Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6309| Title: | Дослідження модуля адміністратора в інформаційній системі деканату університету |
| Authors: | Чичужко, Марина Володимирівна Кравченко, Ростислав Анатолійович |
| Issue Date: | Jan-2022 |
| Abstract: | В кваліфікаційній роботі магістра визначено актуальність та обґрунтовано доцільність дослідження модуля адміністратора в інформаційній системі деканату університету. В кваліфікаційній роботі магістра проведено аналіз інформаційних технологій управління та реалізації освітньою діяльністю закладів вищої освіти та розроблено концепції побудови концентричної моделі інформаційної технології цифрової трансформації ЗВО. Спроектовано та розроблено адміністративний модуль (бекенд-частину) інформаційної системи деканату закладу вищої освіти. Даний модуль імплементовано в існуючій інформаційній системі, що використовується деканатами Черкаського державного технологічного університету. В ході виконання роботи було проведено аналіз предметної галузі, а саме роботу інформаційної системи деканату закладу вищої освіти. Було проаналізовано проблеми, які виникають в системі та проблеми, з якими стикається адміністратор бази даних. Було досліджено аналоги та способи реалізації в них подібного функціоналу. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6309 |
| Appears in Collections: | 174 Автоматизація, комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка (Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані системи та компоненти) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| М_151_2021_Кравченко.pdf Restricted Access | 3.69 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
4
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ І СИСТЕМ
КАФЕДРА РОБОТОТЕХНІКИ ТА СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ
СИСТЕМ
Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи
освітнього ступеню «магістр»
на тему: ДОСЛІДЖЕННЯ МОДУЛЯ АДМІНІСТРАТОРА В
ІНФОРМАЦІЙНІЙ СИСТЕМІ ДЕКАНАТУ УНІВЕРСИТЕТУ
Виконав: студент 2 курсу, групи МАКІТ-2009
спеціальності 151 Автоматизація та
комп’ютерно-інтегровані технології,
освітня програма «Комп’ютерно-інтегровані
технологічні процеси і виробництва»
Кравченко Р. А.
(прізвище та ініціали)
Керівник к.т.н, доцент Чичужко М.В.
( прізвище та ініціали)
Рецензент Пономар Л.Л.
(прізвище та ініціали)
Черкаси 2021 року
ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ ............ Помилка! Закладку не визначено.
ВСТУП .......................................................................................................................... 4
РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ЦИФРОВОЇ ТРАНСФОРМАЦІЇ СУЧАСНИХ ЗАКЛАДІВ
ВИЩОЇ ОСВІТИ ....................................................................................................... 10
1.1. Методи і засоби цифрової трансформації .................................................... 10
1.2. Елементи для розробки інформаційної системи .......................................... 11
Висновки ................................................................................................................. 13
РОЗДІЛ 2 МОДЕЛЬ МОДУЛЯ АДМІНІСТРАТОРА В ІНФОРМАЦІЙНІЙ
СИСТЕМІ ДЕКАНАТУ УНІВЕРСИТЕТУ ............................................................. 14
2.1. Розробка модуля адміністратора в інформаційній системі деканату ........ 14
2.2. Основні поняття та визначення ..................................................................... 16
2.3. Програма цифрової трансформації ЗВО ....................................................... 20
2.4. Технологічна класифікація наповнення цифрового простору закладів
вищої освіти ............................................................................................................ 22
2.5. Концентрична модель інформаційної технології цифрової трансформації
ЗВО .......................................................................................................................... 28
2.6. Принципи створення концентричної інформаційної технології цифрової
трансформації закладів вищої освіти ................................................................... 35
2.7. Функціональні задачі освітньої діяльності закладів вищої освіти, які
підлягають вирішенню в процесі цифрової трансформації ЗВО ...................... 37
2.8. Метод управління інформацією в цифровому просторі закладів вищої
освіти ....................................................................................................................... 40
Висновки ................................................................................................................. 43
РОЗДІЛ 3 РЕАЛІЗАЦІЯ МОДУЛЯ АДМІНІСТРАТОРА В ІНФОРМАЦІЙНІЙ
СИСТЕМІ ДЕКАНАТУ УНІВЕРСИТЕТУ ............................................................. 44
3.1. Організація структури програмного забезпечення ...................................... 44
3.2. Розробка набору засобів програмного забезпечення для формування
модуля адміністратора ........................................................................................... 46
3.3. Вибір засобів розробки модуля ..................................................................... 52
3.4. Проектування бази даних ............................................................................... 56
3.5. Проектування програмного забезпечення .................................................... 60
3.6. Процес розробки програми модуля ............................................................... 65
3.7. Розробка функціоналу, яка дає можливість авторизувати доступ
користувачів до ресурсів системи ........................................................................ 71
3.8. Розробка функцій адміністратора, направлених на виявлення та
виправлення помилок в даних про предмети ...................................................... 74
3.9. Розробка функцій адміністратора, направлених на виявлення та
виправлення помилок в даних про студентів ...................................................... 76
3.10. Тестування програми ,використання swagger ............................................ 77
3.11. Тестування функцій програми ..................................................................... 79
Висновки ................................................................................................................. 84
ВИСНОВКИ ............................................................................................................... 85
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ................................................................. 87
4
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ
SQL - Structured Query Language
MVC - Model –View – Controller
JDK - Java development kit
URL - Uniform Resource Locator
JS - JavaScrips
ЄДЕБО - Єдина Державна Електронна База з питань Освіти
XML - Extensible Markup Language
ІАСПОД інформаційно-аналітична система підтримки освітньої діяльності
університету
ОС - Операційна система
ЧДТУ - Черкаський державний технологічний університет
HTML - Hypertext Markup Language
REST - Representational State Transfer
5
ВСТУП
Актуальність. Сучасні тенденції розвитку освіти та управління
закладами освіти, спрямовані на перехід до цифрової трансформації. Це
означає, що всі наукові, освітні, управлінські та інші процеси закладу вищої
освіти (ЗВО) майже повністю повинні переходити в цифрове середовище. Без
цифрової трансформації заклад вищої освіти не зможе якісно організувати
якісний ефективний процес та дистанційну роботу всих своїх підрозділів з
документообігом, не може нормально функціонувати в сучасних конкурентних
умовах, що негативно впливає на викладачів, студентів та співробітників.
Традиційні застарілі підходи до автоматизації діяльності ЗВО втратили
свою ефективність та вже не можуть задовольнити сучасні вимоги.
Автоматизовані системи управління, навчання, обліку і т.п. не тільки не
вирішують всіх завдань ЗВО, вони ще й розподіляють інформаційний простір
по окремим «коміркам», у відповідності з функціональними задачами, для
вирішення яких потрібна та чи інша інформація. Наразі це розрізнені
інструменти, які не об’єднані в єдину систему вирішення функціональних задач
ЗВО. Дійсно, такий підхід не дозволяє досить ефективно реалізувати проекти
цифровізації та не дозволяє створити єдину систему побудови цифрових
університетів. Необхідно віднайти нові підходи, нові етапи цифрової
трансформації закладів вищої освіти. Підходи, які дозволять об’єднати всі
процеси використання і створення програмно-інформаційних засобів заради
побудови цифрових університетів.
Проект «Deanoffice» - це проект позакласної студентської діяльності,
направлений на проектне навчання студентів. Його основна ідея – створення
студентами, що працюють в команді, програмного забезпечення, яке б
використовувалось реальними користувачами у вирішенні їх проблем.
Проект «Deanoffice», проект позакласної студентської діяльності, який
направлений на проектне навчання студентів, працює в Черкаському
державному технологічному університеті (ЧДТУ) з 2017 року. Першим
проектом було створення інформаційної системи для деканатів ЧДТУ.
6
Інформаційна система була розроблена студентами у вигляді веб додатку та
запущена в експлуатацію весною 2018 року, та охопила з самого початку всі
вісім деканатів.
Основною пробдемою на початковому етапі її існування було
забезпечити можливості формування додатку до диплома європейського зразка,
який є таким документом, в якому зазначається практично вся інформація, яка
стосується багаторічного навчання студента – повні характеристики його
освітньої програми і спеціальності, особисті здобутки студента, такі як
отримані оцінки з предметів, захист випускного іспиту чи випускної роботи
тощо, а також інша інформація, аж до опису системи освіти в нащій країні. Для
формування такого документу навчально-методичний відділ ЧДТУ та деканати
вводять великий обсяг інформації. Перша версія програми забезпечила
деканату можливість формування додатку до диплома та введення цієї
інформації.
В подальші семестри інформаційна система деканатів доопрацьовувалась,
також було додано багато інших функцій. В даний час вона забезпечує
можливість редагування, зручного введення, формування близько 15
різноманітних потрібних в роботі деканатів документів та видалення всієї
потрібної для роботи деканатів інформації.
Прикладні та теоретичні аспекти розроблення моделей та засобів
цифровізації представлені в роботах вчених В. М. Глушкова, В.Ю. Бикова, В.І.
Гриценка, М.З. Згуровського, В.Г. Гриценка, Н. Ю. Єгорченкової, Ю.М. Теслі,
О. В. Співаковського, І.Б. Трегубенко, Ю. В. Триуса, А.А. Тимченка, та ін.
Тому, актуальною стала необхідність розробки спеціальних інструментів
адміністратора, які дають можливість виправляти дані помилки
автоматизовано.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота
виконана в Черкаському державному технологічному університеті і пов’язана з
розв’язанням завдань створення та впровадження в освітню діяльность закладів
вищої освіти технології цифрової трансформації.
7
Мета роботи. Метою роботи є підвищення ефективності освітньої
діяльності ЗВО, що досягається за рахунок дослідження модуля адміністратора
в інформаційній системі деканату.
Для досягнення поставленої мети в кваліфікаційній роботі магістра
визначена необхідність виконання наступних завдань:
• проведення аналізу інформаційних технологій управління та
реалізації освітньою діяльністю закладів вищої освіти;
• розробка концепції побудови концентричної моделі інформаційної
технології цифрової трансформації ЗВО;
• розробка та дослідження модуля адміністратора в інформаційній
системі деканату;
• реалізація програмного засобу системи управління та
експериментального дослідження розробленої системи.
Об’єкт дослідження – інформаційна система деканату закладу вищої
освіти.
Предметом дослідження – є інформаційна концентрична технологія
цифрової трансформації освітньої діяльності ЗВО.
Методи дослідження. Для вирішення поставлених завдань використані
теорії систем, методи просторових перетворень і об'єктно-орієнтованого
програмування, методів системного синтезу та аналізу для визначення та опису
компонентів данної галузі; методів та теорії математичного моделювання.
Наукова новизна одержаних результатів. Наукова новизна
кваліфікаційної роботи магістра визначається розробкою і реалізацією сучасних
підходів до вирішення проблеми управління модулем адміністратора та
полягає в наступному:
– запропоновано концепцію концентричної інформаційної технології
цифрової трансформації ЗВО, яка включає п'ятишарову структуру цієї
технології, понятійний апарат та принципи її побудови;
8
– проведено аналіз інформаційних технологій управління та реалізації
освітньою діяльністю закладів вищої освіти, що створює науково-
методичний базис для побудови моделей і методів концентричної
інформаційної технології цифрової трансформації закладів вищої освіти;
– розроблено концепцію побудови концентричної моделі інформаційної
технології цифрової трансформації ЗВО, яка дозволяє інтегрувати методи
і засоби управління інформацією задля створення єдиного цифрового
простору освітньої діяльності ЗВО.
Практична значення одержаних результатів. Практичну цінність
мають наступні результати роботи:
– розроблена структура програмних засобів модуля адміністратора в
інформаційній системі деканату, спроектовано програмний модуль на
основі архітектурних шаблонів MVC, REST, які інтегровані в Spring
Framework, що є основою побудови бекенд-частини системи.
– реалізовано програмне забезпечення у вигляді контролерів, сервісів, Java
Persistence репозиторіїв та entity-класів. Також великою частиною роботи
стало додавання підсистеми авторизації користувачів на основі JWT-
токенів, якої до цього не було в інформаційній системі деканату.
Апробація результатів роботи. Результати кваліфікаційної роботи
доповідалися й обговорювалися на студентських і наукових конференціях:
− дні студентської науки ЧДТУ, 27-30 квітня, м. Черкаси, 2020;
− «Проблеми інформатизації»: Тези доповідей восьмої міжнародної
науково-технічної конференції: (26-27 листопада 2021 р., Черкаси),
2020. – С. 37.
Публікації. Результати досліджень опубліковані в:
1. Дні студентської науки – ЧДТУ, кафедра ПЗАС, 18 квітня 2019 р.
2. Кравченко О.В., Кравченко Р.А. Електронний документообіг:
впровадження на підприємствах / Облік, контроль і аналіз в
управлінні підприємницькою діяльністю: матеріали ХV Міжнародної
науково-практичної інтернет-конференції: Черкаси, травень 2018 р.: /
9
відп. ред. Гавриленко В.О.; М-во освіти і науки України, Черкас.
держ. технолог. ун-т. – Черкаси: ЧДТУ, 2018 .С. 47-49
Структура та обсяг кваліфікаційної роботи. Кваліфікаційна робота
магістра складається із списку умовних скорочень, вступу, трьох розділів,
висновку та списку використаної літератури. Загальний обсяг роботи магістра
складає 90 сторінок, 41 рисунка та одної таблиці. Список використаних джерел
містить 34 найменуваня.
10
РОЗДІЛ 1
АНАЛІЗ ЦИФРОВОЇ ТРАНСФОРМАЦІЇ СУЧАСНИХ ЗАКЛАДІВ
ВИЩОЇ ОСВІТИ
1.1. Методи і засоби цифрової трансформації
Сама ідея впровадження принципів, на яких основана цифрова
трансформація, не нова. В літературі описано "безпаперову технологію",
сутність якої в комплексній автоматизації управлінської діяльності, що
призводить до того, що більша частина потоків інформації проходить поза
людиною і оброблюється без участі людини, автоматично. Ідея про
"неуникненність безпаперової технології організаційного управління не нова,
про неї згадується [7] ще на початку 60-х років. Згадувалось, що резерви
зростання продуктивності праці за традиційного управління дуже швидко
вичерпуються за рахунок наявності в них вузьких місць, які визначаються
пропускною здатністю людської складової.
З тих часів розвиток апаратних та програмних засобів пройшов великий
шлях, для того щоб відбулась якісна зміна понять і підходів в сфері
цифровізації. В багатьох літературних джерелах [5] робиться наголос на
важливості використання системотехнічних підходів (системного
проєктування, системного підходу) у побудові комп'ютерних систем, а також
описується концепція "чотирьох І" – напрямків розвитку комп'ютерних систем
– інформатизація, інтеграція, інтелектуалізація та індивідуалізація, що в
теперішній час втілюється в рамках концепції «Індустрія 4.0».
