مهندسی نرم‌افزار (تکنیک ها و روش ها) – مقدمه – ۲

با نام خدا و سلام، در ادامه مقدمه ۱ که اینجا میتونید مطالعه اش بکنید، بحثمان را ادامه می دهیم. در این مطلب تمرکزمان روی مفهوم «مهندسی نرم افزار» می باشد. در این قسمت (قسمت دوم مقدمه) ۴ نمونه موردی از سیستم های نرم افزاری برای مثال آورده شده که در طول این آموزش با این چهار سیستم کار خواهیم داشت (حتما به این چهار نمونه موردی نگاهی بیاندازید)

مهندسی نرم افزار اصول مهندسی می باشد که دغدعه اش تمامی جنبه های تولید نرم افزار از مراحل اولیه مشخصات سیستم تا نگهداری از سیستم پس از استفاده از آن می باشد. در این تعریف «تمامی جنبه های تولید نرم افزار» نشان می دهد که مهندسی نرم افزار دغدغه اش تنها فرآیندهای تکنیکال نرم افزار نیست بلکه شامل تمامی فعالیت ها مانند مدیریت پروژه نرم افزار، توسعه و ابزارها نیز می باشد.

دو دلیل اهمیت  مهندسی نرم افزار:

  1. هر روز بیشتر از دیروز جوامع و افراد متکی بر سیستم های نرم افزاری پیشرفته می شوند. ما نیاز داریم که سیستم های قابل اعتماد و اطمینان را به صورت اقتصادی و سریعتر بسازیم.
  2. در طولانی مدت، معمولا استفاده از متد های مهندسی نرم افزار برای سیستم های نرم افزاری پیشرفته،  بجای نوشتن برنامه مطابق با روش های کدنویسی شخصی، مقرون به صرفه تر می باشد. عدم استفاده از روش مهندسی نرم افزار منجر به هزینه های بالاتر برای تست، تضمین کیفیت و نگهداری برای طولانی مدت می شود.

رویکرد سیستماتیکی که در مهندسی نرم افزار استفاده می شود را بعضی محافل یک فرآیند نرم افزار می نامند. یک فرآیند نرم افزار، توالی از فعالیت ها می باشد که منجر به تولید یک محصول نرم افزاری می شود. چهار فعالیت اساسی برای کلیه فرآیند های نرم افزاری به طور مشترک وجود دارد:

  1. مشخصات نرم افزار (Software specification): در اینجا مشتریان و مهندسین، نرم افزاری که تولید می شود و محدودیت ها و عملیات آن را تعریف می کنند.
  2. توسعه نرم افزار (Software development): جایی که نرم افزار طراحی و برنامه نویسی می شود.
  3. اعتبار سنجی نرم افزار (Software validation): در اینجا نرم افزار بررسی می شود که همان چیزی باشد که مشتری به آن نیاز داشته است.
  4. تکامل نرم افزار (Software evolution): اینجا نرم افزار برای تغییرات مشتری و نیازمندی های بازار اصلاح می شود.

انواع مختلف نرم افزار نیاز به فرآیندهای توسعه متفاوت دارند. برای مثال نرم افزار های برخط (real-time) در یک هواپیما باید قبل از شروع به توسعه به طور کامل مشخص باشند. در یک فروشگاه آنلاین معمولا مشخصات و برنامه نویسی با یکدیگر پیش می روند.

همان طور که بعدا بیشتر در موردش توضیح خواهیم داد، انواع مختلفی از نرم افزار وجود دارد و در نتیجه یک روش یا تکنیک جامع برای مهندسی نرم افزار نداریم که از آن برای همه نرم افزار ها استفاده کنیم. چهار موضوع متفاوت روی انواع مختلف نرم افزار تاثیر گذار می باشد.

