Разработка программного продукта для мини-отеля для платформы Android

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Техническое задание

1.1 Введение

1.2 Основания для разработки

1.3 Назначение разработки

1.3.1 Функциональное назначение

1.3.2 Эксплуатационное назначение

1.3.3 Требования к надежности

1.3.3.1 Требования к обеспечению надежного функционирования программы

1.3.3.2 Время восстановления после отказа

1.3.3.3 Отказы из-за некорректных действий пользователей системы

1.4 Требования к программе или программному изделию

1.4.1 Требования к функциональным характеристикам

1.4.2 Условия эксплуатации

1.4.3 Требования к составу и параметрам технических средств

1.4.4 Требования к информационной и программной совместимости

1.4.4.1 Требования к информационным структурам и методам решения

1.4.4.2 Требования к исходным кодам и языкам программирования

1.4.4.3 Требования к программным средствам, используемым программой

1.4.5 Требования к маркировке и упаковке

1.4.6 Требования к транспортировке и хранению

1.5 Требования к программной документации

1.6 Технико-экономические показатели

1.7 Стадии и этапы разработки

1.8 Порядок контроля и приемки

1.8.1 Виды испытаний

2. Технико-экономическое обоснование

3. Анализ аппаратной части и выбор средств разработки ПО

3.1 Выбор оборудования для системы

3.2 Выбор средств хранения и обмена данными между серверной и клиентской частью программного комплекса

3.3 Выбор средств разработки программных продуктов

4. Разработка основных алгоритмов и структуры получаемых данных

4.1 Структурная схема проекта

4.2 Алгоритм получения данных

4.3 Структура получаемых данных

4.4 Структурная схема взаимодействия базы данных с другими компонентами системы обслуживания клиентов мини - отеля

4.5 Таблицы базы данных

5. Реализация программного обеспечения

5.1 Разработка серверной части программного комплекса на базе операционной системы Windows

5.2 Разработка клиентской части программного комплекса на базе операционной системы Android

5.3 Разработка диаграмма вариантов использования и логической схемы переходов по интерфейсу программы

6. Руководство пользователя

7. Организационно-экономическая часть

8. Безопасность и экологичность проекта

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

На данный момент во всех странах большая роль отведена информационным технологиям. В настоящее время во многих организациях актуальна проблема автоматизации рабочего процесса. Основная цель автоматизации - получить конкурентные преимущества засчет использования современных технологий, которые предназначены повысить эффективность деятельности организации.

Много времени уходит на оформление документов, организацию приема клиентов и оформление их документов. Выходом из сложившейся ситуации может стать программное обеспечение, которое поможет автоматизировать работу с клиентами.

Существует много различных гостиничных комплексов, отелей, мини-отелей, где работает большое количество сотрудников. Таким образом, автоматизация рабочего процесса позволяет сократить затраты на оплату труда сотрудникам, упростить работу администратору отеля, а, клиентам - без каких - либо трудностей получить всю информацию, а, также, воспользоваться различными видами услуг.

Целью дипломного проекта является разработка программного продукта для мини - отеля для платформы Android. Для клиентов программа «Информационная система обслуживания клиентов мини - отеля» - это описание услуг мини - отеля, возможность бронирования номеров либо других услуг; для администратора - ведение учёта гостей, постоянный контроль и изменение информации о предоставлении тех или иных услуг гостям.

Программа позволит автоматизировать работу по ведению учета о свободных номерах, о занятых номерах и предоставляемых услугах, что позволит уменьшить трудоемкость работы.

Функциональное назначение данной программы - она позволяет легко редактировать базу данных (добавлять новые записи, удалять старые, вносить необходимые изменения в существующие записи).

Результатом будет приложение для программной платформы Android.



1. Техническое задание

1.1 Введение

Настоящее техническое задание распространяется на разработку программы, позволяющей автоматизировать работу администратора мини - отеля с клиентами. Программа предназначена для пользователей смартфонов, планшетных компьютеров с операционной системой Android.

1.2 Основания для разработки

Основанием для разработки является учебный план по специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».

1.3 Назначение разработки

1.3.1 Функциональное назначение

Целью разработки является создание программного комплекса, состоящего из следующих основных компонентов:

- Программа для персонального компьютера на базе операционной системы Windows;

- Приложение для смартфонов на базе операционной системы Android 4.0;

- База данных, работающая в СУБД MySQL

- Веб-сервис для обмена данными, работающий на базе веб-сервера Apache.

Данный программный продукт должен соответствовать следующим требованиям:

- Хранить в базе данных все наименования услуг, стоимость и информацию о данных услугах и другую необходимую для работы комплекса информацию;

- Обеспечить передачу данных между смартфонами и базой данных MySQL через интернет с помощью запросов и СУБД ;

- Обеспечить передачу данных между смартфоном и базой данных MySQL через веб-сервис на базе веб-сервера Apache.

- Обеспечить обработку информации хранящейся в базе данных MySQL на персональном компьютере и выдачу в необходимой форме и печати на принтере;

- Обеспечить занесение в базу данных новых услуг, меню, изменений в стоимости через приложение на персональном компьютере.

Функциональным назначением программы является редактирование базы данных (добавление новых записей, удаление старых, занесение необходимых изменений в существующие записи).

1.3.2 Эксплуатационное назначение

Программа должна эксплуатироваться как приложение на различных устройствах, на которых установлена операционная система Android.

1.3.3 Требования к надежности

1.3.3.1 Требования к обеспечению надежного функционирования программы

Надежное (устойчивое) функционирование программы должно быть обеспечено выполнением совокупности организационно-технических мероприятий, перечень которых приведен ниже:

- организацией бесперебойного питания технических средств;

- использованием лицензионного программного обеспечения;

- регулярным выполнением рекомендаций Министерства труда и социального развития РФ, изложенных в Постановлении от 23 июля 1998 г. Об утверждении межотраслевых типовых норм времени на работы по сервисному обслуживанию ПЭВМ и оргтехники и сопровождению программных средств;

- регулярным выполнением требований ГОСТ 51188-98. Защита информации. Испытания программных средств на наличие компьютерных вирусов.

