Разработка технического задания на создание веб-приложения "ИНФ-ПИ" для кафедры Прикладной Информатики ИЭиАС ФГБОУВПО МГТУ им. Г.И. Носова

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»

NOSOV MAGNITOGORSK STATE TECHNICAL UNIVERSITY

Кафедра Прикладная информатика

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Проектный практикум

на тему: Разработка технического задания на создание веб-приложения "ИНФ-ПИ" для кафедры Прикладной Информатики ИЭиАС ФГБОУВПО МГТУ им. Г.И. Носова

Исполнитель:

Борисов Семён Андреевич

студент 4 курса, группа ФИПИб-12

Руководитель

Масленникова О.Е.,

к.п.н., доцент кафедры ПИ

Магнитогорск, 2015



Введение

Практически все современные виды деятельности немыслимы без использования современных информационных средств и компьютерных технологий.

Высшее учебное заведение в сегодняшние дни - это сложный учебнохозяйственный комплекс с многочисленными внешними и внутренними связями. И управление ВУЗом, его информационными потоками, учебным процессом, документооборотом и прочими процессами представляет собой сложную систему, мелкие и крупные задачи которой тесно связаны между собой.

Наиболее трудоемкими являются процессы, связанные с обработкой документов - сбор, накопление, преобразование, отображение, хранение, передача и вывод. Ускорить данные процессы и облегчить труд персонала и сотрудников ВУЗа позволяют автоматизированные электронные системы.

Обозначенные выше положения говорят об актуальности выбранной темы: информатика веб приложение инфраструктура

«Разработка технического задания на создание веб-приложения «ИНФ_ПИ» для кафедры Прикладной Информатики ИЭиАС ФГБОУВПО МГТУ им.Г.И. Носова.

Объект исследования - деятельность кафедры прикладной информатики.

Предметом исследования является автоматизация процесса взаимодействия кафедры прикладной информатики со студентами, преподавателями и выпускниками данной кафедры.

Цель: разработать техническое задание на создание веб-приложения

«ИНФ_ПИ».

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить ряд задач:

Провести предпроектное обследование.

Провести обзор существующих решений.

Принять и обосновать управленческое решение.

Разработать проектные решения.



Глава 1. Обследование объекта информатизации

1.1 Технико-экономическая характеристика организационной и информационной деятельности кафедры Прикладной Информатики

В настоящее время существуют и активно используются информационные системы, охватывающие все сферы не только производственной деятельности, но и учебной. Применение подобных систем обеспечивает надежность хранения и оперативность обмена информацией, возможность ее автоматической обработки; оно в значительной степени меняет образ мышления и характер профессиональной деятельности специалиста.

Достижения в области современных информационных и телекоммуникационных технологий находят всё большее применение в различных сферах человеческой деятельности, в том числе в образовании. Внедрение их в сферу образования привело к возникновению термина информационно-образовательная среда (ИОС), понимаемого, обычно, как совокупность компьютерных средств и способов их функционирования, используемых для реализации обучающей деятельности. В состав компьютерных средств входят аппаратные, программные и информационные компоненты, способы, использования которых регламентируются в методическом обеспечении образовательного процесса.

Основной целью создания ИОС является обеспечение условий повышения качества обучения, доступности образования, эффективности образовательного процесса и конкурентоспособности вуза. Существенной новизной сформулированной глобальной цели является то, что ИОС рассматривается не только с точки зрения ее образовательного компонента, но и с точки зрения участия в трансфере знаний с другими вузами и организациями.

Анализ степени готовности кафедры к внедрению новых разработок

Для того чтобы определить готовность кафедры к новому средству необходимо провести обширный анализ, первым этапом которого является анализ возможностей кафедры в отношении ее технологической базы, персонала и используемого ПО. Такой анализ может быть формальным или неформальным.

Формальные подходы определяются моделью оценки зрелости технологических процессов организации CMM (Capability Maturity Model), разработанной SEI (Software Engineering Institute), а также стандартами ISO 9001: 1994, ISO 9003-3: 1991 и ISO 9004-2:1991. В центре внимания этих подходов находится анализ различных аспектов происходящих на кафедре процессов.

Для получения информации относительно положения и потребностей кафедры могут использоваться неформальные оценки и анкетирование. Список простых вопросов, которые могут помочь в неформальной оценке текущей практики использования ПО, технологии и персонала, приведен ниже.

Ответы на данные вопросы могут определить те области, где автоматизация может принести эффект. В противном случае может оказаться, что совершенствование процесса разработки и сопровождения ПО, программ обучения и других функций более предпочтительно, чем приобретение новых средств. Некоторые из этих усовершенствований могут оказаться необходимыми для получения максимальной выгоды от внедрения любых средств.

Данные вопросы являются, по существу, руководством по сбору информации, необходимой для определения степени готовности кафедры к внедрению новой разработки.

Общие вопросы

используемая модель ЖЦ (каскадная или спиральная);

используемые методы (структурные, объектно-ориентированные). Степень адаптации метода к потребностям кафедры; квалификация сотрудников;

наличие документированных стандартов (формальных или неформальных) по анализу требований, спецификациям и проектированию, кодированию и тестированию;

количественные метрики, используемые в процессе разработки ПО, их использование;

виды документации, выпускаемой в процессе ЖЦ ПО;

наличие группы поддержки средств проектирования.

Проекты, ведущиеся на кафедре

средняя продолжительность проекта в человеко-месяцах;

среднее количество специалистов, участвующих в проектах различных категорий (небольших, средних и крупных);

средний размер проектов различных категорий в терминах кодовых метрик (например, в строках исходных кодов), способ измерения.

Технологическая база

Технологическая база кафедры включает не только технические средства, используемые при разработке ПО, но также языки, средства, методы и среду функционирования ПО. Вопросы, касающиеся технологии, включают следующие:

доступные вычислительные ресурсы, платформа разработки;

уровень доступности ресурсов, узкие места, среднее время ожидания ресурсов;

ПО, используемое на кафедре, и его характер (готовые программные продукты, собственные разработки);

степень интеграции используемых программных продуктов, механизмы интеграции (существующие и планируемые);

тип и уровень сетевых возможностей, доступных группе разработчиков;

используемые языки программирования;

средний процент вновь разрабатываемых, повторно используемых и реально эксплуатируемых приложений.

