Технология и средства разработки Java-приложений с использованием XML-описаний экранных форм

2.3.3 Пример описания экранной формы

В данном разделе были сформулированы основные требования к формату описания экранных форм. После этого были разработаны формат описания, а позже и DTD схема XML-документа описания экранных форм. Пример описания экранной формы и внешний вид описанной формы представлены в ПРИЛОЖЕНИИ Б.



2.4 Проектирование и реализация ядра Java-приложения

В настоящее время широкой популярностью пользуются CASE-инструменты, позволяющие автоматизировать процесс проектирования с использованием языка моделирования UML. При проектировании ядра Java-приложения будет использован UML, реализованный в CASE-инструменте Together v.6.0.

Язык UML является стандартом для описания информационных систем. Он позволяет в графической форме, с использованием формальных правил и обозначений, описать функциональность вычислительной системы, ее структуру и поведение [1, 3, 4].

На этапе анализа и проектирования будут описаны сценарии использования, разработаны модели описания основных процессов функционирования ядра Java-приложения и модель классов.

Как уже было определено, ядро Java-приложения состоит из четырех модулей, а именно:

· загрузчика описаний экранных форм;

· стандартных обработчиков событий;

· модуля обмена с сервером;

· менеджера экранных форм.

В первую очередь необходимо построить диаграмму вариантов использования ядра Java-приложений. Эта диаграмма представлена на рис. 2.4.1.

Взаимодействие с пользователем осуществляется через пользовательский интерфейс, реализованный на основе языка разметки XML и языка программирования Java, пользователю также предоставляется возможность выбора пользовательского интерфейса в зависимости от типа выбранного приложения. Данный вариант использования включает в себя:



Рис. 2.4.1

· отображение элементов управления (меню клиентского приложения, экранных форм и ее компонент), которое включает в себя загрузку XML-описания экранной формы;

· отображение данных, хранящихся в БД и запрашиваемых пользователем. Данный вариант использования также включает в себя взаимодействие с сервером;

· модификация данных дает возможность удаленно добавлять новые записи, редактировать уже существующие записи, удалять записи, хранящиеся в БД.

Модификация данных, в свою очередь, состоит из:

· Ввод данных в экранной форме, реализует ввод или изменение данных через пользовательский интерфейс;

· Синтаксический и семантический анализ введенных данных, реализованный на стороне “клиента” с помощью специально разработанной XML-структуры (“валидатора”). Такой подход позволяет сбалансировать нагрузку между серверной и клиентской частью и, таким образом, получить определенные выгоды в производительности системы;

· Сохранение данных в БД, которая осуществляется после нажатия пользователем соответствующей кнопки на экранной форме, реализующей механизм взаимодействия с сервером. Команда на запись данных осуществляется с помощью SQL-запросов, посылаемых на сервер в виде специально разработанной XML-структуры, данная задача включает в себя задачу взаимодействия с сервером.

Взаимодействие с сервером является одной из наиболее важных задач при разработке приложения. Взаимодействие осуществляется по протоколу, выбранному на усмотрение разработчика, и включает в себя загрузку описания формы.

Диаграмма последовательности взаимодействия [3] с сервером показана на рис. 2.4.2.

Реакцией на действия пользователя является вызов обработчика, который, как правило, отправляет запросы к БД. Обработчик, основываясь на действиях пользователя, формирует XML-запрос и отсылает его менеджеру запросов к серверу. Менеджер запросов к серверу преобразует XML-запрос в строковый запрос. Далее менеджер запросов к серверу формирует и отсылает http-заголовок запроса серверу приложения. Сервер приложения обрабатывает запрос и возвращает ответ в строковом формате. Менеджер запросов к серверу преобразует этот ответ к XML-формату. После этого XML-ответ возвращается обработчику и обработчик продолжает свое выполнение.



Рис. 2.4.2

Основным классом клиентской стороны, предназначенным для общения с сервером, является класс ServerManager (менеджер запросов к серверу). Его диаграмму классов [4] можно увидеть на рис. 2.4.3.

Обработчик посылает менеджеру запросов к серверу XML-запрос, который обрабатывается специальными предобработчиками (в нашем случае - это DefaultRequestProcessor реализация интерфейса RequestProcessor). Количество предобработчиков может быть разным (от 0 и больше). Они обрабатывают XML-запрос и передают управление обратно менеджеру запросов к серверу. Далее менеджер запросов к серверу открывает соединение, формирует http-заголовок, преобразует XML-запрос в строку и посылает его на сервер.

Рис. 2.4.3

Сервер обрабатывает запрос и присылает ответ, который преобразуется в XML-ответ и обрабатывается постобработчиками (в нашем случае - это DefaultResultProcessor реализация интерфейса ResultProcessor). Количество такихпостобработчиков может быть разным (от 0 и больше). Они обрабатывают XML-ответ и передают управление обратно менеджеру запросов к серверу. Если во время постобработки выявились ошибки (ServerError) в XML-ответе, то формируется специальное сообщение пользователю об ошибке работы с БД.

На рис. 2.4.4 изображена диаграмма основных классов [4] ядра Java-приложения. В основу ядра Java-приложения входят следующие классы:

· MainApplication - основной (main) класс Java-приложения;

· MainFrame - главное окно Java-приложения;

· FormManager - менеджер экранных форм Java-приложения;

· AbstractContext - контекст событий и экранных форм;

· BasicForm - экранная форма (реализация интерфейса Form);

· BasicFragment - фрагмент экранной формы (реализация интерфейса Fragment);

· BasicFormSourceLoader - загрузчик XML-описаний экранных форм (реализация интерфейса FormSourceLoader);

· AbstractController - базовый класс событий элеменов управления;

· HandlerItem - базовый интерфейс всех обработчиков событий

· ComponentProducer - класс построения элементов управления по XML-описанию экранных форм (реализует интерфейс Producer);

· ServerManager - менеджер запросов к серверу.

