Разработка базы данных по направлению подготовки бакалавров «Прикладная информатика» Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

СЕКЦИЯ: ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

УДК 14.35.09

РАЗРАБОТКА БАЗЫ ДАННЫХ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРОВ «ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА»

© В.Ю. Лыскова, В.В. Жабин

Ключевые слова: база данных; HTML5; MySQL; Ajax; Jquery; Css; JSON; студенты-информатики; поисковый запрос.

В статье описаны этапы разработки базы данных и интернет-технологии для разработки веб-приложения управления базой данных.

Для успешной реализации образовательного процесса, направленного на формирование общекультурных и профессиональных компетенций сту-дентов-информатиков в соответствии с ФГОС ВПО третьего поколения, важное значение приобретает анализ программ учебных дисциплин, учебной и производственной практик, подготовки выпускной работы и других видов деятельности студентов.

Согласно компетентностному подходу, в ФГОС ВПО по направлению подготовки «Прикладная информатика» [1] представлены 2 группы компетенций: общекультурные и профессиональные.

Для анализа учебных программ дисциплин, видов практик на предмет формирования компетенций необходима база данных (БД) дисциплин и компетенций.

Этапы разработки базы данных:

- стратегия;

- анализ;

- проектирование;

- тестирование;

- внедрение.

Стратегия. Стратегия предполагает исследование вопросов подготовки студентов-информатиков на основе компетентностного подхода. Основная задача -выявить основные компетенции при изучении учебных дисциплин. Информация была получена в результате бесед с преподавателями, руководителями практик, из анализа программ учебных дисциплин, ГОС ВПО по направлению подготовки бакалавров 230700 «Прикладная информатика». На основе собранной информации определены суть данного подхода, требования к базе данных.

База данных должна отвечать следующим принципам.

Производительность и готовность. Запросы от пользователя базой данных удовлетворяются с такой скоростью, которая требуется для использования данных. Пользователь быстро получает данные всякий раз, когда они ему необходимы.

Минимальные затраты. Низкая стоимость хранения и использования данных, минимизация затрат на внесение изменений.

Простота и легкость использования. Пользователи могут легко узнать и понять, какие данные имеются в их распоряжении. Доступ к данным должен быть простым, исключающим возможные ошибки со стороны пользователя. Доступ к базе данных возможен как из локальной сети, так и глобальной сети Интернет.

Простота внесения изменений. База данных может увеличиваться и изменяться без нарушения имеющихся способов использования данных.

Возможность поиска по всем компетенциям стандарта ГОС ВПО, поиск по рабочим программам, просмотр отобранных документов, построение диаграмм по результатам поисковых запросов.

Целостность. Очень важно, чтобы в процессе работы элементы данных и связи между ними не нарушались. Кроме того, аппаратные ошибки и различного рода случайные сбои не должны приводить к необратимым потерям данных. Значит, система управления данными должна содержать механизм восстановления данных.

Безопасность. Под безопасностью данных понимают защиту данных от случайного или преднамеренного доступа к ним лиц, не имеющих на это права, от неавторизированной модификации (изменения) данных или их разрушения.

По завершении данной стадии сформированы технические подходы к разработке БД и веб-приложения [2] для управления БД. База данных создана в СУБД MySQL. Веб-приложение для управления БД разработано на основе интернет-технологий: HTML5, Ajax, Jquery, Css, JSON, навигация по разделам базы данных осуществляется с помощью меню и гиперссылок.

Анализ. Анализ предполагает подробное исследование информации, необходимой для реализации базы данных: стандарт по направлению подготовки бакалавров 230700 «Прикладная информатика»; две группы компетенций: общекультурные и профессиональные; 46 рабочих программ учебных дисциплин; материалы для проведения производственной и учебной практики; материалы итоговой государственной аттестации (ИГА); методические рекомендации к выпускной работе.

На этом этапе создается информационная модель, а на следующем за ним этапе проектирования - модель данных. Вся информация о системе, собранная на этапе определения стратегии, формализуется и уточняется на этапе анализа. Особое внимание уделялось полноте информации.

Основными результатами этапа являются:

- иерархии функций (что делается и из чего это состоит);

- модель «сущность-связь» (Entry Relationship model, ER-модель), которая описывает сущности, их атрибуты и связи (отношения) между ними.

Проектирование. На этапе проектирования сформирована логическая модель данных, схема базы данных, набор спецификаций модулей базы данных. Разработан интерфейс, построены прототипы экрана, поискового запроса и отчета по запросу. Выполнена разработка веб-приложения.

