Автоматизированное рабочее место инженера по технике безопасности на малом предприятии

Задача тестирования состоит в сравнении матриц эталонной и тестируемого.

По результатам тестирования выставляется оценка. Результаты тестирования получаются следующим образом: сравнивается матрица ответов пользователя с ответами эталонной матрицы и определяется результат.

1, если oijkэт = oijkоб, ответ правильный;

r1ij = 0, в противном случае.

где ri - результат j-ого задания i-ого теста;

oijkэт - ответ в эталонной матрице на j-ое задание i-ого теста;

oijkоб - ответ в матрице обучаемого на эталонный ответ на j-ое задание i-ого теста.

Для оценки знаний сотрудника подсчитываем количество правильных ответов, для чего вводим переменную P -количество правильных ответов:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Pi = У r1ij

Оценка за тест выставляется следующим образом:

0, если Pi < m* 0,6; -тест считается не сданным

Оценкаi = 1, если Pi >= m* 0,6. -тест считается сданным

Коэффициент 0.6, определен эмпирически из правил оценок, применяемых в педагогических тестовых системах.

Открытые вопросы

Открытые вопросы - это вопросы, состоящие только из формулировки вопроса. Ответ должен ввести тестируемый. В качестве ответа выступает числовое значение, которое может быть однозначным или лежать в некотором заданном допустимом диапазоне. Не допускается в качестве ответов на открытые вопросы символьные строки, содержащие буквы, пробелы и другие символы, так как в этом случае затруднено определение правильности ответа из-за возможных ошибок пользователя при вводе информации (например, ввод двух вместо одного пробелов).

Тесты основаны на сравнении введенных пользователем множества слов с эталонным множеством слов определения.

В ходе тестирования обучаемый вводит определение на заданный термин. Каждое задание теста можно описать следующим образом:

Z3ij=<vij, oij>

где Z3ij - j - ое задание i-го теста;

vij - вопрос в виде термина;

oij - ответ в виде определения.

Определения состоят из конечного множества слов:

oij = {oijk}, i=1..n, j =1,..,m, k=1,..q

где oijk - к-ое ключевое слово]-го задания i-го теста;

k - номер ключевого слова в определении;

q - количество ключевых слов в определении.

Введенные слова определения посимвольно сравниваются с эталонными словами. Для определения посимвольного совпадения слов введем переменную rab принимающую следующие значения:

1, если o ijk > =(z*k);

rab =

0, в противном случае,

где rab - результат сравнения b-го символа а - го эталонного слова;

o ijk - к-ое ключевое слово j-ого определения i - го теста;

z - количество символов эталонного ключевого слова в определении словаря;

k - коэффициент совпадения символов = 70%.

Для определения пословного совпадения наборов эталонных слов с введенными словами используем переменную ra.

ra = 1, если o ij > =(m*k1);

0, в противном случае,

где ra - результат пословного сравнения;

o ij - количество введенных пользователем слов, принятых за ключевые;

m - количество эталонных слов.

3.4 Математическая модель представления данных

Опишем структуру таблиц баз данных используя реляционное исчисление и теорию множеств./10/ В основе реляционной модели используется понятие «отношения», представляющего собой подмножество декартова произведения доменов.

Домен - это некоторое множество элементов, например множество целых или множество допустимых значений, которые может принимать объект по некоторому свойству .

Декартовым произведением доменов D1, D2, …, Dk

D= D1 D2 … D k,

где D1 = {d1.1, d1.2, …, d1.i, …, d1.n1}, D2 = {d2.1, d2.2, …, d2.i, …, d2.n2}, …, Dk={dk.1,dk.2,…,dk.i,…,dk.nk} называется множество всех кортежей длины k, т.е. состоящих из k элементов - по одному из каждого домена Di (d1.i1,d2.i2,…, dk.ik).

Декартово произведение позволяет получить все возможные комбинации элементов исходных множеств - элементов рассматриваемых доменов.

Отношением R на множествах D1, D2, …, Dk называется подмножество декартова произведения D= D1 D2 … D k . Отношение R, определенное на множествах D1, D2, …, Dk (причем не обязательно, чтобы эти множества были различными), есть некоторое множество кортежей арности k: (d1.i1,d2.i2,…, dk.ik), таких, что d1.i1 принадлежит D1, d2.i2 - D2 и т.д.:

R D1 D2 … D k.

Элементами отношений являются кортежи. Арность кортежа определяет арность отношения. Поскольку отношение есть множество, то в нем не должно встречаться одинаковые кортежи и порядок кортежей в отношении несущественен.

Для представления набора объектов каждый столбец отношения интерпретируется соответствующим атрибутом, имеющим уникальное имя в пределах отношения. Множество допустимых значений атрибута интерпретируется соответствующим доменом. Каждый кортеж отношения выполняет роль описания отдельного объекта из набора. Отношение выполняет роль описания всего набора объектов.

Если атрибут Aj или совокупность атрибутов {Al, Ax, …, Az} является ключом, то значение в столбце j (или совокупность значений из столбцов l, x,…, z) некоторой строки отношения R однозначно идентифицируют эту строку (кортеж) в данном отношении. Таким образом, по значению ключа всегда можно найти в отношении кортеж, описывающий необходимый объект. Обычно из множества ключей один принимается за первичный ключ отношения, остальные будут являться альтернативными .

С целью упрощения записи будем отношение записывать в виде перечисления составляющих его атрибутов, а атрибут, являющийся первичным ключом - подчеркивать :

R (A1, A2, …, An).

При этом будем иметь ввиду, что аттрибут Ai может принимать значения из множества домена Di.

Данные - это сведения о некоторых фактах, позволяющие делать определенные выводы. Взаимосвязанные данные называются системой данных. Хранимые данные называются информационным фондом. Объектом считается любой предмет, событие, понятие и т.д. Все объекты характеризуются атрибутами. Сведения, содержащиеся в каждом атрибуте называются значениями данных.

БД «Тесты»

БД «Тесты» состоит из двух файлов: Test.dbf, Question.dbf. Структура их представлена в таблицах 4.1, 4.2.

