Программа тестирования учащихся и редактор тестов

Аннотация Тема данной дипломной работы посвящена системе программ (программа тестирования учащихся и редактор тестов) для создания и проведения компьютерного тестирования, сбора и анализа результатов.

Программа тестирования работает с семью типами заданий: одиночный выбор, множественный выбор, установление порядка следования, установление соответствия, указание истинности или ложности утверждений, ручной ввод числа (чисел), ручной ввод текста. В тесте можно использовать любое количество любых типов, можно только один, можно и все сразу. В заданиях с выбором ответа (одиночный, множественный выбор, указание порядка, указание истинности) можно использовать до 10 (включительно) вариантов ответа.

В программе имеются богатые возможности форматирования текста вопросов и вариантов ответа. Вы можете определить шрифт, цвет символов и фона, разбивать текст на абзацы и применять к ним расширенное форматирование.

Annotation

The subject of this thesis is devoted to system of programs (the program of testing of pupils, the editor of tests and testing log) for creation and carrying out computer testing, collection and the analysis of results.

The program of testing works with seven types of jobs: single choice, multiple selection, sequence establishment, compliance establishment, specifying of truth or falsehood of statements, manual input of number (numbers), manual text entering. The type job yes/no can be received, using type with a single choice. In the test it is possible to use any quantity of any types, it is possible only one, all is possible also directly.

In the program there are rich possibilities of formatting of the text of questions and versions of the response. You can define a font, character color and a background, to break the text into paragraphs and to apply to them expanded formatting.

Введение

1.Постановка задачи

1.1Описание предметной области

1.2Формулировка задачи

1.3Требования к системе

1.3.1 Требования к функциональным возможностям

1.3.2Требования к проекту в целом

1.4Выбор программных средств для решения задачи

1.4.1 Выбор среды разработки программного обеспечения

1.4.2. Выбор языка программирования

1.5Выбор СУБД

2.Системный анализ проекта

2.1Обзор и анализ существующих аналогов

2.1.1 Компьютерная система тестирования знаний в дистанционном обучении OpenTEST 2.0

2.2Пути решения поставленных задач

2.2.1 Определения вида серверной базы данных

2.2.2 Проектирование логической и физической модели БД

2.2.3 Проведение компьютерного тестирования

2.2.4 Работа системы с различными типами заданий

2.2.5 Методика оценивания результатов тестирования

2.2.6 Написание встроенного текстового редактора для расширенного форматирования текста

2.2.7. Реализация добавления изображения и функции «Скриншот выделенного участка экрана» с последующей вставкой его в задание теста

3.Архитектурное и детальное проектирование ПС

3.1Проектирование базы данных

3.1.1 Логическая модель

3.1.2. Физическая модель данных

3.1.3 Реализация базы данных в СУБД «SQL Server Express»

3.2 Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения

3.2.1 Диаграмма компонентов

3.2.2 Диаграмма классов

4.Тестирование и документирование программного продукта

4.1Тестирование программных средств

4.2Тестирование программных компонент

4.3Руководство пользователя

4.3.1 Системные требования к клиентской машине

4.3.2 Подключение к серверу и авторизация

4.3.3 Редактор тестов

4.4Руководство программиста

4.4.1 Средства, используемые для реализации программы

4.4.2 Принцип работы программы

4.4.3 Структура программы

4.4.4.Перечень функций, свойств и событий программы

4.4.5 Системные требования к серверу

5.Организационно-экономическое обоснование дипломного проекта

5.1Краткая характеристика работы и её назначение

5.2Описание рынка сбыта

5.3Описание конкурентов

5.4План маркетинга

5.5Расчет стоимости программного продукта

5.5.1 Расчет трудоемкости разработки программной продукции

5.5.2 Определение цены программной продукции

5.5.3 Специальное оборудование

5.5.4 Основная заработная плата

5.5.5 Дополнительная заработная плата

5.5.6 Отчисления в единый социальный налог

5.5.7 Накладные расходы

5.5.8 Производственные командировки

5.5.9 Контрагентские расходы

5.5.10Расчет и сопоставление капитальных вложений по сравниваемым вариантам

5.5.11Расчет и сопоставление эксплуатационных расходов по сравниваемым вариантам

5.5.12Расчет показателей эффективности и годового экономического эффекта от внедрения разработанной программы

6.Безопасность и экологичность проекта

6.1Анализ и оценка вредных факторов при разработке САКЗ

6.2Назначение, технические данные, состав, устройство и работа измерителя ИП-50

6.3Проведение электромагнитного мониторинга на рабочем месте пользователя ПК при разработке САКЗ

6.4Аттестация рабочего места пользователя ПК по электромагнитной безопасности при разработке САКЗ

6.5Оценка тяжести трудового процесса компьютеризированного рабочего места при разработке САКЗ

6.6Общая гигиеническая оценка условий труда при работе за ПК

Список использованных источников

Введение

программа тестирование редактор текст Одной из задач повседневного учительского труда является необходимость осуществлять контроль знаний учащихся. Формы контроля, применяемые учителями, очень разнообразны, но наиболее часто используются письменный или устный опросы. К сожалению, эти формы не лишены недостатков. При проведении устного опроса — это относительно большая затрата времени урока при небольшом количестве выставляемых оценок, при проведении письменных работ количество оценок возрастает, но много времени уходит на проверку.

