Разработка мобильного приложения Аndroid для рекомендательной системы самоконтроля процесса обучения студента

Введение 3
1. Теоретические основы системы самоконтроля процесса обучения 5
1.1. Методы моделирования и процессов работы приложения 5
1.2. Интегрирование и дифференцирование данных. Способы планирования задач 8
1.3. Анализ и классификация локальных данных 9
1.4. Процесс синхронизации локальных и удалённых данных 10
1.5. Частичное обновление данных 12
2. Аналитическая часть исследуемой системы 13
2.1. Модель работы приложения 13
2.2. Конвертирование данных. Работа с базами данных 15
2.3. Использование облачных систем с мобильными приложениями в Android 20
2.4. Анализ существующих аналогов программных продуктов 22
2.5. Выбор используемых программных средств разработки 25
3. Реализация системы самоконтроля процесса обучения 31
3.1. Алгоритм выполнения 31
3.2. Процесс создания задач 32
3.3. Система уведомления пользователей 33
Список сокращений 35
Заключение 36
Список использованных источников 37

Введение

Система самоконтроля – это процесс сознательного контроля над временем, потраченным на конкретные виды деятельности, где неправильное распределение которого может привести к дефициту рабочего времени, сопровождающаяся отсутствием чёткого расписания распределения на определённый момент времени.
Распределение времени включает в себя широкий спектр исследований, а именно: планирование, постановку целей, делегирование, организацию, составление списков и расстановку приоритетов. Предмет данного исследования – оптимизация процессов распределения задач образовательного характера и их графического представления для лёгкого анализа временных затрат.
На сегодняшний день довольно много систем самоконтроля процессов, одна часть которых игнорируют проблемы синхронизации данных, а другая лишена нормального графического представления, позволяющая легко редактировать поставленные задачи и делиться изменениями с другими пользователями.
...

1.1. Методы моделирования и процессов работы приложения

Основной упор в данном исследовании было отведено на организации простой модели демонстрирования данных для удобного обзора и редактирования задач, связанных с этими данными. Общая конструкция всей программы направленна на реализацию данного свойства, игнорируя всевозможные проблемы, которые может собой вызвать данная реализация. Примерами таких проблем служит неправильная организация моделей, для достижения нормального распределения данных по таблицам локальной базы данных, способы устранения которых будут приводится в следующих главах. Ниже приведено общая схема работы графической части приложения.
Приложения для Android в своей работе использует окна, аналогичное Windows, однако в данной системе вышеуказанные окна носят иное название
– Activity. Как и в Windows, каждое окно имеет свой жизненный цикл и свои особенности.
...

1.2. Интегрирование и дифференцирование данных. Способы планирования задач
Интегрирование и дифференцирование данных представляют из себя два взаимозаменяемые процессы, переводящие данных из одной конструкции в другую. Для полноты картины, ниже предоставлена схема конвертации данных.

Рисунок 2. Модель интегрирования и дифференцирования данных

В данной диаграмме можно заметить две основные модули: 1 и 2, где переход данных по пути 1-2 представляет интегрирование, а 2-1 – дифференцирование дынных. В рамках модули 2, исследуемая система имеет дело с дынными в виде классов-моделей. Каждый такой класс содержит в себе основные параметры, свойства и функционал того элемента системы, с которой он привязан: карта, доска, заметки, комментарии, пользователь и прочее.
Для передачи модели в «View Resolver», который далее прикрепляет свойства этой модели к элементам представлений, нужно организовать представление содержащая разметки с названиями идентичными названиям полей в этих модулях.
...

1.3. Анализ и классификация локальных данных

Кластеризация или кластерный анализ – процесс разбиение множества объектов на группы и их объединение по свойствам [14, c.274]. В рамках данной работы, кластеризация данных – разбиение множества всех задач на классы-модули. Каждый такой класс, оснащённый необходимыми
свойствами будет элементом анализа для последующего перехода данных из одного состояния в другой. Из рисунка 2 можно заметить, что данные пользователя, в первоначальном виде, определены в виде объектов этих классов. При необходимости, эти же данные конвертируются в фрагменты страниц -разметок, для графического представления. После ряда операций, эти изменения обратно оборачиваются в объекты, а при фиксировании изменений, эти данные переходят в текстовый формат обмена данными, то есть json, для сохранения в локальную базу данных [10, c.305].
...

1.4. Процесс синхронизации локальных и удалённых данных

Синхронизация – это процесс, позволяющий обеспечить целостность ресурсов, когда они используются несколькими процессам или потоками.
Для корректности синхронизации используются семафоры, критические секции и мьютексы [3].
Семафор представляет из себя механизм по корректировке системных вызовов на основе активного цикла ожидания, лишая систему параллельного использования одного ресурса, блокируя или запуская поток, использующий данных ресурс. Данный механизм, на постоянной основе, в рамках данного мобильного приложения, проверяет наличие возможности передачи данных из одного источника в другую. В случаи отсутствия возможности передачи данных из одной цепочки в другую, изменения перекидываются в логический кэш, ожидая разблокировки потока проводящий данных переход.
...

1.5. Частичное обновление данных

Удалённая база данных настроена так, что клиентская часть автоматически загружает удалённые данные и сохраняет его в события синхронизации, даже нет активных действий со стороны приложения. То есть, если пользователь захочет загрузить данные в фоновом режиме, то данная возможность поддерживается.
Данная возможность удобна, но может вызвать пополнение выделенного кэша, что не выгодно с точки безопасности. Для решение возникшей проблемы, можно контролировать этот процесс вручную. Или в принципе не давать загрузчику пользоваться потоками ввода-вывода в удалённую базу данных.
В рамках данного приложения, это конструкция реализована временными диапазонами, которые определяют время синхронизации данных. Данный подход предпочтительнее для большинство современных систем и, что важнее, данная концепция подходит для семафорного обновления.
...

