NeoBook Professional Multimedia, DeskTop Author и eBooksWriter.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.1. Классы средств разработки электронных учебных пособий [5, 7, 8, 29]

Третий класс средств разработки - это HTML-компиляторы, предназначенные для объединения в общую структуру предварительно подготовленных HTML-файлов. Создание публикаций в них требует минимума времени, а разобраться с нюансами работы без труда сумеет любой пользователь. В тоже время они обладают характеристиками гипертекстовых документов: поддержка ссылочных связей, поиск информации, навигация по связям с целью изучения предметной области и др. Примерами HTML-компиляторов являются eBook Maestro, ebookGold.

В четвертый класс принято объединить специализированные программные средства создания электронных книг. Например, Adobe PDF, Palm Doc, Mobipocket, Microsoft Reader, iSilo, Hiebook, Franklin eBookMan, SunRav BookOffice, Rocket. Особое место занимают приложение Adobe Acrobat (сегодня PDF стал ведущим форматом для обмена документами и используется государственными учреждениями и крупными корпорациями во всем мире) и BookDesigner, поддерживающий большинство форматов и позволяющий создавать электронные книги, предназначенные для чтения на большом числе устройств [5, 7, 8, 29].

Для разработки электронного учебного пособия нами выбрана программа «Adobe Acrobat DC», так как она обладает следующими преимуществами:

· возможность сбора файлов различных форматов (Adobe PDF, 3D-файлы, Autodesk AutoCAD, BMP, Compuserve GIF, HTML, JPEG, Microsoft Office Excel, Microsoft Office PowerPoint, Microsoft Office Word и др.) в один, который можно просматривать с помощью бесплатно распространяемой программы «Adobe Reader»;

· возможность коллективной работы над проектом, благодаря наличию разнообразных инструментов комментирования и рецензирования (перо, подсветка, зачеркивание, введение размерных линий и др.);

· средства защиты от редактирования и нарушения авторских прав;

· автоматические средства создания панели навигации;

· скомпилированные электронные издания могут быть дополнены колонтитулами, водяными знаками, распечатаны;

· средства разработки интерактивных форм;

· программа обладает удобным и понятным интерфейсом и др.

2.3 Содержание этапов разработки электронного справочного пособия

В процессе проектирования и разработки электронного учебного пособия принято выделять следующие этапы [18].

Первый этап - определение целей и задач учебника. Разрабатываемое нами учебное пособие является предметно-ориентированным и предназначено для изучения приемов ПИС.

Второй этап - разработка структуры учебного пособия. Сначала определяется его структура, последовательность изложения учебного материала, вид навигации по разделам. Все структурные единицы электронного учебника и их компоненты должны быть взаимосвязаны. Каждый компонент в указанных разделах электронного учебника должен быть доступен пользователю из любого другого компонента. Разработанная структура учебного пособия приведена в первой главе.

Третий этап - разработка содержания учебного пособия по разделам и темам. При разработке содержания отдельных тем необходимо ранжировать материал учебного пособия по степени сложности восприятия. В ходе этого этапа выполняются следующие работы: разрабатывается основное ядро учебного материала, связи с другими темами учебного курса; подбираются практические задания различной степени сложности по каждой теме, иллюстрации, графики, видеофрагменты, демонстрации к понятиям, формулировкам, событиям.

Четвертый этап - разработка сценариев элементов структуры электронного учебного пособия. Сценарий электронного учебного пособия - это покадровое распределение содержания учебного курса и его процессуальной части в рамках программных структур разного уровня и назначения [5, 7, 8, 29]. Процессуальная часть включает в себя то, что необходимо представить на экране монитора для раскрытия и демонстрации содержательной части. Программные структуры разного уровня - это компоненты мультимедийных технологий: гипертекст, анимация, звук, графика и т.д. Использование этих средств носит целенаправленный характер: для активизации зрительной и эмоциональной памяти, для развития познавательного интереса, повышения мотивации учения. Разработан следующий базовый сценарий элементов структуры электронного учебника:

• название темы;

• цель изучения темы;

• список рекомендуемых источников информации;

• краткие теоретические сведения по теме;

• описание приемов практического решения проблем темы на примере (при необходимости в виде видео-уроков);

• задания для самостоятельного выполнения (при необходимости индивидуальных);

• область ввода отчета о выполнении самостоятельных индивидуальных заданий.

Пятый этап - реализация электронного учебника, которая заключается либо в программировании, либо в создании и сборке файлов учебного пособия. В реализации этого этапа, как правило, участвуют: автор курса, программист, дизайнер, психолог. Работа начинается с создания основных шаблонов кадров будущего электронного учебного пособия; они различаются в зависимости от назначения кадра: разместить познавательный материал, подкрепить его рисунком, анимацией, графиком и т.п.

