Požiadavky na navrhovaný systém eXam

Obsah práce

1.	Analýza informačného systému pre podporu výuky programovania
2.	Požiadavky na navrhovaný systém eXam
3.	Implementácia systému eXam
4.	Testovanie systému eXam

V súčasnosti sa na škole nepoužíva žiadny informačný systém pre automatické vyhodnocovanie kódu študentov. Hodnotenie študentov a oprava programátorských úloh teda prebieha v manuálnej forme učiteľom, či už v papierovej alebo digitálnej forme.
Cieľom tejto analýzy požiadaviek je upresnenie požiadaviek systému očakávať a vytvorenie katalógu požiadaviek na systém.

Analýza procesov

Kontrola programátorských úloh (ďalej zadaní) študentov v škole má svoje postupy, ktoré sú zdĺhavé a zaberajú učiteľom veľa času. Najskôr je potrebné rozlíšiť, či sú dané zadania formou semestrálnych zadaní, zápočtovej písomky, alebo skúšky. Pri semestrálnych zadaniach aktuálne nie je potrebná osobná účasť študenta. Tieto tri časti semestra učeného predmetu možno rozdeliť na operácie, podľa ktorých bude systém navrhovaný.
Semestrálne zadania (pohľad zo strany vyučujúceho)

1. Prihlási sa do AIS pomocou svojho účtu, ktorý má určité výsady oproti bežnému účtu študenta.
2. Má možnosť odhlásiť sa, alebo ho systém odhlási sám po určitej dobe ne-aktivity.
3. Vytvorí priečinok príslušného zadania v kategórii miesta odovzdania daného predmetu.
4. Pridá popis zadania a príslušný text v ktorom je obsiahnuté čo od študenta v zadaní požaduje
5. Upraví určité nastavenia semestrálneho zadania, akými sú: časové obmedzenie zadania, počet povolených riešiteľov zadania, počet príloh, typy povolených príloh,veľkostné obmedzenie.
6. Má možnosť buď prideliť zadanie určitému študentovi, alebo ho môže pridať do sekcie predmetové témy v AIS, kde si môže študent na základe obmedzenia zadania a textu zvoliť, ktoré zadanie mu vyhovuje najviac.
7. Má možnosť sledovať, kto sa na danú tému zadania prihlásil, odobrať študenta od témy, pridať študenta k téme a vidieť určité informácie o študentovi.
8. Po odovzdaní zadania študentom má možnosť stiahnuť si prílohy a text vypracovaného zadania.
9. Skopíruje text zdrojového kódu, vloží ho do kompilátora alebo vývojového prostredia daného programovacieho jazyka.
10. Spustí kompiláciu programu a sleduje či program obsahuje všetky funkcie a náležitosti daného zadania, poprípade si skontroluje ako sa chovajú určité premenné v programe a program samotný spustením režimu debug.
11. Po vyhodnotení zadania má možnosť študentovi udeliť príslušný počet bodov alebo zadanie vrátiť a predĺžiť dobu odovzdania zadania.

Semestrálne zadania (pohľad zo strany študenta)

1. Prihlási sa do AIS buď s použitím svojho čísla ID, alebo prideleného loginu a hesla na svoj účet, ktorý má iné výsady a obmedzenia, keďže používateľ je študent.
2. Má možnosť odhlásiť sa, alebo ho systém odhlási sám po určite dobe ne-aktivity.
3. Môže si skontrolovať mail kde môže byť upozornený na otvorenie miesta odovzdania, pridelenie zadania, alebo rozpisov tém daného predmetu
4. V prípade vypísania rozpisov tém vstúpi do sekcie rozpisy tém kde nájde katalóg vypísaných zadaní
5. Môže si pozrieť detaily a informácie každého vypísaného zadania na ktoré má právo.
6. Môže si vybrať a prihlásiť sa na zvolené zadanie.
7. Zadanie rieši svojím spôsobom za použitia vybraného vývojového prostredia, avšak zadanie musí byť v programovacom jazyku určenom vyučujúcim predmetu.
8. Odovzdá súbor zdrojového kódu a ostatné prílohy do sekcie miesta odovzdania v AIS kde má možnosť vloženia komentáru k odovzdanému zadaniu.
9. Počká kým vyučujúci opraví a skontroluje zadanie.
10. V prípade že vyučujúci vykoná určité rozhodnutie, napríklad pridelenie bodov alebo navrátenie zadania, študent bude o danej udalosti informovaný mailom v systéme.

Zápočet a skúška
Pri týchto častiach semestra je potrebná účasť študenta a vyučujúceho na škole. Keďže majú veľa operácii spoločných a líšia sa len formou alebo rozsahom zadania, je vhodné ich špecifikovať spolu.

