27

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ОТДЕЛ МЕТРОЛОГИИ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ
• 1.1 Предметная область объекта автоматизации информационных процессов
• 1.2 Характеристика объекта автоматизации
• 1.3 Основные этапы автоматизации работы метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода
• 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СРЕДСТВ РАЗРАБОТКИ И РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
• 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ
• 3.1 Проектирование базы данных
• 3.2 Разработка приложения
• 3.3 Руководство пользователя
• 4. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
• 4.1 Конфигурация информационной системы
• 4.2 Расчет надежности аппаратной части
• 4.3 Расчет надежности программного обеспечения
• 5. БИЗНЕС-ПЛАН
• 5.1 Резюме программного продукта
• 5.2 Расчет эффективности внедрения
• 6. ОХРАНА ТРУДА. ЭРГОНОМИКА РАБОЧЕГО МЕСТА ТЕХНИКА
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
• ПРИЛОЖЕНИЕ 1
• ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ВВЕДЕНИЕ

Удовлетворение все возрастающих потребностей общества при неуклонном росте народонаселения земного шара требует резкого повышения эффективности всех сфер общественной деятельности, непременным условием, которого выступает адекватное повышение эффективности информационного обеспечения. Под информационным обеспечением понимается предоставление необходимой информации с соблюдением требований своевременности, актуальности и толерантности выдаваемой информации.

С учетом потребностей общества в процессе изучения и представления информационных задач решаются в основном две проблемы структуризации: технологических схем осуществления изучаемых видов деятельности и той информации, которая необходима для реализации указанных схем на регулярной основе. Содержание данных проблем и подходы к их решению рассмотрим на примере такой важной сферы деятельности, как управление в организационных системах, составной частью является экономическая деятельность.

Излишне доказывать, что управление относится к одной из наиболее нуждающихся в информационном обеспечении сфер деятельности. Более того, если понятие управления интерпретировать расширенно, можно утверждать, что информационное обеспечение управления есть монопольная задача информатики. Под структуризацией какой-либо системы или какого-либо процесса понимается расчленение системы или процесса на составные компоненты, четкое определение и упорядочение содержания и организации каждого компонента, характера и содержания взаимосвязей между ними.

Применительно к управлению содержание структуризации может быть представлено следующим образом: формирование и обоснование необходимого и достаточного перечня функций управления; разработка и обоснование алгоритмов (последовательности и содержания ) осуществления каждой из функций; объединение алгоритмов осуществления функций в единый алгоритм -- технологическую систему управления [1].

Основные работы, выполняемые информационными системами (ИС) управления, сводятся к обеспечению разработки, внедрения и эксплуатации задач в соответствии с основными направлениями использования вычислительной техники. Конечной целью решения любой задачи является выдача пользователю результативной информации, необходимой ему для выполнения своих служебных обязанностей. Применение вычислительной техники повышает качество и обоснованность расчетов, облегчает труд работников предприятия. [2]

Автоматизация метрологического учета и контроля средств измерений в настоящее время представляет актуальную проблему для многих метрологических служб предприятий. Уже при размере парка средств измерений более пятисот единиц становится достаточно сложно вручную следить за сроками поверки, составлять и вести графики метрологического контроля по подразделениям и видам измерений, месячные планы работ, журнал выполненных работ, формировать итоговую годовую отчетность по результатам работы для руководства. Точность и согласованность в организации работ по метрологическому обеспечению имеет первостепенное значение для всего предприятия, так как от этого напрямую зависят соблюдение технологии производства, обеспечение качества выпускаемой продукции, безопасность труда, возможность получения предприятием сертификатов и лицензий, отношения с государственными органами метрологического контроля. Информационная система по автоматизации работы отдела метрологии, масштаба предприятия, позволяет перевести основную часть документооборота метрологической службы на программные средства и поддерживать оперативный обмен документами между подразделениями предприятия и метрологической службой в процессе выполнения работ по метрологическому обслуживанию парка средств измерений, что исключает непроизводительные трудозатраты и многократно повышает производительность труда метрологов.

Все вышесказанное обосновывает создание информационной системы (ИС) по учету средств измерений (СИ) в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода, что и явилось целью дипломного проекта.

Для достижения поставленной цели в дипломном проекте необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить анализ предметной области и дать характеристику объекта управления.

2. Определить этапы автоматизации работы отдела метрологии.

3. Обосновать выбор современных методов и средств разработки программного обеспечения информационной системы.

4. Выполнить проектирование и создать базу данных информационной системы.

5. Разработать и реализовать программное средство обработки данных информационной системы - приложение.

6. Создать руководство пользователя информационной системы.

7. Привести описание технических характеристик ИС и выполнить расчет надежности аппаратной и программной части информационной системы.

8. Выполнить расчет затрат и обосновать экономическую эффективность внедрения информационной системы на предприятии.

Созданная мною информационная система будет отличаться от аналогичного программного обеспечения удобным интерфейсом, низкой себестоимостью, а также возможностью ее использования на любом другом предприятии.

1. ОТДЕЛ МЕТРОЛОГИИ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ

1.1 Предметная область объекта автоматизации информационных процессов

Каждая информационная система имеет дело с той или иной частью реального мира, т.е. с предметной областью. Исследование предметной области является необходимым этапом разработки информационной системы. На этапе изучения предметной области определяются информационные потребности и запросы заинтересованных сторон, наборы входных и выходных данных.

В предметной области, к которой относится задача разработки информационной системы по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода, рассматриваются процессы создания и хранения информации, а также выдача сформированных выходных документов из хранилища данных. Информационная система «Калибр» предназначена для ведения учета, планирования обслуживания, ведения надзора за состоянием и применением средств измерений метрологического отдела.

