Технології електронного навчання

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Курсова робота
На тему
"Технології електронного навчання"

Зміст
Введення
1. Загальні відомості про електронному навчанні
2. Технології, необхідні для електронного самонавчання
2.1 Мережеві технології
2.2 Графічні технології
2.3 Засоби керування базами даних
3. Управління транзакціями
4. Журналізація
5. Підтримка мов БД
Висновок
Література

Введення

Якщо оцінювати найбільш значимі зміни, що відбулися за останні десять років в освітній індустрії, то абсолютна більшість з них пов'язані з повсюдним впровадженням інформаційно - телекомунікаційних технологій в навчальний процес. Традиційне класичне навчання, століттями що практикується в усьому світі, стало все менш відповідати сучасним потребам суспільства в умовах загальної мобільності та глобалізації. Якщо раніше досить було один раз отримати гарну освіту і в подальшому використовувати його практично все життя, то в наш час у багатьох галузях оновлення знань має відбуватися не рідше, ніж у п'ять років, а в ряді випадків щорічно. Але сам процес навчання в цьому випадку повинен здійснюватися без відриву від роботи, при гнучкому графіку і за індивідуальною програмою, відповідної компетенціями конкретного фахівця.
Частково ці завдання повинно було вирішити заочне (дистанційне) навчання, що отримало широке поширення в ХХ столітті. Відразу після його появи практично всіма експертами була відзначена низька якісна складова такого навчання, що робило його малоефективним і не сприймалося як гідна заміна очного навчання. Але при всіх його недоліках, воно було доступне для широких верств населення. Основним джерелом знань при такій формі навчання стала книга (підручник, методичний посібник тощо) і рідкісні зустрічі з викладачем, в основному при здачі контрольних заходів. Таким чином, практично був відсутній діалог "викладач - учень", постійний моніторинг процесу навчання і інші елементи, притаманні якісно побудованому процесу навчання. Крім того, дана форма була малопридатна для завдань корпоративного навчання, потреба в якому сьогодні відчувають практично всі організації.
Електронне навчання (e-Learning) вже сьогодні включає в себе переваги обох форм навчання. З одного боку, пропонуючи уніфіковану послугу незалежно від місця і часу навчання, з іншого - включаючи інтерактивні форми взаємодії слухача і викладача, а також прогресивний (V) контроль навчання.
На сьогоднішній день, проекти електронного навчання широко практикуються в російських і зарубіжних компаніях, привертають значну кількість фінансових, технічних, людських ресурсів.
На жаль, сьогодні при впровадженні e - Learning проектів компанії можуть зіткнутися і з низкою проблем. І одна з них - дефіцит хороших адаптованих готових курсів, які компанія може купити і використовувати. Часто пропоновані курси низької якості, і дуже рідко актуалізовані. Ще одна проблема полягає в недостатній самомотивації і самоорганізації слухачів e-Learning програм.
Сьогодні на порядку денному найбільших міжнародних організацій активно обговорюються поняття "суспільство, побудоване на знаннях" і "цифрову нерівність націй". Вже стає очевидним, що "знання" має бути представлено в електронному вигляді. Тільки так воно буде доступно широкому колу осіб, тільки в цьому випадку можливий його ефективний пошук і обробка.
Сам по собі e-Learning є основою для технологій суспільства, побудованого на знаннях. Людей треба вчити цим технологіям новими інструментами, інструментами електронного навчання.

1. Загальні відомості про електронному навчанні

Електронне навчання може бути визначено в широкому розумінні слова як будь-яке використання Web - та Інтернет - технологій для навчання. Таке незакінчену визначення навряд чи допоможе вибрати у виборі певних інструментів, необхідних для конкретного проекту. Щоб зробити правильний вибір, слід продумати конкретний тип використовуваного електронного навчання. Різні типи електронного навчання вимагають застосування різних інструментів і технологій.
Існує кілька видів електронного навчання:
самонавчання;
кероване навчання;
навчання, спрямоване інструктором;
вбудоване навчання;
теленаставнічество та дистанційна підготовка.
Мета електронного навчання, керованого учнем, полягає у передачі високо ефективних освітніх знань незалежним учням. Іноді такий вид називається автономним або самоврядним електронним навчанням. Вміст курсу може складатися з Web-сторінок, мультимедійних презентацій та іншої інтерактивної навчальної інформації, розташованої і підтримуваної на Web - сервер. Доступ до вмісту забезпечується через Web - сервер.
Для курсів електронного самонавчання всі інструкції повинні надаватися в матеріалах курсу. Адже при учня немає ні інструктора, ні консультанта, здатних допомогти, прояснити складні моменти. Також немає будь - яких обмежень на те, де і скільки учень повинен вчитися. Учень по - справжньому незалежний.