1.3.3.2 Время восстановления после отказа

Время восстановления после отказа, вызванного сбоем электропитания технических средств (иными внешними факторами), не фатальным сбоем (не крахом) операционной системы, не должно превышать 30-ти минут при условии соблюдения условий эксплуатации технических и программных средств. Время восстановления после отказа, вызванного неисправностью технических средств, фатальным сбоем (крахом) операционной системы, не должно превышать времени, требуемого на устранение неисправностей технических средств и переустановки программных средств.

1.3.3.3 Отказы из-за некорректных действий пользователей системы

Отказы программы вследствие некорректных действий пользователя при взаимодействии с программой недопустимы.

1.4 Требования к программе или программному изделию

1.4.1 Требования к функциональным характеристикам

Программа должна обеспечивать пользователю возможность выполнения следующих функций:

Для клиента:

- выбор интересующей пользователя услуги;

- получение информации о выбранной услуге;

- бронирование выбранной услуги;

Для администратора:

- получение запроса от клиента;

- обработка информации и обновление базы данных.

1.4.2 Условия эксплуатации

Температура эксплуатации: от 0 °C до 35 °C.

Относительная влажность: от 5% до 95% без конденсации.

1.4.3 Требования к составу и параметрам технических средств

Программа должна выполняться на любом планшетном компьютере, смартфоне либо другом устройстве, на котором установлена операционная система Android. С сотовыми и беспроводными каналами связи:

- UMTS/HSDPA (850 МГц, 1900 МГц, 2100 МГц);

- GSM/EDGE (850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц);

- Wi-Fi 802.11b/g.

1.4.4 Требования к информационной и программной совместимости

1.4.4.1 Требования к информационным структурам и методам решения

Получение оперативных данных о бронировании какой-либо услуги осуществить с помощью протокола HTTP. Хранение данных о забронированных номерах и заказанных услугах осуществлять в базе данных в формате JSON.



1.4.4.2 Требования к исходным кодам и языкам программирования

Исходные коды программы должны быть реализованы на языке Java. В качестве интегрированной среды разработки программы должна быть использована среда Eclipse.

1.4.4.3 Требования к программным средствам, используемым программой

Программа должна работать под управлением операционной системы Android и выше.

1.4.5 Требования к маркировке и упаковке

Программа поставляется на оптических носителях типа CD-ROM, упакованных в пластиковый контейнер с бумажным вкладышем. Маркировка должна быть выполнена как на самом диске, так и на бумажном вкладыше контейнера.

1.4.6 Требования к транспортировке и хранению

Допускается транспортировка программного изделия всеми видами транспорта.

При транспортировке и хранении программного изделия должна быть обеспечена защита от пыли, атмосферных осадков и прямых солнечных лучей. Климатические условия хранения и транспортировки: температура от 5°С до 50°С, относительная влажность воздуха при температуре 25°С от 10% до 70%.

1.5 Требования к программной документации

Основной документацией на программный продукт является пояснительная записка.

1.6 Технико-экономические показатели

Предполагаемый годовой экономический эффект 158400 руб.

1.7 Стадии и этапы разработки

Февраль 2012. Разработка технического задания.

Март - Апрель 2012. Разработка Программы и документации к ней.

Май 2012. Тестирование Программы. Сдача работы заказчику.

1.8 Порядок контроля и приемки

1.8.1 Виды испытаний

Приемо-сдаточные испытания должны проводиться на объекте Заказчика в оговоренные сроки. Приемо-сдаточные испытания программы должны проводиться согласно разработанной Исполнителем и согласованной Заказчиком Программы и методик испытаний. Ход проведения приемо-сдаточных испытаний Заказчик и Исполнитель документируют в Протоколе проведения испытаний.



2. Технико-экономическое обоснование

Программное обеспечение, разрабатываемое в данном дипломном проекте, необходимо для автоматизации работы администратора при взаимодействии с клиентом. Оно должно заменить бумажную документацию, касающуюся бронирования различных видов услуг, а, также, ускорить и упростить процесс получения информации об услугах мини - отеля и бронирования любой из услуг. Вся информация, предоставляемая программным продуктом, обновляется в реальном времени. Это большое преимущество, так как на бумажных носителях информации сложно отобразить весь процесс бронирования и обновления базы данных. Также, это может быть достаточно неудобно, так как каждый день придётся заполнять большое количество бумаг. У программного продукта нет этих недостатков.

Разработанное программное обеспечение поможет сократить количество обслуживающего персонала. Работу, связанную с обслуживанием гостей, сможет выполнять один администратор, что сократит затраты мини - отеля на заработную плату. В итоге за несколько лет использования программного продукта, он может себя полностью окупить.

В проекте мне, как специалисту, отведена роль исполнителя (разработчика клиентской части ПО). Экономическую эффективность от реализации проекта я получаю засчёт сокращения сотрудников и уменьшения затрат на оплату труда.



3. Анализ аппаратной части и выбор средств разработки ПО

3.1 Выбор оборудования для системы

Для системы обслуживания клиентов мини - отеля было выбрано следующее оборудование:

- физический сервер;

- персональный компьютер;

- смартфон;

- Wi-Fi роутер.

Для хранения данных был выбран физический сервер Team Server R1304. Серверы данной серии - на базе нового поколения процессоров Intel Xeon с процессорной микроархитектурой Intel Sandy Bridge, которая обеспечивает повышение производительности и снижение энергопотребления. Также, выбор данного сервера позволит нам получить быстрый доступ к базе данных и повысить отказоустойчивость системы. Характеристики данного сервера представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Характеристики физического сервера

