Реализация пользовательского интерфейса модуля «Метод к-средних»
После выбора лабораторной работы №2 с титульного экрана (рис. 4.3), студент попадает в окно выполнения задания, связанного с кластеризацией маршрутизаторов методом K-средних (рис. 4.4). Интерфейс реализован в виде двухколоночной структуры: слева — исходные данные и параметры задания, справа — поля для ввода информации и ответа.
Левая часть окна содержит таблицу с характеристиками маршрутизаторов. Каждому маршрутизатору соответствует строка, содержащая его ID и четыре параметра: пропускная способность (Гбит/с), задержка (мс), процент аптайма (%) и интенсивность передачи пакетов (тыс. пак/с). Эти данные заданы системой заранее и не подлежат редактированию. Под таблицей отображаются выбранные системой центроиды — маршрутизаторы, от которых студент должен рассчитать расстояния до остальных устройств. Центроиды представлены в виде идентификаторов и соответствующих им строк характеристик. Эти значения задаются заранее и жёстко связаны с вариантом задания.
Правая часть интерфейса включает поля для ввода ФИО и группы студента, а также текстовое поле для ввода результата кластеризации. Студент вручную рассчитывает расстояния от каждого маршрутизатора до центроидов, определяет принадлежность кластерам и вводит ответ в следующем формате: U1[1;3;5], U2[2;4;6;7;8]. Рядом с полем отображается пример корректного ввода и указано общее количество кластеров. Под формой находится кнопка «Подтвердить», которая запускает проверку результата.
Рисунок 4.4 — Окно выполнения лабораторной работы Метод К-средних
Если формат ответа некорректен, либо если не все маршрутизаторы распределены по кластерам, система выводит текстовое сообщение об ошибке. Студент получает возможность откорректировать ввод без перезагрузки окна. После успешной проверки данные записываются в базу и становятся доступными преподавателю в журнале.
Тестирование разработанного приложения
Одним из ключевых этапов работы студента является ввод персональных данных — ФИО и учебной группы (Рис 4.5). Эти данные необходимы для фиксации результата и проверки принадлежности пользователя к базе. В ходе тестирования были смоделированы ситуации с неверным или неполным вводом. Если хотя бы одно из полей (ФИО или группа) пустое либо не совпадает с данными, хранящимися в базе, система выводит сообщение об ошибке и блокирует дальнейшее выполнение лабораторной работы. При корректном вводе ФИО и группы система допускает пользователя к проверке ответа.
Рис. 4.5 — Ошибка при вводе некорректного ФИО или группы
В лабораторной работе по алгоритму Косарайю проверялась корректность обработки введённых пользователем данных. Задание состоит в определении сильносвязных компонент ориентированного графа, отображённого в левой части окна. Студент вручную вводит компоненты в виде массива массивов, например: [1, 2, 3], [4], [5, 6].
Если формат ввода нарушен или количество компонент не совпадает с ожидаемым, программа выводит сообщение об ошибке в нижней части интерфейса (Рис. 4.6).
Рис. 4.6 — Пример ошибки по алгоритму Косарайю
Если студент вводит корректный ответ, совпадающий с эталонным по структуре и числу компонент, система сохраняет результат и помечает лабораторную как сданную (Рис. 4.7). Данные автоматически становятся доступными преподавателю.
Рис. 4.7 — Корректный результат, отправленный в систему
В лабораторной работе по методу K-средних студенту предоставляется таблица с характеристиками маршрутизаторов и список заранее заданных центроидов. Необходимо вручную рассчитать расстояния и распределить маршрутизаторы по кластерам на основании первой итерации. Результат вводится в формате: U1[1;3;4], U2[2;5;6], U3[7;8;9].
При некорректном вводе (например, пропущенный маршрутизатор, дублирование, неверный формат) программа информирует об ошибке и не допускает сохранения результата (Рис. 4.8).
Рис. 4.8 — Сообщение об ошибке: «Неверный состав кластера U1»
После ввода корректного распределения результат сохраняется, и лабораторная считается выполненной (Рис. 4.9). Отметка появляется в таблице преподавателя.
Рис. 4.9 — Успешная отправка результатов второй лабораторной работы
Авторизация преподавателя в системе осуществляется через ввод логина и пароля после нажатия на кнопку «Войти как учитель» на стартовом экране. В ходе тестирования проверялась реакция программы на корректные и некорректные данные для входа.
Если преподаватель вводит неверный логин или пароль — например, случайное имя, неправильный регистр, лишние пробелы или несуществующую учётную запись — система выводит сообщение об ошибке и не допускает перехода к просмотру результатов.
Рис. 4.10 — Ошибка при вводе некорректных логина и пароля преподавателя
Если логин и пароль введены правильно, программа успешно открывает окно с таблицей студентов и результатами выполнения лабораторных работ.
Рис. 4.11 — Успешная авторизация преподавателя
Такой формат представления данных позволяет преподавателю быстро оценивать текущую успеваемость студентов и своевременно реагировать на пробелы в выполнении заданий. Вся необходимая информация отображается в одном окне, что делает процесс проверки простым и наглядным.
Вывод
В результате проведённой работы был реализован интерфейс и полный функционал приложения, предназначенного для выполнения лабораторных работ по курсу «Мультимедийные информационные системы». Особое внимание было уделено удобству взаимодействия со стороны студентов и преподавателей, а также корректности реализованных алгоритмов.
Разработанное приложение прошло серию тестов: проверялась точность выполнения алгоритмов, корректность обработки пользовательского ввода, а также устойчивость интерфейса при различных сценариях работы. Все результаты подтвердили соответствие требованиям, предъявляемым кафедрой «Сетевые информационные технологии и сервисы».
Созданная система позволяет студентам не только выполнять лабораторные задания в интерактивной форме, но и глубже понимать принципы работы с графами и методами кластеризации. Таким образом, приложение может быть эффективно использовано в учебном процессе для практического освоения ключевых тем курса.