2. На рис. 2.4.5 представлена диаграмма последовательности [1] процесса загрузки XML-описания экранных форм.

3. При открытии пользователем экранной формы управление передается обработчику открытия экранной формы (OpenFormHandler). Этот обработчик обращается к загрузчику описаний экранной формы (FormSourceLoader) и получает XML-описание экранной формы. Это XML-описание обработчик передает менеджеру экранных форм (FormManager).

4. Он в свою очередь формирует по XML-описанию обработчики событий и саму экранную форму (Fragment). Экранная форма выполняет инициализацию и запрашивает данные (которые должны быть отображены) у менеджера запросов к серверу. По полученным данным от сервера формируется окончательный внешний вид формы. Далее управление передается обработчику открытия экранной формы и он посылает запрос основному окну программы (MainFrame) на отображение экранной формы на экране. После этого управление передается пользователю.

Рис. 2.4.4



Рис. 2.4.5

В момент анализа XML-описания экранной формы происходит построение всех описанных в XML-формате объектов. Этим занимаются “продюсеры” объектов. “Продюсеры” являются отдельными Java-классами и все они отвечают за построение объектов определенной группы (элементы управления, контейнеры элементов управления, обработчики событий и т.д). Все Java-классы “продюсеров” являются производными от класса Producer. Схема классов “продюсеров” представлена на рис. 2.4.6.

Рис. 2.4.6

При построении объектов по XML-описанию экранных форм используются следующие классы “продюсеров”:

· ComponentProducer - “продюсер” для создания стандартных элементов управления (наследует абстрактный класс Producer);

· CalendarProducer- “продюсер” для создания элементов управления типа “календарь” (наследует класс ComponentProducer);

· AdvancedComponentProducer- “продюсер” для создания реализованых в ядре Java-приложения элементов управления (наследует класс ComponentProducer);

· ContainerProducer- “продюсер” для создания стандартных контейнеров элементов управления (наследует абстрактный класс Producer);

· AdvancedContainerProducer- “продюсер” для создания реализованых в ядре Java-приложения контейнеров элементов управления (наследует класс ContainerProducer);

· ControllerProducer - “продюсер” для создания обработчиков событий элементов управления (наследует абстрактный класс Producer);

· FragmentProducer - “продюсер” для создания экранной формы (наследует абстрактный класс Producer);

· LayoutProducer - “продюсер” для создания менеджеров компоновки элементов управления (наследует абстрактный класс Producer);

· BorderProducer - “продюсер” для создания границ элементов управления (наследует абстрактный класс Producer);

· ModelProducer - “продюсер” для создания моделей элементов управления (наследует абстрактный класс Producer);

· ButtonGroupProducer - “продюсер” для создания групп элементов управления типа “кнопка” (наследует абстрактный класс Producer);

· ServerProducer - “продюсер” для XML-запросов к серверу приложения (наследует абстрактный класс Producer);

При запуске Java-приложения формируется объект класса ProducerList. Этот объект создает по одному экземпляру “продюсеров” каждого типа и хранит их в виде списка. При анализе XML-описания экранных форм по имени тега выбирается из списка “продюсеров” необходимый и создается объект нужного нам типа. В любой момент при необходимости ввести изменения в формат описания экранных форм достаточно изменить один из существующих “продюсеров” или добавить новый “продюсер”.

2.5 Технология создания и функционирования Java-приложения с использованием XML-описания экранных форм

Структурная схема созданных технологии разработки и архитектуры Java-приложения с использованием XML-описаний экранных форм представлена на рис. 2.5.1:

Размещено на http://www.allbest.ru/

5

Рис. 2.5.1

Технология создания Java-приложений с использованием XML-описаний экранных форм можно разбить на два этапа:

· создание Java-классов специальных обработчиков;

· создание XML-описаний экранных форм;

Два этих этапа могут реализовываться как последовательно, так и параллельно. Созданное по такой технологии Java-приложение может быть собрано и без наличия Java-классов специальных обработчиков. Наличие Java-классов специальных обработчиков влияет только на корректное функционирование Java-приложения.

При проектировании Java-приложения разработчик имеет требования к интерфейсу пользователя и требования к функциональности. На основе требований к интерфейсу пользователя Java-приложения разработчик должен создать набор документов с XML-описаниями экранных форм. Эти документы можно формировать вручную (в простом текстовом редакторе) или с использованием специального редактора экранных форм (в этом случае процесс создания XML-описания экранной формы значительно упрощается). В документе с XML-описанием экранной формы разработчик описывает необходимые разделы (модели данных и запросы к серверу; элементы управления; события и обработчики).

Для обработки стандартных действий пользователя (таких, как добавление строки в элемент управления “таблица”, удаление строки из элемента управления “таблица”, редактирование строки в элементе управления “таблица”, открытие другой экранной формы) разработчик может использовать специальный модуль стандартных обработчиков событий, включенный в “ядро” Java-приложения. Если разработчику необходимо реализовать более сложную логику, то он может создать свой специальный обработчик и подключить его к Java-приложению.

Разработчик не должен реализовывать такие вещи, как связь с сервером, вывод пользовательского интерфейса на экран и т.д. Всем этим занимается ядро клиентского Java-приложения.

Выводы

В данном разделе были получены следующие результаты:

· разработана архитектура Java-приложения с использованием описаний экранных форм;

· разработан формат документа с описаниями экранных форм;

· разработано ядро Java-приложения с использованием документов XML-описаний экранных форм;

· разработана технология создания Java-приложения с использованием XML-описаний экранных форм.

