Проектирование информационной системы подбора курсов профессиональной переподготовки

Таблица 2.4. Классы верхнего уровня отологии профиля пользователя

Наименование класса	Описание класса
Роли	Функция, которую пользователь выполняет в деятельности в сообществе
Идентичность	Основная информация о пользователях посредством единой идентификации с использованием персональных данных, таких как имя, фамилия, информация о месте жительства В этот класс также может быть включена личная информация, такая как дата рождения, пол, семейное положение и т. д.
Взаимодействия	Явные и неявные отношения с другими сообществами и людьми. Устройства, которые пользователь может использовать.
Навыки	Навыки и компетенции пользователя в области знаний через образовательные и профессиональные знания пользователя, предоставленные его биографическими данными или взаимодействиями с сообществом.
Интересы	Интересы, связанные с обучением/работой пользователя, в области знаний пользователя

Глава 3. Проектирование информационной системы

На основе результатов анализа проведенного выше, необходимо:

- сформулировать функциональные требования к ИС и требования к ее архитектуре;

- выполнить проектирование базы знаний (БЗ) и базы данных (БД);

- выполнить разработку макетов пользовательского интерфейса.

3.1 Формирование требований к проектируемой ИС

Основным требованием работы является учет интересов пользователей при подборе курсов профессиональной переподготовки.

По результатам проведенного анализа в главе 1 и 2:

1. Использование проектируемой ИС предполагается следующими категориями пользователей:

а) неавторизованный пользователь - любой пользователь сети Интернет;

б) пользователь ИС - авторизованный пользователь в системе;

в) администратор ИС - имеет доступ ко всей функциональности ИС, отвечает за работоспособность ИС.

2. ИС должна выполнять следующие функции:

Для всех типов пользователей:

- регистрация и авторизация;

- подбор курса с использованием поиска по ключевым словам;

- просмотр результатов подбора;

- сортировка результатов подбора;

- задание фильтров для результатов подбора;

- просмотр информации по выбранному курсу.

Для авторизированного пользователя дополнительно доступно:

- редактирование профиля;

- сохранение и удаление результатов подбора;

- добавление и удаление курса в избранное;

- возможность оценить курс: оставить отзыв, поставить оценку.

Для администратора дополнительно доступно:

- управление ИС (редактирование базы знаний, редактирование профиля пользователя (логина и пароля)).

Функциональные требования ИС представлены в виде диаграмм вариантов использования в нотации UML: диаграммы для неавторизованных пользователей ИС (рис. 3.1), общей (рис. 3.2). Данные диаграммы отражают функциональные особенности, которые позволят сделать проектируемую ИС более удобной в использовании.

Для хранения статической информации (регистрационные данные, личные данные пользователя) используется реляционная БД, а для хранения динамической информации (просмотренные Интернет-ресурсы пользователем по курсам, его интересы пользователя и т.д.) используется БЗ, основанная на онтологиях, проектирование которой приводится ниже. Описания прецедентов диаграмм вариантов использования приведены в приложении Б.

Рис. 3.1. Диаграмма вариантов использования для неавторизованных пользователей ИС



Рис. 3.2. Общая диаграмма вариантов использования

3.2 Описание поведения ИС

С помощью диаграмм вариантов использования было определено, что должна выполнять ИС подбора курсов профессиональной переподготовки. Для описания поведения ИС воспользуемся диаграммами активности прецедентов, проектирование которых приведено в приложении В.

Более подробно рассмотрим процесс подбора курсов профессиональной подготовки для авторизованных пользователей.

Для этого выделим в качестве акторов: ПС и компоненты проектируемой системы: модуль поиска, модуль формирования рекомендаций и БЗ. В ходе этого процесса:

1. Пользователь вводит запрос на естественном языке и выполняет действие:

- вариант 1: устанавливает отметку «Не учитывать мой профиль». Если пользователь осуществляет подбор курса не себе;

- вариант 2: не устанавливает отметку «Не учитывать мой профиль». Пользователь осуществляет подбор курсов для себя.

Далее пользователь передаёт запрос на подбор курса.

2. Модуль поиска перестраивает и расширяет пользовательский запрос, выявляя синонимию и семантические связи слов, используя:

- вариант 1: онтологию предметной области;

- вариант 2: онтологии предметной области и профиля пользователя.

3. Модуль поиска передает сформированный уточненный запрос в ПС.

4. ПС осуществляет поиск в соответствии с запросом и возвращает результат запроса в модуль поиска.

5. Модуль поиска извлекает данные согласно онтологии ресурсов информации и предметной области и передает данные в модуль формирования рекомендаций.

6. В модуле формирования рекомендаций:

- вариант 1: данные не обрабатываются;

- вариант 2: данные подвергаются дополнительной обработке согласно онтологии профиля пользователя.

Далее модуль формирования рекомендаций выводит список найденных курсов пользователю.

7. Пользователь просматривает результат подбора курсов.

Взаимодействие пользователя и различных компонентов ИС для подбора курсов профессиональной переподготовки с учетом интересов пользователя представлено в виде диаграммы последовательностей (рис. 3.3). На данной диаграмме отражено содержание запросов, которые передают друг другу акторы.



