Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ

Лабораторные работы по учебной дисциплине имеют своей целью:

- закрепление, углубление и расширение знаний студентов в процессе выполнения конкретных практических задач;

- овладение практическими приемами по учебной дисциплине на современном уровне;

- развитие у студентов профессиональных навыков, а также практическое овладение методами автоматизированной обработки данных;

- приобретение умений и навыков использования средств вычислительной техники при обработке данных.

Правила техники безопасности и охраны труда по комплексу лабораторных работ: соответствуют правилам работы с электрическими приборами..

Общие правила к оформлению отчетов о работах: на первой странице пишется заглавие, указывается цель и объем работы в часах, ф.и.о. студента, группа, дата выполнения. Работа оформляется в последовательности, приведенной в методических указаниях. Текст работы оформляется на ПЭВМ с использованием средств текстового процессора и выводится на принтер на листах формата А4 с соблюдением ГОСТ 2.105, ГОСТ 8.417 и ГОСТ 7.1.

Лабораторная работа 1. 6 часов

Основы построения информационных Web-систем. Освоение основ построения информационных Web-систем средствами языка HTML.

Цель работы: изучить и практически освоить основные конструкции языка разметки гипертекстов HTML.

Предмет и содержание работы. Современные web-технологии представляют широчайшие возможности для публикации информации. При этом Web-технология применяется не только в Интернет, но и для обеспечения информационной поддержки работы различных подразделений в рамках одной организации (intra-сети, intranet). Intranet существенно облегчают процесс создания, хранения и поиска документов, позволяют не только усовершенствовать делопроизводство, но и качественно изменить весь процесс управления предприятием.

Очевидно, что наибольшее влияние развитие web-технологий имеет на те сферы деятельности, которые непосредственно связаны с управлением информационными потоками, с передачей и обработкой информации, с визуализацией данных, полученных в результате вычислений. Роль применения web-технологий в экономике и образовании трудно переоценить.

Возникший относительно недавно термин E-commerce на русский переводится как "электронная коммерция", "электронная экономика" или "экономика с применением электронных технологий".

Web-технологии открывают принципиально новые возможности для организации рекламы, маркетинга и реализации самых разных товаров и услуг, для установления деловых партнерских отношений между фирмами.

Переход на электронную основу не является чисто "механическим" - он качественно изменяет все стадии производства и реализации товаров и услуг. Применение web-технологий, в частности, позволяет:

· Обеспечить оперативный доступ поставщиков, партнеров и конечных потребителей продукции к информации об имеющихся товарах, ценах и пр.

· Упростить supply chain management (процесс управления запасами на разных стадиях производства).

· Обеспечить непосредственную связь потребителя с производителем товара, установить баланс спроса и предложения, выпускать товар в той конфигурации, которую заказывает потребитель. Такой способ производства называется just-in-time manufacturing. Благодаря just-in-time manufacturing уменьшается риск перепроизводства и снижаются затраты на хранение товаров.

· Предлагать потребителям дополнительные услуги, связанные со сложными расчетами, поиском данных, визуализацией информации, организацией работы службы технической поддержки потребителей.

· Расширить бизнес за счет представительств в других странах;

· Уменьшить количество офисов и снизить затраты на их содержание;

· Создать "информационное пространство" для вовлечения географически разрозненных менеджеров в совещания, дискуссии и пр. и тем самым повысить качество управления предприятием.

· Применение web-технологий на рынке программного обеспечения привело к появлению новых форм доставки товаров - вместо отправки упаковок с программным продуктов по почте часто используется скачивание по сети.

Электронная коммерция охватывает все 4 сектора экономики: B2C - BUSINESS to CONSUMER (БИЗНЕС - ПОТРЕБИТЕЛЮ); B2B - BUSINESS to BUSINESS (БИЗНЕС - БИЗНЕСУ); C2C - CONSUMER to CONSUMER (ПОТРЕБИТЕЛЬ - ПОТРЕБИТЕЛЮ);

C2B - CONSUMER to BUSINESS (ПОТРЕБИТЕЛЬ - БИЗНЕСУ).