Информационная система «Калибр» должна автоматизировать выполнение следующих основных операций:

- регистрация сведений о наличии, состоянии и движении средств измерений;

- планирование и учет операций по поверке, калибровке, ремонтам;

- формирование отчетной информации.

1.2 Характеристика объекта автоматизации

Автоматизации подвергается деятельность по учету средств измерений выполняемая метрологическим отделом Воронежского вагоноремонтного завода.

На учете метрологического отдела состоит более тысячи средств измерений. Необходимо хранить данные по характеристикам всех приборов. По каждому экземпляру прибора необходимо ведение истории его эксплуатации: данные о поверках, ремонтах, отказах, движении по местам установки. Полнота и объемы представления данных определяются значимостью измерения, проводимого с пользованием прибора в процессе производства, и могут быть совершенно различны даже для экземпляров приборов одного и того же типа. Каждый прибор имеет уникальный заводской номер, по которому, и производиться идентификация прибора. Кроме того, каждый прибор обладает такими свойствами, как тип прибора (синхроноскопр, датчик, корректор, регистратор, измеритель-регулятор, расходомер, вольтметр, амперметр, токоизмерительные клещи, мегомметр, ваттметр, частотомер и др.) и наименование (например, ЦА 9056/4, Метран 100 ДД, КСД2-054 и пр.). Каждый из приборов подлежит регулярной обязательной поверке. Она может проводиться как на месте установки прибора, так и в лаборатории, в зависимости от сложности поверки и временных затрат. Используются различные методы поверки (это ГОСТы и нормативы) при этом для каждого средства измерения необходимо учитывать: дату установки, текущее состояние прибора (находиться он в эксплуатации или на складе), годен или негоден прибор. При поверке прибора составляется протокол, где содержаться данные о результате поверки, а так же о том, кто осуществлял поверку и затраченное время. Если прибор не проходит поверку, он подлежит ремонту, либо заменяется на новый прибор. Ремонт могут проходить и приборы, которые вышли из строя во время между поверками. Данные о приборах заносятся в протокол или наряд.

1.3 Основные этапы автоматизации работы метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода

Компьютерные системы стремительно вытесняют привычную для нас “бумажную” информационную технологию. Электронная почта, телесовещания, электронные выставки и конференции, многочисленные справочно-поисковые службы, сетевые автоматизированные рабочие места - это лишь небольшой список тех возможностей, которые стали доступны организациям с внедрением в их деятельность современных компьютерных и информационных технологий. Но лишь немногие из предприятий сумели вовремя осознать и, тем более, использовать представившиеся им возможности, предпочитая старые, но проверенные методы принципиально новому способу ведения дел. И как результат - потеря доли рынка, снижение прибыли.

В наше время очень часто приходится сталкиваться с ситуацией, когда рядовые сотрудники организации на своих рабочих местах не имеют стареньких 286-х, в то время как в офисе руководителя простаивает компьютер самой последней конфигурации. Именно проблема автоматизации является на сегодня самым “больным” вопросом для большинства российских предприятий. Поэтому данный раздел посвящен нахождению рационального подхода к информатизации предприятий российской индустрии в условиях нехватки материальных, финансовых и квалифицированных трудовых ресурсов.

На первый взгляд, процесс внедрения компьютерных и информационных технологий в практику работы российских предприятий представляет собой цепочку простых взаимосвязанных действий: осознание потребности - выбор - покупка - установка - эксплуатация. Эта модель поведения, характерная как для организаций, так и для частных лиц, используется при внедрении относительно несложных технологий (например, при установке нового программного обеспечения и покупке справочной базы данных на компакт-диске). Внедрение же технически сложных и дорогостоящих информационных систем (ИС) является проектом, и зависит от специфики внедряемого продукта, а также от опыта проведения подобных мероприятий сотрудниками конкретной организации. Именно в этом смысле этапы автоматизации деятельности предприятия наиболее полно отражаются в процессе внедрения современной информационной системы по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода (рис. 1.1).

27

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.1 - Процесс внедрения автоматизированной системы

Процесс внедрения информационной системы по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода, как и любой другой информационной системы, начинается с момента осознания необходимости автоматизации технологических процессов ведения учета, планирования обслуживания, ведения надзора за состоянием и применением средств измерений метрологической службы. От того, насколько руководство отдела метрологии и остальные сотрудники понимают важность стоящей перед ними проблемы, в значительной степени зависит и весь дальнейший успех предстоящей компании.

Вторым основным этапом процесса автоматизации является поиск и анализ входной и выходной информации.

Окончательное решение по вопросу разработки и внедрения информационной системы принимается после расчета показателей эффективности внедрения данной системы (см. Главу 6 настоящей дипломной работы) и оценки рисков, с которыми организация может столкнуться в ходе ее эксплуатации.

Четвертый этап - планирование - заключается с определения потребностей предприятия в ресурсах, требующихся для внедрения системы.

Только после определения необходимых ресурсов можно переходить к следующему, пятому этапу. Данный этап представляет наибольшую трудность и включает в себя поиск организации, предоставляющей услуги по реализации проекта создания информационной системы, установление контакта и проведение переговоров. На данном этапе решаются как основные (перечень и стоимость услуг, порядок и реализация услуг, сроки и порядок расчетов, обязанности и ответственность сторон), так и дополнительные вопросы, требующие принятия каких-то отдельных решений.

После подписания всех необходимых соглашений процесс внедрения информационной системы по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода начинает двигаться к своему завершению: производится установка программного обеспечения, наладка и тестирование необходимого для работы в системе оборудования, параллельно происходит обучение сотрудников и внесение в систему первых данных.

После этого необходим анализ полученного в ходе осуществления проекта опыта, а также контроль и управление происходящими в результате автоматизации изменениями [3].

Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении программных систем, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования, с тем, чтобы предоставить разработчикам свободу реализовать их как можно лучше с технической точки зрения.[4]

При правильном осуществлении всех перечисленных этапов, а также при удачном стечении обстоятельств, экономический эффект от внедрения информационной системы по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода не замедлит сказаться уже в течение двух-трех последующих после завершения проекта месяцев.

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СРЕДСТВ РАЗРАБОТКИ И РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Всякая профессиональная деятельность, так или иначе, связана с информацией, с организацией ее сбора, хранения, выборки. Можно сказать, что неотъемлемой частью повседневной жизни стали базы данных, для поддержки которых требуется некоторый организационный метод, или механизм. Такой механизм называется системой управления базами данных (СУБД). Итак, введем основные понятия.

База данных (БД) - совместно используемый набор логически связанных данных (и их описание), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.

СУБД (система управления базами данных) - программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также получать к ней контролируемый доступ.

Управление основными потоками информации осуществляется с помощью, так называемых, систем управления реляционными базами данных, которые берут свое начало в традиционных системах управления базами данных. Именно объединение реляционных баз данных и клиент-серверных технологий позволяет современному предприятию успешно управлять собственными данными, оставаясь конкурентоспособным на рынке товаров и услуг. [5]

Реляционные БД имеют мощный теоретический фундамент, основанный на математической теории отношений. Появление теории реляционных баз данных дало толчок к разработке ряда языков запросов, которые можно отнести к двум классам:

- алгебраические языки, позволяющие выражать запросы средствами специализированных операторов, применяемых к отношениям;

- языки исчисления предикатов, представляющие собой набор правил для записи выражения, определяющего новое отношение из заданной совокупности существующих отношений. Следовательно, исчисление предикатов есть метод определения того отношения, которое желательно получить как ответ на запрос из отношений, уже имеющихся в базе данных.

В реляционной модели объекты реального мира и взаимосвязи между ними представляются с помощью совокупности связанных между собой таблиц (отношений).

Даже в том случае, когда функции СУБД используются для выбора информации из одной или нескольких таблиц (т.е. выполняется запрос), результат также представляется в табличном виде. Более того, можно выполнить запрос с применением результатов другого запроса.

Каждая таблица БД представляется как совокупность строк и столбцов, где строки (записи) соответствуют экземпляру объекта, конкретному событию или явлению, а столбцы (поля) - атрибутам (признакам, характеристикам, параметрам) объекта, события, явления.

В каждой таблице БД необходимо наличие первичного ключа - так именуют поле или набор полей, однозначно идентифицирующий каждый экземпляр объекта или запись. Значение первичного ключа в таблице БД должно быть уникальным, т.е. в таблице не допускается наличие двух и более записей с одинаковыми значениями первичного ключа. Он должен быть минимально достаточным, а значит, не содержать полей, удаление которых не отразится на его уникальности.

Связи между объектами реального мира могут находить свое отражение в структуре данных, а могут и подразумеваться, т.е. присутствовать на неформальном уровне.

Между двумя или более таблицами базы данных могут существовать отношения подчиненности, которые определяют, что для каждой записи главной таблицы (называемой еще родительской) возможно наличие одной или нескольких записей в подчиненной таблице (называемой еще дочерней).

Выделяют три разновидности связи между таблицами базы данных:

- "один-ко-многим";

- "один-к-одному";

- "многие-ко-многим".

Отношение "один-ко-многим" имеет место, когда одной записи родительской таблицы может соответствовать несколько записей дочерней. Связь "один-ко-многим" иногда называют связью "многие-к-одному". И в том, и в другом случае сущность связи между таблицами остается неизменной. Связь "один-ко-многим" является самой распространенной для реляционных баз данных. Она позволяет моделировать также иерархические структуры данных.

Отношение "один-к-одному" имеет место, когда одной записи в родительской таблице соответствует одна запись в дочерней. Это отношение встречается намного реже, чем отношение "один-ко-многим". Его используют, если не хотят, чтобы таблица БД "распухала" от второстепенной информации, однако для чтения связанной информации в нескольких таблицах приходится производить ряд операций чтения вместо одной, когда данные хранятся в одной таблице.

Отношение "многие-ко-многим" применяется в следующих случаях. Одной записи в родительской таблице соответствует более одной записи в дочерней. Или же одной записи в дочерней таблице соответствует более одной записи в родительской. Всякую связь "многие-ко-многим" в реляционной базе данных необходимо заменить на связь "один-ко-многим" (одну или более) с помощью введения дополнительных таблиц. [6]

Современные СУБД в основном являются приложениями Windows, так как данная среда позволяет более полно использовать возможности персональной ЭВМ, нежели среда DOS. Снижение стоимости высокопроизводительных ПК обусловил не только широкий переход к среде Windows, где разработчик программного обеспечения может в меньшей степени заботиться о распределении ресурсов, но также сделал программное обеспечение ПК в целом и СУБД в частности менее критичными к аппаратным ресурсам ЭВМ.