Шестой этап разработки электронного учебника - это апробация, которая заключается пробном использовании с целью выявления и устранения ошибок и недоработок.

Седьмой этап - корректировка учебного пособия в соответствии с результатами апробации.

2.4 Реализация электронного справочного пособия

Электронный справочник реализуем с помощью приложения Adobe Acrobat DC.

Adobe Acrobat - пакет программ, выпускаемый с 1993 года компанией Adobe Systems и предназначенный для создания и просмотра электронных публикаций в формате PDF [1, 2].

Пакет «Adobe Acrobat DC» предлагает обширные функции по созданию и редактированию документов pdf, созданию форм, объединению файлов, просмотру и комментированию, сохранению и экспорту документов pdf, защите документов, электронные подписи, печать документов, поиск и индексация в документах, внедрение в документы 3D моделей и мультимедиа, предпечатная обработка и управление цветом [1, 2].

Первоначально необходимо скачать программу Adobe Acrobat DC с официального сайта и установить. Для использования в течение пробного периода доступна бесплатная версия. Для реализации электронной версии справочника выполнена следующая последовательность шагов:

1. С помощью текстового редактора Microsoft Word собран и отформатирован материал справочного учебного.

2. Создан pdf-файл справочника. Для этого следует запустить программу Adobe Acrobat DC, в результате откроется окно, показанное на рис. 2.2. Во вкладке «Главная» отображается список файлов и учетные записи хранилища.



Рисунок 2.2. Диалоговое окно программы Adobe Acrobat DC. Вкладка «Главная»

3. Чтобы создать новый документ нужно перейти на вкладку Инструменты» и выбрать кнопку «Создать PDF» (см. рис. 2.3). На этой странице можно найти инструменты, которые доступны в Acrobat/Reader. Все инструменты разбиты на категории. Если файл открыт, то при выборе инструмента в представлении документа появляются связанные с инструментом команды или панели инструментов.

Строка меню и панель инструментов отображаются наверху рабочей области. Рабочая область отдельного приложения включает панель документов посередине, панель навигации слева и панель инструментов или задач на правой стороне. В области документа отображаются файлы PDF. Область навигации, расположенная слева, помогает перемещаться по документу PDF и выполнять другие действия с файлами PDF. Панели инструментов, расположенные в верхней части окна, содержат другие предназначенные для работы с файлами PDF элементы управления. [35]



Рисунок 2.3. Вкладка «Инструменты» программы Adobe Acrobat DC

В результате этого действия отрывается окно выбора способа создания файла. Так как материалы справочника уже собраны в одном файле, выбираем пункт «Один файл» и загружаем файл.

Рисунок 2.4. Создание документа

4. В результате открывается окно проекта нового файла (см рис. 2.5).

Рисунок 2.5. Проект справочника

5. Титульный лист справочного пособия было удобно создать с помощью программы подготовки и просмотра презентаций Microsoft PowerPoint. С помощью кнопки в проект справочника можно внедрить файлы разных форматов (см. рис. 2.6), в том числе и .pptx. Результат показан на рис. 2.7.



Рисунок 2.6. Форматы файлов, которые можно внедрить в pdf-файл

Рисунок 2.7. Титульный лист справочника

6. Закладки в pdf-файле являются средством навигации по разделам и модулям справочного пособия. Отредактировать панель навигации справочника можно щелкнув кнопку закладок . На рис. 2.8 панель навигации покзана слева. Помимо этого в документе организована система гиперссылок для смысловых переходов - они выделены синим подчеркнутым шрифтом (см. правую часть рис. 2.8).

Рисунок 2.8. Панель навигации справочника

7. Сохранение выполняется с помощью кнопки . В случае потребности задания параметров сохранения, следует выбрать пункт меню «Файл», команду «Сохранить как…».

На рис. 2.9 приведено отображение разработанного электронного справочного пособия, открытого с помощью программы Acrobat Reader.

Рисунок 2.9. Окно электронного справочника

При работе со справочным пособием у пользователя может возникнуть потребность ввести в него и сохранить свои заметки. Для реализации этой возможности использован инструмент . При щелчке по этой кнопке выводятся средства создания интерактивных компонент (см. рис. 2.10).

- добавить текстовое поле;

- добавить флажки для выбора различных параметров;

- добавить переключатели для выбора взаимоисключаемых параметров;

- добавить список для выбора;

- добавить раскрывающийся список для выбора;

- добавить кнопку;

- добавить поле изображения;

- добавить поле даты;

- добавить цифровую подпись;

- добавить поле штрихкода.

С помощью кнопки «Добавить текстовое поле» созданы поля ввода заметок в конце каждого раздела (см. рис. 2.10).

Рисунок 2.10. Поле ввода заметок в конце каждого раздела

Пример заполненной формы показан на рис. 2.11.