Использование новой технологии значительно сокращает время на разработку и построение экранных форм. В таблице 2.6.1 приведены временные характеристики разработки экранной формы (см. ПРИЛОЖЕНИЕ Б) для различных технологий:

Таблица 2.6.1

Сравнение времени разработки экранных форм

	Использование JDK (Java Developer's Kit)	Использование инструментальных сред	Использование средств проектирования UI (User Interface)	Новая технология
Описание элементов пользовательского интерфейса экранной формы	8 часов	4 часа	4 часа	2 часа
Разработка специальных обработчиков событий	6 часов	6 часа	6 часов	6 часов
Реализация взаимодействия с сервером приложения	4 часа	2 час	2 час	1 час
Подключение специальных обработчиков событий к элементам пользовательского интерфейса	2 часа	1 час	1 час	0,2 часа
Включение экранной формы в Java-приложение	2 часа	2 часа	1 час	0,2 часа
Внесение изменение в пользовательский интерфейс экранной формы	2 часа	1 час	1 час	0,6 часа
ИТОГО:	24 часа	16 часов	15 часов	10 часов

Сравнительный анализ временных параметров для экранной формы (см. ПРИЛОЖЕНИЕ Б) выявляет следующие результаты:

· При использовании JDK (Java Developer's Kit) на построение данной экранной формы требуется 24 часа. При построение сложного Java-приложения это является недопустимым.

· При использовании инструментальных сред или инструментальных средств проектирования UI (User Interface) на построение данной экранной формы требуется 16 или 15 часов соответственно. При построение сложного Java-приложения эти показатели являются приемлемыми.

· При использовании новой технологии на построение данной экранной формы требуется 10 часов. Это лучшие временные показатели. При построение сложного Java-приложения эти показатели являются очень хорошими.

Учитывая тот факт, что очень часто требуется вносить изменения в пользовательский интерфейс, следует признать новую технологию удобным средством для проектирования и реализации сложных Java-приложений с интерфейсом пользователя.

java приложение экранный форма

3. РЕДАКТОР XML-ОПИСАНИЙ ЭКРАННЫХ ФОРМ

Одним из важных преимуществ данной технологии является быстрое изменение XML-описания экранной формы. Изменения в XML-описании очень удобно вносить с помощью редактора XML-описаний экранных форм, который был специально разработан и реализован. В этом разделе описывается разработанный редактор XML-описаний экранных форм.

Редактор XML-описаний экранных форм имеет многодокументный интерфейс (MDI - Multi Document Interface), т.е. пользователь может работать сразу с несколькими XML-документами описаний экранных форм. Внешний вид редактора экранных форм показан на рис. 3.1.

Рис. 3.1

3.1 Функции редактора XML-описания экранных форм

Основными задачами редактора XML-описаний экранных форм являются:

· сокращение времени создания XML-документа с описанием экранной формы;

· сокращение времени редактирования XML-документа с описанием экранной формы.

В состав редактора XML-описаний экранных форм входят следующие модули:

· модуль редактирования XML-запросов (позволяет редактировать пользовательские запросы к серверу приложения);

· модуль редактирование моделей данных (позволяет редактировать модели данных и модели элементов управления);

· модуль редактирования “валидаторов” (позволяет устанавливать специальные объекты семантического и синтаксического контроля вводимых данных);

· модуль редактирования свойств экранной формы (позволяет редактировать свойства экранной формы, такие как размер, заголовок и т.д.);

· модуль редактирования XML-описания (встроенный текстовый редактор для ручного редактирования XML-описания);

· модуль редактирования обработчиков (позволяет связывать события элементов управления и обработчики этих событий);

· модуль визуального редактирования пользовательского интерфейса (позволяет в реальном времени редактировать интерфейс пользователя);

· модуль редактирования меню (позволяет редактировать пользовательское меню экранной формы).

Редактор XML-описаний экранных форм может быть настроен с помощью специального конфигурационного файла. Этот файл должен лежать в одной директории с редактором и должен называться config.xml (см. ПРИЛОЖЕНИЕ В). В этом файле содержится:

· набор используемых редактором элементов управления вместе набором изменяемых атрибутов для этого элемента управления;

· набор используемых моделей;

· набор отношений для XML-запросов;

· набор используемых типов обработчиков событий.

Диаграмма вариантов использования редактора XML-описаний экранных форм представлена на рис. 3.1.1.

Рис. 3.1.1



3.2 Архитектура редактора XML-описаний экранных форм

Редактор XML-описаний экранных форм является Java-приложением с многодокументным интерфейсом [2]. При разработке редактора XML-описаний экранных форм был использован объектно-ориентированный подход [5 - 7]. Архитектура редактора XML-описаний экранных форм в общем виде приведена на рис. 3.2.1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

5

Рис. 3.2.1



Редактор XML-описаний имеет многодокументный интерфейс, т.е. может работать с несколькими экранными формами одновременно. Каждая экранная форма имеет собственный анализатор XML-описания экранных форм. Этот анализатор отвечает за синхронизацию изменений пользователя и XML-документа с описанием экранной формы. Модули обработки XML-описаний экранных форм работают одновременно со всеми загруженными экранными формами (этот процесс синхронизирован).

Основными классами редактора XML-описаний экранных форм являются:

· MainFrame - основное окно редактора XML-описаний экранных форм;

· InternalFrame - окно экранной формы;

· XMLFormParser - анализатор XML-описаний экранных форм;

· Comp - интерфейс, который должны реализовывать все элементы управления, доступные в редакторе XML-описаний экранных форм.

