Інформаційна система для навчання з IP-адресації у вигляді веб-додатку

Abstract

У теперішньому ритмі розвитку ІТ-індустрії, смарт-технологій та діджиталізації процесів у всіх сферах життя, на ринку з’являється все більше альтернатив традиційному наданню освіти та нові способи отримання інформації та практичних навичок і досвіду. З’являється все більше шкіл та академій, які надають свої послуги у режимі онлайн. Ситуація із пандемією COVID-19 також змусила всі навчальні заклади перейти в режим онлайн навчання. Оскільки, процес навчання повинен іти в ногу з часом, навчально-тренувальні програми, веб-додатки, емулятори тощо, можуть стати одним із інструментів для досягнення даної цілі. Переваги навчальних додатків: • можуть виступати у ролі доповнення до навчальної програми або певного курсу; • дані програми є більш доступним способом отримання знань та освоєння практичних навиків; • такі проекти є незалежними і повноцінними, виступають як самостійний продукт. Також спеціалізовані додатки згрупувати, тим самим, утворюючи так званий навчальний комплекс. Таким чином, гнучкість є однією із основних переваг даних проєктів. Було проведено аналіз та складено ряд причин на основі цього аналізу чому веб-додаток краще для таких випадків: • доступність. До веб-додатку доступ можливий із практично будь-якого пристрою; • швидша та дешевша розробка. При розробці веб-додатку не потрібно враховувати особливості технічних та програмних особливостей гаджетів користувачів. • зручність та ергономічність. Веб-додатки не займають пам’яті на фізичних пристроях, а також всі операції виконуються на стороні сервера. Однією з особливостей даної роботи став збір аналітичних даних щодо роботи інформаційної системи для навчання з IP-адресації, що представлена у вигляді веб-додатку. Аналіз повинен включати всі важливі дані та особливості користування додатком, для того, щоб він показав не тільки дані що стосуються виключно даного проєкту, а і інформаційних систем для навчання в цілому. Ефективність такого виду навчання та якість навчального процесу стали основними критеріями щодо збору статистичних даних та їх подальшого аналізу. На даному етапі було проведено аналіз роботи веб-додатку для навчання при користуванні для самостійного навчання. Однак можливе проведення аналізу його роботи при використанні у навчальних закладах. При виконанні аналітичного огляду джерел виконано порівняння наявних аналогів системи та порівняно їх переваги та недоліки. За допомогою методології UML спроектовано діаграми варіантів використання, послідовності, класів, діяльності, станів та компонентів. Кожну діаграму, що була створено, детально описано для кращого розуміння роботи розроблювальної системи. Для формування основної мети побудовано дерево цілей. При її декомпозиції представлено підцілі та критерії для визначення якості функціонування системи. Інформаційна система для навчання з IP-адресації у вигляді веб-додатку складається з серверної і клієнтської частин. Серверна частина відповідає за реалізацію алгоритмів генерування завдань, опрацювання запитів користувача, зберігання даних, які включають в себе особисту інформацію користувача, його активність при користуванні інформаційною системою та його результати Отже, в реалізації інформаційної системи створено низку динамічних веб-сторінок, що розроблені за допомогою технології JSP, яка включає в себе використання HTML, CSS та мови програмування Java, в якості скриптів. Для серверної частини обрано наступні засоби: мову програмування Java, фреймворк Spring Boot, систему управління базами даних PostgreSQL, середовище для розробки IntelliJ IDEA Ultimate версії, інструмент збірки Maven та контейнер сервелетів Apache Tomcat. Було представлено структуру розробоеної бази даних, яка налічує три таблиці для зберігання особистих записів користувачі, контактів та сутностей тестів, що реалізовані для кожного окремого користувача. Було описано основну інформацію про програму. Наприкінці представлено розроблену інформаційну систему, її інтерфейс та зображено детальну інструкцію його використання. Отже, були виконані завдання та мета інформаційної системи для навчання з IP-адресації у вигляді веб-додатку. Розроблена інформаційна система здатна виконувати потрібні функції, які задовольняють визначені вимоги, що забезпечують правильну імплементацію, відображення тестів для кожного користувача, їх перевірку, зберігання та відображення результатів. Об’єкт дослідження – актуальність, робота та місце розробленої інформаційної системи, а також подібних їй систем в цілому. Предмет дослідження – засоби, моделі та методи створення системи для навчання у вигляді веб-додатку. Мета дослідження: полягає у розробці алгоритмів роботи та реалізації інформаційної системи для навчання з IP-адресації у вигляді веб-додатку, а також збір статистичних даних, які відображатимуть ефективність роботи даного проекту та навчально-тренувальних додатків в цілому.In the current rhythm of the development