  1. ناهمگونی
  2. تغییرات اجتماعی و تجارت
  3. امنیت و اعتماد
  4. مقیاس

تنوع مهندسی نرم افزار

شاید مهمترین عامل در تعیین اینکه کدام روشها و تکنیک های مهندسی نرم افزار مهمتر هستند، نوع اپلیکیشنی هست که در حال توسعه می باشد. تنوع مختلفی از نرم افزار ها وجود دارد که شامل موارد زیر می شوند:

  1. اپلیکیشن های مستقل (Stand-alone applications) : این اپلیکیشن ها روی کامپیوترهای شخصی اجرا می شوند یا اپلیکیشن هایی که روی موبایل‌ها اجرا می شوند. تمامی عملکرهای لازم را دارند و نیازی به اتصال به شبکه ندارند.
  2. اپلیکیشن های مبتنی بر تعامل (Interactive transaction-based applications) این اپلیکیشن ها روی کامپیوتر های ریموت قرار دارند و کاربران از طریق کامپیوترهای خودشان به آن دسترسی دارند. شامل وب اپلیکیشن ها مانند فروشگاه های آنلاین می شود. یا می توان به وب اپلیکیشن های ایمیل نیز اشاره کرد. اپلیکیشن های تعاملی معمولا ترکیبی از داده های بزرگ را نگهداری می کنند که در هر تبادلی قابل دسترس است و به روزرسانی می شود.
  3. سیستم های کنترل تعبیه شده (Embedded control systems) : سیستم های کنترل نرم افزاری هستند که به کنترل و مدیریت دستگاه های سخت افزاری می پردازد.
  4. سیستم های پردازش دسته ای (Batch processing systems): سیستم‌های تجاری هستند که طراحی شده اند تا داده را در دسته های بزرگ پردازش کنند. تعداد زیادی از ورودی های منحصربفرد را پردازش کرده تا خروجی های مربوطه را ایجاد کنند. مانند سیستم های صدور صورت حساب دوره ای (مصلا شرکت مخابرات سیستمی برای صادر کردن قبض تلفن دارد)
  5. سیستم های سرگرمی (Entertainment systems) مانند بازی های کامپیوتری
  6. سیستم هایی برای مدل سازی و شبیه سازی (Systems for modeling and simulation) این سیستم ها معمولا توسط دانشمندان و مهندسین ساخته شده اند تا فرآیند های فیزیکی یا موقعیت هایی که شامل تعدادی اشیای جدا از هم و دارای فعل و انفعال هستند را شبیه سازی کنند
  7. سیستم های آنالیز و جمع آوری اطلاعات (Data collection and analysis systems) سیستم هایی هستند که از محیط خود داده جمع آوری می کنند و آن داده ها را برای پردازش، به سیستم دیگر می فرستند. این سیستم ها ممکن است که با سنسورها تعامل داشته باشند و اغلب درون محیطهای متخاصم مانند موتور ها نصب می شوند.
  8. سیستمی از سیستم ها، سیستم هایی هستند که در شرکت ها و سازمان‌های بزرگ دیگر استفاده می شوند که دارای تعدادی سیستم های نرم افزاری دیگر هستند.

البته مرز بین سیستمهای فوق واضح نمی باشد. مثلا اگر شما یک بازی برای موبایل بسازید.

هر یک از انواع سیستم ها تکنیک مهندسی نرم افزار مخصوص به خودش را می خواهد. برای مثال یک سیستم کنترلی تعبیه شده که برای خودرو استفاده می شود و ایمین برایش بحرانی است، باید روی ROM نوشته شود و درنتیجه تغییر دادنش بسیار هزینه بردار است. سیستم های این چنینی نیازمند به تایید و اعتبار سنجی گسترده ای دارند تا مراجعه خودرو پس از فروش برای رفع مشکل را به حداقل برسانند.

بررسی موردی

برای نشان دادن مفاهیم مهندسی نرم افزار، از چهار نوع سیستم به عنوان مثال، در ادامه استفاده شده است. این سیستم ها به شرح زیر هستند :