Среди наиболее ярких представителей систем управления базами данных можно отметить: Lotus Approach, Microsoft Access, Borland dBase, Borland Paradox, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic, а также баз данных Microsoft SQL Server и Oracle, используемые в приложениях, построенных по технологии «клиент-сервер». Фактически, у любой современной СУБД существует аналог, выпускаемый другой компанией, имеющий аналогичную область применения и возможности, любое приложение способно работать со многими форматами представления данных, осуществлять экспорт и импорт данных благодаря наличию большого числа конвертеров. Общепринятыми, также, являются технологи, позволяющие использовать возможности других приложений, например, текстовых процессоров, пакетов построения графиков и т.п., и встроенные версии языков высокого уровня (чаще - диалекты SQL и/или VBA) и средства визуального программирования интерфейсов разрабатываемых приложений. Поэтому уже не имеет существенного значения, на каком языке и на основе какого пакета написано конкретное приложение, и какой формат данных в нем используется. Более того, стандартом «де-факто» стала «быстрая разработка приложений» или RAD (от английского Rapid Application Development), основанная на широко декларируемом в литературе «открытом подходе», то есть необходимость и возможность использования различных прикладных программ и технологий для разработки более гибких и мощных систем обработки данных. Поэтому в одном ряду с «классическими» СУБД все чаще упоминаются языки программирования Visual Basic 4.0 и Visual C++, которые позволяют быстро создавать необходимые компоненты приложений, критичные по скорости работы, которые трудно, а иногда невозможно разработать средствами «классических» СУБД. Современный подход к управлению базами данных подразумевает также широкое использование технологии «клиент-сервер». [7]

Таким образом, на сегодняшний день разработчик не связан рамками какого-либо конкретного пакета, а в зависимости от поставленной задачи может использовать самые разные приложения. Поэтому, более важным представляется общее направление развития СУБД и других средств разработки приложений в настоящее время.

Для практической реализации требований заказчика выбрана система визуального программирования Delphi 7.0.

Система визуального программирования Delphi 7.0 работает в среде Windows и предоставляет программисту возможность реализации всех достоинств графического интерфейса этой системы. Так как подавляющее большинство пользователей персональных компьютеров работают сегодня в среде операционных систем семейства Windows, то этот интерфейс является для них наиболее привычным и удобным. [8]

Delphi использует настоящий компилятор и компоновщик, и генерирует стопроцентный машинный код. Такая реализация лишена непроизводительных затрат, что делает программы, написанные на Delphi, максимально эффективными.

Для запуска программ, написанных на Delphi, не требуются никакие дополнительные библиотеки, интерпретаторы кода и прочее. Достаточно взять один-единственный сгенерированный исполняемый файл и запустить его там, где нужно. Для установки программы на другой компьютер не требуется создание каких-либо дистрибутивов, не нужен процесс инсталляции, достаточно переписать исполняемый файл программы.

Среда визуального программирования Delphi 7.0 является мощным средством для быстрой и качественной разработки программ для операционной системы Windows. Имеющаяся библиотека визуальных компонентов позволяет создать интерфейс с пользователем за считанные минуты. Объектно-ориентированный язык Object Pascal, положенный в основу Delphi, является расширением языков Turbo Pascal и Borland Pascal фирмы Borland, и нашел в себе отражение новых веяний в программировании. Компонентный принцип, используемый в Delphi, позволяет создавать полноценные Windows-приложения, написав минимальное количество строк кода. [9]

Таким образом, выбранная платформа удовлетворяет поставленным требованиям, поэтому выбор остановлен на системе программирования Delphi 7.0.

Для работы с базами данных разработаны многочисленные коммерческие СУБД, включая Interbase компании Borland, Access и FoxPro компании Microsoft, Paradox компании Corel, Oracle компании Oracle Corporation и др.

Таблица 2.1. - Сравнительный анализ популярных СУБД

Критерий оценки	SQL Server	Access	Visual FoxPro
Простота освоения и использования	2	5	4
Сетевые возможности	5	1	4
Скорость разработки	4	5	4
Объем хранимых данных	5	2	3
Защита данных	5	3	3
Надежность	5	3	3
Требования к памяти	3	4	4
Требования к устройствам хранения данных	3	4	4
Простота администрирования	3	5	4
Механизм репликаций	5	5	2
Интеграция с Microsoft Office	2	5	3
Итоговая оценка	42	42	38

Для реализации базы данных информационной системы была выбрана СУБД Access 2003.

СУБД Access 2003 - один из компонентов широко распространенного семейства офисных приложений Microsoft Office 2003. На сегодняшний день Access является одной из самых популярных настольных СУБД. Это связано с тем, что Access обладает очень широким диапазоном средств для ввода, анализа и представления данных. Эти средства являются не только простыми и удобными, но и высокопродуктивными, что обеспечивает высокую скорость разработки приложений. Изначально Access обладала радом уникальных возможностей, такими как умение сводить воедино информацию из самых разных источников (электронных таблиц, текстовых файлов, других баз данных); представление данных в удобном для пользователя виде с помощью таблиц, диаграмм, отчетов; интеграция с другими компонентами Microsoft Office. Совершенствуясь от версии к версии, Access стала инструментом, который может удовлетворить самые разные категории пользователей: от новичка, которому нравится дружественный интерфейс системы, позволяющий ему справиться с малыми задачами, до профессионального разработчика, который имеет весь необходимый инструментарии построения уникального решения для конкретного предприятия среднего бизнеса. [10]

Все версии Access имеют в своем арсенале средства, значительно упрощающие ввод и обработку данных, поиск данных и предоставление информации в виде таблиц, графиков, отчетов. Начиная с версии Access 2000, появились также Web-страницы доступа к данным, которые пользователь может просматривать с помощью программы Internet Explorer. Помимо этого, Access позволяет использовать электронные таблицы Excel, таблицы из разных баз данных, как настольных, так и серверных, и другие источники для хранения информации, необходимой приложению. Присоединив внешние таблицы, пользователь Access будет работать с данными в этих таблицах так, как если бы это были таблицы Access, причем другие пользователи могут продолжать работать с этими данными в той среде, в которой они были созданы. [11]

Любая СУБД позволяет выполнять четыре простейшие операции с данными:

- добавлять в таблицу одну или несколько записей,

- удалять из таблицы одну или несколько записей,

- обновлять значения некоторых полей в одной или нескольких записях,

- находить одну или несколько записей, удовлетворяющих заданному условию.