1. Vyučujúci určí termín zápočtu alebo skúšky v AIS.
2. Študent sa na termín prihlási a v čase termínu príde do určenej miestnosti.
3. Vyučujúci overí identitu a štatút prihlásených prítomných študentov na základe preukazu študenta alebo občianskeho preukazu.
4. Študenti vypracujú zadanie na termíne, či už v elektronickej alebo papierovej podobe.
5. V prípade papierovej podoby zadania musí vyučujúci manuálne prejsť a skontrolovať logiku každého odovzdaného zadania.
6. V prípade elektronickej podoby si môže čiastočne pomôcť kompilátorom, no text zadania musí manuálne skopírovať a vyskúšať.
7. Vyučujúci pridelí známku alebo body študentovi cez AIS

Požiadavky systému

Nasledujúca sekcia má za úlohu priblížiť, čo by daný systém na kontrolu programátorských úloh mal obsahovať z funkčného aj nefunkčného hľadiska. V nasledujúcom texte pod pojmom zadanie rozumieme riešenie programátorskej úlohy resp. algoritmu.

Tabuľka 2.1: Funkčné požiadavky systému

Funkčné požiadavky		Doplňujúce informácie
R01	Systém umožní registráciu študenta	Študent si zvolí login, alebo použije získané ID z AIS a zvolí si heslo
R02	Systém umožní registráciu učiteľa	Vytvorenie účtu systémovým administrátorom
R03	Systém umožní prihlásenie	Pomocou loginu a hesla
R04	Systém umožní obnovu hesla
R05	Systém umožní správu používateľov
R06	Systém umožní zobrazenie štatistík a grafov na titulnej stránke
R07	Systém umožní zobrazenie informácii o vybraných akciách používateľa
R08	Systém umožní odhlásenie používateľa	Manuálne alebo exspiráciou času
R09	Systém umožní učiteľovi zmeniť režim systému	Prepnutie režimu semester, zápočet, skúška
R10	Systém umožní učiteľovi pridať, mazať a editovať zadania	Obmedzenia programovacieho jazyka, času, používateľov
R11	Systém umožní učiteľovi pridanie obmedzení na zadanie	Obmedzenia programovacieho jazyka, času, používateľov
R12	Systém umožní pridanie príloh k zadaniu	Študentovi aj učiteľovi
R13	Systém umožní učiteľovi pridať, mazať a upravovať povolené entity na vstup do systému	Entita (učebňa) obsahuje zoznam povolených IP a MAC adries.
R14	Systém umožní študentovi odosielanie odovzdať zadanie	Po vypracovaní má možnosť odovzdať zadanie
R15	Systém umožní študentovi opravu odoslaného chybného zadania	Do daného časového limitu
R16	Systém umožní študentovi zobraziť detailne ktoré testy neprešli	Študent vie ktoré testy musí opraviť
R17	Systém umožní učiteľovi zobrazenie odovzdaných zadaní študentami	Vrátane príloh a testov ktoré neprešli
R18	Systém umožní učiteľovi zobraziť informácie o akciách všetkých študentov
R19	Systém umožní zmenu hesla používateľom	V časti nastavenia

Tabuľka 2.2: Nefunkčné požiadavky systému

Nefunkčné požiadavky		Doplňujúce informácie
R20	Systém bude bežať na operačnom systéme GNU/Linux
R21	Systém bude zabezpečený softvérom Docker a Nette frameworkom	Izolovanie jednotlivých aplikácii systému kvôli bezpečnosti
R22	Systém bude prehľadne vypisovať chybové hlášky
R23	Overenie identity študenta pri registrácii cez AIS.	Študent zadá svoje meno a systém mu ponúkne nájdených študentov na registráciu
R24	Systém bude implementovaný v jazyku PHP 7.2.7,	Verzia 7.2.7, framework Nette
R25	Systém bude overovať práva používateľov	Pri akciách
R26	Systém bude zobrazovať relevantnú ponuku na základe typu používateľa	Rozdelenie aplikácie na moduly
R27	Systém umožní kontrolu zadania ihneď po odoslaní
R28	Systém bude ladiť zadania cez vhodný kompilátor	Spustenie kompilátora na základe zvoleného programovacieho jazyka
R29	Systém bude porovnávať výsledky parametrov z ladenia so správnymi parametrami zadania	Určenie správnosti testov
R30	Systém bude ukladať prílohy do koreňového priečinku systému	Uloženie najskôr do databázy a po prvom dopyte do priečinku. Kvôli rýchlosti spracovania požiadavku.
R31	Systém bude brániť kopírovaniu textu otvoreného zadania študentom
R32	Systém bude mať odlišný dizajn podľa režimu a typu používateľa
R33	Systém bude mať responzívny dizajn
R34	Systém bude zaznamenávať údaje o akciách používateľov	Evidencia akcii ako prihlásenie,\\ riešenie zadania. Údaje ako IP, MAC adresy, čas apod.

Funkčný model systému

V tejto kapitole je obsiahnutý návrh fungovania systému pre podporu výuky programovania. Pre zobrazenie fungovania sú použité diagramy v štandarde UML.
UML (Unified Modeling Language) je štandard pre modelovací jazyk využívaný na modelovanie :

• biznis procesov,
• analýzu, dizajn a implementáciu softvérovo-založených procesov.