  1. سیستم تعبیه شده : تعریفش یه مقدار بالاتر آورده شده، فقط مسائل اینجور سیستم ها مربوط به سایز فیزیکی، واکنشگرا بودن و مدیریت مصرف برق و غیره می باشد. مثال برای سیستم تعبیه شده که در ادامه استفاده می کنیم، سیستم نرم افزاری است که پمپ انسولین را برای افرادی که دیابت دارند کنترل می کند.
  2. سیستم اطلاعاتی : هدف اصلی این نوع از سیستم ها مدیریت و فراهم کردن دسترسی به پایگاه داده ای از اطلاعات می باشد. مسايل مطرح در سیستم های اطلاعاتی : امنیت، قابل استفاده بودن، حریم خصوصی و حفظ یکپارچگی داده ها می باشد. مثال برای سیستمهای اطلاعاتی که در ادامه استفاده می کنیم، سیستم ذخیره اطلاعات پزشکی
  3. سیستم جمع آوری اطلاعات مبتنی بر سنسور : هدف اصلی اش جمع آوری اطلاعات از یک مجموعه سنسور و پردازش آنها به روشی می باشد. مسائل این نوع سیستم ها قابلیت اطمینان، امکان کارکردن در محیط های سخت و امکان نگهداری بالا می باشد. مثال ما از این سیستم ها : ایستگاه هواشناسی صحرایی
  4. محیط پشتیبان: مجموعه ای یکپارچه از ابزارهای نرم افزار می باشد که برای پشتیبانی تنوعی از فعالیت ها استفاده می شود. مثال ما «محیط یادگیری که یادگیری دانش‌آموزان در مدارس را پشتیبانی کند».

سیستم کنترل پمپ انسولین

در این سیستم تعبیه شده، اطلاعات از طریق سنسور محعآوری شده و پمپ برای تزریق میزان دوز مورد نظر کنترل می شود.

افراد مبتلا به دیابت از این سیستم استفاده می کنند. مسيه اصلی اینجا است که میزان تزریق انسولین نه تنها به مقدار قند خون بلکه به زمان آخرین تزریق نیز بستگی دارد. کاهش قند خون می تواند منجر به سکته مغذی و در بدترین حالت، منجر به مرگ شود. افزایش قند خون می تواند منجر به آسیب چشمی، آسیب کلیه و مشکلات قبلی شود.

سیستم تزریق انسولینِ کنترل شده توسط نرم افزار، از میکروسنسور تعبیه شده در بیمار جهت اندازه گیری پارامترهای خون استفاده می کند. این کنترلر مقدار خون را اندازه گیری می کند و مقدار انسولین مورد نیاز را نیز محاسبه می کند.. سپس اطلاعات رو به پمپ تزریق مینیاتوری جهت تزریق انسولین می فرستد.

تصویر ۱.۱ اجزای سخت افزاری و سازماندهی پمپ انسولین را نشان می دهد. نکته: به ازای هر پالس پمپ، یک واحد انسولین تزریق می شود، برای ۱۰ واحد انسولین باید ۱۰ پالس پمپ داشته باشیم. تصویر ۱.۲ نشان دهنده یک UML از Activity Model می باشد که نشان می دهد چگونه نرم افزار، سطح قند خون ورودی را به توالی از دستورات که منجر به حرکت پمپ انسولین می شوند، می فرستد.

اجزای سخت افزاری و سازماندهی پمپ انسولین
تصویر ۱.۱ اجزای سخت افزاری و سازماندهی پمپ انسولین
Activity Model برای پمپ انسولین
تصویر ۱.۲ Activity Model برای پمپ انسولین

به وضوح مشخص هست که این یک سیستم با بحران ایمنی می باشد. اگر پمپ نتواند عمل کند یا به درستی عمل نکند، در نتیجه اش سلامتی کاربر به خطر می افتد. این سامانه باید دو الزام سطح بالا را حتما داشته باشد:

  1. این سیستم برای تحویل انسولین در زمان لزوم، باید در دسترس باشد.
  2. این سیستم باید قابل اعتماد باشد و مقدار درستی از انسولین را برای متعادل نگه داشتن سطح قند خود تحویل دهد.

پس این سامانه باید طوری طراحی و پیاده سازی شود که اطمینان دهد دو الزام فوق همیشه رعایت می شود. بعدا در مورد این سامانه و چگونگی اطمینان از این الزامات و بحث بیشتر پیرامونش صحبت خواهیم کرد.

سیستم اطلاعات بیمار برای مراقبت از سلامت روان

یک سیستم اطلاعات پزشکی است که اطلاعات در مورد بیمارانی که از مشکلات سلامت روان رنج می برند و درمان هایی که دریافت کرده اند را حفظ می کند. اغلب بیماران سلامت روان نیاز به درمان حضوری در بیمارستان ندارند، اما، لازم است به طور مرتب در کلینیک های خصوصی شرکت کنند تا دکتر متخصص که از مشکلات آنها اطلاع دقیقی دارد آنها را معاینه کند.