Для выполнения этих операций используется механизм запросов. Результатом выполнения запросов является либо отобранное по определенным критериям множество записей из таблицы, либо изменения в таблицах. Запросы к базе формируются на специально созданном для этого языке, который так и называется - язык структурированных запросов (Structured Query Language, SQL).

Важной функцией СУБД является управление данными. Под этим обычно понимают защиту данных от несанкционированного доступа, поддержку многопользовательского режима работы с данными, а также обеспечение целостности и согласованности данных. Защита от несанкционированного доступа позволяет каждому пользователю видеть и изменять только те данные, которые ему разрешено видеть или менять. Средства, обеспечивающие многопользовательскую работу, не позволяют нескольким пользователям одновременно изменять одни и те же данные. Средства обеспечения целостности и согласованности данных не дают выполнять такие изменения, после которых данные могут оказаться несогласованными.

Выбор был остановлен на данном средстве реализации базы данных информационной системы исходя из всех вышеперечисленных качеств.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ

Авторы книг, посвященных общим принципам разработки информационных систем, утверждают, что стоимость исправления ошибки, допущенной на предыдущем этапе жизненного цикла, примерно в десять раз превышает затраты на ее исправление на текущем этапе. В частности, многие разработчики сталкиваются с тем, что ошибки проектирования данных приводят иногда к написанию кода большого объема, так или иначе их компенсирующего, и нередко вызывают проблемы на этапе сопровождения готового продукта. Поскольку проектирование данных следует непосредственно за предпроектным обследованием, очень важно, чтобы эта часть работы над проектом была выполнена максимально качественно. Именно важность этого этапа обусловила стремительный рост популярности такой категории программного обеспечения, как средства проектирования данных, в течение последних десяти лет [12].

Хранение информации производится в базах данных, т.е. в поименованной совокупности данных, организованной по определенным правилам, включающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными.

База данных содержит данные пользователя в виде отношений - таблиц данных. БД обрабатывает СУБД, которая используется и разработчиками и пользователями.

Пакеты СУБД дают возможность пользователям осуществлять непосредственное управление данными, а программистам быстро разрабатывать более совершенные программные средства их обработки - приложения.

Уточним само понятие системы управления базами данных. В наиболее полном варианте такой пакет может иметь следующие компоненты:

- среда пользователя, дающая возможность непосредственного управления данными с клавиатуры;

- язык для программирования прикладных систем обработки данных;

- средства для придания завершенной программе вида готового коммерческого продукта в форме;

- программы утилиты быстрого программирования рутинных операций (генераторы отчетов, экранов, меню и др. приложений).

3.1 Проектирование базы данных

Процесс построения базы данных по большей части совпадает с процессом построения любой другой информационной системы. Как показано в табл. 3.1, существуют три основных фазы: формулирование требований, проектирование и реализация [13].

Таблица 3.1. Обзор фаз построения системы

Фаза	Базы данных	Приложения
Фаза формулирования требований	Построение модели данных Задание элементов данных Определение ограничений и правил	Определение требований приложения
Фаза проектирования	Таблицы Отношения Индексы Ограничения Хранимые процедуры и триггеры	Формы Отчеты Запросы Код приложения
Фаза реализации	Создание таблиц Создание отношений Создание ограничений Написание хранимых процедур и триггеров Заполнение базы данных Тестирование	Создание форм Создание отчетов Создание запросов Написание кода приложения Тестирование

Во время фазы формулирования требований разрабатывается модель данных: типы элементов данных, их длина и другие свойства. Кроме того, на данные накладываются ограничения и правила. Модель данных - это логическое представление структуры базы данных. Моделирование данных очень важно, поскольку и база данных, и все ее структуры зависят от модели данных.

Во время фазы проектирования модель данных преобразуется в таблицы и отношения.

Хранение информации производится в базе данных, т.е. в поименованной совокупности данных, организованной по определенным правилам, включающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными. База данных содержит данные пользователя в виде отношений - таблиц данных. БД обрабатывает СУБД, которая используется и разработчиками и пользователями.

По типу производимых действий различают следующие операции:

- идентификация данных и нахождение их позиции в БД;

- выборка (чтение) данных из БД;

- включение (запись) данных в БД;

- удаление данных из БД;

- модификация (изменение) данных БД.

Базы данных, состоящие из таблиц, называются реляционными. Проблема проектирования реляционной базы данных состоит в обоснованном принятии решений о том из каких отношений должна состоять БД и какие атрибуты должны быть у этих отношений.

Таким образом, рассмотрев общие положения реализации баз данных, переходим к непосредственному созданию базы данных дипломного проекта.

В создаваемой информационной системе должен вестись учет по работам поверки и калибровки средств измерений. Необходимо также ведение справочника приборов, находящихся на обслуживании, справочника специалистов, выполняющих работу по поверке и учету данных СИ, справочника участков отдела метрологии и справочника заказчиков.

Отображение информации о перечне приборов, находящихся на обслуживании должно осуществляться в виде таблицы. Перечень свойств прибора для отображения перечня в табличном виде:

- Заказчик работ по поверке приборов

- Наименование прибора

- Тип прибора

- Количество

- Заводской № прибора,

- Дата поверки

- Период поверки

- Участок отдела

- ФИО специалиста

Таким образом, сформирована таблица базы данных - «База СИ» (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 - Таблица базы данных «База СИ»

С целью удобства отображения перечня приборов в табличной форме, таблица должна иметь возможность сортировать и группировать данные.

Для облегчения работы и перечнем приборов и поиска должны быть предусмотрены средства поиска и фильтрации, позволяющие отображать только те приборы, характеристики которых соответствуют заданным.