2. Технології, необхідні для електронного самонавчання

Розробник
Провайдер
Учень
- Обладнання для відео - і аудіозаписи;
- Серверне обладнання;
Операційна система сервера;
- Мультимедійний комп'ютер;
- Мультимедійні робочі станції для сохданія і редагування відео, аудіо, графіки і анімації;
- Швидке Інтернет - підключення;
-Web - браузер;
- Мережа із середньою швидкістю передачі даних;
- Модеми для віддалених користувачів, якщо вміст доставляється через брандмауер;
-Медіаплеєри для відтворення тих типів медіа, які не обробляються Web - браузера;
- Інструменти для створення Web - сайтів, окремих Web - сторінок, організації Web - сайтів та підтримки посилань;
- Програмне забезпечення Web - сервера;
- Інструменти для створення курсів;
Мультимедійні інструменти для редагування відео, аудіо, фотографій і т.п.
- Серверне програмне забезпечення для обробки потокового медіасодержімого;
Система управління навчанням для реєстрації і відстеження учнів;
Система керування вмістом навчання для багаторазового використання модулів навчального матеріалу.
Керовані курси електронного навчання так само, як і курси самонавчання, грунтуються на вебсодержімом, а також використовують засоби спільної роботи, притаманне електронним курсам, підтримуваним інструктором. Вони добре підходять учням, які не можуть дотримуватися суворе розклад занять, що проводяться в аудиторіях, але хочуть пройти навчання, дискутуючи з іншими учнями, а також спілкуючись з ведучим (facilitator). Завдання зазвичай видаються шляхом "вивішування" їх у дискусійному форумі, де, крім того, учні можуть розмістити свою виконану домашню роботу.
Технології, необхідні для керованого електронного навчання.
Розробник
Провайдер
Учень
- Обладнання для відео - та аудіо запаси;
- Серверне обладнання;
Швидке Інтернет - підключення;
- Мультимедійний комп'ютер;
Підключення до Інтернету;
- Мультимедійні робочі станції для створення і редагування відео, аудіо, графіки і анімації;
- Операційна система сервера;
- Web - браузер;
- Мережа із середньою швидкістю передачі даних;
- Модеми для віддалених користувачів, якщо вміст доставляється через брандмауер;
Програмне забезпечення Web - сервера;
- Медіаплеєри для відтворення тих типів медіа, які не обробляються Web - браузера;
- Інструменти для створення Web - сайтів, окремих Web - сторінок, організації Web - сайтів та підтримки посилань;
- Серверне програмне забезпечення для обробки потокового медіасодержімого;
Система управління навчанням для реєстрації і відстеження учнів
- Програма електронної пошти, така як Outbook або Eudora;
- Інструменти для створення курсів;
Мультимедійні інструменти для редагування відео, аудіо, фотографій і т.п.
- Система управління вмістом навчання для багаторазового використання модулів навчального матеріалу;
Програмне забезпечення дискусійного форуму;
Серверне програмне забезпечення електронної пошти.
При проведенні електронних курсів, керованих інструктором, Web - технології використовуються для управління традиційними заняттями, ро для віддалених учнів. На цих заняттях використовуються різноманітні технології роботи в режимі реального часу, такі як проведення відео - та аудіоконференцій, чати, спільне використання додатків, опитування, білі дошки і старий добрий телефон.
Інструктор зазвичай демонструє слайди і керує показом додаткового матеріалу. Ці презентації пересилаються за допомогою потокового медіа разом з голосом інструктора і, можливо, його відео. Учні можуть використовувати іедіаплеер для перегляду презентації, і крім того, вони можуть задавати питання, друкуючи їх у вікні чату або посилаючи по електронній пошті. Якщо у всіх студентів швидкі з'єднання з мережею, то канал може використовуватися для проведення аудіоконференцій. Подібно керованої формі електронного навчання, завдання "вивішуються" на дошці дискусійного форуму, де учні також розміщують свої виконані домашні роботи. Електронні курси, що проводяться інструктором, здадуться учням знайомими. Вони мають таку ж структуру і очікувані результати, як і при навчанні, яке довелося проходити більшості учнів. Для переробки матеріалів потрібно мінімум зусиль.
Технології, необхідні для курсів електронного навчання, що проводяться інструктором.
Розробник
Провайдер
Учень
- Мультимедійний комп'ютер, здатний відтворювати відео - і аудіщзапісі;
- Серверне обладнання;
- Мультимедійний комп'ютер;
Web - браузер;
- Мікрофон і можливо відеокамера;
- Операційна система сервера;
- Клієнт для онлайнових астреч, віртуальної школи або систем спільної роботи;
- Мережа із середньою швидкістю передачі даних;
- Швидке Інтернет - підключення;
- Версія клієнтського компонента онлайнових зустрічей для проводить презентацію людини;
- Програмне забезпечення Web - сервера;
- Підключення до Інтернету;
- Програмне забезпечення для презентацій, для підготовки сайтів (PowerPoint);
- Система організації онлайнових зустрічей, спільної роботи або віртуальної школи, що надає можливість показу слайдових презентацій, проведення аудіо - і відеоконференцій, використання чату, спільного використання додатків, білої дошки і дискусійних форумів;
- Інше демонстраційне програмне забезпечення;
- Інші авторські інструменти, такі як Adobe Acrobat, для створення вмісту, який учні зможуть завантажувати;
Смуга пропускання (скільки даних може бути переслано по лінії зв'язку в секунду) є лімітуючим фактором при визначенні того, яке медіасодержімое учні отримають. Відео, яке вимагає широкої смуги пропускання, використовується в Інтернет - класах нечасто, оскільки не всі учні мають швидке з'єднання з Інтернетом. З іншого боку, якщо клас навчається через локальну мережу, відео може стати можливим варіантом - якщо внутрішня мережа працює швидко і не перевантажена іншим трафіком.
Вбудовані курси (впроваджені) електронного навчання надають підготовку на вимогу. Вони зазвичай впроваджуються в комп'ютерні програми, файли довідкової системи, Web - сторінки або мережеві додатки. Такий курс навіть може бути компонентом електронної системи підтримки продуктивності (EPSS).
Запроваджена програма електронного навчання призначена для одного учня, у якого виникла проблема, яку необхідно вирішити негайно. Вона часто розташовується на комп'ютері учня і встановлюється разом з програмою, з якою пов'язана. Вкладені програми електронного навчання також можуть бути повністю розташовані у Вебі. Наприклад, у користувача виникли проблеми з принтером. З меню довідки він отримує доступ до процедури вирішення проблем в Інтернеті. Після того, як проблема визначена, користувачеві буде запропонована можливість скористатися коротким навчальним посібником для того, щоб отримати загальне уявлення про це питання і зуміти уникнути подібної проблеми у майбутньому.
Технології, необхідні для вбудованих курсів електронного навчання.
Розробник
Провайдер
Учень
- Мультимедійні робочі станції для створення і редагування відео, аудіо, графіки і анімації;
- Серверне обладнання;
Операційна система сервера;
- Мультимедійний комп'ютер;
Підключення до Інтернету;
- Мережа із середньою швидкістю передачі даних;
- Швидке Інтернет - підключення;
- Web - браузер;
- Інструменти для створення Web - сайтів, окремих Web - сторінок, організації Web - сайтів та підтримки посилань;
- Модеми для віддалених користувачів, якщо вміст доставляється через браундер;
- Програма перегляду довідки;
- Інструменти для створення курсів;
- Мультимедійні інструменти для редагування відео, аудіо, фотографій і т.п.
- Програмне забезпечення Web - сервера;
- Інструменти для створення довідкової системи.
Основним технологічним питанням, що гарантує успіх вбудованого курсу електронного навчання, є розмір файлу. Якщо цей курс повинен розташовуватися на комп'ютері учня, користувач може вирішити не встановлювати файли навчального посібника, якщо вони значно збільшують обсяг займаного додатком місця. У тому випадку, якщо користувач повинен підключатися до матеріалу через Інтернет, розмір файлу також важливий.
Теленаставнічество та дистанційна підготовка використовують останні технології для однієї з найдавніших форм навчання. У цих типах електронного навчання використовуються відеоконференції, миттєвий обмін повідомленнями, Інтернет - телефони та інші інструменти спільної роботи, допомагають ментором керувати розвитком своїх протеже.
Дистанційна підготовка має більш короткочасні, визначаються проектом цілі. При дистанційній підготовці контакт між людиною, що дає поради, і учням визначено більш точно. Він звичайно обмежений певною темою, такий, як рішення конкретної проблеми або виконання конкретного проекту. Дистанційний педагог виступає в ролі технічного або ділового консультанта, а не радника або наперстніка з особистих питань і загальному кар'єрному зростанню.
З точки зору технології теленаставнічество може не вимагати нічого більше, крім телефону та електронної пошти. Але більш досконалі системи теленаставнічества і дистанційної підготовки вимагають наявності більшої кількості технологій.
Технології, необхідні для теленаставнічества.
Розробник
Провайдер
Учень
- Персональний комп'ютер;
- Серверне обладнання;
- Персональний комп'ютер
- Мікрофон для проведення аудіконференцій
- Операційна система сервера;
- Мікрофон для матчів у аудіконференціях;
- Відеокамера для прведення відеоконференцій;
- Швидке Інтернет - підключення, особливо при використанні відео та аудіо;
- Відеокамера для участі у відеоконференціях;
- Мережа із середньою швидкістю передачі даних для аудіо, але з високою швидкістю для відео;
- Програмне забезпечення Web - сервера;
- Мережа із середньою швидкістю передачі даних для аудіо, але з високою швидкістю для відео;
- Клієнтське програмне забезпечення для системи онлайнових зустрічей;
- Сервер онлайнових зустрічей або спільної роботи;
Компоненти електронної комерції для платних наставників;
- Клієнтське програмне забезпечення для системи онлайнових зустрічей.