Почався процес с формування інформаційного суспільства, і це визначило
зміст трансформаційних процесів в освіті, економіці та соціумі. Найважливіші
його складові пов’язані з підвищенням ролі процесів комп’ютеризації,
інформатизації та розширенням сфери застосування сучасних інформаційних
технологій у різних галузях діяльності людини, зокрема й економічної,
освітньої, управлінської, громадської та інших.
11
Зокрема, з розвитком сучасних інформаційних технологій постало
питання їх застосування не лише для автоматизації операцій пов’язаних з
інформацією, які традиційно виконувались людьми, а й впливу сучасних
інформаційних технологій на організаційні процеси в установах та на
підприємствах. Почали з'являтись нові інтеграційні підходи. Було
запропоновано Нове системне проектування що є інтеграцією підходів бізнес-
реінжинірингу та нових інформаційних методів і технологій обліку "людського
фактора", що дозволяє проектувати інформаційну архітектуру ІС та бізнес-
процеси як інтегровані людино-машинних системи, в яких сучасні
інформаційні технології безпосередньо можуть впливати на бізнес-процеси, що
призводить часом до їх трансформації. Проста автоматизація функцій що
виконуються без впливу на складні процедури та організаційну структуру, які
відображають функціонально-орієнтоване середовище по типу "команда-
контроль", на сучасному етапі вважають застарілим підходом. Тільки постійне
ефективне керування знаннями та організаційне навчання стало забезпечувати
стратегічну здатність підтримувати конкурентоздатність. Перебудова бізнес-
процесів компанії за допомогою впровадження сучасних інформаційних
технологій стало тим фактором, що може суттєво підвищити і стратегічну
успішність бізнесу, і операційну ефективність, загалом [11].
1.2. Елементи для розробки інформаційної системи
Будь-який достатньо складний бізнес-процес може включати п'ять
елементів, які повинні бути враховуватись при розробці інформаційної
системи: здійснення діяльності, планування, реєстрація фактичної інформації,
ухвалення рішень, контроль і аналіз:
1) планувати можна як показники ефективності процессу так і саму
діяльність;
2) моделі, що описують діяльність, повинні мати входи від усіх інших
елементів: облікові та планові дані, управлінські рішення, дані аналізу;
12
3) група функцій з реєстрації фактичних даних щодо виконання процесу
(на практиці це, як правило, функції обліку – бухгалтерського, управлінського,
складського);
4) функції з аналізу та контролю виконання планових показників;
5) функції ухвалення керуючих рішень в рамках процесу, які поєднують у
собі елементи стратегічного і оперативного управлінь.
Термін "цифрова трансформація" виник як наслідок еволюції ідей
"реінжинірингу бізнес-процесів", "безпаперової інформатики", тощо. Даний
термін можна розглядати у вузькому та ширшому сенсах. У вузькому сенсі він
робить основний наголос на заміні ручних або нецифрових процесів
цифровими або заміна старих цифрових технологій на сучасні цифрові
технології. В ширшому сенсі робиться основний наголос на трансформації
організації чи підприємства. Виділяється чотири типи цифрової трансформації:
бізнес-моделі, бізнес-процесів, організаційно-культурна трансформація та
домену.
Більшість науковців сходяться на думці, що цифрова трансформація – це
насамперед організаційні зміни що втілюються за допомогою цифрових
технологій та цифровізованих бізнес-моделей для покращення організаційної
ефективності. Категорії організаційних перетворень, які зазнає бізнес,
включають: працівників, бізнес-моделі, організаційну структуру, бізнес-
процеси, технології для збору та управління інформацією, асортиментом послу
або товарів, моделями взаємодії з клієнтами та постачальники.
Розрізняють такі виміри цифрової трансформація бізнесу, тобто блоків
перетворення [3]:
– розроблена організаційна цифрова стратегія та підхід до застосування
інновації;
– гнучкі, здатні до швидкої адаптації процеси роботи в сучасних умовах
бізнес-моделі;
– дослідження та детальний аналіз прийняття клієнтами рішень;
13
– інформаційні технології, які підтримують всі організаційні бізнес-
процеси;
– відповідні та корисні дані щодо використання аналітичних даних як
основи для прийняття рішень відповідно до мети та стратегія організації.
Висновки
Відсутність хоча б одного з указаних даних в бізнес-процесі призводить
до неефективності та поганої керованості (некерованості) всієї системи. Тому
сучасна інформаційна система повинна охоплювати більшість даних функції з
одного боку і впливати на всі дані функції з іншого, змінюючи за потреби
технологію їх виконання.
На основі виконаного дослідження предметної області ЗВО в умовах
України показана велика необхідність цифрової трансформації у відповідності з
методами системного підходу. Виходячи з того, що традиційні підходи до
автоматизації діяльності ЗВО вже не відповідають сучасним вимогам, оскільки
різні автоматизовані системи не тільки не вирішують всіх задач ЗВО, але ще й
розділяють інформаційний простір за окремими «коміркам», у відповідності з
такими функціональними задачами, для вирішення яких потрібна та чи інша
інформація, випливає необхідність створення нових концепцій та нових
підходів цифрової трансформації закладів вищої освіти.
Це все призводить до необхідності створення моделей, методів та
засобів сучасних інформаційних технологій цифрової трансформації закладів
вищої освіти.
14
РОЗДІЛ 2
МОДЕЛЬ МОДУЛЯ АДМІНІСТРАТОРА В ІНФОРМАЦІЙНІЙ СИСТЕМІ
ДЕКАНАТУ УНІВЕРСИТЕТУ
2.1. Розробка модуля адміністратора в інформаційній системі
деканату
Предметною галуззю є робота деканату закладу вищої освіти на прикладі
деканатів Черкаського державного технологічного університету. Робота
деканатів ЧДТУ регулюється «Типовим положенням про факультет
Черкаського державного технологічного університету». У положенні серед
обов’язків працівників деканату зазначається:
– облік успішності ЗВО за результатами поточного та підсумкового
контролю;
– ведення нормативної документації факультету згідно з номенклатурою
справ факультету;
– видача ЗВО довідок, викликів на установчу та екзаментаційну сесію,
дозволів на відпрацювання тощо;
– підготовка проектів перевідних наказів, наказів про відрахування,
поновлення, переведення в ЗВО, надання академічної відпустки та повторного
курсу навчання;
– підготовка матеріалів до державної атестації студентів, зокрема:
– зведених відомостей успішності студентів ЗВО за результатами
виконання навчального плану;
– завірених списків студентів ЗВО за навчальними групами, допущених
до держаної атестації;
– завірених залікових книжок (індивідуальних навчальних планів) ЗВО;
– відстеження контингенту студентів-випускників, що претендують на
диплом з відзнакою;
15
– формування та подання до навчально-методичного відділу матеріалів
для замовлення на виготовлення документів про вищу освіту, забезпечення
оформлення додатків європейського зразка до дипломів про вищу освіту;
– підготовка і подання до навчально-методичного відділу університету
матеріалів, необхідних для формування загально-університетської звітної
документації;
– підготовка і подання інших матеріалів на запит структурних
підрозділів університету (навчально-методичного відділу, приймальної комісії
тощо) для забезпечення виконання цими підрозділами та університету в цілому
функціональних обов’язків [1a].
Всі вищезазначені обов’язки пов’язані з роботою з великою кількістю
інформації. В цьому працівникам деканатів допомагає інформаційна система
деканату.
Інформаційна система деканату ЧДТУ є частиною інформаційно-
аналітичної системи підтримки освітньої діяльності Університету (ІАСПОД),
про яку зазначено в нормативних документах ЧДТУ, зокрема в «Положенні про
порядок замовлення, виготовлення, видачі та обліку документів про вищу
освіту»[2a], «Положенні про порядок формування індивідуального навчального
плану здобувача вищої освіти Черкаського державного технологічного
університету»[3a] тощо.
Інформаційна система деканату дає можливість вводити дані в зручному
вигляді (іноді система сама генерує заготовки даних, також є імпорт даних з
різних документів, де вони вже готові) та формувати на основі цих даних
потрібні документи, а також здійснювати швидкий перегляд, фільтрування та
пошук потрібних даних.
Для ефективного керування введеними даними в рамках інформаційної
системи деканату потрібна адміністративна частина – підсистема, яка даватиме
адміністратору системи можливість легко здійснювати адміністративні функції,
замість того, щоб робити це вручну безпосередньо в базі даних, що, будучи
незручним, є ще й ризикованим.
16
2.2. Основні поняття та визначення
Понятійний апарат роботи формується на перетині освітніх процесів ЗВО,
системно-методологічних основ інформаційних технологій та понять і
визначень, які останнім часом виникли в сфері цифровізації.
Цифрова трансформація ЗВО – процес, що полягає у змінах в
організаційній, функціональній, технологічній та інформаційній інфраструктурі
ЗВО, спричинених цифровізацією освітнього та управлінського процесу
закладу вищої освіти.
Мета цифрової трансформації освітньої діяльності ЗВО –
організаційна, функціональна, технологічна, інформаційна модернізація
закладу вищої освіти задля підвищення ефективності і якості освітньої
діяльності за рахунок впровадження інструментів цифровізації, що забезпечує
більш повне і своєчасне задоволення інформаційних потреб ЗВО за рахунок
зберігання необхідної інформації в цифровій формі в базах даних і знань
сучасних комп’ютерних інформаційних систем.
Результатом цифрової трансформації є:
− забезпечення ефективного управління, планування і використання
інформаційних ресурсів ЗВО;
− підтримка відповідності якості підготовки фахівців державним
стандартам і міжнародним вимогам;
− формування єдиного цифрового простору ЗВО;
− створення системи інформаційного забезпечення ЗВО;
− розробка та впровадження засобів інформаційно-аналітичної підтримки
діяльності всіх структурних підрозділів ЗВО;
− впровадження методів ефективного керування об’єктно-орієнтованим
динамічним навчальним середовищем;
− реалізація ефективної взаємодії між відокремленими та внутрішніми
підрозділами ЗВО, студентами і ЗВО, іншими ЗВО, в тому числі іноземними;
17
− створення необхідних умов для забезпечення кадрового складу,
студентів, слухачів та суспільства своєчасною, достовірною та повною
інформацією щодо ЗВО шляхом широкого використання інформаційних
технологій.
− інтеграція ЗВО в національний та світовий інформаційні простори.
Інформаційні потреби ЗВО – інформаційний ресурс, необхідний
працівникам, студентам, аспірантам закладу вищої освіти для ефективного і
якісного виконання ними своїх функціональних обов’язків.
Для забезпечення інформаційних потреб ЗВО необхідно:
1. Ідентифікувати інформаційний ресурс, необхідний працівникам,
студентам, аспірантам ЗВО.
2. При необхідності оцифрувати інформаційний ресурс, в т.ч.
застосовуючи сучасні інформаційні технології.
3. Розмістити інформаційний ресурс в цифровому середовищі.
4. Надавати інформаційний ресурс працівникам, студентам, аспірантам
ЗВО.
Інформаційна технологія цифрової трансформації ЗВО – технологічна
система методів і засобів формування інформаційного ресурсу ЗВО шляхом
оцифрування, зберігання і надання необхідної інформації працівникам,
студентам і аспірантам ЗВО.
Для розробки інформаційних технологій цифрової трансформації
необхідно спочатку створити деякий науково-методологічний базис.
Науково-методологічний базис інформаційних технологій цифрової
трансформації ЗВО – загальний набір моделей, методів, правил, алгоритмів,
прийомів та теоретичних узагальнень, направлених на вивчення та виділення
важливої для здійснення цифрової трансформації інформації та створення
методів і засобів її перетворення в цифровий простір ЗВО.
Цифровий простір (ЦП) – це реалізовані в комп’ютерних засобах
сховища цифрової інформації, інструменти ведення цих сховищ і вирішення
18
функціональних задач та організаційна інфраструктура, яка забезпечує
функціонування цього простору.
Цифровий простір є частиною інформаційного простору ЗВО і
формується в процесі цифрової трансформації ЗВО. Містить два компоненти.
Компонентами цифрового простору ЗВО є:
− функціональний компонент – методи і засоби інформаційної технології
цифрової трансформації ЗВО;
− інформаційний компонент – інформація, отримана в результаті
реалізації інформаційної технології цифрової трансформації.
Інформаційний компонент цифрового простору ЗВО – інформація
(дані), необхідні для реалізації освітнього, та інших процесів в ЗВО, і яка
знаходиться в інформаційних базах сучасних інформаційних систем.
Функціональний компонент цифрового простору ЗВО – функції
створення інформаційного компоненту та функції управління створенням
інформаційного компоненту.
Інформаційний простір ЗВО – інформація, що отримується чи
формується в ЗВО, і яка необхідна для вирішення функціональних задач
закладу вищої освіти.
Інформаційний простір ЗВО – більш широка категорія, ніж цифровий
простір. Інформаційний простір – це вся інформація, що є в ЗВО. В тому числі в
пам’яті працівників і різноманітних документах, що супроводжують діяльність
закладу вищої освіти. Цифровий простір – частини інформаційного простору,
що зберігається в комп’ютерах.
Цифровий простір ЗВО можна представити як сукупність цифрових
об’єктів.
Цифровий об’єкт – графічне зображення, текст, звуки, відео,
комп’ютерна програма які формують у спостерігача уявлення (інформованість)
про сутність об‘єктів чи процесів, що відбуваються в предметній області ЗВО.
Клас цифрових об’єктів – множина однотипних цифрових об’єктів
(наприклад, графіків).
19
Для управління цифровою трансформацією необхідно застосовувати
проєктний підхід [7], [8]. Це пов'язано з тим, що цифрову трансформацію не
можна розглядати як один цілісний процес. Цифрова трансформація – це набір
проєктів по створенню елементів цифрового простору, пов'язаних з
розв'язуванням різноманітних функціональних задач.
Проєкти цифрової трансформації є проєктами розвитку ЗВО.
Проєкт розвитку ЗВО – це проєкт, спрямований на розвиток або
модернізацію ЗВО шляхом зміни організаційної, функціональної чи
інформаційної інфраструктури, технологій і систем обробки інформації
(управління), або інших характеристик.
Мета реалізації проєкту розвитку ЗВО – отримання кращих
результатів діяльності закладу вищої освіти.