سیستم مراقبت روان (شکل ۱.۳) یک سیستم اطلاعات بیمار است که برای استفاده در کلینیک ها در نظر گرفته شده است. از یک پایگاه داده مرکزی از اطلاعات بیماران ساخته شده اما طوری طراحی شده که روی لپتاپ اجرا شود، پس ممکن است در جایی که ارتباط شبکه امنی نداشته باشد، قصد دسترسی و استفاده از آن باشد. زمانی که شبکه محلی دارای دسترسی شبکه امن باشد، آنها از اطلاعات بیمار در پایگاه دادهها استفاده می کنند، و در زمانی که به شبکه متصل نیستند، اقدام به دانلود و استفاده از کپی های محلی اطلاعات بیمار می کنند. این سامانه یک سامانه کامل از اطلاعات همه بیماران برای همه بیماری ها نیست و صرفا تمرکز بر بیماران روح و روان دارد، البته می تواند با دیگر سیستم های اطلاعاتی کلینیک ارتباط داشته و تبادل اطلاعات کند.

سازماندهی سامانه سلامت روان
تصویر۱.۳ سازماندهی سامانه سلامت روان

این سیستم دو هدف دارد:

  1. تولید اطلاعات مدیریتی تا به مدیران خدمات سلامت اجازه دهد عملکرد را در برابر اهداف محلی و دولتی ارزیابی کنند.
  2. فراهم کردن اطلاعات به موقع برای کارکنان حوزه سلامت جهت پشتیبانی از درمان بیماران.

کاربران سیستم:

کارمندان مرکز پزشکی از جمله پزشکان، پرستاران و پرستاران در محل (ویزیت در منزل) می باشند. کاربران غیر کادر پزشکی : منشی (تنظیم قرار ملاقات و …)، کارمند ثبت اسناد پزشکی و ادمین.

سیستم برای ذخیره اطلاعت بیماران (نام، آدرس، سن و …)، مشاوره ها(تاریخ، پزشک معالج، برداشت های ذهنی بیمار و …)، شرایط و درمان ها استفاده می شود. گزارشاتد در فواصل مشخص برای کارمندان پزشکی و مدیرات بهداشت و درمان تهیه می شوند. معمولا گزارشات مرتبط با کادر پزشکی تمرکز بر اطلاعات درباره بیماران مشخص می باشد، درحالیکه گزارش های مدیریتی ناشناس هستند و دغدغه هایشان مرتبط با شرایط، هزینه های درمان و … می باشد.

ویژگی های کلیدی سیستم عبارت هستند از :

  1. مدیریت مراقبت فردی ، افراد کلینیک می توانند رکورد هایی برای بیماران بسازند، اطلاعات را در سیستم ویرایش کنند، تاریخچه بیماران را مشاهده کنند و … . سیستم از خلاصه گیری اطلاعات پشتیبانی می کند، درنتیجه پزشکانی که از قبل بیمار را ندیده اند، می توانند به سرعت درباره مشکلات اساسی و درمان های که روی بیمار انجام شده، اطلاعاتی کسب کنند.
  2. نظارت بر بیمار، سیستم به طور مرتب بر پرونده بیمارانی که درگیر درمان هستند نظارت می کند و در صورت تشخیص مشکلات احتمالی، هشدارهایی صادر می کند. درنتیجه اگر یک بیمار برای مدتی پزشکی را ملاقات نکند، هشداری صادر خواهد شد. یکی از مهمترین المان های سیستم نظارت، ردیابی بیمارانی است که از بخش خارج شده اند و از انجام بررسی‌های  قانونی در زمان مناسب اطمینان حاصل کند.
  3. گزارشات مدیریتی، سیستم به صورت ماهانه گزارش مدیریتی تولید می کند و تعداد بیماران درمان شده در هر کلینیک را نمایش می دهد، تعداد بیماران وارد شده که سیستم رو ترک کردند، تعداد بیماران مرخص شده، داروهای تجویز شده و هزینه ها.