Таблица 4.1 Test.dbf - тест

Название поля	Тип поля	Длина	Комментарий
IDTest	Integer	4	Идентификатор теста
Name	String	256	Название теста
Subject	String	20	Предмет

Файл Test.dbf состоит из идентификатора теста, названия теста и предмета по которому тест проводится.

Таблица 4.2 Question.dbf - вопрос

Название поля	Тип поля	Длина	Комментарий
ID Question	Integer	5	Идентификатор вопроса
ID Test	Integer	4	Идентификатор теста
Question	String	256	Текст вопроса
Variant answer	String	256	Варианты ответов
Code right answer	Integer	5	Код правильного ответа

Тест закрытой формы состоит из вопроса и нескольких вариантов ответов, один из которых правильный. Все поля этого файла формируются на этапе создания тестов и могут редактироваться в модуле формирования тестов.

Поле Question содержит текст вопроса теста.

Поле Code right answer содержит код правильного ответа на вопрос теста.

Поле ID Question заполняется автоматически при вводе вопроса.

Поле Variant answer содержит тексты вариантов ответов.

БД «Учетные записи»

БД «Учетные записи» состоит из трех файлов: Sotrudniki.dbf, Fact of test.dbf, Answer sotr.dbf. Структура их представлена в таблицах 4.3, 4.4, 4.5.

Файл «Sotrudniki.dbf» предназначен для занесения данных о тех, кто проходит контрольное тестирование. Структура файла приведена в таблице 4.3.

Таблица 4.3 Sotrudniki.dbf - сотрудники

Название поля	Тип поля	Длина	Комментарий
ID Sotr	Integer	5	Идентификатор сотрудника
F	String	20	Фамилия
I	String	15	Имя
O	String	15	Отчество
Login	String	10	Логин
Password	String	10	Пароль

Поля F, I, O, Group содержит фамилию, имя, отчество каждого сотрудника , которые он вводит при регистрации.

Поле ID Sotr идентификатор сотрудника, это поле заполняется автоматически после регистрации пользователя.

Поля Login и Password - заполняются пользователем.

Таблица 4.4 Fact of test.dbf- факт тестирования

Название поля	Тип поля	Длина	Комментарий
ID Fact of test	Integer	5	Факт тестирования
ID Sotr	Integer	20	Идентификатор сотрудника
ID Test	Integer	15	Идентификатор теста
Data	Date	15	Дата
Result test	Boolean		Результат теста(сдал / не сдал )

Поле ID Fact of test заполняется автоматически после прохождения сотрудником тестирования.

Поле Date содержит дату (число, месяц, год) прохождения теста, это поле заполняется автоматически после входа пользователя в подсистему.

Поле Result test хранит информацию о каждом пройденном тесте.

Таблица 4.5 Answer sotr.dbf - Ответ пользователя

Название поля	Тип поля	Длина	Комментарий
ID Fact of test	Integer	5	Факт тестирования
ID Question	Integer	5	Идентификатор вопроса
Code right answer	Integer	5	Код правильного ответа
Result	Boolean		Результат

Поле Result содержит результат ответов (правильно или нет).

Выводы по главе

В этой главе были рассмотрены основные требования к системе, математическая модель системы. Подробно описана математическая модель контрольного тестирования и структура данных. На практике решено использовать тест в форме закрытых вопросов, так как такая форма является наиболее выгодной для тестируемого сотрудника, так как исключает орфографические ошибки и не требует ввода данных с клавиатуры.

В следующей главе рассматриваются проектные решения, используемые в данной работе.

4. ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО СОЗДАНИЮ АРМ

4.1 Описание структуры и состава АРМ

Автоматизированное рабочее место инженера по технике безопасности и охране труда на малом предприятии разрабатывается с целью автоматизации процесса приема знаний у сотрудников по технике безопасности, охране труда и пожарной безопасности на малых предприятиях.

Система должна реализовывать следующие функции:

1) Осуществление управления:

- базой тестов;

- учетными записями пользователей;

2) Организация контроля проверки знаний.

Структура и состав АРМ отражены на рисунке 4.1

Автоматизированное рабочее место инженера по технике безопасности и охране труда на малом предприятии подразделяется на подсистемы:

- подсистема тестирования - предназначена для определения знаний по ТБ, ОТ, ПБ. Дает возможность вводить и редактировать вопросы теста, выводить на печать результат тестирования;

- подсистема учета - предоставляет список сданных и не сданных тестов выбранного сотрудника;

- СУБД сотрудников - содержит БД сотрудников, позволяет вносить изменения в учетных записях сотрудников.

СУБД - система управления базами данных учетных записей позволяет производить в многофункциональную работу с исходными данными: добавление, удаление, редактирование, обеспечение санкционированного доступа.

Предполагается централизованное хранение баз данных с хранящейся в них важной информацией, поэтому необходима надежная защита от несанкционированного доступа.

Специальный модуль ограничения доступа обеспечивает разграничение доступа к данным различных групп пользователей.

В программе используются СУБД, БД учетных записей, БД тестов. Защиту этих баз данных обеспечивает авторизация пользователей.

Программа обеспечивает защиту данных от несанкционированного доступа и предоставляет доступ зарегистрированным пользователям и администраторам в соответствии назначенным им правам.

Функционируют следующие модули:

- модуль формирования тестов;

- модуль проведения тестов;

- модуль формирования отчетов;

- подсистема учета;

- модуль редактирования - удаления сотрудника;

- модуль ввода данных сотрудника

Для пользователя функционируют(доступны) следующие модули:

- модуль проведения тестирования;

- модуль ограничения доступа;

- модуль формирования отчетов;

- подсистема учета;

Описание функциональной схемы IDEF/0

Автоматизированная система может создаваться с помощью различных инструментов.

