АННОТАЦИЯ
выпускной квалификационной работы
(Фамилия Имя Отчество студента)
на тему «Разработка веб-приложения дляинформационного обеспечения учебного процесса (видеокасты)»
Пояснительная записка содержит 67 стр., 33 илл., 4 табл., 1 прил.,7 источников
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: веб-приложение, информационное обеспечение,дистанционное образование, подкасты.
Данная работа посвященаразработке веб-приложения для информационного обеспечения учебного процессачерез просмотр видеокастов
Целью работы было создание функционирующего веб-приложения сзагруженными видеокастами.
В результате работы было разработано веб-приложение, созданыпользовательские группы, созданы пользователи и загружены видео- и аудиокасты.
Была проведена апробация разработанного веб-приложения.Сделаны выводы о возможности использования данной системы в учебном процессе.
Определения, обозначенияи сокращения
ИТ – Информационные технологии
БД – База (или базы) данных
CMF (ContentManagement Framework)– каркасная система для управления содержимым, инструментарий для созданиясистем управления содержимым (CMS)
CMS (ContentManagement System) –компьютерная программа или система, используемая для обеспечения и организациисовместного процесса создания, редактирования и управления текстовых имультимедиа документов (содержимое или контента)
ACL (Access ControlList) – определяет,кто или что может получать доступ к конкретному объекту, и какие именнооперации разрешено или запрещено этому субъекту проводить над объектом
СУБД (Системауправления БД) –специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная дляорганизации и ведения базы данных
API (ApplicationProgramming Interface) – набор готовых классов, функций, структур и констант, предоставляемыхприложением (библиотекой, сервисом) для её использования во внешних программныхпродуктах
WYSIWYG – способ редактирования, при которомредактируемый материал в процессе редактирования выглядит в точности так же,как и конечный результат
Введение
Подкастинг (процесссоздания и распространения звуковых или видеопередач во Всемирной сети)официально появился в России в 2005 году вместе с открытием первого сайта,посвященного подкастингу (http://russianpodcasting.ru/). Изначально этот жанр подразумевал только аудиозаписи в RSS-потоке, подкасты напоминали«звуковые живые журналы». Но со временем термин «подкаст»расширился и обрел три представления: аудиокаст, видеокаст и скринкаст, притомскринкастинг можно считать частью видеоподкастинга, поскольку информацияпередается посредством видео- и аудиопотока, с той лишь разницей, чтоизображение записано не на видеокамеру, а напрямую с экрана компьютера.
В образование подкастингпришел не сразу. В сети Интернет начали появляться видеозаписи выступленийизвестных лекторов европейских и американских университетов. Некоторыеуниверситеты начали выкладывать циклы таких видеолекций в открытый доступ, гдекаждый пользователь сети Интернет при наличии соответствующей скорости доступаи знания английского языка мог обучаться дистанционно у лучших лекторов мира.Параллельно с этим развивался жанр скринкастинга, где пользователи сетиИнтернет записывали для других пользователей пособия на различные темы,например «Основы использования почтового клиента Mozilla Thunderbird»и пр. Все эти вещи не могли не пригодиться как в дистанционном, так и очномобразовательном процессе, и в настоящее время видеокасты приобретают всебольшую популярность.
Все эти процессы можнопроследить, если посмотреть на ведущие университеты мира. Многие из них имеютили собственные площадки для размещения видео- и аудиолекций, другие жепользуются возможностями всемирно известных видеохостингов, напримерYouTube.EDU, Vimeo и другими. Несомненно, одной из главных проблем при работетакого раздела выступает установка прав доступа, поскольку многие материалыкурсов и методики являются уникальными. Также довольно большой проблемойявляется категоризация курсов, которая на видеохостингах организована только ввиде меток и плейлистов. Взаимодействие с видеохостингами возможно только черезпредоставленное ими API (если оно существует), что само по себе накладываетограничения на авторов курсов.
Именно из-за этих причинмногие университеты мира используют собственные площадки для видеокурсов. В тоже время многие университеты используют площадки видеохостингов для хранения иконвертации в популярные форматы своих курсов. Среди самых известных видео- иаудиолекций – материалы Массачусетского технологического института, Гарварда,Стэнфорда, Кэмбриджа, Беркли, Йельского университета, Оксфорда.
Среди российскихуниверситетов данное направление в образовании только начинает развиваться.Возможностями технологической площадки YouTube.EDU пользуются Северо-ЗападныйТехнический Университет, МГУ им. Ломоносова и МГИМО. В остальных институтахданное направление или имеет зачаточный вид (например, в МосковскомФизико-Техническом Институте) или вообще отсутствует. В то же время наличиеданного раздела только популяризировало бы университет как место для получениявысшего профессионального образования, особенно в связи с изменениями вроссийском высшем образовании (смена ориентации системы высшегопрофессионального образования на компетентностный подход в образовании) иБолонским процессом.
1 Постановка задачи иопределение цели работы
На сегодняшний деньинформационные технологии развиваются быстрым темпом. Все большее количестволюдей получают доступ в сеть Интернет. Все больше учреждений используютинформационные системы для организации и управления внутренними процессами. Этокасается и образовательных структур.
Информационная система –это организационно-упорядоченная взаимосвязанная совокупность средств, иметодов ИТ, а также используемых для хранения, обработки и выдачи информации винтересах достижения поставленной цели. Такое понимание информационной системыпредполагает использование в качестве основного технического средствапереработки информации ЭВМ и средств связи, реализующих информационные процессыи выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любойобласти.
ИС является средой,составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети,программные продукты, БД, люди, различного рода технические и программныесредства связи и т.д. Хотя сама идея ИС и некоторые принципы их организациивозникли задолго до появления компьютеров, однако компьютеризация в десятки исотни раз повысила эффективность ИС и расширила сферы их применения [8].
Внедрение информационныхтехнологий в образовательный процесс позволяет значительно облегчитьорганизацию множества внутривузовских процессов, сбор информации о студентах,преподавателях и другом персонале, систематизацию и анализ результатовобучения. Также внедрение ИТ позволяет реализовывать многие новые формы,например дистанционное обучение. При этом само понятие дистанционного обучениясодержит в себе различные методы, например обучение посредством удаленноготестирования или просмотра потоковых скринкастов.
В связи с этим возникланеобходимость создания среды для организации поддержки и управлениядистанционным и очным учебным процессом через обучение посредством просмотроввидео- и прослушивание аудиокастов. Организовывать весь учебный процесс – этоотдельная задача, поэтому за основную задачу была принята разработкавеб-приложения для информационного обеспечения обучающихся через просмотрывидеокастов. Данная система должна позволять студентам проходить обучение излюбой точки мира, где есть доступ в сеть Интернет. Преподаватели и авторы должыиметь возможность загружать видеолекции и назначать группы студентов к ихпросмотру. Также должен быть реализован модуль, отвечающий за обратную связь обучающихсяс преподавателями, чтобы студенты могли задать свои вопросы по видеокастамнапрямую преподавателю.
Целью работы являетсяинформационное обеспечение очного и дистанционного обучения через просмотры ипрослушивание подкастов.
2 Обзор аналогов и актуальностьзадачи
Перед тем, как приступитьк реализации проекта, следует проанализировать существующие на данный моментсистемы подобного характера и тематики. С помощью этого мы можем сделать верныевыводы о том, как необходимо создавать собственную систему на основе достоинстви недостатков рассмотренных ресурсов.
В качестве первогоаналога был выбран образовательный видеопортал YouTube.EDU (http://www.youtube.com/education?b=102&s=edu&hl=ru).Данный видеопортал является частью глобального видеохостинга YouTube,направленной на обучение посредством видеолекций. На данный момент сервисомYouTube.EDU пользуются МГИМО, Северо-Западный Технический Университет, а такжеМГУ им. Ломоносова. В данной системе реализованы функции загрузки/просмотравидеолекций, ограничения просмотра определенным пользователям YouTube,комментирования видеолекций. Также существует возможность слегка изменитьвнешний вид канала для его большего соответствия дизайну сайта университета.
Внешний вид каналаYoutube.EDU МГУ им. Ломоносова представлен на рисунке 1.
/>
Рисунок 1 – Внешний видканала YouTube.EDU МГУ им. Ломоносова
В качестве достоинстваданной системы стоит отметить скорость доступа к видеолекциям, а такжетрадиционность доступа к видеоинформации, поскольку YouTube уже де-факто сталстандартом при просмотре видео в сети Интернет.