2.1 Мережеві технології

Як відомо, поняття "сучасна інформаційна технологія" пов'язане з використанням персонального комп'ютера і телекомунікаційних засобів.
Раніше розглядалися програми - інструментарій інформаційних технологій, застосовуваних на автономних персональних комп'ютерах. Очевидно, що інформація, що накопичується на одному комп'ютері, доступна насамперед працює на ньому людині. Звичайно, є можливість передачі інформації іншим користувачам за допомогою магнітних або оптичних дисків, але це не найшвидший і зручний спосіб. Тому з часом виникла ідея обміну інформацією між комп'ютерами через лінії зв'язку.
Комп'ютерна мережа - група комп'ютерів, об'єднаних між собою для забезпечення спільного доступу до ресурсів та обміну інформацією.
Щоб створити комп'ютерну мережу, потрібні комп'ютери, лінії зв'язку, а також спеціальні пристрої для підключення комп'ютерів до ліній зв'язку.
Комп'ютери в мережі можуть виконувати різні ролі.
Сервер - комп'ютер, виділений для спільного використання учасниками мережі, що поставляє ресурси та послуги.
Клієнт - комп'ютер, що використовує ресурси і послуги сервера.
З визначення випливає, що на комп'ютері - клієнті можна формувати і посилати запити до сервера, отримувати інформацію за запитом та надавати її користувачеві мережі. Сервер, у свою чергу, зберігає дані, обробляє запити клієнта і передає йому необхідну інформацію або надає послуги. Подібна схема взаємодії комп'ютерів отримала назву "технологія клієнт - сервер".
Слід зауважити, що в серверній мережі на комп'ютери з різними рольовими функціями встановлюють різні операційні системи.
Природно, що в локальній мережі інформаційний простір обмежено її ресурсами. Для виходу в світовий інформаційний простір необхідно підключитися до глобальної комп'ютерної мережі, найвідомішою з яких є Internet.
Інтернет (Internet) - всесвітня інформаційна комп'ютерна мережа.
На сьогоднішній день це найбільша в світі сукупність різнотипних комп'ютерних мереж.
Internet можна ефективно використовувати у сфері освітніх послуг. По-перше, ви можете знайти матеріали для дисертаційної роботи, курсових і дипломних проектів. На відміну від найчастіше обмежених книжкових ресурсів місцевої бібліотеки, до ваших послуг світові інформаційні скарби. Через Internet можна знайти колег по роботі в різних країнах і організувати спільний науковий проект. Звернувшись безпосередньо через представництво освітніх установ в WWW, ви знайдете інформацію про цікаві наукових конференціях, а також про можливість навчання або стажування за кордоном.
З появою Internet новий імпульс набуло заочну освіту. Використання сучасних мережевих технологій дозволяє зараз отримати повноцінну освіту або пройти перепідготовку без відриву від основного виду діяльності. У Internet з'являється все більше і більше віртуальних університетів, що пропонують освітні послуги. Цей спосіб навчання називається дистанційним.
Застосування мережевих комп'ютерних технологій в дистанційній освіті відкриває нові можливості:
організація спільних міжнародних дослідницьких проектів;
розширення доступу до навчально-методичної інформації;
організація оперативної консультаційної допомоги;
організація мережі дистанційного навчання;
формування в партнерів комунікативних навичок, культури спілкування, уміння шукати інформацію;
моделювання науково-дослідної діяльності;
проведення віртуальних навчальних занять (семінарів, лекцій) в реальному режимі часу.
Як і в серверній локальної мережі, в Internet комп'ютери можуть виконувати роль сервера або клієнта.
Сервери - це потужні, надійні комп'ютери, які працюють цілодобово. Вони постійно підключені до Internet, здатні зберігати і пересилати інформацію за запитами інших комп'ютерів. Як правило, сервери мають резервну систему автономного живлення.
Клієнти - це ті персональні комп'ютери користувачів Internet, на яких можна складати і посилати запити до серверів, отримувати і відображати інформацію. Часто такий комп'ютер не сполучений з Internet постійно, а підключається тимчасово в міру необхідності.
Технологія клієнт \ сервер нагадує відвідування вами ресторану, де десять столиків з клієнтами обслуговує офіціант - сервер. Як і в ресторані, якщо ви назвете офіціанта неправильно (введете неправильний адресу сервера), адміністратор повідомить, що офіціанта з таким ім'ям немає. Точно також в Internet служба DNS надішле вам повідомлення про неправильне ім'я сервера. Якщо офіціанта назвали правильно, але він у цій зміні не працює, вам запропонують покликати його в інший час. Аналогічна ситуація буде з тимчасово непрацездатним сервером. Якщо ім'я ввели правильно, сервер працює, але водночас до нього звертається дуже багато бажаючих отримати інформацію, він спробує надіслати вам всі, що встигне за певний проміжок часу. Проте сильно перевантажений сервер може запропонувати звернутися в інший час.
Термінологія клієнт / сервер застосовується також для програмного забезпечення ресурсів Internet. Це означає, що існує клієнтське програмне забезпечення, яке взаємодіє з користувачем і формує запит, і серверне програмне забезпечення, яке відповідає на такі запити.
Сервер - програмне забезпечення, яке зберігає інформацію і відповідає на запити клієнтського програмного забезпечення.
