Ю.В. Калашник, Научный руководитель - В.И. Калашник, ст. преподаватель
Черниговский государственный технологический университет, Украина
Анализ и управление учебным процессом в высшем учебном заведении наиболее эффективно может осуществляться при использовании современных информационных технологий, среди которых особое внимание привлекает создание собственной информационной системы Университета (intranet), как составной части всемирной сети Internet. Первым шагом к этому всегда становится выбор необходимых инструментальных средств и технологий программирования.
Известно, что использование современных методов объектно-ориентированного программирования (ООП) при создании информационных систем сталкивается с несогласованностью объектно-ориентированного представления и реляционной технологии построения систем с базами данных (БД) [Вон К., 1994].
Первоначально, спроектированная БД была реализована средствами двух СУБД: реляционной СУБД Informix, с использованием традиционной реляционной технологии на основе операторов DDL (Data Definition Language) языка SQL и объектного подхода, возможного в среде постреляционной СУБД Cache. Последующий анализ обеих реализаций выявил значительные преимущества объектной технологии над реляционной, что проявилось в значительном сокращении времени отклика системы на запросы пользователей при 100 Мб объеме БД.
Вследствие этого, для построения информационной системы Университета была выбрана объектно-ориентированная технология создания БД, поддерживаемая постреляционной СУБД Cache, лицензия на использования которой в учебном процессе была предоставлена Черниговскому Государственному Технологическому Университету (ЧГТУ) московским представительством фирмы InterSystems.
Архитектура информационной системы ВУЗа построена на основе многоуровневой модели, ядром которой является постреляционная СУБД Cache в среде Windows 2000 Advanced Server, одновременно объединяющая в себе сервер БД и сервер приложений [Технологический справочник], Web-сервер IIS и клиентские рабочие места, осуществляющие доступ к информационной системе ВУЗа через Web-интерфейс (браузеры Internet Explorer в среде Windows 9x, Windows2000 и Netscape Navigator в среде Linux).
Основными функциональными возможностями информационной системы является организация учебного процесса, ведение базы данных студентов и преподавателей, отслеживание текущей успеваемости студентов и графиков выполнения ими учебных планов, прогнозирование результатов очередной экзаменационной сессии и формирование списков "групп риска" студентов, могущих потенциально получить неудовлетворительные оценки в сессию. Кроме этого, информация о структуре Университета, специальностях, по которым осуществляется подготовка специалистов, конкурсы по специальностям в период приемных экзаменов доступны для всех посетителей WEB-сайта Университета.
Диаграмма вариантов использования системы (Use Case) на языке UML приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Диаграмма вариантов использования системы управления Университетом.
Из диаграммы видно, что для работы функционирующей в ВУЗе системы начисления заработной платы используются результаты работы подсистемы учета кадров профессорско-преподавательского состава, а автоматизированная система составления расписания предоставляет свои данные для организации учебного процесса.
Базовой методологией при построении системы управления Университетом является объектно-ориентированная технология, позволяющая эффективно реализовать ее функциональные возможности. В качестве примера реализации на рисунке 2 приведен фрагмент диаграммы классов для варианта использования "Студенты и успеваемость".
Рис. 2. Фрагмент диаграммы классов системы управления Университетом.
При создании приложения были использованы фирменные технологии InterSystems, такие как средства построения многомерных баз данных на основе постреляционной технологии Cache, язык программирования приложений Cache Object Script, технология формирования динамических WEB-страниц Cache Server Pages [Кирстен В., 2001]. Кроме того, язык Cache Object Script применяется для построения нейросети, используемой для извлечения данных (Data Mining), хранящихся в больших хранилищах данных (Data Warehouse).
Сервер БД Cache выполняет функции хранения и извлечения данных из многомерного хранилища данных, а сервер приложений Cache реализует всю бизнес-логику предметной области и обеспечивает интеллектуальный анализ данных на основе технологии нейросетей, построенных с использованием языка Cache Object Script.
Для реализации нейронной сети используется архитектура многослойного персептрона (Multi Layer Perceptrons) [Нейронные сети]. Для анализа необходимой конфигурации нейросети (количество слоев и элементов) используется пакет MathLab. Обучение нейросети проводится по алгоритму обратного распространения (Back propagation) на основании данных собранных при наблюдении за учебным процессом. При этом обеспечивается прогнозирование успеваемости каждого из студентов в очередную сессию по результатам предыдущих экзаменов и текущего контроля успеваемости.
Доступ к хранилищу данных посредством Web-интерфейса осуществляется с использованием встроенной в Cache технологии динамического формирования страниц Cache Server Pages (CSP), что дает возможность минимизировать затраты времени и вычислительных ресурсов при выполнении запросов к БД. Повышение скорости доступа по сравнению с известными альтернативными решениями на основе надстроек в виде ASP, PHP или JSP обеспечивается тем, что обработка логики предметной области осуществляется на сервере приложений, размещенном непосредственно в среде Cache, а для подключения к Web-серверу используются стандартные высокоскоростные интерфейсы (API). Кроме этого, функциональность приложений расширяется из-за использования фирменной технологии событий (Hyper-Events) фирмы InterSystems.