Также можно считатьдостоинством наличие простого доступа пользователям сети Интернет и особеннозарегистрированным пользователям YouTube к видеолекциям университета, чтодолжно способствовать популяризации канала. На рисунке 2 представлена схемадоступа через категории видео YouTube к каналу МГУ им. Ломоносова.
/>Рисунок 2 – Доступ кканалу МГУ им. Ломоносова через категории YouTube
Наличие комментариев квидео подразумевает существование учетных записей в системе, однако эти учетныезаписи принадлежат пользователям YouTube.
Вторым аналогом можноназвать портал видеолекций Московского физико-технического института (http://fvl.fizteh.ru/).Проект явно реализовывался под какую-то конкретную задачу, поскольку запоследние 6 месяцев на него не было загружено ни одной видеолекции. Главнымдостоинством данного проекта является возможность создания курсов, такимобразом обучающийся сможет проходить курс, просматривая видеолекции по порядку.На рисунке 3 представлен курс видеолекций на тему “Электричество и магнетизм”.
/>Рисунок 3 – Курсвидеолекций “Электричество и магнетизм” в МФТИ
Также стоит отметить, чтона проекте существует форум (на данный момент закрытый), в котором шлиобсуждения на тему улучшения видеолекций. Форум соответственно предполагал наличиеучетных записей, которые хранились в базе данных этого проекта. Какого-томеханизма загрузки видеолекций найти не удалось, но сами видеофайлы хранятся насервере проекта.
Также, на рисунке 4 можноотметить, что присутствует минимальная одноуровневая категоризация видеолекций.
/>
Рисунок 4 – Категоризацияи внешний вид видеолекций
Наконец, третьим аналогомможно назвать видеокурсы Интернет Университета Информационных Технологий (http://www.intuit.ru/video/).Отличительной особенностью этого раздела ИУИТ является его видеоплеер. Онсодержит в себе навигацию по текущему видеокурсу в виде разделов лекции. Вправой части видеоплеера расположено само окно плеера, что можно увидеть нарисунке 5.
/>Рисунок 5 –Видеоплеер ИУИТ
Также в ИИУТ реализованачеткая категоризация видеокурсов по предметам. Каждый предмет содержит курсы, вкаждом курсе содержится оределенное количество видеролекций. Некоторыевидеокурсы доступны всем пользователям сети Интернет, остальные же доступнытолько определенным зарегистрированным (и оплатившим доступ) пользователям. Тоесть, существует резграничение на пользователей, оплативших доступ квидеокурсам и остальных.
3 Анализ вариантовреализации системы
Предполагается, чторазрабатываемая система должна быть многопользовательской и в ней будетпредусмотрено разделение пользователей по ролям. Таких ролей должно быть пять:«администратор», «автор», «преподаватель (тьютор)», «студент», «гость».
Автор должен иметьвозможность загружать в систему смотнированные видео- и аудиокасты. Преподавательдолжен иметь возможность назначать группы студентов к просмотру определенныхвидеокастов. Также преподаватель должен иметь возможность отвечать на вопросыстудентов, одобрять стоящие и удалять ненужные вопросы. Администратор долженобладать всеми привелегиями авторов и преподавателей. Также администратордолжен иметь возможность модерировать обсуждения видеокастов и сами видеокасты.Гость должен не иметь права доступа к загруженным в систему видеокастам.
Так как разрабатываемаясистема предназначена для обеспечения информационной поддержки, необходимореализовать ее с учетом максимальной доступности обращения к ней.
При такой постановкезадачи, наиболее выгодным вариантом реализации системы является созданиевеб-сайта или модуля существующей системы. В этом случае в целях удобстванаполнение и управление информацией должно осуществляться через веб-интерфейс.Также необходимо стремиться к достижению максимальной автоматизации операций всистеме, так как это экономит время доступа к информации и упрощает работупользователей.
Данный подход наиболеерационален ввиду обеспечения, таким образом, возможности не закрепляться заодним рабочим местом. Обратиться к системе, а также управлять ей при наличиисоответствующих прав можно из любого помещения, в котором есть компьютер приналичии доступа в сеть Интернет [1]. Это позволит преподавателям иадминистратору системы быть менее скованными временем пребывания на рабочемместе, так как они смогут загрузить видеокаст, назначить студентов к просмотрувидео и ответить на все вопросы студентов из любого компьютерного класса иливне стен университета.
4 Построение моделисистемы и разработка технологии реализации
4.1 Диаграммаразвертывания
/>
Рисунок 6 – Диаграмма развертывания
На рисунке 6 представленадиаграмма развертывания. Данная схема является стандартной для большинствасайтов в сети Интернет. Клиентские запросы поступают на 80 порт, которыйслушает веб-сервер nginx, далее запрос или проксируется на apache, или отрабатываетна nginx. Apache в свою очередь взаимодействует с СУБД и системой кэширования(на диаграмме показан Eaccelerator, но на его месте могут быть Memcached илиAPC) [15].
4.2 Диаграммакомпонентов
/>Рисунок 7 – Диграммакомпонентов
Диаграмма компонентов(рисунок 7) хорошо показывает альтернативу связке Apache-MySQL-PHP в лицепакетов Denwer/LAMP. Модули видеокастов, форум и дисциплины вынесены какувеличивающие функционал системы. В то же время система не зависит от них, исами эти модули самодостаточны. Модуль авторизации вынесен в отдельную часть,поскольку он не реализует дополнительный функционал системы, а является однойиз ее частей.
4.3 Диаграммывариантов использования
4.3.1 Диаграммавариантов использования для гостя
Как видно из целидиплома, гости хоть и являются второстепенной целевой аудиторией, но основнаяцель – студенты университета, соответственно на данный момент функционалдоступных извне подкастов не реализован, хотя и может быть реализован потребованию. Соответственно, гостю показывается лишь приветственная страница иформа авторизации (рисунок 8). Загруженные в систему видеокасты гостям наданный момент не показываются.
/>Рисунок 8 –Диаграмма вариантов использования для гостя
4.3.2 Диаграммавариантов использования для автора
Условно можно сделатьразделение “преподавателя” на автора и тьютора. Автор создает сам материалподкаста, в то время как тьютор занимается типичной для него функцией – обучает.На практике часто получается, что эти две роли объединены в одну — “тьютор”.
На рисунке 9 показаныварианты использования системы для автора материалов.
/>
Рисунок 9 – Диаграммавариантов использования для автора
4.3.3 Диаграммавариантов использования для преподавателя
Преподаватель вконкретном случае должен обучать студентов и назначать им аудио- и видеокасты кпросмотру (рисунок 10).
/>Рисунок 10 – Диаграмма вариантов использования дляпреподавателя
4.3.4 Диаграммавариантов использования для студента
Диаграмма вариантовиспользования для студента – самая большая из всех, поскольку именно обучающиесяв университете на настоящий момент являются целевой аудиторией данного проекта.Студенты могут просматривать доступные им видеокасты (рисунок 11),просматривать обсуждения, вопросы студентов и ответы преподавателей на этивопросы в “Обсуждениях”. Студенты могут как просматривать видеокасты, так ислушать аудиокасты загруженные авторами обучающих материалов.
/>
Рисунок 11 – Диаграммавариантов использования для студента
4.4 Инфологическаямодель базы данных
На рисунке 13представлена инфологическая модель базы данных системы. Подробное описаниепроиллюстрированной модели представлено в приложении A. Инфологическая модельядра системы представлена на рисунке 12.
/>
Рисунок 12 – Инфологическая модельядра системы
/>Рисунок 13 – Инфологическая модель системы
4.5 Выбор технологииреализации
После рассмотрениявозможных аналогов данного проекта было выявлено, что для отдачи мультимедиаконтента (в том числе видео- и аудиоконтента) используются веб-сервера nginx иlighttpd. Серверные скрипты в основном используют возможности php, python иbash. В качестве сервера баз данных используются в большинстве случаев MySQL иPostgreSQL. На рисунке 14 представлена стандартная схема работы большинствадинамических сайтов в сети Интернет.
/>
Рисунок 14 – Стандартная схемаработы динамических сайтов, использующих БД
Как видно из рисунка,запрос пользователя поступает на фронтовый веб-сервер, который слушает 80 порт(стандартный HTTP-порт). Далее фронтовый веб-сервер в зависимости от запросаили проксирует его далее на бэкенд (более тяжеловесный сервер, умеющийобрабатывать динамические запросы, например Apache), или же отдает контент,запрошенный пользователем. В случае проксирования запроса на бэкенд мы можемвзаимодействовать с БД посредством какого-либо языка программирования [14].