Клієнт - програма, що встановлюється на комп'ютері користувача Internet для складання і посилки запитів серверу, отримання і відображення інформації на комп'ютері користувача.
Ці запити формуються відповідно з деяким протоколом, причому протокол виконує роль стандарту. Він дозволяє коректно взаємодіяти програмам, написаним різними авторами для різних типів комп'ютерів і операційних систем. Як згадувалося вище, для кожного ресурсу Інтернет існує свій прикладний протокол.
Розглянута нами система управління навчанням Moodle використовує мережеві технології в якості фундаментальної основи навчання. Архітектура даної системи побудована за клієнт / серверного принципом, де в сервері зберігаються елементи курсів, а клієнт за допомогою засобів доступу до WEB - ресурсів обробляє надану інформацію.
Для доступу до необхідних ресурсів Moodle використовуються наступні мережні інструменти:
локальні компоненти мережі;
браузер (програма для перегляду гіпертекстового документа);
базові засоби мови HTML.

2.2 Графічні технології

Намалювати простий малюнок, відретушувати фотографію, додати ілюстрацію до статті - ось завдання, які постають щодня перед користувачами комп'ютерів. Більш підготовлені користувачі створюють малюнки для Інтернету, ілюстрації для книг, листівки, візитні картки та багато інших графічні твори.
Існує безліч програм для роботи з графікою, від найпростіших програм перегляду до професійних графічних редакторів. Деякі завдання можна вирішити без використання спеціальних програм, так як в останні версії Windows вбудована підтримка роботи з зображеннями.
Для нескладного редагування графічних файлів можна використовувати графічний редактор Paint, що поставляється разом з Widows.
Якщо користувач використовує текстовий редактор Word або електронні таблиці Excel, то в своїй роботі він користується пакетом програм Microsoft Office. У цей пакет входять простий редактор малюнків і фотографій Microsoft Photo Editor, що перекладається як "Редактор фотографій".
Графічні редактори для роботи з векторною графікою краще всього використовувати при створенні плакатів, листівок, оголошень та інших зображень, в яких потрібно висококонтрастна графіка. Серед редакторів векторної графіки популярністю користуються програми CorelDraw, Adobe Illustrator та Macromedia FreeHand. Всі вони досить потужні і зручні, і вибір однієї з них обумовлений особистими пристрастями.
Растрові графічні редактори зручніше використовувати при виконанні таких видів діяльності, як редагування фотознімків, створення фотоколажів і ретуші. Живопис в стилі реалізму з імітацією традиційної техніки, створення творів у стилі імпресіонізму чи їм подібних, малювання логотипів та емблем з нечіткими краями, відблисками, відображеннями, півтонами і тінями теж виконується за допомогою растрових графічних редакторів. Серед програм редагування растрової графіки найбільшою популярністю користується Adobe Photoshop.
Як відомо, основний обсяг інформації, доступної в мережі Інтернет, розміщується у "всесвітній павутині" - World Wide Web (WWW) - інформаційній системі, подібної гігантської бібліотеці. У цій бібліотеці інформація представлена ​​у вигляді пов'язаних між собою документів, які називаються Web - сторінками. Кожна Web - сторінка може містити текст, малюнки, відео, звукозапису, об'ємні світи і ін
Переглянути будь-яку Web - сторінку можна за допомогою спеціальних програм - браузерів, найбільш популярні з яких - Internet Explorer, Opera, Mozilla, Netscape. На Web - сторінках зазвичай, крім основного тексту, завжди присутні виділені іншим кольором і підкреслені слова або фрази і активні зображення, які змінюються при установці на них покажчика миші. Наприклад, кнопка може стати рельєфною або змінити колір. Це досягається шляхом використання гіпертекстових посилань, призначені для зв'язку з іншими сторінками, що розкривають зміст посилань.
На кожну Web - сторінку можна помістити будь-яку кількість малюнків. Можна використовувати готові графічні зображення або створити самостійно. Графічні зображення повинні бути створені в такому графічному форматі, який підтримується браузером. Стандартні формати Web - графіки - GIF, JPG, PNG. Розміри їх файлів мінімальні в порівнянні з іншими форматами, що значно скорочує час завантаження з мережі.
У розглянутій нами системі управління навчанням Moodle можна побачити практично всі види графічних об'єктів, що становлять графічні технології Web - сторінок.
Виділяють такі види об'єктів:
статичні зображення;
анімаційні зображення;
Flash - зображення.
Статичні графічні зображення впроваджуються в елементи Moodle звичайними засобами: "вставка об'єктів" як в Microsoft Word.
Ми окремо виділяємо графічні зображення, на яких представлені математичні об'єкти, формули. Вони також можуть впроваджуватися як статичні зображення, так і за допомогою вбудованого інтерпретатора мови математичних текстів TeX.
Для того, щоб впровадити анімаційні і Flash - зображення, необхідно перевести їх у спеціальні формати Gif і Jpg, а потім використовувати звичайні засоби, як при впровадженні статичних зображень.
Взагалі, для того, щоб працювати з будь-якими зображеннями, необхідно подати їх у зазначених форматах. Для цього використовуються додаткові графічні засоби, такі як фотошоп, Acdsee, Gif - аніматор, Paint і т.д.

