Стёпин Владислав Игоревич

Студент 4-го курса, специальность «Системотехника»

Харьковский Национальный Университет Радиоэлектроники

Украина, г. Харьков

Горбатенко Богдан Владимирович

Студент 4-го курса, специальность «Системотехника»

Харьковский Национальный Университет Радиоэлектроники

Украина, г. Харьков

Иванов Валерий Геннадиевич

Кандидат технических наук, профессор кафедры «Системотехники»

Харьковский Национальный Университет Радиоэлектроники

Украина, г. Харьков

  Аннотация: Статья посвящена системе автоматизации процесса учёта посещений. Рассматриваются принципы построения сложных систем, методы хранения, обработки, и защиты пользовательской информации. Разработанный подход может уникально применятся как в образовательной, так и в рабочей среде, систематически или одноразово.

  Ключевые слова: автоматизация, база данных, образование, учёт, посещение.

  Каждое учебное заведение работает по своему внутреннему плану, однако есть правила, которых придерживаются все, например фиксация посещений учащихся на занятиях. Заполнение журналов учебных групп отнимает у преподавателя учебное время, особенно когда количество учащихся в аудитории велико. Система, автоматизирующая этот процесс – первая, использующая методы онлайн-регистрации людей посредством их присутствия в определенной зоне, в образовательной сфере. Она предназначена для облегчения работы преподавателя, ведения электронной отчетности и базы данных посещений с возможностью экспорта данных в сторонние ресурсы. Основная направленность системы – предоставление учащимся возможности самостоятельно отметиться при помощи их мобильных устройств, что сводит к минимуму временные затраты проверку посещаемости. 

  Сегодня уже разработаны технологии, способные автоматизировать практически любой процесс из жизни человека. Однако, у них есть существенные недостатки, связанные с безопасностью, использованием в разных регионах и культурах, необходимостью наличия компьютеров или мобильных устройств, или владением специальными знаниями для выполнения даже повседневных задач.

  Автоматизация посещений людьми своих рабочих мест имеет длинную историю. Начиная с пропускных карточек, которые пробивались в специальных автоматах, фиксирующих время, заканчивая электронными пропусками, которые сегодня используются в большинстве офисов крупных компаний. Однако такой подход связан с дополнительными затратами в виде покупки специального считывающего оборудования и созданием специальных магнитных пропусков. Учитывая уже существующие решения, предлагается клиент-серверная система, которая умеет использовать собственный смартфон в качестве устройства считывания информации и код преподавателя, в качестве пропуска на занятие. Будучи студентами, мы видим, что на учёт посещения учащихся отводится от пяти до десяти минут занятия (а иногда и больше), что не целесообразно, ибо тратиться время, которые можно уделить на предоставление знаний учащимся. Благодаря такой системе, это время можно уменьшить с пяти-семи до одной или двух минут.

  Цель системы – снижение временных затрат на учёт учащихся во время занятия и ведение полной отчетности о посещениях. Функционал системы разбит по основным ролям: учащиеся, преподаватели и администраторы. В качестве примера взять существующий сервис с более широким функционалом, зарекомендовавший себя на рынке. Данная система существенно упрощает процесс учёта посещений, делает информацию о посещениях легко-читаемой и доступной как преподавателям, так и работникам университетов [1].

  На данный момент, самые распространённые способы ведения учёта пользователей – офлайн и онлайн. Онлайн способы гораздо эффективнее и дешевле за счёт отсутствия дополнительных потребностей, например, в виде магнитных карт. Офлайн способы же, в свою очередь, предоставляют надежность своих методов. Администратор такой системы будет уверен в том, что человек находится на своём месте, раз он воспользовался своей картой. Учитывая рост пользователей в сети Интернет и стремительное повышение компьютерной грамотности населения за счёт появления мобильных устройств, возрастает потребность в онлайн-системах. Количество пользователей в такой системе не ограничено, легко расширяемо и требует минимум усилий на поддержку и ведение [2]. Анализируя различные онлайн-сервисы можно выделить лучшие их черты и составить список требований к разрабатываемой системе. Первое, простота – интерфейс системы должен быть понятен и легок в использовании. Второе, скорость – система должна работать без заметных задержек как с мобильных устройств, так и компьютеров. Третье, удобство – дизайн системы должен быть адаптивен и выполнен в стиле минимализма, ключевые элементы должны быть быстро достижимы. Четвертое, отказоустойчивость – система должна учитывать и обрабатывать все возможные ошибки. Пятое, надежность – система должна обеспечивать безопасность хранимых персональных данных и шифрование каналов связи [3].

