Создание автоматизированной информационно-управляющей системы

Обоснование выбора метода проектирования и инструментальных средств для разработки программного средства и базы данных. Требования к эргономике и технической эстетике. Разработка алгоритмов приложения. Руководство пользователя. Безопасность труда.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 17.10.2014
Размер файла 2,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Обзорно-постановочная часть

1.1 Анализ предприятия

1.2 Анализ существующих аналогов

1.3 Необходимость разработки системы

1.4 Анализ и обоснование выбора метода проектирования и инструментальных средств, для разработки программного средства и базы данных

1.4.1 Анализ и выбор метода проектирования программного средства

1.4.2 Анализ и выбор метода проектирования базы данных

1.4.3 Анализ и выбор инструментального средства разработки программного средства

1.4.4 Анализ и выбор инструментального средства разработки базы данных

1.5 Постановка задачи

1.5.1 Формализация поставленной задачи

1.5.2 Требования к функциям, выполняемым системой

1.5.3 Требования к структуре системы

1.5.4 Требования к техническому обеспечению

1.5.5 Требования к эргономике и технической эстетике

2. Специальная часть

2.1 Разработка архитектуры программного средства

2.2 Реализация функционального назначения

2.3 Разработка модели базы данных

2.3.1 Формальное описание предметной области

2.3.2 Информационно-логическая модель предметной области

2.3.3 Даталогическая модель предметной области

2.3.4 Физическая модель базы данных

2.4 Разработка алгоритмов приложения

2.5 Защита данных

2.6 Описание датчиков используемых в АИУС

3. Технологический раздел

3.1 Руководство программиста

3.1.1 Назначение и условия применения системы

3.1.2 Характеристика системы

3.1.3 Обращение к системе

3.1.4 Входные и выходные данные

3.1.5 Сообщения программисту

3.2 Руководство пользователя

3.2.1 Назначение системы

3.2.2 Характеристика системы

3.2.3 Выполнение системы

4. Оценка экономической эффективности разработанной системы

4.1 Технико-экономическое обоснование создания программного продукта

4.2 Расчет трудоемкости разработки программного продукта

4.3 Расчет себестоимости программного продукта

4.4Расчет экономической эффективности от внедрения программного продукта

5. Безопасность труда

5.1 Анализ и обеспечение безопасных условий труда

5.2 Расчет освещенности рабочего помещения

5.2.1 Расчет искусственного освещения

5.2.2 Расчет естественного освещения

5.3 Возможные чрезвычайные ситуации

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

Потоки информации, циркулирующие в мире, которые нас окружают, огромны. Во времени они имеют тенденцию к увеличению. Поэтому в любой организации, как большой, так и маленькой, возникает проблема такой организации управления данными, которая обеспечила бы наиболее эффективную работу. Самый лучший способ - использование баз данных, позволяющих эффективное хранение, структурирование и систематизирование больших объемов данных.

Существует много причин перевода существующей информации на компьютерную основу. Сейчас стоимость хранения информации в файлах ЭВМ дешевле, чем на бумаге. Базы данных позволяют хранить, структурировать информацию и извлекать ее оптимальным для пользователя образом.

Для использования столь огромных объемов хранимой информации, помимо развития системных устройств, средств передачи данных, памяти, необходимы средства обеспечения диалога человек - ЭВМ, которые позволяют пользователю вводить запросы, читать файлы, модифицировать хранимые данные, добавлять новые данные или принимать решения на основании хранимых данных. Для обеспечения этих функций созданы специализированные средства - системы управления базами данных (СУБД). Современные СУБД - многопользовательские системы, которые могут обеспечить управление массивов информации одним или множеством одновременно работающих пользователей.

В рамках данного дипломного проекта рассмотрены вопросы создания автоматизированной информационно-управляющей системы «Гостиница».

Объектом исследования в данной дипломном проекте является ООО «Восток».

Предметом исследования является разработка системы мониторинга системных параметров датчиков.

Цель работы заключается в снижении аварийности и энергозатрат при функционировании основных инженерных систем гостиницы.

Задачи

- проанализировать данные предметной области с целью создания описания объекта автоматизации;

- произвести выбор инструментальных средств разработки базы данных;

- произвести выбор инструментальных средств разработки программного средства;

- разработать архитектуру программного средства;

- спроектировать и реализовать базу данных в заданной предметной области предприятия;

- разработать алгоритмы программного средства;

- произвести оценку экономической эффективности от внедрения программного средства;

- оценить условия труда и разработать рекомендации по их улучшению;

- разработать программное средство, выполняющее следующие функции:

- добавление и корректировку данных о датчиках;

- добавление и корректировку данных о помещениях и установленных в них датчиках;

- задание параметров оборудования;

- формирование данных о значениях показателей по датчику;

- формирование данных о значениях показателей по группе датчиков;

- дружественный интерфейс для работы с программным средством.

1. Обзорно-постановочная часть

1.1 Анализ предприятия

Полное фирменное наименование Общества на русском языке - Общество с ограниченной ответственностью «Восток».

Сокращенное фирменное наименование Общества на русском языке - ООО «Восток».

Основной целью Общества является извлечение прибыли.

Основными видами деятельности Общества являются:

- оказание услуг в области гостиничного бизнеса;

- внедрение наиболее совершенных гостиничных технологий;

- осуществление торгово-закупочной деятельности;

- оптово-розничная торговля через сеть магазинов и киосков продуктами питания, прохладительными напитками, спиртными напитками, табачными изделиями и товарами народного потребления, предоставлять транспортные услуги по перевозке пассажиров и грузов на собственном и арендованном транспорте;

- организовывать и эксплуатировать предприятия общественного питания, рестораны, кафе, бары;

- организовывать и эксплуатировать службы бытового обслуживания: прачечная, парикмахерская, косметический салон, спортивно-оздоровительный зал;

- эксплуатация собственной АТС, внедрение новых технологий;

- организовывать и эксплуатировать спутниковую связь;

- техническое обслуживание внутренних инженерных коммуникаций;

- организовывать экскурсионное обслуживание;