4.5.1 Выборвеб-сервера
Данная схема работысайтов является на данный момент стандартной в сети Интернет. В качествефронтовых веб-серверов в большинстве случае используются nginx и lighttpd. Вкачестве бэкенда самым известным веб-сервером является Apache. Также возможенвариант работы нескольких веб-серверов Apache (или вобще – несколькихфизических серверов) вместе с балансировщиком нагрузки [12]. Вообще, главнаяпричина использование схемы фронтенд-бэкенд – эффективное использованиересурсов. Если клиентов пускать напрямую к бэкенду (например apache+mod_perl)без фронтенда, то серверов под бэкенды потребуется в несколько раз больше [12].
В nginx рабочие процессыобслуживают одновременно множество соединений, мультиплексируя их вызовамиоперационной системы select (Windows), epoll (Linux), kqueue (FreeBSD) иeventport (Solaris). Рабочие процессы выполняют цикл обработки событий отдескрипторов. Полученные от клиента данные разбираются с помощью конечногоавтомата. Разобранный запрос последовательно обрабатывается цепочкой модулей,задаваемой конфигурацией. Ответ клиенту формируется в буферах, которые хранятданные либо в памяти, либо указывают на отрезок файла. Буферы объединяются вцепочки, определяющие последовательность, в которой данные будут переданыклиенту. Если операционная система поддерживает эффективные операцииввода-вывода, такие как writev и sendfile, то nginx применяет их по возможности[10].
Для эффективногоуправления памятью nginx использует пулы. Пул — это последовательностьпредварительно выделенных блоков динамической памяти. Длина блока варируется от1 до 16 килобайт. Изначально под пул выделяется только один блок. Блокразделяется на занятую область и незанятую. Выделение мелких объектоввыполняется путем продвижения указателя на незанятую область с учетомвыравнивания. Если незанятой области во всех блоках нехватает для выделениянового объекта, то выделяется новый блок. Если размер выделяемого объектапревышает значение константы NGX_MAX_ALLOC_FROM_POOL, либо длину блока, то онполностью выделяется из кучи. Таким образом, мелкие объекты выделяются оченьбыстро и имеют накладные расходы только на выравнивание [15].
4.5.2 Выбор СУБД
Самыми известными СУБДпри работе с сайтами являются MySQL, PostgreSQL. Также используются MSSQL,Oracle, Firebird и некоторые другие. Большая популярность MySQL и PostgreSQL посравнению с проприетарными СУБД обусловлена большим сообществом разработчиков,открытостью продуктов и огромными возможностями по настройке быстродействия базданных.
Если сравнивать конкретноMySQL и PostgreSQL, то можно выявить следующие преимущества MySQL:
- соответствиестандартам SQL –начиная с пятой версии MySQL большое внимание разработчиками удалялосьсоответствию стандартам SQL. В MySQL запросы максимально соответствютстандартам SQL'99;
- большееколичество платформ– MySQL изначально разрабатывался как кроссплатформенная СУБД. В Windows MySQLработает как служба, в *nix – как демон. PostgreSQL изначально разрабатывалсякак СУБД, работающая в *nix-системах;
- скоростьработы на простых запросах – огромное преимущество MySQL заключается именно в скорости работыпростых запросов. Благодаря тому, что в MySQL используются различные типытаблицам, а типом таблиц по умолчанию является MyISAM, реализуется огромнаяскорость при работе с простыми запросами. В то же время, тип тпблиц InnoDBпозволяет осуществлять транзакции, следить за целостностью данных, но в даннойслучае уже не будет выигрыша в скорости запросов;
- стабильностьработы – историческисложилось, что MySQL довольно стабильная СУБД. PostgreSQL – более молодая, в товремя как из-за более раннего начала разработки у MySQL сложилось большеесообщество разработчиков;
- безопасность,связанная со стабильностью – сообщество разработчиков MySQL за все эти годы нашли и устранилиогромное количество уязвимостей, что позволяет считать MySQL одной из самыхзащищенных СУБД;
- работа сбольшими объектами –в MySQL реализована поддержка бинарных объектов практически неограниченныхразмеров в полях типа BLOB, что отсутствует у PostgreSQL;
- возможностидля легкого изменения таблиц – в MySQL реализованы возможности легкого изменения таблиц,что отсутствует в PostgreSQL.
В то же время уPostgreSQL есть свои преимущества:
- стабильность – несмотря на то, что сообществоразработчиков MySQL больше, сама PostgreSQL изначально проектировалась какболее стабильная СУБД. Плюс в этом свою роль сыграло то, что MySQL долгоизбавлялся от наследия своих третьей и четвертой сравнительно нестабильныхверсий;
- скоростьработы (процедуры) –PostgreSQL выигрывает в производительности на сложных запросах, логическипостроенных процедурах;
- целостностьданных – PostgreSQLпозволяет оперировать с данными, не перекладывая логику на ЯП. При разработкекода программисту не придется думать о целостности данных в БД;
- специальныевещи (триггеры, процедуры, функции...) — многие вещи, которые реализуются в MySQL только впоследних релизах.
Как можно увидеть,главным преимуществом MySQL являются скорость работы на простых запросах(логика БД довольно простая и не требует процедур для реализации). Этопреимуществом было выбрано в качестве основного при выборе СУБД.
В то же время былонеобходимо выбрать тип таблиц MySQL. Исторически сложилось, что типом таблиц поумолчанию в MySQL является MyISAM. Вторым по популярности типом таблиц являетсяInnoDB. В настоящее время разрабатывается альтернатива InnoDB – Falcon, однакоиспользование его на production-серверах не рекомендуется. В то же времясуществуют и другие типы таблиц, например:
- HEAP (все хранится в памяти)
- MERGE (совокупность таблиц MyISAM)
- Maria (обновленный MyISAM с возможностямитранзакций)
При анализе преимуществаи недостатков стандартного типа таблиц MySQL были выявлены следующие егопреимущества:
- полнотекстовыйпоиск
- преимущество вскорости на простых выборках
- работа “изкоробки”
Анализ преимуществ InnoDBвыявил следующие пункты:
- поддержкатранзакций
- целостность/внешниеключи
- преимущество вскорости на сложных выборках
- более полноесоответствие стандартам
Как можно увидеть, InnoDBпозволяет переложить логику на СУБД, в то время как стандартный тип таблицпозволяет использовать преимущество простых выборок (а их будет гораздо большечем сложных). Также в MyISAM реализована возможность полнотекстового поиска(хотя она довольно требовательна к наличию индексов). И что немаловажно –возможность работы с типом “из коробки” [13]. Трудно сказать, преимущество этоили недостаток, однако при развертывании каких-либо систем преимуществоотдается проверенным продуктам. Настройка движка InnoDB до сих пор являетсядовольно объемной темой, проработка которой не относится к написанию дипломнойработы. Поэтому было отдано предпочтение типу таблиц MyISAM [11].
4.5.3 Выбор серверногоЯП и клиентского фреймворка
Связующим звеном междуСУБД и веб-сервером является язык программирования. В настоящее время самымипопулярными и ипользуемыми серверными ЯП при разработке веб-приложений являютсяpython, php, jsp и ruby. Стандартом ЯП для создания клиентских веб-приложений всети Интернет является javascript. Вопросом для разработчика в настоящее времястановится лишь “какой фреймворк для работы с javascript стоит выбрать”.Самыми известными фреймворками являются jquery, prototype, dojo, extjs.
В качестве серверного ЯПбыл выбран php, который на данный момент является самым попялурным серверным ЯПв России для создания веб-приложений. PHP обладает рядом преимуществ,приведенных ниже [9].
