Создание электронного учебника "Компьютерные сети"

ВВЕДЕНИЕ

 

Целью данного дипломного проекта является создание электронного учебника по дисциплине «Компьютерные  сети». В наш век высоких технологий, каждый может заняться обучением  на дому, то есть, самообучением. Самообучение это деятельность, направленная  на самостоятельное получение знаний и опыта. Качество получаемых знаний при самообучении напрямую зависит от качества и количества необходимого доступного материала.

Благодаря глобальной сети Интернет,  стало очень просто получить доступ к необходимым ресурсам, разумеется, при качественном поиске. Встаёт только вопрос, о самом способе получении информации.

Руководства различных  форматов используются практически  во всех сферах какой либо деятельности, и они могут охватывать небольшую тему или рассматривать все аспекты рассматриваемой темы. 

Практика распространения  электронных учебников широко используется уже долгое время так как из него можно получить больше информации представленной в наглядном виде чем из других источников.

Электронная книга —  версия книги в электронном (цифровом) виде. Данный термин применяется как для произведений, представленных в цифровой форме, так и в отношении устройств, используемых для их прочтения.

В англоязычных странах  для обозначения цифровых версий книг, для хранения которых используются открытые форматы, основанные на простых текстовых файлах, используется также термин e-text (электронный текст). Электронными текстами называются и учебные электронные пособия, в состав которых, помимо текста, включаются растровые изображения, примеры данных, упражнения, специально написанные комментарии и ответы на возможные вопросы.

 

1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

 

1. Анализ предметной области

 

Существует несколько  разновидностей руководств, по которым  можно обучаться. От успешного выбора, типа руководство будет зависеть, успешность усвоения выбранного материала.

Электронные руководства  весьма эффективны в изучении программ требующих ясных и чётких пояснений.

Электронные книги могут  распространяться в файлах различных  форматов, в частности:

- простой текст (plain text);

- текстовые с оформлением  — HTML, открытый формат электронных  книг Electronic Publication (.epub), (OPF FlipBook), OpenDocument, SGML, XML, FictionBook (.fb2), TeX, PDF, Microsoft HTMLHelp (.chm), eReader (.lit), PostScript (.ps, .eps), ExeBook, Mobipocket (.prc) и др.;

- графические растровые  — TIFF, JPEG, DjVu и т. п.;

- мультимедиа книги  — SWF, EXE, мультимедиа книга, аудиокниги  и тому подобное.;

- книги в формате  java-мидлетов для мобильных устройств,  таких как сотовые телефоны с поддержкой java(J2ME),КПК.

Книги в виде приложений под определённую операционную систему, включающие в себя, помимо самого содержания книги, ещё и специализированную программу просмотра. Как правило, содержат средства, препятствующие копированию содержимого книги и его просмотра отдельно от этой программы-оболочки.

Файлы некоторых форматов (OpenDocument, PostScript, PDF, MS Word DOC и др.) помимо текста могут содержать и растровые  или векторные изображения.

Файлы современных электронных  книг мультимедиа книга помимо текста содержат несколько каналов восприятия: звуковой-музыкальный, изобразительно-динамический (фотографии и галереи) и интерактивно-ментальный.

Преимущества и недостатки по сравнению с бумажными книгами.

Преимущества:

- малый объем (возможность хранения на электронных, оптических и т. п. носителях десятков и сотен тысяч книг);

- возможность полнотекстового  поиска (если текст книги распознан  или набран);

- возможность быстрого  и простого изменения гарнитуры  и кегля шрифта;

- возможность прослушать (англ. text-to-speech, аудиокнига) текст книги;

- возможность чтения  книг при низком уровне освещенности (на устройствах с подсветкой);

- низкая стоимость  распространения (в большинстве  случаев оплачивается только  объем информации, переданной по компьютерным сетям, или физический носитель, например, компакт-диск).