Основное окно редактора XML-описаний экранных форм (MainFrame) содержит ссылки на все открытые окна экранных форм (InternalFrame). Также этот класс содержит ссылки на модули обработки XML-описаний экранных форм, которые вызываются по запросу пользователя для конкретного XML-описаний экранной формы.

Окно экранной формы (InternalFrame) содержит модуль специального анализатора XML-описания экранной формы (XMLFormParser). Этот модуль проводит анализ XML-описания и формирует на экране внешний вид экранной формы.

Все элементы управления, доступные в редакторе XML-описаний экранных форм реализовывают специальный интерфейс (Comp). Этот интерфейс содержит все методы, которые необходимы для получения полной информации по каждому элементу управления.

Классами, реализующими интерфейс Comp являются:

· FEJButton - “кнопка”;

· FEJCheckBox - “флажок”;

· FEJComboBox - “выпадающий список”;

· FEJDateBox - “календарь”;

· FEJLable - “метка”;

· FEJPanel - “панель”;

· FEJScrollpane - “панель прокрутки”;

· FEJTabbedPane - “панель с закладками”;

· FEJTable - “таблица”;

· FEJTextField - “текстовое поле”;

· FEJTextArea - “текстовая область” и т.д.

Остальные элементы управления являются производными от указанных и задаются с помощью конфигурационного файла (см. ПРИЛОЖЕНИЕ В).

Диаграмма основных классов редактора XML-описаний экранных форм представлена на рис. 3.2.2. На диаграмме представлены не все классы, реализующие интерфейс Comp, а только FEJButton и FEJPanel.



Рис. 3.2.2



3.3 Применение редактора XML-описаний экранных форм

Для начала работы с редактором XML-описаний экранных форм создаем новую или загружаем ранее сохраненное XML-описание экранной формы. Это делается с помощью пунктов меню “Создать” и “Открыть”.

Редактирование пользовательского интерфейса производится в главном окне. Для добавления элемента управления выбираем нужный нам элемент и мышью указываем его положение на экранной форме. Для редактирования элементов управления используется мышь и таблица со свойствами текущего элемента управления (см. рис. 3.3.1).

Рис. 3.3.1

Для редактирования пользовательского меню необходимо выбрать пункт меню “Сервис” - “Редактор меню…”. Для редактирования пользовательского меню откроется диалоговое окно “Редактор меню” (рис. 3.3.2).



Рис. 3.3.2

Пользовательское меню отображено в левой части формы в виде дерева. Параметры меню изменяются с помощью таблицы свойств. В таблице свойств можно изменять id, имя, наличие (доступен пункт меню или нет) и тип (меню, элемент меню или разделитель). Добавлять новые элементы можно выбрав тип элемента в выпадающем списке (меню, элемент меню или разделитель) и нажав кнопку “Добавить” или “Вставить”. Кнопка “Добавить” добавляет элемент на уровень ниже выделенного элемента, а кнопка “Вставить” на тот же уровень что и выделенный элемент. Для удаления элементов предназначена кнопка “Удалить”.

Элементы меню можно перемещать по меню вверх и вниз (кнопки “Вверх” и “Вниз”), а также по иерархии на уровень выше или ниже (кнопки “Влево” и “Вправо”).

Для редактирования клиентских XML-запросов необходимо выбрать пункт меню “Сервис” - “Список запросов…”. Откроется диалоговое окно “Список запросов” (рис. 3.3.3). В этом окне представлены все созданные для этой экранной формы XML-запросы. Для редактирования запросов предназначены кнопки “Создать”, “Редактировать” и “Удалить”.

При создании или при редактировании клиентского XML-запроса откроется специальная форма “Редактор запроса” (рис. 3.3.4).

Рис. 3.3.3

Рис. 3.3.4

Клиентский XML-запрос отображен в левой части формы в виде дерева. Элементы запроса изменяются с помощью таблицы свойств. В таблице свойств можно изменять доступные для запросов параметры. При выборе типа отношения пользователь выбирает из выпадающего списка. Добавлять новые элементы можно выбрав тип элемента в выпадающем списке (item, property или parameter) и нажав кнопку “Добавить” или “Вставить”. Кнопка “Добавить” добавляет элемент на уровень ниже выделенного элемента, а кнопка “Вставить” на тот же уровень что и выделенный элемент. Для удаления элементов предназначена кнопка “Удалить”. Кнопка “XML” предназначена для редактирования запроса вручную в специальном текстовом редакторе.

Элементы запроса можно перемещать вверх и вниз (кнопки “Вверх” и “Вниз”), а также по иерархии на уровень выше или ниже (кнопки “Влево” и “Вправо”).

Для редактирования XML-описания вручную необходимо выбрать пункт меню “Сервис” - “XML представление…”. Откроется диалоговое окно “XML представление” (рис. 3.3.5). В этом окне пользователь может вручную изменять XML-описание экранной формы.

Рис. 3.3.5

Кнопка “Найти” предназначена для поиска текста, кнопка “Развернуть” - для разворачивания формы “XML представление” на полный экран.

Для редактирования моделей данных и их “валидаторов” необходимо выбрать пункт меню “Сервис” - “Редактор моделей…”. Откроется диалоговое окно “Модели данных и валидаторов” (рис. 3.3.6). В этом окне представлены все созданные для этой экранной формы модели данных и их “валидаторы”.

