Разработка веб-приложения для информационного обеспечения учебного процесса (видеокасты)

4 Построение модели системы и разработка технологии реализации

4.1 Диаграмма развертывания

Рисунок 6 – Диаграмма развертывания

На рисунке 6 представлена диаграмма развертывания. Данная схема является стандартной для большинства сайтов в сети Интернет. Клиентские запросы поступают на

80 порт, который слушает веб-сервер nginx, далее запрос или проксируется на apache, или отрабатывает на nginx. Apache в свою очередь взаимодействует с СУБД и системой кэширования (на диаграмме показан Eaccelerator, но на его месте могут быть Memcached или APC) [15].

4.2 Диаграмма компонентов

Рисунок 7 – Диграмма компонентов

Диаграмма компонентов (рисунок 7) хорошо показывает альтернативу связке Apache-MySQL-PHP в лице пакетов Denwer/LAMP. Модули видеокастов, форум и дисциплины вынесены как увеличивающие функционал системы. В то же время система не зависит от них, и сами эти модули самодостаточны. Модуль авторизации вынесен в отдельную часть, поскольку он не реализует дополнительный функционал системы, а является одной из ее частей.

4.3 Диаграммы вариантов использования

4.3.1 Диаграмма вариантов использования для гостя

Как видно из цели диплома, гости хоть и являются второстепенной целевой аудиторией, но основная цель – студенты университета, соответственно на данный момент функционал доступных извне подкастов не реализован, хотя и может быть реализован по требованию. Соответственно, гостю показывается лишь приветственная страница и форма авторизации (рисунок 8). Загруженные в систему видеокасты гостям на данный момент не показываются.

Рисунок 8 – Диаграмма вариантов использования для гостя

4.3.2 Диаграмма вариантов использования для автора

Условно можно сделать разделение “преподавателя” на автора и тьютора. Автор создает сам материал подкаста, в то время как тьютор занимается типичной для него функцией – обучает. На практике часто получается, что эти две роли объединены в одну - “тьютор”.

На рисунке 9 показаны варианты использования системы для автора материалов.

Рисунок 9 – Диаграмма вариантов использования для автора

4.3.3 Диаграмма вариантов использования для преподавателя

Преподаватель в конкретном случае должен обучать студентов и назначать им аудио- и видеокасты к просмотру (рисунок 10).

Рисунок 10 – Диаграмма вариантов использования для преподавателя

4.3.4 Диаграмма вариантов использования для студента

Диаграмма вариантов использования для студента – самая большая из всех, поскольку именно обучающиеся в университете на настоящий момент являются целевой аудиторией данного проекта. Студенты могут просматривать доступные им видеокасты (рисунок 11), просматривать обсуждения, вопросы студентов и ответы преподавателей на эти вопросы в “Обсуждениях”. Студенты могут как просматривать видеокасты, так и слушать аудиокасты загруженные авторами обучающих материалов.

Рисунок 11 – Диаграмма вариантов использования для студента

4.4 Инфологическая модель базы данных

На рисунке 13 представлена инфологическая модель базы данных системы. Подробное описание проиллюстрированной модели представлено в приложении A. Инфологическая модель ядра системы представлена на рисунке 12.

Рисунок 12 – Инфологическая модель ядра системы

Рисунок 13 – Инфологическая модель системы

4.5 Выбор технологии реализации

После рассмотрения возможных аналогов данного проекта было выявлено, что для отдачи мультимедиа контента (в том числе видео- и аудиоконтента) используются веб-сервера nginx и lighttpd. Серверные скрипты в основном используют возможности php, python и bash. В качестве сервера баз данных используются в большинстве случаев MySQL и PostgreSQL. На рисунке 14 представлена стандартная схема работы большинства динамических сайтов в сети Интернет.

Рисунок 14 – Стандартная схема работы динамических сайтов, использующих БД

Как видно из рисунка, запрос пользователя поступает на фронтовый веб-сервер, который слушает 80 порт (стандартный HTTP-порт). Далее фронтовый веб-сервер в зависимости от запроса или проксирует его далее на бэкенд (более тяжеловесный сервер, умеющий обрабатывать динамические запросы, например Apache), или же отдает контент, запрошенный пользователем. В случае проксирования запроса на бэкенд мы можем взаимодействовать с БД посредством какого-либо языка программирования [14].

4.5.1 Выбор веб-сервера

Данная схема работы сайтов является на данный момент стандартной в сети Интернет. В качестве фронтовых веб-серверов в большинстве случае используются nginx и lighttpd. В качестве бэкенда самым известным веб-сервером является Apache. Также возможен вариант работы нескольких веб-серверов Apache (или вобще – нескольких физических серверов) вместе с балансировщиком нагрузки [12]. Вообще, главная причина использование схемы фронтенд-бэкенд – эффективное использование ресурсов. Если клиентов пускать напрямую к бэкенду (например apache+mod_perl) без фронтенда, то серверов под бэкенды потребуется в несколько раз больше [12].

В nginx рабочие процессы обслуживают одновременно множество соединений, мультиплексируя их вызовами операционной системы select (Windows), epoll (Linux), kqueue (FreeBSD) и eventport (Solaris). Рабочие процессы выполняют цикл обработки событий от дескрипторов. Полученные от клиента данные разбираются с помощью конечного автомата. Разобранный запрос последовательно обрабатывается цепочкой модулей, задаваемой конфигурацией. Ответ клиенту формируется в буферах, которые хранят данные либо в памяти, либо указывают на отрезок файла. Буферы объединяются в цепочки, определяющие последовательность, в которой данные будут переданы клиенту. Если операционная система поддерживает эффективные операции ввода-вывода, такие как writev и sendfile, то nginx применяет их по возможности [10].

Для эффективного управления памятью nginx использует пулы. Пул — это последовательность предварительно выделенных блоков динамической памяти. Длина блока варируется от 1 до 16 килобайт. Изначально под пул выделяется только один блок. Блок разделяется на занятую область и незанятую. Выделение мелких объектов выполняется путем продвижения указателя на незанятую область с учетом выравнивания. Если незанятой области во всех блоках нехватает для выделения нового объекта, то выделяется новый блок. Если размер выделяемого объекта превышает значение константы NGX_MAX_ALLOC_FROM_POOL, либо длину блока, то он полностью выделяется из кучи. Таким образом, мелкие объекты выделяются очень быстро и имеют накладные расходы только на выравнивание [15].

 Скачать реферат