Сегодня создать Web-систему, которую потом можно сделать доступной для пользователей Интернет, совсем не сложно. Для этого существуют многочисленные HTML-редакторы, графические редакторы и другие инструментальные средства, научиться работать с которыми достаточно просто. Текстовый процессор Microsoft Word позволяет автоматически формировать HTML-документы. Однако HTML-страницы, создаваемые с помощью инструментальных средств, не всегда удовлетворяют требованиям технического задания. Данная лабораторная работа должна позволить студенту получить общее представление о многообразии средств, которые используют современные Web-мастера при разработке Web-систем.

Оборудование, технические средства, инструмент: ПЭВМ с установленной ОС, простейший текстовый редактор, WEB-браузер.

Порядок (последовательность) выполнения работы: включение ПЭВМ; создание средствами текстового редактора простейшего HTML-документа; отображение созданного документа на экране монитора средствами WEB-браузера; создание и отображение документов, включающих в себя гиперссылки; создание и отображение взаимосвязанного набора документов, содержащих основные конструкции HTML (гиперссылки, тексты, изображения, списки, таблицы, фреймы).

Контрольные вопросы.

- понятие WEB-страницы, WEB-сайта, HTML-документа;

- структура HTML-документа;

- назначение и правила применения гиперссылок;

- назначение и правила применения фреймов;

- использование изображений в качестве активных элементов WEB-систем;

- назначение и правила использования таблиц стилей;

- назначение, виды и правила использования списков;

- назначение и правила использования таблиц.

Задания:

- изучить структуру HTML-документа;

- изучить основные конструкции HTML;

- изучить правила работы с WEB-браузером;

- разработать структуру WEB-сайта, основанного на использовании основных конструкций HTML;

- в соответствии с данной структурой разработать многостраничный WEB-сайт;

- подготовить данные для отчета.

Лабораторная работа 2. 6 часов.

Освоение объектно-ориентированного языка программирования JavaScript. Разработка скриптов на JavaScript и встраивание их в HTML-документы. Практическое освоение методов и свойств объектов, управление потоком вычислений. События. Массивы. Графика. Стеки гипертекстовых ссылок. Фреймы и окна.

Цель работы: изучить и практически освоить основы скриптового языка JavaScript.

Предмет и содержание работы. Язык HTML предоставляет авторам Web-систем широкие возможности для отображения текстовой и графической информации и включения в состав страниц различных объектов. Но, тем не менее, создаваемые с помощью языка HTML-страницы остаются статическими - пользователи, не выходя за пределы HTML-средств, не могут изменять информацию, расположенную на странице, и даже использовать большинство интерфейсных элементов. Для того, чтобы сделать страницу по-настоящему интерактивной, нам нужен язык, выполняемый в контексте браузера. Такой язык называют скриптовым.

Скриптовый язык обычно не содержит всех возможностей настоящих языков программирования. Созданные с помощью скриптовых языков программы (называемые скриптами или сценариями) после включения в HTML-страницу не могут выполняться самостоятельно - они работают только в контексте браузера, поддерживающего их выполнение. Скрипты включаются в состав Web-страниц и распознаются и обрабатываются браузером при отображении остального HTML-кода той же страницы.

Web-страница, содержащая скрипт или несколько скриптов, может обрабатывать события, связанные с окном браузера, - такие, как загрузка документа, закрытие окна, появление курсора над некоторым объектом страницы, нажатие кнопки "мышь" или клавиши клавиатуры и т. п. При этом в виде скриптов могут быть реализованы обработчики разных событий.

В настоящее время существуют два языка для написания скриптов для Web-страниц - JavaScript и Visual Basic Script. Visual Basic Script - это разработка Microsoft. Скрипты на этом языке выполняются пока только в браузере Internet Explorer (VBScript). JavaScript был первоначально разработан компанией Netscape, а затем Microsoft разработала свою версию этого же языка, названную JScript. К сожалению, это привело к возникновению разных, не всегда совместимых, версий языка JavaScript.

Код JavaScript начинается обычно тегом <script language="JavaScript">. С его помощью браузеру указывается, что далее следует скрипт на языке JavaScript. Далее располагается сама скриптовая программа. Закрывающий тег строится по обычным правилам: </script>.

Идея JavaScript очень проста. Все операции, которые можно исполнять в программе на JavaScript, описывают действия над хорошо известными и понятными объектами, которыми являются элементы рабочей области программы-обозревателя (браузера) и контейнеры языка HTML. Функции над объектами с наборами свойств - методы. Кроме методов существуют и другие функции, которые позволяют работать со стандартными математическими типами или управлять процессом выполнения программы. Еще в JavaScript есть события - аналог программных прерываний. Эти события также ориентированы на работу в World Wide Web, например, загрузка страницы в рабочую область обозревателя или выбор гипертекстовой ссылки. Используя события, автор гипертекстовой страницы и программы, ее отображающей, может организовать просмотр динамических объектов, например, бегущая строка, или управление многооконным интерфейсом.

Данная лабораторная работа должна расширить представления студента о базовых возможностях по созданию WEB-систем, а также обеспечить ему получение практических навыков по разработке в рамках HTML-документов Java-скриптов.

Оборудование, технические средства, инструмент: ПЭВМ с установленной ОС, простейший текстовый редактор, WEB-браузер.

Порядок (последовательность) выполнения работы: включение ПЭВМ; создание средствами текстового редактора простейшего JAVA-скрипта; встраивание JAVA-скрипта в HTML-документ; отображение созданного документа на экране монитора средствами WEB-браузера; создание и отображение документов, включающих в себя скрипты с элементами управления потоком вычислений, манипулирования окнами, обработки событий, работы с массивами и графическими изображениями; создание и отображение взаимосвязанного набора документов, содержащих основные конструкции HTML, расширенные средствами JavaScript.

Контрольные вопросы:

- назначение JavaScript;

- правила встраивания скриптов в HTML-документы;

- назначение методов объектов;

- основные команды управления потоком вычислений;

- понятие события;

- назначение и особенности использования массивов;

- особенности работы с графикой;

- особенности работы с фреймами и окнами.

Задания.

- изучить синтаксис JavaScript;

- разработать документы, включающие в себя скрипты с элементами управления потоком вычислений, манипулирования окнами, обработки событий, работы с массивами и графическими изображениями;

- разработать взаимосвязанный набор документов, содержащих основные конструкции HTML, расширенные средствами JavaScript.

- подготовить данные для отчета.

Лабораторная работа 3. 12 часов. Проектирование с использованием средств структурного системного анализа собственной многооконной Web-системы, содержащей графические элементы, тексты, табличные структуры, предусматривающей ввод данных с клавиатуры.

Цель работы: изучить и практически освоить основы проектирования Web-систем.

Предмет и содержание работы. Укажем на задачи, которые должен решать проектировщик Web-систем: выбор их информационного содержания; проекти­рование структуры; проектирова­ние графического представления.

При этом создание новой разработки может начинаться либо с нуля, либо путем ре­структуризации уже имеющихся Web-сайтов, выполняющих в этом случае роль прототипов.

При этом ясно, что все задачи являются взаимоувязанными и могут быть в той или иной мере решены с применением концепций баз данных к WWW, а также с помощью по­строения и исследований моделей Web, основанных на использовании для этих целей конечных ориентированных графов, узлы которых соответствуют информационным страницам, а дуги – связям между страницами Web. Эти страницы могут находиться на множестве сайтов или на единственном сайте, что должно найти отражение в графовой модели. Это может быть осуществлено с помощью меток на дугах графа (граф является нагруженным), содержащих набор данных, определяющих осо­бенности перехода: ссылка, ее местоположение, тип ссылки (на документ, на графический образ), др. необходимые сведения (в т.ч. и семантические).

Данные модели могут быть построены как в процессе тестирования структур разработанных сайтов, так и в процессе их проектирования для упрощения процедур последующей сборки. При этом обеспечивается решение таких задач, как определение особых ситуаций (нахождение неопределенных ссылок, др.), кратчайших путей по ссылкам между документами сайта. Расширение графовых моделей до уровня фреймовых сетей позволяет создавать средства настройки гипермедиа-систем на особенности пользователей, обеспечивая как возможность адаптации к уровню их профессиональной подготовки, так и предоставляя администратору системы дополнительные средства ограничения доступа к информации.