Персонал

Главной целью оценки персонала является определение его отношения к возможным изменениям (позитивного, нейтрального или негативного). Вопросы, касающиеся оценки персонала, включают следующие:

реакция сотрудников организации (как отдельных людей, так и коллективов) на внедрение новой технологии. Наличие опыта успешных или безуспешных внедрений;

наличие лидеров, способных серьезно повлиять на отношение к новым средствам;

наличие стремления "снизу" к совершенствованию средств и технологии;

объем обучения, необходимого для ориентации пользователей в новой технологии;

стабильность и уровень текучести кадров.

Готовность

Целью оценки готовности кафедры является определение того, насколько она способна воспринять как немедленные, так и долгосрочные последствия внедрения. Вопросы, касающиеся оценки готовности, включают следующие:

поддержка проекта со стороны высшего руководства;

готовность кафедры к выделению необходимых специалистов для участия в процессе внедрения и к их обучению;

готовность персонала к существенному изменению технологии своей работы;

степень понимания персоналом масштаба изменений;

готовность технических специалистов и менеджеров пойти на возможное кратковременное снижение продуктивности своей работы;

готовность руководства к долговременному ожиданию отдачи от вложенных средств.

Оценка готовности организации к внедрению новой разработки должна быть откровенной и тщательной, поскольку в случае отсутствия такой готовности все усилия по внедрению потерпят неудачу.

На основании проведенного анализа, кафедра полностью готова к внедрению новых разработок, позволяющих автоматизировать часть её деятельности.

1.2 Постановка задачи по учёту выпускников кафедры ПИ и ведению портфолио преподавателя и студента

Одним из основных подразделений вуза, отвечающих за предоставление образовательных услуг, является кафедра. В соответствии с положением о структурном подразделении (кафедры) - СМК-ПСП-10-14, «кафедра - объединение профессорско-преподавательского состава, учебновспомогательного персонала и научных работников одной отрасли науки в образовательной организации высшего образования. В зависимости от функций, выполняемых в учебно-воспитательном процессе и научно-исследовательской работе, кафедра может быть: общенаучной; профильной; выпускающей; базовой».

В своей деятельности кафедра руководствуется федеральными законами об образовании, нормативно-правовыми актами Минобрнауки РФ, внутренними документами университета, уставом, правилами трудового распорядка и коллективным договором МГТУ, приказами ректора и распоряжениями директора института, филиала/декана факультета, заведующего кафедрой, политикой руководства университета и целями кафедры в области качества, должностными инструкциями работников кафедры, планами деятельности кафедры/института/факультета/филиала.

Кафедра прикладной информатики является действующим подразделением института энергетики и автоматизированных систем с момента объявления приказа по университету.

Непосредственное руководство кафедрой осуществляет заведующий, назначаемый на должность приказом ректора по решению Ученого Совета института/факультета/филиала. Должность заведующего кафедрой является выборной. Избрание на должность заведующего кафедрой осуществляется в соответствии с Положением о порядке выборов заведующего кафедрой университета. Структура и кадровый состав кафедры может меняться в зависимости от профиля кафедры по функциям, выполняемым в учебно-воспитательном процессе и научно- исследовательской работе, и определяется штатным расписанием, утверждаемым ректором. Типовая структура кафедры представлена на рис.А.1.

Рисунок 2 - Организационная структура кафедры прикладной информатики



Проанализировав работу кафедры прикладной информатики было выявлено, что информация о результатах деятельности преподавателей и студентов собирается по мере необходимости (например, при подаче заявки на повышенную стипендию). Имеются формы для отчетов по НИР и НИРС, информация в таблицах, которых с необходимостью дублирует друг друга. В настоящее время данные об успеваемости студентов собираются в ИС "Студент", доступ к которой имеет только руководство в дирекции и технический секретарь ГАК. После завершения сессии кафедра прикладной информатики передает заполненные экзаменационные ведомости в дирекцию ИЭиАС, а заместитель директора института по учебной работе вносит результаты текущей аттестации в систему. На кафедре хранятся личные карточки студентов в бумажном виде, данные для которых собирает каждый куратор групп, остальные сведения по активности студентов в различных сферах (научной, культурной, спортивной и др.) собирается только при формировании отчетов по данным направлениям в конце года в целом по кафедре. Результатом исследования предметной области стала построенная модель «как есть» EPC, отражающая процесс формирования пакета документов студентами для участия в конкурсе на повышенную стипендию при помощи программного средства Microsoft Office Visio (рис. 3).

Намного хуже обстоит дело со связью с выпускниками кафедры.

Необходимо сохранять и поддерживать в актуальном виде информацию о выпускниках, которую можно условно разбить на следующие группы:

Личная информация.

Контактная информация.

Информация об образовании в МГТУ (и бывшем МаГУ).

Информация об образовании в других ВУЗах.

Информация о карьере.



Рисунок 3 - Модель: формирование пакета документов студентами для участия в конкурсе на повышенную стипендию (AS-IS)



Но порой получить все сведения о выпускнике бывает затруднительным или вообще не возможным, так что этот вопрос так же требует решения.

Намного хуже обстоит дело со связью с выпускниками кафедры.

Необходимо сохранять и поддерживать в актуальном виде информацию о выпускниках, которую можно условно разбить на следующие группы:

Личная информация.

Контактная информация.

Информация об образовании в МГТУ (и бывшем МаГУ).

Информация об образовании в других ВУЗах.

Информация о карьере.

Но порой получить все сведения о выпускнике бывает затруднительным или вообще не возможным, так что этот вопрос так же требует решения.

