Оперативная разработка и публикация расчетных приложений в веб

Важное место в инженерном образовании занимают простые приложения, позволяющие в наглядном виде проводить вычислительные эксперименты, отображать их результаты в графической форме, осуществлять многовариантные расчеты. Далее мы будем называть такие приложения апплетами. Данный термин введен в середине 90х годов для приложений Java, выполняющихся в контексте браузера. Апплеты могут быть использованы не только в образовательном процессе, но и в практической инженерной деятельности, на что обратил внимание О.Л. Данилов, под руководством которого разработано большое число расчетных приложений для решения задач энергосбережения [1].

Если исходить из того, что апплеты разрабатываются в основном преподавателями для поддержки учебного процесса, то основными являются требования простоты и минимальной трудоемкости. Средства разработки апплетов не должны требовать изучения сложных технологий и позволять оперативно создавать приложения во время подготовки к лекциям и практическим занятиям. Немаловажным является возможность нулевой установки, что позволяет оперативно сделать приложения для доступными для  определенного контингента обучаемых как компьютерных классах вуза, так и на домашних компьютерах, исключить накладные расходы по установке и обслуживанию апплетов на рабочих местах пользователей.

В докладе рассматриваются два фреймворка для создания и публикации апплетов, первый из которых реализован на C# и ASP.NET http://applets.mpei.ru/apps) а второй – на Python 2.7 и web2py (http://www.web2py.com).

Для реализации апплета необходимо описать интерфейсные объекты (типы данных, умалчиваемые значения, ограничения на значения, необязательные рекомендации по отображению переменных в веб-интерфейсе, а также при необходимости пользовательские методы валидаторов). Одним из предопределенных интерфейсных объектов является вариант задания. При первом обращении пользователя к апплету генерируется номер варианта: фиксированный для демонстрационного режима, когда пользователь не аутентифицирован,  и случайный из набора вариантов в рабочем режиме. В дальнейшем вариант задания остается фиксированным для данного пользователя.

Функциональность апплета реализуется методом run(), которому передается  словарь интерфейсных переменных, разработчик должен обеспечить вычисление по входным объекатам выходных и формирование графиков. Пользовательский интерфейс формируется автоматически. Возможно объединение нескольких апплетов в конвейер, когда выходные данные одного апплета используется в качестве входных данных другого. на рисунке приводится апплет для расчета диффузии примеси в полупроводнике.

Работать с апплетами можно через любой браузер как локально, так  и установив апплеты на веб-сервере  вуза.