автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Использование инструментов UML и шаблонов проектирования J2EE для построения систем дистанционного обучения

На правах рукописи

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ иМЬ И ШАБЛОНОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕЕ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Специальность 05.13.18 - математическое моделирование, численные методы и комплексы

программ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗ 1В

Москва - 200 , -

003161347

Работа выполнена на кафедре математических основ управления Московского физико-технического института (государственного университета)

Научный руководитель:

кандидат физ.-мат. наук, профессор Самарский Юрий Александрович

Официальные оппоненты:

доктор физ.-мат. наук, профессор Афанасьев Александр Петрович

Ведущая организация.

Вычислительный центр им. А. А. Дородницына РАН

Защита состоится « &» ноября 2007 года в /¿С? час. на заседании диссертационного совета К212.156.02 в Московском физико-техническом институте по адресу: 141700, г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., д. 9, ауд. 903 КПМ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МФТИ Автореферат разослан « октября 2007 г.

кандидат технических наук Скрибцов Павел Вячеславович

Ученый секретарь диссертационного совета

Федько О.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

В современном мире все большее значение приобретают знания и информация. Наблюдается устойчивый рост интереса коммерческих организаций к проблемам эффективного обучения и повышения квалификации своих сотрудников. В последнее время широкое распространение получает дистанционная форма обучения, во многом заменяющая заочную. Учитывая территориальные особенности России и возрастающие потребности качественного образования в регионах, дистанционное обучение быстро развивается и занимает важное место в сфере образовательной деятельности. Динамичное развитие информационных технологий и сети Интернет открывает широкие возможности для образования. С помощью современных компьютеров можно визуально продемонстрировать природные явления, моделировать сложное техническое оборудование. Интернет позволяет вести обучение удаленных пользователей в режиме непрерывного взаимодействия. Автоматизация процессов обучения и проверки знаний позволяет избавиться от большого количества бумажных документов, повышает прозрачность учебного центра, облегчает координацию действий, выполняемых преподавателями, учащимися, административными сотрудниками.

Направление автоматизации образования быстро развивается. Разрабатываются новые программные комплексы различных масштабов, реализующие многочисленные функциональные требования и использующие новые научные и технологические достижения Несмотря на большое количество доступных программных средств, существует ряд проблем, возникающих при выборе и внедрении системы управления обучением. Такими проблемами являются: разрозненность и несовместимость существующих систем и учебных материалов; жесткие требования многих систем к технологическим и аппаратным платформам, создающие проблемы переносимо-

сти и масштабируемости; сложность поддержки, изменений и расширения систем, проблемы интеграции в общее информационное пространство и технологическую инфраструктуру организации.

В работе анализируются перечисленные проблемы и предлагаются методы и технологии их решения

Цель работы

Целью работы является построение гибкой модели образовательных объектов, разработка технологий автоматизации основных процессов корпоративного обучения и технологий построения программных комплексов, предназначенных для управления обучением

В работе поставлены и решены следующие задачи.

1 Анализ и описание с помощью средств UML архитектурной модели системы дистанционного обучения, предоставляющей возможности для расширения функциональности и развития системы.

2. Разработка технологий для решения ряда задач построения системы на основе шаблонов проектирования.

3. Разработка логической структуры образовательных сущностей, таких как задания различных типов и тесты Разработка формата их представления на основе языка XML и механизма трансформации объектов системы в этот формат.

4. Разработка технологии автоматизации тестирования учащихся, основанной на использовании шаблонов тестов.

5 Формирование предложений по выбору технической (аппаратной) реализации систем дистанционного обучения

Научная новизна

В работе предложены технологии и методы решения задач, возникающих при проектировании систем управления обучением. В отличие от большинства используемых технологий, предложенные решения имеют следующие особенности

1. Разработаны модификации известных шаблонов проектирования для решения задач построения системы дистанционного обучения.

2 Предложена гибкая, расширяемая логическая модель образовательных объектов, обеспечивающая возможность добавления новой функциональности в рамках существующей модели Формат представления учебных объектов реализует методы международного стандарта построения учебных курсов вССЖМ.

3 Предложена новая технология реализации тестов на основе шаблонов, которая позволяет назначать учащимся индивидуальные задания, построенные по совокупности общих правил.

4. Предложенные технологии обеспечивают независимость системы от аппаратной платформы, масштабируемость, возможность интеграции и обмена данными с другими информационными системами предприятия, такими как система управления кадрами.

Практическая ценность

Предложенные модели и технологии применимы для широкого круга прикладных задач, возникающих при проектировании и разработке систем управления обучением. В работе рассмотрены и решены задачи, связанные с моделированием логической структуры образовательных объектов и динамики их взаимодействия при выполнении процессов системы. Несмотря на активное развитие систем дистанционного обучения, эти задачи до сих пор актуальны для всех разработчиков систем.

Разработанная технология и технические предложения организации тестов позволяют решить актуальную проблему индивидуальной проверки знаний учащихся и могут быть успешно использованы при аттестации персонала предприятия Предложенный формат учебных объектов совместим с международным стандартом БССЖМ, что позволяет исполь-

зовать большое количество готовых учебных курсов, разработанных сторонними организациями. Предложенная архитектура предоставляет широкие возможности для развития, расширения функциональности и адаптации системы под нужды конкретной организации Возможность развертывания системы на разных аппаратных и технологических платформах обеспечивает независимость от технологической инфраструктуры предприятия и возможность масштабирования системы, актуальную для развивающихся и изменяющихся организаций

Системы, применяющие предложенные технологии, могут использоваться в различных организациях для автоматизации корпоративного обучения, повышения квалификации и аттестации персонала. Автор принимал участие в разработке подобной системы, которая внедрена и успешно используется в ряде российских организаций

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях МФТИ (Долгопрудный, 2005, 2006), научных семинарах кафедры математических основ управления МФТИ и Центра сетевых образовательных технологий и систем МФТИ (Долгопрудный, 2003-2007), международной научно-технической конференции «Инноватика-2007» (Сочи), международной научно-технической конференции, посвященной проблемам электронного обучения, «Online Educa Berlin 2006» (Берлин).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе одна в издании из списка, рекомендованного ВАК РФ.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников, одного приложения, содержит 49 иллюстраций и 10 таблиц. Общий объем диссертации составляет 142 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и практическая ценность темы исследования, описаны решаемые проблемы и цели исследования Приведен обзор работ на данную тему, указано текущее состояние технологий моделирования сущностей и процессов информационной системы и их применение в современных системах дистанционного обучения. Рассмотрены работы, посвященные моделированию образовательных объектов.