- осуществление внешнеэкономической деятельности, экспертно-импортных операций, содействие в этом российским и зарубежным предприятиям и организациям;

- организация и проведение на коммерческой основе презентаций, концертов, авторских вечеров и других форм культурно-массовых мероприятий;

- международный туризм, обмен специалистами, проведение стажировок и других мероприятий для развития внешнеэкономического и культурного сотрудничества;

- оказание услуг по хранению имущества третьих лиц (товарный склад);

- благотворительная деятельность;

- осуществление валютно-финансовых операций в порядке, установленном законодательством;

- осуществление деятельности по совершению сделок с жилыми и нежилыми помещениями в соответствии с действующим законодательством, в том числе продажа с аукционов и на конкурсной основе, совершение сделок купли-продажи, дарения, обмена, мены, расселения жилых и нежилых помещений, оказание услуг по оценки стоимости жилых и нежилых помещений, деятельность (в т.ч. посредническая) по сдаче в аренду жилых и нежилых помещений, находящихся в собственности как юридических, так и физических лиц;

- рекламная деятельность с использованием печатных изданий, радио и телевидения, выпуск рекламной продукции;

- оказание консалтинговых, маркетинговых, посреднических, консультационных, информационных, правовых и иных услуг физическим и юридическим лицам;

- организация и проведение внедренческих, инжиниринговых и других работ, технических, технико-экономических, финансовых и иных экспертиз и консультаций.

Отдельными видами деятельности, перечень которых определяется федеральными законами, Общество может заниматься только на основании специального разрешения (лицензии).

Общество имеет гражданские права и несет обязанности, необходимые для осуществления любых видов деятельности, не запрещенных законом.

Организационная структура ООО «Восток» представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1- Организационная структура ООО «Восток»

1.2 Анализ существующих аналогов

Автоматизированное решение «Умная гостиница».

На рисунке 1.2 представлена экранная форма системы «Умная гостиница».

Рисунок 1.2 - Экранная форма системы «Умная гостиница»

Автоматизация гостиничного номера включает в себя разнообразные продукты для применения, которые можно комбинировать по-разному, в соответствии с конкретными потребностями бизнеса.

При использовании вместе с совместимым программным обеспечением, этими элементами можно управлять удаленно, например, на стойке регистрации. Таким образом, сотрудники смогут программировать параметры комнаты, физически не находясь в комнате.

Система не ограничивается только на персонале отеля, гости сами могут адаптировать параметры комнаты, чтобы удовлетворить их индивидуальные потребности и предпочтения. Исходя из этого, отели должны выбрать удобный способ управления системой автоматизации, чтобы сделать пребывание гостей максимально удобным.

Можно потратить уйму времени на обучение персонала и добиться успеха в этом, но без автоматизации добиться высоких результатов невозможно.

Автоматизация для гостиниц является неотъемлемой системой, с акцентом на:

- экономия в потреблении электроэнергии и воды;

- комфорт и безопасность гостей;

- повышение эффективности персонала отеля;

- простое использование;

- простая интеграция с другими системами в отеле;

- простой монтаж, техническое обслуживание и надежность работы.

С помощью современных технологических решений и анализа производственных процессов в гостинице, система, легко реализуется и дает ответы на постоянно растущие требования, с которыми гостиничные операторы сталкивается при стремлении к эффективной работе, а также к обеспечению безопасности гостей.

Экономия энергии и воды

Централизованная система оптимизирует работу системы кондиционера, вентиляционной системы и отопления, чтобы минимизировать потребление энергии и значительно сократить расходы на электроэнергию. В то время как гость находится в комнате, AC ведется в соответствии с его пожеланиями, когда гость выходит из номера он автоматически переключается в режим экономии энергии. Когда гость покидает номер, все ненужные нагрузки электроэнергии, водоснабжение в ванной выключаются. Они вернутся, когда гость вернется в номер. Благодаря этой функции, значительно экономится в потребление воды и предотвращается повреждение имущества.

Все системные параметры могут быть установлены в соответствии с требованиями гостиничного менеджмента.

Комфорт и безопасность гостей

Использование современных карт доступа, делает попадание гостей гостиницы в номер простым и очень безопасными. Карты защищены от копирования, чтобы избежать использования посторонними лицами. Они также являются надежными, простыми в использовании, водонепроницаемыми и долговечными. Система обеспечивает максимальный контроль персонала, контролировать, кто, когда и как вошел в номер или другую часть отеля, а также записывает все события в базе данных. Это позволяет уборщикам, попадать в номер для уборки, когда гость отсутствует в номере (в противном случае сработает звуковой сигнал).

Простое использование

Любая деталь системы оптимально упрощена как для гостей, так и для персонала.

Функциональный дизайн, со сложными и оптимизированными процедурами, делает систему простой в использовании и позволяет быстрое выполнение процедур, снижение вероятности ошибок. Помимо всех этих функций система позволяет оптимальное использование персоналом с различными разрешениями и из разных отделов.

Управляющий персонал имеет опции и настройки дополнительно включить и сохранить некоторые важные параметры для оптимизации использования системы, потребления энергии и т.д. Это делает удаленное обслуживание и надзор в пределах или за пределами простого расположения отеля.

Увеличение эффективности работы персонала

Упрощение процедур значительно стимулирует сотрудников отеля качественнее работать. Дополнительный анализ кадрового учета позволяют определить элементы для будущих улучшений одного работника или группы.

Кроме перечисленных способов экономии благодаря автоматизации гостиниц, есть ряд других функциональных преимуществ автоматизации:

- озвучивание номеров благодаря встроенным громкоговорителям на потолке. Управление звуком и выбор композиций гость вашего отеля может осуществить путем легкого нажатия на панель управления;

- озвучивание холлов и гостиничных ресторанов.

1.3 Необходимость разработки системы

Обычно посетители отелей и гостиниц не практикуют экономию электроэнергии, тепла и воды. На основании имеющихся исследований, продукты автоматизации экономят 25-44% ресурсов в гостинице. Системы автоматизации подходят для использования в отелях любой категории. В связи с тем что готовые решения имеют достаточно большую стоимость, то принято решение о разработке собственной автоматизированной информационно-управляющей системы автоматизации управления гостиницей.