Преимуществом данного приложения перед аналогами является возможность создания автоматизированной информационной системы Университета, доступ к которой осуществляется с любого персонального компьютера университетской сети посредством стандартного WEB-браузера без установки на клиентских рабочих местах дополнительного программного обеспечения.
Наличие в системе централизованного объектно-ориентированного хранилища данных, функционирующего под управлением постреляционной СУБД Cache, обеспечивает высокую производительность, надежность и масштабируемость информационной системы.
Дополнительным достоинством системы является использование в ней для извлечения данных технологии нейросетей, позволяющей производить интеллектуальный анализ больших массивов данных, а средства визуализации его результатов обеспечивают эффективный инструмент для поддержки принятия решений по управлению Университетом.
Список литературы
[Вон К., 1994] Вон К., Технология объектно-ориентированных баз данных // Открытые системы,1994,№3.С.30-42.
[Технологический справочник] Технологический справочник по Cache. - InterSystems Corp., 2001. - 41 с.
[Кирстен В., 2001] В. Кирстен, М. Ирингер, Б. Рериг, П. Шульте. СУБД CACHE: объектно-ориентированная разработка приложений. Учебный курс /- СПб.: Питер, 2001. - 384 с.
[Нейронные сети] Нейронные сети. STATISTICA Neural Networks: Пер. с англ. -М.:Горячая линия-Телеком.2001.-182 с.
Другие работы по теме:
Оксфордское движение
Оксфордское движение, движение за религиозное возрождение, которое началось в Англии в 1833 под руководством Дж.Кебла, Э.Пьюзи, Дж.Ньюмена, Р.Фруда и других (все они были связаны с Оксфордским университетом).
Джорджтаунский университет
Джорджтаунский университет (англ. Georgetown University) — иезуитский католический частный университет в столице Соединённых Штатов Америки Вашингтоне. Расположен в районе Джорджтаун, который до 1871 года имел статус отдельного города. Основан в 1789 году Джоном Кэрроллом. Джорджтаун является старейшим католическим университетом в США.
Настройка и оптимизация модемного соединения в XP
Очень важным моментом в настройке Windows является оптимизация соединения с Интернет. Ведь от качества связи напрямую зависит время, проведенное вами в сети и соответственно затраты денег на это.
История AMD
Министерство Образования Российской Федерадии Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет Факультет Экономики и Менеджмента
HDD Utility
Как говорит разработчик, HDD UTILity - программный комплекс, ориентированный на IDE Hard Disk Drives и предназначенный для диагностики, измерения производительности, восстановления сбойных участков поверхности.
Как сделать двунаправленный запрос
Можно ли сделать в Cache' такой запрос, чтобы его можно было бы прокручивать назад, например что-то вроде команды, парной к Fetch, например Prior. Собственные средства Cache' почему-то не предоставляют такой возможности.
Cache': перехват текущего устройства
Неудобство стандартных устройств mumps состоит в том, что если выполняется программный код, осуществляющий ввод-вывод через него, то этот процесс сторонним кодом неуправляем иначе как установкой возможных опций устройству.
Комментарии в Cache
Стандартный однострочный комментарий. Стандартный двойной комментарий. Макрокомментарий.
XMLHttpRequest (AJAX)
Объект XMLHttpRequest (AJAX): отправка и обработка ответов HTTP-запросов с помощью JavaScript. Методы и свойства объекта, общие для Internet Explorer 5, Mozilla, Netscape 7. Алгоритм выполнения, JavaScript-код. PHP-скрипт получения данных из базы.
Подготовка дистрибутива MUI к установке
Microsoft выпустила 6 CD с MUI, на каждом из которых содержится несколько различных языков. CD с MUI не распространяются через розничную сеть, и доступны только корпоративным пользователям.
Дополнительные команды Google
ополнительные команды поисковой машине Google позволяют добиться гораздо лучших результатов. С их помощью можно ограничить область поиска, а также указать поисковой машине, что не нужно просматривать все страницы.
История AMD
Министерство Образования Российской Федерадии Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет Факультет Экономики и Менеджмента
Linux Os Overview Essay Research Paper The
Linux Os Overview Essay, Research Paper The Linux Operating System The Linux Operating SystemThe following report contains a brief overview of the Linux operating system – in particular, the system managers. First, the Linux interface is described, followed by the system managers:- memory manager- process manager- processor manager- file manager- device managerThis report is targeted at readers who have a general knowledge of computing and operating system fundamentals, and want to know a little more about Linux as compared to other operating systems in general.
Silas Marner 3 Essay Research Paper George
Silas Marner 3 Essay, Research Paper George Eliot’s Silas Marner is an engaging novel intertwining money, sex, and family feuds during the 18th century. The title character is a friendless weaver who cares only for his cache of gold. He is ultimately redeemed through his love for Eppie, an abandoned golden-haired baby girl, whom he discovers shortly after he is robbed and rears as his own child.
