Готовая дипломная: Веб-приложение для дискретной математики

ВВЕДЕНИЕ	4
1	АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ	7
1.1	Анализ организации ЧОУ ВО «МУИВ» и процесса обучения дисциплине «Дискретная математика»	7
1.1.1	Дерево образовательных направлений и организационная структура Университета	7
1.1.2	Сопоставление учебного процесса и ключевых факторов качества образования	9
1.1.3	Анализ нормативной и методической документации, регламентов подразделения «Департамент информационных технологий», регулирующих выполнение выбранного бизнес-процесса	12
1.2	Моделирование процесса изучения дисциплины «Дискретная математика»	14
1.2.1	Модель процесса обучения «КАК ЕСТЬ» (AS IS)	14
1.2.2	Моделирование процесса «КАК ДОЛЖНО БЫТЬ» (TO BE)	20
1.3	Анализ рынка обучающих web-приложений и электронных образовательных платформ	26
1.4	Анализ стейкхолдеров и их требований к разрабатываемой системе	29
1.5	Выбор средств разработки	31
1.6	Техническое задание на разработку корпоративной информационной системы	32
1.7	Выводы по разделу 1	32
2	ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА	34
2.1	Структурирование требований к разрабатываемой системе	34
2.1.1	Логическое моделирование данных	34
2.1.2	Конструирование модели данных	39
2.2	Разработка программного обеспечения	43
2.2.1	План разработки ПО	43
2.2.2	Frontend-разработка	44
2.2.3	Backend-разработка	48
2.2.4	Разработка модели доступа к данным	53
2.3	Выводы по разделу 2	56
3	ТЕСТИРОВАНИЕ И ИНТЕГРАЦИЯ	58
3.1	Тестирование и отладка разработанного ПО	58
3.1.1	Тестирование по методу 1 – Функциональное тестирование	58
3.1.2	Тестирование по методу 2 – Смоук-тестирование и тестирование критического пути	70
3.1.3	Тестирование по методу 3 – Тестирование производительности и нагрузочное тестирование	79
3.1.4	Тестирование по методу 4 – Тестирование интерфейса и удобства использования	90
3.1.5	Отладка	101
3.2	Составление плана инсталляции и развертывания ИС	101
3.3	Разработка плана интеграции корпоративной ИС разработанного веб-приложения с существующими ИС у заказчика	105
3.4	Формирование модели обновлений и технической поддержки	106
3.5	Руководства администратора и пользователя веб-сервиса	108
3.6	Выводы по разделу 3	108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	110
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ	112
ПРИЛОЖЕНИЯ	116
Приложение 1. Техническое задание на разработку корпоративной электронной библиотеки в университете	116
Приложение 2. Описание сущностей БД	121
Приложение 3. Скрипты DDL	126
Приложение 3. Руководство администратора веб-приложения	150
Приложение 4. Руководство пользователя корпоративной  информационной системы	158

В настоящее время в любой современной образовательной организации, независимо от направления её деятельности, внедрение информационных систем значительно упрощает управление учебным процессом, оптимизирует внешние и внутренние процессы, а также повышает качество образовательных услуг. Однако традиционные методы обучения уже не способны в полной мере удовлетворить запросы как преподавателей, так и студентов, особенно в условиях активной цифровизации образовательной среды. Решение учебных задач, контроль знаний, мониторинг успеваемости, индивидуализация обучения требуют применения специализированных обучающих платформ. Поэтому разработка обучающего веб-приложения для изучения дисциплины «Дискретная математика» стала актуальной темой исследования. Для удобства использования и расширения функционала было принято решение разработать программный продукт на основе современных веб-технологий, обеспечивающих доступность, масштабируемость и удобство взаимодействия пользователей с системой через браузер.
Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения эффективности обучения математическим дисциплинам, а также отсутствием адаптированных образовательных платформ, ориентированных конкретно на дисциплину «Дискретная математика» в рамках учебного процесса ЧОУ ВО «Московский университет имени С.Ю. Витте».
Объектом исследования выпускной квалификационной работы является образовательный процесс по дисциплине «Дискретная математика» в Университете, направленный на формирование у студентов аналитического мышления, логики, навыков решения формализованных задач и применения математических методов в сфере информационных технологий.
Предметом исследования является процесс автоматизации обучения и контроля знаний по дисциплине «Дискретная математика» с помощью веб-приложения, обеспечивающего подачу теоретического материала, выполнение практических заданий, тестирование, а также обработку результатов обучения. Использование подобных информационных систем позволяет не только улучшить качество преподавания, но и повысить интерактивность учебного процесса, обеспечить индивидуализацию обучения и объективность оценки знаний студентов.