Identifikácia účastníkov systému

Tabuľka 2.3: Účastníci systému

	Účastník	Popis účastníka
A01	Systémový administrátor	Používateľ, ktorý má ako jediný práva ku všetkým nastaveniam systému a môže pridávať vyučujúcich a spravovať ostatných používateľov
A02	Vyučujúci	Má práva na správu študentov, môže im udeľovať práva na určité zadania, spravovať zadania, meniť režim systému, spravovať povolené entity a určité nastavenia.
A03	Študent	Vytvorený overený účet študenta cez školský AIS. Používateľ má práva na zobrazenie štatistík, pridelených zadaní a na osobné nastavenia.

Identifikácia prípadov použitia

V tejto časti sú v tabuľke definované možnosti prípadov použitia systému s detailnejším popisom funkcie. Na zobrazenie sú použité vybrané diagramy UML use case pre grafické priblíženie fungovania.

Tabuľka 2.4: Katalóg prípadov použitia

Prípad použitia		Opis prípadu použitia
UC01	Prihlásenie používateľa	Používateľ sa prihlási pomocou mena a hesla
UC03	Registrácia učiteľa	Učiteľa musí pridať systémový administrátor
UC04	Prihlásenie do systému	Používateľ sa prihlási pomocou mena a hesla
UC05	Zobrazenie úvodnej stránky	Obsah úvodnej stránky je iný na základe aktéra
UC06	Zobrazenie vypísaných zadaní	Pre všetkých používateľov. Študent má prístup k zobrazeniu len viditeľných zadaní
UC07	Pridanie zadania	Učiteľ môže pridať zadania
UC08	Editácia zadania	Učiteľ môže upraviť existujúce zadanie
UC09	Vymazanie zadania	Učiteľ môže vytvorené zadanie odstrániť zo systému
UC10	Zobrazenie zoznamu registrovaných používateľov	Systémový administrátor a učiteľ môžu zobraziť registrovaných študentov
UC11	Zobrazenie detailnejších informácii o používateľovi	Systémový administrátor a učiteľ môžu vidieť, kedy daný používateľ vykonal určité akcie a informácie o lokalite kde sa akcia vykonala.
UC12	Zobrazenie osobných informácii používateľa	Každý používateľ si môže pozrieť svoje osobné informácie o akciách apod.
UC13	Správa používateľov	Systémový administrátor môže pridať a odstrániť existujúcich používateľov, poprípade im zmeniť heslo.
UC14	Vyhľadávanie zadaní	Učiteľ aj žiak môžu vyhľadávať zadania na základe frázy
UC15	Vyhľadávanie používateľov	Systémový administrátor a učiteľ môžu vyhľadávať používateľov na základe mena a semestra.
UC16	Zmena režimu systému	Systémový administrátor a učiteľ môžu zmeniť režim systému na skúšku a zápočet alebo semester.
UC17	Pridanie skupiny povolených entít na prístup do systému	Systémový administrátor a učiteľ môžu pridať povolené entity na vstup do systému na základe ip adresy alebo mac adresy.
UC18	Odstránenie povolených entít	Systémový administrátor a učiteľ môžu odstrániť povolené entity na prístup do systému.
UC19	Editácia povolených entít	Systémový administrátor a učiteľ môžu upraviť údaje o pridanej entite.
UC20	Vyhľadanie povolenej entity	Systémový administrátor a učiteľ môžu vyhľadať pridané povolené entity na základe mena miestnosti apod.
UC21	Aktivovanie povolenej entity	Systémový administrátor a učiteľ môžu povolenú entitu aktivovať a filtrovať tak prístup do systému.
UC23	Zobrazenie informácii o odoslanom zadaní	Systém umožní študentovi zobraziť určité údaje ako správnosť zadania, čas odovzdania a ktorý parameter konkrétne neprešiel testom
UC24	Editácia odoslaného zadania	Systém umožní študentovi opraviť odoslané chybné zadanie, pokiaľ nevypršala doba riešenia.
UC25	Pridanie obmedzení na zadanie	Systémový administrátor a učiteľ môžu pridávať na zadania obmedzenia času, počtu a ID používateľov apod.
UC26	Odstránenie obmedzenia na zadanie	Systémový administrátor a učiteľ môžu odstrániť pridané obmedzenia na zadanie.
UC27	Editácia obmedzenia na zadanie	Systémový administrátor a učiteľ môžu upraviť obmedzenia zadania.
UC28	Odhlásenie používateľa	Používateľ sa môže odhlásiť buď manuálne, alebo mu vyprší relácia.

Základná schéma práv aktérov

[fig:UC_actors]

Schéma použitia pre správu obmedzenia prístupu

[fig:UC_allowedEntry]

Schéma použitia pre správu zadaní

[fig:UC_assingmentControl]

V diagramoch použitia je postava vyučujúci odvodená od systémového administrátora. Vyučujúci má v systéme podobné práva ako administrátor, ale obmedzenejšie. Učiteľ napríklad nie je schopný do systému pridávať nových správcov alebo učiteľov.