В настоящее время проработаны ряд методологий, позволяющих взяться за создание автоматизированной системы. Одна из них - методология IDEF/0 (Руководящий документ Госстандарта РФ «Методология функционального моделирования IDEF/0»). Метод IDEF/0 предназначен для функционального моделирования, то есть моделирования выполнения функций объекта, путем создания описательной графической модели, показывающей что, как и кем делается в рамках функционирования предприятия. Функциональная модель представляет собой структурированное изображение функций производственной системы или среды, информации и объектов, связывающих эти функции.

Опишем каждый блок:

А1. Формирование теста. Предназначен для создания тестовых заданий

А2. Внесение данных о сотруднике. Вводиться информация о сотруднике сдающего тест по ТБ, ПБ или ОТ.

А3. Выбор сотрудника. Выбирается сотрудник только что введенный или из списка сотрудников.

А4. Список не сданных тестов сотрудником. После выбора сотрудника проверяется сроки сдачи и виды тестов которые необходимо сдать сотруднику.

А5. Выбор тестового задания. В случае наличия не сданных тестов или есть необходимость сдать тест по прошествии определенного периода, предлагается выбрать тест и появляется список вопросов.

А6. Выбор ответов. Выводится список ответов и запоминается ответ данный тестируемым сотрудником.

А7. Проверка ответов. Введенные ответы пользователя сверяется с таблицей правильных ответов и выдается результат.

А8. Внесение изменений в журналы. Вносятся результаты в журналы и если есть необходимость выводятся на печать.

А9. Список сданных тестов. После проведения тестирования и получения результата вносятся изменения в список тестов.

Схема работы системы.

Схема работы системы отображает управление операциями и поток данных в системе.

Схема работы системы состоит из:

1) символов данных, указывающих на наличие данных (символы данных могут также указывать вид носителя данных);

2) символов процесса, указывающих операции, которые следует выполнить над данными, а также определяющих логический путь, которого следует придерживаться;

3) линейных символов, указывающих потоки данных между процессами и (или) носителями данных, а также поток управления между процессами;

4) специальных символов, используемых для облегчения написания и чтения блок-схемы.

Алгоритм работы системы:

Начало работы начинается с авторизации пользователя.

Пользователь вводит свой логин и пароль и в случае правильного ввода пользователю предоставляется возможность посмотреть список всех тестов и выбрать не сданные. Если пользователь является администратором, ему предоставляется выбор создания тестов, заполнение вопросов, ввод правильных ответов, может вносить изменения в журналы, редактирования базы данных сотрудников, а именно администратор имеет право ввести нового пользователя, устанавливать ему статусы пользователя или администратора либо редактировать иже имеющиеся данные. Пользователь после выбора теста из списка тестов выбирает правильные ответы, которые сверяются с правильными ответами в базе вопросов и ответов. По окончания теста пользователю выводится результат проведенного им теста, если тест пройден, то делается отметка в соответствующем журнале, иначе предлагается пройти тест заново или выбрать из списка не сданный тест.

Описание алгоритма работы пользователя системы.

1. Начало;

2. Авторизация пользователя;

3. Инициализация в БД сотрудника по логину и паролю;

4. Если пароль и логин совпадает, то перейти к п.7 , иначе к п.5;

5. Сообщить сотруднику, что «неправильный логин или пароль» ;

6. Перейти к п.3;

7. Сообщить сотруднику, что авторизация пройдена ;

8. Предложить изучить инструкционный материал;

Если да перейти к п.9, иначе п. 11 ;

9. Открыть инструкционный материал;

10. перейти к 8;

11. Разрешить вывод статистики по авторизированному. Если да то перейти к п.12, иначе перейти к п.14;

12. Найти в базе данных тестов список всех сданных тестов;

13. Вывести информацию о сданных тестах;

14. Найти в базе данных тестов список всех тестов;

15. Найти в БД сданные тесты;

16. Исключить из списка всех тестов сданные тесты;

17. Найти в базе данных тестов все вопросы выбранного теста;

18. Вывести вопросы выбранного теста;

19. Занести ответы пользователя в базу данных;

20. Рассчитать результат тестирования;

21. Сообщить результат тестирования;

22. Добавить в журнале отметку о сданном тесте;

23. Вернуться к не сданным тестам. Если да то перейти к п.8, иначе к п.24;

24. Конец.

4.3.2 Описание подсистемы тестирования

Подсистема тестирования предоставляет возможности по созданию и применению на практике способов контроля знаний сотрудников. Чтобы получить доступ к подсистеме тестирования (модуль проведение тестирования, модуль формирования тестов, модуль отчетов и т.д.), пользователь должен быть зарегистрирован в системе. Регистрацию осуществляет администратор. После регистрации новому пользователю выдается логин и пароль, под которым он может входить в систему и проходить контрольное тестирование.

Модуль формирование теста - предназначен для создания тестовых заданий. Модуль состоит из двух частей:

ввод теста;

редактирование теста.

Первая предназначена для ввода:

атрибутов теста

тестовых заданий;

графических объектов

Вторая позволяет производить изменение атрибутов теста и тестовые задания.

Модуль проведение тестирования - модуль для проверки знаний тестируемого, позволяющий инженеру вести контроль сроков сдачи охраны труда и техники безопасности и оценивать уровень знаний. Блок состоит из модулей, каждый из которых отвечает за определенный этап тестового контроля знаний сотрудников.

выбор сотрудника;

выбор теста;

вывод тестовых заданий на дисплей;

ввод вариантов ответа.

Модуль ограничения доступа - специальный модуль обеспечивает разграничение доступа к данным различных групп пользователей.

Модуль расчета оценки - расчет оценки тестируемого по результатам пройденного теста.

Модуль формирования отчетов - формирование по результатам тестирования отчетного документа, в котором содержатся данные о прохождении теста пользователем (оценка, количество вопросов, количество правильных ответов). Также после авторизации пользователю предоставляются данные по ранее пройденным тестам (название теста, дата прохождения теста, результат теста).

4.4 Выбор технических и программных средств

Для компьютера необходимо выбрать платформу и в зависимости от неё необходимый набор периферийных устройств, а так же процессора и операционной системы.

