Ohjelmistohavainnollistus tietoliikenneprotokollien opetukseen

The objective of this thesis is to determine how to create an interactive system to aid in teaching data communications protocols and enhance learning by means of software visualization. The visualization needs to support varied network protocols, and adding new ones to the system should be easy. The system should support lecture demonstrations, and learning by oneself should also be possible, taking into account that students today are accustomed to extensive interaction and instant gratification. A brief survey is made of the field of software visualization. Several systems are looked at and their suitability, concerning the objectives defined in this thesis, is reviewed. Host Identity Protocol is used as an example for visualization as it is a fairly simple protocol but can involve several communicating parties. The Matrix framework is chosen as the platform to build upon. It provides much of the features that are seen as important in solving the problems presented in this thesis. It has been proven successful for teaching data structures and algorithms. Alternative solutions and approaches are assessed. Example scenarios demonstrate the proposed solution in the form of a cognitive walkthrough. The design is assessed utilizing Price's taxonomy and usability heuristics. Future work involves implementing the solution and assessing the system in actual use on the coming data communications courses.Tämän diplomityön tavoitteena on määritellä, miten luoda tietoliikenneprotokollien opetuksen tueksi ja oppimisen helpottamiseksi vuorovaikutteinen ohjelmisto ohjelmistopohjaisen havainnollistamisen keinoin. Havainnollistuksen on tuettava erilaisia tietoliikenneprotokollia, ja uusien protokollien lisäämisen ohjelmistoon tulisi olla helppoa. Myös esitysten luomisen luentoa varten pitäisi olla helppoa. Ratkaisun tulisi tukea itsenäistä opiskelua ottaen huomioon, että oppilaat ovat tottuneet laajaan vuorovaikutteisuuteen sekä välittömään mielihyvään. Työssä luodaan lyhyt katsaus ohjelmistopohjaisen havainnollistamisen kentälle. Ohjelmistoja käydään läpi, ja niiden soveltavuutta arvioidaan esitettyjen tavoitteiden saavuttamiseksi. Host Identity Protocol:aa käytetään esimerkkinä, sillä se on kohtuullisen yksinkertainen tietoliikenneprotokolla, jonka osallisena voi olla useitakin osapuolia. Alustaksi ratkaisulle valitaan Matrix -sovelluskehys. Se tarjoaa monia ominaisuuksia, jotka on nähty tärkeinä työssä esitettyjen ongelmien ratkaisemiseksi. Sitä on myös käytetty menestyksekkäästi tietorakenteiden ja algoritmien opetuksessa. Vaihtoehtoisia lähestymistapoja ja ratkaisuja havainnollistuksiin arvioidaan. Ratkaisua esitellään kognitiivisen läpikäynnin avulla, ja arvioidaan Pricen taksonomiaa hyödyntäen sekä käytettävyysheuristiikkojen avulla. Jatkokehittelyyn jää itse toteutus ja systeemin käytön arviointi tulevalla tietoliikenteen kurssilla