Рис. 3.3.6

В левой части формы в виде дерева отображены все созданные модели. Первым уровнем являются модели верхнего уровня (xmldata), вторым уровнем являются модели производные от моделей первого уровня. Параметры моделей и валидаторов изменяются с помощью таблиц свойств (таблица свойств модели и таблица свойств валидатора). В таблицах свойств можно изменять доступные параметры. Добавлять новые модели данных можно выбрав тип модели в выпадающем списке и нажав кнопку “Добавить”. Для удаления элементов предназначена кнопка “Удалить”.

Модели данных можно перемещать вверх и вниз по дереву иерархии (кнопки “Вверх” и “Вниз”).

Если выделена в дереве моделей модель таблицы (xmltablemodel), то открывается специальная экранная форма для редактирования модели столбцов таблицы (рис. 3.3.7).

Рис. 3.3.7

В этой экранной форме отображена таблица со списком столбцов модели таблицы. Этот список может редактироваться (поле в результате XML-запроса к базе, ширина, тип, название). Добавлять новые столбцы можно нажав кнопку “Добавить”. Для удаления столбцов предназначена кнопка “Удалить”.

Для редактирования списка обработчиков необходимо выбрать пункт меню “Сервис” - “Редактор событий…”. Откроется диалоговое окно “Список обработчиков событий” (рис. 3.3.8). В этом окне представлены все созданные для этой экранной формы обработчики событий элементов управления. Для каждого обработчика отображаются его атрибуты. Атрибуты можно добавлять и удалять с помощью кнопок “Добавить атрибут” и “Удалить атрибут” соответственно. При добавлении атрибута пользователь должен ввести наименование атрибута в специальном текстовом поле. Обработчики событий можно добавлять и удалять с помощью кнопок “Добавить атрибут” и “Удалить атрибут” соответственно. При добавлении обработчика событий пользователь должен выбрать его тип в специальном выпадающем списке.

Рис. 3.3.8

Для редактирования свойств экранной формы необходимо выбрать пункт меню “Сервис” - “Свойства формы…”. Откроется диалоговое окно “Свойства экранной формы” (рис. 3.3.9). В этом окне представлены все созданные для этой экранной формы свойства. Для каждого свойства отображаются его атрибут вместе со значением. Свойства можно добавлять и удалять с помощью кнопок “Добавить свойство” и “Удалить свойство” соответственно. При добавлении свойства пользователь должен ввести его имя в специальном текстовом поле.



Рис. 3.3.9



4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

С научно-техническим прогрессом немаловажную роль играет возможность безопасного исполнения людьми своих трудовых обязанностей. В связи с этим была создана и развивается наука о безопасности труда и жизнедеятельности человека.

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) - это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение безопасности человека в среде обитания, сохранение его здоровья, разработку методов и средств защиты путем снижения влияния вредных и опасных факторов до допустимых значений, выработку мер по ограничению ущерба в ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени.

На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможного воздействия опасных и вредных факторов производства. Уровни этих факторов не должны превышать предельных значений, оговоренных правовыми, техническими и санитарно-техническими нормами. Эти нормативные документы обязывают к созданию на рабочем месте условий труда, при которых влияние опасных и вредных факторов на работников либо устранено совсем, либо находится в допустимых пределах.

В настоящее время компьютерная техника широко применяется во всех областях деятельности человека. При работе с компьютером, человек подвергается воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов: электромагнитных полей (диапазон радиочастот: ВЧ, УВЧ и СВЧ), инфракрасного и ионизирующего излучений, шума, вибрации, статического электричества и др.

Целью данного дипломного проектирования является разработка технологии и средств разработки Java-приложения с использованием XML-описаний экранных форм. В процессе разработки и, естественно, применения данной технологии используется ЭВМ. Поэтому в данном разделе необходимо рассмотреть вопросы безопасности работы с ЭВМ. При работе с использованием персональных ЭВМ приблизительно у 80 % пользователей наблюдаются физические расстройства различной степени тяжести. Основные из них: расстройства органов зрения и различные мышечные расстройства [16].

Для устранения и снижения воздействия этих вредных факторов на организм человека специалистами разработан ряд требований к использующейся аппаратуре.

4.1 Требования к производственным помещениям

4.1.1 Освещение

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда, благотворно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работника, повышает безопасность труда и снижает травматизм.

Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности.

Существует три вида освещения - естественное, искусственное и совмещенное (естественное и искусственное вместе).

Естественное освещение - освещение помещений дневным светом, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях помещений. Естественное освещение характеризуется тем, что меняется в широких пределах в зависимости от времени дня, времени года, характера области и ряда других факторов.

Искусственное освещение применяется при работе в темное время суток и днем, когда не удается обеспечить нормированные значения коэффициента естественного освещения (пасмурная погода, короткий световой день). Освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным, называется совмещенным освещением.

Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное. Рабочее освещение, в свою очередь, может быть общим или комбинированным. Общее - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования. Комбинированное - освещение, при котором к общему добавляется местное освещение.

Согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 в помещениях вычислительных центров необходимо применить систему комбинированного освещения.

При выполнении работ категории высокой зрительной точности (наименьший размер объекта различения 0,3…0,5мм) величина коэффициента естественного освещения (КЕО) должна быть не ниже 1,5%, а при зрительной работе средней точности (наименьший размер объекта различения 0,5…1,0 мм) КЕО должен быть не ниже 1,0%. В качестве источников искусственного освещения обычно используются люминесцентные лампы типа ЛБ или ДРЛ, которые попарно объединяются в светильники, которые должны располагаться над рабочими поверхностями равномерно.

Требования к освещенности в помещениях, где установлены компьютеры, следующие: при выполнении зрительных работ высокой точности общая освещенность должна составлять 300лк, а комбинированная - 750лк; аналогичные требования при выполнении работ средней точности - 200 и 300лк соответственно.

