41
Для решения поставленной задачи проектирования ИС была выбрана
технология прототипного проектирования, в силу своих следующих
особенностей [16]:
• Отсутствует необходимость в большой группе разработчиков;
• Технология позволяет оперативно модифицировать интерфейсные
элементы (формы ввода сообщений, меню, выходные документы, структуру
диалога, состав реализуемых функций) в зависимости от скорректированных
требований;
• Система-прототип служит спецификацией для дальнейшей
разработки базы данных, что позволяет на ранних этапах выявить возможные
ошибки проектирования и определить параметры будущей системы.
Технология прототипного проектирования позволяет получить готовое
приложение высокого качества быстро при минимальных затратах на его
разработку. В процессе работы с системой-прототипом пользователь осознает
возможности будущей системы и определяет наиболее удобный для него режим
обработки данных, что значительно повышает качество создаваемых систем.
Осуществляются проверка принципиальных проектных решений по составу и
структуре системы и оценка основных ее эксплуатационных характеристик.
1.4 Обоснование проектных решений
1.4.1 Обоснование проектных решений по информационному
обеспечению
Информационное обеспечение - совокупность данных, представленных в
определенной форме для компьютерной обработки. Организационное и
методическое обеспечение представляют собой комплекс мероприятий,
направленных на функционирование компьютера и программного обеспечения
для получения искомого результата [9].
В рассматриваемом случае к информационному обеспечению задачи
будут относиться входные и результатные документы, классификаторы, а также
перечень экранных форм, предназначенных для реализации диалога
пользователя и системы.
42
Разрабатываемая система должна содержать в себе следующие модули:
- модуль авторизации;
- модуль работы со справочниками;
- модуль ввода данных;
- модуль получения отчетов;
- модуль поиска.
В модуле авторизации должны быть реализованы следующие функции:
• Доступ пользователя к главной странице системы после
корректного ввода пароля и логина;
• Вывод сообщения об ошибке ввода пароля и логина с
предложением повторить ввод.
В данном модуле должны быть реализованы следующие функции:
• Ввод данных в справочники;
• Проверка вводимых данных на корректность по типам;
• Вывод в виде экранной формы состава справочника;
• Редактирование состава справочника.
В модуле ввода данных должны быть реализованы следующие функции:
• Возможность ввода данных с помощью экранной формы;
• Проверка вводимых данных на их корректность.
В модуле получения отчетов должны быть реализованы следующие
функции:
• Возможность получения отчета в соответствии с заданными
параметрами:
• Формирование необходимых аналитических отчетов
В модуле поиска должна присутствовать функция, позволяющая
осуществлять поиск по справочникам, существующим в системе.
Информационное обеспечение (ИО) подсистемы состоит из
информационной модели работы персонала компании. Обычно выделяют
внемашинное и внутримашинное обеспечение [10].
ИО состоит из: системы определения и кодирования; системы обобщения
документации, применяемой в ИО, информационную базу, т.е. данные из всех
массивов данных.
43
Внемашинное обеспечение включает в себя совокупность данных,
главную часть которых составляют документы. Можно различать первичные
(входные) документы, а также вторичные (выходные) документы.
Внутримашинное ИО определяет представление данных на физических
носителях в виде специальных массивов (файлов), БД и их информационных
связей. Внутримашинное ИО подсистемы использует информационную среду,
направленную на реализацию сотрудниками своих должностных обязанностей.
Эта область выражается набором объектов, их свойств и взаимосвязей. Для
каждого отдельного объекта определяется набор его характеристик и свойств.
Обычно к ИО предъявляют ряд требований, а именно [10]:
• ИО должно быть полноценным и адекватным для поддержки всех
описываемых функций;
• При кодировке данных важно применять подтвержденные ID;
• в процессе кодировки входной или выходной информации, применяемой
на высшем уровне управления, важно использовать лишь классификаторы
данного уровня;
• ИО обязано быть на 100% совместимо с создаваемой системой;
• Все формы документов должны сочетаться с корпоративными
стандартами и определенной системы документации;
• Структура визуальных форм и всех документов должна полностью
соответствовать описанию каждого рабочего места сотрудника;
• Применяемые сокращения, графики и сообщения должны быть приняты
в обществе и рассматриваемой предметной области, а также утверждены с
заказчиком.
• в ИС важно предусмотреть механизмы проверки входной и выходной
информации, обновления данных в массивах данных, отслеживания целостности
БД, защиты НСД.
Основу ИО включает база информации, поддерживающая ее хранение и
обработку. Состав этой базы отражается параметрами системы и услугами, ею
предоставляемыми для своих пользователей, а также реализацией
взаимодействия контроля оплаты с другими АИС. Структура базы информации
должна поддерживать возможность увеличения функций системы, не
44
требующих корректировки структуры обрабатываемых данных, без переделки
самой БД.