2.3 Засоби керування базами даних

Розглянемо загальний зміст понять БД та СУБД. Почнемо з того, що з самого початку розвитку обчислювальної техніки утворилися два основних напрямки її використання. Перший напрямок - застосування обчислювальної техніки для виконання чисельних розрахунків, які занадто довго або взагалі неможливо робити вручну.
Другий напрямок - це використання засобів обчислювальної техніки в автоматичних чи автоматизованих інформаційних системах. У самому широкому сенсі інформаційна система являє собою програмний комплекс, функції якого полягають у підтримці надійного зберігання інформації в пам'яті комп'ютера, виконанні специфічних для цього додатка перетворень інформації та / або обчислень, надання користувачам зручного і легко освоюваного інтерфейсу. Класичними прикладами інформаційних систем є банківські системи, системи резервування авіаційних або залізничних квитків, місць у готелях і т.д.
Основні функції СУБД:
1. Безпосереднє управління даними у зовнішній пам'яті
Ця функція включає забезпечення необхідних структур зовнішньої пам'яті як для зберігання даних, які безпосередньо входять у БД, так і для службових цілей, наприклад, для прискорення доступу до даних у деяких випадках (звичайно для цього використовуються індекси). У деяких реалізаціях СУБД активно використовуються можливості існуючих файлових систем, в інших робота проводиться аж до рівня пристроїв зовнішньої пам'яті. Але підкреслимо, що в розвинених СУБД користувачі в будь-якому випадку не зобов'язані знати, чи використовує СУБД файлову систему, і якщо використовує, то як організовані файли. Зокрема, СУБД підтримує власну систему іменування об'єктів БД.
2. Управління буферами оперативної пам'яті
СУБД зазвичай працюють з БД значного розміру; принаймні цей розмір зазвичай істотно більше доступного об'єму оперативної пам'яті. У розвинених СУБД підтримується власний набір буферів оперативної пам'яті з власною дисципліною заміни буферів.
Зауважимо, що існує окремий напрямок СУБД, яке орієнтоване на постійну присутність в оперативній пам'яті всієї БД.

3. Управління транзакціями

Транзакція - це послідовність операцій над БД, розглянутих СУБД як єдине ціле. Або транзакція успішно виконується, і СУБД фіксує (COMMIT) зміни БД, вироблені цією транзакцією, у зовнішній пам'яті, або ні одне з цих змін ніяк не відбивається на стані БД. Поняття транзакції необхідне для підтримки логічної цілісності БД. Таким чином, підтримка механізму транзакцій є обов'язковою умовою навіть однокористувацьких СУБД (якщо, звичайно, така система заслуговує назви СУБД). Але поняття транзакції набагато важливіше в багатокористувацьких СУБД.
З управлінням транзакціями в багатокористувацької СУБД пов'язані важливі поняття серіалізациі транзакцій і серіального плану виконання суміші транзакцій. Під серіалізациі паралельно виконуються транзакцій розуміється такий порядок планування їх роботи, при якому сумарний ефект суміші транзакцій еквівалентний ефекту їх деякого послідовного виконання. Серіальний план виконання суміші транзакцій - це такий план, який призводить до серіалізациі транзакцій.