В главе 1 приводится обзор ведущих современных систем управления обучением, используемых для автоматизации корпоративного обучения российскими организациям, история их появления и развития. Рассматривается понятие программной архитектуры и проводится исследование инструментальных средств, предназначенных для проектирования программного обеспечения. Рассматриваются различные методы построения приложений в архитектуре «клиент-сервер».

Российский рынок систем дистанционного обучения достаточно молод. Первые серьезные отечественные приложения для автоматизации обучения появились в конце 90х годов. В настоящее время разработан ряд успешных программных комплексов, предназначенных для технологической поддержки корпоративного обучения. Подробно рассмотрены наиболее известные российские системы «Прометей», «еЬеагшгщ8егуег» и «\¥еЬТи1ог» Также рассмотрены зарубежные системы «МоосИе» и «Бака!». Проведен сравнитель-

ный анализ особенностей построения систем, их преимуществ и недостатков. Выделены наиболее актуальные проблемы современных систем, зависящие от технологических особенностей построения* расширяемость, масштабируемость, зависимость от аппаратной платформы, совместимость с учебным материалом сторонних производителей, сложность поддержки

Для крупных и сложных систем актуальна проблема трудоемкости их поддержки и развития, которая может быть решена с помощью построения строгой и понятной архитектурной модели Рассматриваются «классические» определения, способы описания архитектуры и проектирования программного обеспечения. Производится анализ и сравнение технических средств моделирования сложных систем и исследуется целесообразность их применения в той или иной области. Выделяются следующие основные модели программной архитектуры.

• Логические модели задают объектную структуру приложения. Их основная цель - описание логических связей между компонентами приложения, которые объединяют их в единую систему.

• Процессные модели концентрируются на построении принципов динамического поведения системы: описывают события, активности и процедуры, выполняемые на отдельных фазах процессов, участвующие в них объекты и их динамическое взаимодействие

• Физические модели задают правила отображения элементов программного средства на аппаратное обеспечение.

Исследуются методы и инструменты моделирования программных комплексов- формальные методы, такие как теории графов и сети Петри, языки описания архитектур ADL, примерами которых являются Wright, UniCon, ACME; средства визуального моделирования - CRC-карты, стандарт IDEF, диаграммы потоков данных.

Одним из наиболее удобных и широко используемых средств проектирования сложных объектно-ориентированных систем является унифицированный язык моделирования 11МЬ, разработанный при участии Г Буча, Дж. Рамбо и И. Якобсона. Спецификация 11МЬ 2 0 состоит из двенадцати основных диаграмм, описывающих архитектуру приложения в разных сечениях. Диаграммы ИМЬ можно разделить на две основные группы структурные диаграммы и диаграммы поведения. Структурные диаграммы предоставляют средства для моделирования логической, объектной структуры системы. Диаграммы поведения позволяют моделировать процессы системы и принципы взаимодействия компонентов при исполнении приложения. Использование совокупности необходимых диаграмм 11МЬ предоставляет широкие возможности для описания полной программной архитектуры приложения Язык имеет следующие преимущества:

• иМЬ - объектно-ориентированный язык, его методы семантически близки к методам программирования и могут быть преобразованы в код современных объектно-ориентированных языков,

• иМЬ позволяет описать систему в перспективах логической, процессной и физической архитектурной модели;

• Диаграммы иМЬ просты и удобны для использования;

• иМЬ получил широкое распространение и динамично развивается, его методы поддерживаются многими инструментальными средствами.

Традиционные подходы в моделировании разбивают систему на функциональные фрагменты. На верхнем уровне абстрагирования приложения достаточно четко можно выделить следующие компоненты:

• логика доступа к ресурсам,

• бизнес-логика,

• презентационная логика.

Уровень доступа к ресурсам определяет структурную модель данных Часто этот уровень представляет собой именно СУБД В сложных приложениях можно выделить дополнительный уровень, реализующий проецирование сущностей системы на структуру данных.

Уровень бизнес-логики определяет динамическое поведение системы, выполнение функциональных операций, реализацию бизнес-процессов системы, управление сессиями. Презентационная логика реализует интерфейс приложения, правила представления информации пользователю и получения обратной связи.

Существуют различные способы распределения уровней абстракции логики между физическими компонентами системы. Подробно рассматриваются модели «тонкого» и «толстого» клиента, анализируются их свойства Разделение приложения на несколько функциональных уровней позволяет ограничить и упорядочить обмен информацией между ними. Во-первых, это делает уровни более независимыми друг от друга, изменение на одном уровне не влияет на работу других частей приложения Во-вторых, запрет на прямой доступ к данным другого уровня повышает безопасность приложения Данные могут передаваться между уровнями только через специальные интерфейсы, что упрощает контроль над передачей информации и уменьшает вероятность несанкционированного доступа. Многоуровневая архитектура позволяет повысить структурированность и прозрачность кода, облегчает поддержку и развитие сложного приложения Рассматриваются известные технологические средства реализации разных уровней приложения

Глава 2 посвящена задачам, возникающим при проектировании приложений в трехуровневой архитектурной модели и их решению с помощью методов и шаблонов проектирования Проводится исследование существующих шаблонов проекти-

рования, рассматриваются способы решения с их помощью практических задач построения информационных систем. Опыт создания приложений независимыми разработчиками позволил собрать коллекцию шаблонов проектирования (Design Patterns) - методов и технологий решения стандартных задач, встречающихся при проектировании и разработке сложных программных комплексов Рассматриваются способы реализации известных шаблонов проектирования с помощью технологий Java 2 Enterprise Edition (J2EE) и Enterprise Java Beans (EJB).

Классические шаблоны делятся на три основные группы:

• порождающие шаблоны;

• структурные шаблоны;

• шаблоны поведения.

Порождающие шаблоны проектирования используются в процессе создания экземпляров объектов и помогают сделать систему независимой от способа создания, композиции и представления объектов. Порождающие шаблоны используются для решения двух основных задач. Во-первых, они инкапсулируют знания о конкретных классах, которые применяются в системе. Во-вторых, скрывают детали того, как эти классы создаются и стыкуются. Единственная информация об объектах, известная системе - это их интерфейсы, определенные с помощью абстрактных классов. Структурные шаблоны задают организацию классов и объектов приложения. Они используются при построении логической модели и помогают решить задачи структурирования, взаимосвязи и трансформации сущностей системы. Шаблоны поведения позволяют решать такие задачи, как делегирование команд обработчикам объектов, инкапсуляция операций и параметров в служебных объектах, запоминание состояния объекта с возможностью его восстановления и другие задачи динамического поведения приложения.

В рамках многоуровневой архитектуры также выделяются презентационные технологии и шаблоны, задающие правила проектирования презентационного уровня приложения. Шаблоны проектирования применены в работе для решения ряда практических задач.

1. Модель организации и передачи данных приложения При решении задачи рассмотрены следующие шаблоны.

