87218

Структура информационной системы управления учебным процессом

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

Говоря о персонале следует выделить проблему взаимодействия пользователей и разработчиков системы. Разработчики системы также используют стандарт IDEF0 для описания приложений системы и стандарт IDEFX для описания структуры БД. Территориальная распределенность информационной системы накладывает определенные требования на аппаратное обеспечение и СУБД [3] поддерживающее функционирование БД.

Русский

2015-04-17

114.48 KB

5 чел.


УДК: 004:378

Структура информационной системы управления

учебным процессом

Старший преподаватель кафедры «Информационные системы» Салина Н.И.

Орловский государственный технический университет

Россия, г. Орел, (0862) 41-98-09; admin_dek@ostu.ru

The article is devoted to the creation problem of information systems for training process control. It described component part of any information systems, the subsystem of information systems for training control and its data flow. And problem integration produced information system with existent system, produced in deferent environment

Любая информационная система состоит из следующих элементов: база данных, программное обеспечение БД (СУБД), прикладное программное обеспечение, аппаратное обеспечение (в том числе устройства хранения), персонал, использующий и разрабатывающий эту систему [1].

Говоря о персонале, следует выделить проблему взаимодействия пользователей и разработчиков системы. Для решения этой проблемы используется стандарт IDEF0 [2].

Разработчики системы также используют стандарт IDEF0 для описания приложений системы и стандарт IDEFX для описания структуры БД.

Территориальная распределенность информационной системы накладывает определенные требования на аппаратное обеспечение и СУБД [3], поддерживающее функционирование БД. Поэтому система строится по принципам «клиент-сервер» [1], причем в основе системы лежит распределенная БД. В каждом корпусе вуза находится независимый сервер, на котором содержится полная копия БД. В результате пользователи могут получить доступ к необходимым данным в любой момент времени с любого компьютера, находящего в вузовской сети, причем этот доступ будет в достаточной степени быстрым. Конечно, существует вероятность, что пользователь получит устаревшие данные, так как синхронизация БД происходит один раз в сутки. Однако пользователи могут запустить процесс обмена информацией между серверами в любой момент времени.

В качестве СУБД используется MSSQL-сервер, который имеет хороший механизм синхронизации реплик для распределенных БД [3]. Кроме того, эта СУБД имеет механизм поддержки транзакций и достаточно гибкий язык хранимых процедур, что необходимо для реализации информационных систем такого уровня. Дело в том, что система управления учебным процессом имеет большое число классов пользователей, каждый из которых обладает собственным представлением, при этом представления пересекаются. Поэтому необходимо стремиться к логической независимости [1] от данных, то есть ситуации, когда изменения в представлении одного класса пользователей никак не отражаются в других представлениях.

Большая часть приложений системы управления учебным процессом написана в среде визуального программирования Delphi.

Для описания структуры информационной системы рассмотрим основные информационные потоки этой системы, а также ее взаимодействие с другими информационными системами, эксплуатируемыми в вузе (рисунок 1).

БД

Основной блок системы управления учебным процессом

Библиотека

Libero

Канцелярия

Lotus

Проректорат

Контроль успеваемости

Просмотр личной информации студентов

Архив

Ведение

архива

Отдел распределения молодых специалистов

Paradox

Приемная комиссия

Личный учет абитуриентов

Проведение вступительных экзаменов

Рисунок 1. – Потоки данных информационной системы управления учебным процессом

На схеме прямоугольниками обозначены подсистемы управления учебным процессом, разработанные в НИЦ НИТ ОрелГТУ, а овалами – системы сторонних производителей.

Для автоматизации работы библиотеки приобретена сиcтема Libero. В ее основе лежит реляционная БД, из которой в систему управления учебным процессом планируется извлекать данные по литературному обеспечению читаемых дисциплин.

Набольшая проблема ожидается с интегрированием системы документооборота, которую планируется установить в канцелярии. Дело в том, что Lotus не является чисто реляционной СУБД, поэтому возможны затруднения с извлечением данных о приказах по перемещению студентов по курсам и специальностям.

В отделе распределения молодых специалистов ОрелГТУ уже долгое время функционирует информационная система учета договоров на обучение студентов. Информация о типе и оплате по договорам студентов передается в систему управления учебным процессом и используется при формировании списков студентов на пересдачу сессии, а так же при начислении стипендий. Среда Paradox является так называемой «настольной» (desktop) СУБД и не поддерживает работу в режиме «клиент-сервер». Однако возможностей этой СУБД вполне хватает для обеспечения потребностей отдела в быстродействии и параллельном доступе к данным.

Подсистема «Архив» имеет свое собственное хранилище информации, хотя и является частью общей системы. Это связано с большим объемом данных, обрабатываемым этой подсистемой и длительным сроком их хранения.

Подсистемы, используемые в проректорате, написаны при помощи простейших Internet-технологий, что позволяет создавать наиболее тонких клиентов. Использование Internet-технологий облегчается тем фактом, что пользователи этой подсистемы используют информацию БД только для чтения.