Данные о заказчиках, которым необходимо выполнить поверку средств измерений в таблице. В табличном представлении заказчик должен обладать следующими свойствами:

- Краткое наименование заказчика

- Полное имя предприятия заказчика

- Контактное лицо заказчика

- Телефон заказчика

- Реквизиты заказчика

Таким образом, сформирована вторая таблица базы данных - «Заказчики» (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 - Таблица базы данных «Заказчики»

Перечень свойств специалистов, выполняющих работу по поверке и учету данных СИ для отображения перечня в табличном виде:

- ФИО сотрудника

- Пароль для доступа к БД

- Должность сотрудника

- Участок отдела

Таким образом, сформирована третья таблица базы данных - «Сотрудники» (рис. 3.3)



Рисунок 3.3 - Таблица базы данных «Сотрудники»

С целью повышения производительности системы выделим список участков отдела метрологии в отдельный справочник, который будет содержать только идентификатор участка и его полное наименование. Таким образом, сформирована четвертая таблица базы данных - «Отдел» (рис. 3.4)

Рисунок 3.4 - Таблица базы данных «Отдел»

Представим физическую модель данных в виде сущностей и связей, отобразим - модель данных. На рис. 3.5 представлена схема физической модели данных.



Рисунок 3.5 - Схема физической модели данных

На этой схеме реляционные таблицы представлены структурой, определяемой составом и последовательностью полей (атрибутов). Ключевые поля каждой таблицы выделены жирным шрифтом. Логические связи таблиц соответствуют структурным связям между объектами и изображены на схеме линиями.

Особенностью структуры базы данных является избыточность таблицы «База СИ», который выражена в присутствии поля «ФИО». Данное поле содержит фамилию, имя и отчество специалиста, который проводит поверку данного средства измерения. Это поле облегчает поиск и сортировку средств измерений по данному атрибуту, что повышает производительность системы в целом.

В проектируемой системе должны быть предусмотрены: поиск данных по поверкам и калибровкам по различным параметрам, автоматическое формирование отчетов, функции по ограничению возможностей пользователей с целью сохранения важных данных БД. Именно для осуществления этих и других возможностей необходимо перейти к реализации программного средства обработки данных - приложения.

3.2 Разработка приложения

В ходе выполнения дипломного проекта разработка приложения осуществляется параллельно с разработкой базы данных. [14]

Первое окно, которое видит пользователь, это окно идентификации, при помощи которого осуществляется доступ к базе данных пользователей информационной системы.

Это простая форма, связанная с базой данных Access посредством несложного кода идентификации, который санкционирует доступ пользователя. После нажатия пользователем кнопки «ОК» программа считывает имя пользователя и введенный пароль пользователя из соответствующих полей, а затем осуществляет подключение к базе данных Access.

В верхней части экрана расположено меню, которое позволяет подключить/отключить/переподключить выбранную базу данных, или же при необходимости обратиться к справочной информации (рис. 3.6).

Рисунок 3.6 - Форма входа в программу и идентификации пользователя на этапе разработки

При ошибочном вводе пароля или пользователя, или же при попытке несанкционированного доступа программа выдаст сообщение, представленное на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 - Окно сообщения программы

После успешного подключения к базе данных пользователь системы должен иметь возможность непосредственной работы с данными самой базы данных.

Непосредственное сопряжение с базой данных выполнено при помощи модуля данных, в котором содержатся: ADOConnection, ADOTable, DataSourse (рис. 3.8).

Рисунок 3.8 - Модуль данных

Компонент ADOConnection имеет главное свойство ConnectionString, которое позволяет выполнить генерацию строки подключения, открытие и закрытие соединения с базой данных. Перечислим основные параметры объекта:

- Provider -- драйвер для подключения к источнику данных (в нашем случае Microsoft.Jet.OLEDB.4.0" -- для подключений к файлам Access и Excel и другим источникам данных на основе Jet;);

- IntegratedSecurity -- это свойство аутентификации;

- DataSource -- имя источника данных (файл базы данных Microsoft Access -- все зависит от того, к какой базе данных подключаемся);

- InitialСatalog -- имя базы данных на этом сервере. В нашем случае -- База данных.mdb.

Объект ADOTable реализует функции работы с данными в таблицах базы. При помощи ADOTable можно просматривать, читать и редактировать эти данные. Перечислим основные свойства объекта:

- TableName -- имя таблицы, данные которой мы обрабатываем;

- Connection -- имя компонента ADOConnection через который происходит подключение;

- Active -- это свойство равно true, если таблица открыта.

Объект DataSourse выполняет роль посредника между данными и компонентами визуализации, в нашем случае это DBGrid (сетка данных).

Таким образом, при нажатии кнопки «Вход» открывается главное окно приложения (рис. 3.9).

Рисунок 3.9 - Основная форма приложения

Эта форма осуществляет доступ пользователя к информации БД для добавления новых и редактирования и удаления существующих записей.

Главная форма визуально и функционально делится на три области:

- верхняя часть - меню основных функций приложения (рис. 3.10);

Рисунок 3.10 - Верхняя часть главной формы

- левая часть - рабочая область, т.е. поля и кнопки, с которыми активно работает пользователь (рис. 3.11);

Рисунок 3.11 - Левая часть главной формы

- правая часть - область отображения данных в табличном виде (рис. 3.12).

Рисунок 3.12 - Правая часть главной формы

В верхней части главной формы размещается меню, состоящее из пяти пунктов: «Отдел метрологии», «Правка БД СИ», «Отчетные формы», «Справка» и соответственно «Выход».

Пункт меню «Отдел метрологии» имеет подпункты:

- «Участок электрических измерений»;

- «Участок линейно-угловых СИ»;

- «Теплотехнический участок».

Такая организация этого пункта меню позволяет сделать выборку данных о средствах измерений, специалистах и заказчиках, которые относятся непосредственно к каждому участку отдела метрологии.

