Внедрение компьютерной техники в сферу образования

Кроме того, при разработке программы следует:

• создать удобный интерфейс для пользователя;
• произвести озвучивание задания упражнения;
• осуществить возможность сохранения отчета в текстовый файл;
• реализовать в программе независимость выбора урока, уровня, упражнения;
• автоматизировать проверку выполнения упражнений;
• обеспечить автоматизированный подсчет баллов;
• разработать формирование сводного отчета.

В итоге разработки программный  продукт должен  обладать следующими функциями:

• вывод информации о программе;
• автоматизированный подсчет баллов;
• формирование сводного отчета;
• автоматизированная проверка выполнения упражнений;
• независимость выбора урока, уровня, упражнения;
• сохранения отчета в текстовый файл;
• озвучивание задания упражнения;
• возможность редактирования данных до проверки упражнения;
• запрет изменения данных  и повторной проверки упражения.

Данную программу могут  использовать преподаватели колледжа и других учебных заведений, пожелавшие упростить проверку знаний учащихся, а также любые пользователи персональных компьютеров в тех же целях.

2.2 Выбор архитектуры приложения

Архитектурой программного обеспечения называют совокупность базовых концепций (принципов) его построения. Архитектура программного обеспечения определяется сложностью решаемых задач, степенью универсальности разрабатываемого программного обеспечения и числом пользователей, одновременно работающих с одной его копией.Различают:

• однопользовательскую архитектуру, при которой программное обеспечение рассчитано на одного пользователя, работающего за персональным компьютером;
• многопользовательскую архитектуру, которая рассчитана на работу в локальной или глобальной сети.

Кроме того, в рамках однопользовательской архитектуры различают:

• программы;
• пакеты программ;
• программные комплексы;

• программные системы.

Многопользовательскую архитектуру реализуют системы, построенные по принципу «клиент-сервер».Программой называют адресованный компьютеру набор инструкций, точно описывающий последовательность действий, которые необходимо выполнить для решения конкретной задачи. При структурном подходе программы представляют собой иерархию подпрограмм, вызывающих друг друга в процессе решения поставленной задачи, при объектном подходе - совокупность обменивающихся сообщениями объектов, для реализации которых разработаны специальные классы. Программа в этом случае представляет собой отдельно компилируемую программную единицу, которая может использовать стандартные библиотеки подпрограмм, но, как правило, не организует свои. Это самый простой вид архитектуры, который обычно используется при решении небольших задач.[6]

Пакеты программ представляют собой совокупность программ, решающих задачи некоторой прикладной области. Например, пакет графических программ, пакет математических программ. Программы такого пакета связаны между собой только принадлежностью к определенной прикладной области. Пакет программ реализуют как набор отдельных программ, каждая из которых сама вводит необходимые данные и выводит результаты. По сути дела пакет программ - это некоторая библиотека программ.

Программные комплексы  представляют собой совокупность программ,  совместно обеспечивающих решение небольшого класса сложных задач одной прикладной области. Для решения такой задачи может потребоваться решить несколько подзадач, последовательно вызывая программы комплекса. Вызов программ в программном комплексе осуществляется специальной программой - диспетчером, который обеспечивает несложный интерфейс с пользователем и, возможно, выдачу некоторой справочной информации. От пакета программ программный комплекс отличается еще и тем, что несколько программ могут последовательно или циклически вызываться для решения одной задачи, и, следовательно, желательно хранить исходные данные и результаты вызовов в пределах одного пользовательского проекта. Программы в этом случае могут реализовываться как отдельно, так и как совместно компилируемые программные единицы, а исходные данные храниться в оперативной памяти или в файлах. 
Программные системы представляют собой организованную совокупность программ (подсистем), позволяющую решать широкий класс задач из некоторой прикладной области. В отличие от программных комплексов программы, входящие в программную систему, взаимодействуют через общие данные. Программные системы обычно имеют развитые пользовательский и внутренние интерфейсы, что требует их тщательного проектирования. 
Многопользовательские программные системы в отличие от обычных программных систем должны организовывать сетевое взаимодействие отдельных компонентов программного обеспечения, что еще усложняет процесс его разработки. Для разработки подобного программного обеспечения используют специальные технологии или платформы, например, технологии CORBA, COM, Java и т. п.

2.3 Выбор и обоснование языка программирования

C++ - язык программирования высокого уровня, который был создан в 1985 как объектно-ориентированная версия популярного языка C. В 90-х годах язык C++ стал одним из самых популярных средств разработки программного обеспечения, что связано с его родством с языком C и широкими возможностями. Альтернативой C++ является Delphi. Созданный корпорацией Borland, он вобрал в себя все лучшее, что эта фирма, славящаяся своими средствами разработки, накопила на данный момент. Delphi сильно отличается от всех видов C++.