دو قانون مجزا روی سیستم تاثیر می گذارد: قانون حفاظت از داده که محرمانگی اطلاعات شخصی را کنترل می کند و قانون سلامت روان که بستری اجباری بیمارانی که برای خودشان یا دیگران خطر آفرین هستند را کنترل می کند. یکی از اهداف سیستم مراقبت روان این هست که اطمینان حاصل شود کارمندان همیشه مطابق قانون عمل می کنند و تصمیمات شان ذخیره می شود تا در صورت نیاز بعدا در مجامع قضایی بشود از آنها استفاده کرد.

در تمام سامانه های بهداشتی، حریم خصوصی از مهمترین و بحرانی ترین الزامات می باشد. این ضروری است که اطلاعات بیمار  محرمانه باشد و بجز برای کادر پزشکی و خود بیمار برای هیچ فرد دیگری افشا نشود. این سامانه همچنین بحران-ایمنی را نیز دارد، بعضی از بیماری های روانی خطرناک هستند و منجر به خودکشی بیمار یا آسیب رساندن به بقیه می شود، در این مواقع سیستم باید به کادر پزشکی هشدار لازم را بدهد.

نرم افزار ایستگاه هواشناسی
meteorological station in iceland

ایستگاه هواشناسی صحرایی

برای کمک به نظارت بر تغییرات آب و هوایی و بهبود دقت پیش بینی وضعیت آب و هوا در مناطق دورافتاده، دولت کشوری با مقادیر زیادی زمین های بیابانی تصمیم به پیاده سازی چند صد ایستگاه آب و هوایی در مناطق دورافتاده گرفته است. این ایستگاه ها داده ها را از مجموعه ای ابزارهای که دما و فشار، نور خورشید، سرعت باد و جهت باد را اندازه گیری می کنند، جمع آوری می کنند.

ایستگاه های آب و هوای صحرایی قسمتی از یک سیستم بزرگتر (تصویر ۱.۴) می باشند که سیستم اطلاعات آب و هوایی می باشد و داده های ایستگاه های هواشناسی رو جمع کرده و آنها را برای دسترسی دیگر سیستم ها به آنها و پردازش روی داده ها آماده می کند. سامانه ها در تصویر ۱.۴ عبارتند از:

نرم افزار سیستم اطلاعات آب و هوایی
  1. سیستم ایستگاه هواشناسی، مسئولیت این سیستم جمع آوری داده های هواشناسی، اجرای برخی پردازش های اولیه داده و انتقال آن به سیستم مدیریت داده می باشد.
  2. سیستم مدیریت داده و آرشیو، این سیستم داده را از تمامی ایستگاه های هواشناسی جمع آوری می کند، پردازش داده و تحلیل را انجام داده و داده ها را در فرم ای که بتواند توسط دیگر سیستم ها، مانند سیستم های پیش بینی هوا استخراج شود، آرشیو می کند.
  3. سیستم نگهداری ایستگاه، این سیستم می تواند با استفاده از ماهواره با تمام ایستگاه های هواشناسی ارتباط برقرار کند و ناظر سلامتی این سیستم ها باشد و گزارشی از مشکلات را فراهم کند. می تواند نرم افزارهای تعبیه شده در این سیستم ها را بروزرسانی کند. در رویداد مواجهه با مشکل، این سیستم می تواند به صورت ریموت ایستگاه هواشناسی را کنترل کند.

در تصویر ۱.۴ از نمادهای پکیج UML جهت نشان دادن اینکه هر سیستم مجموعه ای از component ها می باشد استفاده شد و سیستم های جدا از هم با استفاده از کلیشه UMLبا نام «سیستم» مشخص می شود. ارتباط بین دسته ها نشان دهنده این است که تبادل اطلاعات وجود دارد اما، در این مرحله نیازی نیست تا آنها را با جزییات بیشتر تعریف کنیم.

همان طور که گفته شد، ایستگاه هواشناسی دارای ابزار های مختلفی برای اندازه گیری دما و فشار، نور خورشید، سرعت باد و جهت باد می باشد که در هر دوره ۲۴ ساعته انجام می شود.  هر کدام از این ابزارها توسط یک سیستم نرم افزاری کنترل می شوند که به صورت دوره ای پارامتر ها را می خوانند و داده جمعآوری شده از این ابزارها را پیام می کند.