4. Журналізація

Одним з основних вимог до СУБД є надійність зберігання даних у зовнішній пам'яті. Під надійністю зберігання розуміється те, що СУБД повинна бути в змозі відновити останнє узгоджене стан БД після будь-якого апаратного або програмного збою. Зазвичай розглядаються два можливих види апаратних збоїв: так звані м'які збої, які можна трактувати як раптову зупинку роботи комп'ютера (наприклад, аварійне вимкнення живлення), і жорсткі збої, що характеризуються втратою інформації на носіях зовнішньої пам'яті. Прикладами програмних збоїв можуть бути: аварійне завершення роботи СУБД (через помилки у програмі або в результаті деякого апаратного збою) або аварійне завершення користувальницької програми, в результаті чого деяка транзакція залишається незавершеною. Першу ситуацію можна розглядати як особливий вид м'якого апаратного збою; при виникненні останній потрібна ліквідувати наслідки лише однієї транзакції.
Журнал - це особлива частина БД, недоступна користувачам СУБД і підтримувана з особливою ретельністю (іноді підтримуються дві копії журналу, розташовувані на різних фізичних дисках), в яку надходять записи про всі зміни основної частини БД. У різних СУБД зміни БД журналізуются на різних рівнях: іноді запис у журналі відповідає деякої логічної операції зміни БД (наприклад, операції видалення рядка з таблиці реляційної БД), іноді - мінімальної внутрішньої операції модифікації сторінки зовнішньої пам'яті; в деяких системах одночасно використовуються обидва підходи.
У всіх випадках дотримуються стратегії "упереджувальної" запису в журнал (так званого протоколу Write Ahead Log - WAL).

5. Підтримка мов БД

Для роботи з базами даних використовуються спеціальні мови, в цілому звані мовами баз даних. У ранніх СУБД підтримувалося декілька спеціалізованих по своїх функціях мов. Найчастіше виділялися дві мови - мова визначення схеми БД (SDL - Schema Definition Language) і мова маніпулювання даними (DML - Data Manipulation Language). SDL служив головним чином для визначення логічної структури БД, тобто тієї структури БД, якою вона представляється користувачам. DML містив набір операторів маніпулювання даними, тобто операторів, що дозволяють заносити дані в БД, видаляти, змінювати або вибирати існуючі дані.
У сучасних СУБД зазвичай підтримується єдиний інтегрований мову, що містить всі необхідні засоби для роботи з БД, починаючи від її створення, і забезпечує базовий призначений для користувача інтерфейс з базами даних. Стандартним мовою найбільш розповсюджених у даний час реляційних СУБД є мова SQL (Structured Query Language). В кількох лекціях цього курсу мова SQL буде розглядатися досить докладно, а поки що ми перерахуємо основні функції реляційної СУБД, підтримувані на "мовний" рівні (тобто функції, підтримувані при реалізації інтерфейсу SQL).
Перш за все, мова SQL поєднує засоби SDL і DML, тобто дозволяє визначати схему реляційної БД і маніпулювати даними. При цьому іменування об'єктів БД (для реляційної БД - іменування таблиць і їх стовпців) підтримується на мовному рівні в тому сенсі, що компілятор мови SQL виробляє перетворення імен об'єктів в їх внутрішні ідентифікатори на підставі спеціально підтримуваних службових таблиць-каталогів. Внутрішня частина СУБД (ядро) взагалі не працює з іменами таблиць та його стовпців.
Мова SQL містить спеціальні засоби визначення обмежень цілісності БД. Спеціальні оператори мови SQL дозволяють визначати так звані подання БД, що фактично є збереженими в БД запитами (результатом будь-якого запиту до реляційної БД є таблиця) з іменованими стовпцями. Для користувача подання є такою ж таблицею, як будь-яка базова таблиця, яка зберігається у БД, але з допомогою уявлень можна обмежити або навпаки розширити видимість БД для конкретного користувача. Підтримання уявлень здійснюється також на мовному рівні.
Нарешті, авторизація доступу до об'єктів БД здійснюється також на основі спеціального набору операторів SQL. Ідея полягає в тому, що для виконання операторів SQL різного виду користувач повинен володіти різними повноваженнями. Користувач, що створив таблицю БД, має повний набір повноважень для роботи з цією таблицею. У число цих повноважень входить повноваження на передачу всіх або частини повноважень іншим користувачам, включаючи повноваження на передачу повноважень. Повноваження користувачів описуються в спеціальних таблицях-каталогах, контроль повноважень підтримується на мовному рівні.
Природно, організація типовою СУБД і склад її компонентів відповідає розглянутому вище набору функцій:
управління даними у зовнішній пам'яті;
управління буферами оперативної пам'яті;
управління транзакціями;
журналізація і відновлення БД після збоїв;
підтримка мов БД.
Логічно в сучасній реляційної СУБД можна виділити найбільш внутрішню частину - ядро ​​СУБД (часто його називають Data Base Engine), компілятор мови БД (зазвичай SQL), підсистему підтримки часу виконання, набір утиліт. У деяких системах ці частини виділяються явно, в інших - ні, але логічно такий поділ можна провести у всіх СУБД.
Ядро СУБД відповідає за управління даними у зовнішній пам'яті, управління буферами оперативної пам'яті, управління транзакціями і журналізацію. Відповідно, можна виділити такі компоненти ядра (принаймні, логічно, хоча в деяких системах ці компоненти виділяються явно), як менеджер даних, менеджер буферів, менеджер транзакцій і менеджер журналу. Як можна було зрозуміти з першої частини цієї лекції, функції цих компонентів взаємопов'язані, і для забезпечення коректної роботи СУБД всі ці компоненти повинні взаємодіяти за ретельно продуманим і перевіреним протоколів. Ядро СУБД має власним інтерфейсом, не доступним користувачам прямо та використовуються в програмах, вироблених компілятором SQL (або в підсистемі підтримки виконання таких програм) і утилітах БД. Ядро СУБД є основною резидентної частиною СУБД. При використанні архітектури "клієнт-сервер" ядро ​​є основною складовою серверної частини системи.
Основною функцією компілятора мови БД є компіляція операторів мови БД в деяку виконувану програму.
Розглянемо реляційні бази даних та системи управління реляційними базами даних. Цей підхід є найбільш поширеним в даний час, хоча поряд із загальновизнаними достоїнствами володіє і рядом недоліків. До достоїнств реляційного підходу можна віднести:
наявність невеликого набору абстракцій, які дозволяють порівняно просто моделювати велику частину розповсюджених предметних областей і допускають точні формальні визначення, залишаючись інтуїтивно зрозумілими;
наявність простого і в той же час потужного математичного апарату, що спирається головним чином на теорію множин і математичну логіку і забезпечує теоретичний базис реляційного підходу до організації баз даних;
можливість ненавігаційній маніпулювання даними без необхідності знання конкретної фізичної організації баз даних у зовнішній пам'яті.
Основними поняттями реляційних баз даних є тип даних, домен, атрибут, кортеж, первинний ключ і відношення.