Выбор платформы

Платформа выбирается из следующих показателей:

- основные задачи, решаемые на данной платформе;

- периферийное оборудование, подключенное к платформе;

- принцип обмена информации между платформами;

- стоимостные показатели.

Самой оптимальный вариант выбора платформы это IBM PC, так как данная платформа является самой распространенной. Изначально заложенный в конструкцию IBM - совместимых компьютеров принцип открытой архитектуры, модульность и простота сборки - разборки позволяют легко совершенствовать компьютер, наращивать его мощность, расширять возможности установки дополнительных плат и блоков. Такой подход более экономичен, так как не надо менять всю систему целиком, по каким - либо причинам, а возможна замена лишь отдельного элемента.

Выбор операционной системы

Операционная система (ОС) выбирается из следующих показателей:

- тип платформы;

- современность и удобство работы;

- стоимостные показатели.

Рассмотрим следующие ОС:

- Windows (последние версии);

- Unix;

- Linux.

Linux и Unix являются родственными ОС. По сути Linux - продукт культуры Unix. Основным недостатком Unix является недоступность системы для программистов, работающих вне промышленных или университетских вычислительных центров. Linux развивается как уникальный двойник Unix, предназначенный для ПК, но на данный момент значительно уступает в популярности ОС Windows. Поэтому по параметру “Современность и удобство работы” выбираем версии ОС Windows - 2000 или Windows - NT, а по параметру “Стоимостные показатели” выбираем версию Windows - 2000.

Выбор программного продукта

Теперь необходимо выбрать конкретный язык программирования и настольную СУБД, на которой будет разработана система.

Среда Delphi как средство разработки ПО.

Реализация дипломной работы проводится в системе программирования Delphi 7.0, располагающей широкими возможностями по созданию приложений баз данных. Уже с более ранних версии система Delphi снабжена необходимым набором драйверов для доступа к самым известным форматам баз данных, удобными и развитыми средствами для доступа к информации, расположенной как на локальном диске, так и на удаленном сервере. В поставку продукта входит большое количество коллекций визуальных компонент для построения отображаемых на экране окон, что необходимо для создания удобного интерфейса между пользователем и исполняемым кодом.

Поскольку использование баз данных является одним из краеугольных камней, на которых построено существование различных организаций, пристальное внимание разработчиков приложений баз данных вызывают инструменты, при помощи которых такие приложения можно было бы создавать. Выдвигаемые к ним требования в общем виде можно сформулировать как: "быстрота, простота, эффективность, надежность".

Среди большого разнообразия продуктов для разработки приложений Delphi занимает одно из ведущих мест. Delphi отдают предпочтение разработчики с разным стажем, привычками, профессиональными интересами. С помощью Delphi написано колоссальное количество приложений, десятки фирм и тысячи программистов-одиночек разрабатывают для Delphi дополнительные компоненты./14/.

В основе такой общепризнанной популярности лежит тот факт, что Delphi, как никакая другая система программирования, удовлетворяет изложенным выше требованиям. Действительно, приложения с помощью Delphi разрабатываются быстро, причем взаимодействие разработчика с интерактивной средой Delphi не вызывает внутреннего отторжения, а наоборот, оставляет ощущение комфорта. Delphi-приложения эффективны, если разработчик соблюдает определенные правила (и часто - если не соблюдает). Эти приложения надежны и при эксплуатации обладают предсказуемым поведением. /14, 15/.

Пакет Delphi - продолжение линии компиляторов языка Pascal корпорации Borland. Pascal как язык очень прост, а строгий контроль типов данных способствует раннему обнаружению ошибок и позволяет быстро создавать надежные и эффективные программы. Корпорация Borland постоянно обогащала язык. Когда-то в версию 4.0 были включены средства раздельной трансляции, позже, начиная с версии 5.5, появились объекты, а в состав шестой версии пакета вошла полноценная библиотека классов Turbo Vision, реализующая оконную систему в текстовом режиме работы видеоадаптера. Это был один из первых продуктов, содержавших интегрированную среду разработки программ.

В классе инструментальных средств для начинающих программистов продуктам компании Borland пришлось конкурировать со средой Visual Basic корпорации Microsoft, где вопросы интеграции и удобства работы были решены лучше. Когда в начале 70-х годов Н. Вирт опубликовал сообщение о Pascal, это был компактный, с небольшим количеством основных понятий и зарезервированных слов язык программирования, нацеленный на обучение студентов. Язык, на котором предстоит работать пользователю Delphi, отличается от исходного не только наличием множества новых понятий и конструкций, но и идейно: в нем вместо минимизации числа понятий и использования самых простых конструкций (что, безусловно, хорошо для обучения, но не всегда оправдано в практической работе), предпочтение отдается удобству работы профессионального пользователя. Как язык Turbo Pascal естественно сравнивать с его ближайшими конкурентами - многочисленными вариациями на тему языка Basic (в первую очередь с Visual Basic корпорации Microsoft) и с C++./14/. Turbo Pascal существенно превосходит Basic за счет полноценного объектного подхода, включающего в себя развитые механизмы инкапсуляции, наследование и полиморфизм. Последняя версия языка, применяемая в Delphi, по своим возможностям приближается к C++. Из основных механизмов, присущих C++, отсутствует только множественное наследование. (Впрочем, этим красивым и мощным механизмом порождения новых классов пользуется лишь небольшая часть программистов, пишущих на С++.)

Плюсы применения языка Pascal очевидны: с одной стороны, в отличие от Visual Basic, основанного на интерпретации промежуточного кода, для него имеется компилятор, генерирующий машинный код, что позволяет получать значительно более быстрые программы. С другой - в отличие от C++ синтаксис языка Pascal способствует построению очень быстрых компиляторов. /12/.

Среда программирования представляет собой несколько отдельных окон: меню и инструментальные панели, Object Inspector (в котором можно видеть свойства объекта и связанные с ним события), окна визуального построителя интерфейсов (Visual User Interface Builder), Object Browser (позволяющее изучать иерархию классов и просматривать списки их полей, методов и свойств), окна управления проектом (Project Manager) и редактора.