سیستم ایستگاه هواشناسی با جمع‌آوری مشاهدات هواشناسی در بازه های زمانی، عمل می کند. برای مثال دما هر دقیقه اندازه گیری می شود. اگرچه بدلیل اینکه پهنای باند به سمت ماهواره نسبتا کم می باشد. ایستگاه هواشناسی خودش مقداری پردازش محلی و تراکم داده ها را انجام می دهد. سپس زمانی که از سمت سیستم جمع آوری داده درخواستی آمد، این داده های تراکم شده را ارسال می کند. اگر هم امکان ارتباط میسر نبود، ایستگاه هواشناسی از داده ها به صورت محلی نگهداری می کند تا اینکه ارتباط برقرار شود.

هر ایستگاه هواشناسی توانش را از باطری می گیرد و باید بطور کامل جامع باشد، هیچ کابل شبکه یا شبکه برق خارجی وجود ندارد. کلیه ارتباطات از طریق یک اتصال ماهواره ای نسبتا کند انجام می شود، و ایستگاه هوایی باید مکانیسم هایی را برای شارژ کردن باطری خودش داشته باشد( انرژی خورشیدی یا بادی).

بدلیل استقرار در بیابان، آنها در معرض شرایط محیطی سخت قرار دارند و ممکن است حیوانات به انها آسیب بزنند. بنابراین نرم افزار ایستگاه، فقط به جمع آوری اطلاعات توجه ندارد، بلکه باید:

  1. روی ابزارها، برق، سخت افزارهای ارتباطی، خرابی گزارش به سیستم مدیریتی نظارت داشته باشید.
  2. برق سامانه را مدیریت کند، مطمئن شود که باطری ها در هر شرایط محیطی مجاز شارژ شوند و البته ژنراتورها در شرایط آب و هوایی بد، همچون بادهای شدید، خاموش شود.
  3. اجازه پیکربندی پویا را برای هنگامی که قسمتی از نرم افزار با نسخه جایگزین معاوضه می شود و زمانی که ابزارهای پشتیبان گیری در زمان خطای سیستمی به سیستم سوییچ می کنند را بدهد.
نرم افزار ایستگاه هواشناسی

بدلیل آنکه ایستگاه هواشناسی باید دارای خود مختاری و بدون نظارت باشد، به این معنی است که نرم افزار نصب شده پیچیده است اگرچه جمع آوری داده عملا کاری ساده است.

محیط یادگیری مجازی برای مدارس

خیلی از معلمان استدلال می کنند که استفاده از سامانه های نرم افزاری تعاملی جهت پشتیبانی از آموزش می تواند منجر به هر جفت بهبود انگیزش آموزنده ها و سطح عمیقی از دانش و درک دانش آموزان شود. گرچه توافق عمومی روی بهترین استراتژی برای یادگیری مبتنی بر کامپیوتر وجود ندارد و معلمین در عمل از گستره ی متفاوتی از ابزار های مبتنی بر وب جهت پشتیبانی یادگیری استفاده می کنند. ابزار استفاده شده مبتنی بر سن یادگیرنده ها، فرهنگ پیش زمینه شان، تجربه شان از استفاده کامپیوترها، تجهیزات در دسترس و ترجیحات معلم درگیر آموزش می باشد.

یک محیط یادگیری دیجیتال، چارچوبی است که ممکن است در آن مجموعه ای از اهداف-عام و ابزارهای طراحی خاص برای یادگیری تعبیه شده باشد، بعلاوه مجموعه ای از اپلیکیشن ها که برای نیاز دانش آموزان جهت استفاده از سیستم مجهز شده اند. چارچوب، سرویس های عامی همچون سرویس احراز هویت ، سرویس ارتباطات همگام و ناهمگام و سرویس ذخیره سازی را فراهم می کند.