1. Тип даних.
Поняття тип даних в реляційній моделі даних повністю адекватно поняттю типу даних в мовах програмування. Звичайно в сучасних реляційних БД допускається зберігання символьних, числових даних, бітових рядків, спеціалізованих числових даних (таких як "гроші"), а також спеціальних "темпоральних" даних (дата, час, часовий інтервал). Досить активно розвивається підхід до розширення можливостей реляційних систем абстрактними типами даних (відповідними можливостями мають, наприклад, системи сімейства Ingres / Postgres). У нашому прикладі ми маємо справу з даними трьох типів: рядки символів, цілі числа і "гроші".
2. Домен.
Поняття домену більш специфічно для баз даних, хоча і має деякі аналогії з підтипами в деяких мовах програмування. У найзагальнішому вигляді домен визначається завданням деякого базового типу даних, до якого належать елементи домену, і довільного логічного виразу, який застосовується до елементу типу даних. Якщо обчислення цього логічного виразу дає результат "істина", то елемент даних є елементом домену.
Найбільш правильною інтуїтивною трактуванням поняття домену є розуміння домену як допустимого потенційного безлічі значень даного типу. Наприклад, домен "Імена" у нашому прикладі визначений на базовому типі рядків символів, але в число його значень можуть входити тільки ті рядки, які можуть зображати ім'я (зокрема, такі рядки не можуть починатися з м'якого знака).
3. Схема відношення, схема бази даних.
Схема відношення - це іменоване безліч пар {ім'я атрибута, ім'я домену (або типу, якщо поняття домену не підтримується)}. Ступінь або "арность" схеми відносини - потужність цієї множини. Якщо всі атрибути одного відносини визначені на різних доменах, осмислено використовувати для іменування атрибутів імена відповідних доменів (не забуваючи, звичайно, про те, що це є всього лише зручним способом іменування і не усуває відмінності між поняттями домену та атрибута).
Схема БД (у структурному сенсі) - це набір іменованих схем відносин.
4. Кортеж, ставлення.
Кортеж, що відповідає даній схемі відносини, - це безліч пар {ім'я атрибута, значення}, яка містить одне входження кожного імені атрибута, що належить схемою відносини. "Значення" є допустимим значенням домену даного атрибуту (або типу даних, якщо поняття домену не підтримується). Тим самим, ступінь або "арность" кортежу, тобто число елементів у ньому, збігається з "арності" відповідної схеми відношення. Простіше кажучи, кортеж - це набір іменованих значень заданого типу.
Ставлення - це безліч кортежів, відповідних однією схемою відносини. Іноді, щоб не плутатися, кажуть "відношення-схема" і "відношення-екземпляр", іноді схему відносини називають заголовком відносини, а відношення як набір кортежів - тілом відносини. Насправді, поняття схеми відношення найближче до поняття структурного типу даних в мовах програмування. Було б цілком логічно вирішувати окремо визначати схему відносини, а потім одне або декілька відносин з даною схемою.
Однак у реляційних базах даних це не прийнято. Ім'я схеми відносини в таких базах даних завжди збігається з ім'ям відповідного ставлення-екземпляра. У класичних реляційних базах даних після визначення схеми бази даних змінюються тільки відносини-екземпляри. У них можуть з'являтися нові і віддалятися або модифікуватися існуючі кортежі. Однак у багатьох реалізаціях допускається і зміна схеми бази даних: визначення нових та зміна існуючих схем відносини. Це прийнято називати еволюцією схеми бази даних.
Реляційна база даних - це набір відносин, імена яких збігаються з іменами схем відносин у схемі БД.
Проектування реляційних баз даних з використанням нормалізації.
Спочатку буде розглянуто класичний підхід, при якому весь процес проектування проводиться в термінах реляційної моделі даних методом послідовних наближень до задовільного набору схем відносин. Вихідною точкою є уявлення предметної області у вигляді одного або декількох відносин, і на кожному кроці проектування проводиться деякий набір схем відносин, що володіють кращими властивостями. Процес проектування являє собою процес нормалізації схем відносин, причому кожна наступна нормальна форма має властивості кращими, ніж попередня.
Кожній нормальній формі відповідає певний певний набір обмежень, і ставлення знаходиться в деякій нормальній формі, якщо задовольняє властивому їй набору обмежень. Прикладом набору обмежень є обмеження першої нормальної форми - значення всіх атрибутів відносини одна транзакція. Оскільки вимога першої нормальної форми є базовою вимогою класичної реляційної моделі даних, вважається, що початковий набір відносин вже відповідає цій вимозі.
У теорії реляційних баз даних звичайно виділяється наступна послідовність нормальних форм:
перша нормальна форма (1NF);
друга нормальна форма (2NF);
третя нормальна форма (3NF);
нормальна форма Бойса-Кодда (BCNF);
четверта нормальна форма (4NF);
п'ята нормальна форма, або нормальна форма проекції-з'єднання (5NF або PJ / NF).
Основні властивості нормальних форм:
кожна наступна нормальна форма в деякому сенсі краще попередньої;
при переході до наступної нормальної формі властивості попередніх нормальних властивостей зберігаються.
В основі процесу проектування лежить метод нормалізації, декомпозиція відносини, що знаходиться в попередній нормальній формі, в два або більше відносини, що задовольняють вимогам наступної нормальної форми.
У розглянутій нами системі управління Moodle використовується СУБД MySQL.
MySQL розробив Міхаель Віденіус. MySQL є відносно невеликий і швидкої реляційної СУБД заснованої на традиціях Hughes Technologies Mini SQL (mSQL). СУБД MySQL використовується у якості управління мовою SQL. Щоб показати основні переваги SQL, наведемо основні компоненти цієї мови.
СУБД MySQL надає у Ваше розпорядження підмножина мови SQL, відповідне специфікації ANSI SQL 92.
Основні цілі MySQL - швидкодія і ошібкоустойчівость. Додавання транзакцій принесе значне швидкодію і підвищення складності. В даний час є проект, який повинен дати подібні функціональні Це, ймовірно, буде виконано, за допомогою введення атомарної модифікації декількох таблиць відразу.
Ядро, на якому сформовано MySQL - набір підпрограм, які використовувалися в високотребовательном оточенні багато років. У той час, як MySQL все ще знаходиться в розробці, це вже надає багатий і корисний функціональний набір.
MySQL таблиця може мати до 16 ключів, кожен з яких може мати до 15 полів. Максимальна підтримувана довжина ключа 120 байт. Ви можете збільшити довжину ключа, змінюючи N_MAX_KEY_LENGTH у файлі nisam. h і перекомпілювати пакет. Зверніть увагу, що довгі ключі можуть призвести до низької ефективності.
Ключі можуть мати імена. У разі первинного ключа ім'я буде завжди PRIMARY. Якщо ім'я ключа не призначено в процесі створення таблиці, то задане за замовчуванням ім'я ключа - перше ім'я стовпця з факультативним суфіксом (_2, _3, і т.д.) щоб зробити це ім'я унікальним. Ім'я ключа може використовуватися з командою ALTER TABLE, щоб видалити ключ.
При створенні ключа Ви можете факультативно визначити, що тільки перші N символів поля будуть використовуватися.

