Применение архитектурной методологии REST в построении интерфейса системы хранения структурированных учебно-методических материалов

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

Применение архитектурной методологии REST в построении интерфейса системы хранения структурированных учебно-методических материалов

Информационный обмен между студентом, преподавателем и носителями учебно-методических материалов имеет место на всех этапах различных форм обучения. При этом используются разнообразные способы передачи и обработки информации. Применение современных информационных технологий способствует расширению доступа к источникам учебно-методической информации, увеличению объёма её передачи, значительному расширению функций применяемых и разрабатываемых компьютерных систем обучения. В настоящее время ведётся разработка системы Электронный Обучающий Ресурс (ЭОР). В рамках ЭОР студент проходит контрольные тесты, изучает методические указания, условия задач для самостоятельного решения и несколько примеров решения задач.

Важная составляющая часть ЭОР — структурированный учебно-методический материал (СУММ), учебно-методический материал, представленный в доступной для программного обеспечения ЭОР форме. К материалам, являющимся информационным наполнением ЭОР относятся вопросы к тестам, методические указания, условия задач и примеры их решения. Материалы группируются по разделам и темам, подробнее структура данных описывается в [1].

Кроме хранилища СУММ в состав ЭОР входит адаптивная система управления, берущая на себя выполнение части профессиональных функций, выполняемых преподавателем. Пользователь взаимодействует только с системой управления, информационную поддержку которой осуществляет хранилище СУММ (см. рис. 1). В задачи информационной поддержки входит формирование тестовых заданий различного уровня сложности, формирование наборов задач различного уровня сложности, предоставления доступа к заданиям и условиям курсовых работ, различным учебно-методическим пособиям и справочникам. Кроме того, в задачи хранилища СУММ входит поддержка базы материалов.

В существующей реализации структурированные учебно-методические материалы хранятся в реляционной базе данных, а работа с ними производится по технологии ORM в соответствии с паттерном ActiveRecord [2]. Функциональность хранилища СУММ и адаптивной системы управления совмещена в едином приложении. При росте нагрузки на ЭОР возникает задача разнесения частей приложения на разные физические сервера, и, соответственно, создания интерфейса удалённого взаимодействия системы управления с хранилищем.

Одним из подходов к реализации такого интерфейса является использование архитектурной методологи Representational State Transfer (REST) [3] и паттерна ActiveResource.

Методология REST является абстракцией архитектурных элементов распределённой гипермедийной системы, фактически обобщением существующей в настоящее время архитектуры World Wide Web. Построенные по методологии REST сервисы обеспечивают прозрачный доступ к набору ресурсов через набор операций, производных от стандартного набора Create, Read, Update, Delete. Такие сервисы работают по стандартному протоколу HTTP без хранения внутреннего состояния, где URL является идентификатором ресурса, а HTTP-метод определяет производимое действие. К построению рассматриваемого интерфейса REST прикладывается следующим образом: экспортируется набор требуемых ресурсов, связанных с URL по типу, например, "/tasks" или "/references". Для поддержки базы материалов используются стандартные методы, например для создания новой задачи — "POST /tasks", а для взятия всех справочников по теме 2, разделу 1 — "GET /references/?theme=2&part=1". Для информационной поддержки системы управления определяются так называемые аспекты операции Read, например, для взятия набора задач для студента номер 25 по теме 3, часть 2, уровня сложности 1 — "GET /tasks/set_for_student;25?theme=3&part=2&level=1".

Главное достоинство такого подхода в наличии реализаций паттерна ActiveResource, комплементарного методологии REST. Этот паттерн сходен с паттерном ActiveRecord, но несколько новее. Как и по паттерну ActiveRecord, часть состояния использующего ActiveResource объекта содержится во внешнем хранилище, но в данном случае таковым хранилищем является не реляционная база данных, а REST-ресурс. Аспекты стандартных операций такого ресурса преобразуются в дополнительное поведение объекта, что позволяет с небольшими особенностями программно использовать REST-ресурсы так же, как ORM-хранимые объекты в базе данных.

Предложенный подход был реализован при усовершенствовании электронного обучающего ресурса по курсу «Теория Управления» и позволил получить интерфейс удалённого взаимодействия с хранилищем учебно-методических данных, не зависимый от внутреннего устройства хранилища и системы управления, а так же значительно упростить исходный код существующей реализации.

Список литературы

1.  , В., Игнатьев технологий ORM и KVC в системе хранения структурированного учебно-методического материала // Научная сессия МИФИ-2005. М.: МИФИ, 2005.

2.  Martin Fowler. Catalog of Patterns of Enterprise Application Architecture — Mitp-Verilag, 20с.

3.  Roy Fielding. Architectural Styles and
the Design of Network-based Software Architectures. Ph. D dissertation: 2000.

4.  David H. Hansson, Discovering a world of resources, http://