Платформа	Серверная платформа Intel
Серверный корпус	Серверный корпус Intel Server Chassis R1304
Блок питания	Фиксированный блок питания 250W или 350W
Системная плата	Intel Server Board S1200BTL на базе чипсета Intel C204
Панель управления	Стандартная панель управления LED-индикаторы: NIC1, NIC2, Power/Sleep, HDD, ID, System Status Кнопки: Power, Reset, Unstuffable ID, NMI
Чипсет	Intel C204 Platform Controller Hub (PCH), ServerEngines LLC Pilot III BMC controller
Процессор	Один процессор Intel Xeon семейства E3-1200 (Sandy Bridge), разъем LGA 1155, максимальный TDP 95W, 4 ядра, 8MB L3 Cache, поддержка технологий Turbo Boost 2.0, Hyper-threading, интегрированный двухканальный контроллер памяти DDR3 1333MHz, интегрированный контроллер
	шины PCI Express 2.0, 20 линий
	До 32ГБ 1333MHz ECC Unbuffered DDR3, два канала, 2 модуля DIMM на канал, скорость обмена 21ГБ/c
Оперативная память	До 4-х дисков SATA и/или SAS 3.5" с фиксированной установкой или До 4-х дисков SATA и/или SAS 3.5" с горячей заменой
Дисковая подсистема	Два интегрированный гигабитных сетевых адаптера: Gigabit Ethernet device 82574L Gigabit Ethernet PHY 82579
Сетевой контроллер	Три фиксированных системных вентилятора с переменной скоростью вращения
Система охлаждения	Рабочая температура от +10°C до +30°C Температура хранения от -40°C до +70°C Влажность не более 90%
Габариты	Высота 4.24см (1U), Ширина 43.82см, Глубина 50.80см

Рисунок 3.1 - Физический сервер Team Server R1304

Для установки серверного программного обеспечения был выбран персональный компьютер с системным блоком DNS Office. Характеристики персонального компьютера приведены в таблице 3.2

Таблица 3.2 - Характеристики персонального компьютера

Операционная система	Windows® 7 Домашняя Базовая
Процессор	Intel Core i3, 2 ядра
Частота процессора	3210 МГц
Продолжение таблицы 3.2
Оперативная память	2048 Мб
Объем жёсткого диска	500 Гб
Графический контроллер	Встроеный, Intel HD Graphics
Монитор	ViewSonic VX2210MH-LED
Клавиатура	A4TECH LCDS-720 Golden
Мышь	SPEED-LINK KAPPA MOUSE WIRELESS SL-6313-RD Red

Для установки клиентского программного обеспечения был выбран Смартфон Samsung Galaxy S3. Характеристики смартфона представлены в таблице 3.3

Таблица 3.3 - Характеристики смартфона Samsung Galaxy S3

Операционная система	Android 4.0 (Ice Cream Sandwich)
Размер	ШxВxТ 70.60x136.60x8.60 мм. Диагональ экрана 4.8", разрешение 720x1280
Время работы в режиме ожидания	До 1200 часов (3G) / до 1520 часов (2G) / до 10 часов при просмотре видео
Интерфейсы	USB, Wi-Fi, Wi-Fi Direct, NFC, Bluetooth 4.0
Доступ в интернет	WAP, GPRS, EDGE, HSDPA, HSUPA, HSPA+, email POP/SMTP, email IMAP4, HTML
Процессор	Samsung Exynos 4412, 1400 МГц, 4 ядра
Объём встроенной памяти	16 Гб
Объём оперативной памяти	1 Гб
Поддержка карт памяти	microSD (TransFlash), объемом до 64 Гб
Особенности	Время разговора: до 1300мин. (2G) / до 650мин. (3G), время ожидания: до 900час. (2G) / до 750час. (3G)

Для связи сервера и смартфона был выбран Wi-Fi роутер TRENDnet TEW-651BR. Характеристики данного роутера представлены в таблице 3.4

Таблица 3.4 - Характеристики Wi-Fi роутера

Количество портов WAN	1 порт RJ-45 10/100 Мбит/сек
Внешние антенны	1 антенна (несъемная). Усиление антенны - 2 dBi
Частоты работы, ГГц	2.4 ГГц
Количество портов LAN	4 порта 10/100 Мбит/сек
Скорость передачи данных	150 Мбит/сек
Размеры	150 x 110 x 30 мм



Рисунок 3.2 - Wi-Fi роутер TRENDnet TEW-651BR

3.2 Выбор средств хранения и обмена данными между серверной и клиентской частью программного комплекса

Для хранения и обработки данных, необходимых для работы системы обслуживания клиентов мини - отеля выбрана система управления базами данных MySQL.

MySQL -- свободная реляционная система управления базами данных. Разработку и поддержку MySQL осуществляет корпорация Oracle. Продукт распространяется как под GNU (General Public License), так и под собственной коммерческой лицензией. Помимо этого, разработчики создают функциональность по заказу лицензионных пользователей, именно благодаря такому заказу почти в самых ранних версиях появился механизм репликации.

MySQL является решением для малых и средних приложений. Обычно MySQL используется в качестве сервера, к которому обращаются локальные или удалённые клиенты, однако в дистрибутив входит библиотека внутреннего сервера, позволяющая включать MySQL в автономные программы.

Основные преимущества MySQL:

- MySQL является бесплатной СУБД;

- Многопоточность и поддержка несколько одновременных запросов;

- Быстрая обработка запросов, выборка и выдача запрашиваемых данных.

Для обмена данными, между клиентской части программного комплекса, на платформе Android и системой управления базами данных MySQL было принято решение создать Web-сервис, работающий на базе Web сервера Apache, представляющий собой набор PHP(JSON) скриптов.

PHP (англ. PHP: Hypertext Preprocessor -- «PHP: препроцессор гипертекста»; первоначально Personal Home Page Tools -- «Инструменты для создания персональных веб-страниц») -- скриптовый язык программирования общего назначения, интенсивно применяемый для разработки веб-приложений. В настоящее время поддерживается подавляющим большинством хостинг-провайдеров и является одним из лидеров среди языков программирования, применяющихся для создания динамических веб-сайтов.

Использование Web-сервиса на базе Web-сервера Apache, значительно ускоряет обмен данными, между приложением разработанным на платформе Android и СУБД MySQL.

3.3 Выбор средств разработки программных продуктов

Для разработки приложений для Android необходим Android SDK (Software Development Kit) - комплект средств разработки, который позволяет специалистам по программному обеспечению создавать приложения для определённого пакета программ, программного обеспечения базовых средств разработки, аппаратной платформы, компьютерной системы, игровых консолей, операционных систем и прочих платформ. Он включает: Eclipse IDE, ADT (Android Development Tools - плагин для Eclipse), Эмулятор, Файловый менеджер. и некоторые другие компоненты.