- быстрый выход в  свет по сравнению с бумажными  книгами (для сравнения: неделя  для электронной и минимум  полгода бумажная версия)

Недостатки:

- отсутствие эстетической  составляющей, выраженной в материальном носителе и элементах оформления;

- потенциальная несовместимость  с новым аппаратным или программным  обеспечением (во избежание этого  используют простые или стандартизированные  открытые форматы);

- экраны некоторых  устройств быстро переутомляют глаза;

- разрешение экранов  большинства устройств на сегодня  таково, что «качество изображения»  на них пока значительно хуже, чем у бумажного аналога;

- время работы переносного  устройства от батареи ограниченно;

- значительные неудобства вызывает перевод в такой формат бумажных изданий с большим количеством крупных иллюстраций (например, работы по истории искусства, фотоальбомы, сборники карт и пр.).

Как можно видеть электронные  документы сейчас, довольно актуальный, и используются, в различных сферах человеческой деятельности. Существует большое количество устройств, с помощью которых можно читать электронные книги так же просто как и газеты.

 

2.  Анализ существующих разработок

 

На специальных форумах, просвещенных определённой программе, можно найти не только руководство по эксплуатированию, но и уроки, которые дополнят знания о программе.

Такие уроки часто  называют электронными инструкция. Оформление как правило содержит картинки, и  текст с описанием. Как правило  составляется обычными пользователями, а часто попадается плохо отредактированный и в общем составленный материал. Но так как Интернет довольно таки глобальная сеть, и электронных инструкций (туториалов) там тысячи, то  можно найти и высококвалифицированную работу. Но на это надо будет затратить определённое время. Обычно картинки имеют не большой размер, и туториал в целом, будет использовать много трафика. Пример инструкции по программе PhotoShop можно видеть на рисунке 1.

 

Рисунок 1 – Пример электронной  инструкции

 

Иногда с инструкции снимают видео, и получаются видео-уроки.

Видео-уроки. Очень часто  в интернете люди ищут какой-либо обучающий материал. Это школьники, студенты, люди средних лет и пожилого возраста. Всех их объединяет стремление научиться чему-то новому, овладеть дополнительной специальностью или улучшить свои знания и стать профессионалом в своем деле. В наше время и возможно одним из лучших способам обучения и получения знаний. Речь идет о видеокурсах.

Благодаря видеокурсам можно обучаться  в любое свободное время, в любом месте, где есть компьютер. При наличии ноутбука можно заниматься в поездке и дороге. Видеоуроки можно перематывать назад, пересматривать и повторять необходимое для полного усвоения материала большое количество раз. Если в процессе обучения, повторять все действия за автором, то одновременно усваивается теория и практика.

Плюсы видео обучения:

- наглядность, визуальная  информация усваивается лучше  и проще, чем на слух или  текстовая, что повышает качество  обучения, и снижает его время  и объём;

- при наличии портативного компьютера есть возможность заниматься практически где угодно.

При всех своих достоинствах, видео-руководства, содержат ряд довольно отрицательных  сторон, так как:

- ограничения в доступности,  большая часть профессионально  созданных видео-уроков платные, где цены могут колебаться   от 500 до 9000 рублей;

-  большой размер, по сравнению  с текстовыми версиями соотношение  может быть 1 к 80 и более.

По большей части  из-за размера и цен, видео-руководства  пока не получили широко распространения. Но появились специальные сайты,  на которых можно смотреть видео небольшого размера. Тематика видео обычно самая разная и серьёзно обучиться там вряд ли получиться. Пример такого сайта может служить www.youtube.com , www.skillоpedia.ru. Как правило на таких сайтах, можно самому размещать своё видео, которое обычно снимается с телефона, и камеры с малым количеством пикселей. Для того что бы иметь возможность просмотра роликов данного типа (обычно они хранятся в видео формате flv), необходим Adobe Flash Player, на данный момент последней версией является 10. Скачать Flash Player можно с официального сайта разработчиков www.adobe.com, так как плеер получил бесплатное  распространение, скачать его может каждый, по размер Flash Player не превышает одного мегабайта. Пример сайта, с видео уроками можно увидеть на рисунке 2.

 

 

Рисунок 2- Пример сайта, с обучающим видео

 

Самый распространенный тип электронных руководств, руководства  сделанные по типу «книга». То есть, структурно  будет походить на книгу, возможно даже и по виду.