Автоматизация выделенных «проблемных» процессов(ведение портфолио студента и преподавателя, ведение каталога выпускников) позволит: унифицировать информацию о мероприятиях различного уровня и направления, в которых принимают участие студенты и преподаватели; позволит избежать дублирования ввода информации по результатам достижений студентов и преподавателей; обеспечит автоматическое формирование отчетных форм в различных разрезах (приказ об утверждении тем ВКР, проект приказа о допуске к защите ВКР, выписка из протокола заседания кафедры с рекомендациями к участию в конкурсе на повышенную стипендию и другие), облегчит сбор информации о выпускниках, поддержание её в актуальном состоянии и формирование её в отчёты.

В связи с обозначенными позициями руководством кафедры было принято решение о разработке, интегрированной автоматизированной информационной системы.

Дополнительное исследование возможностей кафедры прикладной информатики и вуза в целом для обеспечения должного функционирования подобного решения показало, что, во-первых, для организации доступа преподавателей, сотрудников, студентов и выпускников к электронным образовательным ресурсам университета необходимо использование индивидуальной учётной записи, которая едина для всех образовательных ресурсов и систем университета.

Во-вторых, в настоящее время в университете разработаны и внедрены следующие электронные образовательные системы: образовательный портал МГТУ на базе LMS Moodle; система дистанционного обучения МГТУ на базе

LMS Moodle; автоматизированная информационная библиотечная система АИБС «MAPK - SQL» и «MAPK - SQL Internet» с электронной доставкой документов; дистанционные подготовительные курсы МГТУ (ФДП МГТУ) и др. К таковым ресурсам можно отнести и разработанные и поддерживаемые отделом автоматизированных систем управления программные решения «Студент», «Индивидуальные планы» и другие, обеспечивающие преподавателей и управленческий аппарат структурных подразделений необходимыми средствами автоматизации для организации и управления образовательным процессом.

В-третьих, материально-техническая база МГТУ отвечает современным требованиям, предъявляемым к высшим учебным заведениям, что подтверждено сертификатами соответствия системам качества Русский Регистр, IQNET.

Для работников кафедры прикладной информатики новая система будет представлять собой интегрированную автоматизированную систему, позволяющую собирать данные о студентах, преподавателях и выпускниках, а также документы об их достижениях в учебной, научно-исследовательской, спортивной, культурно-творческой и общественной деятельности; формировать такие документы, как: проект приказа о допуске к защите ВКР, приказ утверждения тем ВКР, выписку из протокола заседания кафедры с рекомендациями к участию в конкурсе на повышенную стипендию в отличие от действующей системы сбора данных.

Для студентов главная ценность данного приложения состоит в том, что они смогут формировать портфолио, в которое войдут результаты их деятельности, что будет полезно при дальнейшем трудоустройстве.

Кроме того, руководствуясь принятым направлением проекта, было проведено анкетирование и интервьюирование экспертов предметной области.

Это позволило сформировать обобщенное представление о структуре и возможностях системы с точки зрения заказчика. Ряд выдвинутых экспертами позиций легли в основу последующего исследования существующих готовых программных продуктов, которое приведено в параграфе 1.3 и определили границы проекта, представленные далее.

Методика будет/ не будет

Используя методику «будет/не будет» определим, какие объекты и процессы будут принадлежать предметной области.

Проект будет:

проект будет внутренним и частично внешним: обмен информацией и документами происходит между сотрудниками кафедры, часть информации доступна сторонним пользователям;

проект будет автоматизировать процесс учета выпускников кафедры и процесс формирования портфолио студентов и преподавателей кафедры;

проект будет предназначен для: сотрудников кафедры, её студентов и выпускников данной кафедры;

проект предназначен для следующих действий: для представления информации о выпускниках всех выпусков по образовательному направлению кафедры в удобной форме для всех пользователей, возможность связи с выпускниками, создание и генерация портфолио студента и преподавателя;

проект будет интегрирован с другими системами (сайт ПИ:

kpi.magtu.ru).

Проект не будет:

проект не будет учебным

не будет внедрен в других подразделениях

1.3 Анализ существующих IT-решений

Проект является интегрированным решением из трёх основных составляющих -- портфолио студента, портфолио преподавателя и каталог выпускников. Анализ показал, что что аналогичных интегрированных решений не существует, это говорит о том, что для дальнейшего анализа существующих IT-решений необходимо анализировать каждый компонент в отдельности.

Портфолио студента и преподавателя

Сейчас для создания электронного портфолио, студенту необходимо обладать навыками использования компьютерных средств и программ. Одними из самых основных и широко используемых программ при формировании электронного портфолио являются: пакет MS Office (Power Point, Word, Excel), инструментальные средства для создания компьютерных тестов, инструментальные системы создания сайтов (FrontPage, Dream Weaver) и графические пакеты (Photoshop, CorelDraw и др.).

Также в настоящее время активно используется не только студентами и преподавателями, но и школьниками социальная сеть 4portfolio.ru, которая предназначена для создания и ведения портфолио в виде страниц сайта, где пользователь размещает свои наиболее значимые достижения в учебе или в работе, ведет веб-портфолио и общается в сети. На портале есть возможность формирования резюме, ведение записных книг и блогов. Реализация на портале функционала социальной сети дает пользователям возможность общаться со своими друзьями, создавать и вступать в сообщества.

Кроме специализированных программных решений были также рассмотрены системы электронного документооборота, поскольку сущность разрабатываемого решения заключается в систематизации работы с документами предметной области. «Система автоматизации документооборота, система электронного документооборота (СЭДО) -- автоматизированная многопользовательская система, сопровождающая процесс управления работой иерархической организации с целью обеспечения выполнения этой организацией своих функций. При этом предполагается, что процесс управления опирается на человеко-читаемые документы, содержащие инструкции для сотрудников организации, необходимые к исполнению». В настоящее время отказаться от бумажных документов не представляется возможным, однако, по мнению опытных экспертов, доминировать всё же будет использование электронных вариантов. Главные преимущества системы электронного документооборота (СЭД) заключаются в том, что она способна упростить и ускорить процесс обмена важными документами между пользователями. Применение подобных решений предлагается использовать на кафедре прикладной информатики для систематизации работы с документами (отчеты,приказы).

