Файл: Методы и средства проектирования информационных систем и технологий.docx

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ,

СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

(СПбГУТ)

Институт непрерывного образования

Кафедра информационных управляющих систем

Направление: 09.03.02 Информационные системы и технологии

Профиль: Информационные системы и технологии

Пояснительная записка к курсовому проекту

«Проектирование системы встраиваемого эквалайзера звука»

по дисциплине

«Методы и средства проектирования информационных систем и технологий»

Выполнил:

Студент группы ИБ-06с

№ зачетной книжки: 2010659

ФИО Юшкин И.В. «____»__________ 20___ г.

Научный руководитель:

ст. преп. каф. ИУС

Котлова М.В. «____»__________ 20___ г.

Оценка ________________

Санкт-Петербург

2023

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ,

СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

(СПбГУТ)

Институт непрерывного образования

Кафедра Информационных управляющих систем

Направление (специальность): 09.03.02 «Информационные системы и технологии»

Направленность/профиль Информационные системы и технологии

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсового проекта по дисциплине

---

Методы и средства проектирования информационных систем и технологий

1. 
   Студент Юшкин Игорь Вадимович, № группы ИБ06с, № зачетной книжки 2010659
   
2. 
   Тема курсового проекта: «Проектирование системы встраиваемого эквалайзера звука»
   
3. 
   Исходные данные (технические требования): [перечислить нормативно-правовую базу, перечень технологий, технические требования к информационной системе, средства для моделирования, перечень нотаций]
   
4. 
   Содержание работы:
   

Введение

1. Требования к информационной системе

2. Проектирование технической реализации

3. Описание логической структуры программы

4. Создание графического прототипа приложения

Заключение

Список литературы

Цели и задачи информационной системы: создать систему, позволяющую совершать обработку звука при помощи эквалайзера внутри браузера.

5. 
   Перечень основных пользователей информационной системы: пользователи и слушатели медиаконтента, в частности музыки.
   
6. 
   Перечень основных функций информационной системы:
   

Пользователь открывает расширение, загружается интерфейс. После этого он начинает настраивать частоты (от 80 герц до 16 килогерц) изменяя громкость (от -12 дебицел до +12 децибел), либо выбирает и загружает пресет из выпадающего списка. Необходимые настройки сохраняются в три представленных пользователю пресета.

Система обеспечивает работу эквалайзера: создает аудио-контекст, при котором захватывает источник звука из активной вкладки браузера и разделяет его на предопределенные частоты. После, к частотам подключается фильтр BiquadFilter, позволяющий изменять громкость каждой из представленных частот. Также, реализована возможность загружать/сохранять пресеты (имеющиеся в файле json формата данных настройки эквалайзера)

7. 
   Вид отчетных материалов: пояснительная записка к курсовому проекту (в печатном и электронном виде), презентация к курсовому проекту.
   

Задание выдано «____»__________ 20___ г.

Руководитель курсового проекта,

---

ст. преп. каф. ИУС Котлова М.В.

Студент группы ИБ-06с Юшкин И.В.

Содержание

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

С развитием технологий, обычные пользователи все чаще требуют новаций в их повседневную жизнь: работа, хобби, учеба и отдых. Сферы пользования бывают разные и под каждое направление создаются все новые системы, направленные на улучшение качества и простоты потребления или создания различных ресурсов. Рассмотрим музыку и медиаконтент в целом, ведь для кого-то это является и работой, хобби, учебой, и отдыхом сразу или по отдельности. Как правило, простые полезные функции важны для каждого: от обычного слушателя до профессионала.

Таким образом, хочется предложить идею внедрения расширения для эквализации звука в браузере в независимости от типа контента на странице и уровня пользования интерфейсом. Возможность усилить общую громкость видео или улучшить звучание конкретной песни по каждой из частот. Или иметь возможность загрузить набор предустановок (пресетов) для тех, кто не хочет вникать в настройки.

Актуальность данного проекта заключается в том, что пользователю удобнее использовать расширение для настройки аудио элементов в браузере, нежели использовать программные эквалайзеры, настраивающие весь звук в системе. А также не последнюю роль играет удобство интерфейса и нативность элементов.

1. Требования к информационной системе

Спроектировать компоненты программного обеспечения для эквализации звука в виде расширения для браузера.

• 
  Спроектировать место на удаленном сервере, включающее файл формата JSON с названиями пресетов и их частотными значениями.
  
• 
  Заполнить файл формата JSON информацией по следующему набору сущностей: название пресета, значения частот от 80Hz до 16kHz.
  
• 
  Разработать программный прототип расширения: компоненты эквалайзера.
  