Eclipse - свободная интегрированная среда разработки модульных кроссплатформенных приложений.

Наиболее известные приложения на основе Eclipse Platform -- различные «Eclipse IDE» для разработки ПО на множестве языков (например, наиболее популярный «Java IDE», поддерживавшийся изначально, не полагается на какие-либо закрытые расширения, использует стандартный открытый API для доступа к Eclipse Platform).

IDE - Интегримрованная средам разрабомтки, ИСР (англ. IDE, Integrated development environment или integrated debugging environment) -- система программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения (ПО).

Обычно, среда разработки включает в себя:

- текстовый редактор;

- компилятор и/или интерпретатор;

- средства автоматизации сборки;

- отладчик.

Eclipse служит в первую очередь платформой для разработки расширений, чем он и завоевал популярность: любой разработчик может расширить Eclipse своими модулями. Множество расширений дополняет среду Eclipse менеджерами для работы с базами данных, серверами приложений и др.

Android Development Tools - плагин для Eclipse IDE, позволяющий создавать приложения под Android.

Плагин для Eclipse, Android Development Tools (ADT), поможет писать приложения для Android. Он интегрируется с Eclipse IDE для того, чтобы обеспечить возможности создания, отладки и тестирования android-приложений.

Менеджеры виртуальных устройств - инструменты для создания и управления виртуальными устройствами в Android (AVD) и управления ими в виде отдельных экземпляров эмулятора. AVD содержит эмулятор, внутри которого работает соответствующая версия Android. C его помощью можно указать версию SDK, разрешение экрана, емкость SD-карты, аппаратные возможности (сенсорный экран, GPS).

Каждое виртуальное устройство должно иметь название, целевую сборку Android, емкость SD-карты и разрешение экрана. Кроме того, виртуальные устройства поддерживают разные аппаратные настройки и ограничения:

- плотность пикселей на экране;

- поддержка SD-карт;

- наличие сенсорного экрана и клавиатуры;

- поддержка GPS;

- доступная память;

- аппаратная камера и ее разрешение;

- поддержка звукозаписи;

- менеджер SDK.

Для управления версиями SDK можно использовать менеджер SDK через панель, доступную в меню Window > Android SDK and AVD Manager. Вы можете просматривать установленные версии SDK, а также обновлять их по мере надобности.

Эмулятор.

Виртуальная машина Android для тестирования и отладки ваших приложений прямо на компьютере, не имея реального устройства. Является реализацией виртуальной машины Dalvik, что делает его совместимым с любым Android - телефоном. Чтобы запустить эмулятор, необходимо создать виртуальное устройство.

С помощью эмулятора вы можете иметь полноценный доступ к интернету, настраивать скорость и латентность соединения. Также можно имитировать входящие и исходящие телефонные звонки и SMS-сообщения.

В то же время эмулятор не поддерживает виброзвонок, светодиоды, камеру, соединения по USB, захват аудиоданных, уровень заряда батареи.

Дополнение ADT интегрирует эмулятор в Eclipse, поэтому при запуске и отладке проектов он автоматически стартует внутри выбранного экземпляра AVD.

DDMS (Dalvik Debug Monitoring Service).

Панель DDMS (Служба для отслеживания процесса отладки в Dalvik) используется для отслеживания и контроля за виртуальными машинами Dalvik. Это мощный отладочный инструмент, позволяющий изучать активные процессы, просматривать стек, останавливать рабочие потоки, исследовать файловую систему подключенного устройства.

Возможности:

- управление задачами;

- управление файлами;

- взаимодействие с эмулятором;

- журналирование (журнальные записи LogCat);

- Создание скриншотов (захват изображения с экрана эмулятора).

При использовании ADT утилита DDMS интегрируется в Eclipse и доступна из соответствующей панели (Window>Open Perspective>DDMS). В противном случае вы можете запускать DDMS из командной строки - ее исполняемый файл находится в папке Android SDK /tools.

Управление задачами.

На панели Devices перспективы DDMS можно увидеть список эмуляторов и телефонов, подключенных в текущий момент. Можно выбрать отдельные экземпляры, просмотреть текущие процессы и потоки. Чтобы просмотреть поток, щелкните мышью по нужному процессу устройства, затем на кнопке обновления потока.

Обзор файловой системы.

Для просмотра файлов и папок в эмуляторе или на устройстве вы можете использовать панель File Explorer. Вы можете копировать файлы между системой Android и вашим компьютером с помощью кнопок перемещения. Также можно удалять файлы. При этом на экран не выводится сообщение о подтверждении операции и отмены операции.

Взаимодействие с эмулятором.

Панель Emulator Control позволяет выполнять голосовые вызовы, отправку и прием SMS, запрос геолокационных координат.

AAPT (Android Asset Packaging Tool).

AAPT (Инструмент для создания пакетов) создает файлы пакетов для Android (.apk), готовые к распространению.

ADB (Android Debug Bridge).

Клиент-серверное приложение, которое предоставляет доступ к работающему эмулятору или устройству. С его помощью можно копировать файлы, устанавливать скомпилированные программные пакеты и запускать консольные команды. Используя консоль, вы можете изменять настройки журнала и взаимодействовать с базами данных SQLite, которые хранятся на устройстве. В старых версиях SDK программа находилась в папке /tools. Теперь находится в папке /platform-tools. Состоит из трех компонентов: фоновой службы (демона), работающей в эмуляторе, сервиса, запущенного на компьютере разработчика, и клиентской программы (наподобие DDMS), которая связывается со службой через Сервис.

Чтобы увидеть весь список параметров и команд, которые можно запустить при помощи adb, введите в командной строке следующее:

adb help

Если у вас есть файл приложения APK и вы хотите его установить на эмуляторе, то используйте команду:

adb.exe install d:\program.apk

d:\program.apk - это путь к файлу, который хотите установить в эмулятор. После этого установленное приложение появится в эмуляторе. Если приложение слишком большое (несколько мегабайт), то придётся немного подождать, пока установится. Во время установки в консоли курсор будет мигать, а потом появится надпись Success, что означает успешную установку программы.