Рис. 3.3. Диаграмма последовательности действий подбора курсов профессиональной переподготовки

3.3 Требования к архитектуре проектируемой ИС

По результатам проведенного анализа в главах 1 и 2, а также исходя из того что подбор курсов профессиональной переподготовки осуществляется в сети Интернет, к архитектуре ИС предъявляются следующие требования:

- проектируемая ИС должна иметь распределенный характер: функции системы распределяются по различным компонентам системы, которые могут выполняться на различных узлах сети (серверах), данные получаются из различных источников и хранятся в БД и БЗ системы;

- на компьютер пользователя не должно устанавливаться никакое дополнительное программное обеспечение.

Исходя из перечисленных требований, архитектура ИС должна включать тонкий клиент (веб-браузер), сервер приложений, на котором располагается вся логика проектируемой ИС, и сервер для хранения статических и динамических данных проектируемой ИС. Таким образом, проектируемая система представляет собой частный случай трёхслойной архитектуры [24].

В качестве основы архитектуры проектируемой ИС подбора курсов профессиональной переподготовки воспользуемся структурой, описанной в работе [29] для системы, основанной на онтологии, внеся в неё изменения, ориентированные на решение задач данной работы.

Благодаря разделению функций системы на взаимодействующие друг с другом компоненты, увеличивается ее надежность, а также выполняется распределение нагрузки между серверами.

С учетом перечисленных особенностей проектирования архитектура ИС подбора курсов профессиональной переподготовки (рис. 3.4) включает следующие слои:

1. Слой интерфейса отвечает за взаимодействие пользователя с ИС. клиентом и веб-сервером осуществляется по защищённому протоколу HTTPS.

2. Слой приложения содержит модули для выполнения основных функций проектируемой ИС подбора курсов профессиональной переподготовки с учетом интересов пользователя: модуль поиска информации и модуль формирования рекомендаций. Для управления ИС администратором используется модуль администрирования.

3. Слой хранения данных предназначен для работы с данными: БД для хранения логина/пароля пользователя, статической информации, а также масштабируемая БЗ для хранения онтологий, так как в ходе развития ИС предполагается расширение предметной области.

Рис. 3.4. Основные элементы ИС подбора курсов профессиональной переподготовки

3.4 Проектирование базы знаний ИС

В качестве подхода выбранного в параграфе 2.1 БЗ проектируемой системы включает: онтологию источников информации, онтологию предметной области и онтологию профиля пользователя.

Порядок применения онтологий в процессе подбора курсов профессиональной подготовки состоит из следующих этапов (рис. 3.5):

1. Пользовательский запрос подвергается преобразованию и расширению в соответствии с данными, извлечёнными из онтологий, описывающих предметную область и профиль пользователя, и передается в ПС. Например, в онтологии можно найти по одному понятию, указанному в запросе (например, «менеджмент»), все понятия, относящиеся к этому направлению подготовки, синонимы и, таким образом расширить условия поиска. Как результат пользователь может получить информацию не только о курсах, в названии которых есть этот термин («менеджмент»), но и о курсах, где он в явном виде не указан или использовано, например, понятие «управление». Таким образом, обращение к онтологии позволяет автоматизировать работу пользователя, избавляет пользователей от необходимости формировать различные запросы с учётом синонимии понятий, различий в именовании объектов.

2. Результаты поисковой выдачи обрабатываются в соответствии с описаниями, содержащимися в онтологии источников информации. Для разбора страниц, имеющих различную структуру, могут использоваться разные программные средства. Онтология служит «справочником», позволяющим определить, каким образом должна выполняться обработка данных, где на полученной странице и в каком формате размещена интересующая пользователя информация (документы, программы курсов и пр.).

3. Далее выполняется извлечение и обработка данных с учетом онтологий предметной области и профиля пользователя, на основе чего формируется «фильтр», используя семантику понятий, их связей в модели предметной области. Например, если пользователя интересуют курсы по информационным технологиям, где в программы включены темы, связанные с метамоделированием, то будут отброшены все программы, где термин «метамоделирование» используется в другом контексте (например, будут отброшены курсы по нейролингвистическому программированию (NLP)).

4. В результате формирован список курсов с учетом онтологии профиля пользователя.

Рис. 3.5. Схема использования онтологий при подборе курсов профессиональной переподготовки

Если профиль пользователя не учитывается при подборе курсов профессиональной переподготовки, то на этапе 1 и 3 обращение к онтологии профиля пользователя не осуществляется.

В качестве онтологии источников информации воспользуемся разработанной онтологией структуры веб-страницы [12]. Данная онтология включает следующие уровни (рис. 3.6): уровень веб-сайта и уровень веб-страницы. Уровень веб-сайта описывает основные страницы сайта и их связи меду собой. Уровень веб-страницы описывает информационные блоки и их взаимосвязи.



Рис. 3.6. Фрагмент двухуровневой OWL онтологии описания веб-страницы Сост. по источнику: Ланин В. В. Онтология структуры веб-страниц / В. В. Ланин, Р. А. Нестеров // В кн.: Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Знания - Онтологии - Теории» (ЗОНТ-2015), 6-8 октября 2015 г., Новосибирск Т. 1. Новосибирск: Институт математики им. С.Л. Соболева СО РАН. - 2015. - С. 180.

Для проведения этапа проектирования онтологии предметной области необходимо систематизировать знания о ней и выделить факты и понятия, необходимые для извлечения и дальнейшей обработки.

Предметной онтологией данной работы являются курсы профессиональной переподготовки.

