Проверка результатов
Одним из этапов взаимодействия преподавателя с системой является шаг «проверка результатов». Этот процесс включает в себя определённую последовательность действий, отражённую на схеме (Рис. 3.11, 3.12), и позволяет преподавателю оценить корректность выполнения лабораторной работы студентом.
Рисунок 3.11 — Алгоритм проверки результатов лабораторной работы «Алгоритм Косарайю»
Рисунок 3.12 — Алгоритм проверки результатов лабораторной работы «Метод К-средних»
После того как студент завершает выполнение лабораторной работы, связанной с поиском сильносвязных компонент в графе, преподавателю необходимо оценить правильность полученного результата. Проверка начинается с анализа числа компонент и состава каждой группы вершин. Сначала сравниваются итоги ручных вычислений студента с эталонным решением. Важно, чтобы все вершины графа были распределены по компонентам без пересечений, и каждая вершина входила ровно в одну группу. Если структура компонент совпадает, и количество элементов в каждой из них соответствует ожидаемому результату, работа признаётся выполненной корректно.
По завершении первой итерации алгоритма K-средних студент вручную определяет принадлежность маршрутизаторов к кластерам на основе рассчитанных расстояний до выбранных центроидов. На этапе проверки преподаватель оценивает корректность этих действий. Сначала анализируется правильность вычислений расстояний и соответствие распределения маршрутизаторов по кластерам. Также важно, чтобы студент корректно определил ближайший центроид для каждого объекта и сформировал итоговые группы без ошибок. Если состав кластеров совпадает с эталонным решением, и логика выполнения задачи не вызывает сомнений, лабораторная работа считается успешно выполненной.
Разработка пользовательского интерфейса
Финальным шагом проектирования становится разработка макетов пользовательского интерфейса. Прежде чем приступить к визуальному оформлению, необходимо продумать и описать логику переходов между окнами приложения. После запуска программы преподаватель видит общий стартовый экран, который используется как для студентов, так и для преподавателей. В верхней части окна отображается информация об учебном заведении и названии дисциплины, а ниже — кнопки для выбора лабораторных работ. В нижней части расположена отдельная кнопка «Войти как учитель».
После нажатия этой кнопки открывается окно авторизации, в котором преподавателю необходимо ввести логин и пароль. Если введённые данные корректны и совпадают с записями в базе, система предоставляет доступ к следующему этапу. Затем автоматически открывается окно с таблицей студентов, где отображаются данные о выполнении лабораторных работ по всем зарегистрированным пользователям. Отдельные столбцы соответствуют каждой лабораторной работе, и преподавателю сразу доступна полная сводная информация — без необходимости вручную выбирать группу или дату.
Логика переходов между экранами представлена в виде блок-схемы (рис. 3.13).
Рисунок 3.13 — Логика переходов по окнам программы для преподавателя
Теперь рассмотрим, как устроена навигация по окнам программы с точки зрения студента (Рис. 3.14, 3.15). Начальный экран, как и в случае преподавателя, содержит общую информацию об институте и курсе, а также список доступных лабораторных работ. После выбора нужной лабораторной студент переходит к окну авторизации. Здесь ему нужно выбрать свою учебную группу и ввести фамилию, имя и отчество. В случае успешной проверки данных открывается следующее окно, которое отличается в зависимости от выбранной лабораторной работы. Если студент выбрал лабораторную по алгоритму Косарайю, программа открывает модуль, в котором отображается структура графа. Пользователь вручную выполняет алгоритм, а затем вводит полученные сильносвязные компоненты в соответствующем формате. Интерфейс направляет студента по шагам, позволяя внести и отправить результат на проверку.
Рисунок 3.14 — Логика переходов по окнам программы для студента при выборе лабораторной работы «Алгоритм Косарайю»
Если же выбрана лабораторная по методу K-средних, открывается другое окно — с таблицей характеристик маршрутизаторов и полем для ввода результатов первой итерации кластеризации. Студент самостоятельно рассчитывает расстояния до заданных центроидов и определяет принадлежность маршрутизаторов к кластерам. В интерфейсе предусмотрена форма, куда он вручную вносит полученные данные, после чего может завершить выполнение работы.
Рисунок 3.15 — Логика переходов по окнам программы для студента при выборе лабораторной работы «Метод К-средних»
Теперь, когда структура всех окон приложения определена, можно перейти к созданию их визуальных макетов. Начнём с макета стартового экрана, который отображается всем пользователям независимо от их роли (Рис. 3.16). Окно имеет фиксированные размеры — 700 пикселей в ширину и 500 пикселей в высоту. В верхней и центральной части располагается информационный блок, содержащий название учебного заведения и наименование курса — «Мультимедийные информационные системы». В нижней части экрана размещена панель с кнопками, каждая из которых соответствует отдельной лабораторной работе. При добавлении новых модулей в систему панель автоматически расширяется — к ней добавляются новые элементы управления, позволяя студентам и преподавателям выбрать нужную лабораторную из актуального списка.
Рисунок 3.16 —Макет начального экрана.
Далее перейдём к описанию окна авторизации преподавателя (Рис. 3.17). Это окно размером 300 на 200 пикселей, предназначенное для ввода учётных данных. В верхней части интерфейса отображается заголовок, поясняющий назначение текущего окна — «Авторизация преподавателя». В центре располагаются два поля: одно для ввода логина, другое — для пароля. В нижней части окна размещена кнопка входа. При её нажатии система автоматически сверяет введённые данные с записями в таблице «Пользователи», сравнивая значения с полями «Login» и «Password». В случае совпадения преподаватель получает доступ к следующему этапу работы с программой.