Также, можно удалить ненужную программу по имени его пакета:

adb uninstall <package name>

Чтобы перезапустить сервер:

adb stop-server

adb start-server

Для копирования файлов с устройства на компьютер и обратно используются команды pull и push.

adb push <local source file path> <device destination file path>

adb pull <device source file path> <local destination file path>

Чтобы запустить оболочку (shell) на подключенном устройстве, выполните следующую команду:

adb shell

Символ # обозначает приглашение оболочки (shell prompt).

Вы можете просмотреть список команд, доступных при работе в оболочке, введя следующую информацию по приглашению оболочки:

# ls /system/bin

Для разработки приложения выбран язык программирования Java.

Java -- объектно-ориентированный язык программирования, разработанный компанией Sun Microsystems (в последующем приобретённой компанией Oracle). Приложения Java обычно компилируются в специальный байт-код, поэтому они могут работать на любой виртуальной Java-машине (JVM) вне зависимости от компьютерной архитектуры. Дата официального выпуска -- 23 мая 1995 года.

Достоинством подобного способа выполнения программ является полная независимость байт-кода от операционной системы и оборудования, что позволяет выполнять Java-приложения на любом устройстве, для которого существует соответствующая виртуальная машина. Другой важной особенностью технологии Java является гибкая система безопасности благодаря тому, что исполнение программы полностью контролируется виртуальной машиной. Любые операции, которые превышают установленные полномочия программы (например, попытка несанкционированного доступа к данным или соединения с другим компьютером) вызывают немедленное прерывание.

Часто к недостаткам концепции виртуальной машины относят то, что исполнение байт-кода виртуальной машиной может снижать производительность программ и алгоритмов, реализованных на языке Java. В последнее время был внесен ряд усовершенствований, которые несколько увеличили скорость выполнения программ на Java:

- применение технологии трансляции байт-кода в машинный код непосредственно во время работы программы (JIT-технология) с возможностью сохранения версий класса в машинном коде;

- широкое использование платформенно - ориентированного кода (native-код) в стандартных библиотеках;

- аппаратные средства, обеспечивающие ускоренную обработку байт-кода (например, технология Jazelle (семейство технологий, разработанных и продвигаемых компанией ARM, предназначенных для аппаратного ускорения выполнения приложений, написанных на языке Java), поддерживаемая некоторыми процессорами фирмы ARM).

Java и Android.

Язык Java активно используется для создания мобильных приложений под операционную систему Android. При этом программы компилируются в нестандартный байт-код, для использования их виртуальной машиной Dalvik. Для такой компиляции используется дополнительный инструмент, а именно Software Development Kit, который предназначен для x86-машины под операционной системой Linux.

Разработку приложений можно вести в среде Eclipse, используя при этом плагин -- Android Development Tools (ADT) или в IntelliJ IDEA (коммерческая интегрированная cреда разработки программного обеспечения). Версия JDK при этом должна быть 5.0 или выше.

Программы, написанные на Java, имеют репутацию более медленных и занимающих больше оперативной памяти, чем написанные на языке Си. Тем не менее, скорость выполнения программ, написанных на языке Java, была существенно улучшена с выпуском в 1997--1998 годах так называемого JIT-компилятора в версии 1.1 в дополнение к другим особенностям языка для поддержки лучшего анализа кода. Кроме того, была произведена оптимизация виртуальной машины Java -- с 2000 года для этого используется виртуальная машина HotSpot.

Некоторые платформы предлагают аппаратную поддержку выполнения для Java. К примеру, микроконтроллеры выполняющие код Java на аппаратном обеспечении вместо программной JVM, а также основанные на ARM процессоры, которые поддерживают выполнение байткода Java через опцию Jazelle.

Основные возможности Java:

- автоматическое управление памятью;

- расширенные возможности обработки исключительных ситуаций;

- богатый набор средств фильтрации ввода/вывода;

- набор стандартных коллекций: массив, список, стек и т. п.;

- наличие простых средств создания сетевых приложений (в том числе с использованием протокола RMI);

- наличие классов, позволяющих выполнять HTTP-запросы и обрабатывать ответы;

- встроенные в язык средства создания многопоточных приложений;

- параллельное выполнение программ.

Для разработки клиентской части программного комплекса выбрана платформа Android.

Android (Андромид) -- операционная система для коммуникаторов, планшетных компьютеров, электронных книг, цифровых проигрывателей, наручных часов, нетбуков, смартбуков и других устройств, основанная на ядре Linux и собственной реализации Java от Google. Изначально разрабатывалась компанией Android Inc., которую затем купила Google. Впоследствии Google инициировала создание альянса Open Handset Alliance (OHA), который сейчас занимается поддержкой и дальнейшим развитием платформы. Android позволяет создавать Java-приложения, управляющие устройством через разработанные Google библиотеки. Android Native Development Kit позволяет портировать (но не отлаживать) библиотеки и компоненты приложений, написанные на С и других языках.

В 70,1 % смартфонов, проданных в четвёртом квартале 2012 года, была установлена операционная система Android. Первым устройством, работающим под управлением Android, стал разработанный компанией HTC смартфон HTC Dream (рис. 3.3) (официально выпущен сотовым оператором T-Mobile под названием T-Mobile G1), презентация которого состоялась 23 сентября 2008 года.



Рисунок 3.3 - Смартфон HTC Dream

Вскоре последовали многочисленные заявления других производителей смартфонов о намерении выпустить устройства на базе Android. В России первым Android-смартфоном поступившим в продажу (июль 2009 года) стал Highscreen PP5420 (рис. 3.4).

Рисунок 3.4 - Android-смартфон Highscreen PP5420

С выходом Android третьей версии (Honeycomb), ориентированной на планшеты, всё больше производителей стали объявлять и о выпуске планшетов на этой платформе. Также компания Google в сотрудничестве с разными гигантами мобильной индустрии выпускает собственные устройства в серии «Google Nexus». Именно эти устройства первыми получают обновления до новых версий.

Кроме смартфонов и планшетов, операционную систему Android устанавливают и на другие устройства. Так, в конце 2009 года появилась в продаже первая фоторамка, работающая на Android. В июне 2011 года итальянская компания Blue Sky анонсировала выпуск интеллектуальных наручных часов i'mWatch под управлением ОС Android. В августе 2012 года Nikon представила первую в мире фотокамеру, которая также работает на Android. В серии «Google Nexus» присутствуют не только смартфоны и планшеты, но и медиаплеер Nexus Q, работающий на Android.