Під проєктом цифрової трансформації ЗВО будемо розуміти проєкт
розвитку ЗВО, орієнтований на створення конкретного програмно-
інформаційного продукту в рамках обмежених термінів, ресурсів, заданого
бюджету та взаємозв’язку з формуванням інших продуктів.
Метою реалізації проєкту цифрової трансформації ЗВО є створення
програмно-інформаційних засобів, які мають бути впроваджені в діяльності
закладу вищої освіти з одночасним виконанням ряду технічних, економічних,
фінансових та екологічних вимог до таких об'єктів.
У закладах вищої освіти зазвичай створюється багато програмно-
інформаційних засобів, які відносяться до тих чи інших сфер діяльності ЗВО.
Вони є конкретними (програми чи технології, ремонти чи розробки систем), або
абстрактними (знання, досвід, емоційний стан та ін.). В подальшому ці
результати будемо називати продуктами проєктів цифрової трансформації.
Під продуктом проекту цифрової трансформації будемо розуміти:
програмні та технічні засоби, інструменти дистанційного навчання,
інформаційний базис освітнього процесу та ін.
Отже, цифрова трансформація ЗВО є програмою розвитку ЗВО, що
передбачає реалізацію:
20
- проєктів цифровізації освітнього процесу ЗВО;
- проєктів цифровізації інших видів діяльності ЗВО;
- проєктів розвитку ІТ-інфраструктури ЗВО;
- проєктів створення цифрових технологій управління ЗВО.
Під програмою цифрової трансформації ЗВО будемо розуміти
проєкти цифрової трансформації, спрямовані на реалізацію одного цілісного
завдання – цифровізація всіх сторін діяльності ЗВО.
Для створення інформаційної технології цифрової трансформації ЗВО,
яка б забезпечувала виконання програми цифрової трансформації, необхідно
спочатку побудувати структуру цифрового простору ЗВО. А для цього дуже
важливо спочатку визначити, які цифрові об’єкти і як можуть бути використані
в закладі вищої освіти. Необхідно ідентифікувати інформаційні потреби ЗВО і
визначити, які елементи цифрового простору зможуть їх задовольнити. А потім
побудувати таку структуру цього простору, яка найліпшим чином дозволить
задовольняти ці потреби.
2.3. Програма цифрової трансформації ЗВО
Цифрова трансформація ЗВО повинна базуватися на системному підході
до побудови складних організаційно-технічних систем, що передбачає
декомпозицію досліджуваного процесу з метою побудови його опису за описом
окремих частин цього процесу [9]. Виділимо два види структурних описів. По-
перше, опис програми цифрової трансформації ЗВО як об'єктивно існуючої
категорії. По-друге, опис ключового ресурсу цієї програми – інформаційної
технології цифрової трансформації ЗВО. Розглянемо їх детально.
Представимо програму цифрової трансформації ЗВО через множину
проєктів, орієнтованих на цифровізацію ЗВО:
= {}, = 1,, (2.1)
де – програма цифрової трансформації ЗВО;
21
– проєкт цифрової трансформації ЗВО.
Найбільше значення для програми цифрової трансформації мають
характеристики проєктів, пов’язані зі специфікою діяльності ЗВО та з
інформаційними технологіями. До найбільш суттєвих характеристик проєктів
цифрової трансформації, які відносяться до питань створення інформаційних
технологій можна віднести:
=< Μ , , >, (2.2)
де Μj – продукт проєкту;
Rj – вигоди від реалізації проєкту;
Sj – витрати на проєкт.
Виходячи з наслідку 2.2 проєкти програми цифрової трансформації
спрямовані на реалізацію різноманітних заходів щодо:
− створення і впровадження функціонального компоненту цифрового
простору ЗВО – методів і засобів інформаційної технології цифрової
трансформації;
− розроблення засобів інформаційної технології цифрової трансформації
задля створення інформаційного компоненту цифрового простору ЗВО.
Формування портфеля проєктів, виходячи з виразу (2.2), може
виконуватись на основі наступної моделі:
�� − � → , (2.3)
при обмеженнях
1. Задані проєкти (2.1).
2. Задані витрати-вигоди проєктів (2.2).
3. Задано обмеження бюджету
� ≤ 0,
де 0 – бюджет програми цифрової трансформації ЗВО.
22
В результаті реалізація портфеля «вигідних» проєктів дозволяє не тільки
створити цифровий простір, але й мінімізувати витрати на цифрову
трансформацію ЗВО.
Орієнтовний склад проєктів цифрової трансформації ЗВО показано в
додатку А.
Тепер розглянемо основний ресурс цих проєктів – інформаційну
технологію цифрової трансформації закладу вищої освіти.
2.4. Технологічна класифікація наповнення цифрового
простору закладів вищої освіти
Метою цифрової трансформації закладу вищої освіти є його розвиток
через створення та використання цифрового простору (ЦП ЗВО). Цифровий
простір розуміється як сукупність документів, які є в ЗВО, інформаційних баз
та засобів їх ведення, а також інструментів вирішення функціональних задач
(визначення 2.6). Отже, чим більше задач, інформаційних баз і інструментів,
тим різноплановішим буде цифровий простір і тим складніше створити єдину
інформаційну технологію цифрової трансформації. Для створення такої
технології спочатку структуруємо цей простір.
Всі продукти програми цифрової трансформації ЗВО можна віднести до
забезпечуючого і функціонального компонентів цифрового простору.
До продуктів, що є результатами програми цифрової трансформації ЗВО,
відносяться об’єкти і процеси цифрового простору, які забезпечують отримання
результатів, перерахованих в наслідку 2.1. До таких забезпечуючих елементів
цифрового простору можна віднести:
- єдиний інформаційний простір ЗВО та його підрозділів;
- надійна робота серверів;
- підвищення продуктивності роботи комп’ютерної мережі;
- технології дистанційного навчання в університеті;
23
- єдиний організаційний, програмний та інформаційний базис
функціонування інформаційних систем підрозділів університету;
- зниження витрат на видання та перехід на сучасні способи доставки
наукової інформації до споживачів;
- організація тренінгів для створення дистанційних курсів та ін.
До функціонального компоненту цифрового простору можна віднести
технологічні системи ведення інформаційних баз та автоматизації освітнього,
наукового, управлінського, господарського та інших процесів ЗВО. Традиційно,
виходячи з продукту функцій, які реалізуються в цьому компоненті, можна
виділити наступні технологічні системи [101], [115].
1. Нормативно-довідкова інформація (НДІ). В основі простору
знаходиться постійна, або умовно-постійна інформація, яку прийнято відносити
до нормативно-довідкової бази. В умовах ЗВО вона включає, наприклад, опис
студентів, документи про освіту: дипломи, атестати, додатки до дипломів, дані,
які відображають інформаційний простір ЗВО: підрозділи, керівники, контакти
і т. п., опис викладачів тощо.
Нормативно-довідкова інформація використовується як для вирішення
функціональних задач, так і для формування тієї частини цифрового простору,
яка і використовується для вирішення цих задач. Цю частину цифрового
простору назвемо функціональною інформаційною базою.
2. Функціональні інформаційні бази. Це інформація, яка
використовується для розв’язування функціональних задач, або яка є
продуктом (розв’язком) цих задач. Зокрема, це:
- інформація, що супроводжує діяльність студентів зокрема відомості
про: оцінки, подяки і догани, проживання в гуртожитках, участь в конкурсах,
олімпіадах, художній самодіяльності, спортивних заходах, академічній
мобільності, студентському самоврядуванні і т.п.;
- інформація освітнього процесу: екзаменаційні, залікові та інші
відомості, журнали відвідуваності і т. п.;
24
- навчальні і робочі навчальні плани: дисципліни, види занять, обсяги
роботи;
- навчальні матеріали (файли): конспекти лекцій, презентації, методичні
вказівки, посібники, підручники, відеолекції і т.п.;
- річне навчальне навантаження по кафедрам;
- навчальне навантаження викладачів;
- план навчального процесу: графік навчального процесу, розклад
занять;
- робочі програми: формальний опис дисциплін та ін.
3. Інформаційна технологія вирішення функціональних задач ЗВО.
Інформаційна технологія вирішення функціональних задач використовує
інформаційний ресурс, розміщений в базах нормативно-довідкової інформації
та інформації функціональних задач ЗВО. Традиційно інформаційна база
функціональних задач ЗВО розбита на бази даних різних задач, до яких
застосовуються інструменти інтеграції задля створення єдиного
інформаційного середовища. Інструменти цієї технології, як і в традиційних
інформаційних системах, в сфері освітньої діяльності ЗВО вирішують задачі:
– обробки навчальних і робочих навчальних планів;
– розрахунку навчального навантаження;
– організація дистанційного навчання і електронного тестування;
– формування розкладу занять;
– проведення бізнес-операцій в сфері навчання студентів, таких, як
відрахування, поновлення, направлення в академічну відпустку та виведення з
академічної відпустки, переведення зі спеціальності на спеціальність, зміну
фінансування тощо;
– забезпечення вибору студентами вибіркових дисциплін та формування
на основі цієї інформації відповідних документів;
– формування документів, що стосуються сесійного контролю знань;
– розрахунок стипендіального рейтингу;
– формування додатку до диплома;
25
– аналізу поточної та семестрової успішності студентів;
– безпосереднє управління освітньою діяльністю закладу вищої освіти, в
тому числі призначення доручень та контроль їх виконання.
Не тільки використання, але й наповнення і ведення функціональної
інформаційної бази реалізується в інформаційних системах, що вирішують
наведені функціональні задачі. Але для створення цифрового простору ЗВО
необхідно стандартизувати інструменти, які реалізують алгоритми наповнення,
ведення і використання функціональної інформаційної бази, відділити їх від
засобів вирішення функціональних задач.
Необхідно створити технологію управління інформацією цифрового ЗВО.
4. Інформаційна технологія управління інформацією ЗВО. Задача
створення цифрового простору повинна бути відокремлена від функціональних
задач, які підлягають автоматизації і повинна виступати як самостійний
системоутворюючий компонент цифрового ЗВО. Для цього необхідне
створення наскрізної (відносно функціональних задач) технології управління
інформацією закладу вищої освіти. При наявності такої інформаційної
технології спрощується і питання вирішення функціональних задач. В першу
чергу тому, що ряд функцій обробки інформації переноситься в технологію
управління інформацією ЗВО. По-друге, засоби вирішення функціональних
задач будуть оперувати інформацією, яка є загальнодоступною і яка
формується колективно всіма інструментами цифрового ЗВО, а не належить
лише цій задачі і формується її інструментами [11].
Важливо виділити, отримати і зберігати інформацію, яка
використовується в різних функціональних задачах, в централізованому
інформаційному середовищі, незалежному від цих задач. Для його формування
необхідно створити технологію управління інформацією ЗВО. Використовуючи
систему управління інформацією, легше створити інформаційну технологію
вирішення функціональних задач ЗВО.
Алгоритм створення системи управління інформацією полягає в виборі
функцій, що реалізуються при вирішенні багатьох задач і їх об’єднання в єдину
26
систему підготовки інформаційного ресурсу для засобів вирішення цих задач.
Таким чином, з технології вирішення функціональних задач ЗВО виключаються
процедури, які використовують методи і засоби ведення інформаційних баз та
методи і засоби управління інформацією ЗВО. Наприклад, процедури добазової
обробки документів.
При такому підході зникає необхідність інтеграції систем, що вирішують
наведені задачі, оскільки вони використовують єдине цифрове середовище,
створене в рамках технології управління інформацією ЗВО. В цьому випадку
інформаційна технологія вирішення функціональних задач буде орієнтована на
реалізацію функцій, пов’язаних саме з процедурами, наявними в самих задачах,
зокрема:
1. Управління освітнім процесом, в тому числі проєктування та обробка
навчальних і робочих навчальних планів, розрахунок навчального
навантаження кафедр, організація дистанційного навчання та електронного
тестування, формування розкладу занять.
2. Бухгалтерського і управлінського обліку, в тому числі розрахунок
стипендії студентів, нормативного штатного розпису викладачів.
3. Формування електронної документації та інформації, що відображає
хід та результати навчання студентів (відомості, накази і розпорядження,
доповідні записки і т.п.).
4. Планування і контроль виконання інноваційних проєктів університету,
проєктів модернізації і розвитку, наукових проєктів.
5. Управління господарською роботою, в тому числі закупівлею
матеріально-технічних ресурсів.
6. Управління закладом вищої освіти, в тому числі контроль виконання
доручень.
Через реалізацію цих функцій не тільки вирішуються функціональні
задачі, але й створюється інформаційний ресурс інформаційної технології
забезпечення діяльності закладів вищої освіти.
27
5. Інформаційна технологія забезпечення діяльності закладів вищої
освіти. Дана технологія базується на інструментах, які спрямовані на
досягнення мети цифрової трансформації ЗВО – максимального забезпечення
інформаційних потреб закладів вищої освіти. Для досягнення цієї мети
необхідно спрямувати вище описані інструменти цифрової трансформації на
вирішення задач інформаційного забезпечення діяльності закладу вищої освіти.
По суті інструменти управління інформацією і вирішення функціональних
задач повинні не тільки наповнювати інформаційні бази даними, які є вхідними
чи вихідними для цих технологій, але й інформацією, яка є ресурсом
працівників підприємства в виробничій чи управлінській діяльності. Це
додаткова задача цифрової трансформації, яка покладається на інформаційну
технологію забезпечення діяльності ЗВО. Виходячи з цього, інформаційна
технологія забезпечення діяльності ЗВО повинна реалізувати такі функції:
1. Функції надання затребуваної інформації співробітникам закладів
вищої освіти – споживачам інформаційного ресурсу. Ці функції ведуть відбір
затребуваної інформації та її передачу споживачам. Ця інформація повинна
знаходитися і нормативно-довідковій базі чи в інформаційній базі
функціональних задач. Але вона, зазвичай, знаходиться не в тому вигляді, який
потрібен споживачу. Тому потрібна розробка додаткових інструментів доступу
до цих баз та представлення інформації в потрібному вигляді.
2. Функції формування контенту сайтів ЗВО та його підрозділів. Їх
реалізація спрямована на надання необхідної інформації не тільки працівникам
ЗВО, але й зовнішнім споживачам, які цікавляться життям закладу вищої
освіти. Ці функції ведуть відбір потрібної інформації з інформаційних баз (НДІ
і функціональних задач), чи вводяться працівниками ЗВО та відбувається її
розміщення на сайтах. Зазвичай інформація розділяється на дві категорії:
отримана з інформаційних баз; введена працівниками ЗВО (зазвичай,
спеціальним підрозділом).