Главными факторами PHPявляются предоставление средств для быстрого и эффективного решенияпоставленных задач и практичность, обусловленная шестью важнымихарактеристиками:
- традиционностью – многие конструкции языкапозаимствованы из других известных языков программирования, что позволяетприкладывать меньше усилий при знакомстве с ним и его изучении. PHP специальнонацелен на работу в сети Интернет. На сегодняшний день PHP является одним изпопулярных языков для создания веб-приложений;
- простотой – сценарий РНР может состоять избольшого числа строк или из одной строки — все зависит от специфики поставленнойзадачи. Программисту не приходится подгружать библиотеки или указыватьспециальные параметры компиляции. Механизм РНР просто начинает выполнять кодпосле первой экранирующей последовательности ().Если код имеет правильный синтаксис, он исполняется в точности так, как указалпрограммист. PHP – язык, который может быть встроен непосредственно в HTML-кодстраниц, которые, в свою очередь будут корректно обрабатыватьсяPHP-интерпретатором. Большое разнообразие функций PHP избавят вас от написаниямногострочных пользовательских функций. В то же время существует большеколичество фреймворков и CMS, написанных как разработчиками-одиночками, так ибольшими сообществами программистов;
- эффективностью – важное преимущество PHPзаключается в том, что он не нуждается в компиляторе, и позволяет обрабатыватьсценарии непосредственно на сервере. По некоторым оценкам, большинствоPHP-сценариев (особенно не очень больших размеров) обрабатываются быстрееаналогичных им программ, написанных на других ЯП. Однако, чтобы не делалиразработчики PHP, откомпилированные исполняемые файлы будут работатьзначительно быстрее – в десятки, а иногда и в сотни раз, поскольку откомпилированныепрограммы по сути являются уже инструкциями в машинном коде, в то время какинтерпретатор PHP лишь построчно исполняет инструкции, описанные программистом.В то же время, производительность PHP вполне достаточна для создания вполнеобъемных и многофункциональных веб-приложений;
- безопасностью – РНР предоставляет в распоряжениеразработчиков и администраторов гибкие и эффективные средства безопасности,такие как, например, механизмы безопасности, находящиеся под управлениемадминистраторов; при правильной настройке РНР это обеспечивает максимальнуюсвободу действий и безопасность. Например, можно ограничить максимальное времявыполнения и использование памяти (неконтролируемый расход памяти отрицательновлияет на быстродействие сервера) или устанавливать ограничения на каталоги, вкоторых пользователь может просматривать и исполнять сценарии РНР, а такжеиспользовать сценарии РНР для просмотра конфиденциальной информации на сервере.В стандартный набор функций РНР входит также ряд надежных механизмов шифрования.Другое преимущество заключается в том, что исходный текст сценариев РНР нельзяпросмотреть в браузере, поскольку сценарий интерпретируется до его отправки позапросу пользователя. Реализация РНР на стороне сервера предотвращает похищениенетривиальных сценариев;
- гибкостью – поскольку РНР являетсявстраиваемым языком, он отличается исключительной гибкостью по отношению кпотребностям разработчика. Хотя РНР обычно рекомендуется использовать всочетании с HTML, он с таким же успехом интегрируется и в JavaScript, XML идругие языки. Нет проблем и с зависимостью от браузеров, поскольку PHP являетсясерверным ЯП и никак не связан с браузерами. В сущности, сценарии РНР могутпередаваться любым устройствам с браузерами, включая сотовые телефоны, электронныезаписные книжки, пейджеры и портативные компьютеры, не говоря уже отрадиционных ПК. РНР в целом является платформенно-независимым языком,поскольку он не содержит кода, ориентированного на конкретный веб-сервер.Благодаря этим возможностям РНР занимает достойное место среди современныхтехнологий и обеспечивает масштабирование проектов до необходимых пределов;
- бесплатнымраспространением –важным фактором в развитии проекта РНР оказалась поддержка пользователей совсего мира. Бесплатное распространение исходных текстов РНР оказало неоценимуюуслугу пользователям. Вдобавок, отзывчивое сообщество пользователей РНРявляется своего рода «коллективной службой поддержки», и в популярныхэлектронных конференциях можно найти ответы даже на самые сложные вопросы.
В качестве клиентскогофреймворка был выбран jquery из-за его большей распространенности и лучшейдокументации [16]. Также, были просмотрены результаты тестов сравнения данныхфреймворков по скорости в браузерах Safari/Webkit (рисунок 15), Firefox/Gecko(рисунок 16) и Explorer8/Trident (рисунок 17):
/>
Рисунок 15 – сравнение скоростиJavascript-фреймворков в Safari/Webkit
/>Рисунок 16 –сравнение скорости Javascript-фреймворков в Firefox/Gecko
/>Рисунок 17 –сравнение скорости Javascript-фреймворков в Explorer8/Trident
На данных тестах видно,что jquery обгоняет по скорости prototype. В то же время несколько некорректнобыло включать в тесты extjs, поскольку он используется для иных целей. Этоттест в то же время доказывает, что jquery использует нативные возможностиjavascript (например, замыкания) для ускорения работы, в то время как prototypeявляется надстройкой над языком. Соответственно для реализации функций наклиентской стороне в дипломной работе используется javascript-фреймворк jQuery.
5 Описание интерфейсовсистемы
5.1 Интерфейссуперпользователя
Суперпользователь всистеме – выделенная пользовательская единица. Поскольку в данном проектеиспользуется CMF OpenHazel, то суперпользователь обладает всеми правами,которые заложены в CMF, а именно: может просматривать, изменять и удалятьстраницы сайта, изменять настройки страниц, модулей, а также настройки доступак ним, редактировать список возможных модулей, добавлять/изменять/удалятьпользователей и пользовательские группы на сайте, просматривать ошибки,появившиеся в процессе функционирования сайта, редактировать шаблоны, каскадныетаблицы стилей, а также клиентские джаваскрипты. Также суперпользователь можетработать с анонсами на сайте (например, с меню) и управлять содержаниемдинамических страниц (например, видеокастов).
/>
Рисунок 18 – Списокстраниц на сайте
Как можно увидеть нарисунке, страницы на сайте выводятся в виде дерева, отсортированного попозициям. У каждой страницы есть общая настройка (значок«шестеренка»), а также настройка прав доступа к ней (значок«ключ»). Любую страницу можно сделать неактивной (значок«флаг»), а таке сдвинуть вверх или вниз в дереве.
Кроме того, если страницаявляется динамической (например, страница «Новости», внутри которойнаходятся новости за определенный период времени), то слева от значка«ключ» есть соответствующий значок «модуль»,символизирующий, что управление это страницей таит в себе гораздо большевозможностей, чем просто редактирование текста и SEO-аттрибутов этой страницы.При нажатии на значок «модуль», суперпользователь переходит к управлениюсоответствующим модулем.
/>Рисунок 19 –Изменение страницы сайта
Изменение страницыпредполагает в себе изменение ее URL-адреса, названия, статическогосодержимого, а также SEO-аттрибутов. Для редактирования статическогосодержимого страницы используется WYSIWYG-редактор FCKEditor 2.6.5
/>
Рисунок 20 – Удаление страницы сайта
Удаление страницы с сайта– секундная операция, поэтому пользователю при клике на значок«удалить» выводится сообщение с предложением подтвердить удалениестраницы.
/>
Рисунок 21 – Изменениенастроек страницы
Все настройки по умолчаниюхранятся в файлах, в БД же мы храним лишь те настройки, которые отличаются отдефолтовых. При редактировании настроек динамической страницы суперпользователювыводятся настройки конкретного модуля, к которому привязана эта страница, дляэтой страницы. Настройки могут быть различными, но как правило – это количествовыводимых сообщений, видеокастов и прочие численные значения. Настройкизадаются в виде public-свойства в основном классе модуля. Также, существуетвозможность задавать настройки в виде xml-файла, созданного по соответствующейDTD.
/>
Рисунок 22 – Настройкадоступа к странице
Настройки доступаопределяются на этапе разработки проекта. В CMF OpenHazel реализован подход попримеру *nix-систем, когда пользователь может состоять во многих группах, а вгруппе модет состоять неограниченное количество пользователей. Это позволяетрасширить рамки, с которых мы смотрим на права доступа, и задавать правадоступа не конкретным пользователям, а сразу пользовательским группам. Притом,пользователи могут находиться во многих группах сразу, что позволит, напримерпреподавателям смотреть видеокасты, доступные студентам. В данном примерепоказано, что добавлять и изменять видеокасты смогут лишь те пользователи,которые находятся в группе «тьюторы», а удалять видеокасты смогутлишь пользователи, находящиеся в группе «администраторы». Впрочем этоне помешает пользователю, находящемуся сразу в этих группах, управлять видеокастамив полном объеме.
/>Рисунок 23 – Списокдоступных модулей
Список доступных модулейсайта – список возможных модулей, которые мы можем привязать к статическимстраницам, чтобы они стали динамическими. Модули подразделяются на внутренниеи внешние. Основное отличие – внешний модуль может быть привязан кконкретной странице, в то время как внутренний служит только для организациидоступа к определенным данным, хранящимся, например в БД.
/>Рисунок 24 – Списокпользователей
Список пользователейпоказывается в стандартном виде вместе с группами, в которых состоитпользователь. Также показывается дата регистрации пользователя и дата егопоследнего посещения. Управление пользователями осуществляется аналогичноуправлению страницами (используются те же флажки) на основе прав доступа. Поумолчанию редактировать, добавлять, просматривать и удалять пользователей можеттолько суперпользователь.