1.4 Анализ и обоснование выбора метода проектирования и инструментальных средств, для разработки программного средства и базы данных

1.4.1 Анализ и выбор метода проектирования программного средства

Наиболее распространенными методами разработки программных комплексов являются: метод восходящей разработки и метод нисходящей разработки.

Метод восходящей разработки заключается в следующем. Сначала строится модульная структура программы в виде дерев. Затем поочередно программируются модули программы, начиная с модулей самого нижнего уровня, в таком порядке, чтобы для каждого программируемого модуля были уже запрограммированы все модули, к которым он может обращаться. После того, как все модули запрограммированы, производится их поочередное тестирование и отладка в таком же порядке, в каком велось их программирование. Однако, современная технология на рекомендует такой порядок разработки программы. Во-первых, для программирования какого-либо модуля совсем не требуется наличия используемых им модулей - для этого достаточно, чтобы каждый используемый модуль был лишь специфицирован. Во-вторых, каждая программа подчиняется некоторым внутренним для нее, но глобальным для ее модулей соображениям, что определяет ее концептуальную целостность и формируется в процессе ее разработки. При восходящей разработке это глобальная информация для моделей нижних уровней еще не ясна в полном объеме, поэтому очень часто приходится их перепрограммировать. В-третьих, при тестировании для каждого модуля (кроме головного) приходится создавать ведущую программу, которая должна приготовить для тестируемого модуля необходимое состояние информационной среды и произвести требуемое обращение к нему.

Метод нисходящей разработки заключается в следующем. Как и в предыдущем методе сначала строится модульная структура программы в виде дерева. Затем поочередно программируются модули программы, начиная с модуля самого верхнего уровня, переходя к программированию другого модуля только в том случае, если уже запрограммирован модуль, который к нему обращается. После того, как все модули запрограммированы, производится их тестирование в таком же порядке.

Особенностью рассмотренных методов является требование, чтобы модульная структура программы была разработана до начала программирования модулей.

Для разработки программного средства за основу взят нисходящий метод разработки программных средств.

1.4.2 Анализ и выбор метода проектирования базы данных

Существуют две методики проектирования базы данных.

1. Восходящее проектирование. Предметной областью выявляются все атрибуты, информацию о которых надо автоматизировать. Эти атрибуты формируются в одну схему отношений, которая приводится к требуемой нормальной форме. Эта работа сложная, не формализованная, на основе математической теории множеств.

2. Нисходящее проектирование. Проектирование базы данных начинается с определения класса объектов предметной области, построения информационно-логической модели предметной области. Далее, на основе информационно-логической модели строится даталогическая модель реляционной базы данных и затем разрабатывается физическая модель базы данных. Метод нисходящего проектирования формализован и автоматизирован. Проектирование базы данных методом нисходящего проектирования может быть выполнен с использование CASE-средств (ERWin, Oracle, Designer и т.д). Этапы проектирования базы данных представлены на рисунке 1.3

Рисунок 1.3 - Этапы проектирования базы данных методом нисходящего проектирования

Для проектирования базы данных был взят за основу метод нисходящего проектирования.

1.4.3 Анализ и выбор инструментального средства разработки программного средства

Для создания программного средства необходимо провести анализ наиболее распространенных средств разработки приложений. Сравнительные характеристики систем программирования представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Сравнительные характеристики систем программирования

Параметры

Visual Studio.NET

C++ Builder

Delphi

1

2

3

4

Название, версия, фирма производитель, ОС

Microsoft

C++ Builder 6

Borland

Windows

Delphi 7

Borland

Windows

Подход к разработке ПО

Объектно-ориентированный.

Структурный подход. ООП.

Структурный подход. ООП.

Механизмы доступа к БД;

ADO.NET, OLE DB

BDE, ADO, IBExpress, dbExpress

BDE, dbExpress, IBExpress, ADO

Утилиты для работы с БД;

SQL server provider, OLEDB Provider

Interbase Console, BDE Administrator, Database Desktop

Database Desktop, BDE Administrator, SQL Explorer

Поддержка стандарта языка SQL;

+

+

+

Наличие компонент для работы с БД (невизуальные и визуальные компоненты);

+

+

Закладки DataAccess, DataControls, dbExpress, ADO, BDE

Наличие компонент построения отчетов и диаграмм;

+

+

+

Поддержка Windows-подобного (оконного) интерфейса;

+

+

+

Средства поддержки транзакций (параллельная работа нескольких пользователей с БД);

+

+

+

Простота/ сложность работы с инструментальным средством;

Простота

Простота

Простота

Для реализации программного средства была выбрана система программирования Delphi 7.0.

Система Delphi предоставляет разработчику удобную среду для разработки, компилятор, отладчик. Стандартная библиотека компонент и поддержка технологии визуального программирования позволяет существенно упростить разработку интерфейса программного продукта, сделать его удобным и интуитивно понятным. Кроме того, Delphi предоставляет разработчику широкий выбор классов и компонент, упрощающих работу с файлами, базами данных, динамическими структурами - списками, массивами.

Пакет Delphi предназначен для создания сложных программ с использованием современных приемов программирования и стиля их оформления. При работе с программой можно выделить две основные стадии. Первая стадия - стадия проектирования, на которой программа собирается из отдельных составных частей, ей задаются необходимые параметры и характеристики. Именно на этой стадии широко используются приемы визуального программирования, позволяющие наглядно наблюдать результаты создания программы еще до ее запуска. Вторая стадия - стадия выполнения программы, когда она решает поставленные перед ней задачи. Можно выделить третью, промежуточную стадию - стадию отладки, когда программа запускается и по различным признакам проверяется правильность ее работы. При обнаружении ошибок проектирование программы возобновляется.