Тестирование как эффективный способ проверки знаний находит все большее применение. Одним из основных и несомненных его достоинств является минимум временных затрат на получение надежных итогов контроля. При тестировании используют как бумажные, так и электронные варианты. Последние особенно привлекательны, так как позволяют получить результаты практически сразу по завершении теста.

Тестирование в педагогике выполняет три основные взаимосвязанные функции: диагностическую, обучающую и воспитательную:

Диагностическая функция заключается в выявлении уровня знаний, умений, навыков учащегося. Это основная, и самая очевидная функция тестирования. По объективности, широте и скорости диагностирования, тестирование превосходит все остальные формы педагогического контроля;

Обучающая функция тестирования состоит в мотивировании учащегося к активизации работы по усвоению учебного материала. Для усиления обучающей функции тестирования, могут быть использованы дополнительные меры стимулирования студентов, такие, как раздача преподавателем примерного перечня вопросов для самостоятельной подготовки, наличие в самом тесте наводящих вопросов и подсказок, совместный разбор результатов теста;

Воспитательная функция проявляется в периодичности и неизбежности тестового контроля. Это дисциплинирует, организует и направляет деятельность учащихся, помогает выявить и устранить пробелы в знаниях, формирует стремление развить свои способности.

Тестирование — более справедливый метод, оно ставит всех учащихся в равные условия, как в процессе контроля, так и в процессе оценки, практически, исключая субъективизм преподавателя.

Следует отметить, что именно тестирование постепенно становится основной формой сдачи экзаменов. С 2009 года для всех выпускников школ основной формой итоговой государственной аттестации в школе Российской Федерации является Единый Государственный Экзамен. И реалии таковы, что требуется обязательно вводить тестовые технологии в систему обучения.

1. Постановка задачи

1.1 Описание предметной области Тестовые задания могут составляться с использованием разнообразных компьютерных инструментов, начиная от различных редакторов и программ для разработки презентаций и до использования языков программирования и возможностей сети Интернет.

Но разработка качественного тестового инструментария — длительный, трудоемкий и дорогостоящий процесс.

С помощью разработанной системы тестирования возможна организация и проведение тестирования, экзаменов в любых образовательных учреждениях (вузы, колледжи, школы) как с целью выявить уровень знаний по любым учебным дисциплинам, так и с обучающими целями.

Разработанная компьютерная система тестирования знаний универсальна не только по возможностям применения, но и по своей структуре. Продукт состоит из независимых модулей, которые работают с общей базой данных: Модуль тестирования (TestStudent), Редактор тестов (TestEditor). Для проведения тестирования достаточно основного модуля «TestStudnet».

Модуль тестирования (TestStudent) является «плеером тестов». Он позволяет получить по сети файл с тестом из базы данных тестов и пройти тестирование. В модуле отражены ход тестирования, сигнализация об ошибках.

Для создания тестов имеется очень удобный редактор тестов (TestEditor) с дружественным интерфейсом. С помощью редактора можно создать либо новый тест, либо изменить существующий.

Плюсы такого построения очевидны — в любой момент существует возможность изменить функциональность какого-либо модуля, не затрагивая всю систему. Возможна постоянная доработка и обновления отдельных модулей. Отсутствуют проблемы при распределенной работе над проектом.

Тестирование происходит максимально просто и удобно для тестируемого. Более того, созданные инструменты создания тестов, контроля и статистики очень облегчают жизнь и авторам тестов. Во время теста человек видит вопрос, варианты ответов. Кроме собственно выбора ответов также он может пропускать вопросы и легко перемещаться между ними, чтобы ответить на одни раньше, а на другие позже. Тестируемый получает в случайном порядке установленное количество вопросов из имеющихся в базе.

В качестве источника хранения тестов и других различных данных используется база данных, таким образом система тестирования знаний обучаемых построена по клиент-серверной технологии.

Особенностью архитектуры клиент-сервер является использование выделенных серверов баз данных (БД), понимающих запросы на языке структурированных запросов SQL и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации на месте без излишней «перекачки» данных на рабочие станции. Клиенты серверов БД получают последовательно и порциями только результаты запросов. База данных системы тестирования дипломного проекта создана при помощи СУБД Microsoft SQL Server Express Edition. Используются поля фиксированной длины, что значительно повышает производительность системы.

1.2 Формулировка задачи Целью данной работы является разработка системы автоматизированного контроля знаний, возможности которой должны включать:

Проведение компьютерного тестирования;

Сбор и анализ результатов;

Использование во время тестирования различных вариантов тестовых заданий;

Оценивание результатов тестирования;

Расширенные возможности форматирования текста вопросов и вариантов ответа;

Использовать не только текстового варианта в качестве вопроса, но и возможность задания вопроса графическим способом (в виде прикрепленного изображения к вопросу) и комбинирование этих методов;

Использование базы данных для централизованного хранения информации (тестовых заданий, списки групп и пользователей системы, результаты тестирования).