Пользователь открывает расширение, загружается интерфейс. После этого он начинает настраивать частоты (от 80 герц до 16 килогерц) изменяя громкость (от -12 дебицел до +12 децибел), либо выбирает и загружает пресет из выпадающего списка. Необходимые настройки сохраняются в три представленных пользователю пресета.

Система обеспечивает работу эквалайзера: создает аудио-контекст, при котором захватывает источник звука из активной вкладки браузера и разделяет его на предопределенные частоты. После, к частотам подключается фильтр BiquadFilter, позволяющий изменять громкость каждой из представленных частот. Также, реализована возможность загружать/сохранять пресеты (имеющиеся в файле json формата данных настройки эквалайзера).

---

Графически данную модель можно представить в виде UML-диаграммы прецедентов (рис. 1):



Рис. 1. UML-диаграмма прецедентов

2. Проектирование технической реализации

Стереотип записи файловой структуры (Record) определяется следующими характеристиками (рис. 2):

• 
  параметрзаписи (RecordParameters):
  
  • 
    «Список пресетов» (EQ_GENRE);
    
  • 
    «Усиление или ослабление частот (в децибелах)» (EQ_FREQ);
    
  • 
    «Наличие возможности сохранения/загрузки пользовательских пресетов» (EQ_PRSL);
    
• 
  ограничения записи (RecordConstraints):
  
  • 
    EQ_GENRE: Коллекция;
    
  • 
    EQ_FREQ: ограничение от (-20) до (+20) децибел;
    
  • 
    EQ_PRSL: наличие (1), отсутствие (0);
    

Рис. 2. UML-диаграмма профилей

В диаграмме профилей было рассмотрено взаимодействие «актеров», пользователя и разработчика и реализуемые элементы.

Выбор представленных стереотипов обусловлен тем, что в проектируемом программном продукте предусмотрено создание файла со значениями, при работе с которой необходимо предусмотреть следующий функционал:

• 
  просмотр и внесение новых данных (User);
  
• 
  изменение данных (Software Developer);
  
• 
  использование функционала эквалайзера (User);
  
• 
  определение параметров и ограничений данных (Technical Expert);
  
• 
  создание файла с пресетами (Software Developer).
  

Чтобы подробнее понять как данные элементы функционируют внутри системы программного прототипа, спроектируем диаграмму компонентов, разбивая разрабатываемое приложение на компоненты: модуль основного окна приложения, модуль работы web-приложения, модуль Web Audio API, модуль базы данных, модуль информации о пресете (рис. 3.1 и 3.2).

В первой части диаграммы представлен внешний интерфейс; то, что пользователь видит перед собой, элементы взаимодействия: кнопки сохранить/загрузить в списке предустановок (пресетов), модуль самого эквалайзера, который будет реализован в виде слайдеров с возможностью тонкой настройки.

---

Во второй части описана внутренняя составляющая системы, процессы и модули, выполняющие функции реализации программного взаимодействия. Каждый из этих модулей связан и закреплен за внешним элементом интерфейса.

1. 
   Модуль WEB Audio API. Служит программным элементом для захвата аудиопотока, который транслируется на странице браузера. После его захвата, можно подключать фильтры обработки звука.
   
2. 
   Модуль работы web-приложения. Реализует передачу данных между действиями пользователя и тем, что программа обрабатывает. Например, те значения, которые пользователь настраивает при эквализации звука передаются в этот модуль, чтобы уже дальше направить для обработки в WEB Audio API. Также при работе с пресетами нам необходимо взаимодействие с базой данных, где хранятся все значения предустановок, уже заготовленных и тех, которые создаст пользователь и сохранит.
   

Рис. 3.1. Первая часть диаграммы компонентов (frontend)

Рис. 3.2. Вторая часть диаграммы компонентов (backend)

Опишем базу данных, в которой содержатся значения для преднастроек, рассмотрим какие значения в него входят (табл. 1).

Таблица 1:

№	Имя	80	125	250	500	1k	2k	4k	8k	16k
1	Electronic	-4	-1	2	-1	-1	3	1	5	2
2	Drum-and-Bass	2	5	4	0	-2	2	0	6	-2
3	Bass House	-1	2	4	1	-2	2	3	3	-4
4	Instrumental	-6	-3	-2	2	2	5	3	6	1
5	Trap	3	4	2	-3	-3	-1	2	5	3
6	Pop	-5	-2	-4	0	1	3	3	7	2
7	Rap	-2	4	2	0	0	0	1	4	1
8	Rock	-4	-7	0	-1	4	3	6	8	2
9	Low Boost	3	3	6	0	0	0	-2	-3	-1
10	High Boost	-2	-3	-4	1	0	1	3	4	2
11	Preset 1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
12	Preset 2	0	0	0	0	0	0	0	0	0
13	Preset 3	0	0	0	0	0	0	0	0	0

---