Кроме того, все поле зрения должно быть освещено достаточно равномерно - это основное гигиеническое требование. Иными словами, степень освещения помещения и яркость экрана компьютера должны быть примерно одинаковыми, т.к. яркий свет в районе периферийного зрения значительно увеличивает напряженность глаз и, как следствие, приводит к их быстрой утомляемости.

4.1.2 Параметры микроклимата

Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температуры тела благодаря терморегуляции, т.е. способности организма регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Принцип нормирования микроклимата - создание оптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой.

Вычислительная техника является источником существенных тепловыделений, что может привести к повышению температуры и снижению относительной влажности в помещении. В помещениях, где установлены компьютеры, должны соблюдаться определенные параметры микроклимата. В санитарных нормах СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 установлены величины параметров микроклимата, создающие комфортные условия. Эти нормы устанавливаются в зависимости от времени года, характера трудового процесса и характера производственного помещения (таблица 4.1.2.1).

Объем помещений, в которых размещены работники вычислительных центров, не должен быть меньше 19,5м³/человека с учетом максимального числа одновременно работающих в смену. Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютеры, приведены в таблице 4.1.2.2.



Таблица 4.1.2.1

Параметры микроклимата для помещений, где установлены компьютеры

Период года	Параметр микроклимата	Величина
Холодный	Температура воздуха в помещении Относительная влажность Скорость движения воздуха	22…24°С 40…60% до 0,1м/с
Теплый	Температура воздуха в помещении Относительная влажность Скорость движения воздуха	23…25°С 40…60% 0,1…0,2м/с

Таблица 4.1.2.2

Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютеры

Характеристика помещения	Объемный расход подаваемого в помещение свежего воздуха, м3 /на одного человека в час
Объем до 20 м3 на человека 20…40 м3 на человека Более 40 м3 на человека	Не менее 30 Не менее 20 Естественная вентиляция

Для обеспечения комфортных условий используются как организационные методы (рациональная организация проведения работ в зависимости от времени года и суток, чередование труда и отдыха), так и технические средства (вентиляция, кондиционирование воздуха, отопительная система).

4.1.3 Шум и вибрация

Шум ухудшает условия труда, оказывая вредное действие на организм человека. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т. д. Такие нарушения в работе ряда органов и систем организма человека могут вызвать негативные изменения в эмоциональном состоянии человека вплоть до стрессовых. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБА) на слух человека приводит к его частичной или полной потере.

В таблице 4.1.3.1 указаны предельные уровни звука в зависимости от категории тяжести и напряженности труда, являющиеся безопасными в отношении сохранения здоровья и работоспособности.

Таблица 4.1.3.1

Предельные уровни звука, дБА, на рабочих местах

Категория напряженности труда	Категория тяжести труда
	I. Легкая	II. Средняя	III. Тяжелая	IV. Очень тяжелая
I. Мало напряженный	80	80	75	75
II. Умеренно напряженный	70	70	65	65
III. Напряженный	60	60	-	-
IV. Очень напряженный	50	50	-	-

В нашем случае мы имеем дело с умеренно напряженным трудом средней тяжести (из таблицы 4.1.3.1 видно, что предельный уровень звука - 70 дБА).

Основным источником шума являются печатающие устройства, множительная техника и установки для кондиционирования воздуха, а в самих ПК - вентиляторы систем охлаждения и трансформаторы.

Нормированные уровни шума обеспечиваются при использовании малошумного оборудования, применения звукопоглощающих материалов для облицовки помещений, а также различных звукопоглощающих устройств.

Шумящее оборудование (принтеры и т.п.), уровни шума которого превышают нормированные, должно находиться вне помещений с ВДТ и ПЭВМ.

По возможности все шумящее оборудование было установлено в отдельной комнате.

4.1.4 Электромагнитное и ионизирующее излучения

Большинство ученых считают, что как кратковременное, так и длительное воздействие всех видов излучения от экрана монитора не опасно для здоровья персонала, обслуживающего компьютеры. Однако исчерпывающих данных относительно опасности воздействия излучения от мониторов на работающих с компьютерами, не существует, и исследования в этом направлении продолжаются.

Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений от монитора компьютера представлены в таблице 4.1.4.1.

Максимальный уровень рентгеновского излучения на рабочем месте оператора компьютера обычно не превышает 10мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений от экрана монитора лежит в пределах 10…100 мВт/м².

Таблица 4.1.4.1

Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений (в соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03)

Наименование параметра	Допустимые значения
Напряженность электрической составляющей электромагнитного поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора	10В/м
Напряженность магнитной составляющей электромагнитного поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора	0,3А/м
Напряженность электростатического поля не должна превышать: для взрослых пользователей для детей дошкольных учреждений и учащихся средних специальных и высших учебных заведений	20кВ/м 15кВ/м

Для снижения воздействия этих видов излучения рекомендуется применять мониторы с пониженным уровнем излучения (MPR-II, TCO-92, TCO-99), устанавливать защитные экраны, а также соблюдать регламентированные режимы труда и отдыха.

4.2 Эргономические требования к рабочему месту

Проектирование рабочих мест, снабженных видеотерминалами, относится к числу важных проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники.

При организации рабочего места должны быть соблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.

Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.

Моторное поле - пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.

Максимальная зона досягаемости рук - это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Оптимальная зона - часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом [16].

На рисунке 4.2.1 приведена схема вышеупомянутых зон.