По результатам анализа курсы профессиональной переподготовки можно классифицировать по:

- направлению обучения;

- форме обучения;

- уровню необходимого образования;

- выдаваемому документу;

- месту проведения.

На основании направления обучения (наиболее часто встречающиеся категории направлений) можно выделить классы:

- менеджмент;

- экономика;

- юриспруденция;

- информационные технологии;

- бизнес-обучение и т.д.

В таблице 3.1 приведены характеристики выбранных направлений обучения.

Таблица 3.1. Классификация направлений обучения

Направление обучения	Определение	Пример курса
Менеджмент	Курсы подготовки управляющего персонала	- Государственное и муниципальное управление; - Управление персоналом и др.
Экономика	Курсы подготовки специалистов в экономической и финансовой сфере	- Бухгалтерский учет; - Управление финансами и др.
Юриспруденция	Курсы подготовки специалистов в сфере права	- Арбитражное управление; - Правовое обеспечение профессиональной деятельности и др.
Информационные технологии	Курсы подготовки специалистов ИТ	- Информационные системы в экономике; - Бизнес-информатика и web-программирование и др.
Бизнес-обучение	Курсы подготовки специалистов стратегического уровня	- Управление финансами фирмы; - Мастер Делового Администрирования и др.

Онтология предметной области не ограничивается перечисленными классами и может быть расширена и/или изменена в ходе эксплуатации проектируемой ИС.

Для направлений обучения из таблицы 3.1 выделим атрибуты, отражающие их свойства:

- наименование курса;

- длительность обучения;

- стоимость обучения.

На основании формы обучения выделить:

- очное;

- очно-заочное;

- заочное;

- дистанционное.

На основании уровня необходимого образования:

- высшее;

- среднее.

На основании места проведения:

- Регион (место проведения курсов для очной, очно-заочной и заочной форм обучения);

- Интернет (Интернет-платформы для дистанционной формы обучения).

На основании навыков, которые формируются в процессе обучения:

- экономические;

- IT-компетенции;

- управленческие и т.д.

После выполнения проектирования онтологии необходимо выбрать среду наиболее подходящую для разработки. На основании результатов сравнительного анализа редакторов онтологии, проведенного в работе С.К. Филипсон [25], было принято решение, что проектирование онтологии предметной области будет выполняться в редакторе онтологий Protйgй. Основными преимуществами данного редактора над остальными является бесплатный доступ к программе, возможность импорта/экспорта в различные форматы, наличие множества функций (аналогов функций платных редакторов), а также простота в использовании интерфейса.

В результате получена онтология предметной области «Курсы профессиональной переподготовки» (рис. 3.7). Данная онтология описывает фрагмент предметной области по направлению обучения, подробное описание приведено в приложении Г.



Рис. 3.7. Фрагмент онтологии предметной области «Курсы профессиональной переподготовки»

В параграфе 2.3 была рассмотрена онтология профиля пользователя. Выполним проектирование структуры профиля пользователя с учетом требований данной ИС (табл. 3.2).

Таблица 3.2. Структура профиля пользователя

Категории	Описание
Образование	Содержит информацию об образовании пользователя и организации, которая предоставляла образовательные услуги (где, по какой специальности)
Интересы	Содержит статистику просмотренных курсов, оцененных курсов, а также данные интересов (компетенции, которые хотелось бы приобрести в процессе обучения)

Информация по образованию и интересам пользователя может служить основой классификации при выстраивании онтологии профиля пользователя и связывает его с определенными областями знаний в онтологии предметной области.

Источником информации для онтологии профиля пользователя может выступать, как сам пользователь, заполняя формы, имеющиеся в профиле пользователя, так и профили его социальных сетей (Facebook, Twitter, Vk, Instagram), обработка которых осуществляется аналогично обработке поисковой выдачи. Также при проектировании онтологии профиля пользователя необходимо учесть возможность фиксации курсов и результатов подпора с учетом интересов пользователя.

Таким образом, можно связать онтологию предметной области и профиля пользователя по существующим компетенциям и интересам.

3.5 Проектирование базы данных

Для хранения статической информации (регистрационные данные, личные данные пользователя) используется реляционная БД. Для ее проектирования применяется метод «восходящего проектирования базы данных»: сначала определялись свойства (атрибуты) сущности, а далее на основе их взаимосвязей проводилась группировка по таблицам. После этого осуществлялась проверка полученной БД для исключения различных аномалий при работе с ней, на соответствие третьей нормальной форме. Затем был использован метод нормализации БД.

БД (рис. 3.8) информационной системы включает в себя 2 таблицы:

1. Пользователь (Users) - содержит личные данные пользователей: Фамилию (Surname), Имя (Name), Отчество (Patronymic), адрес электронной почты (Login), хэш-пароль для входа в систему (Password), роль пользователя в ИС (Statuses_Id) , а также поле с запросом к профилю пользователя из базы знаний (Profile_Data).

2. Роль (Statuses) - содержит перечень бизнес-ролей, согласно которым раздается доступ к функциональности ИС.

При разработке системы, расширении её функциональности, БД может быть расширена дополнительной информацией, например, информацией, позволяющей собирать статистику для анализа. Таким образом, может быть заложена основа для проведения маркетинговых исследований, для работы специалистов образовательных организаций, выполняющих мониторинг рынка образовательных услуг.