Рисунок 2.11. Пример ввода заметки

Пакет «Adobe Acrobat DC» также позволяет организовать защиту pdf-документа от копирования и печати. Эта функциональность реализована в инструменте , который позволяет определить политику доступа к файлу. Мы установили запрет на редактирование и печать документа, кроме заполнения форм и подписания имеющихся полей для подписи (см. рис. 2.12).



Рисунок 2.12. Защита документа

С помощью кнопки можно выбрать стратегию защиты информации (см. рис. 2.13).

Рисунок 2.13. Управление стратегиями защиты

На рис. 2.14 приведено окно разработанного электронного справочного пособия по функционально-ориентированному ПИС. Оно состоит из следующих элементов:

• главного меню, позволяющего выполнять операции с файлом, редактировать содержание, управлять его просмотром, определять форму окна и справку о программе «Adobe Reader»;

• панели инструментов для быстрого доступа к наиболее часто используемым командам главного меню;

• левая панель для навигации по содержанию (в форме закладок или миниатюр страниц); в этой панели также отражаются параметры защиты документов;

• главная панель показывает содержание электронной книги;

• при выборе команды «Найти» пункта меню «Редактирование» (или комбинации клавиш Ctrl+F) всплывает поисковое окно;

• правая панель, в которой можно открыть инструменты создания, редактирования, объединения, отправки и хранения pdf-файлов; инструменты заполнения и подписания; комментарии.



Рисунок 2.14. Окно электронного справочного пособия по функционально-ориентированному ПИС

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главные преимущества электронной формы представления учебной информации для самостоятельной работы студентов - это компактность, большие выразительные возможности в представлении учебного материала (видео, звук, динамические изображения - анимация, виртуальная реальность), интерактивность, низкая стоимость. Электронное пособие обеспечивает проведение занятий различного типа, а также самостоятельное изучение учебного курса.

Разработанное справочное пособие не навязывает жесткой структуры и методики изучения учебного материала. Образовательная информация содержит большое количество текстового материала, использование электронного представления информации позволяет лучше структурировать учебное содержание с целью предоставления альтернативных путей его изучения. Обучающийся может выбрать путь и темп изучения материала в зависимости от имеющегося уровня знаний, сложившихся приемов работы и психологических особенностей личности. Кроме того, имеется возможность организации быстрого и эффективного поиска нужных сведений в огромных массивах информации.

Разработанный электронный справочник может быть использован: для изучения курсов «Проектирование информационных систем», «Проектный практикум».

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Adobe Acrobat User Guid. Руководство пользователя. URL: https://helpx.adobe.com/ru/acrobat/user-guide.html (дата обращения 12.12.2016).

2. Adobe Acrobat. Материал из Википедии - свободной энциклопедии. URL: http://www.wikipedia.org (дата обращения 12.12.2016).

3. Базы данных. Интеллектуальная обработка информации / В.В. Корнеев, А.Ф. Гареев, С.В. Васютин, В.В. Райх. - М.: Нолидж, 2000. - 352 с.

4. Вендеров, А.М. Практикум по проектированию программного обеспечения экономических информационных систем: учеб. пособие / А.М. Вендеров. - М.: Финансы и статистика, 2004. - 192 с.

5. Вуль, В.А. Электронные издания: Учебник / В.А. Вуль. - М.-СПб.: Петербургский институт печати, 2001. - 308 с.

6. Гвоздева, Т.В. Проектирование информационных систем / Т.В. Гвоздева. - Р-н-Д: Феникс, 2009. - 508 с.

7. Горбушин, А.Г. Создание электронного учебника по информатике как одна из форм активизации учебно-познавательной деятельности школьников. URL: http://www.school6@glazov.net (дата обращения 12.12.2016).

8. Гречихин, А.А. Вузовская учебная книга: Типология, стандартизация, компьютеризация: Учеб.-метод. пособие в помощь авт. и ред. / А.А. Гречихин, Ю.Г. Древс. - М.: Логос: Московский государственный университет печати, 2000. - 225 с.

9. Дарахвелидзе, П.Г. Delphi 2005 для Win32 / П.Г. Дарахвелидзе, Е.П. Марков. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 1136 с.

10. Диго, С.М. Базы данных: проектирование и использование: учебник / С.М. Диго. - М.: Финансы и статистика, 2005. - 592 с.

11. Кузин, А.В. Базы данных: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений /А. В. Кузин, С.В. Левенисова. - М.: ИЦ " Академия", 2008. -320 с.

12. Лаптева, С.В. Требования к проектированию мультимедийных обучающих систем // Сборник тезисов Международной конференции «Проблемы математического образования и культуры», 22-24 октября 2003 года. - Тольятти: ТГУ, 2003. - 240с.;

13. Макарова, Н.В. Информатика / Н.В. Макарова, Л.А. Матвеев, В.Л. Бройдо. - М.: Финансы и статистика, 2004. - 748 с.