Рисунок 3.17 — Макет окна авторизации преподавателя.
После нажатия кнопки «Войти как учитель» преподаватель переходит в окно, предназначенное для контроля выполнения лабораторных работ студентами (рис. 3.18). Интерфейс построен в виде сводной таблицы, в которой сразу отображаются все зарегистрированные в системе студенты. В верхней части окна расположен заголовок, указывающий на назначение интерфейса, ниже — сама таблица с результатами.
Каждая строка таблицы содержит фамилию, имя, отчество и учебную группу студента, а также статусы выполнения лабораторных работ. Для каждой лабораторной предусмотрен отдельный столбец: если студент сдал работу, в соответствующей ячейке отображается галочка; если работа не выполнена или не сдана — поле остаётся пустым.
Интерфейс не требует выбора группы или даты занятия: преподавателю сразу предоставляется полный список студентов с актуальными данными. В нижней части окна находится кнопка «Обновить», позволяющая вручную синхронизировать таблицу с базой и отобразить последние изменения.
Рисунок 3.18 — Макет интерфейса окна контроля выполнения работ
Теперь перейдём к описанию интерфейсов, с которыми работает студент. При запуске программы пользователь видит стартовый экран, аналогичный тому, что используется в преподавательской версии (Рис. 3.16). Здесь студент выбирает интересующую его лабораторную работу — будь то алгоритм Косарайю или метод K-средних. После запуска программы студент сразу переходит к выполнению лабораторной работы. В отличие от классического сценария с предварительным окном авторизации, процесс идентификации пользователя реализован непосредственно в основном окне лабораторной. Такой подход позволил сократить количество переходов между экранами и упростить взаимодействие с интерфейсом. Окно лабораторной работы включает два основных блока: слева отображается содержание задания, а справа — форма для ввода информации о студенте и его решении. Тип отображаемого задания зависит от выбранной лабораторной работы. В случае выполнения лабораторной по алгоритму Косарайю (Рис. 3.19), в левой части окна визуализируется ориентированный граф, с которым студент должен работать. Задача заключается в определении всех сильносвязных компонент графа и вводе их в соответствующем формате в текстовое поле справа. Рядом с полем предусмотрен пример правильного формата, например: [1, 2, 3], [4, 5]. После ввода данных студент нажимает кнопку «Подтвердить», тем самым инициируя проверку результата. Если результат неверный (например, количество компонент не соответствует ожидаемому), система отображает информативное сообщение об ошибке. При отсутствии ошибок ответ записывается в базу данных.
Рисунок 3.19 — Макет интерфейса окна лабораторной работы Косарайю
Если студент выбирает лабораторную по методу K-средних (рис. 3.20), в левой части окна отображается таблица с характеристиками маршрутизаторов. Эти данные заданы заранее и не подлежат редактированию. Студент должен вручную рассчитать первую итерацию кластеризации, определив, к какому из заданных центроидов относится каждый маршрутизатор. Далее он вводит распределение по кластерам в текстовое поле справа и подтверждает ввод. После проверки результата система либо сохраняет ответ, либо возвращает ошибку с пояснением.
Рисунок 3.20 — Макет интерфейса окна лабораторной работы К-средних
Если после нажатия кнопки подтверждения система обнаруживает ошибку — например, недостаточное количество компонент или пустой ответ — под формой отображается текстовое сообщение с пояснением. Оно содержит информацию о том, что именно пошло не так, например: «Ошибка: ожидалось 10 компонент, получено 0».
Рисунок 3.21 — Макет окна ошибок
Такое всплывающее окно используется для информирования пользователя о результатах ввода или возникших ошибках. В зависимости от ситуации оно может содержать предупреждение, подтверждение успешного действия или указание на некорректные данные.
Вывод
В этом разделе были детально проработаны ключевые элементы, необходимые для дальнейшей реализации программного продукта.
В качестве архитектурного подхода выбрана клиент-серверная модель, которая обеспечивает удобное разделение логики и устойчивость при масштабировании. Сервер отвечает за работу с базой данных, где хранятся все сведения, связанные с выполнением лабораторных работ. Клиентская часть представлена двумя независимыми приложениями — одно предназначено для преподавателей, другое для студентов. Вся система построена по модульному принципу, что упрощает добавление новых лабораторных работ и расширение функционала.
Была разработана инфологическая модель данных, приведённая к третьей нормальной форме. Это позволило устранить избыточность и гарантировать логическую целостность данных. Также определены ключевые поля и связи между сущностями. Структура таблиц, таких как «Пользователи» и лабораторные модули (например, «Косарайю» и «K-средних»), сформирована с учётом разграничения ролей и требований к безопасности.
В системе выделены три основные роли:
Администратор — осуществляет техническое сопровождение и управляет структурой базы данных;
Преподаватель — отслеживает процесс выполнения лабораторных работ и проверяет результаты;
Студент — выполняет расчёты, вводит данные и сохраняет свои результаты в систему.
Для преподавателя разработан механизм проверки результатов: предусмотрены шаги по сверке вручную введённых решений с эталонными, включая анализ времени выполнения, корректность кластеризации или разбиения на компоненты — в зависимости от типа лабораторной.
Кроме того, были спроектированы макеты пользовательского интерфейса как для преподавателя, так и для студента. Интерфейс преподавателя включает выбор лабораторной, авторизацию, доступ к данным по группам и студентам, а также инструменты для проверки. В интерфейсе студента реализованы элементы для ввода данных, выполнения ручных расчётов и взаимодействия с системой.