Выбирая решения класса СЭД, рассматривались различные варианты: готовый программный продукт, модернизация имеющейся платформы или заказная разработка. Российские компании-разработчики в основном предоставляют коробочные решения, а западные выступают в качестве поставщиков платформ, на базе которых реализуются проектные и заказные разработки. По статистике в структуре рынка на долю российских разработчиков приходится порядка 95% от общего количества проектов по внедрению СЭД.

Самыми популярными СЭД в России являются: Directum, ПитерСофт: Управление процессами, ЕВФРАТ, Дело и МОТИВ. Ниже представлена описательная характеристика каждого программного продукта, которая включает в себя масштаб системы и опыт внедрения.

Первой рассматриваемой системой является Directum. Она позволяет строить инфраструктуру электронного взаимодействия, закрывающую различные задачи бизнеса на разных уровнях: от делопроизводителей до топменеджмента. Эта система поддерживает работу 10 000 одновременно работающих пользователей и активное хранение 18 000 000 документов. Главным пользователем DIRECTUM с 2012 года является гарантирующий поставщик электроэнергии в Нижегородской области. Постепенно проект развивается, и сегодня, спустя 2 года, в системе работают все отделения компании - это 18 филиалов и более 730 пользователей.

Следующая рассматриваемая система компании ПитерСофт - Управление процессами, которая поставляет продукт класса BPMS (Business - Process Management Solution), предназначенный для автоматизации бизнес-процессов, организации электронного документооборота, ведения электронного архива документации, а также управления с помощью системы показателей KPI. Это решение используют следующие организации:

холдинги, группы компаний;

обладающие большой численностью управляющего и офисного персонала и в основной деятельности используют сложные, от 4-5 ступеней, схемы взаимодействия между подразделениями. Одним из пользователей является группа компаний «Шервуд». Внедрение продукта «ПитерСофт: Управление процессами» позволило автоматизировать 200 рабочих мест, продукт работает в единой базе с «1С: Управление производственным предприятием».

ЕВФРАТ - комплексное программное решение, позволяющее автоматизировать электронный документооборот, делопроизводство и бизнеспроцессы в различных по масштабу государственных учреждениях, коммерческих компаниях и предприятиях, научных и образовательных учреждениях. На 100000 одновременно подключенных пользователях, одновременно выполняется не менее 3000 параллельных тестов. В течение 10 часов было зарегистрировано более 66720 документов и более 120100 бизнес процессов. В ходе проведения испытаний было выполнено успешно 576520 тестов. Компания «ВТБ Страхование» использует систему ЕВФРАТ, которая:

поддерживает до 1000 пользователей системы, работающих одновременно, и обрабатывает 1 300 000 документов в год;

снижает время доступа страховых агентов к отсканированным образам документов в 50 раз;

улучшает качество обслуживания документов за счёт сокращения поиска электронных документов.

Дело - комплексное решение, обеспечивающее автоматизацию процессов делопроизводства компаний различных масштабов и сфер деятельности, а также ведение полностью электронного документооборота в организации. Оно позволяет решать задачи по автоматизации работы с документами компаний различных масштабов и сфер деятельности. Примером такой компании выступает «ТрансКредитБанк», в которой произведена поставка дополнительных рабочих мест системы электронного документооборота «ДЕЛО», разработки компании «Электронные Офисные Системы» (ЭОС). На сегодняшний день количество рабочих мест системы, установленных в банке, достигло 200.

Последней рассматриваемой СЭД является МОТИВ - система оперативного управления компанией, относящаяся к веб-ориентированным приложениям и являющаяся инструментом для любых предприятий (без привязки к конкретной отрасли). Программный продукт объединяет в себе возможность организации совместной работы сотрудников (англ. workflow) и управления электронными документами и подходит для организаций, в которых:

состав сотрудников составляет менее 500 человек;

состав сотрудников - от 500 человек и до 1000.

Также данное решение подходит для крупных клиентов, холдингов с большим количеством подразделений и сотрудников. С системой МОТИВ

«Торговый дом Акварель» работает с 2010 года.

Внедрение МОТИВ позволило сразу же решить ряд важных задач на предприятии: устранить бумажную волокиту, предоставить сотрудникам быстрый доступ к информации, а руководителям - возможность оперативного контроля исполнения поручений.

С целью выбора подходящего решения был проведён сравнительный анализ функциональной составляющей каждой системы. Результаты проведенного анализа представлены в приложении А.

В целом, функциональные возможности рассмотренных систем совпадают. Рассмотренные готовые решения направлены на автоматизацию следующих процессов: общий документооборот, электронный архив, работа с документами СМК. При выборе готовых решений необходимо учитывать

технические и системные требования, которые приведены в табл. А.1.

В настоящее время развитие СЭД направлено на улучшение сервисных возможностей, так как базовый функционал уже был реализован. Однако только при подробном анализе решаемых подобными системами задач можно выделить самое оптимальное решение. Не стоит забывать, что все рассмотренные выше программные продукты широко используются крупными организациями на территории России. Поэтому можно сделать вывод, что данные системы не являются оптимальными для оптимизации хранения документов предметной области на кафедре, поскольку они рассчитаны на выполнение более сложных задач.

Кроме того, вуз и кафедра имеют в своем распоряжении эффективный механизм организации электронного портфолио в виде образовательного портала МГТУ на базе LMS Moodle, не требующий дополнительных финансовых вложений.

Каталог выпускников

Одной из задач кафедры прикладной информатики является взаимодействие с выпускниками. Необходимо сохранять и поддерживать в актуальном виде информацию о выпускниках, которую можно условно разбить на следующие группы:

Личная информация.

Контактная информация.

Информация об образовании в МГТУ (и бывшем МаГУ).

Информация об образовании в других ВУЗах.

Информация о карьере.

Благодаря информационным технологиям, информацию о выпускниках можно хранить в электронном виде. В отличие от существующего бумажного - это позволит не только отображать данные из базы данных, но и редактировать их, систематизировать и создавать различные отчётные документы о выпускниках. Кроме того, это позволить осуществлять быстрый поиск по базе данных и создавать какие-либо отчеты, которые упростят работу и сократят затрачиваемое на это время.