• Технология «Объект доступа к данным» (Data Access Object) - служит переходником между кодом приложения и базой данных, абстрагирует бизнес-сущности системы и проектирует их на модель данных, выполняет все прямые запросы к БД.

• Метод переносимого объекта (Transfer Object) — служит инструментом для переноса сложных объектов, организации пакетного обмена данными между клиентом и сервером, оптимизации нагрузки на сеть.

• Метод общего доступа к атрибутам (Generic Attributes Access) - альтернативный вариант реализации переноса данных, использующий в качестве передаваемого объекта структуру HashMap.

• Метод абстрактной фабрики — служит для создания семейств объектов и инкапсуляции их общих свойств, существенно упрощает задачу добавления новых типов сущностей.

Модель реализована на основе шаблона Объект доступа к данным. Шаблон модифицирован путем введения дополнительных объектов, обеспечивающих абстрагирования типов данных от СУБД. Применен дополнительный сложный идентификатор, обеспечивающий возможность использования всеми классами-моделями единственного компонента EJB При порождении моделей используется метод абстрактной фабрики Перенос данных реализован методом общего доступа к атрибутам.

2 Автоматизация выполнения операций. Реализована на основе шаблона проектирования Команда

• Шаблон «Команда» - служит для создания операций, независимых от конкретного исполнителя

Все действия системы инкапсулируются в классах-операциях Дополнительно использованы сессионные компоненты EJB Результат применен для реализации модели безопасности на основе доступа разрешений пользователей на выполнение операций

3 Разработка логики презентации информации

• Технология «Модель-Презентация-Контролер» (Model View Controller) — служит для абстрагирования логики презентации бизнес-объектов от технологии презентации на стороне клиента.

Реализована при помощи библиотеки Maverick

4 Презентация больших массивов данных

• Технология асинхронного представления данных — заключается в изменении содержимого загруженной веб-страницы без ее полной перезагрузки, благодаря чему достигается высокая динамичность страниц и повышается производительность системы, работающей с большими массивами данных.

Реализована с помощью модуля AJAX

5 Модели образовательных объектов задание и тест

• Технология реляционного хранения XML-документов -позволяет решить задачи представления объектов в виде XML и обратного преобразования XML в структуры объектов Реализована с помощью средств JAXB.

• Модель структурирования и презентации учебных курсов на основе стандарта SCORM 2004.

Технология реляционного хранения применена для преобразования между двумя представлениями модели - объектной и XML Реализованы методы стандарта SCORM для обеспечения совместимости с другими системами

В главе 3 детально описывается применение рассмотренных методов для построения системы дистанционного обучения Competentum Instructor. Описывается назначение и задачи, поставленные перед системой, дается обзор платформы Competentum, на основе которой построено приложение. Предлагаются модели построения образовательных объектов в рамках системы. Приводится подробное описание системы в виде объектной структуры сущностей (логическая модель) В системе используются такие основные образовательные сущности, как задание и тест. Под заданием понимается вопрос или задача, которую может решить учащийся. На Рис. 1 приведена диаграмма классов UML, иллюстрирующая объектную структуру модели задания.

Предусмотрены задания разных типов Каждый тип реализован отдельным классом, каждый из которых наследуется от класса Абстрактное Задание (AbstarctQuestion), реализующего функциональность, общую для заданий всех типов. При ответе на вопрос создаются объекты Ответ (Answer) и Оценка (Grade), в результате проверки ответа системой.

Рис. 1 Объектная структура задания

Учебные объекты трансформируются и сохраняются в виде формальной модели XML. Они могут быть экспортированы для повторного использования в других системах Тестом в рамках системы называется совокупность заданий, предлагаемых учащимся для решения Этот объект создается на основе шаблона, определяющего совокупность правил, используемых при выборе заданий для теста На Рис. 2 приведены объекты, участвующие в реализации процессов назначения и прохождения теста

Рис. 2. Объекты, задействованные в процессе тестирования

Уровень доступа к данным можно разделить на две области: область определений, в которой находятся статические объекты-определения системы, и область экземпляров. В области экземпляров существуют объекты, которые участвуют в динамических процессах системы. Как правило, такие объекты создаются на основе соответствующих сущностей из области определения (инстанцируются)

Шаблон теста создается в виде объекта-определения TestDefimtion. Шаблон теста не содержит конкретных вопросов, а содержит Слоты для них (Slot). При вызове операции Назначить тест (AssignTest) на основе шаблона создается Экземпляр теста (TestAssignment), который уже однозначно связан с конкретным набором Заданий (Question). В качестве второго параметра операция Назначить тест использует Учащегося При вызове операции Пройти тест (TakeTest) запускается процедура тестирования Таким образом, области определения хранится статический шаблон теста, задающий общие характеристики объекта. А на его основе создается множество индивидуальных экземпляров, однозначно связанных с конкретным учащимся

Глава 4 посвящена динамическому поведению системы. Приводится подробное описание приложения в виде динамической модели. Подробно рассматриваются основные процессы системы, исследуются правила поведения и взаимодействия объектов во время выполнения приложения. Центральным процессом системы Competentum.Instructor является тестирование учащихся, в рамках которого происходит создание шаблона теста, назначение теста учащемуся, прохождение теста и оценка ответов. Процесс создания шаблона и назначения теста учащемуся показан на Рис 3

о

А

Преподёватель

Создать

О

А

Учащийся

Рис 3. Создание шаблона и назначение теста учащемуся

На Рис. 4 показан процесс прохождения теста. Показаны принципы взаимодействия объектов при выполнении операции Пройти тест (ActionTakeTest) При этом инициируемый экземпляр теста (TestAssignment) вызывает и возвращает список вопросов учащемуся. Учащийся последовательно отвечает на вопросы, отсылая данные модели экземпляра задания (Question). В процессе ответа создаются объекты, обрабатывающие и сохраняющие ответ на задание и оценку

о

А

Экземпляр Теста

Задание

Учащийся

Пройти()

Получить() ; Возврат

Рис 4. Прохождение теста

В главе 5 предложена физическая модель, определяющая размещение компонентов на аппаратной структуре Описаны используемые технологии и реализация приложения Приводятся примеры практического использования системы. Предложена реализация приложения на базе многоуровневой клиент-серверной архитектуры в модели «тонкого клиента». Серверная часть системы реализована по трехуровневой схеме, т.е слой данных отделен от уровней логики и презентации данных

Уровень представления со стороны клиента реализован простым веб-интерфейсом, просматриваемым в обычном Интернет-браузере Серверный уровень представления использует технологии JSP и JavaServlet. При создании JSP страниц применяется библиотека тегов JSTL. Уровень представления реализован с помощью технологии Модель-Представление-Контролер, в котором центральное место занимает сервлет-

18

диспетчер. В качестве каркасной технологии, использованной в веб-контейнере, выступает библиотека Maverick. Эта библиотека значительно проще, чем Struts, занимает меньший объем, имеет простую концепцию и позволяет достаточно гибко расширять свой язык метаописания Уровни бизнес-логики и сущностей системы размещены в EJB-контейнере сервера приложений. Бизнес-логика реализует шаблон проектирования Команда с помощью сессионных компонентов EJB - Менеджер и Сессия. Основные действия системы представлены в виде классов-операций. Сущности системы представлены в виде классов-моделей, персистентность которых реализована с помощью компонента EJB База. Модель доступа к данным реализует шаблоны проектирования Объект доступа к данным, Общий доступ к атрибутам и Абстрактная фабрика. Все модели могут использовать единственный компонент EJB, благодаря реализации сложного идентификатора. База данных независима от приложения и может быть вынесена на отдельный сервер. Физическая модель размещения компонентов системы представлена на Рис 5.