Delphi содержит полноценный текстовый редактор типа Brief, назначения клавиш в котором соответствуют принятым в Windows стандартам, а глубина иерархии операций Undo неограниченна. Как это стало уже обязательным, реализовано цветовое выделение различных лексических элементов программы. Процесс построения приложения достаточно прост. Нужно выбрать форму (в понятие формы входят обычные, диалоговые, родительские и дочерние окна MDI), задать ее свойства и включить в нее необходимые компоненты (видимые и, если понадобится, неотображаемые): меню, инструментальные панели, строку состояния и т. п., задать их свойства и далее написать (с помощью редактора исходного кода) обработчики событий. Object Browser Окна типа Object Browser стали неотъемлемой частью систем программирования на объектно-ориентированных языках. Работа с ними становится возможной сразу после того, как вы скомпилировали приложение.

Projeсt Manager - это отдельное окно, где перечисляются модули и формы, составляющие проект. При каждом модуле указывается маршрут к каталогу, в котором находится исходный текст. Жирным шрифтом выделяются измененные, но еще не сохраненные части проекта. В верхней части окна имеется набор кнопок: добавить, удалить, показать исходный текст, показать форму, задать опции и синхронизировать содержимое окна с текстом файла проекта, т. е. с головной программой на языке Pascal.

Опции, включая режимы компиляции, задаются для всего проекта в целом. В этом отношении традиционные make-файлы, используемые в компиляторах языка C, значительно более гибки.

Visual Component Library (VCL) Богатство палитры объектов для построения пользовательского интерфейса - один из ключевых факторов при выборе инструмента визуального программирования. При этом для пользователя имеет значение как число элементов, включенных непосредственно в среду, так и доступность элементов соответствующего формата на рынке. /14, 15/.

Высокопроизводительный компилятор в машинный код

Компиляторы языка Pascal компании Borland никогда не заставляли пользователя подолгу ждать результатов компиляции. Производители утверждают, что на сегодня данный компилятор - самый быстрый в мире. Компилятор, встроенный в Delphi позволяет обрабатывать до 390 тыс. строк исходного текста в минуту на машине Pentium-100. Он предлагает легкость разработки и быстрое время проверки готового программного блока, характерного для языков четвертого поколения (4GL) и в то же время обеспечивает качество кода, характерного для компилятора 3GL.

В смысле проектирования Delphi мало чем отличается от проектирования в интерпретирующей среде, однако после выполнения компиляции мы получаем код, который исполняется в 10-20 раз быстрее, чем тоже самое, сделанное при помощи интерпретатора. Кроме того, компилятор компилятору рознь, в Delphi компиляция производится непосредственно в родной машинный код, в то время как существуют компиляторы, превращающие программу в так называемый p-код, который затем интерпретируется виртуальной p-машиной. Это не может не сказаться на фактическом быстродействии готового приложения.

Следует отметить также, что благодаря опции оптимизации сегментов удается существенно сократить размер выполняемого файла. Можно запустить компилятор в режиме проверки синтаксиса. При этом наиболее длительная операция компоновки и изготовления исполняемого файла выполняться не будет.

Вероятно, то обстоятельство, что Delphi позиционируется как средство создания приложений, взаимодействующих с базами данных, и ориентировано преимущественно на рынок инструментальных средств клиент/сервер, где до настоящего момента доминируют интерпретируемые языки, позволило его авторам не задумываться над созданием оптимизирующего компилятора, способного использовать все достоинства архитектур современных процессоров. /15/.

Мощный объектно-ориентированный язык

Совместимость с программами, созданными ранее средствами Borland Pascal, сохраняется, несмотря на то, что в язык внесены существенные изменения. Необходимость в некоторых усовершенствованиях давно ощущалась. Самое заметное из них - аппарат исключительных ситуаций, подобный тому, что имеется в C++, был первым реализован в компиляторах корпорации Borland. Не секрет, что при написании объектно-ориентированных программ, активно работающих с динамической памятью и другими ресурсами, немалую трудность представляет аккуратное освобождение этих ресурсов в случае возникновения нештатных ситуаций. Особенно это актуально для среды Windows, где число видов ресурсов довольно велико, а неправильная работа с ними может быстро привести к зависанию всей системы. Предусмотренный в Delphi аппарат исключений максимально упрощает кодирование обработки нештатных ситуаций и освобождения ресурсов.

Объектно-ориентированный подход в новой версии языка получил значительное развитие. Перечислим основные новшества:

- введено понятие класса.

- реализованы методы классов, аналогичные статическим методам C++. Они оперируют не экземпляром класса, а самим классом.

- механизм инкапсуляции во многом усовершенствован. Введены защищенные поля и методы, которые, подобно приватным, не видны извне, но отличаются от них тем, что доступны из методов класса- наследника.

- введена обработка исключительных ситуаций. В Delphi это устроено в стиле С++. Исключения представлены в виде объектов, содержащих специфическую информацию о соответствующей ошибке (тип и место- нахождение ошибки). Разработчик может оставить обработку ошибки, существовавшую по умолчанию, или написать свой собственный обработчик. Обработка исключений реализована в виде exception-handling blocks (также еще называется protected blocks), которые устанавливаются ключевыми словами try и end. Существуют два типа таких блоков: try...except и try...finally.

- появилось несколько удобных синтаксических конструкций, в числе которых преобразование типа объекта с контролем корректности (в случае неудачи инициируется исключение) и проверка объекта на принадлежность классу. Ссылки на классы придают дополнительный уровень гибкости, так, когда вы хотите динамически создавать объекты, чьи типы могут быть известны только во время выполнения кода. К примеру, ссылки на классы используются при формировании пользователем документа из разного типа объектов, где пользователь набирает нужные объекты из меню или палитры. Собственно, эта технология использовалась и при построении Delphi.