В его основу положен язык программирования Object Pascal. По поводу его возможностей бытовало неправильное мнение. Некоторые считали, что по сравнению с C он недостаточно мощен и гибок. На начальных этапах развития так и было, однако стараниями фирмы Borland Паскаль был серьезно усовершенствован, и уже в версии Турбо Паскаль 5.5 представлял собой весьма мощный инструмент для разработчика. С появлением Windows его позиции серьезно пошатнулись, однако Borland как основной поставщик компиляторов на основе Pascal не собирался мириться с подобной ситуацией. В обстановке глубокой секретности началась разработка нового продукта на основе Паскаля. Так появился Delphi.[7]

Delphi – не просто  язык. Это чрезвычайно мощная  и удобная интегрированная среда (IDE), заслуживающая самых высоких оценок. Ни один компилятор C++, включая Visual C++, не предоставляет нам столь дружественной, интуитивно понятной, простой в использовании и вместе с тем столь многофункциональной оболочки как Delphi. Что бы не говорили работники Microsoft о том, что своим Visual Studio они предоставляют пользователю средства быстрой разработки приложений с графическим интерфейсом, ничего лучше Delphi в плане скорости и удобства, просто не существует. К тому же эффективность кода, сгенерированного компилятором Delphi, в большинстве случаев не хуже, чем у его конкурента C++. Исходя из этих соображений многие программисты отдают предпочтение Delphi.[9]

Object Pascal, лежащий в  основе Delphi, обогащен множеством  типов и классов, позволяющих полноценно использовать возможности программирования под Windows. Практически все, что можно создать с помощью C++, реализуемой и на Object Pascal, причем, благодаря простоте и лучшей структурированности Паскаля, программа получается более четкой, удобной для восприятия, и, что самое главное, более надежной, чем написанная на C++. Отдельно следует сказать о базах данных. В Delphi введены мощные средства поддержки работы с данными, позволяющие очень просто создавать приложения, связанные с базами данных. В этой области Delphi, пожалуй, вообще не имеет конкурентов. Учитывая то, что работа с базами данных является одной из основных задач программиста, последнее еще более укрепляет положение Delphi как превосходного средства разработки программного обеспечения.

Поскольку Delphi является самым простым и удобным среди  всех мощных пакетов, а также из-за того, что Паскаль значительно  проще C++ и к тому же изучается  в вузах и некоторых школах, я могу рекомендовать его обучения программирования под Windows. В дальнейшем вам будет гораздо легче изучить C++ или какой-либо другой язык. Однако это вовсе не означает, что этот язык пригоден только для начинающих. Даже освоив C++,многие по-прежнему используют Delphi, где это возможно, - настолько он удобен и выгоден в применении. А там, где потребуется высокая надежность, - в приложениях для бизнеса и деловой сферы – Delphi просто незаменим. Таким образом все сказанное выше определило выбор для разработки данного программного продукта .

2.4 Структурные и функциональные схемы

Процесс проектирования сложного программного обеспечения  начинают с уточнения его структуры, то есть определения структурных  компонентов и связей между ними. Результат уточнения структуры  может быть представлен в виде структурной и/или функциональной схем и описания (спецификаций) компонентов. Структурной называют схему, отражающую состав и взаимодействие по управлению частей разрабатываемого программного обеспечения. Структурные схемы пакетов программ не информативны, поскольку организация программ в пакеты не предусматривает передачи управления между ними. Поэтому структурные схемы разрабатывают для каждой программы пакета, а список  программ пакета определяют, анализируя функции, указанные в техническом задании.[12]

Структурная схема программной системы, как правило, показывает наличие подсистем или других структурных компонентов. В отличие от программного комплекса отдельные части (подсистемы) программной системы интенсивно обмениваются данными между собой и, возможно, с основной программой. Структурная же схема программной системы этого обычно не показывает. Структурной схемой называют схему, отражающую состав и взаимодействие по управлению частей разрабатываемого программного обеспечения. Структурные схемы пакетов программ не информативны, поскольку организация программ в пакеты не предусматривает передачи управления между ними. Разработку структурной схемы программы обычно выполняют методом пошаговой детализации.

Она предназначена для  отражения общей структуры устройства, то есть его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части. Обозначение структурной схемы могут быть достаточно свободными, хотя некоторые общепринятые правила всё же лучше выполнять.

 

Рисунок 2.1– Структурная схема программы -тренажер по русскому языку

Функциональная схема является экспликацией отдельных видов процессов, протекающих в целостных функциональных блоках и цепях устройства. Функциональная схема или схема данных – схема взаимодействия компонентов программного обеспечения с описанием информационных потоков, состава данных в потоках и указанием используемых файлов и устройств. Функциональные схемы более информативны, чем структурные. Все компоненты структурных и функциональных схем должны быть описаны.

Функциональная схема - вид графической модели изделия, документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (установки) или изделия (установки) в целом. Их использование и построение позволяет наглядно отразить устройство функциональных (рабочих) изменений. Поскольку функциональные схемы не имеют собственной системы условных обозначений, их построение допускает сочетание кинематических, электрических и алгоритмических обозначений (для таких схем более подходящим термином оказывается комбинированные схемы).

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2– Функциональная схема программы-тренажер по русскому языку

Такие цепи из логических элементов называются логическими  устройствами. Логические устройства же, соединяясь, в свою очередь образуют функциональные схемы (их еще называют структурными или логическими схемами). По заданной функциональной схеме можно определить логическую формулу, по которой эта схема работает, и наоборот.

2.5 Проектирование интерфейса  пользователя

Пользовательский интерфейс - это программных и аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователя с компьютером. Основу такого взаимодействия составляют диалоги. Под диалогом в данном случае понимают регламентированный обмен информацией между человеком и компьютером, осуществляемый в реальном масштабе времени и  направленный на совместное решение конкретной задачи. Каждый диалог состоит из отдельных процессов ввода/вывода, которые физически обеспечивают связь пользователя и компьютера. Обмен информацией осуществляется передачей сообщения.