Презентация на стороне клиента

Презентация на стороне сервера

Веб-сервер

JSP

XSL

Контролер

Бизнес-логика

Контейнер EJ

. Операция

. Операция

Операция

1 Менеджер ] EJB

) Сессия 1 EJB

Сущности системы

Модель

Модель

Модель

Данные

Рис. 5. Аппаратная структура системы

В конце главы приведены примеры практического применения разработанных моделей и технологий в системе дистанционного обучения Сотре1епШтЛп^гис1ог, которая используется в ряде российских организаций. Описаны внедрения с использованием различных аппаратных платформ и технологий в организациях

1. Мр.Доорз Хоум Декор Инк

2 ООО Физикон

3 Международный институт менеджмента ЛИНК

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы

В приложении представлена ХМЬ-схема экземпляра теста. Основные результаты диссертации:

1. Исследован и применен способ описания трехуровневой клиент-серверной программной архитектуры системы управления обучением с помощью средств 11МЬ Разработана спецификация архитектуры системы дистанционного обучения в виде: логической объектной структуры, динамических правил выполнения процессов и аппаратной реализации

2. На основе шаблонов проектирования и их комбинаций исследованы и решены задачи разработки программных комплексов для-

• построения модели доступа к данным и передачи данных,

• автоматизации выполнения операций,

• абстрагирования логики представления информации от технической платформы;

• динамического асинхронного представления больших массивов данных.

3. Разработаны модификации существующих шаблонов проектирования, основанные на:

• использовании сложного идентификатора и дополнительных объектов для абстрагирования типов в модели доступа к данным;

• использовании сессионных компонентов в шаблоне Команда;

• использовании сервлета для обработки входных данных в методе Модель-Представление-Контролер.

Набор предложенных шаблонов проектирования реализован при помощи технологий 12ЕЕ/ЕЛЗ.

4 Разработана объектная структура таких образовательных сущностей, как задание и тест, а также формальная ХМЬ-модель их представления, транслируемая в соответствии с общепринятым стандартом 8ССЖМ.

5 Предложена технология организации тестирования учащихся, основанная на использовании шаблонов тестов Разработана модель шаблона теста, реализующая совокупность правил, используемых для выбора заданий из базы данных и для генерации теста.

6. Сформированы предложения по технической (аппаратной) реализации архитектуры системы дистанционного обучения.

7. Предложенные методы и модели использованы при разработке системы дистанционного обучения Сотр^епШт. Тг^гисгог.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1 Я. С Егоров. Анализ средств описания архитектур сложных программных комплексов // Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук. Часть VII Прикладная математика и экономика- Труды XLVIII научной конференции/Моск. физ -тех ин-т. -М,2005.-С. 80-81.

2 Я С Егоров. Технологические особенности современных систем дистанционного обучения // Процессы и методы обработки информации. Сб.ст./Моск.физ.-тех ин-т. - М., 2006. - С. 133-138

3. Я. С. Егоров. Автоматизация тестирования учащихся в системе дистанционного обучения. // Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук. Часть VIII. Прикладная математика и экономика: Труды XLIX научной конференции/Моск. физ.-тех. ин-т. -М , 2006 -С. 86-87.

4. Y Egorov, V. Zhukov. Adaptive Content Sequencing: Applications, Issues, and Solutions // Online Educa Berlin Book of Abstracts. - Berlin, 2006. - Sec. DES30 http://www.online-educa.com/pdf/programme 2006.pdf

5. Я. С. Егоров. Использование шаблонов проектирования для решения задач построения структуры данных информационной системы. // Системные проблемы надёжности, качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий в инновационных проектах (Инноватика - 2007) / Материалы международной научно-технической конференции и Российской научной школы молодых ученых и специалистов. Часть 3 - М. Энергоатомиздат, 2007. -С 96-97.

6. Я С. Егоров. Решение задач проектирования структуры данных и бизнес-логики с использованием шаблонов проектирования. // Системотехника. Сетевой

электронный научный журнал/Мое. ин-т. электроники и математики - 2007, №6. http://systech.miem.edu.ru/ogl-6.html

7. Я. С. Егоров Проектирование образовательных объектов в рамках системы дистанционного обучения. // Электронный журнал «Исследовано в России», № 10, 2007, С. 1471-1477.

http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2007/134.pdf

8. Егоров Я.С. Использование шаблонов при проектировании структуры данных в приложениях с многоуровневой архитектурой // Системы управления и информационные технологии, 2007, N3.1(29). - С. 138142.

9. Я. С. Егоров. Построение модели учебного объекта в системе управления обучением. // Информационные технологии моделирования и управления, 2007, № 41 -С. 792-797.

10 ООО «Компетентум Сервис». Система дистанционного обучения «Competentum.Instructor» / Программа для ЭВМ - св-во о регистрации № 2006611031 от 20 марта 2006г.

11. ООО «Физикон». Система дистанционного обучения «Competentum.Magister» / Программа для ЭВМ - св-во о регистрации № 2006611031 от 20 марта 2006г.

В работах с соавторами лично диссертантом выполнено: [4] Предложены рекомендации по применению стандартов SCORM для разработки технологии адаптивного тестирования в рамках системы дистанционного обучения. [10, 11] Разработана спецификация модуля тестирования с использованием диаграмм UML, предложены технологии объектного доступа к данным и асинхронного представления данных с помощью средств J2EE и AJAX

>

Егоров Ярослав Сергеевич

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ иМЬ И ШАБЛОНОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕЕ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Подписано в печать 28 09 07 Формат 60 х 84 7,б Уел печ л 1,0 Уч-изд л 1,0 Тираж 70 экз Заказ №37 Московский физико-технический институт (государственный университет)

Печать на аппарате Rex-Rotary НИЧ МФТИ

141700, Московская обл , г Долгопрудный, Институтский пер , 9

Введение.