- введено средство, известное как механизм делегирования. Под делегированием понимается то, что некий объект может предоставить другому объекту отвечать на некоторые события. Он используется в Delphi для упрощения программирования событийно-ориентированных частей программ, т. е. пользовательского интерфейса и всевозможных процедур, запускаемых в ответ на манипуляции с базой данных.

После того как Borland внесла перечисленные изменения, получился мощный объектно-ориентированный язык, сопоставимый по своим возможностям с C++. Платой за новые функции стало значительное повышение требований к профессиональной подготовке программиста.

Язык программирования Delphi базируется на Borland Object Pascal.

Кроме того, Delphi поддерживает такие низкоуровневые особенности, как подклассы элементов управления Windows, перекрытие цикла обработки сообщений Windows, использование встроенного ассемблера./15/.

Объектно-ориентированная модель программных компонент

Основной упор этой модели в Delphi делается на максимальном повторном использовании кода. Это позволяет разработчикам строить приложения весьма быстро из заранее подготовленных объектов, а также дает им возможность создавать свои собственные объекты для среды Delphi. Никаких ограничений по типам объектов, которые могут создавать разработчики, не существует. Действительно, все в Delphi написано на нем же, поэтому разработчики имеют доступ к тем же объектам и инструментам, которые использовались для создания среды разработки. В результате нет никакой разницы между объектами, поставляемыми Borland или третьими фирмами, и объектами, которые можно создать самостоятельно.

В стандартную поставку Delphi входят основные объекты, которые образуют удачно подобранную иерархию из 270 базовых классов. На Delphi можно одинаково хорошо писать как приложения к корпоративным базам данных, так и, к примеру, игровые программы. Во многом это объясняется тем, что традиционно в среде Windows было достаточно сложно реализовывать пользовательский интерфейс. Событийная модель в Windows всегда была сложна для понимания и отладки. Но именно разработка интерфейса в Delphi является самой простой задачей для программиста.

Благодаря такой возможности приложения, изготовленные при помощи Delphi, работают надежно и устойчиво. Delphi поддерживает использование уже существующих объектов, включая DLL, написанные на С и С++, OLE сервера, VBX, объекты, созданные при помощи Delphi. Из готовых компонент работающие приложения собираются очень быстро. Кроме того, поскольку Delphi имеет полностью объектную ориентацию, разработчики могут создавать свои повторно используемые объекты для того, чтобы уменьшить затараты на разработку.

Delphi предлагает разработчикам - как в составе команды, так и индивидуальным - открытую архитектуру, позволяющую добавлять компоненты, где бы они ни были изготовлены, и оперировать этими вновь введенными компонентами в визуальном построителе. Разработчики могут добавлять CASE-инструменты, кодовые генераторы, а также авторские help'ы, доступные через меню Delphi. /15/.

Библиотека визуальных компонент

Компоненты, используемые при разработке в Delphi, встроены в среду разработки приложений и представляют из себя набор типов объектов, используемых в качестве фундамента при строительстве приложения.

Этот костяк называется Visual Component Library (VCL). В VCL есть такие стандартные элементы управления, как строки редактирования, статические элементы управления, строки редактирования со списками, списки объектов. Еще имеются такие компоненты, которые ранее были доступны только в библиотеках третьих фирм: табличные элементы управления, закладки, многостраничные записные книжки. Все объекты разбиты на страницы по своей функциональности и представлены в палитре компонент.

VCL содержит специальный объект, предоставляющий интерфейс графических устройств Windows, и позволяющий разработчикам рисовать, не заботясь об обычных для программирования в среде Windows деталях.

Ключевой особенностью Delphi является возможность не только использовать визуальные компоненты для строительства приложений, но и создание новых компонент. Такая возможность позволяет разработчикам не переходить в другую среду разработки, а наоборот, встраивать новые инструменты в существующую среду. Кроме того, можно улучшить или полностью заменить существующие по умолчанию в Delphi компоненты.

Здесь следует отметить, что обычных ограничений, присущих средам визуальной разработки, в Delphi нет. Сам Delphi написан при помощи Delphi, что говорит об отсутствии таких ограничений.

Классы объектов построены в виде иерархии, состоящей из абстрактных, промежуточных, и готовых компонент. Разработчик может пользоваться готовыми компонентами, создавать собственные на основе абстрактных или промежуточных, а также создавать собственные объекты.

Формы, модули и метод разработки “Two-Way Tools”

Формы - это объекты, в которые помещаются другие объекты для создания пользовательского интерфейса любого приложения. Модули состоят из кода, который реализует функционирование приложения, обработчики событий для форм и их компонент.

Информация о формах хранится в двух типах файлов - .dfm и .pas, причем первый тип файла - двоичный - хранит образ формы и ее свойства, второй тип описывает функционирование обработчиков событий и поведение компонент. Оба файла автоматически синхронизируются Delphi, так что если добавить новую форму проект, связанный с ним файл .pas автоматически будет создан, и его имя будет добавлено в проект.

Такая синхронизация и делает Delphi two-way-инструментом, обеспечивая полное соответствие между кодом и визуальным представлением. Как только добавляется новый объект или код, Delphi устанавливает т.н. “кодовую синхронизацию” между визуальными элементами и соответствующими им кодовыми представлениями.

Two-way tools - однозначное соответствие между визуальным проектированием и классическим написанием текста программы Это означает, что разработчик всегда может видеть код, соответствующий тому, что он построил при помощи визуальных инструментов и наоборот.

Визуальный построитель интерфейсов (Visual User-interface builder) дает возможность быстро создавать клиент - серверные приложения визуально, просто выбирая компоненты из соответствующей палитры. В процессе построения приложения разработчик выбирает из палитры компонент готовые компоненты как художник, делающий крупные мазки кистью. Еще до компиляции он видит результаты своей работы - после подключения к источнику данных их можно видеть отображенными на форме, можно перемещаться по данным, представлять их в том или ином виде./14,15/.