Кроме того, портировали Android на ряд известных устройств, среди которых, например, смартфоны на платформе Windows Mobile HTC Touch Dual и HTC TyTN II, на которых Android был запущен в режиме эмуляции. Также было осуществлено полноценное портирование на такие устройства, как интернет-планшеты, работающие на Maemo -- Nokia N810 и Nokia N900 (порт под названием Nitdroid), на смартфоны Nokia N9, работающий на платформе MeeGo, и HTC HD2, работающий на операционной системе Windows Mobile, на котором ОС Android можно запускать как с microSD-карты, так и с внутренней NAND-памяти. При этом установленная система имеет полную, ничем особо не ограниченную функциональность. Также Android портирован на архитектуру x86.

В октябре 2012 года исполнительный директор компании Ларри Пейдж сообщил о более 500 миллионов активированных смартфонов и планшетов на базе операционной системы Android и о ежедневной активации 1,3 миллиона устройств.

Приложения под операционную систему Android являются программами в нестандартном байт-коде для виртуальной машины Dalvik, для которых был разработан формат установочных пакетов .apk. Для работы над приложениями доступно множество библиотек: Bionic (библиотека стандартных функций, несовместимая с libc); libc (стандартная системная библиотека языка Си); мультимедийные библиотеки на базе PacketVideo OpenCORE (поддерживают такие форматы, как MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG и PNG); SGL (движок двухмерной графики); OpenGL ES 1.0 ES 2.0 (движок трёхмерной графики); Surface Manager (обеспечивает для приложений доступ к 2D/3D); WebKit (готовый движок для Web-браузера; обрабатывает HTML, JavaScript); FreeType (движок обработки шрифтов); SQLite (легковесная СУБД, доступная для всех приложений); SSL (протокол, обеспечивающий безопасную передачу данных по сети). По сравнению с обычными приложениями Linux, приложения Android подчиняются дополнительным правилам: Content Providers -- обмен данными между приложениями; Resource Manager -- доступ к таким ресурсам, как файлы XML, PNG, JPEG; Notification Manager -- доступ к строке состояния; Activity Manager -- управление активными приложениями.



4. Разработка основных алгоритмов и структуры получаемых данных

4.1 Структурная схема проекта

Структурная схема автоматизированной информационной системы представлена на рисунке 4.1

Рисунок 4.1 - Структурная схема информационной системы обслуживания клиентов мини - отеля

Клиент, выбрав интересующие его услуги, переходит на страницу получения информации и заказа в приложении, реализующем клиентскую часть. В этот момент приложение формирует запрос к базе данных, указывая параметры отбора. Запрос отправляется по сети internet к серверу. Сервер обрабатывает запрос и формирует массив возвращаемых данных. Массив возвращается к клиентской части, где данные отображаются. Когда клиент совершает, заказ приложение формирует запрос к базе данных на добавление в неё новой информации. Клиентская часть администратора отеля периодически отправляет запросы к базе данных. Запрос отправляется по сети internet к серверу. Сервер обрабатывает запрос и формирует массив возвращаемых данных. Массив возвращается к клиентской части администратора, где новые данные отображаются в виде оповещения о действиях клиента.

4.2 Алгоритм получения данных

HTTP (англ. HyperText Transfer Protocol -- «протокол передачи гипертекста») -- протокол прикладного уровня передачи данных (изначально -- в виде гипертекстовых документов). Основой HTTP является технология «клиент-сервер», то есть предполагается существование потребителей (клиентов), которые инициируют соединение и посылают запрос, и поставщиков (серверов), которые ожидают соединения для получения запроса, производят необходимые действия и возвращают обратно сообщение с результатом.

Особенностью протокола HTTP является возможность указать в запросе и ответе способ представления одного и того же ресурса по различным параметрам: формату, кодировке, языку и т. д. (В частности для этого используется HTTP-заголовок.) Именно благодаря возможности указания способа кодирования сообщения клиент и сервер могут обмениваться двоичными данными, хотя данный протокол является текстовым.

Обмен сообщениями идёт по обыкновенной схеме «запрос-ответ». Для идентификации ресурсов HTTP использует глобальные URI (унифицированный (единообразный) идентификатор ресурса). В отличие от многих других протоколов, HTTP не сохраняет своего состояния. Это означает отсутствие сохранения промежуточного состояния между парами «запрос-ответ». Компоненты, использующие HTTP, могут самостоятельно осуществлять сохранение информации о состоянии, связанной с последними запросами и ответами (например, «куки» на стороне клиента, «сессии» на стороне сервера). Браузер, посылающий запросы, может отслеживать задержки ответов. Сервер может хранить IP-адреса и заголовки запросов последних клиентов. Однако сам протокол не осведомлён о предыдущих запросах и ответах, в нём не предусмотрена внутренняя поддержка состояния, к нему не предъявляются такие требования. Протокол прост в реализации, что позволяет легко создавать клиентские приложения.

Взаимодействие клиента и сервера по протоколу HTTP.

World Wide Web или просто Web - это сеть информационных ресурсов. Служба WWW - представляет собой множество независимых, но взаимосвязанных серверов и предназначена для обмена текстовой, графической, аудио и видео информацией. Работая с Web, пользователь последовательно соединяется с Web-серверами и получает информацию.

WWW построена по схеме "клиент-сервер". Взаимодействие клиента и сервера по протоколу HTTP показано на рис. 4.2

Рисунок 4.2 - Взаимодействие клиента и сервера по протоколу HTTP

В качестве клиента выступает браузер, который является также и интерпретатором HTML. Как интерпретатор, браузер в зависимости от команд (тегов) выполняет различные функции: размещение текста на экране, обмен информацией с сервером по мере анализа полученного HTML-текста и др.

Сервер HTTP обрабатывает запросы клиента на получение файлов, выполнение программ и др.

Протокол HTTP используется службой WWW для передачи Web-страниц. Tранспортным протоколом для HTTP является протокол TCP (один из основных протоколов передачи данных Интернета), причем сервер HTTP (сервер Web) находится в состоянии ожидания соединения со стороны клиента стандартно по порту 80 TCP, а клиент HTTP (браузер Web) является инициатором соединения.