Проанализировав работу кафедры прикладной информатики, представляющей собой учебно-научное подразделение, входящее в состав отделения Автоматизированных систем Института Энергетики и Автоматизированных Систем, удалось выявить, что информация о выпускниках хранится в неудобном и разрозненном виде. В связи с этим появилась необходимость автоматизации этого процесса, то есть создания интерактивного ресурса, позволяющего накапливать, редактировать, просматривать и обрабатывать информацию о выпускниках.

Для проведения сравнительной характеристики, были выбраны электронные справочники выпускников шести ВУЗов, которые были доступны в открытом доступе в сети Интернет: МГТУ им. Ломоносова, Переподготовка, Разумовский университет, ОИИМФ, УРФУ ИСИТ.

Информация о сравнении представлена в Таблице А.3.

По результатам представленного выше анализа было принято окончательное решение о разработке проекта веб-приложения «ИНФ_ПИ», так как ни одно из рассмотренных решений полностью не удовлетворяет требованиям заказчика.

Первая глава работы посвящена обоснованию разработки веб-приложения

«ИНФ_ПИ» для кафедры Прикладной Информатики ИЭиАС ФГБОУВПО МГТУ им. Г.И. Носова. Была рассмотрена проблема разработки данного приложения как элемента информационно-образовательной среды вуза.

В данной главе также была написана постановка задачи в которой была рассмотрена деятельность объекта автоматизации - кафедры прикладной информатики ИЭиАС ФГБОУ ВПО МГТУ им. Г.И. Носова, а также определенны процессы требующие автоматизации, а именно ведение портфолио студента и преподавателя и ведение каталога выпускников.

Для того чтобы выбрать средство автоматизации был проведен анализ существующих решений для каждой выделенной подсистемы, таких как:

Портфолио студента и преподавателя -- социальная сеть 4portfoio.ru, системы электронного документооборота, позволяющие систематизировать работу с документами предметной области (отчеты и приказы)

Каталоги выпускников -- МГТУ им. Ломоносова, Переподготовка, Разумовский университет, ОИИМФ, УРФУ ИСИТ.

По результатам проведённого анализа было принято окончательное решение о разработке проекта веб-приложения «ИНФ_ПИ», так как ни одно из рассмотренных решений полностью не удовлетворяет требованиям заказчика.



Глава 2. Разработка проектных решений

2.1 Формирование функциональных требований к веб-приложению «ИНФ_ПИ»

Один из главных этапов формирования требований - создание спецификации требования к ПО. Этот документ является задокументированным соглашением между клиентом и разработчиком. В настоящее время доступны различные шаблоны спецификации, однако многие применяют шаблон, описанный в IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Этот шаблон может быть изменен в соответствие с особенностями проекта.

В целом система будет состоять из 3-х компонентов:

Каталог выпускников

Портфолио студента

Портфолио преподавателя

Web-приложение предназначено для повышения оперативности и качества работы кафедры прикладной информатики.

Основным назначением web-приложения является организация работы с информацией и данными о студентах, преподавателях и выпускниках кафедры прикладной информатики.

В рамках использования web-приложения автоматизируются следующие процессы:

Добавление\редактирование информации о выпускнике.

Добавление\редактирование информации о студенте (преподавателе)

Поиск информации о выпускниках\студентах\преподавателях.

Добавление информации о группе.

Редактирование информации о группе.

Поиск групп.

Добавление информации о мероприятиях.

Редактирование информации о мероприятиях.

Просмотр участников мероприятий.

Запись на участие в мероприятиях.

Поиск мероприятий.

Получение сообщений обратной связи.

Поиск сообщений.

Приглашение новых пользователей.

Регистрация новых пользователей.

Удаление пользователей.

Блокирование/ разблокирование пользователей.

Редактирование личной информации пользователя.

Поиск пользователей.

Получение отчетных документов.

Сортировка результатов поиска.

Web -приложение создается с целью:

1. Хранения информации в электронном виде. 2. Упростить процесс обработки информации.

Уменьшить время на поиск сведений.

Исключить потерю информации.

Исключить создание ошибочных дубликатов.

В результате создания web-приложения должны быть улучшены значения следующих показателей:

Времени сбора и обработки первичной информации.

Времени получения необходимых сведений и информации.

Времени получения отчетов.

Диаграмма вариантов использования системы представлена на рис. Б.1.

В качестве примера подробней рассмотрим одну из частей системы, а именно портфолио студента -- функцию создание нового портфолио с точки зрения студента. Пользователь системы (студент), идентификация которого подтверждена, может добавить новое портфолио студента. После авторизации пользователь перемещается на главную страницу веб-приложения «ИНФ_ПИ» (открыта вкладка «Личные данные»), где представлены поля для заполнения личными данными: фамилия, имя, отчество, курс, факультет/институт, email, контактный номер, направление/специальность ВПО, квалификация спортсмена, капитан. Имеется также возможность загрузки фото. Пользователь должен иметь возможность в любое время изменять, добавлять и удалять данные из портфолио. По завершении внесения изменений необходимо нажать кнопку «Сохранить», после чего пользователь возвращается на главную страницу системы, где представлено портфолио с заполненными данными.

Для формирования полного портфолио необходимо заполнить данные по трем вкладкам: личные данные, участие в мероприятиях, научная работа. Последовательность действий пользователя при создании нового портфолио представлена на рис. Б.2.