/>Рисунок 25 – Списокпользовательских групп
Просмотр, изменение иудаление пользовательских групп осуществляется аналогично списку пользователей.Также для конкретной группы можно добавить соответствующие пункты верхнегоменю, что позволит выдавать для каждой группы соовтетствующий список страниц вменю.
/>Рисунок 26 –Просмотр ошибок на сайте
Суперпользователь сможеттакже просматривать ошибки, произошедшие на сайте. В лог ошибок записываетсявся нужная информация – IP адрес пользователя, сама ошибка, тип запроса,реферер, полный backtrace ошибки и браузер пользователя.
/>Рисунок 27 – Окноредактирования шаблона на сайте
Суперпользователь можетредактировать шаблоны на сайте, клиентские джаваскрипты и каскадные таблицыстилей напрямую из окна браузера. Таким образом, ему не придется запускатьFTP-клиент для редактирования этой информации.
/>Рисунок 28 –Просмотр доступных анонсов
Суперпользователь такжеможет управлять списком анонсов на сайте. Анонсы – кусочки действий модулейсайта, которые способны выполняться отдельно от динамической страницы(например, последние добавленные видеокасты, которые мы хотим выводить наглавной странице сайта). Каждый модуль имеет класс типа{%modulename%}Module_Announce, который содержит методы анонсов. Анонс можетбыть привязан к какой-либо странице, и выводится на какой-либо конкретнойстранице. Все эти привязки – необязательны.
/>Рисунок 29 –Управление динамической страницей-модулем (пример)
На данном рисункепоказано управление динамической страницей-модулем на примере сайтаspbpresent.ru, работающего на CMF OpenHazel. Управление происходит винтуитивно-понятном режиме, внешне похожем на управление страниц,представленном на рисунке 18.
Следует отметить, чтоданная панель администрирования доступна только для суперпользователя, другиеже группы пользователей могут управлять сайтом напрямую с его страниц.
5.2 Интерфейсадминистратора
Все пользователи,входящие в пользовательскую группу «администратор» по сути должныобладать правами тьютора для управления подкастами а также для назначения правдоступа к ним. Единственное отличие – администратор может удалять имодерировать сообщения в «Обсуждениях» (рисунок 30). Тьютор же можеттолько отвечать на сообщения обучающихся и создавать отдельные, новые темы.
/>Рисунок 30 – Внешнийвид «Обсуждений» для администратора
5.3 Интерфейс тьютора
Тьютор может управлятьзагруженными в систему подкастами (рисунок 31) за исключением их удаления.Также тьютор может назначать уровень доступа, иначе говоря – модет назначатьгруппы студентов к просмотру данного видеокаста. Также тьютор может менятьсуществующие правила доступа, добавив или удалив определенные группы из спискатех, кому доступен подкаст.
Также тьютор можетотвечать на вопросы студентов в «Обсуждениях», причем его ответыавтоматически будут выделаться среди вопросов студентов для акцентированиявнимания студентов на ответах тьютора. Тьютор может одобрять вопросы студентов,разрешая их к просмотру (функция премодерации), отвечать на вопросы и удалятьнеадекватные вопросы и вопросы не по делу.
/>Рисунок 31 –Добавление подкаста
5.4Интерфейсстудента
Интерфейс студентамаксимально упрощен, чтобы не возникало лишних вопросов при работе с системой[2]. Студенту доступны лишь подкасты, которые преподаватель разрешил кпросмотру для его группы (рисунок 32), а также возможность осбудить материал изадать преподавателю вопросы в разделе «Обсуждения» (рисунок 33).
/>Рисунок 32 – Списокдоступных студенту подкастов
/>Рисунок 33 –Обсуждение подкаста с преподавателем
6 Возможности суперпользователя,администратора, преподавателя и студента
Суперпользователь –существующая по умолчанию пользовательская группа в CMF OpenHazel, котораяподразумевает, что пользователи, входящие в эту группу, имеют абсолютные правав системе. Они могут просматривать, изменять, добавлять и удалять страницы насайте, изменять настройки доступа к страницам, изменять настройки отображениястраниц на сайте, работать с модулями сайта, просматривать ошибки и многиедругие действия.
Касательно дипломнойработы – суперпользователь может задать у студентов количество отображенияподкастов на страницу. Также именно суперпользователь производит первоначальнуюнастройку системы, где указывает, что все загружаемые видео- и аудиоподкастыдолжны быть видимы пользовательским группам «тьютор» и«администратор».
Также суперпользовательзадает, сообщения каких пользовательских групп отображаются в«Обсуждениях» как ответы преподавателей.
Студенты максимальноудалены от процессов настройки системы. Вообще настройка системы максимальноскрыта от посторонних глаз. Студенты лишь видят доступные им видео- иаудиокасты, могут задавать вопросы преподавателям в «обсуждениях»,просматривать ответы других студентов.
Преподаватели в системеобладают дополнительными возможностями по сравнению со студентами.Преподаватели могут загружать подкасты в систему и назначать студенческиегруппы к просмотру этих видеокастов.Также преподаватели могут просматриватьвопросы студентов, одобрять стоящие вопросы (и отвечать на них), отклонятьвопросы, заданные не по существу. Также преподаватели могут создавать новыетемы в обсуждениях, не относящиеся к определенным видеокастам.
Администраторы системыобладают дополнительной возможностью удалять подкасты, ответы студентов ипреподавателей в обсуждениях. Также администраторы имеют возможностьполноценной модерации обсуждений и видеокастов.
7 Добавление,изменение и настройка прав доступа к подкастам
Подкасты добавляются вклиентской части сайта пользователями, входящими в пользовательскую группу«преподаватели». При загрузке подкдаста в систему вводится егоназвание, краткое описание, а также задается список групп, которые будут иметьдоступ к данному подкасту.
Процедура измененияаналогична процедуре добавления за исключением того, что нам не нужно всевводить вручную, и загрузка самого файла не является обязательной.
8 Обратная связь собучающимися
Обратная связьосуществляется через страницу «Обсуждения», которая представляетсобой упрощенный и направленный на обучение форум. Существуют глобальныекатегории, в каждой категории существуют ветки обсуждений, в которых студентымогут задавать вопросы преподавателям, а преподаватели могут на них отвечать.
При загрузке в системувидеокаста автоматически создается ветка обсуждения этого видеокаста. Связьмежду загруженным видеокастом и созданной веткой сохраняется в БД. Такимобразом у каждого видео- и аудиокаста внизу есть ссылка на ветку обсуждений.
Отдельная часть,реализующая личные сообщения пользователей, не реализовывалась в виду еененужности в данной системе – все вопросы студенты могут задать всоответствующей ветке обсуждений.
9 Работа спользователями системы
Специфика работы спользователями системы обусловлена применением CMF OpenHazel. Использованиеданного фреймворка позволяет нам использовать *nix-подобную систему храненияпользователей и пользовательских групп.
На случай непредвиденныхобстоятельств суперпользователь имеет возможность добавлять пользовательскиегруппы и самих пользователей из панели администрирования, однако гораздо болееудобный и простой интерфейс для этого существует у администраторов системы. Дляних реализовано пакетное добавление пользователей в студенческие группы, а такжеточечное добавление пользователей в систему.
Пользователь системыимеет также такое понятие как «активность». Это значит, чтопользователя можно деактивировать, тем самым запретив ему взаимодействовать ссистемой.
10 Итоговая проверка итестирование системы
Разработанная системапрошла первоначальную апробацию студентами и преподавателями кафедры КОТ. Всистему были загружены видеокасты, посвященные проблемам философии, несколькоскринкастов по веб-программированию и работе с графическими программами. Былапротестирована функция изменения и удаления подкастов. Также в систему былиуспешно загружены несколько аудиокастов на тему «Бизнес-процессы вIT». Была проверена работоспособность плеера в различных браузерах иоперационных системах [7]. В систему были добавлены пользователи каждой изгрупп, сформированы группы пользователей, для которых были сформированы правиладоступа к подкастам. Форум (обсуждение подкастов) был протестирован насоответствие стандартам безопасности, скорость работы, а также на вывод лишьтех сообщений, которые были одобрены преподавателями [6]. Была осуществленапакетная загрузка пользователей-студентов в систему через интерфейсадминистратора системы.