В самом общем случае URL (стандартизированный способ записи адреса ресурса в сети Интернет) выглядит следующим образом:

protocol://user:password@host:port/path/file?paremeters#fragment

Отдельные поля URL имеют следующий смысл:

protocol - прикладной протокол, посредством которого получают доступ к ресурсу;

user - пользователь, от имени которого получают доступ к ресурсу;

password - пароль пользователя для аутентификации при доступе к ресурсу;

host - IP-адрес или имя сервера, на котором расположен ресурс;

port - номер порта, на котором работает сервер, предоставляющий доступ к ресурсу;

path - путь к файлу, содержащему ресурс;

file - файл, содержащий ресурс;

paremeters - параметры для обработки ресурсом-программой;

fragment - точка в файле, начиная с которой следует отображать ресурс.

Взаимодействие между клиентом и сервером Web осуществляется путем обмена сообщениями. Сообщения HTTP делятся на запросы клиента серверу и ответы сервера клиенту.

Запросы и ответы выглядят следующим образом:

начальная строка

заголовок 1

заголовок 2

...

заголовок N

CR LF (пустая строка)

тело сообщения (может отсутствовать)

Формат начальной строки (start-line) клиента и сервера различаются. Заголовки бывают четырех видов:

- общие заголовки (general-headers), которые могут присутствовать как в запросе, так и в ответе;

- заголовки запросов (request-headers), которые могут присутствовать только в запросе;

- заголовки ответов (response-headers), которые могут присутствовать только в ответе;

- заголовки объекта (entity-headers), которые относятся к телу сообщения и описывают его содержимое.

В теле сообщения содержится собственно передаваемая информация. Тело сообщения представляет собой последовательность октетов (байтов). Тело сообщения может быть закодировано, например, для уменьшения объема передаваемой информации, при этом способ кодирования указывается в заголовке объекта Content-Encoding. Запрос от клиента к серверу состоит из строки запроса (request-line), заголовков (общих, запросов, объекта) и, возможно, тела сообщения.

Строка запроса:

<Команда HTTP> <Идентификатор запрашиваемого ресурса> <Версия HTTP>

Основные команды протокола HTTP:

OPTIONS

Запрос информации об опциях соединения (например, методах, типах документов, кодировках), которые поддерживает сервер для запрашиваемого ресурса. Если идентификатор запрашиваемого ресурса - звездочка ("*"), то запрос предназначен для обращения к серверу в целом.

GET

Позволяет получить информацию, связанную с запрашиваемым ресурсом. Если идентификатор запрашиваемого ресурса указывает на документ, то сервер возвращает содержимое этого документа (содержимое файла). Если запрашиваемый ресурс является приложением (программой), формирующим в процессе своей работы некоторые данные, то в теле сообщения ответа возвращаются эти данные. Если идентификатор запрашиваемого ресурса указывает на директорию (каталог, папку), то, в зависимости от настроек сервера, может быть возвращено либо содержимое директории (список файлов), либо содержимое одного из файлов, находящегося в этой директории (как правило, index.html). В случае запроса папки ее имя может указываться как с символом "/" на конце, так и без него. При отсутствии на конце идентификатора ресурса данного символа сервер выдает один из ответов с перенаправлением (с кодами статуса 301 или 302).

Разновидностями команды GET является "условный GET" ("conditional GET") и "частичный GET" ("partial GET"). Условный GET запрашивает передачу объекта, только если он удовлетворяет условиям, описанным в приведенных заголовках. Частичный GET запрашивает передачу только части объекта.

HEAD

Идентична команде GET, за исключением того, что сервер не возвращает в ответе тело сообщения.

POST

Используется для запроса, при котором адресуемый сервер принимает данные, включенные в тело сообщения (объект) запроса, и отправляет их на обработку приложению, указанному как запрашиваемый ресурс.

PUT

Тело сообщения, которое передается в запросе, сохраняется на сервере, причем идентификатор запрашиваемого ресурса будет идентификатором сохраненного документа.

DELETE

Запрос на удаление ресурса, имеющего запрашиваемый идентификатор.

TRACE

Используется для тестирования или диагностики. Получатель запроса (сервер Web) отправляет полученное сообщение обратно клиенту как тело сообщения ответа.

После получения и интерпретации сообщения запроса, сервер отвечает сообщением HTTP ответа.

Ответ сервера клиенту:

Первая строка ответа - это строка состояния (Status-Line):

<Версия HTTP> <Код состояния> <Поясняющая фраза>

Код состояния (Status-Code) - это целочисленный трехразрядный код результата понимания и удовлетворения запроса. Поясняющая фраза (Reason-Phrase) - короткое текстовое описание кода состояния. Код состояния предназначен для обработки программным обеспечением, а поясняющая фраза предназначена для пользователей.

Первая цифра кода состояния определяет класс ответа. Последние две цифры не имеют определенной роли в классификации. Имеется 5 значений первой цифры:

1xx - Информационные коды - запрос получен, продолжается обработка.

2xx - Успешные коды - действие было успешно получено, понято и обработано.

3xx - Коды перенаправления - для выполнения запроса должны быть предприняты дальнейшие действия.

4xx - Коды ошибок клиента - запрос имеет ошибку синтаксиса или не может быть выполнен.

5xx - Коды ошибок сервера - сервер не в состоянии выполнить допустимый запрос.

4.3 Структура получаемых данных

Для передачи сообщений выбран формат данных JSON.

JSON (англ. JavaScript Object Notation) - текстовый формат обмена данными, основанный на JavaScript и обычно используемый именно с этим языком. Как и многие другие текстовые форматы, JSON легко читается людьми.

Несмотря на происхождение от JavaScript (точнее, от подмножества языка стандарта ECMA-262 1999 года), формат считается языконезависимым и может использоваться практически с любым языком программирования. Для многих языков существует готовый код для создания и обработки данных в формате JSON.

Если говорить о веб-приложениях, в таком ключе он уместен в задачах обмена данными как между браузером и сервером (AJAX), так и между самими серверами (программные HTTP-интерфейсы). Формат JSON также хорошо подходит для хранения сложных динамических структур в реляционных базах данных или файловом кэше.