Одной из основных функций, выполняемых веб-приложением «ИНФ_ПИ», является формирование отчетной документации по видам. В качестве примера рассмотрим последовательность формирования выписки из протокола заседания кафедры с рекомендациями к участию в конкурсе на повышенную стипендию. Формирование отчетных документов, а также выгрузка данных для отчетов осуществляется только теми пользователями, которые имеют данные права (заведующий кафедрой, помощник по научной работе, заведующая учебной лабораторией, преподаватели). Для авторизации в системе, пользователю (заведующая лабораторией) необходимо ввести логин и пароль, нажать кнопку «Вход» после чего откроется главная страница webпортфолио. Помимо обязательных для заполнения вкладок, добавляется вкладка «Формирование отчетности». При переходе на данную вкладку пользователю необходимо выбрать вид отчетного документа, который необходимо сформировать, затем пользователь отмечает данные, которые необходимо выгрузить, чтобы заполнить пустую форму документа. По окончании выбора требуемых данных для выгрузки пользователь нажимает на кнопку «Выгрузить данные». Полученный результат отображается в окне предварительного просмотра документа; предоставляются варианты дальнейшей работы с документом (сохранить, распечатать и др.).

Последовательность действий пользователя при формировании выписки из протокола заседания кафедры с рекомендациями к участию в конкурсе на повышенную стипендию представлена на рис. Б.3.

2.2 Обоснование проектных решений по видам обеспечения вебприложения «ИНФ_ПИ»

Требования к системе в целом

Требования к структуре и функционированию системы Web-приложение должно быть централизованным.

Предлагается выделить следующие функциональные подсистемы для каждого из компонентов системы:

Подсистема загрузки данных.

Подсистема обработки данных.

Подсистема хранения данных.

Подсистема формирования отчетности.

Подсистема визуализации отчетности.

В качестве протокола взаимодействия между компонентами webприложения на транспортно-сетевом уровне необходимо использовать протокол TCP/IP.

Web-приложение должно поддерживать следующие режимы функционирования:

Основной режим.

Профилактический режим.

В основном режиме функционирования web-приложение должно обеспечивать:

Работу пользователей в постоянном режиме.

Выполнение своих функций.

В профилактическом режиме web-приложение должно обеспечивать возможность проведения следующих работ:

Техническое обслуживание.

Модернизацию аппаратно-программного комплекса.

Устранение аварийных ситуаций.

Требования к приспособляемости системы к изменениям

Обеспечение приспособляемости системы должно выполняться за счет:

Своевременности администрирования.

Модернизации процессов.

Модификации процедур.

Наличия настроечных и конфигурационных файлов.

Требования к надежности

Требования к надежности ТС и ПО

Требования, предъявляемые к надежности, представлены в Таблице 1.

Таблица 1. Требования к ТС и ПО

№	ТС или ПО	Требование
1	Надежность оборудования	В качестве аппаратных платформ должны использоваться средства с повышенной надежностью. Применение технических средств, соответствующих классу решаемых задач. Аппаратно-программный комплекс web-приложения должен иметь возможность восстановления в случаях сбоев.
2	Надежность электроснабжения	С целью повышения отказоустойчивости системы в целом необходима обязательная комплектация серверов источником бесперебойного питания с возможностью автономной работы системы не менее 30 минут. Система должна быть укомплектована подсистемой оповещения администратора о переходе на автономный режим работы. Система должна быть укомплектована системой автоматической остановки операционной системы в случае, если перебой электропитания превышает 25 минут. Должно быть обеспечено бесперебойное питание активного сетевого оборудования.
3	Надежность аппаратных и программных средств	Предварительное обучение пользователей и обслуживающего персонала. Соблюдения правил эксплуатации и технического обслуживания программно-аппаратных средств. Своевременное выполнение процедур резервного копирования данных.
4	Надежность аппаратного обеспечения	Предварительное обучение пользователей и обслуживающего персонала. Своевременное выполнение процессов администрирования. Соблюдения правил эксплуатации и технического обслуживания программно-аппаратных средств. Своевременное выполнение процедур резервного копирования данных.

Требования к защите информации от несанкционированного доступа

Требования к информационной безопасности

Информационное обеспечение безопасности web-приложения должно удовлетворять требованиям, указанным в Таблице 2.

Таблица 2. Требования к защите от несанкционированного доступа

№	Требование
1	Защита должна обеспечиваться на всех этапах обработки информации и во всех режимах функционирования, в том числе при проведении ремонтных и регламентных работ.
2	Программно-технические средства защиты не должны ухудшать основные функциональные характеристики webприложения.
3	Защита должна обеспечиваться комплексом программнотехнических средств.
4	Защита должна обеспечиваться организационными мероприятиями.
5	Разграничение прав доступа.

Требования к антивирусной защите

Средства антивирусной защиты должны быть установлены на всех рабочих местах пользователей и администраторов web-приложения. Средства антивирусной защиты рабочих местах пользователей и администраторов должны централизованно обеспечивать следующие функции:

Управление и администрирование антивирусными продуктами.

Сканирование рабочих мест.

Удаление вирусов.

Протоколирование вирусной активности.

Установка антивирусного программного обеспечения.

Протоколирование вирусной активности.

Обновление вирусных баз и сигнатур.

Ведение журнала учета вирусной активности.

Требования к хранению, обновлению и восстановлению данных

Web-приложение должно протоколировать все события, связанные с изменением своего информационного наполнения, и иметь возможность в случае сбоя в работе восстанавливать свое состояние, используя ранее запротоколированные изменения данных и резервные копии.

Требования к программному обеспечению

Система должна быть реализована с учетом требований к серверной станции, представленных в Таблице 3. Программное обеспечение для серверной станции в нужной комплектации уже имеется в распоряжении университета, дополнительная закупка обеспечения не требуется.

Таблица 3. Программные требования к серверной части

№	Обеспечение	Характеристика
1	Операционная система	Windows Server 2012
2	СУБД	MySQL 5.x
3	Поддержка скриптов	PHP 5.0 или выше

Требования к рабочей станции пользователя представлены в Таблице 4.

Таблица 4. Программные требования к рабочей станции

№	Обеспечение	Характеристика
1	Операционная система	Любая операционная система с поддержкой перечисленных интернетбраузеров.
2	Интернет-браузер	Google Chrome, Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera, Safari
3	COOKIES	Включено
4	JavaScript	Включено



Требования к техническому обеспечению

Система должна быть реализована с учетом требований к серверной станции, представленных в Таблице 5. Техническое обеспечение для серверной станции в нужной комплектации уже имеется в распоряжении университета, дополнительная закупка обеспечения не требуется.