Интернет-технологии разработки веб-приложения для управления базой данных. HTML5 - язык для структурирования и представления содержимого для всемирной паутины, а также основная технология, используемая в Интернете. Основным преимуществом использования данной технологии является улучшенная работа новейшими мультимедийными приложениями. Так же НТМЬ5 представляет несколько новых элементов и атрибутов, которые мы использовали при создании веб-сайта. Например, семантически заменены базовые блоки <^>, строковые элементы <span>, блок навигации по сайту <вд^, обращение к нижней части страницы или последней строке НТМЬ кода <footer>, <header> является шапкой внутреннего блока.

На основе технологии НТМЬ5, технологии WebForms 2.0 создан интерактивный графический интерфейс форм и элементов (рис. 1). Студенты-информатики, работающие с базой данных, использование

аскрыть

Дисцитины и компетении направления подготовки: 230700 Прикладная информатика

Навигация

Г лавная г *4

Стандарт

Компетенции

Рабочие программы

Практика

Итоговая Государственная Аттестация (ИГА)

Методические рекомендации к выпускной работе

Компетенции

ПОИСК ФИЛЬТР

N0 Название дисциплины Семестр ШФИЛЫРШДlb 1IU: Професс

файл

1 Анализ и оценка защищенности \А/еЬ-приложений В семестр ПК-11 открыть

2 Базы данных 4 семестр ПК-11 открыть

3 Объектно-ориентированное программирование 4 семестр ПК-11 ОТКРЫТЬ

4 Практикум по объектно-ориентированному поогоаммиоованию 6 семестр ПК-11 ОТКРЫТЬ

Рис. 1. Интерактивный графический интерфейс

-отправка-

База данных mysql

Хранимая

процедура

Рис. 2. Схема передачи поискового запроса пользователя

новых интернет-технологий выражают такими словами, как: красиво, стильно, удобно, нарядно, необычно, нравится.

Организация поиска

Основная схема передачи поискового запроса пользователя отражена на рис. 2.

Для реализации поиска использованы: язык программирования PHP, база данных MySQL, JavaScript, фреймворк JQuery, технология Ajax, CSS. PHP-скриптовый язык программирования, на котором разработано динамическое веб-приложение. PHP является связующим звеном в передаче данных от MySQL пользователю. CSS используется для оформления html страниц, внешнего вида документа.

Для реализации интерактивного пользовательского интерфейса веб-приложения использована технология Ajax [3]. Основное достоинство данного подхода заключается в фоновом обмене данными браузера и вебсервера. В результате веб-страница с данными не перезагружается полностью, за счет чего достигается быстрота и удобство работы с веб-приложением.

Подключение библиотеки JQuery [4] позволило оптимизировать код доступа ко всем DOM-объектам. На JQuery реализованы: анимация навигационного меню, обращение к DOM-объектам, установление стилей на CSS, обмен данными между сервером и клиентом с помощью технологии Ajax.

Для удобства реализации обмена данными между сервером и клиентом использован формат JSON [5]. Формат JSON приведен на рис. 3.

{"answ":"\n<\/style>\n<center>\n\u041a\u 0430\u0442\u0430\u043b\u043e\u0433 \u0432\u043a\u043b\u044e\u0447\u0430\u0435\ u0442

\u0431\u0438\u0431\u043b\u0438\u043e\u0433\

u0440\u0430\u0444\u0438\u0447\u0435\u0441\u

043a}

Рис. 3. Формат данных JSON

Тестирование. На этапе тестирования выполнен автономный тест, который преследовал две основные цели:

1) обнаружение отказов модуля

2) соответствие модуля спецификации.

Внедрение. База данных внедрена в учебный процесс кафедры информатики и информационных технологий ТГУ имени Г.Р. Державина для подготовки бакалавров по направлению 230700 «Прикладная информатика». База данных размещена в сети Интернет по адресу http://eme.kiit-tsu.ru/base/.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федеральный Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 230700 «Прикладная информатика» (№ 783 от 22.12.2009 г.).

2. Храмцов П.Б., Брик С.А., Русак А.М., Сурин А.И. Основы web-технологий. БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2007.

3. Крейн Д., Паскарелло Э., Джеймс Д. AJAX в действии: технология - Asynchronous JavaScript and XML = AJAX in Action. М.: «Вильямс», 2006. С. 640.

4. Jquery / Википедия - свободная энциклопедия. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Jquery. Загл. с экрана.

5. Введение в JSON. URL: http://www.json.org/json-ru.html. Загл. с экрана.

Поступила в редакцию 16 ноября 2011 г.

Lyskova V.Yu., Zhabin V.V. DATABASE WORKING OUT IN DIRECTION OF BACHELORS’ PREPARATION OF «APPLIED COMPUTER SCIENCE»

In article the development cycles of a database and Internet technology for working out of the web-appendix of management by a database are described.

Key words: database; HTML5; MySQL; Ajax; Jquery; Css; JSON; students-computer science; search inquiry.