3. Функції інформаційного забезпечення діяльності ЗВО, які є складовими
систем управління інформацією. Надають потрібну інформацію працівникам
28
ЗВО в режимах управління інформацією: електронний документообіг, контроль
виконання доручень, цифровий архів документів, комунікації.
2.5. Концентрична модель інформаційної технології цифрової
трансформації ЗВО
Для того щоб перейти від концепції, що базується на локальному
(позадачному) підході до побудови цифрового ЗВО до концепції, яка включає
наведену вище структуризацію компонентів цифрового простору, необхідно
об’єднати: нормативно-довідкову інформацію, функціональне інформаційне
середовище, інформаційну технологію управління інформацією ЗВО,
інформаційну технологію вирішення функціональних задач і інформаційну
технологію забезпечення діяльності ЗВО в єдину інформаційну технологію
цифрової трансформації закладу вищої освіти [4]. Наведене вище
представлення компонентів цифрового простору можна представити у вигляді
концентричної моделі інформаційної технології цифрової трансформації ЗВО
(рис.2.1).
Рис.2.1. Концептуальна модель концентричної інформаційної технології
цифрової трансформації ЗВО
29
Таке представлення КІТ дозволяє віднести всю сукупність
функціональних засобів та інформаційних баз до 5 шарів. Це дозволяє перейти
у взаємодії компонентів такої технології від принципу «кожна задача з кожною
через інтеграцію баз даних» до міжшарової взаємодії, в якій беруть участь
тільки пов’язані між собою компоненти.
Представимо математичну модель концентричної інформаційної
технології.
Категорії моделі розділяються на два великі класи – інформаційні
об’єкти, представлені в цифровому просторі та процедури їх обробки.
Взаємозв’язок цих об’єктів показано на рис. 2.2.
Проце дури забезпечення діяльності ЗВО
Процедури вирішення функціональних задач ЗВО
IZ IZ
Проце дури управління інформацією ЗВО
Z Z
I I
Інфор мація функціональних задач
Норм ативна інформація
IZ IZ
Примітка: IZ- зовнішня інформація
Рис.2.2. Взаємозв’язок процедур і об’єктів цифрового простору ЗВО
30
Виходячи з такого представлення цифрового простору (рис.2.1 і рис.2.2),
взаємозв’язок об’єктів і процедур можна класифікувати наступним чином.
1. Зовнішнє середовище → Об’єкти нормативної бази. Існує зв’язок
∃ , F: = F � �, (2.4)
де F – відображення зовнішньої інформації в цифровому просторі ЗВО;
– зовнішня, відносно закладу вищої освіти, інформація; необхідна для
забезпечення діяльності ЗВО; – нормативна інформація.
Будемо вважати, що таке відображення реалізується процедурами
ведення нормативної бази П .
2. Процедури управління інформацією → Об’єкти нормативної бази.
Формально можна записати
∃П
,
: = П � �, (2.5)
де П
– процедура управління інформацією; – нормативна інформація.
3. Об’єкти нормативної бази → Інформаційні об’єкти функціональних
задач:
Існує зв’язок
∃ , П
: = П
( ), (2.6)
де П
– процедура ведення інформаційної бази функціональних задач; –
інформація, необхідна для вирішення функціональних задач.
4. Процедури вирішення функціональних задач ЗВО → Інформаційні
об’єкти функціональних задач:
∃П
, : = П
( , ), (2.7)
де П – процедура наповнення інформаційної бази функціональних задач; –
інформаційні об’єкти, які формуються в процесі вирішення функціональної
задачі процедурою П; – інформаційні об’єкти функціональних задач, які
необхідні для отримання інформації .
5. Процедури управління інформацією → Інформаційні об’єкти
функціональних задач:
31
∃П
, : = П( , ), (2.8)
де П
– процедура вирішення функціональних задач; – інформаційні об’єкти,
які формуються в процесі вирішення функціональної задачі процедурою П
;
– інформаційні об’єкти функціональних задач, які необхідні для отримання
інформації .
6. Зовнішнє середовище → Процедури управління інформацією.
Реалізуються формулами (2.5) і (2.8).
7. Зовнішнє середовище → Процедури вирішення функціональних задач
ЗВО. Зв’язок описується формулою (2.7).
8. Об’єкти нормативної бази → Процедури вирішення функціональних
задач ЗВО. Задається формулою (2.7).
9. Інформаційні об’єкти функціональних задач → Процедури вирішення
функціональних задач ЗВО. Зв’язок описується формулою (2.8).
10. Об’єкти нормативної бази → Процедури забезпечення діяльності
ЗВО:
Існує зв’язок
∃ , П
: = П
( ), (2.9)
де П
– процедура забезпечення діяльності ЗВО; – інформація, необхідна для
забезпечення діяльності ЗВО.
11. Інформаційні об’єкти функціональних задач → Процедури
забезпечення діяльності ЗВО:
∃ , П
: = П ( ), (2.10)
де П
– процедура забезпечення діяльності ЗВО; – інформація, необхідна для
забезпечення діяльності ЗВО.
Виходячи з формул (2.4)-(2.10) можна визначити чотири технологічні
системи, які забезпечують формування продуктів концентричної інформаційної
технології.
1. Наповнення цифрового простору нормативною інформацією:
32
а) безпосереднє отримання з зовнішнього середовища (наприклад, Єдиної
державної електронної бази з питань освіти (ЄДЕБО), юридичних систем,
довідників, і т.п.):
П
�� ,
де П – процедури отримання нормативної інформації з зовнішнього
середовища ЗВО; – зовнішня інформація; – нормативна інформація.
б) отримання з використанням процедур управління інформацією (як
побічний результат при обробці різноманітної документації, в якій є
нормативна інформація):
П
�� ,
де ПС – процедури управління інформацією.
2. Наповнення цифрового простору в частині інформаційної бази
функціональних задач:
а) з нормативної бази:
П
�� ,
де –інформація вирішення функціональних задач; П – процедури
вирішення функціональних задач.
б) з процедур управління інформацією:
П
�� .
3. Вирішення функціональних задач:
П
, �� .
4. Використання цифрового простору для забезпечення діяльності закладу
вищої освіти:
П
, �� .
де – інформація для забезпечення діяльності закладу вищої освіти; П –
процедури забезпечення діяльності закладу вищої освіти.
33
В наведеній структурі цифрового простору виділяються два шари, які не є
традиційними в різноманітних автоматизованих системах ЗВО. Це технологія
управління інформацією і технологія забезпечення діяльності ЗВО.
Математично, їх поява може бути обґрунтована наступними моделями.
Модель вибору процедур управління інформацією ЗВО. Мета
цифрової трансформації – максимальна вигода від цифрового простору при
мінімальних витратах на його формування. Це випливає з наступної моделі
[101].
Нехай для кожної інформаційної функції може існувати процедура
програмних засобів, яка отримує нову інформацію у відповідністю з цією
функцією
∀∃П: = П� , �, (2.11)
де – інформаційна функція; П – програмна процедура; – вихідна
інформація програмної процедури; – нормативно-довідкова інформація, яка
необхідна для отримання вихідної інформації ; – вхідна інформація, яка
необхідна для отримання вихідної інформації .
Кожна інформація характеризується витратами на її отримання та
ефектом від використання (і ці витрати включають і вартість створення
процедури)
∀ =< , >, (2.12)
де – вигода від отримання інформації ; – витрати на отримання
інформації .
З використанням моделі витрат-вигод (див. формулу 2.3) ефективна
інформаційна технологія цифрової трансформації повинна забезпечити [101]
�( (2.13)
− ) → ,
при обмеженнях
1. Задані інформаційні функції і процедури цифрового простору (2.11).
2. Задані витрати-вигоди (2.12).
3. Задано обмеження бюджету
34
� ≤ 0,
де 0 – бюджет програми цифрової трансформації ЗВО.
У такій постановці задачі, якщо винести процедури отримання інформації
(2.11) за межі функціональних задач, і якщо одна і та ж інформація буде
використана для вирішення різних задач, то відповідно вираз (2.13) буде
максимізовано. Дійсно якщо,
∃П, П , , : = П� , �; = П(, ), (2.14)
де П, П – процедури інформаційної технології цифрової трансформації; , –
вихідна інформація; – нормативно-довідкова інформація, яка необхідна для
отримання вихідної інформації ; – нормативно-довідкова інформація, яка
необхідна для отримання вихідної інформації ; – вхідна інформація, яка
необхідна для отримання вихідної інформації і ,
то різниця між вигодами і витратами буде дорівнювати
− + − − ≥
− + − − − , (2.15)
де – вартість отримання інформації, яка не має власної цінності (не
використовується для забезпечення діяльності ЗВО – = 0), але яка може бути
отримана двічі в рамках різних функціональних задач, або один раз в рамках
системи управління інформацією.
Модель вибору процедур забезпечення діяльності ЗВО. Для запитів,
що часто повторюються, необхідно створювати інформаційні шаблони,
формувати їх у відповідних процедурах при змінах в інформаційних базах
(наприклад, звіти по виконанню завдань) і зберігати їх в готовому вигляді.
Таким чином необхідно вести статистику забезпечення діяльності ЗВО і
виходячи з цієї статистики створювати такі шаблони, які автоматично будуть
формуватися в КІТ.
Нехай
∃ , = ��, = 1���,��: �
, � = , (2.16)
35
де yj – споживач інформації; – інформація, необхідна для забезпечення
діяльності ЗВО; ρ� , � – предикат потреби споживача yj в інформації ; –
кількість споживачів, яким необхідна інформація .
Якщо > 0, то, очевидно, потрібно створити шаблон (форму і
програмні засоби), який дозволить автоматично отримувати необхідну для
забезпечення діяльності ЗВО інформацію.
2.6. Принципи створення концентричної інформаційної
технології цифрової трансформації закладів вищої освіти
Виходячи з того, що в основі концентричної технології цифрової
трансформації ЗВО лежить системний підхід, необхідно сформулювати
принципи створення названої технології, які і дозволять реалізувати цей підхід.
До таких принципів можна віднести:
1. Принцип економічності. В основі цифрової трансформації будуть так
структуровані інструменти інформаційної технології, щоб усунути всі
дублювання та розпорошення інформаційних представлень. Створення єдиного
цифрового простору дозволить створити єдину систему засобів вирішення
функціональних задач та забезпечення діяльності ЗВО. Що зменшить витрати
на цифрову трансформацію, як мінімум вже через те, що не потрібно
інтегрувати бази даних різних функціональних задач.
2. Управління через проєкти. Застосування цього принципу дозволить
реалізувати проєктний підхід до цифровізації ЗВО. В першу чергу створити
єдину систему управління всіма діями зі створення, впровадження та
використання інструментів інформаційної технології цифрової трансформації
ЗВО. Створення нових засобів цифрової трансформації повинне виконуватись
через ініціацію, планування, бюджетування і контроль виконання окремих
проєктів, спрямованих на конкретний результат. І в основі цього персональна
відповідальність як за виконання окремих робіт, так і за результат в цілому [46].
36
3. Системної єдності. Необхідне впровадження системи управління
інформацією, яка створить єдиний інформаційний простір ЗВО через
інтеграцію процесів електронного документообігу, добазової обробки і
цифровізації документів, контролю виконання доручень, інформаційного
забезпечення керівництва, і т.п..
4. Розвитку. Жоден заклад вищої освіти не може вижити не
розвиваючись. Тому головний принцип ЗВО в сфері цифрової трансформації –
розвиватися і на основі цього забезпечувати свою життєдіяльність (а не
забезпечивши свою життєдіяльність – розвиватися).
5. Плановості. В основі управління проєктами цифрової трансформації
лежить план. План – це закон діяльності по програмі цифрової трансформації.
Ніхто не має права не виконувати план.
6. Професійного підходу. Будь-яким видом діяльності, в тому числі
управлінням цифровою трансформацією ЗВО, розробкою інформаційних
систем і технологій, розвитком інформаційної інфраструктури повинні
займатися професіонали. Під кожен проект цифрової трансформації повинна
створюватися команда, в яку необхідно залучати фахівців ЗВО, студентів,
аспірантів, а також фахівців, залучених на аутсорсинг.
7. Системності. Цифровий простір представляє собою систему, яка
включає: нормативно-довідкову базу, інформаційну базу вирішення
функціональних задач, інформаційні технології управління інформацією,
вирішення функціональних задач і забезпечення діяльності закладу вищої
освіти.
8. Навчання. Основний капітал будь-якого закладу вищої освіти в
сучасних умовах – це знання його працівників. Знання і вміння реалізувати ці
знання на практиці в області професійної діяльності. Для цього необхідно
реалізовувати програми навчання в умовах цифрової трансформації ЗВО.
9. Відповідності. Управління цифровою трансформацією базується на
відповідності: комп’ютерної техніки, інструментів добазової обробки
інформації, інструментів управління інформацією, інструментів вирішення
37
функціональних задач, інструментів забезпечення діяльності ЗВО і рівня
підготовки працівників університету, в сфері цифрової трансформації.
10. Ітераційності. Розробка здійснюється короткими ітераціями із
постійним взаємозв'язком з постановниками задач з підрозділів ЗВО. Ітерації як
такі пропонується робити у відповідності з методологією Scrum [12] короткими,
рекомендована тривалість – 2-3 тижні і не більше 1 місяця.
11. Мобільності. В основі цього принципу теж методологія Scrum.
Повинна вестись розробка інформаційної технології окремими групами з 3-7
осіб.
12. Зворотного зв'язку з підрозділами ЗВО. Представники відділів і
служб ЗВО та ректорат повинні бути безпосередньо залучені в процес цифрової
трансформації.
2.7. Функціональні задачі освітньої діяльності закладів вищої
освіти, які підлягають вирішенню в процесі цифрової
трансформації ЗВО
Функціональні задачі, що стосуються освітньої діяльності закладів вищої
освіти, можна розділити на два великих класи – ті, що стосуються освітнього
процесу та ті, що стосуються організації та управління освітнім процесом.
Кожна з цих частин має свої складові (рис. 2.3).
38
Освітня діяльність
Організація та
Освітній процес управління освітнім
процесом
Дистанційна здача
звітів з лабораторних Ппроведення Функції рівня
та інших робіт онлайн занять ректорату
Функції рівня
Розміщення навчально-
навчальних методичного відділу
матеріалів
Функції рівня
Автоматизоване деканату
тестування
Функції рівня
кафедри
Функції рівня
студента
Рис. 2.3. Функціональна структура освітньої діяльності ЗВО
В інформатизації функції освітньої діяльності велику роль грають
стандартні програмні засоби. Існує чимало якісних систем дистанційного
навчання. Серед засобів, які використовуються для проведення онлайн занять,
переважно світові лідери відеозв'язку. Функції організації та управління
освітнім процесом зазвичай є фокусом університетських інформаційних систем.