Таблица 5. Технические требования к серверной станции

№	Обеспечение	Характеристика
1	Процессоры	До 2-x Intel Xeon E5-26XX
2	Диски	8x3,5" SATA/SAS HDD с горячей заменой
3	Память	До 1 TB (24 слота)
4	Сеть	4xGbE LAN Ports
5	RAID	Intel SW RAID 0,1,10

Требования к рабочей станции пользователя представлены в Таблице 6.

Таблица 6. Технические требования к пользовательской станции

№	Обеспечение	Характеристика
1	Сетевая карта	Поддержка 10/100 FastEthernet
2	Тип процессора	Core i5-4440 или выше
3	Частота процессора	1.6 ГГц или выше
4	Оперативная память	2GB или выше
5	Жесткий диск	350GB или выше
6	Количество ядер	2 или выше

Таким образом, ключевые аспекты информационного обеспечения проектируемого web-приложения были представлены. Также описаны требования к программному и техническому обеспечению.



2.3 Разработка типовой ИТ-инфраструктуры для создания веб-приложения «ИНФ_ПИ»

Техническая инфраструктура - это совокупность технических и системных программных средств, линий связи, процедур, нормативных документов и т.п., обеспечивающая основу для функционирования всех информационных сервисов компании.

В данный момент кафедра Прикладной информатики, активно модернизируется в части технической составляющей. Техническая инфраструктура кафедры Прикладной Информатики представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 -- Инфраструктура кафедры Прикладной Информатики



Состав технической инфраструктуры и ее приблизительная стоимость представлена в табл. 7.

Таблица 7- Характеристика и стоимость технической инфраструктуры

Параметры	Описание	ство
Веб сервер сайта
Типовая конфигурация веб сервера	Сервер Meijin Intel Xeon E5 2609v3 16G 1.2T SAS Платформа Платформа Server SuperMicro Процессор s2011-v3 Intel Xeon E5-2609 v3 1.90GHz Память DIMM 288 pin DDR4 ECC Reg PC17000 8GB Kingston x2 Жесткий диск HDD 3.5" SAS 300GB Hitachi HGST x4 Дисковод DVD-RW Black Samsung Контроллер PCI Express RAID SAS LSI Адаптер SATA внутренний Chenbro
Сервер Баз Данных
Типовая конфигурация сервера БД	2U Meijin Intel Xeon E5 2640v3 x2 32G 1.2T SAS Платформа Платформа Server SuperMicro Процессор s2011-v3 Intel Xeon E5-2640 v3 2.60GHz x2 Память DIMM 288 pin DDR4 ECC Reg PC17000 8GB Kingston x4 Жесткий диск HDD 3.5" SAS 600GB Seagate x2 Дисковод DVD-RW Black Samsung Контроллер PCI Express RAID SAS LSI Адаптер SATA внутренний Chenbro
Сервер Управления
Типовая конфигурация сервера управления	Платформа Платформа Server SuperMicro Процессор s2011-v3 Intel Xeon E5-2603 v3 1.60GHz Память DIMM 288 pin DDR4 ECC Reg PC17000 8GB Kingston x2 Жесткий диск HDD 3.5" SATA 1TB Seagate x2 Дисковод DVD-RW Black Samsung Контроллер PCI Express RAID SAS LSI Адаптер SATA внутренний Chenbro

Техническая и информационная оснащенность типовых автоматизированных рабочих мест представлена в табл. 8. Все компьютеры объединены в одну локальную сеть с помощью коммутаторов. В каждом отделе есть как один сетевой принтер, а также телефоны.

«Техническая и информационная оснащенность типовых автоматизированных рабочих мест»

Компьютеры работников кафедры

6 шт Системный блок: Микропроцессор: Intel Core 2 Duo 1 шт

2.4Ггц. Оперативная память: 2048 Mb; Винчестер: 1 шт

500 GB SATA-III 5400prm 16MB 1 шт

Дисководы

Типовая :

конфигурация DVD-RW, 1 шт компьютера : 21'', Acer; 1 шт

Монитор

Клавиатура: Microsoft; 1 шт

Мышь: оптическая - Microsoft; 1 шт

ИБП: Exegate PowerPro PCM-650VA 1 шт

МФУ: HP LaserJet Pro M435nw 2 шт

Телефон : Termit FX-423 2 шт

Периферийные Wifi-модем :

устройства ASUS ADSL DSL-N10 (ADSL2+, 4 1 шт

LAN, WiFi 802.11n) 150Mbps

Коммутатор: Linksys SRW208MP-K9-EU 2 шт

Сеть Маршрутизатор: Zyxel P-791R v2 2 шт

Операционная система - Microsoft Windows XP

Professional Версия 2002 SP2 и SP3Microsoft Office

2003Пакет обновления совместимости для выпуска

Программное 2007 систем Microsoft OfficeAdobe Reader

9.1Антивирус Касперского 6. На 6 ПК обеспечение

Архиватор WinRAR

Браузер - Internet Explorer, Google Chrome; Стандартные программы;

Система данных хранения [1DEPO_Storage_QII1000G7/16HSQ2_2/920W2HS/RMK/123ONS1DS 2216] DEPO Storage 2216 1 шт

[CLM-882138-233 ] Система охлаждения ( 3 вентилятора + 3 решетки + кабель) для серверного 2 шт

Охлаждение и шкафа питание

ИБП Ippon Smart Winner 1000 (интерфейс RS-232, 2 шт USB)

Итого: 1789540 Руб.

В настоящее время, техническое оснащение кафедры, позволяет поддерживать нормальное состояние работы, хранить различную информацию на серверах, содержать сайт кафедры, и обмениваться информацией в облачном хранилище, за счёт, не только развитой технической инфраструктуры, но и информационной в состав в которой входят все необходимые компоненты для реализации и внедрения новой разработки.