На стадии проектирования создаются и используются различные файлы. Основной частью программы является проект (в Borland/ Turbo Pascal эта часть называлась собственно программой). Файл, в котором размещается проект, имеет расширение .dpr. Как правило, эта часть, являющаяся собирательной частью всей программы, небольшая и формируется самой Delphi, хотя при необходимости сюда можно вносить свои изменения. Кроме этой части в программе используются различные модули, файлы которых имеют расширение .pas и из которых в программу включаются необходимые элементы. Многие из модулей написаны заранее и могут использоваться в любой программе (стандартные модули), другие формирует разработчик, полностью или частично. Модули, которые формирует разработчик, в свою очередь, можно разделить на модули, содержащие информацию о формах, и модули, не связанные непосредственно с формами (модули разработчика). Последние предназначены для размещения текста программы, связанного непосредственно с решением задачи, для которой она создается, размещения данных и т. д. Их можно рассматривать как модули собственных библиотек.

Сама структура программы, использующая объектное программирование, и особенно механизм обработки событий, которые присутствуют при создании программ в Delphi, существенно отличается от традиционной структуры программы с жестким, заранее заданным алгоритмом. Здесь программа скорее выглядит как совокупность в некотором смысле самостоятельных, обособленных блоков, выполняющих те или иные операции, а связь между ними и любой последующий ход выполнения программы определяются результатами предыдущих этапов и взаимодействием программы через внешние устройства с пользователем.

Цикл работы программы в этом случае выглядит следующим образом. Выполняется какая-то самостоятельная часть программы (например, инициализация), после чего выполнение программы прекращается и она дожидается какой-то реакции либо от операционной системы, либо от пользователя через средства ввода информации (например, через клавиатуру или посредством манипулирования мышью). Эта реакция представляет собой особым образом оформленную информацию - сообщение, которое содержит сведения о виде реакции (например, нажатие клавиши мыши или отпускание клавиши клавиатуры), и информацию, уточняющую эту реакцию (например, какая клавиша мыши нажата). Сообщение через операционную систему Windows передается программе. Программа должна отреагировать на то или иное сообщение событием, которое обработает передаваемую информацию, причем обработать эту информацию могут разные элементы программы: и конкретное окно (форма) этой программы, и та или иная компонента какого-либо окна. Для того чтобы какой-то элемент программы обработал информацию, ему следует написать специальную подпрограмму - обработчик событий, причем таких обработчиков может быть и не один, если элемент должен обрабатывать различные сообщения.

Для многих стандартных сообщений заранее определено, какая в обработчик событий передается информация и как он должен называться, чего вполне достаточно для написания этого обработчика. Программист может использовать переданную информацию, чтобы определить дальнейшие действия программы. Именно здесь запускается следующая часть программы, которая в свою очередь отработает, а программа опять будет ожидать следующего сообщения. Написание обработчиков событий является одной из главных задач при создании программы.

Вышеперечисленные достоинства, повлияли на выбор языка и средства программирования в пользу Borland Delphi. Кроме того, выбор языка программирования обусловлен личными предпочтениями и опытом работы с этой средой. Это в значительной степени снизило время затраченное на разработку программного средства и затраты при его программировании.

1.4.4 Анализ и выбор инструментального средства разработки базы данных

Выбор системы управления баз данных представляет собой сложную многопараметрическую задачу и является одним из важных этапов при разработке приложений баз данных. Выбранный программный продукт должен удовлетворять как текущим, так и будущим потребностям предприятия, при этом следует учитывать финансовые затраты на приобретение необходимого оборудования, самой системы, разработку необходимого программного обеспечения на ее основе, а также обучение персонала. Кроме того, необходимо убедиться, что новая СУБД способна принести предприятию реальные выгоды.

Вообще говоря, перечень требований к СУБД, используемых при анализе той или иной информационной системы, может изменяться в зависимости от поставленных целей. Тем не менее, можно выделить несколько групп критериев:

- моделирование данных;

- особенности архитектуры и функциональные возможности;

- контроль работы системы;

- особенности разработки приложений;

- производительность;

- надежность;

- требования к рабочей среде;

- смешанные критерии.

Рассмотрим каждую из этих групп в отдельности.

Моделирование данных. Имеется в виду, поддерживает ли СУБД необходимые типы данных, используемые языки запросов.

Особенности архитектуры и функциональные возможности. Является ли СУБД мобильной, т.е. независимой от среды, в которой она работает, распределенной, т.е. поддерживает ли сетевой обмен данными.

Контроль работы системы. Возможность СУБД управлять использованием оперативной и физической памяти.

Особенности разработки приложений. Учитывается, для каких целей разрабатывается АИС, для использования одним, несколькими или тысячами пользователей, будет ли АИС локализовываться в других странах, с другой языковой поддержкой, будет ли это Web-проект или обычная АИС и т.д.

Производительность. Способна ли СУБД распараллеливать процессы обработки запросов, тем самым, понижая время ответа системы на запросы пользователя, предусмотрена ли возможность оптимизации запросов.

Надежность. Понятие надежности системы имеет много смыслов - это и сохранность информации независящая от любых сбоев, и безотказность работы системы в любых условиях, и обеспечение защиты данных от несанкционированного доступа.

Требования к рабочей среде:

- поддерживаемые аппаратные платформы;

- минимальные требования к оборудованию;

- максимальный размер адресуемой памяти;

- операционные системы, под управлением которых способна работать СУБД.

Смешанные критерии. Такие как, качество и полнота документации, модель формирования стоимости, стабильность производителя, распространенность СУБД.

Даже если просто отмечать, насколько хороши или плохи выделенные параметры в случае каждой конкретной СУБД, то сравнение уже двух различных систем является трудоемкой задачей. Тем не менее, четкий и глубокий сравнительный анализ на основании вышеперечисленных критериев в любом случае поможет рационально выбрать подходящую систему для конкретного проекта, и затраченные усилия не будут напрасными. Перечень критериев поможет осознать масштабность задачи и выполнить ее адекватную постановку.