ابزار های گنجانده شده در هر نسخه ای از محیط توسط معلمین و یادگیرنده ها انتخاب می شود تا نیازهای مختص آنها را بر طرف کند. اینجا می تونه اپلیکیشن ها عمومی همچون spread sheet یا اپلیکیشن های مدیریت یادگیری همچون محیط های یادگیری مجازی (Virtual Learning Environment (VLE)) جهت مدیریت ارائه و ارزیابی تکالیف، بازی و شبیه سازی ها باشد. آنها همچنین می توانند شامل محتویات خاصی باشند، مثلا در باره جنگ داخلی آمریکا و اپلیکیشن هایی جهت دیدن و حاشیه نویسی محتویات.

تصویر ۱.۵ مدل معماری سطح بالا از محیط یادگیری دیجیتال ((iLearn)) می باشد که برای استفاده دانش آموزان بین ۳ تا ۱۸ سال در مدارس طراحی شده است. رویکرد  اتخاذ شده این است که این یک سیستم توزیعی می باشد که تمام اجزای محیط سرویس هایی هستند که می توانند از هرجایی در بستر اینترنت در دسترس باشند. نیازی نیست که همه ی ابزاری های یادگیری با هم در یک مکان جمع شوند.

معماری محیط یادگیری مجازی

سامانه مورد نظر، سامانه ای «مبتنی بر سرویس»  می باشد که تمام اجزای سیستم یک سرویس قابل تعویض در نظر گرفته شده اند:

  1. سرویس ها کاربردی (Utility services) که عملکرد های مستقل از اپلیکیشن پایه را فراهم می کند و می تواند توسط دیگر سرویس های سیستم استفاده شود. سرویس های Utility معمولا به صورت مختص برای سیستم مورد نظر، توسعه و وفق داده می شوند.
  2. سرویس های اپلیکیشن (Application services) که اپلیکیشن های مشخصی مانند ایمیل، کنفرانس، اشتراک عکس و … را فراهم می کند. و به محتویات آموزشی مشخصی مانند فیام های علمی و منابع تاریخی دسترسی دارد. سرویس های اپلیکیشن، سرویس های خارجی هستند که بطور اختصاصی برای سیستم خریداری شده اند یا به صورت رایگان در اینترنت در دسترس هستند.
  3. خدمات پیکربندی، استفاده می شوند تا محیط را با مجموعه مشخصی از سرویس های اپلیکیشن وفق دهند و تعریف کنند سرویس ها چگونه بین دانش آموزان، معلمین و پدرومادر ها به اشتراک گذاشته شوند.

محیط به گونه ای طراحی شده که سرویس ها بتوانند با سرویس های جدید که در دسترس هستند جایگزین شوند و نسخه های متفاوت از سیستم را که با سن کاربر متناسب هستند را فراهم کند.  به این معنی است که سیستم باید از دو سطح از ادغام سرویس ها پشتیبانی کند:

  1. سرویس های یکپارچه (Integrated services)، سرویس هایی هستند که یک API  (application programming interface) را پیشنهاد می دهند و می توانند توسط دیگر سرویس ها از طریق API در دسترس باشند. ارتباط مستقیم سرویس-به-سرویس در نتیجه ممکن می شود. سرویس ارتباطی مثالی از سرویس یکپارچه می باشد. به جای استفاده از مکانیسم های احراز هویت شان، یک سرویس احراز هویت میتواند توسط سرویس های دیگر برای احراز هویت کاربران فراخوانی شود. اگر کاربر احراز هویت شده است، سپس سوری احراز هویت ممکن اسن که اطلاعات احراز هویت را مستفیما به سرویس دیگری انتقال دهد، توسط یک API، بدون اینکه نیاز باشه کاربر مجدد احراز هویت را انجام دهد.
  2. سرویس های مستقل (Independent services)، سرویس هایی هستند که به سادگی از طریق واسط مرورگر در دسترس هستند و مستقل از دیگر سرویس ها عمل می کنند. اطلاعات فقط توسط عملهای صریح کاربر (مانند copy یا paste) با دیگر سرویس ها به اشتراک گذاشته می شود، احراز هویت مجدد اختمالا برای هر سرویس مستقلی مورد نیاز باشد.

اگر یک سرویس مستقل به طور گسترده استفاده شود، تیم توسعه ممکن است آن سرویس را یکپارچه کنند در نتیجه یک سرویس پشتیبانی شده و یکپارچه می شود.

افکار خود را به اشتراک گذارید