Разработку комплекса можно разбить на подзадачи:

Анализ предметной области — определения перечня задач по обработке, хранению, представлению, составу, структуре и формам представления информации;

Изучение программных продуктов-аналогов — в эту подзадачу входит ознакомление с существующими аналогами разрабатываемого проекта, подробное изучение, выявление их достоинств и недостатков;

Построение базы данных в СУБД — требуется реализовать базу данных в СУБД, построить таблицы, определить первичные и вторичные ключи таблиц;

Реализация клиентской части — включает в себя реализацию клиентской части системы в среде программирования, обработку событий, создание процедур по сохранению, модификации, обработки данных.

Помимо этого, должны быть описаны компоненты системы, технологии разработки тестов, проведения сеанса тестирования, а также оценивание результатов тестирования.

Основными составляющими компонентами такой системы являются базы тестовых заданий и респондентов с результатами тестирования и статистикой, средство разработки тестов, интерфейс общения с базой данных, доступ и процедура прохождения тестирования, способы оценивания и обработки результатов. С точки зрения технологий программирования система тестирования знаний должна обладать платформенной независимостью, работать в сетевом варианте и использовать свободно распространяемые программные продукты.

1.3 Требования к системе Разрабатываемая система должна удовлетворять следующим требованиям:

1.3.1 Требования к функциональным возможностям Отдельные функциональные модули;

Простота создания тестов;

Удобный интерфейс;

Различные режимы тестирования;

Неограниченное количество заданий;

Множество вариантов ответа (до 10);

Богатые возможности форматирования текста;

Возможность прикреплять изображения;

Возможность сделать скриншот произвольной области экрана и вставка полученного изображения в текст задания;

Возможность перемешивания заданий и вариантов.

1.3.2 Требования к проекту в целом К структуре системы предъявляются следующие требования:

Реализация в архитектуре клиент-сервер (в качестве клиента будут использованы модули тестирования, редактирования тестов и журнал тестов);

Реализация серверной части на базе Microsoft SQL Server Express Edition;

Реализация клиентской части (в виде Windows приложения) в среде разработки Microsoft Visual Studio 2010.

1.4 Выбор программных средств для решения задачи

1.4.1 Выбор среды разработки программного обеспечения Для разработки данного программного продукта нужно выбрать такой язык программирования, который использует принципы объектно-ориентированного программирования.

В число современных сред разработки программного обеспечения, подходящих для решения поставленной задачи можно отнести Microsoft Visual Studio 2010, C++ Builder.

Microsoft Visual Studio 2010 — интегрированная среда разработки, включающая инструментальные средства для проектирования, кодирования, транслирования, отладки и выполнения программ[1]. Visual Studio 2005 позволяет быстро создавать и внедрять разнообразные приложения на базе ОС Windows, веб-приложения и приложения для мобильных устройств.

В Visual Studio предлагается целый ряд шаблонов приложений, полезных при создании программ, и несколько языков программирования, на которых можно написать эти программы: Visual Basic, Visual C#, Visual C++, JScript и т. д. 12]

Visual Studio поддерживает подключение библиотеки DevExpress с широким спектром возможностей.

В приложения создаваемые с помощью Visual Studio можно внедрять самые разные технологии. Ниже приведено описание некоторых из них[4]:

.NET Framework, .NET Framework 3.5, .NET Framework 3.0, .NET Compact Framework — это интегрированный компонент Windows, который поддерживает создание и выполнение нового поколения приложений и веб-служб XML.

Windows Presentation Foundation (WPF) — WPF представляет собой набор типов .NET Framework, который можно использовать для создания внешнего вида клиентских приложений Windows. WPF состоит из таких компонентов, как расширяемый язык исправления для приложений XAML, элементы управления, привязка данных, двухмерная и трехмерная графика, анимация, стили, шаблоны, документы, мультимедийные данные, текст и типографические средства.

Silverlight — это независимая от обозревателя и платформы технология, позволяющая проектировать, разрабатывать и поставлять интерфейсы с поддержкой мультимедиа и многофункциональные приложения в Интернете.

Windows Forms — позволяет разрабатывать простые в развертывании и обновлении приложения с широкими графическими возможностями. Помимо этого, при доступе приложений Windows Forms к ресурсам на локальном компьютере обеспечивается более высокий уровень безопасности, чем при работе традиционных приложений Windows.

Язык XAML — это язык разметки для декларативной разработки приложений. Windows Presentation Foundation (WPF) реализует загрузчик XAML и обеспечивает поддержку языка XAML для типов WPF, поэтому большую часть пользовательского интерфейса приложения можно создавать с помощью разметки XAML.

ASP.NET предоставляет платформу, которую можно использовать для создания веб-приложений. В ее состав входят такие службы, как управление состоянием, обработчики HTTP, модули HTTP и маршрутизация ASP.NET.