Рис. 3.8. Схема базы данных ИС

3.6 Проектирование интерфейса пользователя

Создание интерфейса пользователя начинается с анализа прецедентов проектируемой ИС (см. пункт 3.1) и определения их кооперативного взаимодействия, что позволяет определить, какой представляет ИС пользователь.

На основе требований, предъявляемых к интерфейсу пользователя, из технического задания (см. приложение А), были разработаны макеты интерфейса пользователя.

При запуске ИС открывается окно быстрого подбора курсов профессиональной переподготовки (рис. 3.9), с помощью которого задаются фильтры по критериям подбора курсов, а также переход на страницу для регистрации или авторизации в ИС.

Для авторизации в ИС пользователю необходимо нажать кнопку «Вход», тогда будет открыто окно «Вход на сайт» (рис. 3.10), с помощью которого происходит идентификация пользователя.



Рис. 3.9. Окно быстрого подбора курсов профессиональной переподготовки

Рис. 3.10. Окно «Вход на сайт»

Для регистрации в ИС пользователю необходимо нажать кнопку «Регистрация» в окне «Вход на сайт», тогда будет открыто окно «Регистрация» (рис. 3.11), с помощью которого происходит регистрация пользователя.

Рис. 3.11. Окно «Регистрация»

После успешной авторизации в ИС (рис.3.12) пользователь может приступить к подбору курсов или заполнить профиль пользователя, нажав кнопку «Мой профиль» (рис.3.13), на основе которого осуществляется интеллектуальный подбор курса, исходя из его интересов.

Рис. 3.12. Окно быстрого подбора курсов профессиональной переподготовки после авторизации в ИС

Рис. 3.13. Окно «Мой профиль»

Для просмотра результатов поиска будет открыто окно (рис. 3.14), в котором будут отображены установленные фильтры и список курсов, удовлетворяющих запросу. В данном окне любой пользователь может уточнить поиск и задать сортировку. Для авторизованного пользователя доступно добавление понравившихся курсов в избранное и/или сохранение результатов поиска.



Рис. 3.14. Окно результата подбора курса профессиональной переподготовки

Заключение

В настоящей работе выполнено проектирование ИС подбора курсов профессиональной переподготовки.

Для достижения поставленной цели был проведён анализ предметной области, построена модель AS-IS и определены её недостатки. Также были проанализированы сервисы, позволяющие осуществлять подбор курсов. В результате анализа был сделан вывод, что ни одна из систем не удовлетворяет заданным ключевым требованиям, предъявляемым к ИС.

На основе сделанных выводов были построены модели в нотации UML (Unified Modeling Language), описывающие объекты и процессы проектируемой ИС.

С учётом общих требований к системе были разработаны требования к архитектуре ИС, предложена обобщённая структура ИС, включающая функциональные модули для реализации основных возможностей системы.

С использованием онтологического подхода была разработана модель предметной области системы - основа для создания базы знаний ИС.

Кроме того, было проведено проектирование интерфейса пользователя системы.

Результатом проектирования ИС является техническое задание на её разработку (см. приложение А).

Список литературы

Нормативные правовые акты

1. Федеральный закон от 29.12.2012 N 273-ФЗ (ред. от 03.07.2016, с изм. от 19.12.2016) «Об образовании в Российской Федерации» (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.01.2017) // КонсультантПлюс. - 2016. - URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_140174 (дата обращения: 02.05.2019).

2. Приказ Минобрнауки России от 01.07.2013 N 499 (ред. от 15.11.2013) «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным профессиональным программам» // КонсультантПлюс. - 2016. - URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_151143 (дата обращения: 02.05.2019).

Специальная литература

3. Авхадеев Б. Р. Разработка рекомендательной системы на основе данных из профиля социальной сети «ВКонтакте» / Б. Р. Авхадеев, Л. И. Воронова, Е. П. Охапкина // Вестник НВГУ. - 2014. - №3. - С. 66-77.

4. Балашова И. Ю. Построение и исследование предметной онтологии электронного обучения / И. Ю. Балашова // Программные продукты и системы. - 2014. - №3 (107). - С. 26-32.

5. Батищев С. В. Методы и средства построения онтологий для интеллектуализации сети Интернет / С. В. Батищев, Т. В. Искварина, П. О. Скобелев // Известия Самарского научного центра РАН. - 2002. - №1. - С. 91-103.

6. Белоцкий Е. А. Построение рекомендательной системы по подбору высших учебных заведений для абитуриентов / Е. А. Белоцкий, А. В. Суетин // Вестник СПбГУ. Серия 10. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления. - 2016. - №1. - С. 66-77.

7. ГОСТ 34.602-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы. - Взамен ГОСТ 24.201-85; введ. 1990 - 01 - 01. - Москва: Изд-во стандартов, 1981. - 12 с.

8. Елизаров А. М. Онтологии математического знания и рекомендательная система для коллекций физико-математических документов / А. М. Елизаров, А. Б. Жижченко, Н. Г. Жильцов, А. В. Кириллович, Е. К. Липачёв // Доклады Академии наук. - 2016. - Т. 467 (4). - С. 392-395.

9. Емельянова О.Я. Анализ предпочтений студентов и молодых специалистов в выборе дополнительного образования и профессиональной переподготовки / О.Я. Емельянова, И.В. Шершень, В.С. Самсонов // Современные проблемы науки и образования. - 2016. - №6. - URL: http://www.scienceeducation.ru/article/view?id=25785 (дата обращения: 02.05.2019).