Масштабируемые средства для построения баз данных

Мощность и гибкость Delphi при работе с базами данных основана на низкоуровневом ядре - процессоре баз данных Borland Database Engine (BDE). Его интерфейс с прикладными программами называется Integrated Database Application Programming Interface (IDAPI). В принципе, сейчас не различают эти два названия (BDE и IDAPI) и считают их синонимами. BDE позволяет осуществлять доступ к данным как с использованием традиционного record-ориентированного (навигационного) подхода, так и с использованием set-ориентированного подхода, используемого в SQL-серверах баз данных. Кроме BDE, Delphi позволяет осуществлять доступ к базам данных, используя технологию (и, соответственно, драйверы) Open DataBase Connectivity (ODBC) фирмы Microsoft. Но, как показывает практика, производительность систем с использованием BDE гораздо выше, чем оных при использовании ODBC. ODBC драйвера работают через специальный “ODBC socket”, который позволяет встраивать их в BDE.

Все инструментальные средства баз данных Borland - Paradox, dBase, Database Desktop - используют BDE. Все особенности, имеющиеся в Paradox или dBase, “наследуются” BDE, и поэтому этими же особенностями обладает и Delphi.

Библиотека объектов содержит набор визуальных компонент, значительно упрощающих разработку приложений для СУБД с архитектурой клиент-сервер. Объекты инкапсулируют в себя нижний уровень - Borland Database Engine.

Предусмотрены специальные наборы компонент, отвечающих за доступ к данным, и компонент, отображающих данные. Компоненты доступа к данным позволяют осуществлять соединения с БД, производить выборку, копирование данных, и т.п.

Компоненты визуализации данных позволяют отображать данные виде таблиц, полей, списков. Отображаемые данные могут быть текстового, графического или произвольного формата.

Таблицы сохраняются в базе данных. Некоторые СУБД сохраняют базу данных в виде нескольких отдельных файлов, представляющих собой таблицы (в основном, все локальные СУБД), в то время как другие состоят из одного файла, который содержит в себе все таблицы и индексы (InterBase). Например, таблицы dBase и Paradox всегда сохраняются в отдельных файлах на диске. Директорий, содержащий dBase .DBF файлы или Paradox .DB файлы, рассматривается как база данных. Другими словами, любой директорий, содержащий файлы в формате Paradox или dBase, рассматривается Delphi как единая база данных. Для переключения на другую базу данных нужно просто переключиться на другой директорий. InterBase сохраняет все таблицы в одном файле, имеющем расширение .GDB, поэтому этот файл и есть база данных InterBase.

Объекты БД в Delphi основаны на SQL и включают в себя полную мощь Borland Database Engine. В состав Delphi также включен Borland SQL Link, поэтому доступ к СУБД Oracle, Sybase, Informix и InterBase происходит с высокой эффективностью. Кроме того, Delphi включает в себя локальный сервер Interbase для того, чтобы можно было разработать расширяемые на любые внешние SQL-сервера приложения в офлайновом режиме. Разработчик в среде Delphi, проектирующий информационную систему для локальной машины (к примеру, небольшую систему учета медицинских карточек для одного компьютера), может использовать для хранения информации файлы формата .dbf (как в dBase или Clipper) или .db (Paradox). Если же он будет использовать локальный InterBase for Windows 4.0 (это локальный SQL-сервер, входящий в поставку), то его приложение безо всяких изменений будет работать и в составе большой системы с архитектурой клиент-сервер.

Масштабируемость на практике - одно и то же приложение можно использовать как для локального, так и для более серьезного клиент-серверного вариантов. /14,15/

Настраиваемая среда разработчика

После запуска Delphi в верхнем окне горизонтально располагаются иконки палитры компонент. Если курсор задерживается на одной из иконок, под ней в желтом прямоугольнике появляется подсказка

Из этой палитры компонент можно выбирать компоненты, из которых можно строить приложения. Компоненты включают в себя как визуальные, так и логические компоненты.

Такие вещи, как кнопки, поля редактирования - это визуальные компоненты; а таблицы, отчеты - это логические.

Поскольку в Delphi программа строится визуальным образом, все эти компоненты имеют свое графическое представление в поле форм для того, чтобы можно было бы ими соответствующим образом оперировать. Но для работающей программы видимыми остаются только визуальные компоненты. Компоненты сгруппированы на страницах палитры по своим функциям. К примеру, компоненты, представляющие Windows “common dialogs” все размещены на странице палитры с названием “Dialogs”.

Delphi позволяет разработчикам настроить среду для максимального удобства. Можно легко изменить палитру компонент, инструментальную линейку, а также настраивать выделение синтаксиса цветом.

В Delphi можно определить свою группу компонент и разместить ее на странице палитры, а если возникнет необходимость, перегруппировать компоненты или удалить неиспользуемые.

Интеллектуальный редактор. Редактирование программ можно осуществлять, используя запись и исполнение макросов, работу с текстовыми блоками, настраиваемые комбинации клавиш и цветовое выделение строк.

Графический отладчик. Delphi обладает мощнейшим, встроенным в редактор графическим отладчиком, позволяющим находить и устранять ошибки в коде. Можно установить точки останова, проверить и изменить переменные, при помощи пошагового выполнения в точности понять поведение программы. Если же требуются возможности более тонкой отладки, можно использовать отдельно доступный Turbo Debugger, проверив ассемблерные инструкции и регистры процессора.

Инспектор объектов. Этот инструмент представляет из себя отдельное окно, где вы можете в период проектирования программы устанавливать значения свойств и событий объектов (Properties & Events).

Менеджер проектов. Дает возможность разработчику просмотреть все модули в соответствующем проекте и снабжает удобным механизмом для управления проектами. Менеджер проектов показывает имена файлов, время/дату выбранных форм и пр. Можно немедленно попась в текст или форму, просто щелкнув мышкой на соответствующее имя.

Навигатор объектов. Показывает библиотеку доступных объектов и осуществляет навигацию по приложению. Можно посмотреть иерархию объектов, прекомпилированные модули в библиотеке, список глобальных имен вашего кода.

Дизайнер меню. Можно создавать меню, сохранить созданные в виде шаблонов и затем использовать в их в любом приложении.