Используя следующий пункт меню «Правка БД СИ» пользователь имеет возможность редактировать данные о средствах измерений, специалистах и заказчиках, уже введенных в базу данных.

Программный код, осуществляющий данные функции приведен на рисунке 3.13.

Рисунок 3.13 - Код программы

Для удобной работы с приложением используется элемент управления PageControl, который довольно часто используется в интерфейсе Windows и привычен для пользователя. Данный элемент позволяет визуально разделить форму на несколько частей, при этом имея возможность переключения из одной области данных в другую.

В этом проекте PageControl используется для переключения между средствами измерений, заказчиками и специалистами отдела метрологии.

Учет и поверка контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода является главной задачей разрабатываемой системы, поэтому работа приложения начинается именно с этой вкладки (рис. 3.14).

Рисунок 3.14 - Главная форма приложения

В верхней части левой области главной формы расположены элементы для выбора критериев поиска предприятия-заказчика: DBLookupComboBox, MaskEdit. После ввода желаемых условий и нажатия кнопки «ОК» приложение, выполнив запрос к БД, отобразит результат. Код выполнения программы при нажатии кнопки «ОК» отображен на рисунке 3.15.

Рисунок 3.15 - Код программы

В средней части левой области главной формы расположены элементы для добавления средств измерений в базу данных: DBEdit, DBLookupComboBox и кнопка «ОК». После заполнения текстовых полей, выбора нужных значений в ниспадающем списке и нажатия кнопки «ОК» приложение, выполнив запрос к БД, добавит новую запись и отобразит результат в таблице. Код выполнения программы при нажатии кнопки «ОК» отображен на рисунке 3.16.



Рисунок 3.16 - Код программы

Операции по удалению и редактированию выполняются при помощи элемента управления DBNavigator. В целом он предоставляет пользователю возможность просматривать и редактировать набор данных. Навигатор содержит кнопки для перехода на первую, последнюю, предыдущую и следующую записи, вставки, удаления и редактирования записи, отмены и сохранения изменений, а также обновления данных. Этот компонент практически полностью автоматизирован, поэтому все, что остается сделать в большинстве случаев -- это поместить его на форму, связать с DataSource. DBNavigator имеет свойство VisibleButtons, пользуясь которым можно убрать любые ненужные в данном приложении кнопки. Этим свойством мы и воспользовались для создания нужного нам вида (рис. 3.17).

Рисунок 3.17 - Элемент управления DBNavigator

Остальные вкладки «Заказчики» и «Специалисты» по содержанию управляющих элементов и способу работы аналогичны вкладке «Средства измерений».

Отчеты формируются при помощи следующих пунктов главного меню: «Отчет по отделам», «Отчет по средствам измерений», «Отчет по калибровке СИ», «Ежедневный отчет» (рис. 3.18).

Рисунок 3.18 - Пункт меню «Отчетные формы»

При необходимости пользователь может воспользоваться справочным материалом, нажав соответствующую кнопку также на главном меню.

3.3 Руководство пользователя

Начальная установка программного обеспечения выполняется прямым копированием файла «База данных.mdb» и программы приложения на компьютер с лазерного диска в любую произвольно созданную папку на жестком диске.

Для запуска программы необходимо щёлкнуть дважды левой кнопкой мыши по ярлыку программы.

После запуска программы приложения, появится окно идентификации пользователя (рис. 3.19).



Рисунок 3.19 - Окно идентификации пользователя

При ошибочном вводе пароля или пользователя, или же при попытке несанкционированного доступа программа выдаст сообщение, представленное на рисунке 3.20.

Рисунок 3.20 - Окно сообщения программы

Если есть необходимость, пользователь имеет возможность подключить или переподключить базу данных. Для этого нужно в верхней части окна нажать пункт меню «Файл», и в открывшемся окне выбрать нужный файл базы данных (рис. 3.21).

Рисунок 3.21 - Окно подключения БД

После успешного подключения к базе данных пользователь системы имеет возможность непосредственной работы с данными самой базы данных. Таким образом, при нажатии кнопки «ОК» открывается главное окно приложения на вкладке «Средства измерений» (рис. 3.22).

Рисунок 3.22 - Главное окно приложения ИС «Калибр»

Информационная система «Калибр» позволяет:

- Добавлять записи в базу данных;

- Удалять записи из базы данных;

- Редактировать записи в базе данных;

- Выполнять поиск по заданным параметрам;

- Формировать отчеты;

- Предоставлять справочные материалы о программе.

Для того, чтобы отфильтровать список средств измерений по дате калибровки и/или по предприятию в базе данных в верхней части левой области расположены элементы для осуществления данной функции (рис. 3.23).



Рисунок 3.23 - Фильтрование списка средств измерений по критериям

После ввода желаемых условий и нажатия кнопки «ОК» приложение, выполнив запрос к БД, отобразит результат.

Для добавления новой записи средств измерений в базу данных нужно заполнить текстовые поля, выбрать нужные значения в ниспадающем списке и нажать кнопку «ОК» (рис. 3.24).

Рисунок 3.24 - Добавление новой записи

Приложение, выполнив запрос к БД, добавит новую запись и отобразит результат в таблице (рис. 3.25).

Рисунок 3.25 - Таблица отображения списка средств измерений

Операции по удалению и редактированию средств измерений выполняются при помощи кнопок показанных на рисунке 3.26.

Рисунок 3.26 - Функциональные кнопки удаления и редактирования

Для того, чтобы найти в перечне заказчиков конкретное предприятие или цех организации в верхней части левой области расположено поле для заполнения наименования (рис. 3.27).