В свою очередь они  делятся на виды:

Классическое электронное  учебное пособие (ClassicTutorials) После вступления обучаемые проходят через серию тем, каждая из которых обучает какой-либо концепции или навыку с всевозрастающей сложностью. В конце этой последовательности – обобщение и тест. Внутри тем находятся примеры и практические задания. Для обучения базовым знаниям и умениям в атмосфере безопасности, доверия и отсутствия раздражителей.

Книгоподобная структура (Book-likeStructure) Урок организован как иерархия общих и частных областей. Обучаемые могут осуществлять навигацию последовательно, как будто листая страницы, попадая в отдельную (частную) тему, либо через индекс или таблицу контента (главное меню). Для предметов с прозрачной, ясной структурой, особенно если уроки будут использоваться для освежающего знания обучения или синхронного обучения.

 После вступления  и подготовки, обучаемый вовлекается  в разнообразные виды учебной  деятельности, связанные с целями  центрального сценария. Для обучения сложным концепциям, волнующим или тонким вопросам, которые требуют насыщенного взаимодействия с компьютером или другими обучаемыми. 

Основные обучающие  учебники (EssentiallearningTutorials) После вступления обучаемые проходят через серию тестов до тех пор, пока не достигнут пределов своего знания. Затем они помещаются в основной поток традиционного электронного учебного пособия, которое оканчивается обобщающим заключением и тестом. Для того, чтобы дать возможность нетерпеливым ученикам не останавливаться на темах, которые они уже знают.

Исследовательские учебники (ExploratoryTutorials) Ученики сами добывают знания. Они осуществляют навигацию по электронному документу, базе данных или веб-сайту, преследуя определенные учебные цели. Они могут использовать специальный индекс или механизмы навигации. Когда обучаемый достиг своей цели, он читает заключение и проходит тест. Для обучения самостоятельному обучению и развитию навыков навигации в комплексных электронных информационных ресурсах.

Предмет со специфичной структурой (SubjectspecificStructure) Свободная структура, в которой каждая тема, активность или страница может потенциально привести к любой другой. На практике структура организована логической организацией предмета или сценарного потока. Для предметов, имеющих особо выраженную структуру, и для моделирования влияния других структур на изучаемый предмет.

Электронные руководства  отличаются не только структурой, но и  форматом в котором они «читаются».Так  же весьма распространенный формат электронных документов pdf.

Ранее очень распространенные документы созданные  html (языком разметки гипертекста). Большинство  веб-страниц создаются при помощи языка HTML (или XHTML). Язык HTML интерпретируется браузером и отображается в виде документа, в удобной для человека форме. HTML создавался как язык для обмена научной и технической документацией, пригодный для использования людьми, не являющимися специалистами в области вёрстки. HTML успешно справлялся с проблемой сложности SGML путём определения небольшого набора структурных и семантических элементов — дескрипторов. Дескрипторы также часто называют «тегами».

С помощью HTML можно легко  создать относительно простой, но красиво  оформленный документ. Помимо упрощения  структуры документа, в HTML внесена  поддержка гипертекста. Мультимедийные возможности были добавлены позже. Изначально язык HTML был задуман и создан как средство структурирования и форматирования документов без их привязки к средствам воспроизведения (отображения). В идеале, текст с разметкой HTML должен был без стилистических и структурных искажений воспроизводиться на оборудовании с различной технической оснащённостью (цветной экран современного компьютера, монохромный экран органайзера, ограниченный по размерам экран мобильного телефона или устройства и программы голосового воспроизведения текстов). Однако современное применение HTML очень далеко от его изначальной задачи. Например, тег <TABLE>, несколько раз использованный для форматирования страницы, которую вы сейчас читаете, предназначен для создания в документах самых обычных таблиц, но, как можно убедиться, здесь нет ни одной таблицы. С течением времени, основная идея платформонезависимости языка HTML была отдана в своеобразную жертву современным потребностям в мультимедийном и графическом оформлении.

