Система підтримки прийняття рішень для дистанційного навчання

Abstract

Метою даної магістерської роботи було дослідження та розробка інформаційної системи дистанційного навчання для вищих навчальних закладів. Даний проект торкається проблеми із уникнення проблем при управлінні навчальним процесом навчального закладу. При цьому у проекті було обрано сучасний підхід до вирішення цього питання на основі реалізації Web – сайту. При роботі над проектом вивчено та проаналізовано основні досягнення у галузі Web – технологій. Система розроблена згідно сучасних вимог та тенденцій. У цій роботі було розроблено сайт для створення персоналізованого навчального середовища, що об'єднує в одну безпечну, надійну, та інтегровану систему педагогів, адміністраторів і студентів. Це дозволяє перевірити особистий графік, відстежувати успішність студентів, аналізувати ефективність навчання. В наш час Web – сайту один із найпоширеніших інтернет ресурсів, що надає корисну інформацію, тому було раціонально створювати ти такий програмний продукт, який не вимагає інсталяції на пристрої, а достатньо буде лише перейти за посиланням на нього. Під час проектування цієї системи було враховано адаптивність для будь якого пристрою на якому буде працювати ця система. Дане програмне забезпечення має простий інтерфейс. При оновленні системи не складе труднощів, оскільки структура лише нарощується з необхідністю, при цьому тільки додаються або замінюються окремі елементи, а загальна структурна схема залишається незмінною і описаний згідно стандартизації. Запропоноване рішення буде актуальним тривалий час завдяки тому, що основні елементи в даній системі спроектовано з достатнім запасом потужностей для перспективного використання, а у подальшому можуть бути лише оновленні. У проекті використані загальнодоступне програмне та апаратне забезпечення. Результатом дослідження першого розділу було проаналізовано можливі системи. В розділі здійснений аналітичний огляд літературних джерел предметної області, розглянуто моделі, здійснено аналіз існуючих рішень, проаналізовано його ефективність та технології, з врахуванням усіх переваг та недоліків, з якими зіштовхнулися розглянуті аналоги. Дана предметна область торкається освіти в навчальних закладах. Було досліджено структуру навчальних закладів України. Тим самим обрано декілька систем і на їхньому прикладі проаналізовано нову інформаційну систему. Після чого аналізуючи дану предметну область показується її актуальність на сьогоднішній день. Розглянувши аналітичний огляд літературні джерела та існуючі засоби вирішення проблеми можна перейти до системного аналізу об’єкту дослідження. В другому розділі виконаний аналіз мети функціонування системи, аналіз елементів системи, основні бізнес-процеси, потоки даних, який здійснений за допомогою об’єктно-орієнтованої методології. Також, описані множини вимог до системи, сформовані основні функції системи, бізнес-процеси, що будуть реалізовані. У третьому розділі подаються основні характеристики розв’язання основної задачі предметної області, способи представлення архітектури програмного засобу. Вибір апаратних і програмних засобів для реалізації системи. Мовою програмування розроби даного проекту обрано Java. Вибір обумовлений популярністю та поширеністю цієї мови програмування, широким набором бібліотек для розробки і так званих програмних фрейморків. Основними програмними засобами були MySQL, MySQL Workbench, Intellij IDEA 2016.3.2 Ultimate, Mongodb, Maven. Для реалізації програмного коду використали Html, Css, JavaScript, MySQL. Розглянувши програмні засобів розв’язання задачі можна перейти до практичної реалізації. В четвертому розділі виділено набір функціональності, яким володіє система в поточній версії програмної системи та описано аспекти реалізації веб-додатку – показано та детально описано сутності, зв’язки та атрибути розробленої бази даних додатку, набір програмних класів і взаємодію між ними за допомогою діаграми класів та розроблений інтерфейс користувача. Описано інструкції користувача та продемонстровано конрольний приклад роботи розробленого веб-додатку з детальним аналізом. У п?ятому розділі було описано мету дипломної роботи та наведено економічну оцінку доцільності розроблення програмного продукту з точки зору його окупності. Було проаналізовано стан ринку програмного забезпечення та перспектив його розвитку, основних споживачів, конкурентів. Було вибрано стратегію розроблення нового продукту. На основі розрахунків економічного ефекту у сфері експлуатації (155 428.8 грн.) та сфері проектування (57 447.32 грн.) встановлено, що розроблення та впровадження інформаційної системи дистанційного навчання для вищих навчальних закладів є економічно доцільними. Коефіцієнт конкурентоспроможності становить 1.21. Ціна придбання проектного рішення становить 58 552.68 грн., а аналогу – 116 000 грн. Термін окупності витрат на проектування рішення – 0,27 роки (? 100 днів). Отже, впровадження розробленої системи дає змогу економити значні фінансові ресурси.The aim of this master's thesis was to research and develop a distance learning information system for higher education institutions. The project addresses the issue of avoiding problems in managing the educational process of an institution. In this project, a modern approach was chosen to address this issue through the implementation of a web-based system. During the project, the main achievements in web technologies were studied and analyzed. The system was developed according to modern requirements and trends. The thesis describes the creation of a website to establish a personalized learning environment, bringing together teachers, administrators, and students into a secure, reliable, and integrated system. This allows for checking personal schedules, monitoring students' performance, and analyzing the effectiveness of teaching. In today's world, a website is one of the most common internet resources providing useful information. Therefore, it was rational to create a software product that does not require installation on devices; accessing it is sufficient by following a link. In designing this system, adaptability for any device on which the system operates was considered. The software has a simple interface, making system updates easy as the structure only grows as needed, adding or replacing individual elements while maintaining the overall structural scheme unchanged and described according to standardization. The proposed solution will remain relevant for a long time because the system's main elements are designed with sufficient capacity for prospective use, and updates may be needed only in the future. The project utilized publicly available software and hardware. The first section of the research analyzed possible systems. A literature review and an analytical overview of the subject area were conducted, considering models and existing solutions, analyzing their effectiveness and technologies. The educational domain, focusing on institutions in Ukraine, was explored, and several systems were selected for analysis. The second section performed an analysis of the system's functioning, elements, basic business processes, and data flows using object-oriented methodology. Requirements for the system were outlined, and the main functions and business processes were detailed. The third section presented the key characteristics of the solution to the main problem, ways to represent the software architecture, and the choice of hardware and software for system implementation. Java was selected as the programming language, justified by its popularity and the wide range of libraries and frameworks. The main software tools included MySQL, MySQL Workbench, Intellij IDEA, MongoDB, Maven, and programming languages such as HTML, CSS, JavaScript, and MySQL. The fourth section highlighted the system's functionality in the current version, describing the implementation aspects of the web application. It detailed entities, relationships, and attributes of the developed database, the set of software classes, and their interaction through class diagrams. The user interface was also developed, and user instructions were provided, along with a detailed analysis of the application's operation. The fifth section described the purpose of the thesis, provided an economic evaluation of the software's development feasibility, and analyzed the software market's current state and future prospects, major consumers, and competitors. The development strategy for the new product was chosen.

Based on economic effect calculations in the exploitation (155,428.8 UAH) and design (57,447.32 UAH) spheres, it was established that developing and implementing the distance learning information system for higher education institutions is economically viable, with a competitiveness coefficient of 1.21.

The cost of purchasing the project solution is 58,552.68 UAH, while the analogue costs 116,000 UAH. The payback period for the solution design costs is 0.27 years (? 100 days). Therefore, implementing the developed system allows significant financial savings.