C++ Builder — программный продукт, инструмент быстрой разработки приложений (RAD), интегрированная среда программирования (IDE), система, используемая программистами для разработки программного обеспечения на языке C++.

C++ Builder объединяет в себе комплекс объектных библиотек (STL, VCL, CLX, MFC и др.), компилятор, отладчик, редактор кода и многие другие компоненты. Цикл разработки аналогичен Delphi. Большинство компонентов, разработанных в Delphi, можно использовать и в C++ Builder без модификации.

C++ Builder содержит инструменты, которые при помощи drag-and-drop действительно делают разработку визуальной, упрощает программирование благодаря встроенному WYSIWYG — редактору интерфейса и пр.

В C++ Builder 2007 реализована полная поддержка API Microsoft Windows Vista, увеличена полнота соответствия стандарту ANSI C++, увеличена скорость компиляции и сборки, включена поддержка MSBuild, архитектур баз данных DBX4 и «VCL для Web», поддерживающий AJAX.

Для системы разработки расчетов уставок необходима удобная работа с возможностями API функций, удобное подключение библиотек C++, среди рассмотренных сред разработки больше всего подходит Visual Studio 2010.

1.4.2 Выбор языка программирования В предыдущем пункте была выбрана среда разработки, теперь необходимо выбрать язык программирования. Ниже приведено описание языков, на которых можно писать программы в Visual Studio:

Visual Basic предоставляет простой и быстрый способ создания приложений Windows, веб-приложений и приложений для мобильных устройств на базе .NET Framework. Как и все программы, предназначенные для платформы .NET Framework, приложения, написанные в Visual Basic выгодно отличаются высоким уровнем безопасности и широкими возможностями взаимодействия между языками.

Язык Visual C# предназначен для разработки самых разнообразных приложений, выполняемых в среде .NET Framework. Язык Visual C# прост, строго типизирован и объектно-ориентирован. Благодаря множеству нововведений Visual C# обеспечивает возможность быстрой разработки приложений, но при этом сохраняет выразительность и элегантность, присущую языкам C.

Visual C++ мощный язык, предназначенный для обеспечения всестороннего и детального контроля над процессом построения как обычных приложений Windows (COM+), так и управляемых приложений Windows на базе .NET Framework.

Язык С# имеет ряд преимуществ. Например, в C# определение класса состоит из одного файла (*.cs), в отличие от C++, где определение класса разбито на заголовок (*.h) и реализацию (*.cpp). Синтаксические конструкции C# унаследованы не только от C++, но и от Visual Basic. Например, в C#, как и в Visual Basic, используются свойства классов. Как C++, C# позволяет производить перегрузку операторов для созданных типов. C# - это фактически гибрид разных языков. При этом C# синтаксически не менее чист, чем Java, так же прост, как Visual Basic, и обладает практически той же мощью и гибкостью, что и C++. Управление памятью в C# производится автоматически.

В целом язык C# унаследовал многое из хорошего, что есть в современных языках программирования. В рамках данной дипломной работы применение Visual C# предпочтительнее.

1.5 Выбор СУБД Система управления базами данных представляет собой программный комплекс, позволяющий обеспечить пользователей (прикладные программы) языковыми средствами описания и манипулирования данными, обеспечить поддержку логических моделей данных, обеспечить операции создания и манипулирования данными, защиту и целостность данных.

Как видно из требований, предъявляемых к системе, для решения стоящих перед нами задач в качестве поставщика данных возможно использование систем SQL Server Express и MySQL. Но в данной ситуации есть несколько важных областей, в которых SQL Server Express больше подходят в проекте, чем MySQL:

Стабильный долгосрочный план выпуска продукта;

Лучшие инструменты разработки;

Поддержка триггеров;

Использование хранимых процедур;

Имеется встроенный язык программирования для составления запросов, хранимых процедур и триггеров;

Более эффективное использование серверной платформы.

Выводы по главе В данной главе был проведен обзорный анализ предметной области, приведена формулировка задания, изучены проблемы. В процессе изучения и формализации технических требований разработан первый вариант технического задания. Для программой реализации задания была выбрана интегрированная среда разработки Visual Studio 2010, а язык программирования — Visual C#. В качестве базы данных был выбран SQL Server Express.

2. Системный анализ проекта До того как приступить к формулированию алгоритмов решения поставленной задачи и представлению их в виде программы, необходимо проанализировать требования к функциональным и рабочим характеристикам разрабатываемой системы, определить структуру входных и выходных данных.

2.1 Обзор и анализ существующих аналогов Данный программный продукт имеет довольно узкую направленность, т. е. используется только для контроля знаний по различным дисциплинам в пределах учебного заведения. Поэтому, явных конкурентов у него нет.

Но существуют и разрабатываются программы, которые не являются аналогами в прямом смысле этого слова, но имеют аналогичную направленность, т. е. осуществляют проверку знаний. Одна из таких систем OpenTEST 2.0.

Компьютерная система тестирования знаний в дистанционном обучении OpenTEST 2.0

OpenTEST 2.0 — это компьютерная система тестирования знаний созданная для очного итогового контроля качества усвоения теоретического материала, приобретенных знаний и практических навыков обучаемых в крупных организациях масштаба предприятия со сложной распределённой структурой.