2.4 Выбор и оценка технологий и средств реализации проектных решений по разработке веб-приложения «ИНФ_ПИ»

Выбор языка программирования для разработки

В таблицах (Приложение В) отмечено наличие или отсутствие тех или иных возможностей в некоторых популярных сегодня языках программирования. Столбцы упорядочены по алфавиту. Если возможность в языке недоступна напрямую, но может быть эмулирована с помощью других средств, то в таблице отмечено, что её нет.

При заполнении таблицы учтены только фактические данные, при том, что наличие возможности не обязательно является преимуществом языка, а отсутствие -- недостатком.

Языком реализации был выбран зарекомендовавший себя язык PHP.

Язык PHP -- скриптовый язык общего назначения, интенсивно применяемый для разработки веб-приложений. В настоящее время поддерживается подавляющим большинством хостинг-провайдеров и является одним из лидеров среди языков, применяющихся для создания динамических веб-сайтов.

Язык и его интерпретатор разрабатываются группой энтузиастов в рамках проекта с открытым кодом. Проект распространяется под собственной лицензией, несовместимой с GNU GPL. Цель этого языка заключается в том, чтобы позволить веб-разработчикам быстро писать динамически создаваемые страницы.

Выбор СУБД

Выбор системы управления базами данных (СУБД) представляет собой сложную многопараметрическую задачу и является одним из важных этапов при разработке приложений баз данных. Выбранный программный продукт должен удовлетворять как текущим, так и будущим потребностям предприятия, при этом следует учитывать финансовые затраты на приобретение необходимого оборудования, самой системы, разработку необходимого программного обеспечения на ее основе, а также обучение персонала.

Для сравнения были выбраны три СУБД: InterBase, MySQL и MS SQL Server. Сравнение проводилось по пяти основным параметрам: поддержка СУБД механизма триггеров и хранимых процедур, удобство и доступность средств разработки приложений СУБД, перечень поддерживаемых операционных систем, минимальные требования к серверу баз данных, и производительность.

После проведения анализа выбор пал на СУБД MySQL, по мере того что она отвечает всем ранее оговоренным параметрам, она имеет довольно тесную связку с уже выбранным языком программирования PHP, что позволит существенно облегчить процесс разработки.

Выбор сред разработки (ПО и БД)

Однако, несмотря на мощные средства программирования, предоставляемые языком PHP, разработка относительно большого приложения занимает много времени. Кроме того, многие подпрограммы (такие как подключение и использование БД, работа с шаблонами и многие другие функции) уже реализованы авторитетными разработчиками и включены в многочисленные библиотеки. Нет никакой необходимости переписывать подобные подпрограммы заново, теряя при этом время и не исключая возможность допущения ошибок.

Поэтому в настоящее время получила широкое распространение практика использования специализированных сред разработки.

Среда разработки - каркас программной системы (или подсистемы). Может включать вспомогательные программы, библиотеки кода, язык сценариев и другое ПО, облегчающее разработку и объединение разных компонентов большого программного проекта. Обычно объединение происходит за счёт использования единого API.

Выбор всех средств разработки и проектирования производился среди бесплатных программных продуктов.

Среда разработки программного обеспечения

Среди всех рассмотренных программных продуктов, поддерживающих данный язык программирования (Notepad++, AlkePad и т.д.) с лучшей стороны зарекомендовал себя Brackets.

Brackets -- бесплатный редактор с открытым кодом для вебразработчиков. Brackets ориентирован на работу с HTML, CSS и JavaScript. Эти же технологии лежат в основе самого редактора, что обеспечивает его кроссплатформенность т.е. совместимость с операционными системами Mac,

Windows и Linux. Brackets создан и развивается Adobe Systems под лицензией MIT License и поддерживается на GitHub.

На сегодняшний день сообществом создано множество расширений, добавляющих большинство необходимых инструментов для работы над кодом, таких как система контроля версий Git, просмотр HTML-кода в браузере в реальном времени (Live Preview), синхронизация с FTP (Git-FTP). Принять участие в разработке и поддержке расширений может любой желающий.

Средство проектирования и разработки базы данных.

Средством проектирования базы данных для будущего веб-приложения было выбрано dbForge Studio for MySQL.

dbForge Studio является универсальным инструментом для работы с MySQL сервером, который позволяет разработчикам MySQL и администраторам баз данных MySQL создавать и выполнять запросы, разрабатывать и отлаживать процедуры и функции, а также автоматизировать управление объектами баз данных MySQL с помощью удобного пользовательского интерфейса.

Это приложение для работы с MySQL дополнительно содержит инструменты для сравнения, синхронизации, создания резервных копий баз данных по графику, а также для анализа и создания отчетов по данным таблиц MySQL.

Плюсами для данного проекта в этом решения являются:

Визуальный дизайнер баз данных (построение ER-моделей)

Отладчик SQL кода

Модули «Отчёты и Анализ данных»

В результате написания второй главы данной работы была разработана концепция будущего web-приложения. Во второй главе были описаны основные требования, предъявляемые к web-приложению, необходимые для формирования технического задания на создание web-приложения «ИНФ_ПИ» для кафедры Прикладной Информатики ИЭиАС ФГБОУВПО МГТУ им. Г.И. Носова.

Далее было представлено обоснование проектных решений по видам обеспечения АС. Подробно описано информационное обеспечение. Также описаны требования к программному и техническому обеспечению.

Заключительным этапом формирования требований послужило описание бизнес логики web-приложения. В ходе описания были представлены диаграммы последовательности действий, построенные по ключевым прецедентам.

В качестве итога было написано техническое задание на создание webприложения «ИНФ_ПИ» для кафедры Прикладной Информатики ИЭиАС ФГБОУВПО МГТУ им. Г.И. Носова (приложение Г).



Заключение

Одной из задач кафедры прикладной информатики является взаимодействие со студентами, выпускниками и преподавателями. Необходимо сохранять и поддерживать в актуальном виде информацию, которую можно условно разбить на следующие группы: личная, контактная, об образовании в МГТУ (и бывшем МаГУ), об образовании в других ВУЗах, о карьере, возможных достижениях.

...