Решаемые проблемы.

Обзор публикаций.

Содержание работы.

Глава 1. Архитектура систем управления обучением.

1.1 Обзор систем дистанционного обучения (СДО).

1.1.1 История появления и развития СДО.

1.1.2 Обзор современных СДО.

1.1.3 Сравнение СДО.

1.2 Инструментальные средства проектирования программного обеспечения.

1.2.1 Определение программной архитектуры.

1.2.2 Средства описания программной архитектуры.

1.2.2.1 Архитектурные стили.

1.2.2.2 Формальные методы моделирования.

1.2.2.3 Языки описания архитектуры.

1.2.2.4 Средства визуального моделирования.

1.2.3 Унифицированный Язык Моделирования UML.

1.2.3.1 Виды диаграмм UML.

1.2.3.2 Диаграмма классов.

1.2.3.3 Диаграмма вариантов использования.

1.2.3.4 Диаграмма активностей.

1.2.3.5 Диаграмма последовательности.

1.2.3.6 Диаграмма размещения.

1.2.3.7 Преимущества использования UML.

1.3 Многоуровневая архитектура клиент-серверных приложений.

1.3.1 Уровни абстракции приложения.

1.3.2 Типы клиент-серверных приложений.

1.3.3 Технологии реализации логических уровней.

Глава 2. Решение практических задач с помощью шаблонов проектирования.

2.1 Задача построения модели данных.

2.1.1 Шаблон Data Access Object.

2.1.2 Шаблон Transfer Object.

2.1.3 Шаблон Generic Attributes Access.

2.1.4 Шаблон Abstract Factory.

2.1.5 Реализация модели данных.

2.1.5.1 Класс первичного ключа Id.

2.1.5.2 Класс Model.

2.1.5.3 Класс DataStructure.

2.1.5.4 Класс Field.

2.1.5.5 Класс Details - значение объекта.

2.1.5.6 Класс DetailsList - коллекция деталей.

2.1.5.7 Класс Validator и Default Validator.

2.1.5.8 Класс Factory.

2.1.5.9 Класс SQLFactory для работы с базой данных.

2.1.5.10 Пример создания модели.

2.2 Задача автоматизации выполнения операций.

2.2.1 Шаблон Command.

2.2.2 Реализация операций.

2.2.3 Контроль над выполнением операций в системе безопасности.

2.3 Задача представления данных, независимого от клиентской платформы.

2.3.1 Шаблон Model View Controller.

2.3.2 Реализация с помощью технологии Maverick.

2.4 Задача представления больших массивов данных.

2.4.1 Метод асинхронного представления данных.

2.4.2 Реализация с помощью технологий AJAX.

Глава 3. Логическая модель системы дистанционного обучения.

3.1 Назначение.

3.2 Функциональные блоки.

3.3 Платформа Competentum.

3.3.1 Цели создания платформы.

3.3.2 Архитектура платформы.

3.3.3 Преимущества платформы.

3.3.4 Связь с платформы с системой Competentum.Instructor.

3.4 Объектная модель системы.

3.4.1 Структура задания.

3.4.1.1 Класс AbstractQuestion.

3.4.1.2 Выбор варианта ответа. Класс Choice.

3.4.1.3 Сортировка. Класс Sorting.

3.4.1.4 Ввод строки. Класс StringAnswer.

3.4.1.5 Ввод числа. Класс ValueAnswer.

3.4.1.6 Свободный ответ. Класс FreeAnswer.

3.4.1.7 Ответ к заданию. Класс Answer.

3.4.1.8 Оценка задания. Класс Grade.

3.4.1.9 Структура вопроса в БД. Класс QuestionDefmitionModel.

3.4.2 Представление заданий в формате XML.

3.4.3 Реализация методов SCORM 2004.

3.4.4 Метод реляционного хранения XML-документов.

3.5 Автоматизация тестирования на основе шаблонов тестов.

3.5.1 Области определения и экземпляров.

3.5.2 Шаблон теста. Класс TestDefinitionModel.

3.5.3 Экземпляр теста. Класс TestAssignmentModel.

3.6 Модель организационной структуры.

Глава 4. Автоматизация образовательных процессов.

4.1 Создание и изменение учебного документа. Контроль версий.

4.2 Создание задания.

4.3 Создание и назначение теста.

4.4 Прохождение теста.

Глава 5. Техническая реализация приложения.

5.1 Аппаратная структура системы.

5.2 Нагрузочное тестирование.

5.3 Внедрения результатов работы.

5.3.1 Мр.Доорз Хоум Декор Инк.

5.3.2 Новокузнецкий металлургический комбинат.

5.3.3 ООО Физикон.

5.3.4 Международный институт менеджмента ЛИНК.

5.3.5 Награды продукта Competentum.Instructor.

В современном мире, когда динамично развиваются технологии, каждый день появляются новые изделия и изобретения, все большее значение имеют знания и информация. Знания представляют важнейшую ценность как для отдельно взятого человека, так и для крупной организации. Чтобы не отставать от конкурентов, компании необходимо постоянно развиваться, получать и анализировать новую информацию, адаптироваться к ситуации на рынке. В деятельность компании приходится вносить изменения: применять новые методы работы, внедрять эффективные современные технологии, выпускать новые продукты. Все эти изменения требуют изучения новой информации, постоянного повышения квалификации персонала, обучения его новым технологиям и методам работы, обращению со сложными современными инструментами. У каждого успешного предприятия есть свои уникальные особенности, которые создают ему конкурентные преимущества и позволяют ему быть востребованным. Эти особенности могут заключаться в организации процесса производства, работы с клиентами, применяемыми методами и инструментами. В процессе работы организация годами накапливает ценнейший опыт, развивает и улучшает базу знаний, которые необходимо сохранить и использовать в будущем. Компании необходимо обучить сотрудников работать по своим правилам и методикам, использовать накопленную информацию, чтобы обеспечить максимально эффективную функциональность. Многие организации работают со сложным техническим оборудованием, специфическими программами, которые требуют специальных знаний. Иногда ошибка оператора может привести к серьезным последствиям, поставить под угрозу безопасность людей или принести компании существенные материальные убытки. При поступлении на работу компании необходимо обучить сотрудника всем необходимым навыкам и регулярно контролировать их уровень.

В связи с этим различные организации обращают все большее внимание на квалификацию персонала и ищут способы эффективного обучения своих сотрудников. Подготовка персонала - это длительный и дорогостоящий процесс, во время которого у обучаемого формируются необходимые знания и умения. Трудности в организации обучения сотрудников связаны с необходимостью овладевать большими объемами информации за короткий промежуток времени, а также необходимостью контроля качества обучения, знаний и умений при одновременном стремлении к снижению продолжительности и уменьшению затрат на организацию и проведение обучения.