Оптимальное размещение предметов труда и документации в зонах досягаемости:

ДИСПЛЕЙ размещается в зоне `а' (в центре);

СИСТЕМНЫЙ БЛОК размещается в предусмотренной нише стола;

КЛАВИАТУРА - в зоне `г'/'д';

«МЫШЬ» - в зоне `в' справа;

СКАНЕР в зоне `а'/'б' (слева);

ПРИНТЕР находится в зоне `а' (справа);

ДОКУМЕНТАЦИЯ: необходимая при работе - в зоне легкой досягаемости ладони, а в выдвижных ящиках стола - литература, неиспользуемая постоянно.

Рис. 4.2.1 - Зоны досягаемости рук в горизонтальной плоскости, где

а - зона максимальной досягаемости;

б - зона досягаемости пальцев при вытянутой руке;

в - зона легкой досягаемости ладони;

г - оптимальное пространство для грубой ручной работы;

д - оптимальное пространство для тонкой ручной работы.

На рисунке 4.2.2 показан пример размещения основных и периферийных составляющих ПК на рабочем столе.

1 - сканер,

2 - монитор,

3 - принтер,

4 - поверхность рабочего стола,

5 - клавиатура,

6 - манипулятор типа «мышь»

Размещено на http://www.allbest.ru/

5

Рис. 4.2.2 - Размещение основных и периферийных составляющих ПК.

Для комфортной работы стол должен удовлетворять следующим условиям:

· высота стола должна быть выбрана с учетом возможности сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники;

· нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы пользователь ПК мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;

· поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения программиста;

· конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей).

· высота рабочей поверхности рекомендуется в пределах 680-760мм. Высота поверхности, на которую устанавливается клавиатура, должна быть около 650мм.

Большое значение придается характеристикам рабочего кресла. Так, рекомендуемая высота сиденья над уровнем пола находится в пределах 420-550мм (должна быть обеспечена регулировка высоты). Поверхность сиденья мягкая, ширина и глубина поверхности сиденья не менее 400 мм, передний край закругленный, угол наклона спинки - регулируемый (вперед до 15, назад до 5).

Положение экрана определяется:

· расстоянием считывания (0,6…0,7м);

· углом считывания, направлением взгляда на 20 ниже горизонтали к центру экрана, причем экран перпендикулярен этому направлению.

Должна также предусматриваться возможность регулирования экрана:

· по высоте +3 см;

· по наклону от -10 до +20 относительно вертикали;

· в левом и правом направлениях.

Существенное значение для производительной и качественной работы на компьютере имеют размеры знаков, плотность их размещения, контраст и соотношение яркостей символов и фона экрана. Если расстояние от глаз оператора до экрана дисплея составляет 60…80 см, то высота знака должна быть не менее 3мм, оптимальное соотношение ширины и высоты знака составляет 3:4, а расстояние между знаками - 15…20% их высоты. Соотношение яркости фона экрана и символов - от 1:2 до 1:15.

4.3 Требования к видеодисплейным терминалам и персональным электронно-вычислительным машинам

Согласно СанПиН 2.2.2.542-96 должны выполнятся следующие требования к видеодисплейным терминалам и персональным электронно-вычислительным машинам:

Визуальные эргономические параметры ВДТ являются параметрами безопасности, и их неправильный выбор приводит к ухудшению здоровья пользователя. Все ВДТ должны иметь гигиенический сертификат, включающий, в том числе оценку визуальных параметров.

Конструкция ВДТ, его дизайн и совокупность эргономических параметров должны обеспечить надежное и комфортное считывание отображаемой информации в условиях эксплуатации.

Конструкция ВДТ должна обеспечивать возможность горизонтального наблюдения экрана путем поворота корпуса в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси в пределах 90° и в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси в пределах 30° с фиксацией в заданном положении. Дизайн ВДТ должен предусматривать окраску корпуса в мягкие тона с диффузным рассеянием света. Корпус ПЭВМ, клавиатура и другие блоки и устройства ПЭВМ должны иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0.6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики. На лицевой стороне корпуса ВДТ не рекомендуется размещать органы управления, маркировку, какие либо вспомогательные устройства и обозначения. При необходимости расположения органов управления на лицевой панели они должны закрываться крышкой или располагаться в корпусе.

Для обеспечения надежного считывания информации соответствующей степени комфортности ее восприятия, должны быть определены оптимальные и допустимые диапазоны визуальных и технических параметров. Минимальная яркость знака (яркость фона) измеренная в темноте составляет 35 кд/м, максимальная 120 кд/м.

Конструкция ВДТ должна предусматривать наличие ручек регулировки яркости и контраста, обеспечивающие возможность регулировки этих параметров от минимального до максимального значений.

В технической документации на ВДТ должны быть установлены требования на визуальные параметры:

· неравномерность яркости элементов знаков не более 25

· размер минимального элемента отображения (пикселя) для ВДТ: 0.3мм

В целях обеспечения требований в п.5, а также, защиты от электромагнитных и электростатических полей допускается применение при экранных фильтров, специальных экранов и других средств индивидуальной защиты, прошедших испытания в аккредитованных лабораториях и имеющих соответствующий гигиенический сертификат.

Конструкция ВДТ и ПЭВМ должна обеспечивать мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0.05м. от экрана и корпуса ВДТ при любых положениях регулировочных устройств и не должна превышать 7.74Е-12 А/кг, что соответствует эквивалентной дозе, равной 0.1 мбэр/час (100 мкр/час).

Для обеспечения надежного считывания информации при соответствующей степени комфортности ее восприятия должны быть разделены оптимальные и допустимые диапазоны визуальных эргономических параметров.

При работе с ВДТ для пользователей необходимо обеспечивать значения визуальных параметров в пределах оптимального диапазона, для профессиональных пользователей разрешается кратковременная работа при допустимых значениях визуальных параметров.