До функцій рівня ректорату можна віднести:
– безпосереднє управління освітньою діяльністю закладу вищої освіти, в
тому числі призначення доручень та контроль їх виконання;
– загальний аналіз поточної та семестрової успішності студентів.
До функцій рівня навчально-методичного відділу можна віднести:
– введення даних в ЄДЕБО;
39
– формування довідників спеціальностей, спеціалізацій, освітніх програм;
– формування розкладу занять;
– формування переліку вибіркових дисциплін;
– формування наказів, зокрема, про завершення навчання студентів;
– формування різноманітних звітів з навчання, в тому числі тих, що
надсилаються до Міністерства освіти та науки.
До функцій рівня деканату можна віднести:
– формування переліку академічних груп;
– проведення бізнес-операцій, що стосуються навчання студентів,
наприклад, відрахування, поновлення, направлення в академічну відпустку та
виведення з академічної відпустки, переведення зі спеціальності на
спеціальність, зміну форми фінансування тощо;
– формування наказів;
– формування документів, що стосуються сесійного контролю знань
(відомостей, зведених відомостей, аркушів успішності);
– розрахунок стипендіального рейтингу;
– формування додатку до диплома;
– формування академічних довідок для студентів, що з якихось причин
припиняють навчання в ЗВО;
– аналіз поточної та семестрової успішності студентів;
– забезпечення вибору студентами вибіркових дисциплін та формування
на основі цієї інформації відповідних документів, таких, як індивідуальний
план навчання студента;
– формування документів звітності за результатами екзаменаційно-
залікової сесії для навчально-методичного відділу;
– формування різноманітних неформальних документів, таких, як списки
студентів, виписки в різноманітні журнали тощо.
До функцій рівня кафедри можна віднести:
– формування та обробку навчальних і робочих навчальних планів;
– розрахунок навчального навантаження викладачів;
40
– формування навчальних та робочих навчальних програм, силабусів,
інших документів навчального забезпечення дисциплін;
– формування списків тем випускних робіт студентів.
До функцій рівня студента можна віднести:
– вибір вибіркових дисциплін;
– одержання інформації про власні результати екзаменаційної сесії;
– отримання інформації про розклад занять;
– отримання інформації про правильні форми заяв;
– оцінка якості викладання викладачів;
– формування заявок на отримання довідок.
Така компоновка функцій дозволяє структурувати методи і засоби
інформаційної технології цифрової трансформації в частині вирішення
функціональних задач.
2.8. Метод управління інформацією в цифровому просторі
закладів вищої освіти
Управління інформацією базується на правилах реалізації інформаційних
функцій, які наповнюють інформаційне середовище ЗВО.
Кожну інформаційну функцію можна описати як формальну двійку:
: < K , Π >,
де – інформаційна функція;
Ki – клас інформаційної функції;
Πi – множина процедур реалізації інформаційної функції.
Кожна інформаційна функція являє собою інформаційний процес
(почергова реалізація процедур) з перетворення даних і знань, які належать
атрибутам одних ЦО, в атрибути іншого ЦО. Між цифровими об’єктами
інформаційного середовища ЗВО існують певні зв’язки, які реалізуються
процедурами. По суті інформаційна функція інформаційного середовища ЗВО –
сукупність процедур формування цифрових об’єктів:
41
Π: �П�, = �1��,��,
де Π – процедури цифрового простору;
Пj – процеду ра цифрового простору;
n – кількість процедур.
Конкретне наповнення функції (конкретні процедури) залежить від
конкретних цифрових об’єктів, які використовуються в ній. Але набір процедур
з реалізації функцій буде типовим для однакових типів цифрових об’єктів.
Метод управління інформацією повинен забезпечувати вибір функцій, що
реалізуються при вирішенні багатьох задач, і об’єднувати їх в єдину систему
підготовки інформаційного ресурсу. В цьому випадку інформаційний ресурс
створюється спеціалізованими засобами, а потім використовується у всіх
функціональних задачах і засобах забезпечення діяльності ЗВО. Таким чином,
інформаційна технологія управління інформацією буде орієнтована на
створення цифрового середовища, яке буде доступним у функціональних
задачах ЗВО.
Сутність методу управління інформацією закладів вищої освіти, який
дозволяє створювати універсальні інструменти цифровізації, незалежні від
складу і специфіки побудови засобів вирішення функціональних задач полягає
в наступному [11]:
1. Ідентифікація інформаційних функцій. Нехай
∃ : = � , �, (2.17)
де Fzl – інформаційна функція l для вирішення функціональної задачі Γ; –
вихідна інформація, потрібна для вирішення функціональної задачі Γ; –
нормативно-довідкова інформація, яка необхідна для отримання вихідної
інформації ; – вхідна інформація, яка необхідна для отримання вихідної
інформації тільки в рамках функції .
2. Розрахунок витрат на реалізацію функцій для отримання вхідної
інформації. Вхідна інформація теж характеризується витратами на її реалізацію
42
та нульовим ефектом від використання (адже вона самостійно не
використовується, а є ресурсом вирішення задач)
∀ =< 0, >,
де – витрати на отримання інформації деякою функцією :
= (, Ψ),
де – нормативно-довідкова база; Ψ – інформаційний простір ЗВО.
3. Реалізація інформаційних функцій. Для реалізації кожної з функцій, яка
працює з інформацією конкретної функціональної задачі необхідно реалізувати
деяку технологію, яка містить процедури:
∀∃: = Φ();
= 〈�Π
〉,
де – інформаційна технологія реалізації функції ; Π
– інформаційна
процедура технології ; Φ() – реалізація технології в цифровому просторі
ЗВО.
4. Виділення процедур, незалежних від складу і специфіки побудови
засобів вирішення функціональних задач. Якщо серед інформаційних процедур
вирішення функціональних задач знайдуться такі, що
∃Π , Π
: Π
= Π
, (2.18
)
де Π
– процедура технології вирішення функціональної задачі Γ; Π
–
процедура технології вирішення функціональної задачі Γ,
то в такій постановці задачі, якщо винести такі процедури (2.17) за
інформаційні технології вирішення функціональних задач і якщо створений на
основі цих процедур програмний засіб буде використано для вирішення різних
задач, то відповідно вираз (2.17) буде максимізовано, як це показано в формулі
(2.18).
Безумовно, до таких процедур відносяться процедури добазової обробки
первинної документації. Адже добазова обробка вимагає сканування паперових
документів, внесення в вікна інтерфейсу даних, які будуть записані в
43
інформаційну базу, їх верифікацію, синхронізацію, пошук відповідних
елементів в нормативно-довідковій інформації [9].
Використовуючи систему управління інформацією, простіше створити
інформаційну технологію вирішення функціональних задач ЗВО.
Висновки
Наведено основні поняття і визначення роботи. Запропоновано
використати проєктний підхід до цифрової трансформації закладів вищої
освіти. Розроблено структуру програми цифрової трансформації.
Запропонована технологічна класифікація наповнення цифрового
простору закладів вищої освіти. В ній виділено забезпечуючий та
функціональний компоненти цифрового простору ЗВО.
Для реалізації системного підходу до створення цифрового простору
ЗВО запропоновані принципи створення концентричної інформаційної
технології цифрової трансформації закладу вищої освіти.
44
РОЗДІЛ 3
РЕАЛІЗАЦІЯ МОДУЛЯ АДМІНІСТРАТОРА В ІНФОРМАЦІЙНІЙ
СИСТЕМІ ДЕКАНАТУ УНІВЕРСИТЕТУ
3.1. Організація структури програмного забезпечення
Найвідомішою інформаційною системою, що використовується у
закладах вищої освіти України, є Програмне забезпечення ПП "Політек-
СОФТ". Це велика система, що складається з великої кількості модулів, що
виконують різноманітні задачі, потрібні в рамках ЗВО. Системою користуються
в більш ніж 70 навчальних закладах різних рівнів акредитації.
Серед них є пакет програм «Деканат». Деканат - пакет програм, що
призначений для автоматизації планування та обліку навчального процесу.
Основні можливості Пакету:
– формування даних щодо структури навчального процесу;
– формування даних щодо всіх викладачів та їх планового навантаження,
розклад їх роботи;
– формування даних щодо щоденних даних про фактичну роботу кожного
викладача по кожній дисциліні;
– формування великого обсягу даних щодо всіх студентів та їх успішності
за весь період навчання;
– формування даних щодо наявності корпусів та аудиторій, їх
заповнення, розклад занять [4a].
Особливості Пакету:
– великий обсяг та повнота інформації, яка зберігається в базі даних;
– великий обсяг звітів, які можна підготувати на основі даних з бази
даних з урахуванням вимог Міністерства освіти і науки України;
– інформаційна сумісність з іншими продуктами ПП "Політек-СОФТ"
[4a].
В ЧДТУ також використовуються пакети програм ПП "Політек-СОФТ",
зокрема для формування навчальних планів, навантаження викладачів,
розкладу занять. Система «Деканат» ПП "Політек-СОФТ" не використовується.
45
До складу Пакету додатково входить програма "ПС-Адміністратор", який
застосовується в складі кожного пакету програм ПП "Політек-СОФТ" з метою
підвищення надійності збереження інформації в базах даних, що створюється та
підтримується пакетами. Використання Пакету усуває необхідність залучення
персоналу високої кваліфікації (адміністратора сервера баз даних) для
здійснення обов'язкових періодичних дій з базами даних.
Основні функції Пакету:
– автоматична перевірка стану бази даних, яка створюються та
підтримуються Пакетом, з метою виявлення та корекції помилок і ушкоджень;
– автоматичне резервне копіювання бази даних;
– накопичення на жорсткому диску сервера до 6 резервних копій бази
даних пакету (остання копія та п`ять попередніх);
– можливість повернення до роботи з попередніми версіями бази даних в
випадку невірних дій користувачів пакету, які призвели до фатальних наслідків;
– автоматичне очищення бази від видалених старих версій записів,
видалення транзакцій, що було відмінено, та переіндексації таблиць (що
запобігає значному розростанню розміру бази даних та веде до прискорення
функціонування пакету);
– автоматична реєстрація протоколу роботи Пакету;
– підготовка архіву потрібної бази даних та супроводжувальної
інформації до пересилання Виконавцю електронною поштою при виникненні
необхідності консультації та здійснення інших дій з базою даних;
– підготовка архіву пошкодженої бази даних та супроводжувальної
інформації до пересилання Виконавцю електронною поштою в разі виявлення
Пакетом бази даних з дефектами даних, що потребують аналізу та корекції з
боку висококваліфікованих фахівців;
– збір інформації щодо наявних відхилень конфігурації програмно-
апаратних засобів від вимог до справного функціонування сервера баз даних та
Пакету, що дозволяє дистанційно встановити причини можливих проблем при
46
використанні пакету. Завдяки цьому усувається необхідність приїзду
представників Виконавця до Замовника в разі виникнення таких проблем [5a].
Серед зазначених функцій насамперед виділяються функції резервного
копіювання та збереження даних. Проте, в переліку відсутні функції, які дають
можливість виправляти помилки введення користувачів.
Крім цього, продукти ПП "Політек-СОФТ" є комерційними і вимагають
щорічної оплати ліцензії.
3.2. Розробка набору засобів програмного забезпечення для
формування модуля адміністратора
Однією з основних задач працівників деканатів ЧДТУ при роботі з
інформаційною системою є введення даних. Даних є велика кількість, деякі з
них змінюють не часто і потребують періодичного корегування раз в семестр а
то й рідше, інші ж потребують постійного введення. До першої категорії можна
віднести дані, що стосуються:
˗ освітніх програм (спеціалізацій);
˗ компетентностей, що отримують студенти впродовж навчання в
рамках певної освітньої програми;
˗ кваліфікацій, що отримують студенти за результатами навчання в
рамках певної освітньої програми;
˗ груп студентів;
˗ предметів, що вивчаються групами студентів;
˗ викладачів;
˗ кафедр.
До першої категорії можна віднести дані, що стосуються:
˗ студентів та численних даних про них;
˗ відрахування студентів;
˗ направлення студентів в академвідпустки;
˗ особливо оцінок студентів.
47
Практика роботи з інформаційною системою продемонструвала певні
слабкі місця системи при введенні інформація. Насамперед, певна частина
даних була імпортована з попередньої системи деканату, в якій теж не було
достатнього захисту від введення некоректних даних. По-друге, особливості
введення деяких даних дають додаткові приводи для виникнення помилок. По-
третє, деякі помилки в програмі, які вже виправлені, спричиняли виникнення
помилок введення.
За два роки використання інформаційної системи деканатів ЧДТУ була
напрацьована певна статистика, яка вказувала, що найбільша кількість помилок
введення виникали при введенні інформації про студентів та при введенні назв
предметів.
Введення інформації про студентів здійснюється шляхом імпорту з
файлу xlsx, який отримується шляхом експорту з системи Єдина Державна
Електронна База з питань Освіти (ЄДЕБО) (зразок показано на рис. 3.1). Даний
спосіб не вважається дуже надійним, тому при реалізації даного функціоналу в
інформаційній системі деканату було вжито спеціальних заходів, які були
покликані допомогти користувачам зменшити кількість помилок при імпорті.
Рис. 3.1. Файл даних про студентів, експортований з ЄДЕБО
48
Основним з даних заходів було внесення у вікно даних студентів при
імпорті вкладки «Немає в ЄДЕБО» (рис.3.2 – 3.3). При імпорті даних студентів
вся інформація про студентів, дані яких імпортуються, розбивається на чотири
частини:
- «Повне співпадіння» - інформація про студентів в базі деканату та
ЄДЕБО повністю співпала;
- «Часткове співпадіння» - інформація про студентів в базі деканату та
ЄДЕБО частково співпала, при цьому всі основні інформаційні атрибути
однакові;
- «Немає в базі» - інформація про студентів є ЄДЕБО, але немає в базі
деканату – стосується нових студентів, дані яких вносяться в базу деканату;
- «Некоректна інформація» - інформація в ЄДЕБО є такою, яка не дає
можливість ідентифікувати студента в базі деканату і віднести його до однієї з
попередніх категорій.