10. Жердева М.В. Алгоритмы поиска, используемые в Lucene. Net / М.В. Жердева // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - 2015. - №6. - С. 168-173.

11. Кириллов А. В. Поисковые системы: компоненты, логика и методы ранжирования / А. В. Кириллов // Бизнес-информатика. - 2009. - №4. - С. 51-59.

12. Ланин В. В. Онтология структуры веб-страниц / В. В. Ланин, Р. А. Нестеров // В кн.: Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Знания - Онтологии - Теории» (ЗОНТ-2015), 6-8 октября 2015 г., Новосибирск Т. 1. Новосибирск: Институт математики им. С.Л. Соболева СО РАН. - 2015. - С. 176 _183.

13. Ланин В. В. Система интеллектуального поиска и автоматической каталогизации документов на основе онтологий / В. В. Ланин, Л. Н. Лядова, С. И. Чуприна // The XII th International Conference “Knowledge-Dialogue-Solution” (KDS'2006). Proceedings of conference / Varna (Bulgaria), June 20-25, 2006. P.139-145.

14. Маликов А. В. Модель системы дистанционного образования, основанная на онтологии предметных областей курсов обучения / А. В. Маликов, А. С. Целиковский // Образовательные технологии и общество. - 2011. - №3. - С. 387-394.

15. Малькова К. М. Разработка рекомендательной системы: реализация микросервисов для автоматической обработки и интеллектуального анализа данных: Выпускная квалификационная работа. НИУ ВШЭ, Пермь, 2017.

16. О Вышке в Перми // НИУ ВШЭ - Пермь [Электронный ресурс]. - URL: https://perm.hse.ru/info/ (дата обращения: 02.05.2019).

17. Образование - ПГНИУ // ПГНИУ [Электронный ресурс]. - URL: http://www.psu.ru/universitet/sveden/obrazovanie-v-pgniu/ (дата обращения: 02.05.2019).

18. Отдел дополнительного образования и повышения квалификации // ПНИНУ [Электронный ресурс], - URL: http://pstu.ru/activity/educational/addition/umu/ (дата обращения: 02.05.2019).

19. Пальчунов Д. Е. Решение задачи поиска информации на основе онтологии / Д. Е. Пальчунов // Бизнес-информатика. - 2008. - №1. - С. 3-13.

20. Сведения об институте // ГАОО ДПО ИПК-РМЦПК [Электронный ресурс]. - URL: http://rmc.edu.ru/ob-institute-istoriya-zadachi/ (дата обращения: 02.05.2019).

21. Смирнова Е. В. Использование онтологий в образовательных процессах / Е. В. Смирнова, Е. К. Добрица, Н. О. Демиденко Н. О. // Проблемы Науки. - 2017. - №22 (104). - С. 70-74.

22. Спиридонова Ю.В. Образование для взрослых. Чему учат работников и сколько это стоит // Forbes [Электронный ресурс]. - URL: http://www.forbes.ru/karera-i-svoy-biznes/361741-obrazovanie-dlya-vzroslyh-chemu-uchat-rabotnikov-i-skolko-eto-stoit (дата обращения: 02.05.2019).

23. Уральский институт повышения квалификации и переподготовки // АНО ДПО «УрИПКиП» [Электронный ресурс]. - URL: https://urgaps.ru/ (дата обращения: 02.05.2019).

24. Фаулер, М. Архитектура корпоративных программных приложений: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. - 544 с.

25. Филипсон С.К. Анализ стиля научных публикаций на основе онтологии маркеров стиля: Выпускная квалификационная работа. НИУ ВШЭ, Пермь, 2017.

26. Calderon P. An Overview of Recommendation Systems // Data meets media [Электронный ресурс]. - URL: http://datameetsmedia.com/an-overview-of-recommendation-systems (дата обращения: 02.05.2019).

27. Gruber T. R. A translation approach to portable ontology specifications / T. R. Gruber // Knowledge Acquisition. - June 1993. -5 (2). - P.199-220.

28. Ribeiro A. Towards ontological profiles in communities of practice [Электронный ресурс]. URL: - https://www.researchgate.net/publication/236669547_Towards_ontological_profiles_in_communities_of_practice' (дата обращения: 02.05.2019).

Приложение

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПОДБОРА КУРСОВ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПЕРЕПОДГОТОВКИ

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

На 9 листах

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1. Полное наименование системы и ее условное обозначение

Информационная система подбора курсов профессиональной переподготовки. Условное обозначение - ИСПК (Система).

1.2. Шифр темы или шифр (номер) договора

Шифр договора отсутствует.

1.3. Наименование предприятий (объединений) разработчика и заказчика (пользователя) системы

Заказчик: Пермский филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики». Адрес: 614070, г. Пермь, ул. Студенческая, д. 38.

Разработчик: Семушина Наталия Викторовна, e-mail: nvsemushina@edu.hse.ru.

1.4. Перечень документов, на основании которых создается система

Система создаётся на основании следующих документов:

- Положение о курсовой и выпускной квалификационной работе студентов, обучающихся по программам бакалавриата, специалитета и магистратуры НИУ ВШЭ, утверждено 28.11.2014;

- Приказ «О проведении государственной итоговой аттестации студентов образовательной программы бакалавриата «Бизнес-информатика» вечерне-заочного факультета экономики и управления НИУ ВШЭ - Пермь в 2019 году».