Для любого монитора, используемого на территории РФ обязательно соблюдение требований стандарта ГОСТ 27954-88 на видеомониторы ПК.

Конструкция клавиатуры должна предусматривать:

· исполнение в виде отдельного устройства с возможностью свободного перемещения;

· опорное приспособление, позволяющее изменять угол наклона поверхности клавиатуры в пределах 5-15 градусов:

· высоту среднего ряда клавиш не более 30 мм.

· расположение часто используемых клавиш в центре, внизу и справа, редко используемых - вверху и слева;

· выделение цветом, размером, формой и местом расположения функциональных групп клавиш;

· минимальный размер клавиш 13 мм, оптимальный - 15 мм;

· клавиши с углублением в центре и шагом 19 плюс-минус 1 мм;

· расстояние между клавишами не менее 3 мм;

· одинаковый ход для всех клавиш с минимальным сопротивлением нажатию 0.25 Н и максимальным - не более 1.5 Н;

· звуковую обратную связь от включения клавиш с регулировкой уровня звукового сигнала и возможности ее отключения.

Для соблюдения требований были предприняты меры. Заменены мониторы без гигиенических сертификатов, при покупки учитывалась окраска корпуса, наличие ручек регулировки яркости и контрастности.

4.4 Режим труда

При работе с персональным компьютером очень важную роль играет соблюдение правильного режима труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в пояснице, в области шеи и руках [16].

В таблице 4.4.1 представлены сведения о регламентированных перерывах, которые необходимо делать при работе на компьютере, в зависимости от продолжительности рабочей смены, видов и категорий трудовой деятельности с ВДТ (видеодисплейный терминал) и ПЭВМ (в соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ»).

Таблица 4.4.1

Время регламентированных перерывов при работе на компьютере

Категория работы с ВДТ или ПЭВМ	Уровень нагрузки за рабочую смену при видах работы с ВДТ	Суммарное время регламентированных перерывов, мин
	Группа А, количество знаков	Группа Б, количество знаков	Группа В, часов	При 8-часовой смене	При 12-часовой смене
I	до 20060	до 15000	до 2,0	30	70
II	до 40000	до 30000	до 4,0	50	90
III	до 60000	до 40000	до 6,0	70	120

Примечание. Время перерывов дано при соблюдении указанных Санитарных правил и норм. При несоответствии фактических условий труда требованиям Санитарных правил и норм время регламентированных перерывов следует увеличить на 30%.

В соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 все виды трудовой деятельности, связанные с использованием компьютера, разделяются на три группы:

группа А: работа по считыванию информации с экрана ВДТ или ПЭВМ с предварительным запросом;

группа Б: работа по вводу информации;

группа В: творческая работа в режиме диалога с ЭВМ.

При использовании разработанного проекта труд пользователя будет соответствовать группе В указанной выше таблицы. Следует отметить, что эффективность перерывов повышается при сочетании с производственной гимнастикой или организации специального помещения для отдыха персонала с удобной мягкой мебелью, аквариумом, зеленой зоной и т.п.

4.5 Требования по пожарной безопасности

Помещения офисно-административного назначения можно отнести к категории Д по классификации, определенной в НПБ 105-03.

Согласно ППБ 01-03 при эксплуатации данных помещений должны быть выполнены следующие требования:

1) Должна быть организована система пожарной безопасности, направленная на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара, в том числе их вторичных проявлений. Требуемый уровень обеспечения пожарной безопасности людей с помощью указанной системы должен быть обеспечен выполнением требований нормативных документов по пожарной безопасности или обоснован и составлять не менее 0,999999 предотвращения воздействия опасных факторов в год в расчете на каждого человека, а допустимый уровень пожарной опасности для людей быть не более 10^-6 воздействия опасных факторов пожара, превышающих предельно допустимые значения, в год в расчете на одного человека. Обоснования выполняются по утвержденным в установленном порядке методикам.

2) Все сотрудники должны допускаться к работе только после прохождения противопожарного инструктажа, а при изменении специфики работы проходить дополнительное обучение по предупреждению и тушению возможных пожаров в порядке, установленном руководителем.

3) Во всех помещениях на видных местах должны быть вывешены таблички с указанием номера телефона вызова пожарной охраны.

4) Должны быть определены и оборудованы места для курения.

5) Регламентированы:

- порядок осмотра и закрытия помещений после окончания работы;

- действия работников при обнаружении пожара.

6) Определен порядок и сроки прохождения противопожарного инструктажа и занятий по пожарно-техническому минимуму, а также назначены ответственные за их проведение.

7) В случае обнаружения пожара сотрудники обязаны сообщить о нем в подразделение пожарной охраны и принять возможные меры к спасению людей, имущества и ликвидации пожара.

8) В местах пересечения противопожарных стен, перекрытий и ограждающих конструкций различными инженерными и технологическими коммуникациями образовавшиеся отверстия и зазоры должны быть заделаны строительным раствором или другими негорючими материалами, обеспечивающими требуемый предел огнестойкости и дымогазонепроницаемость.

9) Должны быть разработаны и на видных местах вывешены планы (схемы) эвакуации людей в случае пожара, а также предусмотрена система (установка) оповещения людей о пожаре.

В зданиях с массовым пребыванием людей (50 и более человек) в дополнение к схематическому плану эвакуации людей при пожаре должна быть разработана инструкция, определяющая действия персонала по обеспечению безопасной и быстрой эвакуации людей, по которой не реже одного раза в полугодие должны проводиться практические тренировки всех задействованных для эвакуации работников.

Двери на путях эвакуации должны открываться свободно и по направлению выхода из здания, за исключением дверей, открывание которых не нормируется требованиями нормативных документов по пожарной безопасности.