Рис. 3.2. Вікно імпорту даних про студентів: вкладка інформації про студентів,
які є в ЄДЕБО, але яких немає в базі деканату
49
Рис. 3.3. Вікно імпорту даних про студентів: вкладка інформації про студентів,
які є в базі деканату, але яких немає в ЄДЕБО
Остання вкладка «Немає в ЄДЕБО» була внесена додатково, як
допоміжна працівникам деканатів для виявлення помилок. Наприклад, якщо
дані одного й того ж студента є у вкладках «Немає в базі» та «Немає в ЄДЕБО»,
це означає, що якась інформація з переліку основної, за якою відбувається
ідентифікація, в базі деканату та в ЄДЕБО різниться і це призводить до того, що
модуль імпорту бачить їх як різних студентів. Причиною цього можуть бути
помилки в даті народження, неоднакове написання назв освітніх програм тощо
– таких випадків в практиці роботи деканатів було немало. Отже, перед тим, як
додавати нових студентів до бази, працівник деканату повинен уважно
переглянути дані вкладки «Немає в базі» та «Немає в ЄДЕБО» – якщо
знаходяться відповідники, то даних студентів не потрібно повторно вносити до
бази, а потрібно розібратись, що не так з даними.
На жаль, не завжди працівники деканатів є достатньо уважними і це
призводить до того, що для одного і того ж студента з’являються два записи в
базі даних, що потім призводить до плутанини і великих витрат адміністратора
бази даних на виправлення помилок, особливо, якщо помилка зроблена давно і
вже внесено оцінки для «неправильного» студента.
50
Тому, першою задачею модуля адміністратора є, з одного боку,
позначення червоним кольором тих студентів у вкладці нових студентів, які
мають потенційні дублікати (студентів з таким же ім’ям та прізвищем) у
вкладці «Немає в ЄДЕБО», а з іншого боку дати можливість адміністратору
видаляти дубльованих студентів за допомогою зручного інтерфейсу.
Другою проблемою, яка часто виникає і є дошкульною, є дублювання
назв предметів. Це спричинено тим, що користувачі при введенні назв робили
помилки, а також спричинено певними помилками, які були в програмі раніше.
Багато з цих помилок прийшли в базу даних з бази даних попередньої
інформаційної системи деканату при міграції. Приклад такої помилки
зображено на рис.3.4 – очевидно, що назва «Автоматизовані економічні
система» є неправильною, а правильною є назва «Автоматизовані економічні
системи» - помилка виникла внаслідок помилки введення користувача.
Рис. 3.4. Дані таблиці назв предметів course_name з очевидною помилкою в
назві одного з предметів
51
Виправлення таких помилок є непростою задачею, тому що назви
предметів задіяні в інших таблицях (шляхом посилання на id, тобто зовнішніх
ключів).
Ще однією проблемою стосовно предметів є наявність назв (таблиця
БД course_name) та предметів (таблиця БД course), які ніде не
використовуються (знову ж, внаслідок помилкового створення
користувачами). Такі одиниці потрібно періодично виявляти і видаляти.
Ще однією проблемою стосовно предметів є неправильна кількість
годин на один кредит в деяких предметах (таблиця БД course), яка виникла
як внаслідок помилок користувачів, так і внаслідок помилок в попередніх
версіях програми.
Отже, завданням на дану бакалаврську роботу є розробити бекенд-
частину підсистеми адміністратора інформаційної системи деканату ЧДТУ, яка
є частиною інформаційно-аналітичної системи підтримки освітньої діяльності
університету, з наступними функціями (представлено у вигляді користувацьких
історій):
1. Адміністратор системи може переглядати предмети, які існують в базі.
2. Адміністратор може знайти всі назви предметів, які являють собою
фактично одну назву.
3. Адміністратор може змерджити назви предметів, які являють собою
фактично одну назву.
4. Адміністратор може переглянути та виправити список предметів, в
яких неправильно виставлена кількість кредитів.
5. Адміністратор може знайти всі назви предметів, що не
використовуються ніде, та видалити їх.
6. Адміністратор може знайти всі предмети, що не використовуються ніде
та видалити їх.
7. Працівник деканату може бачити при імпорті студентів виділених
студентів у розділі «Нові», імена та прізвища яких збігаються з тими, що є в
базі, але немає в ЄДЕБО.
52
3.3. Вибір засобів розробки модуля
Проектування програмного забезпечення, як архітектурне, так і детальне,
дуже залежить від вибраних засобів розробки.
Засобами розробки з самого початку були обрані Java зі Spring Framework
на бекенді та JavaScript з Angular на фронтенді, системою керування базою
даних було обрано PostgreSQL. Загальна схема використаних технологій та
засобів показана на рис. 3.5 (червоними овалами обведено те, що
використовувалось для проектування та програмування бекенду).
Рис. 3.5. Загальна схема використаних для проектування та розробки технологій
та засобів
Разом з цим для проектування та розробки потрібно знати і вміти
використовувати велику кількість супутніх технологій, принципів,
інструментів, як пов’язаних з Java, Spring Framework та PostgreSQL, так і тих,
що знаходяться на стику їх використання; також потрібно знати та вміти
використовувати різні методи та інструменти побудови процесу розробки – без
цього досягти ефективності розробки неможливо. Детальна схема
53
використаних технологій та засобів показана на рис.3.6 (червоними овалами
обведено те, що використовувалось для проектування та програмування
бекенду).
Рис. 3.6 Детальна схема використаних для проектування та розробки технологій
та засобів
Мова програмування Java має значні переваги перед іншими мовами та
середовищами, що робить її придатною практично для будь-якого завдання
програмування.
Основні переваги Java полягають у наступному.
Java легко вивчити. Вона була розроблена так, щоб бути простою у
використанні, і тому на ній легше писати, компілювати, налагоджувати та
вивчати, ніж багато інших мов програмування.
Java об'єктно-орієнтована. Це дозволяє легко створювати модульні
програми та код багаторазового використання.
Java не залежить від платформи. Однією з найбільш значущих переваг
Java є її здатність легко переходити з однієї комп'ютерної системи в іншу.
54
Можливість запускати одну і ту ж програму на багатьох різних системах є
визначальною для програмного забезпечення World Wide Web, і Java досягає
цього, будучи незалежною від платформи як на вихідному, так і на бінарному
рівнях.
Завдяки надійності Java, простоті у використанні, можливостям
міжплатформних функцій та особливостям безпеки (що також дуже важливо
для такої системи, як загальноуніверситетська інформаційна система), вона
стала мовою вибору для надання Інтернет-рішень у всьому світі [6a].
Spring Framework є провідним фреймворком для побудови бекенд-частин
веб-застосунків на Java. Він є розгалуженою, з багатьма потрібними
складовими основою для побудови програм від середніх до найбільших та
найскладніших. Можливості Spring Framework вказано на початковій сторінці
Spring (рис. 3.7).
Рис. 3.7 Можливості Spring Framework [7a]
55
Spring Framework є цінним не тільки як якісний, зрілий продукт – він
також має гнучкий та всебічний набір розширень та бібліотеки сторонніх
виробників, що дозволяють розробникам створювати практично будь-які
програми, які можна уявити. По суті, функції Inversion of Control (IoC) та
Dependency Injection (DI) Spring Framework створюють основу для широкого
набору можливостей та функціональності. Незалежно від того, чи створюються
безпечні, реактивні, хмарні мікросервіси для Інтернету або складні потоки
даних для підприємства, Spring має інструменти, які допоможуть [7a].
Високий рівень безпеки є однією з рис, яка відрізняє його від інших
поширених фреймворків. Spring має перевірений досвід вирішення питань
безпеки швидко та відповідально. Розробники Spring працюють з фахівцями з
безпеки, щоб виправити і протестувати будь-які повідомлення про вразливості.
Сторонні залежності також ретельно контролюються і регулярно оновлюються,
щоб зберегти дані та програми максимально безпечними. Крім того, є
спеціальна частина Spring Framework – це Spring Security, яка полегшує
інтеграцію зі стандартними галузевими схемами безпеки та забезпечує надійні
рішення, які захищені за замовчуванням.
PostgreSQL вважається найсучаснішою реляційною системою керування
базами даних з відкритим кодом у світі.
Дійсно, PostgreSQL – це потужна об'єктно-реляційна база даних із
відкритим кодом, яка використовує та розширює мову SQL у поєднанні з
багатьма функціями, які безпечно зберігають та масштабують найскладніші
навантаження даних. Витоки PostgreSQL відносяться до 1986 року в рамках
проекту POSTGRES в Каліфорнійському університеті в Берклі і мають більш
ніж 30 років активного розвитку на основній платформі, мільйони користувачів
у всьому світі.
PostgreSQL заслужив добру репутацію за свою перевірену архітектуру,
надійність, цілісність даних, надійний набір функцій, розширюваність та
відданість спільноті з відкритим кодом, що стоїть за цим програмним
забезпеченням, щоб послідовно пропонувати ефективні та інноваційні рішення.
56
PostgreSQL працює на всіх основних операційних системах, сумісний з ACID з
2001 року і має потужні додатки. PostgreSQL є основною реляційною базою
даних з відкритим кодом для багатьох проектів і організацій, в тому чмслі дуже
відомих [8a].
3.4. Проектування бази даних
База даних інформаційної системи деканату, що використовується
деканатами ЧДТУ – це реляційна база з 34 таблицями, нормалізована, з
незначною інформаційною збитковістю. Перелік таблиць з виділеною
основною таблицею student_degree в середовищі Heidisql показано на рис.3.8.
Рис. 3.8. Перелік таблиць бази даних інформаційної системи деканату
57
Насправді, адміністративна частина системи деканату не зачіпає всіх
таблиць бази даних; є певні стрижневі таблиці, навколо яких відбувається
робота. Це таблиці, пов’язані з предметами та таблиці, пов’язані зі студентами.
Схема зв’язків основних таблиць показана на рис. 3.9.
Дуже важливою частиною побудови бази даних є виставлення обмежень
UNIQUE в таблицях. Структура таблиці назв предметів course_name та
обмеження UNIQUE для неї показані на рис. 3.10.
Обмеження UNIQUE поставлено на поле name – назва предмета. Це має
великий сенс, це дозволяє на рівні бази даних зробити захист від внесення
дублювання назв предметів. Але, як показала практика, цього недостатньо,
тому що користувачі іноді роблять помилки, а іноді свідомо вносять дублікати з
якихось причин, ставлячи пропуск в кінці назви предмета, наприклад.
58
Рис. 3.9. Схема зв’язків основних таблиць, що задіяні в роботі функцій
адміністратора
Структура таблиці предметів course та обмеження UNIQUE для неї
показані на рис. 3.10.
59
Рис. 3.10. Структура та обмеження типу UNIQUE таблиці назв предметів
course_name
Рис. 3.11. Структура та обмеження типу UNIQUE таблиці предметів course
60
Обмеження UNIQUE має велике значення для адміністратора. Воно
встановлено на групу з 5 полів, тобто не може бути одного предмета, в якому
повторюються всі значення цих полів: години, години на один кредит, семестр,
id назви предмету (посилається на таблицю course_name) та id виду
підсумкового контролю (посилається на таблицю knowledge_control). Якщо
видаляти дублікати назв, то потрібно змінювати course_name_id в таблиці
course – в багатьох випадках це призводить до порушення даного правила
UNIQUE, оскільки предмет з усіма значеннями атрибутів, задіяних в UNIQUE
та правильним course_name_id вже може бути. Тому потрібно робити додаткову
роботу, щоб виправити такі помилки.
Вищезазначене можна сказати і про інші таблиці, зокрема таблиці
навчань студентів student_degree.
3.5. Проектування програмного забезпечення
При побудові інформаційної системи деканату використовувались відомі
та широко поширені архітектурні шаблони Model-View-Controller (MVC) та
Representational State Transfer (REST).
Model-View-Controller (MVC) – це архітектурний шаблон, який розділяє
додаток на три основні логічні компоненти: модель, вигляд та контролер. Це
робиться для відокремлення внутрішніх представлень інформації від способів
подання та прийняття інформації від користувача. Традиційно
використовувалась для декстопних додатків, але потім модель стала
популярною з появою веб-додатків. Сьогодні майже всі популярні мови
підтримують цю архітектуру.
Модель являє собою дані та правила роботи з ними; дані передається з
одного шару в інший. View відповідає за показ даних, наявних у програмі.
Контролер несе відповідальність за прийняття запиту від користувача,
модифікацію моделі та надсилання її до View, який відображається
користувачеві.
61
Ідея, що стоїть за шаблоном MVC – це чіткий розподіл відповідальностей
між об'єктами домену, що представляє сутність реального світу та
презентаційним рівнем, який відображається на екрані. Об'єкти домену повинні
бути повністю незалежними і також працювати без рівня View. Це дає
можливість, зокрема, мати різний інтерфейс для однієї і тієї ж бекенд-частини
програми [10a].
MVC є одним з базових стовпів, на яких базується Spring Framework.
Програми, що пишуться на основі Spring Framework, майже завжди
використовують підхід MVC.
REpresentational State Transfer (REST) – архітектурний стиль для
розподілених гіпермедіа-систем і вперше був представлений Роєм Філдінгом у
2000 році у своїй дисертації.
Сутністю REST є 6 керівних обмежень – якщо програма їм повністю
відповідає, то інтерфейс можна назвати RESTful. Дані принципи перераховані
нижче.
Клієнт-сервер архітектура – відокремлюючи питання побудови
користувальницького інтерфейсу від питань зберігання даних, покращується
портативність користувальницького інтерфейсу на кількох платформах та
покращуємо масштабованість, спрощуючи серверні компоненти.
Stateless – кожен запит від клієнта до сервера повинен містити всю
інформацію, необхідну для розуміння запиту, і не може скористатися будь-яким
збереженим контекстом на сервері. Тому стан сесії повністю зберігається на
клієнті.
Кешування – обмеження кешу вимагають, щоб дані у відповіді на запит
неявно або явно позначали як кешовані або не кешовані. Якщо відповідь є
кешованою, то кешу клієнта надається право повторно використовувати ці дані
відповіді для наступних, рівнозначних запитів.
Uniform interface – за допомогою застосування принципу загальної
інженерії програмного забезпечення до компонентного інтерфейсу спрощується
загальна архітектура системи та покращується видимість взаємодій. Щоб
62
отримати єдиний інтерфейс, для керування поведінкою компонентів потрібно
кілька архітектурних обмежень. REST визначається чотирма обмеженнями
інтерфейсу: ідентифікація ресурсів; маніпулювання ресурсами через
представництва; повідомлення з самоописанням; гіпермедіа як двигун стану
програми.