Формат PDF позволяет внедрять необходимые шрифты (построчный текст), векторные и растровые изображения, формы и мультимедиа-вставки. Поддерживает RGB, CMYK, Grayscale, Lab, Duotone, Bitmap, несколько  типов сжатия растровой информации. Имеет собственные технические форматы для полиграфии: PDF/X-1, PDF/X-3. Включает механизм электронных подписей для защиты и проверки подлинности документов. В этом формате распространяется большое количество сопутствующей документации. Portable Document Format (PDF) — кроссплатформенный формат электронных документов, созданный фирмой Adobe Systems с использованием ряда возможностей языка PostScript. Чаще всего PDF-файл является комбинацией текста с растровой и векторной графикой, реже — текста с формами, JavaScript'ом, 3D-графикой и другими типами элементов. Информационные объёмы двух одинаково выглядящих на экране PDF-документов могут значительно отличаться. Очень часто файл pdf представляет собой набор отсканированных страниц, разного качества. Ещё один вид – это интерактивные пособия. На первый взгляд, можно не увидеть отличие между интерактивным и обычным руководством. Но в них пользователь может взаимодействовать с книгой, например нажав на картинку, он может увидеть анимацию. Такие учебники создаются на основе технологии Основной недостаток Flash-приложений — чрезмерная требовательность к ресурсам процессора. Недостаточная мощность компьютера может повлиять на производительность операционной системы в целом, либо привести к искажению результатов работы Flash-приложения, связанных с отображением анимации или подсчётом времени. Иногда это связано с недостатками программного обеспечения отвечающего за обработку Flash-компонентов, либо низким качеством самого Flash-приложения. Другой важный недостаток заключается в том, что не всегда есть возможность запустить Flash-приложение, либо она связана с некоторыми трудностями (например, необходимо установить плагин или обновить его до последней версии). Некоторые пользователи (или системные администраторы в рамках целой сети) отключают в настройках браузера возможность загружать контент, обрабатываемый плагинами или загружаемый во фреймах в целях информационной безопасности (в связи с возможной угрозой со стороны контента, например, перехват буфера обмена), экономии системных ресурсов, или для избавления от надоевшей рекламы. В Интернете можно найти сайты, полностью оформленные в виде Flash-приложения (весь контент, а также элементы навигации). Обычно это сайты, посвящённые играм, дизайнерские студии, личные странички и прочие сайты, целью которых является поразить посетителя красотой и необычностью реализации. Крупные порталы и информационные ресурсы стараются избегать использования Flash (за исключением вставки рекламных баннеров, невозможность вывода которых не вызывает неудобств для пользователя).

 

 

 

 

1.3 Обоснование необходимости и цели разработки проекта

 

Так как в наше время  компьютерные технологии чрезвычайно  распространены, а локальные сети являются их непосредственной частью, появляется проблема в доступном  изучении сетей.

Необходимы руководства,  позволяющие на доступном языке  овладеть нужными минимальными знаниями по созданию и настройке сети и  применять их в будущем. Для распространения  потребуется сайт, и хостинг, на котором  собственно и будет находится  сайт с электронным пособием.

Чтобы пользователям, которые  захотят скачать данное пособие, было комфортабельней, необходимо:

- обеспечить минимальный  размер электронного руководства,  так как Интернет есть даже  не во всей России, то при  большом размере скачивать руководства будет весьма мало желающих. Проведя опрос на игровом форуме, в соответствующем разделе,  было установлено, что оптимальным размером файла, которым является книга, будет примерно от 500 килобайт до 10 мегабайт;

- создание условий,  при которых потребуется минимум телодвижений для получения доступа к скачиванию;

- интерфейс, который  будет «дружелюбен» с пользователем,  и не будет отпугивать своей  сложностью. Так как ориентация  электронного руководства, будет  направлена непрофессиональных  пользователей, то слишком загруженный и непонятный интерфейс, который потребует, больше разъяснений чем сам объём руководства, может отпугнуть предполагаемую публику;

- обеспечить в будущем  защиту сайта, от возможных  вторжений и атак. Интернет это  не только место где много  нужной информации, а так же место где много людей которые захотят эту информацию заполучить, что бы этого не произошло необходим ряд определённых мероприятий.

 

1.4 Постановка технического задания

 

Главной задачей  проекта  является создание электронного руководства, по которому можно будет, произвести самообучение по компьютерным сетям. Учебник будет направлен на широкую аудиторию, и поэтому в нём не будет использоваться сложной терминологии, которая не будет, понятно обычному пользователю.