Висновок

Незважаючи на те, що E-learning в чистому вигляді передбачає самостійне вивчення матеріалів, як і при дистанційному навчанні, він має ряд переваг перед традиційною очної формою:
Велика свобода доступу - учень має можливість доступу через Інтернет до електронних курсів з будь-якого місця, де є вихід в глобальну інформаційну мережу.
Більш низькі ціни на доставку навчання - в ​​електронному навчанні процес доставки освіти включає в себе лише обмін інформацією через Інтернет без витрат з боку учня на покупку навчально-методичної літератури.
Можливість поділу змісту електронного курсу на модулі - невеликі блоки інформації дозволяють зробити вивчення предмета більш гнучким і спрощують пошук потрібних матеріалів.
Гнучкість навчання - тривалість та послідовність вивчення матеріалів слухач вибирає сам, повністю адаптуючи весь процес навчання під свої можливості та потреби.
Можливість навчання на робочому місці - учні мають можливість здобувати освіту без відриву від роботи, а також вдома, в дорозі з використанням мобільного Інтернету.
Можливість розвиватися в ногу з часом - користувачі електронних курсів, і викладачі, і студенти, розвивають свої навички і знання у відповідності до сучасних, новітніми технологіями та стандартами. Електронні курси також дозволяють своєчасно і оперативно оновлювати навчальні матеріали.
Можливість визначати критерії оцінки знань - в електронному навчанні є можливість виставляти чіткі критерії, за якими оцінюються знання, отримані студентом у процесі навчання. Це дозволяє виключити необ'єктивність та упередженість.
Електронні навчальні курси - високотехнологічний продукт, який створюється на основі та з застосуванням самих сучасних IT-рішень.

Література

1. Загідулліна Р.Р., Зоріктуев В.Ц. Концептуальні питання дистанційної освіти. - Інформаційні технології, № 5, 1997.
2. Леміш Р.М. Удосконалення методичних підходів до організації дистанційного навчання в умовах функціонування інформаційного середовища. М, 2005.
3. http://www.asymetrix.com/ "http://www.asymetrix.com" http://www.webct.com/ "http://www.webct.com" http://www.macromedia. com / "http://www.macromedia.comНоренков І. П. За WWW-сторінок навчальних серверів. - Інформаційні технології, № 3, 1997.
4. Відкрита освіта: передумови, проблеми, тенденції розвитку / Під ред.В.П. Тихомирова / / М: Изд-во МЕСИ, 2000.
5. Путілов Г.П. Концепція побудови інформаційно-освітнього середовища технічного вузу / М.: МГІЕМ, 1999.
6. Теорія і практика дистанційного навчання / за ред. Полат Е.С., М: Академія, 2004.
7. Усков В.Л. Дистанційне інженерну освіту на базі Internet / Бібліотечка журналу "Інформаційні технології", № 3, 2000
8. Електронне навчання: інструменти та технології / У. Хортон, К. Хортон, М: Кудіш-образ, 2006.
9. J. Cross, I. Hamilton, The DNA of e-Learning. Internet Time Group, www.internettime. com, 2002.
10. Learning Management Systems and Learning Content Management Systems demystified. www.brandonhall. com.
11. Content & Collaboration Strategies 2004/05 META Trends. META Group, January 2004.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Програмування, комп'ютери, інформатика і кібернетика | Курсова
123кб. | скачати


Схожі роботи:
Технології електронного бронювання
Інформаційні технології електронного офісу
Аналіз існуючих систем електронного навчання
Розвиток електронного навчання у вищих навчальних закладах
Технології навчання 3
Технології професійного навчання
Нові технології навчання
Нетрадиційні технології навчання
Технології навчання у грі
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru