1.2. Обоснование выбора программных и технических средств для реализации Интернет – подсистемы

Под автоматизированной обучающей системой понимается функционально взаимосвязанный набор подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения на базе средств вычислительной техники, предназначенный для оптимизации процесса обучения в различных его формах и работающий в диалоговом режиме коллективного пользования.

Основные критерии:

1. стоимость;

2.мобильность (возможность использования на различных                  компьютерах); 3. сопоставимость времени, потраченного на изучение данного продукта и способов работы с ним и времени для достижения конечного результата; 4.возможность использования в дальнейшем.

АОС - это активная диалоговая система, которая непосредственно работает с пользователем. Соответственно, при выборе программных средств выполняются следующие задачи:

• наглядность представления графического материала. Для этого требуется  использовать среду, поддерживающую графические средства; • создание оконного интерфейса и системы меню, позволяющих управлять работой программы. Этот принцип реализуется с помощью объектно-ориентированного программирования, отличительной особенностью которого является возможность управлять ходом программы, событиями, генерируемыми пользователем.

• Также, при разработке интернет - систем  АОС перед программистом встает задача создания дружественного интерфейса всей системы, результат воздействия которого на отдельно взятого пользователя окажется определяющим фактором популярности системы в процессе эксплуатации. В наше время благодаря бурному развитию Интернета в программировании выделяют отдельное направление – Web-программирование, т.е. создание сценариев для Web.

Язык PHP – удобный и гибкий язык для программирования в Web. С помощью PHP можно написать 99% программ, которые обычно требуются в Интернете. Для оставшегося 1% придется использовать С или Perl(или другой универсальный язык ). История языка PHP начинается с 1995 года, когда Расмус Лердорф (Rasmus Lerdorf) создал простой набор сценариев для анализа посещений Web-страницы с его резюме. Лердорф назвал свое творение Personal Home Page Tools и выложил его в свободный доступ. Вскоре его пакетом сценариев пользовалось уже несколько человек, и число желающих постоянно увеличивалось. Положительные отзывы о пакете PHP вдохновили Расмуса на написание расширенной реализации тех же сценариев, дополненной средствами

• интерпретации данных форм HTML, и  которая к тому же могла работать с базами данных, что позволило пользователям разрабатывать простые приложения, генерирующие Web- страницу на лету. В конце 1997 года интерпретатор PHP был переписан двумя программистами

• израильского университета Зивом Сураски (Zeev Suraski) и Энди Гутмансом (Andi Gutmans), в результате чего на свет появилась версия РНР 3.0, завоевавшая большую популярность у разработчиков  Web – приложений. Версия  РНР версии 4 – была названа Zend Engine (по имени создателей Zeev и Andi). Естественно, широкая популярность, которую приобрел пакет PHP4, привела к тому, что требования к этому языку продолжали возрастать, и встроенных возможностей PHP стало не хватать.

В июле 2004 года выходит официальный релиз PHP5. В первую очередь переработке подвергся весь механизм работы с объектами. В языке PHP5 появилась система каскадной обработки исключений, позволяющая корректно обрабатывать исключительные ситуации, возникающие в процессе выполнения программ: например, неправильный ввод данных пользователем, ошибки соединения с СУБД или выполнения SQL-запросов и т.п. Кроме того, используется новый, более эффективный диспетчер памяти. Добавлено множество новых функций для работы с массивами, потоками, файлами, строками. PHP обогатился рядом ценных расширений для работы с XML, различными источниками данных, генерации графики и т.д. PHP обладает высокой производительностью и может использоваться со всеми наиболее распространенными Web – серверами, в том числе:

• Apache;

• Microsoft Internet Information Server;

• Microsoft Personal Web Server;

• FHTTPD;

• Caudium;

• Netscape Web –сервер;

• OmniHTTPD;

• Oreilly Wedsite Pro;

• Xitami.

Кроме того, интерпретатор РНР, оставаясь доступным для бесплатной загрузки из Интернета, поставляется с  Web – серверами и большинством операционных систем:

• Linux;

• HP – UX;

• Solaris;

• OpenBSD;

• Mac OS X;

• Microsoft Windows 95/98/NT/2000/XP.

В рамках современных библиотек функций РНР имеются все средства, необходимые для разработки сложных Web – приложений. По удобству применения сценарии РНР ни в чем не уступают программам Perl, а кое-где даже их превосходят. Кроме того, интерпретатор РНР поставляется бесплатно с исходными текстами и доступен для всех основных компьютерных платформ.

Работает PHP следующим образом. Язык PHP предназначен для программирования в Web.

Одним из его преимуществ является доступность и бесплатность, а также богатый инструментарий  и естественная поддержка многими популярными Web-серверами. PHP является средством реализации взаимодействия различных подсистем Web-приложений. Именно поэтому необходимо рассмотреть протокол HTTP, являющийся основой взаимодействия серверной и клиентской части, а также язык HTML, с использованием которого реализуется визуализация данных в браузере. Современные Web-приложения немыслимы без интерфейса с базами данных. В связи с этим, PHP также представляет чрезвычайно богатые возможности взаимодействия с хранилищами информации различного рода. Пользователь запрашивает документ Web, запрос осуществляется с помощью специальных программ – браузеров, работающих на клиентских компьютерах. Браузер отправляет Web-узлу запрос на документ, который обрабатывается программным приложением, получившим название Web-сервера. Браузерами и Web-серверами используется специальный протокол HTTP (HyperText Transfer Protocol), который определяет, как браузер должен форматировать и отправлять запросы Web-серверу. Полная спецификация документа называется адресом URL (uniform resource locator). Он задает протокол (HTTP), имя узлового компьютера, при необходимости номер порта, а также имя (местонахождение) документа. Адрес URL указывается без пробелов (как одно слово). Адрес URL задает местоположение ресурса (объекта) в сети, он  является сетевым аналогом имени файла в файловой системе. Протокол HTTP используется для передачи Web-страниц.

Таким образом, Web-сервер получает от браузера  запрос по тому или иному адресу URL, с использованием протокола HTTP. Получив запрос, Web-сервер находит в своих каталогах файл нужной страницы HTML и отправляет его браузеру клиента, в окне которого страница и отображается. Термин Web означает, что система рассматривается как набор узлов со ссылками друг на друга. Такая архитектура напоминает паутину (с анг. Web). Ссылки обеспечивают возможность навигации между ресурсами системы. Пользователь просто щелкает на ссылке в документе, и браузер интерпретирует это действие как запрос на загрузку документа или ресурса, на который эта ссылка указывает. Помимо установки сетевых соединений и протоколов, для обмена документами браузеры также выполняют функцию обработки и отображения документов. Протоколы TCP/IP и HTTP вообще не решают эту проблему. Отображение содержимого документа выполняется браузером,

при этом на арену выступает язык разметки гипертекста HTML (HyperText Markup Language).  Язык HTML используется для описания содержимого и

параметров визуального форматирования Web-страниц. Это язык дескрипторов, основанный на SGML – более обширном языке, предназначенном для определения языков разметки специального назначения. HTML – это лишь одно из применений языка SGML, предназначенное для представления текстовых документов. Язык HTML содержит дескрипторы, определяющие способ форматирования текста в окне браузера, - шрифт, размер, цвет и т.д. Язык HTLM определяет лишь внешний вид документа на экране компьютера, страницы на этом языке представляют собой текстовые файлы в файловой системе Web-сервера. Ключевые слова «Простота обучения», чтобы пользователи (заинтересованные в публикации) могли легко определить вид документа на экране любого  компьютера, и «Экран любого компьютера», так как Web-система потенциально может работать на различных типах компьютеров, необходимо обеспечить аппаратную независимость основных команд форматирования, например задание шрифта. В этом случае Web – сервер посылает клиенту содержимое статической страницы в неизменном виде. Поэтому данная технология не позволяет создавать динамические станицы, а только статические Web–узлы, что не допустимо для создания рассматриваемой в дипломном проекте подсистемы автоматизированного обучения и контроля знаний в среде Internet на примере ВТ. PHP отличается от других языков программирования возможностью внедрения программного кода в обычный HTML. Серверных сценарии РНР встраиваются непосредственно в текст документа HTML с помощью специальных тегов:

• Полные (стандартные теги); • Короткие теги; • Теги в стиле SAP; • Теги script.