Существуют разные способы обучения, имеющие свои особенности, преимущества и недостатки. Классическая очная форма обучения предусматривает занятия группы студентов с преподавателем. Для корпоративного обучения такая форма не всегда является удобной, поскольку предполагает физическое присутствие всех учащихся в одном месте и в одно время. Обучаемые сотрудники могут находиться в разных городах, работать в разные смены. Исторически заменой очной формы обучения служили другие способы построения учебного процесса, предусматривающие ограниченный прямой контакт между преподавателем и учащимися, например, заочное или вечернее образование. Такие формы обучения оставляют больше свободы учащемуся, однако являются менее эффективными, что связано с нерегулярным и недостаточным объемом общения учащегося с преподавателем.

Сегодня широкое распространение получает дистанционная электронная форма обучения, во многом заменяющая заочную. Дистанционное обучение подразумевает получение знаний без очного посещения занятий, с помощью современных информационно-образовательных технологий и систем телекоммуникации, таких как электронная почта, Интернет. Дистанционное обучение можно использовать как в академическом образовании, так и для корпоративного обучения, повышения квалификации и переподготовки специалистов. Учитывая территориальные особенности России и возрастающие потребности качественного образования в регионах, дистанционное обучение быстро развивается и занимает прочное место на рынке образовательных услуг. Использование современных компьютерных технологий открывает широкие возможности для обучения. Компьютер обеспечивает удобный и быстрый доступ к огромному количеству информации. С помощью современных компьютеров можно визуально продемонстрировать природные явления, моделировать сложное техническое оборудование. Использование технологий позволяет преподавателю применять инструменты, которые сложно реализовать физически.

Другим существенным преимуществом электронного обучения является автоматизация учебного процесса. Автоматизация процессов обучения и проверки знаний позволяет избавиться от большого количества бумажных документов, повышает прозрачность учебного центра, облегчает координацию действий, выполняемых преподавателями, учащимися, административными сотрудниками. Автоматизация позволяет выполнять работы и процесс в целом наиболее эффективным с точки зрения времени способом. Для большинства организаций, особенно коммерческих, решающими факторами при планировании обучения являются сроки и экономическая выгода. Дистанционное обучение позволяет существенно снизить затраты на повышение квалификации и позволяет вести обучение быстро, предоставляя при этом большую свободу для управления временем. В последнее время организации все чаще выбирают дистанционную форму для корпоративного обучения и повышения квалификации своих сотрудников. В связи с этим неуклонно растет интерес к системам дистанционного обучения.

В настоящее время разработано множество различных систем, предназначенных для автоматизации обучения. Системы дистанционного обучения отличаются функциональностью, производительностью, надежностью и безопасностью, удобством использования и множеством других факторов. Несмотря на наличие большого количества систем, направление автоматизации обучения бурно развивается. Разрабатываются новые системы, реализующие все большие функциональные требования и использующие новые научные и технологические достижения.

Решаемые проблемы

Организации, внедряющие систему дистанционного обучения, ставят перед ней разные задачи и имеют различные приоритеты. Для крупных компаний с большим количеством сотрудников важна надежность и производительность, для организаций, работающих с конфиденциальной информацией - безопасность, для географически распределенных компаний - удобная и надежная работа через Интернет с минимальной нагрузкой на сеть. Многие характеристики программного приложения зависят от технологической базы и принципов его построения. В связи с этим актуальна проблема выбора технологий и проектирования системы так, чтобы она наиболее эффективно решала поставленные перед ней задачи.

Не существует универсальной системы, удовлетворяющей всем требованиям. Вместе с этим, направление дистанционного обучения динамично развивается, и к системам представляются новые требования. Чтобы избежать устаревания, программный комплекс должен постоянно развиваться. Одной из основных трудностей на протяжении всей истории развития индустрии разработки программного обеспечения было неуклонное нарастание сложности создаваемых систем. Сложность систем приводит к трудоемкости их поддержки и развития, повышает вероятность неправильного построения, недостаточной или дублирующей функциональности. При разработке приложения важно построение удобной и непротиворечивой архитектурной модели, обеспечивающей возможности удобной поддержки и развития.

Целью данной работы является исследование проблем и методов построения систем дистанционного обучения; исследование и решение задач проектирования системы; построение и описание модели учебных объектов и процессов; разработка системы управления корпоративным обучением, удовлетворяющей современным требованиям; разработка эффективных методов развития системы. В работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ и описание с помощью средств UML архитектурной модели системы дистанционного обучения, предоставляющей возможности для расширения функциональности и развития системы.

2. Разработка на основе шаблонов проектирования технологий для решения ряда задач построения системы, таких как: построение модели данных, автоматизация и контроль выполнения операций, абстрагирование логики представления информации от технической платформы, динамическое представление больших массивов данных.

3. Разработка логической структуры образовательных сущностей, таких как задания различных типов и тесты. Разработка формата их представления на основе языка XML и механизма трансформации объектов системы в этот формат.

4. Разработка технологии автоматизации тестирования учащихся, основанной на использовании шаблонов тестов.

5. Формирование предложений по выбору технической (аппаратной) реализации систем дистанционного обучения.

Обзор публикаций

В течение последнего десятилетия появилось большое количество научных работ, посвященных проблемам проектирования сложных программных комплексов. Огромный вклад в развитие современных методов и средств проектирования программной архитектуры внесли американские ученые Гради Буч, Джеймс Рамбо и Ивар Якобсон. Г. Буч, главный исследователь корпорации Rational Software, с недавнего времени являющейся частью корпорации IBM, признан всем международным научным сообществом благодаря его основополагающим работам в области объектно-ориентированных методов и приложений. Он автор многих научных работ, посвященных объектно-ориентированному проектированию и разработке программных комплексов. [1] Г. Буч и его партнеры являются авторами множества методик проектирования программных приложений и огромное количество публикаций на эту тему. В 1994 году они собрали и организовали набор методов проектирования и разработали на их основе язык объектно-ориентированного моделирования UML. [2, 3]

Г. Буч также является одним из основоположников теории шаблонов проектирования. Работы, посвященные шаблонам проектирования, были впервые предложены около десяти лет назад. В настоящее время шаблоны проектирования - чрезвычайно актуальная тема в области разработки программного обеспечения. Работы в этом направлении ведутся множеством ученых и разработчиков по всему миру. [4]

Одними из самых важных работ в направлении исследования шаблонов проектирования являются труды Флойда Маринеску, посвященные применению шаблонов с использованием технологии EJB. Особое внимание в данных работах уделено методам проектирования логики доступа к данным. [5]

В связи с широким распространением дистанционного обучения возникли актуальные проблемы построения эффективных программных комплексов для автоматизации образовательной деятельности. Был проведен ряд открытых исследований и изучены возможности применения общих методов проектирования сложных систем в области образования. Один из наиболее интересных открытых проектов в этой области является Sakai. [6] Изначально исследованиями и разработкой в рамках проекта занималась группа ученых из ряда американских университетов, включающих Массачусетский Технологический Институт, Стэнфордский Университет, Университет Мичигана. Большой вклад в развитие методов моделирования учебных объектов внесли ученые из американской группы Advanced Distributed Learning (ADL), разработавшие международный стандарт SCORM, основанный на языке XML. [8] Данный стандарт содержит требования к организации учебного материала и всей системы дистанционного обучения. SCORM позволяет обеспечить совместимость компонентов и возможность их многократного использования в различных системах. Первая версия стандарта была предложена в 2003 году. Через год вышла наиболее широко используемая сегодня версия SCORM 2004.