1.5. Плановые сроки начала и окончания работы по созданию системы

Плановые сроки начала: 1.09.2018.

Плановые сроки окончания работы: 15.10.2019.

1.6. Порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ по созданию системы

Результаты работ при создании Системы отправляются Заказчику поэтапно (см. пункт 5) в течение обозначенного срока выполнения.

2. НАЗНАЧЕНИЕ И ЦЕЛИ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ

1.7. Назначение системы

Информационная система предназначена для подбора курсов профессиональной переподготовки. Система позволяет сократить сроки сбора и обработки информации через повышение релевантности поиска, что ведет к сокращению финансовых издержек и сокращению времени подбора курсов.

Разработка Системы рассматривается с точки зрения потенциальных слушателей и выполняет роль рекомендательной, т.е. учитывает интересы пользователей при подборе курсов на основе их профилей. В дальнейшем система может быть расширена курсами повышения квалификации и др., а также средствами мониторинга рынка образовательных услуг.

1.8. Цели создания системы

Целью создания информационной системы является снижение трудоёмкости поиска курсов и повышение релевантности его результатов за счёт автоматизации трудоёмких операций подбора курсов профессиональной переподготовки на основе информации, получаемой из открытых источников сети Интернет, с учетом интересов пользователя системы.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ АВТОМАТИЗАЦИИ

В современном развивающемся обществе мониторинг рынка образовательных услуг представляет огромный интерес, как для потенциальных слушателей образовательных курсов, так и для организаций их предоставляющих. Однако сбор и обработка информации в сети Интернет по курсам профессиональной переподготовки требует временных затрат и приводит к финансовым издержкам. Таким образом, автоматизация данного процесса позволит решить перечисленные проблемы за счет увеличения релевантности результатов поиска и формирования рекомендаций.

4. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ

1.9. Требования к системе в целом

1.9.1. Требования к структуре и функционированию системы

Система должна:

- иметь распределенный характер: функции системы распределяются по различным компонентам системы, которые могут выполняться на различных узлах сети (серверах), данные получаются из различных источников и хранятся в базе данных (БД) и базе знаний (БЗ) системы;

- на компьютер пользователя не должно устанавливаться никакое дополнительное программное обеспечение (приложение пользователя - тонкий клиент).

Архитектура Системы включает следующие компоненты:

1. Слой интерфейса, который реализует уровень представления и состоит из:

- тонкого клиента (веб-браузер);

- веб-сервера.

2. Слой приложения, который описывает уровень бизнес-логики и состоит из:

- модуля поиска информации;

- модуля формирования рекомендаций;

- модуль администрирования.

3. Слой доступа к данным, который хранит статическую и динамическую информацию и состоит из:

- БД (регистрационные данные, личные данные пользователя);

- БЗ, основанной на онтологиях: онтологии предметной области, онтологии источников информации и онтологии профиля пользователя.

Тонкий клиент взаимодействует с веб-сервером, используя запросы по защищённому протоколу HTTPS. Взаимодействие модулей Системы с БЗ осуществляется посредством SPARQL-запросов, а с БД с помощью SQL-запросов.

1.9.2. Требования к численности и квалификации персонала системы и режиму его работы

Пользователи Системы должны обладать навыками работы с ПК и сетью Интернет.

Для поддержания работоспособности Системы необходим один специалист - администратор с навыками работы с редактором онтологий.

1.9.3. Требования к надежности

Система должна обрабатывать возникающие в процессе работы исключения и продолжать функционирование. При работе пользователя, где необходимо осуществлять ввод данных, Система должна оповещать его об ошибке и предоставить возможность ввода данных заново, в случае ввода некорректных данных.

1.9.4. Требования к эргономике и технической эстетике

Требования к внешнему оформлению:

- интерфейс Системы должен быть интуитивным и однозначным: наличие навигационных блоков, всплывающих подсказок;

- интерфейс должен содержать возможность выполнения всех заявленных функций системы, выполнение которых осуществляется при помощи мыши или ввода с клавиатуры;

- в интерфейсе системы доступен вызов Руководства пользователя при помощи клавиши F1;

- все окна разрабатываемой Системы должны иметь единый дизайн оформления.

Требования к диалогу с пользователем:

- информационные сообщения или сообщения об ошибках должны выводиться в отдельной форме (message box), подробно описывая причину появления сообщения.

1.9.5. Требования к защите информации от несанкционированного доступа

К Системе предъявляются следующие требования:

- использование уникального имени пользователи (логина) и пароля, а выполнение хеширования пароля;

- создание личного кабинета пользователя после регистрации в Системе, в котором хранятся персональные данные пользователя;

- для сохранности данных пользователя и результатов поиска пользователь должен пройти регистрацию в Системе; после регистрации для пользователя Системы создаётся личный кабинет, который хранит всю информацию о ней;

- для просмотра открытой информации авторизация не требуется;

- при взаимодействии тонкого клиента с веб-сервером передача данных осуществляется по защищённому протоколу HTTPS;

- система безопасности предоставляется используемым хостингом: выполнение резервного копирования файлов сервера приложения и данных БД и БЗ.

1.9.6. Требования по сохранности информации при авариях

Целостность данных при авариях не должна быть нарушена. В случае возникновения аварии восстановление данных Системы осуществляется с использованием резервной копии. Резервное копирование данных осуществляется используемым хостингом.