King Ramses II Essay Research Paper Ramses
King Ramses II Essay, Research Paper Ramses II Usermaatre Setepenre,third ruler of the 19th Dynasty,was born about 1303 B.C in the Eastern Nile Delta, following the death of his grandfather King Ramses I and Father Sethi I, was one of the longest reigning pharaohs of ancient Egypt.He reigned 67 years (roughly from 1290 to 1224 B.C), during the early part of his reign, Ramses fought to regain the territory in Africa and Western Asia that Egypt had held during the 15th and 16th centuries B.C in the beginning as coregent with his father, and lived for more than 80 years, which was very rare in those days.During his life he made quite a reputation as a builder and a warrior, but also as a ladies man.He had 5 or 6 main wives, mostly of all being Nefertari, but is known to have over 100 children with all of his wives.In Ancient Egypt people seems to have made fun of this fact.
Hobbit Essay Research Paper The main conflict
Hobbit Essay, Research Paper The main conflict in this novel is ultimately the acquisition of the lost treasure of the dwarves hoarded by Smaug (the great dragon under the mountain).
Ufos Essay Research Paper Is there life
Ufos Essay, Research Paper Is there life beyond Earth?: Discovering aliens and UFOs For a while now there have been many UFO sightings around the world and many people have become amazed and astonished by this. Many scientists who study extraterrestrial life have come up with a lot of information that points toward the fact that aliens and UFOs are real.
Buying A Computer Essay Research Paper COSC
Buying A Computer Essay, Research Paper COSC 1401.004 TTH Mrs. Armstrong April 29, 1998 Buying a Computer Choosing the computer components What should I look for? First I will consider of the following components since the are the most important components to in order to help the computer work faster and better. – Processor (MHz)- Memory- CD-ROM Now, we have already established the necessity of a computer, and we have decided where one should go to purchase a computer.
Great Gatsby Essay Research Paper Why did
Great Gatsby Essay, Research Paper Why did Daisy choose Tom in the end? In the novel "The Great Gatsby", Daisy Buchanan was faced with an enormous decision. She had to choose between
Distributed File Sytsem Essay Research Paper IntroCODA
Distributed File Sytsem Essay, Research Paper Intro CODA is an experimental distributed file system being developed at Carnegie Mellon University. Dr. M. Satyanarayanan heads this group whose purpose is to design and implement a distributed file system that allows for transparent mobile computing in a client server environment.
Buying A Computer Essay Research Paper Buying
Buying A Computer Essay, Research Paper Buying a Computer today is much more complicated then it was ten years ago. The choices we have are abundant, and the information we must gather to make those choices is much greater. The average consumer is a more educated buyer; they at least have some ideas of what they want in a computer.
Playstation 2 Essay Research Paper Playstation2Late this
Playstation 2 Essay, Research Paper Playstation2 Late this summer, Sony will release its brainchild product dubbed PlayStation2. This is a follow up to its predecessor PlayStation1. If you are familiar with the video game entertainment market, its usual that a company releases a new console every 4 to 5 years.
Microprocessors Essay Research Paper If there is
Microprocessors Essay, Research Paper If there is one piece of technology in this world today that has been through thousands of revolutions and evolutions in the past several decades, it is the computer. The basis of all computers is the microprocessor, which is integrated on the motherboard which functions as the computer s nucleus or brain.
Microprocessors Essay Research Paper Microprocessors
Microprocessors Essay, Research Paper Microprocessors Inside of the mysterious box that perches ominously on your desk is one of the marvels of the modern world. This marvel is also a total enigma to most of
Discuss The Role Of Management As An
Integrating Activity Essay, Research Paper There is no one definition for the term management. However Fayol (1916) defined the term management as; ?To manage is to forecast and plan, to organise, to command, to co-ordinate
Othello 2
Othello – Iago Hates The Moor Essay, Research Paper Iago has a large appetite for revenge. In his perspective, he believes that it is he who should be in charge, not Othello the moor. This creates an anger in Iago, who entraps Othello in a web of deceit. He does this through a series of suggestions and hesitations that entice and implant images in Othello’s head that lead to his demise.
Microprocessors Essay Research Paper The newest version
Microprocessors Essay, Research Paper The newest version of Transputer architectured chips is the INMOS T-9000, a processor containing 4 serial links, designed to be hooked up to other processors for parallel processing. The instruction set is minimized, as is the Sparc’s RISC design, but is “based on a stack/accumulator design and designed around the OCCAM language”. each chip containing 4 serial links to connect the chips in a network.The T-9000 was an attempt to regain the lead after more recent chips have surpassed previous transputers.
A Tour Of The Pentium Pro Processor
Microarchitecture Essay, Research Paper A Tour of the Pentium Pro Processor Microarchitecture Introduction One of the Pentium Pro processor’s primary goals was to significantly exceed the
Аудит системы управления персоналом
Аудит системы управления персоналом Аудит системы управления персоналом представляет собой всестороннее исследование HR-системы на стратегическом, функциональном и линейном уровнях. Основными направлениями исследования являются