2.1. Модель работы приложения

Как было показано выше, работа системы начинается с создания доски. Все доски представляют из себя множества карт-представлений, редактирование которых лежит на создателя этих досок. На данном этапе возникает роль администратора, который решает вопросы включения и исключения некоторых возможностей системы. При добавлении в данную доску других участников, вызовет в системе нагрузку синхронизации, которая по концепции клиент-серверного приложения начинает формировать систему в вид REST-Client сервиса, которая лежит в основе клиент-серверной части данного приложения. REST представляет собой согласованный набор ограничений, учитываемых при проектировании гипермедиа-системы. Элементы данной архитектуры являются API методы, в каждой из которых предопределено руководство по виду принимаемого запроса, алгоритма поведения и ответа на запрос.
Примером таких клиент запросов могут служить запросы на изменения данных.
...

2.2. Конвертирование данных. Работа с базами данных

Для решения вопроса синхронизации была использована облачная СУБД «Firebase» класса NoSQL, позволяющая приложению хранить и синхронизировать данные между несколькими клиентами или устройствами одного пользователя. Данная облачная технология была применена с целью минимизировать траты при передачи данных между устройством и удалённой базы данных, а также предоставить возможность вручную настраивать синхронизацию не только множества всех данных, а также её компонентов.
Данная удалённая база данных даёт многофункциональные возможности, одним из которых служит возможность конвертирование реляционных данных в не реляционные. Общий вид реляционной локальной базы данных представление на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема локальной базы данных

В рамках локальных изменений данных были использованы инструменты Java Spring Data, позволяющие легко и удобно работать с данными.
...

2.3. Использование облачных систем с мобильными приложениями в Android

В настоящее время облачные системы получили широкое применение в качестве серверной части для сохранения данных в мобильных технологиях. Чаще всего используется архитектура клиент-сервер, где мобильная часть выполняет роль терминала доступа и обработки данных. Протокол обмена чаще всего выбирают среди HTTPREST с использованием JSON стандарта представления данных. Требование уменьшения объема передаваемых данных по протоколам HTTP обусловлено возможными медленными соединениями мобильного Интернета. Общая схема взаимодействия мобильного приложения с облачной серверной средой изображена на рисунке 5. Архитектура мобильного приложения чаще всего соответствует стандарту шаблона проектирования Model-Vew-Controller.
Среди распространенных облачных сервисов для организации серверной части можно использовать GoogleApplicationEngine.
...

1. Голицына О.Л. Программное обеспечение в экономике / О.Л. Голицына. – М.: ФОРУМ, 2014. – 612 с.
2. Миньков С.Л. Технико-экономическое обоснование выполнения проекта: методическое пособие / С. Л. Миньков. – Томск.: ТУСУР, 2014. – 30 с.
3. Рой Т. "Principled Design of the Modern Web Architecture" / Н. Ричард, Т. Рой. – NY.: Association for Computing Machinery, 2015. – 150 p.
4. Себеста Р. Основные концепции языков программирования / Р. Себеста. – М.: Эксмо, 2011. – 512 с.
5. Седжвик Р. Алгоритмы на Java / Р. Седжвик, К. Уэйн. – М.: ООО “И.Д. Вильямс”, 2013. – 848 с.
6. Исакова С. Kotlin в действии / Д. Емеров, С. Исакова. – Санкт- Петербург, 2017. – 360 с.
7. Хорстманн С. Java. Библиотека профессионала / С. Хорстманн, Г. Корнелл. – М.: ООО “И.Д. Вильямс”, 2014. – 864 с
8. Шилдт Г. Java. Полное руководство / Г. Шилдт. – М.: ООО “И.Д. Вильямс”, 2012. – 1104 с.
9. Шилдт Г. Swing: руководство для начинающих / Г. Шилдт. – М.: ООО “И.Д. Вильямс”, 2011. – 704 с.
10. Эванс Б. Java. Новое поколение разработки / Б. Эванс, М. Вербург. – СПб.: Питер, 2014. — 560 с.
11. Эккель Б. Философия Java / Б. Эккель. – СПб.: Санкт-Петербург, 2015.
– 1168 с.
12. Состояние гонки [Электронный ресурс] / https://ru.wikipedia.org/wiki- Семафор (программирование). – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/ wiki/Состояние_гонки – Дата обращения: 21.04.2019.
13. Android Developing [Электронный ресурс] / https://developer.android.com – Meet Android Studio. Android Developers

– Режим доступа: https://developer.android.com/studio/intro – Дата обращения: 21.03.2019.
14. Google Play [Электронный ресурс] / https://www.google.com – Google Play – Режим доступа: https://play.google.com/store/apps/details – Дата обращения: 07.03.2016.
15. Robotium. User scenario testing for Android. [Электронный ресурс] / https://code.google.com – Google Code – Режим доступа: https://code.google.com/p/robotium/ – Дата обращения: 18.04.2019.
16. Start Android - учебник по Android для начинающих и продвинутых [Электронный ресурс] / https://startandroid.ru – Создание и вызов Activity – Режим доступа: https://startandroid.ru/ru/uroki/vse-uroki- spiskom/58-urok-21-sozdanie-i-vyzov-activity.html – Дата обращения: 23.03.2019.