of the IT industry, smart technologies and digitalization of processes in all spheres of life, there are more and more alternatives to traditional education and new ways to obtain information and practical skills and experience. There are more and more schools and academies that provide their services online. The situation with the pandemic COVID-19 also forced all schools to switch to online learning. Since the learning process should keep pace with the times, training programs, web applications, emulators, etc., can become one of the tools to achieve this goal. Advantages of training applications: • may act as an addition to the curriculum or a specific course; • these programs are a more accessible way to gain knowledge and learn practical skills; • such projects are independent and full-fledged, act as an independent product. Also, specialized applications are grouped, thereby forming the so-called educational complex. Thus, flexibility is one of the main advantages of these projects. A number of reasons were analyzed and based on this analysis why the web application is better for the following cases: • availability. Access to the web application is possible from almost any device; • faster and cheaper development. When developing a web application, you do not need to take into account the features of technical and software features of user gadgets. • convenience and ergonomics. Web applications do not take up memory on physical devices, as well as all operations are performed on the server side. One of the features of this work was the collection of analytical data on the operation of the information system for training on IP addressing, presented in the form of a web application. The analysis should include all the important data and features of using the application, in order for it to show not only data related exclusively to this project, but also information systems for training in general. The effectiveness of this type of training and the quality of the educational process have become the main criteria for collecting statistical data and their further analysis. At this stage, the analysis of the work of the web application for learning when using for independent training was carried out. However, it is possible to analyze its work when used in educational institutions. When performing an analytical review of sources, a comparison of existing analogues of the system and their comparatively advantages and disadvantages was performed. Using the UML methodology, diagrams of usage options, sequences, classes, activities, states and components are designed. Each diagram that was created is described in detail to better understand the work of the development system. To form the main goal built tree goals. Its decomposition presents subjects and criteria for determining the quality of the system. The information system for training in IP addressing in the form of a web application consists of server and client parts. The server part is responsible for the implementation of algorithms for generating tasks, processing user requests, storing data that includes user personal information, its activity when using the information system and its results. So, in the implementation of the information system, a number of dynamic web pages developed using JSP technology, which includes the use of HTML, CSS and the Java programming language, as scripts. The following tools are selected for the server part: Java programming language, Spring Boot framework, PostgreSQL database management system, IntelliJ IDEA Ultimate version development environment, Maven build tool and Apache Tomcat servelet container. The framework of the developed database was presented, which consists of three tables for storing personal records of users, contacts and entities of tests implemented for each individual user. Basic information about the program was described. At the end, the developed information system, its interface and detailed instructions for its use are presented. So, the tasks and purpose of the information system for training on IP addressing in the form of a web application were met. The developed information system is able to perform the necessary functions that meet the specified requirements that ensure the correct implementation, display of tests for each user, their verification, storage and display of results. The object of research is the relevance, work and place of the developed information system, as well as its similar systems as a whole. Subject of research - means, models and methods of creating a system for learning in the form of a web application. The purpose of the research is to develop algorithms for the operation and implementation of an information system for learning from IP addressing in the form of a web application, as well as collecting statistical data that will reflect the effectiveness of this project and training applications in general.