JSON строится на двух структурах:

- Набор пар ключ/значение. В различных языках это реализовано как объект, запись, структура, словарь, хэш-таблица, список с ключом или ассоциативный массив.

- Пронумерованный набор значений. Во многих языках это реализовано как массив, вектор, список или последовательность.

Это универсальные структуры данных. JSON используется для обмена данными между различными языками программирования.

Приведём пример бронирования номера:

reserve_room = {

user = {

first_name = “ Yana”;

last_name = “Lebedeva”;

phone = `79370”;

};

room = “5”

}

Для бронирования номера получаем массив данных о клиенте:

- first_name - имя клиента; - phone - номер телефона клиента;

- last_name - фамилия клиента; - room - номер, в который он хочет заселиться.



4.4 Структурная схема взаимодействия базы данных с другими компонентами системы обслуживания клиентов мини - отеля

База данных на сервере

POST GET

GET

POST

Рисунок 4.3 - Структурная схема взаимодействия базы данных с другими компонентами системы

Расскажем о структурной схеме базы данных системы. В базе данных, которая расположена на сервере, находится несколько таблиц, в каждой из которых содержится определённая информация. Всего 6 таблиц: цены, номера, питание, учётные данные, уведомление о бронировании номеров, уведомление об услугах. В таблицах «Уведомления о бронировании номеров» и «Уведомление об услугах» хранится информация только для администратора. Клиент, работая через приложение, посылает запросы в данные таблицы, сервер обрабатывает эти данные, и администратор, работая через Web - приложение, выходит на экран, где отображаются эти данные. В свою очередь, администратор посылает запросы в остальные таблицы (т.е. он записывает туда данные), сервер обрабатывает их, и клиент получает эти данные (т.е. он их читает). Добавление данных осуществляется с помощью команды «POST», а, получение - с помощью команды «GET».

4.5 Таблицы базы данных системы

Цены
Вид услуги	Стоимость часа	Кол-во человек	Стоимость часа сверх ограничения (за чел.)
Баня	800	8	200
Бильярд	150
Кафе	150	1

Питание (по стоимости)
ID блюда	Название	Стоимость

Номера
Номер	Состояние

Учётные данные
Номер телефона	Номер в отеле
Уведомления о бронировании номера
Фамилия	Имя	Телефон	Номер	Услуга

Уведомления об услугах
Телефон	Фамилия	Имя	Баня	Бильярд	Кафе	Питание
			{ кол-во человек= ”5”; время= ”13:30” }			{ название= “Блюдо 1” }

Расскажем о таблицах базы данных. Таблицы: цены, питание (по стоимости), номера и учётные данные нужны для клиента. Когда клиент переходит по вкладкам приложения, информация об услугах берётся из этих таблиц. В таблице «Цены» содержится информация о стоимости услуг, количестве человек и стоимости сверх ограничения за человека. В таблице «Номера» содержится информация о состоянии занятости каждого номера. Состояния: 1 - свободен, 0 - занят. В таблицу «Питание (по стоимости)» входит индивидуальный номер блюда, его название и стоимость. В таблице «Учётные данные» записан номер телефона клиента и номер, в котором он проживает. В эту таблицу администратор вносит данные, когда принимает решение о брони на данный номер, т.е., если клиент забронировал определённый номер, администратор вносит данные в эту таблицу о том, что номер забронирован на данного клиента. Данная таблица предназначена, чтобы сервер мог определить, что действительно данные клиент проживает в данном номере.

Таблица «Уведомление о бронировании номеров» включает фамилию, имя, телефон клиента, номер, который он хочет забронировать и услугу, которую он хочет забронировать. Данная таблица нужна для администратора. Таблица «Уведомления об услугах» включает фамилию, имя, телефон клиента, а, также, поля: баня, бильярд, кафе и питание. Данная таблица нужна для хранения услуг, заказанных клиентами. Для того, чтобы администратор видел набор тех услуг, которые заказал тот или иной клиент. Эта таблица также нужна администратору. Когда клиент делает запрос, информация заносится в данную таблицу в виде массива в формате JSON в таких полях, как «баня» или «питание». В полях «бильярд» или «кафе» информация отображается в виде числа - количества часов.

В каждой таблице есть ключевое поле, по которому распознаётся данная таблица.



5. Реализация программного обеспечения

5.1 Разработка серверной части программного комплекса на базе операционной системы Windows

Серверная часть программного комплекса должна обеспечивать возможность выполнение следующих действий:

- добавление, изменение и удаление любой информации об отеле;

- добавление, изменение и удаление информации о заселении и выезде клиента из номера;

- добавление, изменение и удаление блюд, которые выбирают клиенты мини - отеля;

- добавление, изменение и удаление мест в кафе;

- регистрация новых посетителей, а так же заполнение всей необходимой информации о них;

- добавление, изменение или удаление любой услуги, которые предоставлены в данной системе обслуживания клиентов мини - отеля.

5.2 Разработка клиентской части программного комплекса на базе операционной системы Android

Клиентская часть программного комплекса должна обеспечивать возможность выполнения следующих действий:

- заполнять и изменять заказы и брони посетителей системы обслуживания клиентов;

- обеспечить пользователя всей необходимой справочной информацией.



5.3 Разработка диаграммы вариантов использования и логической схемы

Разработаем диаграмму использования приложения. Действующее лицо у данной программы одно - клиент. На рисунке 5.1 представлена диаграмма использования приложения. Связи указанные двунаправленными стрелками означают, что переходы могут осуществляться в обоих направлениях. При нажатии кнопки «домой», приложение закрывается на любом этапе использования. Или кнопкой «Назад» из главного меню.

Рисунок 5.1 - Диаграмма использования приложения

Данное программное обеспечение создаётся для удобства восприятия информации пользователем. Чем проще и понятнее будет интерфейс данного программного продукта, тем успешнее он будет. Теперь перейдём к логической схеме программного обеспечения. В данном случае логической схемой является схема переходов пользователя по пользовательскому интерфейсу. На рисунке 5.2 представлена схема переходов по пользовательскому интерфейсу.