Особые ситуации, которые могут иметь место в структуре Web-сайта: отсутствие концевой вершины на том или ином пути; невозможность возврата к исходной вершине из каких-либо вершин. При этом все особые ситуации исключаются автоматически, если соответствующий ориентированный граф будет сильно связным, т.е. любая пара его вершин соединена путем. В то же время следовать этому правилу при построении сайта затруднительно, поскольку связи в данном случае имеют семантический смысл и отражают его логико-лингвистическую структуру. Использование наряду с семантическими связями возвратных связей, обеспечивающих для каждого пути (S_i,S_j) также путь (S_j,S_i), а для каждой вершины S_k, kÎ[2,….,l], где l- количество вершин графа, -путь (S_k,S₁), позволяет разрешить проблему достаточно эффективно.

С целью применения технологий баз данных для создания Web-сайтов могут быть использованы методы явного декларатив­ного представления их структуры. Это позволяет просто создавать сайты, предназначенные для различных групп пользователей, поддерживать их эволюцию, формулировать и налагать на сайт ограничения целостности, осуществлять обновления сайта.

В соответствии с этим при проектировании WEB-систем могут быть использованы технологии проектирования БД, основными целями которых являются:

· представление данных и связей между ними, необходимых для всех основ­ных областей применения разрабатываемой системы и любых групп ее пользователей;

· создание модели данных, способной поддерживать выполнение любых тре­буемых транзакций обработки данных;

· разработка предварительного варианта проекта, структура которого позво­ляет удовлетворить все основные требования, предъявляемые к производи­тельности системы.

Весь процесс проектирования БД состоит из трех основных фаз: концептуального, логического и физи­ческого проектирования. Каждая фаза заключается в создании соответствующей модели данных, являющейся источником информации для очередной фазы.

При этом под концептуальной моделью данных понимается систематизиро­ванное информационное представление объектов предметной области и вза­имосвязей между ними, отражающее формальные и эмпи­рические структурные зависимости между понятиями (классами объектов) и обеспечи­вающее методологическое единство описания состояния объектов и процессов.

Концеп­туальное проектирование базы данных не зависит от таких подробностей ее реализации, как тип выбранной целевой СУБД, тип выбранного оборудования и т.п., но качество концептуальной модели при этом является решающим фактором, определяющим трудозатраты на создание системы, ее эффективность и успех разработки в целом.

На фазе логического проектирования концептуальная модель данных уточняется и преобразуется в логическую модель, создаваемую на основе выбранной модели ор­ганизации данных целевой СУБД. Логическая модель, отражающая особенности представления о создаваемой системе одновременно многих типов пользователей, является глобальной логической моделью данных. Существует два основных подхода к созданию глобальной логической модели данных — централизованный подход и подход на основе интеграции представлений. Для создания крупных информационных WEB-систем наиболее предпочтительным и эффективным является второй подход, при котором глобальная логическая модель данных получается путем слияния отдельных моделей, отражающих представления разных групп пользователей.

На фазе физического проектирования проектировщик принимает решения о спосо­бах реализации разрабатываемой БД. Поэтому физическое проектирование неразрывно связано с конкретной СУБД. Между логическим и физическим проектированием существует постоянная обратная связь, так как решения, принимаемые на этапе физического проектирования с целью повышения производительности системы, способны повлиять на структуру логиче­ской модели данных. Вообще, основной целью физического проектирования базы данных является опи­сание способа физической реализации логического проекта базы данных.

В структурном подходе применяются в основном две группы средств, описывающих функциональную структуру системы и отношения между данными, основанные на использовании диаграмм, базовыми среди которых являются:

· DFD (Data Flow Diagrams) – диаграммы потоков данных;

· ERD (Entity Relationship Diagrams) – диаграммы «сущность-связь».

Модель системы в контексте DFD представляется в виде некоторой иерархии диаграмм потоков данных, описывающих асинхронный процесс преобразования информации от ее ввода в систему до выдачи пользователю. Диаграммы верхних уровней иерархии (контекстные диаграммы) определяют основные процессы и подсистемы с внешними входами и выходами. Они детализируются при помощи диаграмм нижнего уровня, основными компонентами которых являются различ­ные потоки данных, которые переносят информацию от одной подсистемы к другой. Каждая из подсистем выполняет определенные преобразования входного потока данных и передает результаты обработки информации в виде потоков данных для других подсистем.