Данная система дистанционного тестирования знаний обучаемых построена на основе Web-технологий и может работать как в корпоративной сети (INTRANET), так и в глобальной сети INTERNET.

Использование и администрирование системы OPENTEST полностью реализовано с помощью Web-интерфейса, что дает ряд существенных преимуществ:

использование гипертекста (обеспечивает связность разнородной информации);

браузер или клиентская программа WWW-сервера (дает единый, достаточно простой, быстрый и привычный интерфейс пользователя);

Web-интерфейс (позволяет осуществлять удаленное администрирование).

Основной особенностью системы OpenTEST 2.0 является её направленность на обеспечение тестирований учащихся с максимально строгой отчётностью.

При создании OPENTEST 2.0 были использованы такие программные продукты, как:

PHP — язык написания сценариев, внедренный в HTML;

MySQL-небольшая и быстрая реляционная СУБД. Ее преимуществами являются многопоточность, поддержка нескольких одновременных запросов, записи фиксированной и переменной длины;

Apache — самый распространенный в мире Web-сервер.

Все эти продукты являются OpenSource проектами, поэтому они бесплатные и свободные для распространения. Данные средства мультиплатформенные, т. е. они будут одинаково успешно работать под операционными системами Windows, UNIX и другими.

Структура системы тестирования является модульной, что позволяет подключать модули с дополнительными функциями, изменять режимы работы отдельных модулей, управляя системой настроек и не затрагивая при этом остальной ее части.

В системе OpenTEST 2.0 уделено много внимания проблемам безопасности при проведении тестирований. Так как при контрольных тестированиях конечная оценка играет огромную роль, объективность её выставления должна быть максимальная, а также все возможные варианты фальсификации результатов должны быть исключены. Для этого в системе OpenTEST 2.0 разработаны уникальные программные методы обеспечения безопасности при компьютерном тестировании:

Защита от взлома паролей ко всем модулям системы методом перебора (временная блокировка аккаунта, блокировка IP адреса);

Уникальный алгоритм динамического изменения хеш-идентификатора клиента, не позволяющий одновременную работу под одним аккаунтом с нескольких компьютеров и предотвращающий какие-либо несанкционированные попытки использования данных на промежуточных звеньях сети;

Использование защищённого протокола передачи данных SSL;

Ведение подробного структурированного лога событий;

Интерфейс для проведения гибкого анализа лога событий по указанным критериям;

Ежедневный автоматический анализ логов с формированием отчёта по безопасности;

Шифрование паролей на стороне клиента средствами JavaScript не позволяют перехватить чей-либо пароль при работе с системой OpenTEST 2.0 даже при отказе от использования протокола SSL.

Требования к оборудованию сервера:

Intel Pentium III 1Гц, 64Мб ОЗУ;

Сетевая карта или модем — отправка и получение данных Требования к программному обеспечению сервера:

MS Windows 95 — MS Windows 2003 Server, Linux, MacOS, UNIX;

Любой браузер;

Web-сервер Apache;

База данных MySQL.

Достоинства:

Функциональный редактор тестов Кроссплатформенность Дистанционное тестирование Низкие требования к аппаратным и программным ресурсам Расширения функциональности без необходимости внесения изменений в существующие модули Недостатки:

Крайне неудобный в работе интерфейс Избыточный функционал

2.2 Пути решения поставленных задач Для решения поставленной задачи необходимо решить несколько основных вопросов:

Определить вид серверной базы данных;

Спроектировать логическую и физическую модель базы данных;

Проведение компьютерного тестирования;

Организовать работу системы с различными типами заданий;

Продумать методику оценивания результатов тестирования;

Написание встроенного текстового редактора для расширенного форматирования текста;

Реализация добавления изображения и функции «Скриншот выделенного участка экрана» с последующей вставкой его в задание теста.

2.2.1 Определения вида серверной базы данных Система управления базами данных представляет собой программный комплекс, позволяющий обеспечить пользователей (прикладные программы) языковыми средствами описания и манипулирования данными, обеспечить поддержку логических моделей данных, обеспечить операции создания и манипулирования данными, защиту и целостность данных. При выборе БД требуется учесть множество факторов, среди которых нужды и цели, под которые она будет использоваться и тип распространения.

2.2.2 Проектирование логической и физической модели БД Требуется создать схему базы данных с набором отношений, указанием первичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи.

2.2.3 Проведение компьютерного тестирования Поскольку все тестовые задания хранятся на сервере, то тестирование знаний обучаемых в автоматизированной системе контроля знаний должно осуществляться путем организации сеанса тестирования для каждого пользователя (тестируемого). Для каждого пользователя осуществляется индивидуальная регистрация в системе с использованием пароля. Сеанс характеризуется количеством вопросов, выдаваемых пользователю в случайном порядке. Во время сеанса пользователь в окне клиентского приложения в случайном порядке должен получать набор вопросов с вариантами ответов. Кроме собственно выбора ответов, он может также пропускать вопросы, перемещаться между ними и отвечать на вопросы в произвольном порядке.

2.2.4 Работа системы с различными типами заданий Программа тестирования должна оперировать с семью типами заданий. Пять из которых закрытого типа (одиночный выбор, множественный выбор, установление порядка следования, установление соответствия, указание истинности или ложности утверждений) и два открытого (ручной ввод числа (чисел), ручной ввод текста). В тесте требуется реализовать возможность использования любое количество любых типов заданий — можно только один, можно и все сразу. Т.к. взаимодействие тестируемого с системой происходит через клиентское приложение, то это накладывает определенные особенности на форму представления вопросов и вариантов ответов.

Типичная структура представления вопроса имеет следующий вид:

Описание ситуации. В этой части вопроса могут присутствовать текст, рисунки и графики. Эта часть вопроса не является обязательной, но все же рекомендуется ее применять, так как одна и та же ситуация может быть основой для множества однотипных вопросов.

Текст вопроса. Он должен быть сформулирован четко, и не содержать двузначных формулировок. Текст вопроса достаточно часто может быть совмещен с описанием ситуации.

Выбор (ввод) ответов. В клиентском приложении выборочные варианты ответов на вопросы реализуются через RadioButton («одиночный выбор»), CheckBox («множественный выбор»), ComboBox (выпадающий список для типа «сопоставление», «указание порядка», «указание истинности или ложности утверждений»). Визуально они различимы, поэтому обучаемый всегда может определить, какой тип вопроса ему предложен. Порядок следования вариантов ответов в исходном задании теста абсолютно несущественен (при выдаче тестов должно происходить случайное перемешивание порядка следования вариантов ответов). При использовании вопросов открытого типа со свободным вводом ответа (ввод произвольной последовательности для типов «ручного ввода числа», «ручного ввода текста») последовательность вводится в поле ввода в TextBox.

Методика оценивания результатов тестирования По завершении теста должен выдаваться результат тестирования. Следует учитывать количество правильных и не правильных ответов и соответственно количество набранных баллов, максимальное количество баллов, которые можно получить за тест.

2.2.6 Написание встроенного текстового редактора для расширенного форматирования текста В программе должны быть реализованы возможности форматирования текста вопросов и вариантов ответа. Возможность определить шрифт, цвет символов, разбивать текст на абзацы и применять к ним расширенное форматирование. Для большего удобства в программе потребуется реализовать собственный текстовый редактор.

Реализация добавления изображения и функции «Скриншот выделенного участка экрана» с последующей вставкой его в задание теста В вопросе могут присутствовать помимо текста рисунки. Эта часть вопроса не является обязательной, но все же рекомендуется ее применять, так как одна и та же ситуация может быть основой для множества однотипных вопросов. Помимо этого, полезной функцией было бы реализация процесса снятия скриншота произвольной области экрана с последующей вставкой полученного изображения в задание. Т. е. составитель тестовых заданий будет иметь возможность выделить нужную часть экрана, после чего отобразить ее как картинку к описанию в задании.

Выводы по главе В данной главе был произведен обзор и сравнительный анализ существующих программных аналогов разрабатываемой системе. Были сформулированы основные требования к функциональным возможностям системы. По результатам анализа были выбраны методы решения поставленных задач.

3. Архитектурное и детальное проектирование ПС Проектирование системы проходило в несколько этапов, среди которых можно выделить следующие:

Разработка базы данных;

Разработка структуры программы.

3.1 Проектирование базы данных Проектирование базы данных состоит из трех этапов: проектирование логической модели данных проектирование физической модели данных, реализации на конкретной СУБД.

3.1.1 Логическая модель В базе данных можно выделить следующие сущности:

Кафедра — список кафедр:

Код кафедры — идентификатор кафедры;

Название кафедры — полное название кафедры;

Аббревиатура кафедры — аббревиатура названия кафедры.

Направления и специальности факультета:

Код специальности — идентификатор специальности;

Название специальности — полное название специальности;

Аббревиатура специальности — аббревиатура названия специальности.

Учебные группы — список учебных групп факультета:

Код группы — идентификатор группы;

Шифр группы;

Год — год формирования (приема) группы;

Код специальности — идентификатор специальности.

Дисциплины — изучаемые дисциплины:

Код дисциплины — идентификатор дисциплины;

Название — полное название;

Аббревиатура — аббревиатура названия;

Код специальности — идентификатор специальности.

Студент — информация о студенте:

Код студента — идентификатор студента;

Фамилия — фамилия студента;

Имя — имя студента;

Отчество — отчество студента;

Логин — логин для входа в систему;

Пароль — пароль для входа в систему;

Код группы — идентификатор учебной группы;

Код доступа — идентификатор в группе уровней доступа.

Преподаватель — информация о преподавателе:

Код преподавателя — идентификатор преподавателя;

Фамилия — фамилия преподавателя;

Имя — имя преподавателя;

Отчество — отчество преподавателя;

Логин — логин для входа в систему;

Пароль — пароль для входа в систему;

Код доступа — идентификатор в группе уровней доступа.

Права — уровень прав доступа в системе:

Код группы — идентификатор кода группы;

Тип группы — тип группы с правами доступа (студент, преподаватель).

Категории тестов:

Код категории — идентификатор категории;

Название — название категории (например, название дисциплины) Список тестов — список тестов в категории:

Код теста — идентификатор теста;

Код категории — идентификатор категории, к которой принадлежит тест;

Название — название теста.

Список заданий — список заданий, содержащихся в тесте:

Код задания — идентификатор задания;

Название — название задания;

Код теста — идентификатор теста.

Тип задания — типы заданий для тестирования (одиночный выбор, множественный выбор и т. д.):

Код типа задания — идентификатор типа задания;

Название — название типа задания.

Вопросы — общий список вопросов:

Код вопроса — идентификатор вопроса;

Код задания — идентификатор задания;

Текст вопроса;

Изображение — изображение, прикрепленное к вопросу;

Тип — идентификатор типа задания;

Вес вопроса.

Список ответов:

Код ответа — идентификатор ответа;

Код вопроса — идентификатор вопроса;

Текст ответа — ответ на вопрос;

Эталон ответа;

Истинность — истинность ответа (верен или нет).

Результат — результат тестирования:

Код результата — идентификатор результата;

Код студента — идентификатор студента;

Код теста — идентификатор теста;

Количество верных ответов;

Количество неверных ответов;

Балл — количество набранных баллов во время тестирования;

Оценка — оценка тестирования.

3.1.2 Физическая модель данных На Рис. 1 представлена физическая модель данных, реализованная с помощью программы Allfusion ERwin Data Modeler v7.2.8. Она отражает конкретные типы данных атрибутов каждой сущности логической модели данных в соответствии с выбранной СУБД.

Рис. 1. Физическая модель данных Дадим описание используемых типов данных (Табл. 1):

Табл. 1. Описание типов данных

3.1.3 Реализация базы данных в СУБД «SQL Server Express»

После построения логической и физической модели данных следующим шагом является генерация набора таблиц.

Таблица: KAFEDRA

Описание: кафедры, ведущие занятия на факультете

Ссылающиеся

Таблица: NAPRSPEC

Описание: направления и специальности факультета

Ссылается на

Ссылающиеся

Таблица: UCHGROOP

Описание: учебные группы

Ссылается на

Ссылающиеся

Таблица: DISCIPL

Описание: изучаемые дисциплины

Ссылается на

Таблица: STUDENT

Описание: информация о студенте

Ссылается на

Ссылающиеся

Таблица: PREPOD

Описание: информация о преподавателе

Ссылается на

Таблица: ACCESSGROUP

Описание: уровень прав доступа в системе (Администратор, преподаватель, студент)

Ссылающиеся

Таблица: TEST_CATEGORIES

Описание: категории тестов (например, по дисциплинам)

Ссылающиеся

Таблица: TESTS

Описание: список тестов в категории

Ссылающиеся

Ссылается на

Таблица: TOPICS

Описание: список заданий, содержащихся в тесте

Ссылающиеся

Ссылается на

Таблица: QUESTION_TYPE

Описание: типы заданий

Ссылающиеся

Таблица: QUESTIONS

Описание: Список вопросов

Ссылающиеся

Ссылается на

Таблица: ANSWERS

Описание: Список ответов

Ссылается на

Таблица: RESULTS

Описание: Результаты тестов

Ссылается на

Схема данных На (Рис. 2) представлена схема данных, отражающая отношения между таблицами базы данных.

Рис. 2. Схема данных

3.2 Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения В качестве инструментальной среды проектирования используется Rational Software Architect. Для описания модели используется язык UML.

3.2.1 Диаграмма компонентов Диаграмма компонента (Рис. 3) показывает структурные отношения между компонентами системы. В UML 2 компоненты являются автономными инкапсулированными единицами внутри системы или подсистемы, которые обеспечивают один или несколько интерфейсов. Поэтому диаграмма компонента позволяет архитектору убедиться в том, что компоненты реализуют заданную функциональность системы.

Рис. 3. Диаграмма компонентов

3.2.3 Диаграмма классов Диаграммы классов являются центральным звеном методологии объектно-ориентированного анализа и проектирования.

Диаграмма классов показывает классы и их отношения, тем самым представляя логический аспект проекта. На стадии анализа диаграммы классов используются, чтобы выделить общие роли и обязанности сущностей, обеспечивающих требуемое поведение системы. На стадии проектирования диаграммы классов используются, чтобы передать структуру классов, формирующих архитектуру системы.

Каждый класс должен иметь имя, причем оно должно быть уникально в содержащем его проекте.

На диаграмме классов изображаются также атрибуты классов, операции и ограничения, которые накладываются на связи между объектами.

На (Рис. 4) изображена диаграмма классов разрабатываемой системы.

Рис. 4. Диаграмма классов Выводы по главе В данной главе осуществлено проектирование структуры программы и базы данных.

При проектировании модели базы данных использовалось CASE-средство Allfusion ERwin Data Modeler v7.2.8. Была создана логическая и физическая модели БД.

При объектно-ориентированном анализе и проектирование программного обеспечения использовалась среда разработки и моделирования Rational Software Architect 7.5.5.2, которая использует UML язык для проектирования архитектуры приложения, что способствовало скорости, удобности и наглядности разработки.

Также была представлена реализация проектируемой БД на конкретной СУБД, а именно Microsoft SQL Server Express. Был приведен обзор таблиц, представлена схема данных.

4. Тестирование и документирование программного продукта Тестирование является одним из этапов жизненного цикла ПС, направленным на повышение качественных характеристик. Программы, как объекты тестирования, имеют ряд особенностей, которые отличают процесс их тестирования от общепринятого, применяемого при разработке аппаратуры и других технических изделий. Особенностями тестирования программных средств являются:

сложность программ и принципиальная невозможность исчерпывающего тестирования;

практическая невозможность создания единой методики тестирования (формализация процесса тестирования) в силу большого разнообразия программных средств по их сложности, функциональному назначению, области использования.

4.1 Тестирование программных средств Отладка данной программы производилась по мере написания кода. На этапе компиляции выявлялись и устранялись синтаксические ошибки. Логические ошибки при реализации устранялись тестированием на этапе выполнения.

4.2 Тестирование программных компонент Для проверки корректности программы в базу данных были внесены тестовые задания и была проведена проверка правильности выборки данных Результаты тестирования показали, что все вычисления выполняются корректно, ошибок при выполнении операций не обнаружено. При возникновении ошибок при обращении к базе данных, программа сохраняет свою работоспособность и сообщает пользователю об ошибке.

Корректность при работе с базой данных была проверена путём выполнения различных по типу и структуре запросов к базе данных и анализом данных после выполнения этих запросов.

4.3 Руководство пользователя Разрабатываемая система осуществляет создание тестов и проведение компьютерного тестирования, сбора и анализа результатов, выставления оценки.

Программа легка и удобна в использовании и освоении. Предоставляет возможность работать с семью типами заданий: одиночный выбор, множественный выбор, установление порядка следования, установление соответствия, указание истинности или ложности утверждений, ручной ввод числа, ручной ввод текста. В тесте можно использовать любое количество любых типов, можно только один, можно и все сразу. В заданиях с выбором ответа (одиночный, множественный выбор, указание порядка, указание истинности) можно использовать до 10 (включительно) вариантов ответа.

Для создания тестов имеется очень удобный редактор тестов с дружественным интерфейсом. Любой преподаватель, даже владеющий компьютером на начальном уровне, может легко составить свои тесты и использовать их во время тестирования.

4.3.1 Системные требования к клиентской машине Минимальные требования к оборудованию клиента следующие:

Процессор Intel Pentium III с частотой от 700 МГц или выше;

Оперативная память, доступная операционной системе, не менее 64Мб;

Монитор с поддержкой видеорежима 1024×768 при 256 цветах;

Манипулятор типа «мышь», устройство ввода — клавиатура.

Требования к программному обеспечению клиента следующие:

Любая операционная система (запуск из-под Linux осуществляется с помощью Wine);

Сетевой доступ

.Net Framework 3.5 и выше.

4.3.2 Подключение к серверу и авторизация При запуске программы на экране отображается окно авторизации (Рис. 5). В этом окне будет предложено заполнить поля логин и пароль для успешной авторизации в системе. При нажатии на кнопку «Настройка подключения» можно будет задать дополнительные настройки для соединения с сервером. По умолчанию, подключение осуществляется по IP-адресу сервера, введённый в соответствующее поле.

Рис. 5. Окно авторизации Если пользователь не знает IP-адрес сервера, то возможен другой вариант соединения с сервером — для этого нужно будет снять отметку «Соединения с сервером по IP-адресу» и станет доступно поле с выпадающим списком «Имя сервера». При нажатии на этот список, в момент его раскрытия будет произведено сканирование всех компьютеров сети на предмет наличия на них установленного SQL Server. По завершению операции сканирования, в выпадающем списке будут отображены все доступные SQL Server’a в сети. Пользователю потребуется лишь выбрать требуемый сервер и завершить этап авторизации, нажатием на кнопку «Войти». При успешной авторизации на сервере, будет отображено окно, соответствующее тому модулю, который вы запустили (модуль тестирования или редактор тестов).

4.3.3 Редактор тестов Для создания тестов в программе имеется удобный редактор тестов (Рис. 6). С помощью редактора можно создать либо новый тест, либо изменить существующий.

Интерфейс и работа с заданиями В редакторе вы можете редактировать задания и сразу же видеть их почти так, как увидит тестируемый пользователь. Интуитивно понятный интерфейс позволит быстро создать или изменить тест. С левой стороны окна редактора располагается список заданий. Иконки в этом списке характеризуют тип задания. Для добавления, удаления, перемещения и т. п. служат команды пункта меню «Задание» (Рис. 8), панель инструментов (Рис. 7) и соответствующие сочетания клавиш.