Получив от браузера запрос на отображение страницы, Web–сервер приложений выполняет предварительную обработку страницы, интерпретирует все содержащиеся в ней сценарии и при необходимости взаимодействует с ресурсами сервера. В упрощенном виде выполняемая при этом последовательность действий  выглядит так:

1. Анализ HTTP- запроса. 2. Поиск необходимого серверного ресурса (страницы). 3. Анализ сценариев, обнаруженных на странице, путем вызова соответствующего интерпретатора.

4. Передача обратно клиенту результирующей страницы.

В результате генерируется страница в формате HTML, которая и передается обратно браузеру-клиенту.  Необходимо отметить, что на странице, которая передается клиентскому браузеру, уже не содержится никаких сценариев. Их место заняли данные, сгенерированные в процессе их интерпретации. Перед отправкой страницы HTML клиенту этот код может вставлять в нее произвольные символы или фрагменты или полностью формировать динамические страницы «с нуля» (в том числе с применением шаблонов), а также выполнять переадресацию браузера клиента на другой адрес   URL. Следует отметить, что при разработке сценариев  PHP лучше отключить режим кэширования Web-страницы, чтобы внесенные изменения (т.к. наша цель создать динамическую страницу) сразу же отображались в окне браузера. Большинство браузеров осуществляет кэширование информации, загруженной из сети. После загрузки страницы браузер сохраняет ее на локальном диске и при следующем обращении к этой странице быстро извлекать страницу из кэша. Так что пользователь не ждет, пока требуемая страница будет снова загружена. При использовании статических HTML- страниц такая возможность очень удобна, поскольку позволяет экономить время. Но при работе с динамическими страницами, особенно такими, которые часто обновляются, кэширование приводит к возникновению проблем. Простой способ заставить браузер обойти кэширующий механизм и получать самую свежую информацию заключается в передаче в строке URL в качестве параметра системного времени. При таком подходе  строка URL каждый раз будет уникальной. Это гарантирует, что браузер будет каждый раз загружать информацию с сервера, а не из кэша. Для ускорения процесса создания html-ресурсов разными фирмами были разработаны программы-редакторы html-кода. Одной из профессиональных  программ является Dreamweaver фирмы Macromedia. У этой программы есть несколько преимуществ по сравнению с остальными html-редакторами: • Во-первых, это WYSIWYG редактор (What You See Is What You Get) ëчто вижу, то печатаюû, другими словами, редактор с графическим интерфейсом. Что обеспечивает удобство формирования и редактирования html-страниц. • Во-вторых, данный редактор автоматически не вставляет лишние теги в тело html-документа, что значительно уменьшает конечный размер страницы. • В-третьих, этот редактор совмещается с еще одной программой фирмы Macromedia – CourseBulder, которая создана специально для разработки тестов, учебных баз данных и баз знаний. Все это открывает программисту новые возможности, позволяя производить быструю разработку и совершенствование высокоскоростных приложений в Windows под интернет. Все это открывает программисту новые возможности, позволяя производить быструю разработку и совершенствование высокоскоростных приложений в Windows под интернет.

Таким образом, выбор технических средств реализации обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет продиктован вышеперечисленным рядом вполне объективных причин, и окончательно был сделан в пользу IBM.

С учетом вышесказанного, обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет была разработана на языке высокого уровня PHP 5.2.4 с использованием объектно-ориентированного языка JavaScript. Кроме этого для работы с гипертекстовой разметкой HTML использовался пакет Macromedia Dreaweaver 4.0; для формирования и адаптации в интернет графических изображений был использован графический редактор Adobe Photoshop CS3.

Тестирование системы проводилось на intel-совместимом персональном компьютере семейства x86 с установленной операционной системой Windows ХР и интернет-сервером Apache версии 2.2.4 for Windows .