Модель «сущность-связь» (ER-модель) представляет собой высокоуровневую концептуальную модель данных, разработанную П.П. Ченом в 1976 г. с целью упрощения задачи проектирования базы данных. Данная модель представляет собой набор концепций, описывающих структуру БД и связанные с ней транзакции обновления и извлечения данных. Основная цель рассматриваемой разработки заключается в создании модели пользовательского восприятия данных и согласовании технических аспектов, связанных с проектированием БД.

Итак, детальная картина движения данных представляется в виде DFD, на последующих этапах используются возможности ЕRD с целью построения концептуальных и ЛМД.

В процессе физического проектирования БД осуществляется перенос глобальной ЛМД в среду целевой СУБД.

Порядок (последовательность) выполнения работы: включение ПЭВМ; описание средствами текстового процессора информационного содержания системы; построение графа, отражающего структуру системы; построение моделей данных с использованием диаграмм потоков данных и ER-диаграмм; разработка графического представления (дизайна) пользовательского интерфейса; сохранение результатов проектирования системы; выключение ПЭВМ.

Контрольные вопросы:

- задачи, решаемые проектировщиком WEB-систем;

- принципы выбора информационного содержания WEB-систем;

- правила построения графа, отражающего структуру WEB-системы;

- графические нотации, используемые для построения моделей данных.

Задания.

- изучить графические нотации, используемые для построения моделей данных;

- выбрать информационное содержание проектируемой WEB-системы;

- разработать структуру системы и отобразить ее в виде конечного ориентированного графа;

- разработать графическое представление пользовательского интерфейса;

- подготовить данные для отчета.

Лабораторная работа 4. 10 часов.

Разработка и документирование спроектированной Web-системы. Подготовка данных (текстов и изображений) для размещения их на Wеb - странице. Разработка и документирование спроектированной системы средствами HTML и JavaScript.

Цель работы: изучить и практически освоить правила разработки и документирования WEB-систем.

Предмет и содержание работы. Укажем на задачи, которые должен решать разра­ботчик Web-систем по окончанию их проектирования: разработка компонентов; сборка и верификация структуры; обеспечение идентификации; обеспечение адаптируемости к уровню подготовки и разрешенным видам доступа к информации пользователей. При этом на любом этапе разработки системы возможен возврат к одному из этапов ее проектирования.

В данной лабораторной работе остановимся на освоении этапов разработки компонентов системы, ее сборке и верификации структуры. Обеспечение идентификации и адаптируемости к уровню подготовки и разрешенным видам доступа к информации пользователей выходит за рамки данного курса и здесь рассматриваться не будет.

При этом реализация системы должна быть выполнена без использования средств систем управления базами данных, а построенные во время выполнения лабораторной работы 3 модели данных должны обеспечить лучшее понимание ее функционального назначения.

Разработка компонентов системы должна выполняться средствами текстовых редакторов и процессоров с использованием HTML и JavaScript

Порядок (последовательность) выполнения работы: включение ПЭВМ; разработка документов и Java-скриптов, необходимых для наполнения и организации функционирования системы; сборка системы в соответствии с ее структурой, зафиксированной в графовой модели; визуальная верификация структуры системы; запуск системы; проверка функциональности системы; выключение ПЭВМ. При необходимости – возврат с любого рассмотренного этапа на один из этапов разработки и проектирования системы.

Контрольные вопросы:

- задачи, решаемые разработчиком WEB-систем при их реализации;

- технологические возможности подготовки текстов и изображений для размещения их на WEB-странице;

- преимущества использования систем баз данных при построении WEB-систем;

- способы документирования WEB-систем.

Задания:

- разработать документы и Java-скрипты, необходимые для наполнения и организации функционирования системы;

- выполнить сборку системы в соответствии с ее структурой;

- визуально верифицировать структуру собранной системы;

- запустить систему, убедиться, что ее дизайн и функциональность соответствуют заданным на этапе проектирования требованиям;

- подготовить данные для отчета.

---

Дата добавления: 2015-11-26