14. Могилев, А.В. Информатика / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер. - М.: Академия, 2003. - 816 с.

15. Петров, В.Н. Информационные системы: учебник для вузов / В.Н. Петров. - СПб.: Питер, 2003. - 688 с.

16. Платонов А.П. Принципы и этапы разработки электронных учебных изданий [Электронный ресурс] / А.П. Платонов, В.А. Седнев // Академия военных наук РФ: сайт.

17. Проектирование информационных систем: учеб. пособие / В.И. Грекул, Г.Н. Денищенко, Н.Л. Коровкина. - 2-е изд., испр. - С.: Интернет-Университет Информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - 300 с.

18. Сарпыкина, Г.А. Электронный учебник - современное средство обучения. Информационно-коммуникационные технологии в школе. Электронно-методическое обеспечение школьного образовательного процесса. URL:http://www.websib.ru/ites/2003/06-01.htm (дата обращения 12.12.2016)

19. Синицын, С.В. Программирование на языке высокого уровня: учебник для студ.высш.учеб.заведений / С.В. Синицын.-М.:ИД"Академия", 2010. - 400 с.

20. Смирнова, Г.Н. Проектирование экономических информационных систем: учебник/Г.Н. Смирнова, А.А. Сорокин, Ю.Ф. Тельнов. - М.: Финансы и статистика, 2003. - 512 с.

21. Узденова, А.М. Рабочая тетрадь по курсу «Проектирование информационных систем». Часть I: Проектирование информационного обеспечения: Учебное пособие. / А.М. Узденова. - Карачаевск: КЧГУ, 2015. - 130 с.

22. Узденова, А.М. Рабочая тетрадь по курсу «Проектирование информационных систем». Часть II: Индустриальная технология проектирования: Учебное пособие / А.М. Узденова. - Карачаевск: КЧГУ, 2015. -120 с.

23. Фельдман, Я. А. Создаем информационные системы / Я.А. Фельдман. - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2006. - 120 с.

24. Фуфаев, Д.Э. Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем / Д.Э. Фуфаев, Э.В. Фафаев. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 304 с.

25. Фуфаев, Д.Э. Разработка и эксплуатация удаленных баз данных: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/ Д.Э. Фуфаев, Э.В. Фуфаев. - М.: ИЦ " Академия", 2008. - 256 с.

26. Хомоненко, А.Д. Базы данных: учебник для высших учебных заведений / А.Д. Хомоненко, В.М. Цыганков, М.Г. Мальцев. - СПб.: КОРОНА принт, 2002 - 672 с.

27. Электронная книга. Материал из Википедии - свободной энциклопедии. URL: http://www.wikipedia.org (дата обращения 12.12.2016)

28. Юркин, А.Г. Задачник по программированию / А.Г. Юркин. - СПб: Питер, 2002. - 192 с.

29. Яковенко, Т.В., Пустовалов И.В. Обзор требований к созданию электронного учебника. URL: http://www.nbuv.gov.ua (дата обращения 12.12.2016).

ПРИЛОЖЕНИЕ. Содержание справочного пособия

Введение

Раздел 1. Основы технологии проектирования информационных систем

1.1 Проектирование информационных систем: основные понятия

1.1.1 Понятие ИС, её структура. Функциональные и обеспечивающие подсистемы

1.1.2 Технология проектирования ИС. Требования, предъявляемые к технологии проектирования

1.1.3 Методы и средства проектирования ИС

1.2 Жизненный цикл ИС

1.2.1 Жизненный цикл ИС: понятие и этапы

1.2.2 Модели жизненного цикла ИС

Раздел 2. Идеи и принципы структурного подхода

2.1 Автоматизированное проектирование ИС с использованием CASE-технологии

2.1.1 Основные понятия CASE-технологии

2.1.2 Архитектура CASE-средств

2.1.3 Классификации CASE-систем

2.2 Функциональная декомпозиция информационной системы

2.3 Принципы структурного подхода

Раздел 3. Инструментальные средства структурного анализа и проектирования информационных систем

3.1 Диаграммы функциональных спецификаций

3.2 Диаграммы потоков данных

3.3 Диаграммы переходов состояний

3.4 Диаграммы инфологических моделей «сущность-связь»

3.5 Диаграммы структуры программного приложения

Раздел 4. Этапы функционально-ориентированного проектирования ИС

4.1 Этапы функционально-ориентированного ПИС

4.2 Автоматизированное проектирование базы данных в среде ERWin

4.2.1 Назначение и возможности среды ERwin

4.2.2 Разработка ER-модели

4.2.3 Генерация файлов БД

4.2.4 Пример: Справочник коммерческих банков

4.3 Пример использования функционально-ориентированного подхода

4.3.1 Анализ предметной области

4.3.2 Разработка приложения

Рекомендуемая литература

Размещено на Allbest.ru

...