Цель выпускной квалификационной работы заключается в разработке обучающего веб-приложения, позволяющего автоматизировать процесс изучения дисциплины «Дискретная математика», обеспечить проведение тестирования, отслеживание прогресса обучающихся и формирование отчетности для преподавателей.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1.	Провести анализ предметной области и выявить особенности учебного процесса по дисциплине «Дискретная математика».
2.	Определить требования к функциональным и нефункциональным характеристикам разрабатываемого приложения.
3.	Выполнить анализ существующих программных решений в области электронного обучения.
4.	Спроектировать архитектуру системы и модель базы данных.
5.	Реализовать программное обеспечение с использованием выбранных технологий.
6.	Провести тестирование разработанного приложения и оценить его эффективность.
Выпускная квалификационная работа состоит из:
˗	Введения
˗	Главы 1 – аналитическая часть
˗	Главы 2 – проектно-технологическая часть
˗	Главы 3 – экспериментально-исследовательская/интеграционная часть
˗	Заключения
˗	Списка литературы
˗	Приложений
Первая глава посвящена анализу предметной области, исследованию структуры Университета, описанию процессов обучения и выявлению требований к системе.
Вторая глава содержит проектирование и разработку обучающего веб-приложения, структуры базы данных, интерфейсов и функциональных модулей.
Третья глава включает тестирование и внедрение разработанного решения, оценку его эффективности, а также анализ интеграции с текущей ИТ-инфраструктурой.
Ссылка на git-репозиторий с исходным кодом проекта:
https://gitflic.ru/project/denis_karakhtanov/discrete-math-edu
Ссылка на размещённое приложение:
https://deniskarakhtanov.pythonanywhere.com/
Учётные данные для тестирования:
•	Студент: логин student_ivanov, пароль student123
•	Преподаватель: логин prof_smirnov, пароль professor123
•	Администратор: логин admin, пароль admin123

В ходе выполнения квалификационной работы выполнены все поставленные задачи: проведён анализ предметной области образовательной среды и требований к информационной системе, сформированы функциональные и нефункциональные требования, выполнен выбор средств разработки и спроектирована логическая и физическая модели данных (ER-диаграмма, UML-диаграммы вариантов использования и последовательностей, дерево функций). 
На основе модели данных и анализа был реализован предметно-ориентированный набор сущностей (CustomUser, Student, Instructor, Course, Module, Lesson, Test, Question, Choice, Submission, Result, Enrollment, LearningPath, LearningTopic, Report, StudentProgress) с описанием атрибутов и связей; составлены миграции и DDL-скрипты. 
Для проектирования интерфейса и серверной логики использованы шаблоны и соглашения, обеспечивающие разделение обязанностей «шаблон → view → модель», а также единый набор компонентных шаблонов для быстрого расширения интерфейса.
В разделе разработки и тестирования формализованы планы работ и выполнены подробные тест-планы: функциональное тестирование, smoke-тесты критических путей, нагрузочное/перформанс-тестирование и тестирование интерфейса/юзабилити. Для каждого метода подготовлены тест-кейсы, критерии прохождения, шаблоны баг-репортов и рекомендации по исправлению критичных дефектов (S1–S5). 
Разработан план развёртывания с применением blue/green-стратегии, прописаны роли и контрольные точки, процедуры отката, а также политика обновлений (git → зеркало → ручной upload). Подготовлена документация для администратора и пользователя, runbook для экстренных операций и план интеграции с корпоративными ИС (API-контракт, SFTP/экспорт, этапы тестирования).
В целом работа дала готовый комплект проектной документации, тестовых сценариев и операционных процедур, позволяющих запустить разработанную информационную систему в промышленную эксплуатацию с контролируемыми рисками и планом дальнейшего развития.

1.	Сведения об образовательной организации: Структура и органы управления образовательной организацией [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.muiv.ru/sveden/struct/ (дата обращения: 01.08.2025).
2.	Сведения об образовательной организации [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.muiv.ru/sveden/ (дата обращения: 01.08.2025).
3.	Закон Российской Федерации от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» [Текст]. – Электрон. дан. – Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_140174/ (дата обращения: 01.08.2025).
4.	Постановление Правительства Российской Федерации от 20.10.2021 № 1802 «Об утверждении технологических требований к информационной системе «Электронное образование» [Текст]. – Электрон. дан. – Режим доступа: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202110220033 (дата обращения: 01.08.2025).