1.10. Требования к функциям, выполняемым системой

Использование проектируемой ИС предполагается следующими типами пользователей:

а) неавторизованный пользователь - любой пользователь сети Интернет;

б) пользователь ИС - авторизованный пользователь в системе;

в) администратор ИС - имеет доступ ко всей функциональности ИС, отвечает за работоспособность ИС.

Каждый тип пользователей имеет собственные задачи, решаемые с использованием ИС, а также существуют единые задачи, например, авторизация в системе.

Система должна выполнять следующие функции:

Для всех типов пользователей:

- регистрация и авторизация;

- подбор курса с использованием поиска по ключевым словам;

- просмотр результатов подбора;

- сортировка результатов подбора;

- задание фильтров для результатов подбора;

- просмотр информации по выбранному курсу.

Для авторизированного пользователя дополнительно доступно:

- редактирование профиля;

- сохранение и удаление результатов подбора;

- добавление и удаление курса в избранное;

- возможность оценить курс: оставить отзыв, поставить оценку.

Для администратора дополнительно доступно:

- управление ИС (редактирование БЗ, редактирование профиля пользователя).

1.11. Требования к видам обеспечения

1.11.1. Требования к информационному обеспечению

Разрабатываемая Система предоставляет информацию пользователям по курсам профессиональной переподготовки с учетом их интересов в виде динамического списка, c возможностью настройки сортировки данных (по цене, популярности) или заданием фильтров для уменьшения списка результатов подбора. Источником информации являются Интернет-ресурсы в текстовом формате, а также данные из профиля пользователя в текстовом формате.

1.11.2. Требования к лингвистическому обеспечению

Разработка Системы должна вестись на языке программирования высокого уровня. При разработке ИС языки программирования выбираются разработчиками с учетом решаемых задач и имеющихся для их решения возможностей (библиотек и т.п.) в языках и средствах разработки. Доработка или разработка новых компонентов Системы должна вестись на языке, который использовался при разработке Системы. Для выполнения запросов к БЗ используется язык SPARQL. Для реализации алгоритмов манипулирования данными в БД используется язык SQL.

Взаимодействие с пользователем осуществляется на русском языке, который используется при разработке документации к Системе, а также в пользовательском графическом интерфейсе.

1.11.3. Требования к программному обеспечению

При разработке Системы необходимо учесть использование программных продуктов с открытой лицензией. При разработке ИС прикладное программное обеспечение Системы выбирается разработчиками с учетом решаемых задач и имеющихся для их решения возможностей.

В качестве клиентской части выступает веб-браузер, который отвечает следующим требованиям:

- одна из последних версий: Google Chrome, Яндекс.Браузер, Microsoft Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera;

- установлено разрешение на использование cookies.

1.11.4. Требования к методическому обеспечению

Деятельность пользователей Системы должна быть регламентирована в справочной системе разрабатываемой Системы.

5. СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ СИСТЕМЫ

Этапы выполнения работ по созданию системы представлены в таблице А.1.

Табл. А.1. Этапы работ

№	Наименование	Выполняемые работы	Результаты работы	Сроки выполнения
1	Анализ процесса подбора курсов профессиональной переподготовки, формирование требований к Системе	Исследование предметной области; Исследование объектов автоматизации	Обоснование на проектирование и разработку Системы	18.03. 2019 - 07.04.2019
2	Проектирование Системы	Модели бизнес-процессов «as-is»; Проектирование архитектуры Системы; Проектирования БД и БЗ; Проектирование интерфейса пользователя; Разработка технического задания	Диаграммы UML; Готовое техническое задание	08.04.2019 - 28.05.2019
3	Разработка Системы	Разработка компонентов Системы	Разработана Система, реализованы все функции согласно ТЗ	28.05.2019 - 28.08.2019
4	Тестирование и отладка Системы	Проведение функционального и нагрузочного тестирования с дальнейшей отладкой системы	Исправлены выявленные ошибки	28.08.2019 - 15.10.2019

6. ПОРЯДОК КОНТРОЛЯ И ПРИЕМКИ СИСТЕМЫ

Этапы контроля и приемки Системы представлены в таблице А.2.

Табл. А.2. Приемка системы

№	Наименование	Выполняемые работы	Результаты работы	Сроки выполнения
1	Предварительные испытания Системы	Выполнение проверок осуществляется Исполнителем, согласно документации по методике испытаний, согласованной с Заказчиком.	Исправлены выявленные ошибки	18 дней
2	Опытная эксплуатация	Анализ сбоев Системы и возникающих ошибок в процессе эксплуатации Системы	Исправлены выявленные ошибки	постоянно

7. ТРЕБОВАНИЯ К СОСТАВУ И СОДЕРЖАНИЮ РАБОТ ПО ПОДГОТОВКЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ К ВВОДУ СИСТЕМЫ В ДЕЙСТВИЕ

Для подготовки Системы к вводу в эксплуатацию необходимо выполнить первоначальное наполнение базы знаний (онтологии), регистрация администратора.

8. ТРЕБОВАНИЯ К ДОКУМЕНТИРОВАНИЮ

Состав документации Системы должен быть согласован с Заказчиком и разработан в соответствии с ГОСТ 34.201 «Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем».

Описание прецедентов

Описание прецедентов:

- Зарегистрироваться (табл. Б.1).