При апробации системыбыла протестирована и обработка исключительных ситуаций, таких, например, какошибки ввода данных или намеренное занесение противоречивой информации. Вслучае попытки записи в базу данных некорректной информации система выдаваласоответствующие предупреждения или автоматически уведомляла администратора опопытке взлома. Благодаря достаточному количеству функций, написанных на языкеJavaScript, система во многих случаях скрывала логику работы, подгружаяопределенные части кода посредством AJAX-вызовов. Также система защищена отпопытки загрузки на сервер файлов, не являющихся видео- или аудиокастами.
Сайт был загружен ипротестирован во всех популярных браузерах и операционных системах. Всестраницы, содержащие веб-интерфейс, выводили информацию одинаково в каждом изних. Распределение прав в системе происходит посредством разбиенияпользователей по группам. Группы могут содержать неограниченное количествопользователей, то же самое можно сказать и о пользователях. Данная система вомногом аналогична распределению прав в *nix-системах. При авторизации создаетсяпеременная в сессии, что обеспечивает возможность ограничения доступа кинформации, просмотр которой запрещен определенным группам пользователей.
Также, в случае еслипользователь не проходит аутентификацию, ему выдается сообщение об ошибке.Также ему запрещено выполнение тех или иных операций в системе.
В связи с тем, чтосистема была протестирована успешно, она может быть рекомендована к размещениюна сервере ИТМО, начиная со следующего учебного семестра. В свою очередь,сервер ИТМО оснащен всем необходимым программным и аппаратным обеспечением длявнедрения системы.
Посколькуобъектом разработки является веб-приложение, которое будет использоваться дляобеспечения учебного процесса университета, то можно утверждать, что разработкавыполняется с некоммерческой целью, на этом основании для оценки экономическойзначимости достаточно произвести расчет сметы затрат на разработку методомсметного калькулирования.
В состав сметнойстоимости входят следующие статьи затрат:
- расходные материалы;
- специальноеоборудование;
- затраты наэлектроэнергию для технологических целей;
- основнаязаработная плата разработчиков;
- дополнительнаязаработная плата;
- единый социальныйналог;
- прочие затраты;
- накладныерасходы.
Определим затраты по каждойстатье, тогда общая сметная стоимость будет определяться суммированием еесоставляющих.
10.1Оценказатратнарасходныематериалы
Стоимость затрат наматериалы проводилась по действующим рыночным ценам по формуле
/>, (1)
где n — числопозиций применяемых материалов;
m — номенклатура примененных покупныхизделий;
Nnj- количество покупных изделий, полуфабрикатов j-говида;
Цnj — цена покупного изделия,полуфабриката j-го вида, руб;
КТЗ — величинатранспортно-заготовительных расходов, КТЗ = (1,03...1,05).
Результаты расчета затратна расходные материалы приведены в таблице 1.
Таблица 1– Затраты нарасходные материалы
№
п/п Наименование материалов Единицы измерения
Кол-
во
Цена единицы
(руб.)
Сумма
(руб.)
Итого
материальных
затрат
(руб.) 1 Бумага офисная формата А4
упаковка
(500 листов) 1 128 128 128 2 Картридж для принтера штука 1 1240 1240 1240 3 Папка-скоросшиватель штука 1 48 48 48 4 Ручки шариковые штука 5 15 75 75 Итого 1491
Затраты на расходныематериалы составили одну тысячу четыреста девяносто один рубль.
10.2Оценказатратнаспециальноеоборудование
Поскольку покупкаспециального оборудования для разработки проекта не производилась, то в даннойстатье можно рассчитывать только амортизационные отчисления для существующегооборудования.
Стоимость амортизационныхотчислений рассчитывалась по формуле
/>, (2)
где НА-годовая норма амортизационных отчислений;
tn — время использования оборудованиядля исследования работы, число лет.
Результаты расчета затратна специальное оборудование приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Оценказатрат на специальное оборудование
№
п/п Номенклатура специального оборудования Единицы измерения
Кол-
во
ед.
Цена ед.
(руб.)
Время исполь-
зования Годовая норма амортиза-ционных отчисле-ний
Итого
стоимость спец.
обору-дования
(руб.) 1 Компьютер штука 1 18000 0,3 0,2 1080 2 Принтер Canon i-SENSYS LBP-3010B Black штука 1 5300 0,1 0,2 106 Итого 1186
Затраты на специальноеоборудование составили одну тысячу сто восемьдесят шесть рублей.
10.3 Оценка затрат на электроэнергию для технологических целей
Затраты определялись поформуле
/>, (3)
где l –номенклатура оборудования, используемого для разработки;
Wi — суммарная мощность оборудования попаспорту (0,6 кВт);
Ti — время использования для проведенияразработки, час;
Сkr — стоимость одного кВт-часаэлектроэнергии, руб.;
Кwi — коэффициент использования мощности(0,85).
Затраты на электроэнергиюдля технологических целей составили восемьсот двадцать шесть рублей.
10.4 Оценка затрат на заработную плату сотрудников
Основную работу вдипломном проектировании выполняет студент, его консультирует руководитель. Дляних основная заработная плата определялись по формуле
/>, (4)
где к — количествокатегорий разработчиков;
Пmj — количество разработчиков даннойкатегории;
Зmj — среднечасовая заработная плата j-йкатегории;
Р — продолжительность работы,выполняемой работником определенной категории, час.
Результаты расчетаосновной заработной платы приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Затраты назаработную плату сотрудников
№
п/п Сотрудник
Среднечасовая заработная плата
(руб./час)
Продолжитель-ность работы
(час.)
Итого заработная плата
(руб.) 1 Руководитель 300 160 48000 2 Студент 120 640 76800 Итого 124800
Дополнительная заработнаяплата была рассчитана по формуле
/>, (5)
где d – нормативзатрат на дополнительную зарплату от основной, d = 15 %.
Затраты на дополнительнуюзаработную плату составили восемнадцать тысяч семьсот двадцать рублей.
10.5 Единый социальный налог
В статью «Единыйсоциальный налог» входят отчисления от основной и дополнительной заработнойплаты. Отчисления осуществляются по установленной норме, которая составляет 26% от суммы основной и дополнительной заработной платы. Затраты на единыйсоциальный налог были определены по формуле:
/>, (6)
где r — общий процентотчислений.
Затраты на единыйсоциальный налог составили тридцать семь тысяч триста пятнадцать рублей.
10.6 Оценка прочих расходов
К статье «Прочие затраты»относятся затраты на апробацию практикума, аренда жилого помещения, затраты наосвещение и отопление. Эти затраты Сп были определены наоснове статистической информации и составили 7 процентов от суммарной величиныпредыдущих статей, что равно двенадцать тысяч девятьсот три рубля шестьдесятшесть копеек.
10.7 Оценка общей сметной стоимости проекта
Общая сметная стоимость Српроекта определялась суммированием ее составляющих:
Ср = />+ />+ />+ />+ />+ /> + Сп. (7)
Составим сводную таблицу4 с указанием всех статей расходов и затрат.
Таблица 4 – ОбщаяСметная Стоимость проекта
№
п/п Статья расходов Условное обозначение
Затраты по статье
(руб.) 1 Затраты на расходные материалы
/> 1491 2 Затраты на специальное оборудование
/> 1186 3 Затраты на электроэнергию
/> 826 4 Затраты на основную заработную плату сотрудников
/> 124800 5 Затраты на дополнительную заработную плату сотрудников
/> 18720 6 Единый социальный налог
/> 37315 7 Прочие затраты
Сп 12903,66 Итого 197241,66
Таким образом, общаясметная стоимость проекта составила сто девяносто семь тысяч двести сорок одинрубль шестьдесят шесть копеек.
11 Безопасностьжизнедеятельности
11.1 Описание условийэксплуатации проектируемой сетевой среды
Целью данного дипломногопроекта является разработка программного продукта (сайта кафедры),предполагающего работу большого числа пользователей с программой посредствомперсонального компьютера (ПК).
В системе предусмотреноразделение пользователей по следующим ролям:
- администратор;
- студент;
- преподаватель(тьютор);
- автор.
Для каждой ролипользователей определены соответствующие ее правам возможности.
«Администратор»:
- добавление,редактирование и удаление страниц на сайте;
- добавление,редактирование и удаление модулей сайта;
- изменениенастроек доступа для различных групп пользователей;
- добавление,изменение и удаление анонсов сайта;
- добавление,редактирование и удаление учетных записей пользователей системы;
- создание,редактирование и удаление категорий форума «вопросы преподавателям»;
- удаление ветвейфорума «вопросы преподавателям»;
- удаление ответовв форуме «вопросы преподавателям»;
- загрузка иудаление видеокастов в систему.