Содержание работы

Работа состоит из пяти глав.

В главе 1 приводится обзор современных систем управления обучением, история их появления и развития. Подробно рассмотрен ряд наиболее известных российских и зарубежных систем, проведен анализ особенности их построения, преимуществ и недостатков. Рассматривается понятие архитектуры программных комплексов, способы описания архитектуры и проектирования программного обеспечения. Производится анализ и сравнение технических средств моделирования сложных систем и исследуется целесообразность их применения в той или иной области. Подробно рассматривается язык UML и его основные диаграммы, используемые в настоящей работе. Рассматриваются различные методы построения приложений «клиент-сервер». Подробно описывается многоуровневая архитектурная модель информационных систем и решение проблем абстракции данных в рамках этой модели.

Глава 2 посвящена задачам, возникающим при проектировании в трехуровневой архитектурной модели и их решению с использование шаблонов проектирования. Проводится исследование существующих шаблонов проектирования информационных систем, рассматриваются способы решения актуальных задач проектирования при помощи шаблонов. Рассматриваются решения задач: построения модели доступа к данным и передачи данных; автоматизации выполнения операций; абстрагирования логики представления информации от технической платформы; динамического асинхронного представления больших массивов данных. Предлагаются модификации известных шаблонов и технологий с целью решения задач.

В главе 3 рассматривается применение рассмотренных методов для построения системы дистанционного обучения Competentum.Instructor. Описывается назначение и задачи, поставленные перед системой, дается обзор платформы Competentum, на основе которой построено приложение. Предлагаются модели построения образовательных объектов в рамках системы. Приводится подробное описание системы в виде объектной структуры сущностей (логическая модель).

Глава 4 посвящена динамическому поведению системы. Приводится подробное описание приложения в виде динамической модели. Подробно рассматриваются основные процессы системы, исследуются правила поведения и взаимодействия объектов во время выполнения приложения. Исследованы процессы создания и изменения учебных документов, изменения версий, создания задания, создания теста и назначения его учащемуся, прохождения теста.

В главе 5 предложена физическая модель, определяющая размещение компонентов на аппаратной структуре. Описаны используемые технологии и реализация приложения. Приводятся примеры практического использования системы. В заключении приведены основные результаты диссертационной работы. В приложении представлена XML-схема экземпляра теста.

Результаты исследования были использованы при разработке продукта Competentum.Instructor и Competentum.Magister. Продукты зарегистрированы в Реестре программ для ЭВМ Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. t Система дистанционного обучения «Competentum.Instructor» - свидетельство №

2006611031 от 20 марта 2006г. [52] • Система дистанционного обучения «Competentum.Magister» - свидетельство № 2006611480 от 30 июня 2006г. [53]

Ниже приведены примеры успешного внедрения и использования системы Competentum.Instructor в организациях:

• ООО Физикон

• Мр.Доорз Хоум Декор Инк.

• ОАО Новокузнецкий металлургический комбинат

• Международный институт менеджмента ЛИНК

5.3.1 Мр.Доорз Хоум Декор Инк

Компания под торговой маркой «Mr. Doors» была основана в 1996 г., и с тех пор остается одним из лидеров мебельной отрасли России. Сеть фирменных салонов «Ателье мебели Mr.Doors» постоянно расширяется и охватывает большинство промышленно развитой территории РФ. Среди них собственные салоны компании, 44 дилера в Москве и 80 дилеров в регионах (более 70 городов). Компания имеет собственную производственную базу в Подмосковье и, по оценкам аналитиков, занимает на рынке встроенной мебели около 40 %. В августе 2003 г. был открыт новый учебный центр компании, а осенью 2004 г. началась промышленная эксплуатация системы дистанционного обучения Competentum.Instructor. Год внедрения: 2004.

Аппаратная платформа: сервер с двумя двуядерными процессорами Хеоп и 2Гб памяти.

Операционная система: Windows 2003 Server

СУБД: MaxDB 7.5

Заключение

В работе получены следующие основные результаты:

1. Исследован и применен способ описания трехуровневой клиент-серверной программной архитектуры системы управления обучением с помощью средств UML. Разработана спецификация архитектуры системы дистанционного обучения в виде: логической объектной структуры, динамических правил выполнения процессов и аппаратной реализации.

2. На основе шаблонов проектирования и их комбинаций исследованы и решены задачи разработки программных комплексов для:

• построения модели доступа к данным и передачи данных;

• автоматизации выполнения операций;

• абстрагирования логики представления информации от технической платформы;

• динамического асинхронного представления больших массивов данных.

3. Разработаны модификации существующих шаблонов проектирования, основанные на:

• применении единственного компонента EJB для хранения разнородных моделей, использовании сложного идентификатора и дополнительных объектов для абстрагирования типов в модели доступа к данным;

• использовании сессионных компонентов в шаблоне Команда, построении ролевой модели на основе полномочий к выполнению операций и контролю доступа к выполнению операций;

Набор предложенных шаблонов проектирования реализован при помощи технологий J2EE/EJB.

4. Разработана объектная структура таких образовательных сущностей, как задание и тест, а также формальная XML-модель их представления, транслируемая в соответствии с общепринятым стандартом SCORM.

5. Предложена технология организации тестирования учащихся, основанная на использовании шаблонов тестов. Разработана модель шаблона теста, реализующая совокупность правил, используемых для выбора заданий из базы данных и для генерации теста.

6. Сформированы предложения по технической (аппаратной) реализации архитектуры системы дистанционного обучения.

7. Предложенные методы и модели использованы при разработке системы дистанционного обучения Competentum.Instructor. Предложенные модели и технологии проектирования программной архитектуры можно использовать для построения новых систем управления обучением, а также для расширения функциональности существующих систем. Предложенные модели учебных объектов транслируются в международный стандарт SCORM, что позволяет совместно использовать учебные материалы, разработанные в сторонних системах, поддерживающих данный стандарт. Результаты диссертационной работы применены в системе управления обучением Competentum.Instructor. В настоящий момент этот программный комплекс внедрен и успешно используется в ряде российских организаций.