Багаторівнева система – рівневий стиль системи дозволяє архітектурі
складатися з ієрархічних шарів, обмежуючи поведінку компонентів таким
чином, що кожен компонент не може "бачити" за межами прямого шару, з яким
вони взаємодіють.
Код на вимогу (необов’язково) – REST дозволяє розширити
функціональність клієнта, завантаживши та виконавши код у вигляді аплетів чи
сценаріїв. Це спрощує клієнтів, зменшуючи кількість функцій, необхідних для
попередньої реалізації [11].
Програмне забезпечення інформаційної системи деканату розроблено у
вигляді двох окремих проектів – бекенду, розробленого на основі Java та Spring
Framework 4 і фронтенду, розробленого на основі JavaScript та Angular
Framework 8. Тобто це найсучасніший підхід, що відповідає REST.
Відповідно до такого підходу бекенд-частина забезпечує контролер та
модель. На бекенді для керування збиранням проекту використовується
система збирання Gradle. Бекенд розділений на два Gradle модуля з назвами api
(там зберігаються класи контролерів та пов’язані з ними) та core (там
зберігаються класи repository, сервісів та пов’язані з ними) (рис.2.8).
Кожен з модулів має свій файл конфігурації Gradle (build.gradle) –
показано червоними еліпсами на рис.2.8. Крім того є загальний build.gradle в
корені проекта. В даних файлах прописується конфігурація проекта і окремих
модулів. Зокрема, там вказуються залежності (бібліотеки), що має велике
значення. Ще одна важлива річ – прописується використання і конфігурація
Spring Boot – частини Spring, яка дає можливість легко сконфігурувати проект
при його запуску (рис. 3.12-3.13).
63
Рис. 3.12. Двохмодульна архітектура бекенд частини інформаційної системи
деканату
Рис. 3.13. Конфігураційні файли build.gradle для модулів api (зліва) та core
(справа)
64
Реалізовані функції не зосереджені в певному місці програми, а є
розосередженими в тих блоках, які відповідають за певну область роботи
програми.
На рис. 3.14 показана загальна структура проекту в середовищі розробки
Intellij IDEA з позначеними овалами областями проекту, в які були додані
функції адміністратора. Методи контролерів, що використовуються в
адміністративній частині, можна знайти за анотацією
@Secured(“ROLE_ADMIN”), яка надає тільки адміністратору доступ до цих
функцій.
Рис. 3.14. Загальна структура проекту
Основні проектні рішення на рівні класів пов’язані з загальною
архітектурою – зазвичай в основі структури стоїть послідовний зв’язок класів
контролер – сервіс – репозиторій – ентіті. Структура класів, що задіяні в
реалізації функції перевірки та виправлення помилок у назвах предметів (так би
мовити «віртуальний модуль перевірки та виправлення помилок у назвах
предметів») зображено на рис. 3.15.
65
Рис. 3.15. Структура «модуля» пошуку та виправлення помилок назв предметів
на рівні зв’язків між класами
3.6. Процес розробки програми модуля
Сам процес розробки визначає велику кількість особливостей, з якою
стикається програміст в процесі своєї роботи. Робота в рамках виконання
даного проекту була командною і передбачала використання методологій та
інструментів командної роботи.
66
Основна методологія побудова процесу розробки, використана в проекті
– це SCRUM.
SCRUM – методологічний фреймворк (набір базових елементів і правил,
свого роду каркас, на якому будується процес розробки), який базується на
принципах Agile і допомагає вирішувати потік задач, що швидко змінюються,
щоб продуктивно вести розробку систем для клієнтів продукти з максимально
можливою цінністю.
SCRUM використовує ітеративний (регулярне повторення повного циклу
роботи над продуктом з безперервним аналізом результатів попереднього етапу
і коригуванням вимог і процесу) і інкрементальний (приріст результатів
попереднього етапу) підхід, щоб покращувати прогнозованість і управляти
ризиками [12].
SCRUM передбачає чотири формальних події на кожній ітерації:
планування спринта, щоденний SCRUM-meeting (dayly standup), демо
(презентація результату роботи впродовж ітераціх) та ретроспективу спринта
(огляд досягнень та недоліків роботи, визначення того, що і як можна
покращити в роботі команди). Крім того, SCRUM визначає ролі: product owner
– той, хто знає що робити; team – ті, хто знає як зробити; scrum master –
людина, яка слідкує за процесом і допомагає покращити процес.
На рисунку 3.16 зображена схема SCRUM, яка включає в себе
ітераційність процесу розробки, визначення учасників процесу та подій, що
виникають в процесі розробки програмного забезпечення.
67
Рис. 3.16. Структура SCRUM [13]
В процесі розробки інтенсивно використовувалась так звана «Канбан-
дошка», яка є засобом візуалізації та керування потоком виконання задач.
Приклад такої дошки показано на рис. 3.17.
Рис. 3.17. Приклад вигляду Канбан-дошки бекенд-частини розроблюваної
інформаційної системи деканату університету
68
Дана дошка наповнюється віртуальними карточками з задачами, які
розставляються у відповідних колонках та можуть маркуватись різноманітними
інформаційними атрибутами. Колонки базово визначають життєвий цикл
задачі:
– New Issues – задачі, які сформовані, але ще не взяті до роботи;
– Backlog – задачі, які сформовані і визначені як такі, що повинні бути
взяті до роботи в поточному спринті;
– In Progress – задачі, які вже взяті до роботи в поточному спринті;
– Review – задачі, які були виконані в поточному спринті та передані до
перевірки тим, хто може перевірити код програми;
– QA – задачі, які були виконані в поточному спринті та передані до
перевірки тестувальникам;
– Done – задачі, які були виконані та перевірені і вважаються такими, що
завершені.
Задачі формулюються у вигляді User Stories. Чим ближче стає виконання
задачі, тим більше може карточка задачі наповнюватись конкретними деталями
для її виконання. Карточки для задач адміністрування предметів в
інформаційній системі деканату університету показані на рис. 3.18-3.19. Для
покращення роботи з даним функціоналом (канбан-дошкою, карточками тощо)
в системі керування проектом на сайті github.com використовувався
розроблений спеціально для github.com браузерний плагін Zenhub.
Задачі, описані в карточках, стали результатом аналізу практики роботи
користувачів. Наприклад, стосовно задачі «Адміністратор може знайти всі
назви предметів, які являють собою фактично одну назву», в системі було
виявлено немало випадків, коли є декілька записів у таблиці course_name, які
являють собою фактично одну назву, – буває, що в кінці стоїть пропуск, або
всередині назви десь два пропуски, або помилка, або вкралась англійська буква.
Конкретний приклад – про формуванні додатка для диплома для групи ПЛ-51
предмет "Граматика першої мови" зустрічався двічі, хоча програма повинна
злити його в один – причина в тому, що в кінці однієї з назв стоїть пропуск.
69
Рис. 3.18. Опис задачі #226 в системі керування проектом на сайті github.com
Рис. 3.19. Опис задачі #227 в системі керування проектом на сайті github.com
70
Рис. 3.20. Опис задачі #228 в системі керування проектом на сайті github.com
Рис. 3.21. Опис задачі #331 в системі керування проектом на сайті github.com
71
Рис. 3.22. Опис задачі #336 в системі керування проектом на сайті github.com
3.7. Розробка функціоналу, яка дає можливість авторизувати
доступ користувачів до ресурсів системи
Початковим кроком у роботі з реалізації адміністративного блоку в
інформаційній системі деканату університету стало введення авторизації
користувачів, якого не було розроблено до цього. Для цього були
сформульовано задачу (рис.3.22).
Першим пунктом у виконанні цієї задачі стало створення таблиць баз
даних для ролей користувачів – roles (рис.3.23) та users_roles (рис.3.24). Дані
таблиці мають стандартну для такого роду програм структуру і типові для
програм з використанням Spring Security дані (рис.3.25-3.26) – всі назви ролей
починаються зі слова ROLE_. В таблицю users_roles було додано обліковий
запис адміністратора.
Другий кроком стало підключення даних таблиць до системи безпеки
програми, побудованої на основі Spring Security.
72
Рис. 3.23. Опис задачі на розмежування прав користувачів в системі керування
проектом на сайті github.com
Рис. 3.24. Структура таблиці roles бази даних
Рис.3.25. Структура таблиці users_roles бази даних
73
Рис. 3.26. Дані таблиці roles бази даних
Класи, що відповідають за аутентифікацію та авторизацію в програмі
розташовані в пакеті ua.edu.chdtu.deanoffice.webstarter.security. Основними
класами, в які було внесено зміни, є JWTAuthenticationFilter та
JWTAuthorizationFilter. Система безпеки в програмі побудована на
використанні JWT-токенів [14, 15]. Перший з них відповідає за генерування
токена про логіні користувача, а другий – при перевірці токена, яка
відбувається при кожному запиті до бекенду [16].
При успішному логіні виконується метод:
protected void successfulAuthentication(HttpServletRequest req,
HttpServletResponse res,
FilterChain chain,
Authentication auth) throws
IOException, ServletException {
String facultyId = "" + ((CurrentUserDetails)
auth.getPrincipal()).getCurrentUser().getFaculty().getId();
String token = Jwts.builder()
.setSubject(((User) auth.getPrincipal()).getUsername())
.setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() +
EXPIRATION_TIME))
.setIssuer(facultyId)
.claim("rol", ((User)
auth.getPrincipal()).getAuthorities().stream()
.map(GrantedAuthority::getAuthority).collect(Collectors.toList()))
.signWith(SignatureAlgorithm.HS512, SECRET)
.compact();
res.getWriter().write("{\"token\": \"" + token +"\",
\"facultyId\":\""+ facultyId +"\"}");
}
Виклик метода claim("rol", ((User) auth.getPrincipal()).getAuthorities()...
формує частину, яка включає ролі в JWT токен і вони стають доступними як в
бекенді, так і у фронтенді.
74
3.8. Розробка функцій адміністратора, направлених на
виявлення та виправлення помилок в даних про предмети
Дана частина є основною частиною роботи, на виконання якої було
приділено найбільше часу. Ця ж частина була найскладнішою, в тому числі
включала нетривіальні алгоритмічні рішення.
Методи контролерів, які призначені для даних функцій, розташовані в
звичайних класах роботи з предметами CourseController та
CourseNameController, поруч з іншими методами. Їх виділяють анотації, що
вказують на можливість доступу тільки для адміністратора. Наприклад,
@Secured("ROLE_ADMIN")
@GetMapping("/unused")
public ResponseEntity getUnusedCoursesNames() {
try {
List<CourseName> unusedCoursesNames =
courseNameService.getUnusedCoursesNames();
return ResponseEntity.ok(Mapper.strictMap(unusedCoursesNames,
CourseNameDTO.class));
} catch (Exception exception) {
return handleException(exception);
}
}
Найбільш алгоритмічно складною в роботі була функція пошуку схожих
імен предметів, які потенційно могли б бути одним ім’ям. Складність полягала
в тому, що неможливо передбачити, де буде відмінність між іменами, скільки
таких відмінностей може бути і в чому вони можуть полягати. Наприклад,
частим випадком є наявність пропуску в кінці імені предмета. Іноді
зустрічаються просто помилки в написанні. Іноді зустрічаються невидимі
символи. А іноді трапляється зразу декілька з цих помилок. З іншого боку, іноді
досить близькі назви всі можуть бути правильними – в навчальних планах вони
якраз так і зазначались.
75
Виявлення невідповідностей імен було розроблено на основі принципу
статистичної різниці (алгоритм зображено на рис.3.27).
Рис. 3.27. Алгоритм пошуку схожих імен
76
3.9. Розробка функцій адміністратора, направлених на
виявлення та виправлення помилок в даних про студентів
Серед даного функціоналу найбільш важливою є функція запобігання та
виправлення помилок дублювання записів про студентів. Дана проблема
виникала досить часто, тому що основним способом додавання даних про
студентів є імпорт цих даних з файлу xlsx ЄДЕБО, а дане додавання не є
стовідсотково надійним, тому що не може базуватись на id, а базується на
певному наборі основних даних, в якому дані бази та ЄДЕБО можуть не
збігатись внаслідок помилок чи то б баз інформаційної системи деканату, чи то
ЄДЕБО.
Прикладом дії, направленої на нівелювання даної проблеми стало
введення при імпорті вкладки «Немає в ЄДЕБО», де відображались студенти,
дані яких були в базі, але чомусь не визначені були такі, які є в ЄДЕБО. Серед
таких часто траплялись студенти, які не були визначені в файлі «ЄДЕБО»
помилково.
Було поставлено задачу, яка описана в системі завданням, зображеним на
рис.3.28.
Рис. 3.28. Опис задачі відмічення студентів, які є потенційними дублікатами, в
системі керування проектом на сайті github.com
77
Результатом виконання даної задачі стало те, що відповідні студенти
виділяються на вкладці червоним кольором, що повинно привернути увагу
працівника деканату і змісити його перевірити причину, чому та виникло
(рис.3.29).
Рис.3.29. Відмічення студентів з підозрілими даними у вікні імпорту (відповідні
дані позначені червоним кольором)
3.10. Тестування програми ,використання swagger
При розробці бекенду потрібно мати інструмент, який дає можливість
зручно перевірити його роботу без необхідності чекати, поки буде розроблено
фронтенд. Таким інструментом в даній роботі є swagger.
Swagger – це набір правил (іншими словами, специфікація) для формату,
що описує API REST. Отже, він може використовуватися для обміну
документацією між менеджерами продуктів, тестувальниками та розробниками,
але також може використовуватися різними інструментами для автоматизації
процесів, пов'язаних з API, в тому числі для тестування [17].
В проект swagger додається шляхом підключення відповідних бібліотек в
конфігураційному файлі build.gradle:
compile group: 'io.springfox', name: 'springfox-swagger2', version: '2.8.0'
78
compile group: 'io.springfox', name: 'springfox-swagger-ui', version: '2.8.0'
Потрібно відзначити, що важливим є також підключення swagger-ui, що
дає можливість використовувати можливості swagger, безпосередньо
працюючи з ним в браузері (рис 3.30).
Рис.3.30. Вікно Swagger UI
Початковим етапом роботи зі Swagger UI є проведення авторизації,
оскільки без цього неможливо далі працювати ні з однією функцією. Оскільки
система авторизації програми працює на основі JWT-токенів, то потрібно
отримати даний токен. Як це зробити – описано в README.md проекту.
Наприклад, можна скористатись програмою curl, яка дає можливість
сформувати довільний http-запит до сервера:
curl -d "{"""username""":"""admin""", """password""":"""admin"""}" -H "Content-
Type: application/json" -X POST http://localhost:8080/login.