«Студент»:
- задание вопросовв форуме «вопросы преподавателям»;
- просмотрдоступных видеокастов.
«Преподаватель»:
- создание иредактирование ветвей форума «вопросы преподавателей»;
- возможностьотвечать и одобрять вопросы обучающихся;
- возможностьназначать группы студентов к просмотру определенных видеокастов.
«Автор»:
- загрузкавидеокастов в систему;
- возможностьотвечать на вопросы студентов в форуме «вопросы преподавателям».
Для просмотра информациипроизводится работа с «мышью», происходит зрительное восприятие выведенной наэкране монитора текста или графической информации.
В результате видно, чтопользователи сайта, взаимодействуя с сайтом, подвергаются многим негативнымвоздействиям при работе с ПК.
Работа пользователяподразумевает систематическую и продолжительную работу с сайтом. При этомподразумевается просмотр выводимой на экран информации и ее изменениестандартными устройствами ввода (мышь, клавиатура). Вывод информациипроизводится на экран монитора в текстовой и графической формах. На основаниисказанного можно сделать вывод о том, что в процессе пользования сайтом,пользователь проводит все время за ПК. При этом на его органы зрениявоздействует излучение монитора, использование клавиатуры и мыши воздействуетна суставы рук, шумы монитора повышают раздражительность человека ивоздействуют на его центральную нервную систему. В результате можно сделатьследующий вывод: пользователь сайта подвергается всем вредным воздействиям,типичным для стандартного пользователя ПК.
11.2 Анализ ивыявление потенциально опасных и вредных факторов
Пользователь ПКподвергается вредному воздействию, как со стороны техники, так и из-занеправильно организованного рабочего места и испытывает на себе следующиеопасные факторы:
- Воздействиеэлектромагнитного и электростатических полей (от монитора, системного блока,устройств ввода/вывода) на внутренние органы и на деформацию живых клеток;
- Излучение(рентгеновский, ультрафиолетовый и инфракрасный спектры);
- Воздействие шумови вибраций на организм;
- Воздействиеэргономики рабочего места и дизайна внешних устройств компьютера (клавиатура,«мышь») на опорно-двигательную систему и мышечный тонус;
- Напряжение зрения(условия освещения, контраст монитора);
- Опасностьпоражения электрическим током;
- Нервно-эмоциональныеперегрузки.
Воздействие указанныхнеблагоприятных факторов приводит к нарушениям центральной нервной,сердечно-сосудистой и эндокринной систем, нейротрофическим нарушениям ипатологическим изменениям, включая изменения состава крови, раздражительности,головным болям, ухудшению слуха, головокружению, снижению памяти, повышеннойутомляемости. У пользователей снижается концентрация внимания, быстро наступаетусталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическимнапряжением. Все это ведет к снижению работоспособности, производительности,качества и безопасности труда.
Длительное нахождениечеловека в зоне комбинированного воздействия различных неблагоприятных факторовможет привести к профессиональному заболеванию.
11.3 Описание мероприятий,обеспечивающих или повышающих безопасность
Соблюдение требований крабочему оборудованию, аксессуарам и характеру работы, поможет устранитьвредные факторы, оказывающие воздействие на пользователя:
Поскольку существует несколько видов вредных воздействий, существует инесколько путей их предотвращения.
11.3.1 Мерыпредотвращения вредных воздействий электромагнитного и электростатических полей
Для защиты отэлектромагнитных и электростатических полей допускается применение экранныхфильтров, специальных экранов и других средств индивидуальной защиты, прошедшихиспытания и имеющих соответствующий гигиенический сертификат.
При использованиизащитных фильтров, одеваемых или встраиваемых в корпус монитора, ониобязательно должны быть заземлены.
Меры, предотвращающиевредное воздействие излучения:
С целью предупреждениязаболеваний пользователей, вызванных воздействием излучений при работе на ПК,рекомендуется применять мониторы с пониженным уровнем излучения,соответствующие международным стандартам MPR-II, ТСО’95, ТСО’99, иконтролировать соблюдение работающими регламентированных режимов труда иотдыха.
Меры по предотвращениювредного воздействия вибрации и шумов на рабочем месте:
Для уменьшения шума впомещении с ПК, как правило, применяют метод акустической обработки помещений,используя для облицовки ограждающих поверхностей звукопоглощающие материалы смаксимальными коэффициентами звукопоглощения (α) в интервале частот 63 –8000 Гц. C этой целью на потолках и стенах размещают перфорированные панели сзвукопоглощающим наполнителем (минеральной ватой). Панели укрепляютнепосредственно на поверхности ограждения или с отнесением от него нарасстояние 20 см. В последнем случае применение звукопоглощающей облицовкиболее эффективно.
Дополнительным звукопоглощениеммогут служить однотонные занавеси из плотной ткани, гармонирующие с окраскойстен и подвешенные в складку на расстоянии 15 – 20 см от оконного стекла.Ширина занавеси должна быть в 2 раза больше ширины окна. Снизить уровень шумаможно также, используя для печати малошумные лазерные принтеры.
11.3.2 Меры,позволяющие устранить вредные факторы, оказывающие влияние на мышцы и суставы
- Обеспечениеудобной формы и площади рабочего места.
- Удобствоположения клавиатуры с возможностью изменения наклона плоскости клавишного поляна дискретные значения, составляющие следующий ряд в градусах: 3, 6, 9, 12.
- Соответствиеформы спинки кресла форме спины работающего человека. Изменение положения иформы кресла таким образом, чтобы угол между линией локоть-кисть и линиейлокоть-плечо лежал в пределах 90-120 градусов.
- Перерыв на 15минут через каждые 45 минут работы.
- Занятиеспециальной гимнастикой, уменьшающей напряжение в фалангах пальцев, кистях,областях плеч, шеи и спины.
11.3.3 Мерыпредотвращения вредных воздействий на глаза
- Созданиеоптимальной по удобству конструкции рабочего места (расстояние до экрана,наклон экрана и т.д.);
- Использованиеспециальных очков с линзами-фильтрами людьми с уже нарушенным зрением;
- Применениеспециальных защитных фильтров, уменьшающих вредное воздействие монитора.
- Монитор следуетвыбирать с затемненным экраном, покрытым антибликовым слоем.
- Экран не долженрасполагаться напротив оконного проема, либо другой зеркальной поверхности свысоким коэффициентом отражения.
- Поддержка хорошейосвещенности рабочего места.
- Необходимообращать внимание на частоту и разрешение монитора. Чем выше разрешение, темниже частота и, следовательно, заметнее мерцание изображения.
- Важным параметроммонитора является размер зерна (влияет на четкость изображения). Зерно недолжно быть больше, чем 0,28 мм. В 17-дюймовых же мониторах стандартомсчитается размер зерна в 0,26 мм.
11.3.4 Мерыбезопасности, для предотвращения возможности поражения электрическим током
- Заземление всехподключаемых устройств.
- Ограничениедоступа персонала к работам по подключению, ремонту средств вычислительной иофисной техники.
- Исключение изиспользования неисправной техники.
- Соблюдение правилтехники безопасности.
11.3.5 Средстваулучшения качества электропитания
Электронное оборудование,питающееся от сети переменного тока, подвергается различным негативнымвоздействиям со стороны этой питающей сети. Стандартным требованием к питающейсети является напряжение питания 220 В с допустимыми отклонениями от –15% до+10% от номинала (187-242 В) при частоте 50±1 Гц. К основным негативнымвоздействующим факторам относятся следующие:
- высоковольтныеимпульсные перенапряжения – грозовые, длительностью от долей до десятковмикросекунд, и коммутационные, длительностью до десятков и сотен миллисекунд.Грозовые перенапряжения могут достигать десятков киловольт, коммутационные –единиц киловольт;
- радиочастотныешумы от воздействия мощных радиопередающих и иных устройств и помехи отимпульсных блоков питания;
- повышениянапряжения выше 110% от номинала, кратковременные (на несколько периодов сети)или длительные, вызванные неполадками в сети, например, перекосом фаз;
- кратковременныепровалы (в течение нескольких периодов), вызванные подключением мощной нагрузки,и длительные понижения напряжения ниже 85% от номинального значения;
- пропаданиенапряжения более чем на два полупериода частоты;
- отклонениечастоты питающей сети от номинала 50 Гц;
- гармоническиеискажения питающего напряжения (отклонение формы от синусоидальной).
Степень воздействияпитающей сети на аппаратуру различна – сбои (импульсные помехи и провалыпитающего напряжения), самопроизвольное отключение или перезапуск устройств,выход из строя под действием импульсных или длительных перенапряжений.Последствия от сбоев по питанию могут быть весьма тяжелыми – от потери вовремяне сохраненных данных, до выхода аппаратуры из строя.