 Интерфейс, должен  будет занимать минимум места и гармонировать с учебником, что бы не отвлекать пользователя от изучаемого материала, но и при этом быть удобным. Так же, размер не должен быть больше среднестатистического электронного пособия, это позволит сэкономить трафик, пользователям сети Интернет, и не сильно загружать жёсткий диск пользователя.

Формат в котором  будет распространяться электронное  пособие, в идеале должен быть встроенным в операционную систему, или быть лёгкий в доступе. Это позволит пользователям  сосредоточится только на изучении материала, и не отвлекаться на остальные вещи.

Электронное пособие  в последствии должно будет загружено  в Интернет, на определённый сайт, для  свободного распространения 

Целью является расчёт экономической  целесообразности электронной книги. Для этого необходимо учесть множество факторов. Трудоёмкость работ, амортизационные отчисления, заработная плата, затраты на электроэнергию и оборудования.

 

2 РАЗРАБОТКА WEB-ПРОЕКТА

 

1.  Обоснование проектных решений

 

В качестве среды разработки электронного руководства была выбрана программа Adobe Flash CS 4.

Adobe Flash позволяет работать с векторной, растровой и ограниченно с трёхмерной графикой, а также поддерживает двунаправленную потоковую трансляцию аудио и видео.

В качестве основных средств разработки используются пакеты Adobe Flash Professional и Adobe Flash Builder 4 , позволяющие создавать интерактивные приложения (в том числе, веб-приложения, игры и мультфильмы). Стандартным расширением для скомпилированных Flash-файлов (анимации, игр и интерактивных приложений) является .SWF (Shockwave Flash) или Small Web Format.

Видеоролики в формате Flash представляют собой файлы с расширением FLV (при этом Flash в данном случае используется только как контейнер для видеозаписи). Расширение FLA соответствует формату рабочих файлов в среде разработки.

Flash-контент воспроизводится с помощью целого ряда программных средств, но доминирующее положение на рынке занимает официальный Adobe Flash Player, распространяемый в качестве бесплатного плагина (программный модуль, позволяющий расширить функциональные возможности программного обеспечении) для большинства современных браузеров. Также SWF-файлы можно просматривать с помощью различных свободных плееров, например, Gnash или swfdec. FLV-файлы воспроизводятся через Adobe Flash Player или через мультимедийные проигрыватели, такие как Quicktime и Windows Media Player, при наличии соответствующих плагинов.

В основе Flash лежит векторный морфинг, то есть плавное «перетекание» одного ключевого кадра в другой. Это позволяет делать сложные мультипликационные сцены, задавая лишь несколько ключевых кадров для каждого персонажа.

Главными достоинства Adobe Flash являются:

- компактность - файлы хранящие графику Shockwave/Flash, очень компактны;

- векторная графика занимает значительно меньше места чем растровая;

- файлы Shockwave/Flash сжимаются с помощью довольно сильного алгоритма.

Flash при сохранение в формате Shockwave/Flash оптимизирует графику, удаляя из нее те части, которые гарантированно в любом случае будут выводиться на экран. Файл формата Shockwave/Flash хранит в себе графику, анимацию, сценарий ActionScript, а также растровую графику, видео и звук, созданные в других программах и импортированные во Flash, причем хранится все это в оптимизированном и сжатом виде. Такие файлы имеют расширение swf. Этот формат поддерживается очень многими графическими пакетами и программами для работы с видео. Несмотря на это, до сих пор веб-браузерами непосредственно не поддерживается. Поэтому для просмотра графики Shockwave/Flash требуется дополнительная программа — проигрыватель Flash.

Безопасность - посмотреть как устроены файлы Shockwave/Flash, значительно труднее. После того как, будет выполнено сохранение изображения Flash в этом формате, оно превращается в вещь в себе, которую можно только рассматривать, но ни как не изменять, в отличии от JavaScript или Html любой версии.

Универсальность - если первый веб-дизайнер был вынужден для решения поставленной задачи пользоваться сразу несколькими пакетами и несколькими интернет - технологиями, зачастую плохо работающими совместно друг с другом, то второму для этого было достаточно одного только Flash. Вдобавок, первому веб-дизайнеру придется заботиться о том, чтобы на компьютерах посетителей его сайта стояло программное обеспечение, необходимое для проигрывания анимации. Для просмотра изображений Flash нужна только одна программа проигрыватель, а ей как говорят оснащены сейчас 95% всех компьютеров в мире.