Следует отметить, что по существующей практике решение об использовании той или иной СУБД принимает один человек - обычно, руководитель предприятия, а он может опираться отнюдь не на технические критерии. Здесь свою роль могут сыграть такие, с технической точки зрения, незначительные факторы как рекламная раскрутка компании-производителя СУБД, использование конкретных систем на других предприятиях, стоимость. При этом последний фактор может трактоваться в двух противоположных смыслах в зависимости от финансового состояния и политики предприятия. С одной стороны, это может быть принцип, - чем дороже, тем лучше. С другой стороны - культивирование почти бесплатного использования продукта, вплоть до «лома» его лицензионной защиты. Очевидно, последний подход чреват коллизиями и не может привести к успеху в долгосрочной работе.

Был проведен анализ нескольких наиболее распространенных СУБД и инструментальных средств. В качестве объектов анализа выбраны следующие СУБД: Microsoft Access 2003, Microsoft SQL Server 2000, Borland Interbase 7.0.1. Результат их сравнения приведен в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Сравнительные характеристики СУБД /5/

Название

Microsoft Access 2003

Microsoft SQL Server 2000

Borland Interbase 7.0.1

1

2

3

4

Используемая ОС

Windows 2000/XP

Windows 98/Me, Windows NT/2000/XP, Windows NT/2000/2003 Server, Windows CE

Windows NT/2000/XP, Windows 2003 Server

Linux, Solaris

Требования к аппаратному обеспечению

233 МГц, 128 МБ ОЗУ, 180 МБ на жестком диске

733 МГц, 192 МБ ОЗУ, 380 МБ на жестком диске

32 МБ ОЗУ, 20 МБ на жестком диске

Поддерживаемые объекты БД

Таблицы, формы, отчеты, макросы, модули

Таблицы, динамические таблицы (view), триггеры, индексы, хранимые процедуры, пользовательские процедуры, домены

Таблицы, динамические таблицы (view), триггеры, индексы, хранимые процедуры, пользовательские процедуры, домены

Поддерживаемая модель данных

Реляционная

Реляционная

Реляционная

Формат файлов

*.mdb

*.mdf

*.gdb

Наличие встроенных средств для разработки прикладных программ для работы с БД

Присутствуют

Нет

Нет

Технология создания БД и объектов

При помощи мастеров и конструкторов, ограниченные возможности создания при помощи SQL

При помощи визуальных средств Enterprise Manager, при помощи запросов SQL

Встроенные визуальные средства сильно ограничены. Обычно используют сторонние разработки

Возможность создания локальной БД

Есть

Локальный сервер

Локальный сервер

Поддержка сервера

Файл-сервер

Клиент-сервер

Клиент-сервер

Наличие встроенного языка для разработки приложений

Visual Basic for Application

Нет

Нет

Средства поддержки ограничения целостности БД

Первичные ключи, внешние ключи, условия корректности поля

Первичные ключи, внешние ключи, уникальность поля

Первичные ключи, внешние ключи, уникальность поля

Поддержка стандарта SQL

Да (Microsoft Jet SQL)

Да (Transact SQL)

Да (InterBase SQL)

Наличие средств передачи данных во внешние форматы

Экспорт в файлы Microsoft Office

Возможность запросов с результатом в формате XML

Отсутствует

Наличие средств для резервного копирования и восстановления

Резервное копирование файла БД

Широкие возможности по работе с резервными копиями

Предусмотрена система резервного копирования и восстановления из копии

По результатам сравнения приведенных характеристик можно сказать, что MS SQL Server 2000 предоставляет гораздо больше функциональных возможностей при его требованиях к аппаратному обеспечению по сравнению с MS Access и Borland Interbase и в основном он предназначен для больших сетевых БД и для реализации поставленной задачи является, достаточно излишним.

Среди оставшихся сред выбор сделан в пользу Borland Interbase 7.0.1 потому, что среда наиболее приспособлена к работе выбранной средой разработки приложения Delphi 7.0 и достаточно устойчива к повреждениям при ее сопровождении. Также, немалым фактором обусловившим выбор Borland Interbase 7.0.1, оказалась стоимость программного обеспечения.

1.5 Постановка задачи

1.5.1 Формализация поставленной задачи

Разработать автоматизированную информационно-управляющую систему мониторинга параметров поступающих с различных типов датчиков. Реализовать ее как совокупность моделей и алгоритмов для принятия решения, технических и программных средств информационного обеспечения.

1.5.2 Требования к функциям, выполняемым системой

Основной задачей стала необходимость разработать приложение для автоматизации мониторинга и управления системными параметрами.

Программное средство должно осуществлять реализацию следующих функций:

- хранить данные о датчиках;

- хранение данных о помещениях и установленных в них датчиках;

- хранить данные показателях снимаемых с датчиков;

- хранение и изменение уже имеющихся данных;

- осуществление поиска по имеющейся информации;

Разработанное программное средство должно:

- предоставлять пользователю удобный и простой для понимания интерфейс;

- обеспечивать целостность базы данных;

- обеспечивать защиту базы данных и приложения;

- содержать документацию по сопровождению программного средства.

1.5.3 Требования к структуре системы

Для того чтобы упростить разработку и реализацию автоматизированной информационно-управляющей системы, облегчить её чтение, упростить её настройку и модификацию, а также для обеспечения более выгодного размещения программ в памяти ЭВМ и более лёгкой работы с данными, имеющими сложную структуру, программу необходимо разбить на модули. Таким образом, все классы объектов защиты объединены в один модуль, все функции для работы с базой данных и для принятия решений так же распределены по соответствующим модулям.

1.5.4 Требования к техническому обеспечению

Для корректной работы программного средства аппаратное обеспечение должно состоять как минимум из следующих компонент: процессор архитектуры x86 с тактовой частотой не ниже 1700 Mhz с поддержкой технологии MMX или аналогичной, оперативная память объёмом не менее 512 Mb, жёсткий диск ёмкостью не менее 20 Gb, видеоадаптер с видеопамятью не меньше 32 Mb. В случае если на рабочем месте используется операционная система, требующая большие характеристики, требования к программному средству будет соответствовать минимальным требованиям к операционной системе.

1.5.5 Требования к эргономике и технической эстетике

Поскольку работа пользователей, непосредственно связанная с разработанным программным средством, является основной, то необходимо было создать хорошие условия этой работы. Один из способов улучшения условий труда со стороны разработчика - это разработка «дружественного» пользовательского интерфейса, ведь именно последний и является средством взаимодействия (общения) пользователя и программной системы.

Разработанный пользовательский интерфейс удобен тем, что он:

- базируется именно на тех терминах и понятиях, которыми оперирует пользователь в своей работе;

- является единообразным;

- дает возможность пользователю исправлять совершенные им самим ошибки;

- обеспечивает пользователя необходимой справочной информацией.

Таким образом, был произведен анализ предприятия, анализ существующих аналогов разрабатываемой системы. Были выявлены ее положительные стороны, которые в дальнейшем будут учтены при разработке программного средства. Был произведен анализ и обоснование выбора методов проектирования БД и программного средства, а также анализ и обоснование выбора инструментальных средств разработки БД и программного средства. И в итоге была описана постановка задачи в виде технического задания.

2. Специальная часть

2.1 Разработка архитектуры программного средства

При выборе архитектуры программного комплекса во главу были поставлены следующие задачи и требования:

- создание структуры данных, четко отражающих специфику предметной области;

- моделирование реально существующих процессов;

- обеспечение оптимальности структур данных;

- разделение и группировка функций программного комплекса по подзадачам;

- обеспечение максимальной надежности программного комплекса;

- обеспечение функциональной полноты в соответствии с постановкой задачи;

- минимизация информационных потоков внутри системы, что позволяет сократить время обработки информации;

- обеспечение наглядности моделируемых процессов путем визуализации.

Так же в разрабатываемый программный комплекс в качестве основного требования была заложена простота и удобство использования.

В результате была выбрана модульная структура с функциональной связностью и низким сцеплением. То есть структуры данных и функции вынесены в модули по функциональному признаку, что обеспечивает реализацию конкретной подзадачи в рамках отдельного модуля. Данный подход позволяет упростить контроль над сохранением целостности логики, а так же упрощает сопровождение и модернизацию программного комплекса. Низкое сцепление модулей позволяет проводить модернизацию и отладку каждого модуля по отдельности, а так же производить расширение функциональности программного комплекса путем создания дополнительных модулей и подсоединения его в общую структуру путем подключения его к главному модулю. Все выше перечисленное обеспечивает значительную гибкость в использовании программного комплекса.

Были рассмотрены следующие концепции программирования - процедурная и объектно-ориентированная. В первом случае при создании программ основной акцент ложится на процедуры и наилучшие алгоритмы их реализации, при этом структура данных отходит на второй план. Однако мы конструируем достаточно сложную программную систему, поэтому нуждаемся в действенных способах контроля правильности использования данных, в результате в качестве основной была выбрана концепция объектно-ориентированного программирования. Объектно-ориентированное программирование - это такой подход, руководящей идеей которого является стремление связать данные с обрабатывающими эти данные процедурами в единое целое - объект. Характерной чертой объектов является инкапсуляция (объединение) данных и алгоритмов их обработки, в результате чего и данные, и процедуры во многом теряют самостоятельно значение. Таким образом, основной акцент делается на смысловую связь данных с обрабатывающими их процедурами. Это позволяет придать объектам особое свойство максимальной независимости от остальных частей программы.

Преимущества объектно-ориентированного программирования в полной мере проявляются при разработке сложных программных комплексов.

В итоге был создан программный комплекс, состоящий из модулей: Menu, datchik, pom, list_ust, pokaz, ustan, kon_dat, kon_tdat, itazh, proiz, tip_datchika, stat, sotr.

Модуль Menu является главным модулем программного средства, который осуществляет общее управление работой комплекса и связь между модулями. Этот модуль так же отвечает за визуализацию результатов работы программы и пользовательский интерфейс.

Модуль Itazh получает управление из модуля Menu и отвечает за добавление, редактирование и удаления данных об этажах. После своей работы модуль передает управление модулю Menu, из которого он был вызван.

Модуль Proiz получает управление из модуля Menu и отвечает за добавление, редактирование и удаления данных о производителях датчиков и оборудования. После своей работы модуль передает управление модулю Menu, из которого он был вызван.

Модуль Tip_datchika получает управление из модуля Menu и отвечает за добавление, редактирование и удаления данных о типах датчиков. После своей работы модуль передает управление модулю Menu, из которого он был вызван.

Модуль Stat получает управление из модуля Menu и отвечает за добавление, редактирование и удаления данных о статусе установленного датчика. После своей работы модуль передает управление модулю Menu, из которого он был вызван.

Модуль Sotr получает управление из модуля Menu и отвечает за добавление, редактирование и удаления данных о сотрудниках, которые осуществляют проверку и техническое обслуживание датчиков. После своей работы модуль передает управление модулю Menu, из которого он был вызван.

Модуль Datchik получает управление из модуля Menu и отвечает за добавление, редактирование и удаления данных об используемых в системе датчиках. После своей работы модуль передает управление модулю Menu, из которого он был вызван.

Модуль Pom получает управление из модуля Menu и отвечает за добавление, редактирование и удаления данных о помещениях гостиницы. После своей работы модуль передает управление модулю Menu, из которого он был вызван.

Модуль List_ust получает управление из модуля Pom и отвечает за добавление, редактирование и удаления данных об установленных датчиках в выбранном помещении. После своей работы модуль передает управление модулю Pom, из которого он был вызван.

Модуль Pokaz получает управление из модуля List_ust и отвечает за выгрузку данных с контроллеров в разработанную базу данных и их отображение на экране. После своей работы модуль передает управление модулю List_ust, из которого он был вызван.

Модуль Ustan получает управление из модуля Menu и отвечает за передачу установленных пользователем показателей в контроллер. После своей работы модуль передает управление модулю Menu, из которого он был вызван.

Модуль Kon_dat получает управление из модуля Menu отображает информацию о значениях показателей снятых с указанного датчика.

Модуль Kon_tdat получает управление из модуля Menu отображает информацию о значениях показателей снятых со всех датчиков указанного типа.

Все модули объединены в соответствии c иерархической схемой модулей программного средства, изображенной на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Иерархическая схема модулей программного средства

2.2 Реализация функционального назначения

Важной стороной проектирования является описание функционального назначения программного средства, которое позволяет определить масштаб разработки.

Функциональная схема программного средства представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Функциональная схема программного средства

Из приведенной на рисунке 2.2 функциональной схемы видно, что в программном средстве выделено шесть основных функций. Данные передаются либо из БД, либо вводятся с клавиатуры. После каждого блока предусмотрен просмотр результатов работы данного блока. Данные, которые изменяются в процессе работы блоков работа со справочными данными и работа с клиентами сохраняются в БД.

2.3 Разработка модели базы данных

2.3.1 Формальное описание предметной области

Перед тем, как приступить к проектированию модели базы данных, необходимо провести формализацию предметной области.

Формализованное описание предметной области представлено в виде двух таблиц - таблица 2.1 и таблица 2.2.

Таблица 2.1 - Объекты и свойства

Объект

Свойство

Ключ

Физические хар-ки

Логические ограничения

Процессы

Обязательность значения

1

2

3

4

5

6

Этаж

Код

У

целое, 4

>0

Г, Пр

непустое

Номер

целое, 4

>0

В, Пр, К

непустое

Помещение

Код

У

целое, 4

>0

Г, Пр

непустое

Название

символьный 50

1заглавная,

остальные

прописные

В, Пр, К

непустое

Площадь

целое, 4

>0

В, Пр, К

непустое

Датчик

Код

У

целое, 4

>0

Г, Пр

непустое

Название

символьный 80

1заглавная,

остальные

прописные

В, Пр, К

непустое

Производитель

Код

У

целое, 4

>0

Г, Пр

непустое

Название

символьный 80

1заглавная,

остальные

прописные

В, Пр, К

непустое

Тип датчика

Код

У

целое, 4

>0

Г, Пр

непустое

Название

символьный 50

1заглавная,

остальные

прописные

В, Пр, К

непустое

Статус

Код

У

целое, 4

>0

Г, Пр

непустое

Название

символьный 50

1заглавная,

остальные

прописные

В, Пр, К

непустое

Список установленных датчиков

Код

У

целое, 4

>0

Г, Пр

непустое

Серийный номер

символьный 10

буквы, цифры

В, Пр, К

непустое

Дата установки

дата

дд.мм.гг

В, Пр, К

непустое

Дата списания

дата

дд.мм.гг

В, Пр, К

Показания

Код

У

целое, 4

>0

Г, Пр

непустое

Время

дата

дд.мм.гг

В, Пр, К

непустое

Значение

целое, 4

>0

В, Пр, К

непустое

Проверка

Код

У

целое, 4

>0

Г, Пр

непустое

Дата

дата

дд.мм.гг

В, Пр, К

непустое

Описание

символьный 100

1заглавная,

остальные

прописные

В, Пр, К

непустое

Сотрудник

Код

У

целое, 4

>0

Г, Пр

непустое

ФИО

символьный 100

1заглавная,

остальные

прописные

В, Пр, К

непустое

Должность

символьный 50

1заглавная,

остальные

прописные

В, Пр, К

непустое

В таблице 2.1 использованы следующие сокращения: В - ввод, Пр - правка, К -корректировка, Г - генерация, У - уникальное.

Таблица 2.2 - Объекты и связи

Классы объектов

Опциональ-ность связи

Имя связи со стороны

Тип связи со стороны

ГКО

ПКО

ГКО

ПКО

ГКО

ПКО

ГКО

ПКО

1

2

3

4

5

6

7

8

Этаж

Помещение

М.б.

Д.б.

Имеет

Относится

1

М

Помещение

Список установленных датчиков

М.б.

Д.б.

Имеет

Относится

1

М

Датчик

Список установленных датчиков

М.б.

Д.б.

Имеет

Относится

1

М

Статус

Список установленных датчиков

М.б.

М.б.

Имеет

Относится

1

1

Список установленных датчиков

Показания

М.б.

Д.б.

Имеет

Относится

1

М

Производитель

Датчик

М.б.

Д.б.

Имеет

Относится

1

М

Тип датчика

Датчик

М.б.

М.б.

Имеет

Относится

1

М

Список установленных датчиков

Проверка

М.б.

М.б.

Имеет

Относится

1

М

Сотрудник

Проверка

М.б.

Д.б.

Имеет

Относится

1

М

2.3.2 Информационно-логическая модель предметной области

Информационно-логическая модель предметной области отображается в виде ER-диаграммы, которая строится по методологии Ричарда Баркера. По данной методологии сущности соответствуют прямоугольным блокам, внутри которых заглавными буквами записывается имя сущности, а строчными - ее атрибуты. Линии, соединяющие между собой блоки, соответствуют связям между сущностями. Разветвляющееся окончание такой линии с одной стороны и одинарное окончание с другой говорят о том, что связь между сущностями имеет тип «многие к одному».

Сущностью называется имеющее особый смысл, существующее в действительности или воображаемое явление или объект, информация о котором подлежит запоминанию или выяснению. Любое явление или объект может быть представлено в виде только одной сущности. Другими словами, во всех случаях сущности строятся по принципу взаимного исключения.

Каждая сущность должна быть уникально определена. То есть каждый экземпляр сущности должен иметь ясное и недвусмысленное определение, позволяющее отличать его от других экземпляров (вхождений) той же сущности. Уникальным идентификатором может быть атрибут, комбинация атрибутов, комбинация связей или атрибутов и связей. На диаграмме атрибуты, которые составляют уникальный идентификатор, помечаются символом «#», а составляющие уникальный идентификатор входящие связи перечеркиваются.

Значения некоторых атрибутов могут в какие-то моменты просто отсутствовать или же быть недоступны. В таких случаях перед именем атрибута на схеме ставится буква «o», что говорит о том, что атрибут - необязательный.

Те атрибуты, значения которых должны быть известны всегда, имеют перед своим именем символ «*».

Связью называется поименованное отношение, имеющее место между двумя сущностями.

Каждая связь имеет два конца, каждый из которых обладает:

- именем;

- степенью (мощностью);

- признаком обязательности.

