はじめに
情報システム部門の制約が厳しい環境でも利用できる「Webアプリ開発学習テンプレート」を作成しました。このテンプレートは、Windows標準機能のみで動作し、追加インストールや管理者権限が一切不要です。データベースの基本からWebアプリケーション開発の基礎まで、すべてをブラウザとPowerShellで学べる教材となっています。
実装例として「本管理アプリ」を用意しましたが、このプロジェクトの本質は「厳格なIT環境でも使える学習ツール」である点が最大の特徴です。
教材の特徴
学習目標
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Windows標準機能によるデータ操作の基礎を学ぶ
- JSON/XMLを使ったデータの作成・読み取り・更新・削除(CRUD)操作を習得
- PowerShellとブラウザの連携の仕組みを理解する
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フロントエンド開発の基本を体験
- HTML/CSS/JavaScriptの連携方法を実践的に学ぶ
- イベント処理やDOM操作の基本を理解する
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実用的なアプリ開発スキルを養う
- Windows標準環境でのデータの永続化、検索、ソート機能の実装方法
- 情報システム部門の承認なしで開発できるアプリケーション設計
なぜWindows標準機能だけなのか？
- IT部門の承認不要：追加ソフトウェアのインストールや管理者権限が不要
- どこでも学習可能：制約の厳しい企業や学校環境でもすぐに始められる
- 即時フィードバック：コード変更の結果がすぐに確認できる
- 実用的なスキル：制約のある環境でも最大限の機能を実現する方法を学べる
技術的な特徴
使用技術
- フロントエンド：HTML5, CSS3, JavaScript (ES6)
- UIフレームワーク：ピュアCSS（Bootstrap等の外部ライブラリに依存しない）
- バックエンド：PowerShell (Windows標準)
- データストレージ：JSON/XMLファイル (Windows標準)
- Webサーバー：System.Net.HttpListener (Windows標準)
アーキテクチャ
学習の便宜を考え、シンプルな3層構造を採用しています：
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UIレイヤー（HTML + CSS + main.js）
- ユーザーインターフェースとイベント処理
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APIレイヤー（PowerShellスクリプト）
- HTTP経由でUIとデータをつなぐ中間層
- データ操作に関するロジック
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データアクセスレイヤー（JSONファイル）
- PowerShellで直接操作可能な標準データ形式
学習コンテンツの詳細
1. PowerShellによるAPIの実装
PowerShellの標準機能のみを使用したHTTPサーバーとAPIを実装しています。
# PowerShellで標準HTTPリスナーを作成
$listener = New-Object System.Net.HttpListener
$listener.Prefixes.Add('http://localhost:8080/')
$listener.Start()
# APIエンドポイントの処理
while ($listener.IsListening) {
$context = $listener.GetContext()
$request = $context.Request
$response = $context.Response
if ($request.Url.LocalPath -eq "/api/books" -and $request.HttpMethod -eq "GET") {
# JSONデータの取得と返送
$data = Get-Content ".\data\books.json" | ConvertFrom-Json
$jsonResponse = $data | ConvertTo-Json
$buffer = [System.Text.Encoding]::UTF8.GetBytes($jsonResponse)
$response.ContentType = "application/json"
$response.ContentLength64 = $buffer.Length
$response.OutputStream.Write($buffer, 0, $buffer.Length)
}
# その他のエンドポイント処理...
$response.Close()
}
これにより、サードパーティライブラリに頼らずにAPIサーバーを構築する方法を学べます。
2. JSON/XMLベースのデータ操作
SQLiteなどの外部データベースを使わずに、Windows標準のデータ形式を活用します：
// フロントエンドからのデータ取得
async function getBooks() {
try {
const response = await fetch('/api/books');
const books = await response.json();
return books;
} catch (error) {
console.error('データの取得に失敗しました:', error);
return [];
}
}
// 検索機能の実装
async function searchBooks(keyword) {
const books = await getBooks();
return books.filter(book =>
book.title.includes(keyword) ||
book.author.includes(keyword)
);
}
3. コンポーネント設計の学習
アプリケーションはモジュール分割されており、各コンポーネントの役割が明確です：
// APIサービス
class BookService {
async getBooks() {
// HTTPリクエスト処理
}
async addBook(book) {
// 本の追加処理
}
}
// UIコントローラ
class BookController {
constructor(service) {
this.service = service;
}
async displayBooks() {
const books = await this.service.getBooks();
// DOM操作でリスト表示
}
}
// アプリケーション初期化
const app = new BookController(new BookService());
app.init();
授業での活用方法
初級者向け（中学生レベル）
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完成品を触ってみる
- アプリの動作確認
- データの入力、検索、編集を体験
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HTMLの修正
- タイトルやラベルの変更
- 色やデザインの調整
-
簡単な機能追加
- 並び替えボタンの追加
- 本の表紙URL入力欄の追加
中級者向け（高校生・大学生レベル）
-
PowerShellスクリプトの理解
- バックエンドAPIの動作原理を学ぶ
- 新しいAPIエンドポイントの追加
-
機能の拡張
- 画像アップロード機能の追加
- データのCSVエクスポート機能
-
UIの改良
- モバイル対応の強化
- データ可視化コンポーネントの追加
上級者向け（社会人・企業研修レベル）
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制約下での最適化
- パフォーマンス改善手法
- セキュリティ強化
-
機能の高度化
- キャッシュ機構の実装
- サーバーレスアプリへの進化
テンプレートからの発展例
このテンプレートは「本管理」に限定されません。以下のような応用が可能です：
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社内文書管理システム
- 文書のタグ付けと検索
- アクセス履歴の管理
-
プロジェクト管理ツール
- タスク割り当てと進捗管理
- ガントチャート表示
-
研修管理システム
- 受講履歴の記録
- アンケート集計機能
始め方
- GitHub（リポジトリURL: windows-standard-webapp-template）からコードをダウンロード
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server.ps1をダブルクリックで実行（管理者権限不要） - ブラウザで
http://localhost:8080にアクセス - コードを読み解きながら機能を確認
- 自分なりに機能を拡張してみる
ファイル構成
.
├── server.ps1 # PowerShellバックエンド
├── data/ # データファイル
│ └── books.json # 本のデータ
├── public/ # 静的ファイル
│ ├── index.html # メインのHTMLファイル
│ ├── css/ # スタイルシート
│ └── js/ # JavaScript
│ ├── main.js # メインアプリケーション
│ └── api.js # APIクライアント
└── README.md # このファイル
まとめ
このテンプレートは「制約のある環境でも使える実践的なプログラミング学習」のために開発されました。追加のソフトウェアインストールや管理者権限を必要とせず、完全にWindows標準機能だけでWebアプリケーション開発の基礎概念を学べるよう設計されています。
特に情報システム部門の承認が必要な環境や、PCへのインストール権限がない教育機関などで、制約を乗り越えて本格的な開発手法を学ぶことができます。
教育現場や企業研修、自己学習に活用いただければ幸いです。
ライセンス
MITライセンスの下で公開しています。教育目的での利用や改変は自由に行っていただけます。