  Функциональность системы реализована основными бизнес-процессами, такими как – отметиться студенту и проверить это действие преподавателю. Для реализации такого алгоритма потребовалось создание общей базы данных, отдельных интерфейсов для разных ролей пользователей и функциональных механизмов обработки информации. Каждый пользователь в системе должен быть зарегистрирован. В форме регистрации для учащегося пользователь оставляет следующие данные: имя, фамилию, адрес электронной почты, пароль и учебную группу. Данные аккаунты должны быть подтверждены администратором, чтобы избежать регистрации лиц, не относящимся к учебному процессу. Аккаунты преподавателей будут созданы администратором и выданы на руки.

  Для начала работы в системе пользователю необходимо быть подключенным к Интернету и авторизоваться под своим аккаунтом. Чтобы отметиться на занятии, учащемуся необходимо просканировать код преподавателя при помощи своего смартфона. В коде зашифрована динамично-изменяющаяся ссылка, по которой, учащийся может подтвердить своё присутствие на занятии. В момент, когда система регистрирует переход конкретного пользователя, его время и то, у какого преподавателя отметился учащийся. 

  У преподавателя в аккаунте появляется список учащихся, которые выполнили данную операцию. Эти списки хранятся в базе данных в отсортированном виде с возможностью доступа в любое время. Также преподавателю доступна подробная статистика самих посещений, времени и устройств, использованных учащимися.

  База данных состоят из основных сущностей: пользователи, занятия, динамичные ссылки, статистика. Для безопасности данных имена таблиц начинаются с префиксов [4]. Перед отправкой данные будут проверены на соответствие типов информации и содержание. При отправке они будут зашифрованы. Поля всех таблиц оптимизированы под хранящиеся значения на этапе проектирования и создания. Наличие маленького количества таблиц – спорное решение, с одной стороны – это удобно при составлении запросов, так как потребуется вызывать БД лишь один раз. С другой стороны – данные следует разделить по смыслу, что обеспечит безопасное хранение и понятные таблицы. Выбор был сделан в сторону скорости. В данном решении используется база данных MySQL за её гибкость и поддержку необходимых технологий расширения, хранения и доступа к данным.

  Языком разработки выбран PHP за его надежность, скорость работы с базами данных и сервером [5]. Чтобы ограничить выполнение некоторых функций и сделать их использование корректным для пользователя используется JavaScript. Чтобы повысить надежность и читаемость программного кода – необходимо создать конфигурационные файлы, хранящие программные константы, что позволяет повторно использовать код. Отделение верстки от кода достигается за счет использования tpl файлов-шаблонов. В файлах верстки оставим лишь js код, который будет отвечать за post-запрос, отправляющий данные из формы в файл-обработчик, написанный на PHP. Для обеспечения гибкости системы и возможной будущей модернизации используется MVC-модель, отделяющая реализацию системы от её компонентов, посредством разграничения файлов.

  Таким образом, представленная система позволяет существенно сократить время на проведение перекличек и прочих действий, отнимающих время от общего времени занятий, а также вести учёт посещений и статистику. Его достоинства состоят в том, что это первая система учёта пользователей в образовательной сфере, который не требует дополнительных затрат в виде покупки специального оборудования, или оснащение учащихся магнитными картами. Дизайн системы интуитивно понятен и прост, что снижает время на его освоение и внедрение в учебный процесс. Из недостатков: не является общепризнанным или популярным ресурсом, требует наличие администратора для ведения учёта пользователей, не может применяться без наличия Интернет-соединения. 

  Данную систему возможно развивать, добавляя новые возможности, которые облегчат работу с ресурсом. Это может быть добавление расписаний занятий для дополнительной верификации посещений, нотификаций внутри системы, ведения общего чата, планирование событий, и множество других функций. Также планируется разработать новые методы отметится на занятии, по присутствию и локации смартфона, однако такой подход вызывает ряд других проблем, связанных с безопасностью. Это повлечет за собой нагрузку на систему и более сложный интерфейс, что негативно повлияет на такие факторы, как простота и скорость, хотя данные решения имеют и свои преимущества.

Литература:

1. Береза А.М. Основы создания информационных систем [текст] / А.М. Береза – К.:Лань, 2001. – 203 с.

2. Купер А., Интерфейс. Основы проектирования взаимодействия. 4-е изд. [текст] / А. Купер, Р. Рейман, Д. Кронин, К. Носсед – СПб.: Питер, 2017. – 720 с.

3. Смит Д.М., Элементарные шаблоны проектирования [текст] / Д.М. Смит, – М.: Вильямс, 2013. – 304 с.

4. Белл Ч., Обеспечение высокой доступности систем на основе MySQL [текст] / Б.Чарльз, М. Киндал – СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – 624 с.

5. Никсон Р. Создаем динамические веб-сайты с помощью PHP, MySQL и JavaScript [текст] / Р. Никсон, - СПб.: Эксмо, 2011. – 688 с.