При разработке модели базы данных была составлена ER-диаграмма для данного программного средства, которая представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - ER-диаграмма

2.3.3 Даталогическая модель предметной области

Даталогическая модель получается из информационно-логической модели на основе реляционной модели данных. Даталогическая модель базы данных разрабатываемой системы представлена на рисунке 2.4. На рисунке представлены: 10 таблица, из которых 5 являются справочными, 5 основными. Все связи между таблицами - один ко многим.

Рисунок 2.4 - Даталогическая модель базы данных

По мере накопления базы данных может возникнуть избыточность и аномалии. Различают аномалии вставки и удаления. Чтобы избежать этого, необходимо схему отношений привести к нормальной форме. Достаточным условием является приведение схемы отношений к третьей нормальной форме.

Схема отношений находится в 1НФ тогда и только тогда, если все атрибуты схемы имеют атомарное значение и в схеме отношений отсутствуют повторяющиеся группы. Схема отношений находится во 2НФ, если она находится в 1НФ, и все не ключевые атрибуты функционально полно зависят от составного первичного ключа. Если схема отношений в 1НФ и первичный ключ это 1 атрибут, то схема отношений автоматически находится во 2НФ. Схема отношений находится в 3НФ, если она находится во 2НФ, и отсутствуют транзитивные зависимости между не ключевыми атрибутами. Минимальной считается требования 3НФ.

При анализе полученной схемы отношений был сделан вывод, что полученная схема отношений находится в 3НФ и НФБК.

2.3.4 Физическая модель базы данных

Этап физического проектирования заключается в увязке логической структуры БД и физической среды хранения с целью наиболее эффективного размещения данных, т.е. отображении логической структуры БД в структуру хранения. Решается вопрос размещения хранимых данных в пространстве памяти, выбора эффективных методов доступа к различным компонентам «физической» БД. Физическая модель БД представлена на языке описания данных СУБД InterBase. Результаты этого этапа документируются в форме схемы хранения на языке определения хранимых данных. Принятые на этом этапе решения оказывают определяющее влияние на производительность системы. Рассмотрим каждый из классов объектов в виде таблиц 2.3 - 2.12:

Таблица 2.3 - Этаж

Название

Ключ

Тип, длина

Опциональность

Id

PK

Integer

n.n.

Number

Integer

n.n.

Таблица 2.4 - Помещение

Название

Ключ

Тип, длина

Опциональность

Id

PK

Integer

n.n.

Name

String, 50

n.n.

Plo

Integer

n.n.

Id_itazh

FK

Integer

n.n.

Таблица 2.5 - Датчик

Название

Ключ

Тип, длина

Опциональность

Id

PK

Integer

n.n.

Name

String, 80

n.n.

Таблица 2.6 - Производитель

Название

Ключ

Тип, длина

Опциональность

Id

PK

Integer

n.n.

Name

String, 50

n.n.

Таблица 2.7 - Тип датчика

Название

Ключ

Тип, длина

Опциональность

Id

PK

Integer

n.n.

Name

String, 50

n.n.

Таблица 2.8 - Статус

Название

Ключ

Тип, длина

Опциональность

Id

PK

Integer

n.n.

Name

String, 50

n.n.

Таблица 2.9 - Список установленных датчиков

Название

Ключ

Тип, длина

Опциональность

Id

PK

Integer

n.n.

Sr_number

String, 10

n.n.

Data_us

Date

n.n.

Data_sp

Date

Id_pom

FK1

Integer

n.n

Id_datchik

FK2

Integer

n.n

Id_stat

FK3

Integer

n.n

Таблица 2.10 - Показания

Название

Ключ

Тип, длина

Опциональность

Id

PK

Integer

n.n.

Vr

Date

n.n.

Znach

Integer

n.n

Id_list_ust

FK

Integer

n.n.

Таблица 2.11 - Проверка

Название

Ключ

Тип, длина

Опциональность

Id

PK

Integer

n.n.

Data

Date

n.n.

Opis

String, 100

n.n.

Id_list_ust

FK1

Integer

n.n.

Id_sotr

FK2

Integer

n.n.

Таблица 2.12 - Сотрудник

Название

Ключ

Тип, длина

Опциональность

Id

PK

Integer

n.n.

fio

String, 100

n.n.

Post

String, 50

n.n

2.4 Разработка алгоритмов приложения

Укрупненная схема алгоритма программы, представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5- Укрупненная схема алгоритма программного средства

2.5 Защита данных

Целостность и безопасность базы данных рассматривается в трех аспектах:

Целостность таблицы, должно поддерживаться:

- отсутствие повторяющихся строк, т.е. таблица должна содержать первичный ключ и он должен быть определен (NN);

- поддержка уникальных ключей.

Ссылочная целостность.

Правило: Значение внешнего ключа должно соответствовать значению потенциального ключа связанной таблицы, либо значение внешнего ключа может быть не определено.

Организация поддержки ссылочной целостности. Реализация осуществляется посредством задания ограничения существования определенного условия, при котором может вставляться, обновляться или удаляться каждое значение потенциального или внешнего ключа.

Существует 6 способов ограничения существования:

1 Вставка новой строки в дочернюю таблицу. Для обеспечения ссылочной целостности значения внешнего ключа новой строки должно соответствовать конкретному значению, присутствующему в одной из строк родительской таблицы.

2 Удаление строки из дочерней таблицы. Нарушение ссылочной целостности не происходит.

3 Обновление внешнего ключа в строке дочерней таблицы.

4 Вставка строки в родительскую таблицу не вызывает ссылочной целостности.

5 Удаление строки из родительской таблицы. Ссылочная целостность нарушается и для ее поддерживания используется одна из следующих стратегий:

- NO ACTION - удаление строки из родительской таблицы запрещено, если в дочерней таблице есть хотя бы одна строка, ссылающаяся на эту строку;

- CASCADE - при удалении строки из родительской таблицы удаляются все ссылающиеся на нее строки из дочерней таблицы;

- SET NULL - при удалении из родительской таблицы значение внешнего ключа соответствующей строки дочерней таблицы заменяется значением NULL;


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.