11.3.6 Комплекс мердля защиты от воздействия сетевых возмущений
- сетевой LC-фильтр– задерживает высокочастотные помехи из сети и в сеть от импульсных блоковпитания. Этот фильтр входит в состав практически любого блока питания, а такжев сетевые колодки питания типа «Pilot» и им подобные;
- ограничительперенапряжения (surge protector) – подавляет высоковольтные выбросы, какотносительно длинные коммутационные (до 10 мкс), возникающие при переключенияхмощных цепей, так и короткие – грозовые. Энергия импульсов перенапряженийпоглощается полупроводниковым варистором. При хорошем подборе параметровваристор может спасать и от длительных значительных повышений напряжения сети,например, при перекосе фаз. В этом случае варистор будет ограничиватьнапряжение, выделяя значительную мощность, что приведет к его пробою накороткое замыкание и отключению питания предохранителями токовой защиты (еслиони есть и рассчитаны на соответствующий ток);
- стабилизаторнапряжения (электронный или феррорезонансный) – стабилизирует выходноенапряжение при плавных изменениях входного. Современные вариантыферрорезонансных стабилизаторов нашли широкое применение в узлах питаниякомпьютера. Электронные устройства на активных компонентах не получили широкогораспространения из-за приближения цен к ценам на источники бесперебойногопитания;
- источникибесперебойного питания – ИБП (UPS) – предохраняют от внезапного пропаданиянапряжения сети. В их состав обязательно входят аккумуляторные батареи,выпрямитель входного напряжения и инвертор, обеспечивающий нагрузку напряжениемпеременного тока.
11.3.7 Меры, ведущие кустранению нервно-эмоциональных перегрузок
- Использованиеудобного и усовершенствованного интерфейса. Не допущение использования яркихконтрастных изображений и резкую их смену, то есть использование по меревозможности набор полутонов.
- Исключениеприсутствия на экране несистематизированной информации в большом количестве.
- Пользователямнеобходимо обеспечить вычислительные средства достаточного быстродействия.Время реакции на запрос не должно превышать в среднем 5-10 секунд.
11.4 Пожарнаябезопасность
Пожарной профилактикойназывают комплекс организационных и технических мероприятий, направленных наобеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, ограничения егораспространения, а также на создание условий для успешного тушения пожара.
Пожаром называютнеконтролируемое горение во времени и пространстве, наносящее материальныйущерб и создающее угрозу жизни и здоровью людей. Опасными факторами пожараявляются:
- открытый огонь иискры;
- повышеннаятемпература воздуха и окружающих предметов;
- токсичныепродукты горения;
- дым;
- пониженнаяконцентрация кислорода в воздухе;
- обрушение иповреждение зданий, сооружений, установок.
В современных ЭВМ оченьвысокая плотность размещения элементов электронных схем. В непосредственнойблизости друг от друга располагаются соединительные провода, коммутационныекабели. При протекании по ним электрического тока выделяется значительноеколичество теплоты, что может привести к повышению температуры отдельных узловдо 80-100 °С. При этом возможно оплавление изоляции соединительных проводов, ихоголение и, как следствие, короткое замыкание, которое сопровождаетсяискрением, ведет к недопустимым перегрузкам элементов электронных схем.Последние, перегреваясь, сгорают с разбрызгиванием искр.
Эффективным средствомзащиты от токов перегрузки и короткого замыкания является использование плавкихпредохранителей или автоматов защиты. Необходимо соблюдать требования пожарнойбезопасности, которые предусматриваются в ГОСТ 12.1.004-76 ССБТ «Пожарнаябезопасность. Общие требования.»:
- Пожарная безопасностьдолжна обеспечиваться системами предотвращения пожара и защиты от пожара.Система предотвращения пожара складывается из мероприятий, регламентированныхправилами эксплуатации технических средств, средств освещения,кондиционирования и вентиляции в помещениях. Система защиты от пожараскладывается из мероприятий, в состав которых входят применение специальныхсредств коллективной и индивидуальной защиты людей в случае возникновенияпожара, обеспечение надежного действия пожарной сигнализации и других средствизвещения о пожаре и организация пожарной охраны объекта.
- Помещения ВЦдолжны соответствовать требованиям СН 512-78 «Инструкция по проектированиюзданий и помещений для ВЦ» и СНиП 2-2-80 «Противопожарные нормы проектированиязданий и сооружений». Все помещения ВЦ проектируются или сооружаются изкирпича, железобетона, металла, стекла и др. несгораемых материалов, иотделяются от других помещений несгораемыми стенами. Стальные несущиеконструкции над помещениями ВЦ защищаются огнестойкой защитной краской.Перекрытия имеют изоляцию.
- В соответствии сСНиП 2-90-81 «Проектирование зданий промышленных предприятий» для помещений ВЦустанавливается категория пожарной безопасности «В» (для твердых сгораемыхвеществ и материалов). Стены ВЦ должны быть несгораемыми с пределомогнестойкости не менее 0.75. Для технологических полов устанавливаютсятрудносгораемые плиты. Подпольное помещение должно разделяться несгораемымипереборками на отсеки с площадью не более 250 квадратных метров. При прокладкекабелей электрических линий используются плиты из минеральной ваты.
- Согласно ГОСТ12.4.009-75 «Первичные средства тушения пожара» в ВЦ должны быть: гидрант(пожарный ствол), огнетушитель, сухой песок в железном ящике и асбестовыеодеяла. По приведенному ГОСТу пожарный кран располагается на высоте 1.35 метровот пола в доступном и удобном месте и оснащается рукавами диаметром 50 мм идлиной 10-20 метров. В машинном зале применение воды для тушения пожаравозможно только в случае отключения энергоустановок от электросети. В ВЦприменяют такие виды огнетушителей как ОЦ-5 – газовый углекислотный, для подачидвуокиси углерода в виде газа или снега при тушении твердых веществ иэлектроустановок, находящихся под напряжением и ОП-1, ОПС-5, ОПС-10 –порошковые, для тушения порошками типа ПСБ и ПС-1 устройств, содержащихредкоземельные и щелочные металлы.
- Для указанияместонахождения пожарной техники и огнетушащих средств применяются указательныезнаки по ГОСТ 12.4.026-76 «Знаки указательные». Знаки размещаются на высоте 2-2.5метров. У места расположения гидрантов устанавливается цветной указатель в видебукв «ПГ». Огнетушители размещаются на высоте не более 1.5 метров от пола втумбе с такой конструкцией, чтобы можно было определить тип огнетушителя.
Заключение
В рамках работы наддипломным проектом была разработана система для информационного обеспечениядистанционного и очного обучения через просмотр видеокастов. В разработаннойсистеме предусмотрено разделение пользователей на группы с разным уровнемдоступа к элементам системы. Реализованные в разработанной среде возможностипозволяют: регистрировать пользователей в системе, размещать новые и изменятьимеющиеся видеокасты в системе, назначать уровень доступа к конкретнымматериалам, обсуждать имеющиеся в системе видеокасты, а также отлельныевопросы, касающиеся учебного процесса. Также в системе реализовандополнительный функционал: прослушивание аудиокастов.
При разработке сетевойсреды использовались следующие инструменты: веб-сервер nginx-0.7.64 в качествефронтового веб-сервера, Apache 2.2.14 в качестве бэкенда, язык серверныхсценариев PHP 5.2.11, СУБД MySQL 5.1.41.
Разработанная системапозволяет эффективно управлять дистанционным учебным процессом, обеспечиватьочный учебный процесс, а также способствует популяризации университета.Реализация видео- и скринкастов способствует лучшему усвоению нового материалау студентов, воздействует на слуховую и зрительную память, что гораздоэффективней простых текстовых материалов. Также реализована поддержка обратнойсвязи со студентами. В разработанной системе студенту предоставляются лишь теподкасты, которые преподаватель считает нужными к просмотру, интерфейс лишенненужных, отвлекающих элементов, что способствует более полному усвоениюматериала без отвлечения на второстепенные дела.
В качестве планов набудущее нужно рассматривать интеграцию с существующей информационной системойСПбГУ ИТМО, возможное добавление платежного функционала в данную систему. Такжестоит решить вопрос с хранением видеокастов и, что самое главное, начинатьпредоставлять доступ к определенным загруженным видеокастам студентам другихВУЗов. Реализация перечисленных нововведений позволит улучшит работу с системойи увеличит информационно-содержательную ценность ресурса.