Подсистема «Проведение вступительных экзаменов», работающая в приемной комиссии, имеет одну важную особенность. На рисунке 1 видно, что эта подсистема имеет свое собственное хранилище данных, причем никак не синхронизирующееся с основным хранилищем. Это связано с повышенным уровнем секретности информации, касающейся вступительных оценок. Поэтому оценки хранятся на локальной машине пользователя приемной комиссии. В такой ситуации за безопасность и резервное копирование информации несет ответственность не администратор БД, а пользователь.

Кафедра

Разработать

учебный план

Составить

рабочую программу

Составить

индивидуальные планы

Деканат

Согласовать

учебный план

Составить графики

учебного процесса

Провести контрольные

мероприятия

Диспетчерская

Составить расписание

Стандарт на

специальность

Учебно-методическое

управление

Утвердить

учебный план

Утвердить

график

Распределить

нагрузку на кафедры

Нагрузка

преподавателей

Теперь более подробно рассмотрим основной блок системы управления учебным процессом (рисунок 2).

Рисунок 2. – Основной блок системы управления учебным процессом

Заведующий кафедрой на основе стандарта на специальность составляет учебный план. Подсистема составления учебных планов состоит из трех блоков.

  1.  Календарный план – недельное планирование таких видов нагрузки, как теоретическое обучение, различные виды практик, контрольные мероприятия.
  2.  Планирование изучаемых дисциплин в разрезе видов занятий: лекций, практических занятий, лабораторных работе, самостоятельной работы
  3.  Планирование нагрузки по семестрам. Внешний вид формы этого блока представлен на рисунке 3.

После разработки учебный план специальности передается на согласование декану. Основной целью согласования плана является синхронизация дисциплин, занятия по которым проводятся одновременно для нескольких специальностей. Такое объединение специальностей называется потоком. Система управления учебным процессом предлагает декану возможность ввести рекомендации по объединению в потоки, а затем тестировать составленные на кафедрах планы на соответствие этим рекомендациям. При разработке этой подсистемы рассматривалась возможность сделать рекомендации по объединению в потоки обязательными для планов, то есть нельзя было бы составить планы, нарушающие эти рекомендации. Однако при более детальном изучении предметной области было выяснено, что многие рекомендации могут быть и не выполнены, поэтому в системе реализовано только тестирование.

На следующем этапе планы утверждается учебно-методическим управлением. На кафедрах, в деканатах и учебно-методическом управлении работает одна и та же версия программы, но в различных режимах. После утверждения плана в учебно-методическом управлении он становиться доступным во всех остальных подразделениях «только для чтения».

Рисунок 3. – Планирование нагрузки по семестрам

Учебный план является исходным документом для составления графиков учебных занятий (недельная учебная нагрузка). Заметим, что подсистема формирования графиков учебного процесса предлагает первоначальное автоматическое составление графика, основной целью которого является равномерное распределение нагрузки по неделям. При этом пользователь может задать такие параметры как наличие лекционной недели и кратность часов. После этого допускается ручная коррекция графика.

Кроме того, на основе учебного плана формируется учебная нагрузка кафедр. При этом нагрузка кафедр дополняется разделами, явно не указанными в учебных планах, например, прием вступительных экзаменов в вуз. Подсистема формирования кафедральной нагрузки снабжена редактором формул, используемых для расчета нагрузки. Элементами этих формул выступают константы; количество часов или недель в планах; количество студентов, групп и подгрупп специальности.

На основе кафедральной нагрузки преподаватели составляют индивидуальные планы. Основная форма подсистемы формирования индивидуальных планов представлена на рисунке 4. Эта форма разделена на две части. В верхней части приведена вся нагрузка кафедры, причем цветом отмечены полностью закрепленные предметы. Кроме того, пустые ячейки означают либо отсутствие той или иной нагрузки, либо ее полное закрепление за преподавателем. При этом пользователь может в любой момент просмотреть нагрузку в том виде, в котором она была передана из учебно-методического управления. Нижняя часть формы представляет собой индивидуальный план преподавателя. Кроме того, пользователь может получить информацию о том, за каким преподавателем закреплен данный раздел нагрузки в настоящий момент или за кем он был закреплен ранее.

Рисунок 4. – Подсистема формирования индивидуальных планов

Еще одной функцией системы управления учебным процессом является подсистема разработки рабочих программ. На рисунке 2 отмечено, что эта подсистема имеет независимое хранилище данных. Это связано с тем, что эта подсистема работает в автономном режиме. То есть преподаватель получает в учебно-методическом управлении ключ для составления рабочей программы, а затем может работать на любом компьютере, в том числе и не подключенном к институтской сети.

В настоящий момент в вузе проходит опытную эксплуатацию подсистема составления расписания. Эта система представляет собой визуальную оболочку, выполняющую в основном тестирующие функции. Однако к ней может быть легко подключен любой алгоритм составления расписания.

Литература

  1.  Коннолли Т. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение./ Т. Коннолли, К. Бегг, А. Страчан – М.: Издательский дом «Вильямс», 2000. – 1120с.
  2.  Марко Д. Методология структурного анализа и проектирования SADT: Пер. с англ./ Д. Марко, К. МакГоуэн, - М., 1993. – 240С.
  3.  Гарсиа-Молина Г. Системы баз данных./ Г. Гарсиа-Молина, Дж. Ульман, Д. Уидом – М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. – 1088с.