5.	Приказ Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки от 04.08.2023 № 1493 «Об утверждении требований к содержанию и порядку размещения сведений об образовательных организациях» [Текст]. – Электрон. дан. – Режим доступа: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202308100006 (дата обращения: 01.08.2025).
6.	Платформа «Электронный университет» (LMS) Университета: пользовательская документация [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.muiv.ru/sveden/ (дата обращения: 01.08.2025).
7.	IEEE Std 830-1998. IEEE Recommended Practice for Software Requirements Specifications. – IEEE, 1998.
8.	Халл Э., Джексон К., Дик Дж. Инженерия требований [Текст] : пер. с англ. А. В. Снастин ; ДМК Пресс. – Москва, 2017. – 226 с. – (Библиотека по системной инженерии Русского института системной инженерии). – ISBN 978-5-97060-214-0. – Режим доступа: https://www.litres.ru/book/dzheremi-dik/inzheneriya-trebovaniy-44336511/ (дата обращения: 03.08.2025).
9.	ГОСТ 34.602-2020. Системы обработки информации. Техническое задание на автоматизированную систему. – М.: Стандартинформ, 2020.
10.	GitFlic Help [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://gitflic.ru/help (дата обращения: 03.08.2025).
11.	Git – Documentation [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://git-scm.com/doc (дата обращения: 03.08.2025).
12.	PostgreSQL Tutorial. PostgreSQL Data Modeling [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.postgresqltutorial.com/postgresql-data-modeling/ (дата обращения: 04.08.2025).
13.	И.П. Романова, П.С. Романов Базы данных: работа с PostgreSQL: учебное пособие - М.: Московский университет имени С.Ю. Витте, 2023. - 193 c. – [Электронный ресурс] - https://e.muiv.ru/local/library/library.php?book_id=148859.
14.	Ambler, S. W. Database Design. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ambysoft.com/books/databases.html (дата обращения: 04.08.2025).
15.	Нормальные формы реляционной БД. Foxford Учебник [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://foxford.ru/wiki/informatika/relyatsionnye-bazy-dannyh (дата обращения: 04.08.2025)
16.	PostgreSQL Documentation: GRANT [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.postgresql.org/docs/current/sql-grant.html (дата обращения: 04.08.2025).
17.	PostgreSQL Documentation: Indexes [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.postgresql.org/docs/current/indexes.html (дата обращения: 05.08.2025).
18.	PostgreSQL Documentation: CREATE INDEX [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.postgresql.org/docs/current/sql-createindex.html (дата обращения: 05.08.2025).
19.	O’Reilly. SQL Performance Explained / Markus Winand [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://use-the-index-luke.com (дата обращения: 05.08.2025).
20.	Django Software Foundation. Django 4.1 documentation [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://docs.djangoproject.com/en/4.1/ (дата обращения: 11.08.2025).
21.	Bootstrap. Bootstrap 5 документация [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://getbootstrap.com/docs/5.3/ (дата обращения: 11.08.2025).
22.	PostgreSQL Global Development Group. PostgreSQL 14 Documentation [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.postgresql.org/docs/14/ (дата обращения: 11.08.2025).
23.	Python-docx project. python-docx – Documentation [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://python-docx.readthedocs.io/ (дата обращения: 11.08.2025).
24.	Openpyxl – A Python library to read/write Excel 2010 xlsx/xlsm files [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://openpyxl.readthedocs.io/ (дата обращения: 11.08.2025).
25.	Moodle – официальный сайт системы дистанционного обучения Moodle [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://moodle.org (дата обращения: 10.10.2025).
26.	Moodle HQ. About Moodle. Company Background [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://moodle.com (дата обращения: 10.10.2025).
27.	Google Classroom – образовательная платформа Google [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://edu.google.com/products/classroom (дата обращения: 10.10.2025).
28.	Google for Education. Classroom Help Center [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://support.google.com/edu/classroom (дата обращения: 10.10.2025).
29.	Canvas LMS by Instructure – официальная страница [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.instructure.com/canvas (дата обращения: 10.10.2025).
30.	Blackboard Learn – система управления обучением [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.blackboard.com (дата обращения: 10.10.2025).
31.	D2L Brightspace – Learning Management Platform [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.d2l.com/brightspace (дата обращения: 10.10.2025).
32.	Open edX – открытая платформа онлайн-обучения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://open.edx.org (дата обращения: 10.10.2025).
33.	Stepik – образовательная платформа [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://stepik.org (дата обращения: 10.10.2025).
34.	Coursera – международная образовательная платформа [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.coursera.org (дата обращения: 10.10.2025).