Рисунок 3.27 - Поиск предприятия-заказчика

После ввода наименования предприятия и нажатия кнопки «ОК» приложение, выполнив запрос к БД, отобразит результат.

Для добавления новой записи предприятия-заказчика в базу данных нужно заполнить текстовые поля и нажать кнопку «ОК» (рис. 3.28).

Рисунок 3.28 - Добавление новой записи

Приложение, выполнив запрос к БД, добавит новую запись и отобразит результат в таблице (рис. 3.29).



Рисунок 3.29 - Таблица отображения списка преприятий-заказчиков

Операции по удалению и редактированию выполняются при помощи кнопок показанных на рисунке 3.30.

Рисунок 3.30 - Функциональные кнопки удаления и редактирования

Аналогичные функции по добавлению, редактированию, удалению записей, а также поиска и фильтрации данных содержит вкладка «Специалисты».

Отчеты формируются при помощи следующих пунктов главного меню: «Отчет по отделам», «Отчет по средствам измерений», «Отчет по калибровке СИ», «Ежедневный отчет».

Нажатие пользователем пункта главного меню «Отчетные формы», позволяет перейти к выбору нужного типа отчета (рис. 3.31).



Рисунок 3.18 - Пункт меню «Отчетные формы»

Виды получаемых типов документов показаны в Приложении 1, Приложении 2, Приложении 3.

При необходимости пользователь может воспользоваться справочным материалом, нажав соответствующую кнопку также на главном меню.

Выход из программы возможен стандартным способом, а также через соответствующий пункт главного меню.

4. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

4.1 Конфигурация информационной системы

Прежде чем, начать расчет надежности информационной системы, определим основные параметры минимальных системных ресурсов: объема оперативной памяти и объема жесткого диска.

Объем оперативной памяти - ключевой фактор, влияющий на производительность системы. Выбирая объем, необходимо руководствоваться принципом "чем больше, тем лучше". Дело в том, что Windows хранит максимально возможное число открытых файлов в памяти, а за всеми остальными обращается к диску. Увеличение объема памяти оказывает на производительность даже большее влияние, чем замена процессора. [15]

Объем оперативной памяти можно рассчитать, сложив минимальные требования операционной системы (А), средний объем открытых файлов (Г) и объем памяти (Ж), необходимый для запуска приложений: сумма А + Г + Ж.

Поскольку планируется использовать Microsoft Windows Professional, то, исходя из минимальных требовании, получим А = 128 Мб.

Теперь рассчитаем средний объем файлов:

- для Word for Windows -- 310 Кб;

- для Excel -- 120 Кб;

- для PowerPoint -- 1000 Кб;

- для Access -- 800 Кб.

Средний объем файла = 685 Кб. Умножив его на число документов (10), получим Г = 6,85 Мб

Теперь рассчитаем объем памяти, необходимый для запуска приложений, входящих в Microsoft Office:

- для Word for Windows -- 3,66 Мб;

- для Excel -- 4,6 Мб;

- для PowerPoint -- 4,16 Мб;

- для Access -- 2,7 Мб.

Средний объем равен 3,78 Мб. Таким образом, для запуска 4 приложений в среднем необходимо 3,78 х 4 = 15,1 Мб (Ж).

Сумма А+Г+Ж = 128 + 6.85 + 15,1 = 149,95 Мб.

Таким образом, для выполнения условий дипломного проекта необходим компьютер с объемом оперативной памяти не менее 149,95 Мб.

При планировании объема жесткого диска рекомендуется использовать три логических раздела. Первый -- для установки системы, второй -- для приложений, устанавливаемых на компьютере, третий -- для персональных каталогов пользователя.

Объем жесткого диска можно рассчитать, сложив размер системного диска (А), размер диска приложений (Г) и диск пользователей (Ж), необходимый для запуска приложений: сумма А+Г+Ж.

Пространство, отводимое под установку операционной системы А = 1,5 Гбайт. Объем, занимаемый исполняемыми приложениями (Г) также приблизительно составляет 1,5 Гбайт. Объем, отводимый под пользователя (Ж) не менее 5 Гбайт. Суммарный объем жесткого диска: А + Г + Ж = 1,5 + 1,5 + 5 = 8 Гбайт.

Таким образом, объем жесткого диска требуемый для установки и функциональной работы информационной системы должен быть не менее 8 Гбайт.

В таблице 4.1 приведены технические характеристики ПЭВМ достаточные для разработки информационной системы «Калибр». Соответственно данные показатели будут удовлетворительными для функционирования разработанной системы.

Таблица 4.1. Аппаратные средства ИС

№ п/п	Наименование устройства	Модель
1	Процессор	Intel s775 Core2 Quad Q8200 (2.33GHz, 4Mb, 1333MHz)
2	Жесткий диск	HDD 250 Gb SATA-II 300 Samsung Spinpoint F3 <HD253GJ> 7200rpm 16Mb
3	Дисковод	FDD 3.5 HD Gembird <BLACK> EXT USB
4	Память	DIMM 2Gb DDR2 SDRAM (PC2-6400) 800Mhz
5	Плата	Gigabyte s775 iP45 DDR2 ATX GA-EP45-UD3LR RTL
6	DVD-ROM	DVD RAM&DVD+R/RW & CDRW 3Q 3QODD-T104H-TB08 USB2.0 EXT(RTL)
7	Видеокарта	XFX PCI-E GeForce GTX275 670MHz 896Mb GDDR3 GX-275X-AHDA RTL
8	Принтер	HP laserJet 2300

Надежность системы определяется, с одной стороны, отсутствием отказов, сбоев и ошибок в ее работе, с другой - возможностью быстрого восстановления аппаратуры и информационного процесса. Таким образом, перейдем к расчету надежности аппаратной и программной части информационной системы «Калибр».

4.2 Расчет надежности аппаратной части