Эксперты. Это набор инструментальных программ, облегчающих проектирование и настройку Ваших приложений. Есть возможность подключать самостоятельно разработанные эксперты. Потенциально это та возможность, при помощи которой третьи фирмы могут расширять Delphi CASE-инструментами, разработанными специально для Delphi. Включает в себя:

1. Эксперт форм, работающих с базами данных;

2. Эксперт стилей и шаблонов приложений;

3. Эксперт шаблонов форм.

В состав RAD Pack входит эксперт для преобразования ресурсов, изготовленных в Borland Pascal 7.0, в формы Delphi. Уже появились эксперты, облегчающие построение DLL и даже написание собственных экспертов

Интерактивная обучающая система. Позволяет более полно освоить Delphi. Она являются не просто системой подсказок, а показывает возможности Delphi на самой среде разработчика.

ACCESS как система управления базами данных.

Прежде чем приступить к работе с каким-либо программным продуктом, важно понять его возможности и типы задач, для решения которых он предназначен. Microsoft Access 2000 (далее -- просто Access) -- это многогранный продукт, использование которого ограничено только воображением пользователя.

Access -- это, прежде всего, система управления базами данных (СУБД). Как и другие продукты этой категории, она предназначена для хранения и поиска данных, представления информации в удобном виде и автоматизации часто повторяющихся операций (таких, как ведение счетов, учет, планирование и т.п.). С помощью Access можно разрабатывать простые и удобные формы ввода данных, а также осуществлять обработку данных и выдачу сложных отчетов/17/.

Access-- мощное приложение Windows; впервые производительность СУБД органично сочетается с теми удобствами, которые имеются в распоряжении пользователей Microsoft Windows. Поскольку оба эти продукта-- детища компании Microsoft, они прекрасно взаимодействуют между собой. Система Access работает под управлением Windows 95, так что при работе с ней пользователю доступны все преимущества Windows. Можно вырезать, копировать и вставлять данные из любого приложения Windows в Access и наоборот; можно создать проект формы в Access и вставить его в конструктор форм.

С помощью объектов OLE (Object Linking and Embedding -- связывание и внедрение объектов) в Windows 2000 и компонентах Microsoft Office 2000 (Excel, Word, PowerPoint и Outlook) можно превратить Access в настоящую операционную среду баз данных. С помощью новых расширений для Internet можно создавать формы, которые будут напрямую взаимодействовать с данными из World Wide Web, и транслировать их в представление на языке HTML, обеспечивающее работу с такими продуктами, как Internet Explorer и Netscape Navigator.

При всем этом Access -- не просто СУБД. Как реляционная СУБД Access обеспечивает доступ ко всем типам данных и позволяет использовать одновременно несколько таблиц базы данных. При этом можно существенно упростить структуру данных, облегчая тем самым выполнение поставленных задач. Таблицу Access можно связать с данными, хранящимися на большой ЭВМ или на сервере. С другой стороны, можно использовать таблицы, созданные в среде Paradox или dBASE. Полученные результаты можно быстро и легко связать и объединить с данными из электронных таблиц Excel. Работая в среде Microsoft Office 2000, пользователь получает в свое распоряжение полностью совместимые между собой Access и Word, Excel и PowerPoint.

Система Access -- это набор инструментов конечного пользователя для управления базами данных. В ее состав входят конструкторы таблиц, форм, запросов и отчетов. Эту систему можно рассматривать и как среду разработки приложений. Используя макросы или модули для автоматизации решения задач, можно создавать ориентированные на пользователя приложения такими же мощными, как и приложения, написанные непосредственно на языках программирования. При этом они будут включать кнопки, меню и диалоговые окна. Программируя на языке VBA, можно создавать такие мощные программы, как сама система Access. По сути дела, многие инструментальные средства Access (например, мастера и конструкторы) написаны именно на VBA.

Мощность и доступность Access делают эту систему лучшей СУБД из представленных сегодня на рынке. Сначала познакомимся с Access на уровне конечного пользователя. Затем перейдем к более сложным элементам таким как элементы программирования на VBA и взаимодействия с Internet.

Настоящая реляционная модель баз данных

В Access в полной мере реализовано управление реляционными базами данных. Система поддерживает первичные и внешние ключи и обеспечивает целостность данных на уровне ядра (что предотвращает несовместимые операции обновления или удаления данных). Кроме того, таблицы в Access снабжены средствами проверки допустимости данных, предотвращающими некорректный ввод вне зависимости от того, как он осуществляется, а каждое поле таблицы имеет свой формат и стандартные описания, что существенно облегчает ввод данных. Access поддерживает все необходимые типы полей, в том числе текстовый, числовой, счетчик, денежный, дата/время, MEMO, логический, гиперссылка и поля объектов OLE. Если в процессе специальной обработки в полях не оказывается никаких значений, система обеспечивает полную поддержку пустых значений.

Реляционная обработка данных в Access за счет гибкой архитектуры системы способна удовлетворить любые потребности. При этом Access может использоваться как автономная СУБД в режиме файл-сервера или клиентского компонента таких продуктов, как SQL Server. Кроме того. Access поддерживает протокол ODBC (Open Database Connectivity), что позволяет подключаться к базам данных множества различных форматов, таких как SQL Server, Oracle, Sybase и даже DB/2 для больших ЭВМ фирмы IBM. /17/

Система Access поддерживает обработку транзакций с гарантией их целостности. Кроме того, предусмотрена защита на уровне пользователя, что позволяет контролировать доступ к данным отдельных пользователей и целых групп.

Контекстно-зависимая справка и Office Assistant

Организация справочной системы фирмы Microsoft -- по-прежнему лучшая в отрасли, причем как для новичков, так и для опытных пользователей. В Access предусмотрена контекстно-зависимая справка, для получения которой достаточно нажать <F1>, и на экране сразу же появится справочная информация по тому вопросу, который интересует пользователя в текущий момент. При этом можно легко перейти к оглавлению справочной системы, конкретной информации, журналу предыдущих обращений и закладкам.