Таблица Б.1. Прецедент «Зарегистрироваться»

Краткое описание	Создание профиля пользователя в ИС
Актер	Неавторизованный пользователь
Предусловия	Запуск ИС
Основные потоки	Ввод e-mail Ввод пароля Повторный ввод пароля Добавление пользователя в БД Регистрация выполнена
Альтернативные потоки	Пользователь с таким e-mail уже зарегистрирован Пользователь некорректно ввел повторно пароль
Постусловия	Пользователь зарегистрирован в ИС, Открытие окна входа в ИС

- Авторизоваться (табл. Б.2).

Таблица Б.2. Прецедент «Авторизоваться»

Краткое описание	Вход в зарегистрированный профиль в ИС
Актер	Неавторизованный пользователь
Предусловия	Пользователь зарегистрирован
Основные потоки	Ввод e-mail Ввод пароля Проверка существования уникального e-mail и пароля в БД Вход осуществлен
Альтернативные потоки	Пользователь не зарегистрирован Неверный логин или пароль Восстановление пароля
Постусловия	Пользователь авторизован в ИС, Переход в профиль пользователя

- Подобрать курс (табл. Б.3).

Таблица Б.3. Прецедент «Подобрать курс»

Краткое описание	Выполнение подбора курса
Актер	Неавторизованный пользователь
Предусловия	Запуск ИС
Основные потоки	Ввод поискового запроса Выбор фильтров Проверка авторизован ли пользователь Подбор курсов выполнен
Альтернативные потоки	Если пользователь авторизован - проверка установки отметки «Не учитывать профиль пользователя»
Постусловия	Переход к результатам подбора

- Просмотр результатов подбора (табл. Б.4).

Таблица Б.4. Прецедент «Просмотр результатов подбора»

Краткое описание	Просмотр результатов подбора по запросу
Актер	Неавторизованный пользователь
Предусловия	Открыто окно результата подбора
Основные потоки	Применение фильтров Применение сортировки Просмотр информации по выбранному курсу
Альтернативные потоки	-
Постусловия	Данные отображены

- Редактировать профиль (табл. Б.5).

Таблица 3.4. Прецедент «Редактировать профиль»

Краткое описание	Редактирование данных в профиле (личные данные, интересы и т.д.)
Актер	Пользователь ИС
Предусловия	Открыто окно профиля пользователя
Основные потоки	Редактирование данных (ввод/изменение данных) Переход между разделами профиля Сохранение измененных данных профиля пользователя в базе знаний
Альтернативные потоки	Некорректный ввод/изменение данных Изменения не сохранены
Подпотоки	Изменения сохранены

- Оценить курс (табл. Б.6).

Таблица Б.6. Прецедент «Оценить курс»

Краткое описание	Оценивание курса
Актер	Пользователь ИС
Предусловия	Открыто окно выбранного курса
Основные потоки	Простановка оценки Написание отзыва Сохранение данных по курсу в базе знаний
Альтернативные потоки	Пользователь не сохранил данные
Подпотоки	Изменения сохранены

- Добавить курс в избранное (табл. Б.7).

Таблица Б.7. Прецедент «Добавить курс в избранное»

Краткое описание	Добавление выбранного курса в профиль пользователя раздел «Избранное»
Актер	Пользователь ИС
Предусловия	Открыто окно выбранного курса
Основные потоки	Выполнение действия Сохранение измененных данных профиля пользователя в базе знаний
Альтернативные потоки	-
Подпотоки	Изменения сохранены

- Сохранить результат подбора (табл. Б.8).

Таблица Б.8. Прецедент «Сохранить результат подбора»

Краткое описание	Добавление результата подбора в профиль пользователя раздел «Сохраненные поиски»
Актер	Пользователь ИС
Предусловия	Открыто окно результата подбора
Основные потоки	Выполнение действия Сохранение измененных данных профиля пользователя в базе знаний
Альтернативные потоки	-
Подпотоки	Изменения сохранены

- Управлять ИС (табл. Б.9).

Таблица Б.9. Прецедент «Управлять ИС»

Краткое описание	Администрирование ИС (управление профилями пользователей, редактирование базы знаний)
Актер	Администратор
Предусловия	Открыто окно администратора ИС
Основные потоки	Выполнение действия Сохранение измененных данных в базе знаний или БД
Альтернативные потоки	-
Подпотоки	Изменения сохранены

Диаграммы активности

Проектирование диаграмм активности:

- Диаграмма активности прецедента «Зарегистрироваться» (рис. В.1).



Рис. В.1. Регистрация пользователя

- Диаграмма активности прецедента «Авторизоваться» (рис. В.2).

Рис. В.2. Авторизация пользователя

- Диаграмма активности прецедентов «Подобрать курс», «Просмотр результатов подбора» (рис. В.3).



Рис. В.3. Подбор курса и просмотр результатов

- Диаграмма активности прецедента «Редактировать профиль» (рис. В.4).

Рис. В.4. Внесение изменений в профиль пользователя

- Диаграмма активности прецедента «Оценить курс» (рис. В.5).

Рис. В.5. Оценивание курса

Диаграмма активности прецедента «Добавить курс в избранное» (рис. В.6).

Рис. В.6. Добавление курса в избранное

- Диаграмма активности прецедента «Управлять ИС» (рис. В.7).

Рис. В.7. Управление ИС

Предметная онтология

Рисунок Г.1. Основные классы прототипа онтологии предметной области

Размещено на Allbest.ru