Приклад результату роботи даної команди показано на рис.3.31.
79
Рис. 3.31. Отримання JWT-токена за допомогою curl
Авторизувавшись в swagger за допомогою отриманого JWT-токена (рис.
3.32), можна відкривати потрібний контролер та виконувати його методи,
аналізуючи результати.
Рис. 3.32. Аутентифікація в Swagger UI
3.11. Тестування функцій програми
Для розроблених функцій були розроблені тест-кейси, які визначили
варіанти перевірки функціоналу програми (приклад надано в таблиці 3.1).
80
Таблиця 3.1
Тест-кейси
ID Summary Preconditions Steps to reproduce Expected result
CN1 З'єднати Користувач 1. Перейти за посиланням Предмети
два повинен http://localhost:4200/login пропадуть з
предмети ввійти в 2. Ввести Ім'я користувача і пароль вкладки "Схожі
систему під 3. Перейти на сторінку предмети" і
роллю "Адміністрування" => "Схожі "Предмети"
адміна предмети"
4. Вибрати як основний предмет
перший або другий і натиснути
"З'єднати"
CN2 З'єднати Користувач 1. Перейти за посиланням Предмети
більше ніж повинен http://localhost:4200/login пропадуть з
два ввійти в 2. Ввести Ім'я користувача і пароль вкладки "Схожі
предмети систему під 3. Перейти на сторінку предмети" і
роллю "Адміністрування" => "Схожі "Предмети"
адміна предмети"
4. Вибрати як основний предмет
перший а з списку предметів які
потрібно замінити вибрати тільки
один і натиснути "З'єднати"
CN3 З'єднати Користувач 1. Перейти за посиланням З’єднані предмети
два повинен http://localhost:4200/login пропадуть з
предмети з ввійти в 2. Ввести Ім'я користувача і пароль вкладки "Схожі
наявних систему під 3. Перейти на сторінку предмети" той
трьох роллю "Адміністрування" => "Схожі предмет який не
адміна предмети" з’єднували
4. Вибрати як основний предмет залишиться на
перший а інші два ті які потрібно вкладці "Схожі
замінити і натиснути "З'єднати" предмети" і
"Предмети".
Для того, щоб перевірити роботу функції пошуку схожих назв предметів,
потрібно в swagger відкрити в Course Name Controller метод
81
getSimilarCoursesNames, пов’язаний з URL /course-names/similar (рис. 4.4).
Параметрів в даному випадку вводити не потрібно.
Рис. 3.33. Підготовка до тестування функції пошуку схожих назв предметів
В результат виконання цієї функції результат містить схожі назви
предметів (рис. 3.33). Наприклад, перший об’єкт містить назви "\tАнтенно-
фідерні пристрої" для id = 4437 та "Антенно-фідерні пристрої" для id = 4384 –
перша назва помилково має символ "\t" на початку, іншим назви не
відрізняються. Це свідчить про правильність пошуку.
Для того, щоб перевірити роботу функції злиття схожих назв предметів,
потрібно в swagger відкрити в Course Name Controller метод
mergeCoursesByName, пов’язаний з URL /merge з HTTP методом POST (рис.
3.34 – 3.35). Параметром в даному випадку є Map з ключем – id правильної
назви да List id з неправильними назвами. В результаті запуску отримується код
200, що означає вдале виконання. Перевірка БД показує, що неправильна назва
видалена з бази.
82
Рис. 3.34. Результат виконання функції пошуку схожих назв предметів
Рис. 3.35. Запуск функції об’єднання схожих назв предметів на перевірку
83
Рис. 3.36. Результат перевірки функції об’єднання схожих назв предметів
В результаті багаторазових перевірок було виявлено помилку. В деяких
випадках об’єднання не проводиться, повертається помилка сервера 500,
наприклад, при спробі об’єднати предмети з кодами назв предметів 65 та 63
(рис.3.37).
Рис. 3.37. Помилка виконання операції об’єднання при спробі об’єднати
предмети з кодами назв предметів 65 та 63
84
Це спричинено тим, що при змінах у таблиці grade відбувається
порушення обмеження унікальності, оскільки там є оцінки для предметів зі
старою та новою назвами (рис. 3.38).
Рис. 3.38. Локалізація помилки виконання операції об’єднання у коді програми
Висновки
В результаті багаторазових перевірок було виявлено помилку. В деяких
випадках об’єднання не проводиться, повертається помилка сервера 500,
наприклад, при спробі об’єднати предмети з кодами назв предметів 65 та 63
Це спричинено тим, що при змінах у таблиці grade відбувається
порушення обмеження унікальності, оскільки там є оцінки для предметів зі
старою та новою назвами.
85
ВИСНОВКИ
В даній кваліфікаційній роботі освітнього ступеню «магістр» було
проведено аналіз інформаційних технологій управління та реалізації освітньою
діяльністю закладів вищої освіти та розроблено концепції побудови
концентричної моделі інформаційної технології цифрової трансформації ЗВО.
Спроектовано та розроблено адміністративний модуль (бекенд-частину)
інформаційної системи деканату закладу вищої освіти. Даний модуль
імплементовано в існуючій інформаційній системі, що використовується
деканатами Черкаського державного технологічного університету.
В ході виконання роботи було проведено аналіз предметної галузі, а саме
роботу інформаційної системи деканату закладу вищої освіти. Було
проаналізовано проблеми, які виникають в системі та проблеми, з якими
стикається адміністратор бази даних. Було досліджено аналоги та способи
реалізації в них подібного функціоналу.
Було зроблено постановку задачі. Серед поставлених задач було виділено
два блоки – блок виявлення та виправлення помилок, що стосуються предметів
та блок виявлення та виправлення помилок, що стосуються студентів.
В процесі роботи було проаналізовано базу даних, а також спроектовано
нову частину бази даних, яка потрібна для реалізації модуля адміністратора.
Було спроектовано програмний модуль на основі архітектурних шаблонів
MVC, REST, які інтегровані в Spring Framework, що є основою побудови
бекенд-частини системи.
Було реалізовано програмне забезпечення у вигляді контролерів, сервісів,
Java Persistence репозиторіїв та entity-класів. Також великою частиною роботи
стало додавання підсистеми авторизації користувачів на основі JWT-токенів,
якої до цього не було в інформаційній системі деканату.
Спроектоване та розроблене програмне забезпечення виконує функції як
виявлення, так і виправлення помилок. Виправлення помилок проводить запис
в базу даних, що є досить ризиковою операцією. Тому було приділено великої
уваги ретельному тестуванню розробленого програмного забезпечення.
86
Тестування здійснювалось за допомогою Swagger UI з паралельним аналізом
даних бази даних. Результати тестування підтвердили працездатність та
надійність розробленого програмного забезпечення. В ході тестування було
виявлено одну помилку, яка не є критичною і буде виправлена в наступних
версіях програми.
В подальшому модуль адміністратора може розширюватись та
доповнюватись іншими функціями перевірки, зокрема, даних про оцінки,
викладачів тощо.
87
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Типове положенням про факультет Черкаського державного
технологічного університету. [Електронний ресурс].– Режим доступу:
https://chdtu.edu.ua/normative/regulations/item/9015-typove-polozhennia-pro-
fakultet-2017
2. Положенні про порядок замовлення, виготовлення, видачі та обліку
документів про вищу освіту. [Електронний ресурс].– Режим доступу:
https://chdtu.edu.ua/normative/regulations/item/11671-polozhennya-pro-
poriadok-zamovlennia-vyhotovlennia-vydachi-ta-obliku-dokumentiv-pro-
vyshchu-osvitu
3. Положенні про порядок формування індивідуального навчального плану
здобувача вищої освіти Черкаського державного технологічного
університету. [Електронний ресурс].– Режим доступу:
https://chdtu.edu.ua/normative/regulations/item/13984-polozhennia-pro-
poriadok-formuvannia-indyvidualnoho-navchalnoho-planu-zdobuvacha-
vyshchoi-osvity-cherkaskoho-derzhavnoho-tekhnolohichnoho-universytetu
4. Політек-софт – Продукти. [Електронний ресурс].– Режим доступу:
http://www.politek-soft.kiev.ua/index.php?do=products
5. Політек-софт – Пакет програм "ПС-Адміністратор". [Електронний
ресурс].– Режим доступу: http://www.politek-
soft.kiev.ua/index.php?do=products&product=ps-administrator
6. Advatages of Java at ibm.com. [Електронний ресурс].– Режим доступу:
https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/en/ssw_aix_71/performance/a
dvantages_java.html
7. Spring | Home. [Електронний ресурс].– Режим доступу: https://spring.io/
8. PostgreSQL : About. [Електронний ресурс].– Режим доступу:
https://www.postgresql.org/about/
9. MVC Pattern -Anshul vyas - Medium. [Електронний ресурс].– Режим
доступу: https://medium.com/@anshul.vyas380/mvc-pattern-3b5366e60ce4
88
10. MVC Design Pattern – JournalDev. [Електронний ресурс].– Режим
доступу: https://www.journaldev.com/16974/mvc-design-pattern
11. What is REST – Learn to create timeless REST APIs. [Електронний
ресурс].– Режим доступу: https://restfulapi.net/
12. Что такое Скрам | Agile тренинги, обучение и сертификации Scrum.
[Електронний ресурс].– Режим доступу: https://www.scrum.ua/scrum
13. Scrum | Digital Humanities LAB at CVCE powered by uni.lu. [Електронний
ресурс].– Режим доступу: https://cvcedhlab.hypotheses.org/tag/scrum
14. Topical Guide | Spring Security Architecture. [Електронний ресурс].–
Режим доступу: https://spring.io/guides/topicals/spring-security-architecture
15. Website security – Learn web development | MDN. [Електронний ресурс].–
Режим доступу: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Learn/Server-
side/First_steps/Website_security
16. Djiraj. JWT Role Based Authorization with Spring Security. [Електронний
ресурс].– Режим доступу: https://www.devglan.com/spring-security/jwt-
role-based-authorization
17. Концепція розвитку цифрової економіки та суспільства України на 2018-
2020 роки: Розпорядженням Кабінету Міністрів України від 17 січня 2018
р. № 67-р. URL : https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/67-2018-%D1%80.
(дата звернення: 17.10.20).
18. Куріцин Б.О., Заспа Г.О., Чередниченко О.В. Автоматизована інформаційна
система ЧІТІ. Вісник ЧІТІ. 1998. №2. С.86-90.
19. Кусов А.А. Проблемы интеграции корпоративных информационных
систем. Управление экономическими системами. 2011. №28. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/problemy-integratsii-korporativnyh-
informatsionnyh-sistem/viewer. (дата звернення: 02.08.20).
20. Ланських Є.В. Моделі та методи системного проектування
інформаційних освітніх систем дистанційного навчання: дис. ... канд.
техн. наук : 05.13.06 / Черкаський державний технологічний університет.
Черкаси, 2003. 178 с.
89
21. Лега Ю.Г., Ситник О.О., Григор О.О., Тимченко А.А., Заспа Г.О.
Організаційно-технологічні проблеми ВНЗ як організації інформаційного
типу. Впровадження нових інформаційних технологій навчання: зб.
наук.-метод. праць наук.-метод. конф. (м. Харків, 11-12 жовтня 2007
р.).Харків, 2007. С.83-88.
22. Львов М.С., Співаковський О.В., Щедролосьєв Д.Є. Інформаційна
система управління вищим навчальним закладом як платформа реалізації
управління академічним процесом. Вісник Харківського національного
університету. 2005. URL:
http://www.kspu.edu/FileDownload.ashx/97.pdf?id=fa9fe084-29ad-430a-a9c5-
19f0d5e80360.
23. Малежик М.П., Закатнов М.В, Сергієнко В.П Засоби і технології
продукування навчальних інформаційних ресурсів. Науковий часопис
НПУ імені М.П. Драгоманова. Серія №2. Комп’ютерно-орієнтовані
системи навчання: Зб. наук. праць.2010. № 8 (15). – С. 29-35.
24. Манойловіч М., Заспа Г.О. Оптимізація розпізнавання інформації з
документів зі складною структурою в інформаційних web-системах.
Наука України – погляд молодих вчених крізь призму сучасності: тези
доп. ІІ всеукр. наук.-практ. конф. з міжнар. участю (м.Черкаси, 26 вересня
2019 р.). Черкаси, 2019. С. 31-33.
25. МатовО.Я., ХрамоваІ.О. Сучасні технології інтеграції інформаційних
ресурсів. Реєстрація, зберігання і обробка даних. 2009, Т. 11, № 1. С.33-
42.
26. Месарович М., Тахакара И. Теория иерархических многоуровневых
систем. Москва: Мир, 1973.- 344 с.
27. Мілаш О.О. Інформатизація вищих навчальних закладів як пріоритет
державної освітньої політики в Україні. Державне будівництво. 2010.
№1. URL:http://kbuapa.kharkov.ua/e-book/db/2010-1/index.html.
28. Оксамитна Л.П.Методи та засоби самоорганізації моделі знань в
автоматизованих системах контролю знань та навчання: дис. ... канд.
90
техн. наук : 05.13.06 / Черкаський державний технологічний університет.
Черкаси, 2003. 144 с.
29. Положення про Міністерство цифрової трансформації України.URL:
https://www.kmu.gov.ua/npas/pitannya-ministerstva-cifrovoyi-t180919(дата
звернення: 09.12.20).
30. Програмне забезпечення для вищих навчальних закладів України
“ПолітекСОФТ”. URL: http://www.politek-soft.kiev.ua (дата звернення:
12.11.20).
31. СавенкоА.Ю., ПаламарчукА.О.. Автоматизована інформаційна система
управління вищим навчальним закладом. Теоретичні і практичні
аспекти економіки та інтелектуальної власності: збірник наукових
праць. 2011. Т. 2. С. 94-96.
32. Сєркова Л.Е. Інформаційна технологія моніторингу організації учбового
процесу вищого навчального закладу: дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 /
Черкаський державний технологічний університет. Черкаси, 2006. 143 с.
33. Співаковський О.В., Федорова Я.Б., Глущенко О.О., Кудас Н.А.
Управління інформаційними технологіями вищих навчальних закладів:
навч. посібник. Херсон: Айлант, 2010. 302 с.
34. Тесля Ю.М., Єгорченков О.В., Хлевна Ю.Л. Інструменти мета-
методології управління проектами вищих закладів освіти. Інформаційні
технології в освіті, науці і техніці:тези доп. ІV міжнар. наук.-практ.
конф. (м.Черкаси, 17-18 травня 2018 р.). Черкаси, 2018. С.88-89.