Виды графики создаваемые с использованием Flash.

- рекламные баннеры и кнопки, содержащие анимацию;

- интерфейсы для различных интернет-сервисов, например интернет-магазинов;

- учебные, рекламные, художественные фильмы, в том числе и помещаемые веб-страницы;

- небольшие программы, помещаемые на веб-страницы;

- полноценные веб-сайты, в основном, развлекательные и околокультурные.

Всё это возможно сделать благодаря широкому спектру инструментов, которые можно увидеть на рисунке 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Панель инструментов в Adobe Flash

 

Но всё же главным  инструментом во всех версия Adobe Flash, является линия времени (Timeline).Линия времени отражает последовательность этих кадров — то, как они по времени появляются в клипе. Благодаря этому инструменту и создаётся вся анимация. Рассмотрим ее возможности подробнее на рисунке 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 – Инструмент Линия времени

 

Маркер (красный прямоугольник над шкалой кадров) — указывает на текущий кадр, который данный момент показан в окне. Если кликнуть на соседний или любой другой кадр, маркер перейдет на него, а на сцене появится изображение, соответствующее данному фрейму.

Слои — слева на Timeline располагается перечень слоев, а под ними — ряд кнопок-пиктограмм.

Шкала кадров — это та область панели линии времени, где мы работаем над ключевыми и обычными кадрами. Следует иметь в виду, что у шкалы кадров есть контекстное меню, вызываемое нажатием правой мыши. С помощью этой шкалы мы можем управлять анимацией, задавая тот или иной тип, добавляя, удаляя и перемещая кадры.

Информационная строка — данная строка с пиктограммами располагается под шкалой кадров и позволяет как управлять проигрышем клипа при отладке анимации, так и просматривать основные параметры клипа.

 

 

 

 

 

2.2 Жизненный  цикл

 

ЖЦ - непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о его создании и заканчивается в момент его изъятия из эксплуатации.

Этапы жизненного цикла:

- определение задачи;

- проектирование структуры электронного руководства;

- создание электронного руководства;

- эксплуатация (вывод в сеть);

- ликвидация или пересоздание.

Для данного проекта была выбрана каскадная модель с обратной связью. Процесс выполнения реализуется с помощью упорядоченной последовательности шагов. В модели предусмотрено, что каждая последующая фаза начинается лишь тогда, когда полностью завершено выполнение предыдущей фазы Каждая фаза имеет определенные критерии входа и выхода: входные и выходные данные. На рисунке 5 можно увидеть схему данной модели.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5 – Каскадная модель с обратной связью

Процесс определения задачи — определяются требования для информационной предметной области, предназначение, линии поведения, производительность и интерфейсы. (В случае необходимости в процесс также включено функциональное распределение системных требований к аппаратному и программному обеспечению.).

Процесс проектирования структуры— разрабатывается и формулируется логически последовательная логической системы, включая структуры данных, интерфейсные представления и процессуальную (алгоритмическую) детализацию.

Процесс создания — в результате его выполнения эскизное описание структуры превращается в полноценный продукт. То есть, идёт воссоздание структуры, уже на реальном уровне.

Процесс эксплуатации и поддержки - подразумевает запуск пользователем руководства, включая предоставление технической помощи, обсуждение возникших вопросов с пользователем, внесение изменений, а также корректирование или устранение ошибок.

Процесс вывода из эксплуатации — вывод существующей системы из ее активного использования либо путем прекращения ее работы, либо благодаря ее замене новой системой или модернизированной. Далее следует решить, что дальше следует делать с ресурсом - ликвидировать, так как все цели достигнуты, миссия выполнена (либо наоборот организация ресурса была неэффективной, миссия недостигнута (провалена) и надежд на улучшение ситуации больше нет). Или же обновить ресурс, выстроить новую систему целей и ценностей, создать пособие в соответствии с объективными реалиями, то есть произвести реорганизацию учебного пособия.