1. G. Booch. Object-oriented Analysis and Design with Applications, 3rd edition, Addison-Wesley, 2007.

2. Object Management Group. UML 2.0 Specification, 2004. http://www.uml.org

3. G. Booch, J. Rumbaugh, I, Jacobson. The Unified Modeling Language Reference Manual, 2nd edition. Addison-Wesley, 2004.

4. E. Gamma, R. Helm, R. Johnson, J. Vlissides. Design Patterns. Elements Of Reusable Object-Oriented Software, Addison-Wesley, 1995.

5. F. Marinescu. EJB Design Patterns. Wiley, 2002.

6. G. Golden. The Sakai Framework. A Quick Guide. 2005. http://www.sakaiproject.org

7. C. Counterman, G. Golden, M. Norton, C. Severance, L. Speelmon. Sakai Java Framework. 2005. http://www.sakaiproject.org

8. Advanced Distributed Learning. SCORM 2004 Specification. http://www.adlnet.gov/scorm

9. P. McStravick, C. Anderson. MS Services: Vendor Best Practices. IDC, 2006.

10. ООО «Виртуальные технологии в образовании». СДО Прометей. http://www.prometeus.ru

11. ЗАО ГиперМетод. eLearning Server 3.1. Сервер поддержки дистанционного обучения (LMS). http://www.learnware.ru

12. WebSoft. Система дистанционного обучения WebTutor. http://www.websoft.ru

13. М. Dougiamas. Moodle architecture, http://docs.moodle.org

14. М. Dougiamas. MoodleDocs: Guidelines for contributors, http://docs.moodle.org

15. Я С. Егоров. Технологические особенности современных систем дистанционного обучения. // Процессы и методы обработки информации: Сб.ст./Моск.физ.-тех. ин-т.-М., 2006.-С. 133-138.

16. G. Bosch, P. Jan. Design and Use of Software Architectures: Adopting and Evolving a Product-line Approach. Addison-Wesley, 2000.

17. M. Shaw, D. Garlan. Software Architecture. London. Prentice-Hall 1993.

18. К В. Ахтырченко, В. В. Леонтьев. Моделирование программной архитектуры. / Вычислительные методы и программирование, М.: 2001. С 33-48.

19. R.J. Allen. A formal approach to software architecture. Pittsburgh. 1997.

20. Л. С. Егоров. Анализ средств описания архитектур сложных программных комплексов. // Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук.

21. Часть VII. Прикладная математика и экономика: Труды XLVIII научной конференции. /Моск. физ. техн. ин-т. - М. - Долгопрудный, 2005. - С. 80-81.

22. Д Garlan, R. Monroe, D. Wile. Acme: an architecture description interchange language. // Proceeding of CASCON'97, pp 169-183. Toronto. 1997.

23. K. Beck, W. Cunningham. A Laboratory For Teaching Object-Oriented Thinking. // OOPSLA'89 Conference Proceedings. V.24, №10. New Orleans, Louisiana. 1989,

24. IEEE Std 1320.1-1998. IEEE Standard for Functional Modeling Language Syntax and Semantics for IDEF0. New York: IEEE, 1998.

25. A. Perkusich, G.S. Deep, J. Cavalcanti. Data and control flow diagram and process automation//IECON'87: Proc.International Conf. Industrial Electron.Contr. and Instrum. -1987.-Vol.1.-P.48-55.

26. T. Pender. UML Bible. Wiley. 2003.

27. M. Fowler. UML Distilled: A Brief Guide to the Standard Object Modeling Language, 3rd ed., Addison-Wesley. 1999.

28. Object Management Group. UML 1.4 Specification, 2004. http://www.uml.org

29. С. Орлик. Многоуровневые модели в архитектуре клиент-сервер. / Материалы технической конференции «Корпоративные базы данных '97». Москва. 1997.

30. КВ. Ахтырченко, А.А. Аристархов. Опыт применения технологий CORBA, Java(RMI) при построении информационных систем с многозвенной архитектурой. / Материалы технической конференции «Корпоративные Информационные Системы '99». Москва. 1999.

31. Я. С. Егоров. Использование шаблонов при проектировании структуры данных в приложениях с многоуровневой архитектурой // Системы управления и информационные технологии, 2007, N3.1(29). С. 138-142.

32. D. Alur, J. Crupi, D. Malks. Core J2EE™ Patterns: Best Practices and Design Strategies, 2nd Edition. Prentice Hall. 2003.

33. F. Marinescu. Value Objects, VO Factory, and Generic Attribute Access; PLoP conference, 2001, pp. 12-18.

34. Sun Microsystems. Core J2EE Design Patterns http://java.sun.com

35. Sun Microsystems. Enterprise JavaBeans Technology http://java.sun.com/products/ejb

36. T. Reenskaug. Applications Programming in Smalltalk-80(TM): How to use Model-View-Controller. 1979.

37. J. Holmes: Struts: The Complete Reference, McGraw-Hill Osborne Media. 2004.

38. SourceForge, Inc. Maverick, http://mav.sourceforge.net

39. J. J. Garrett. Ajax: A New Approach to Web Applications. / Adaptive Path. 2005. http://vAvw.adaptivepath.com/ideas/essays/archives/000385.php

40. Sim Microsystems. Java API for XML Processing (JAXP) http://java.sun.corn/webservices/jaxp/

41. ООО «Компетентум Сервис». Платформа Competentum. http://www.competentum.ru

42. Sun Microsystems. Java 2 Enterprise Edition, http://ru.sun.com/win/java/j2ee/intro.html

43. Sun Microsystems. Java Server Pages, http://java.sun.com/products/jsp

44. Sun Microsystems. Java Servlet. http://java.sun.com/products/servlet

45. E.B. Толстое. Задачи моделирования потоков работ при помощи сетей Петри. / Диссертационная работа. М. 2006.

46. Я. С. Егоров. Построение модели учебного объекта в системе управления обучением. // Информационные технологии моделирования и управления, 2007, № 41-С. 792-797.

47. Я. С. Егоров. Проектирование образовательных объектов в рамках системы дистанционного обучения. // Электронный журнал «Исследовано в России», № 10, 2007, С. 1471-1477.http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2007/134.pdf

48. ООО «Компетентум Сервис». Система дистанционного обучения «Competentum.Instructor» // Программа для ЭВМ свидетельство о регистрации № 2006611031 от 20 марта 2006г. http://instructor.competentum.ru

49. ООО «Физикон». Система дистанционного обучения «Competentum.Magister» // Программа для ЭВМ свидетельство о регистрации № 2006611480 от 30 июня 2006г. http://magister.competentum.ru