Сама база информации может состоять из:
• Справочников, которые ведутся методом работы с программой самим
персоналом системы, который с ней работает;
• Подстроенных таблиц для работы системы в требуемых условиях,
исходная загрузка которых реализована вместе с инсталляцией системы, и
данные, в которых может изменятся админом системы;
• Таблиц сохраненной и текущей информации, доступ к которым
реализуется на основе ПО системы с указанными правами пользователей.
Обмен данными между комплексами задач, включёнными в состав
системы, а также остальными системами реализуется в рамках функций,
включенных в систему.
Учитывая все преимущества реляционных моделей данных для
представления информации, обрабатываемой при решении задачи целесообразно
использовать реляционную модель БД.
1.4.2 Обоснование проектных решений по программному
обеспечению
Программное обеспечение системы должно быть достаточным для
выполнения реализуемых функций системы, а также иметь средства
организации требуемых процессов обработки данных, позволяющих
своевременно выполнять необходимые функции во всех режимах
функционирования системы [18].
В современных условиях проектирования и разработки информационных
систем существует проблема выбора языка программирования, на котором будет
реализован будущий проект. Проблема выбора языка и системы
программирования весьма актуальна в начале реализации проекта. Правильный
выбор позволит относительно быстро создать качественный программный
продукт [3].
Существуют многочисленные методики сравнительного анализа языков
программирования, которые основаны на выяснении наличия (отсутствия) неких
45
функциональных возможностей языков с целью оценки их качества [4]. Как
правило, анализируются средства описания данных, управляющие конструкции,
основной синтаксический состав, средства описания определяемых
пользователем данных. Позиции, по которым производится сравнение языков,
включают выявление поддерживаемых языками парадигм программирования
(императивная, мультипарадигма, процедурная, структурная, объектно-
ориентированная) [5].
Следует отметить, что одним из значимых критериев выбора языка
разработки приложений является ориентация на область применения. Языки на
стадии разработки были изначально ориентированы на обеспечение
определенного круга задач. Кобол, например, был рассчитан на экономическую
сферу, фортран — на решение математических и инженерных задач, паскаль
вовсе был задуман как учебный язык для апробации приемов структурного
программирования [6].
Таким образом, при выборе языка программирования необходимо
учитывать следующие факторы:
– предметная область использования программного обеспечения;
– качественные характеристики языка программирования и
требования к среде разработки;
– необходимость доступа разработчика к аппаратным средствам
(низкоуровневый доступ);
– поддерживаемые парадигмы программирования;
– соответствие параметров интегрированной среды современным
требованиям.
В основу методики определения языка программирования и среды
разработки проектов для вычислительной практики бакалавров положены
следующие положения:
– современный язык, имеющий перспективы дальнейшего развития и
технической поддержки;
– поддержка как минимум процедурной и объектно-ориентированной
парадигм программирования;
46
– современная среда разработки, интегрированная с другими
средствами в рамках единой платформы
– возможность использования высокоуровневого и низкоуровневого
инструментария.
Для успешной реализации учебной цели необходимы знания по
технологии разработки и применяемым инструментам, по языку
программирования, адекватному применяемым технологиям, по среде
разработки, фактически расширяющей возможности языка, и по образцам
разработки [7].
В настоящее время для разработки программного обеспечения используют
различные языки программирования, разнообразие которых весьма
существенно. В зависимости от функционального назначения разрабатываемых
приложений и особенностей технических устройств ввода и вывода информации
выбирается конкретная система программирования с использованием наиболее
оптимального языка [8].
В подготовке специалистов в области информационных технологий одним
из основополагающих элементов обучения является изучение основ
программирования на одном или нескольких языках высокого уровня. На
текущем этапе развития информационных технологий ИТ-компаниям требуются
специалисты, обладающие знаниями и навыками в использовании объектно-
ориентированных технологий разработки программного обеспечения. Известно,
что по структуре описания алгоритма все языки высокого уровня очень похожи,
но не все из них объектно-ориентированы [12]. На текущий момент времени к
объектно-ориентированным языкам можно отнести C++, Delphi, Java, C#.
Необходимо отметить, что все указанные языки максимально поддерживают
основные принципы объектно-ориентированного программирования, а именно
[13]:
– инкапсуляцию;
– наследование;
– полиморфизм.
Все инструментальные средства разработки программ на основе объектно-
ориентированных языков поддерживают разработку приложений с
47
использованием элементов визуального программирования. C помощью этих
средств легко и быстро можно создать приложение для операционной системы
Windows, в котором присутствуют все присущие графическому
пользовательскому интерфейсу элементы: окна, меню, кнопки, поля ввода и т.д.
Все эти элементы представляют собой строительные блоки программы —
компоненты — объекты, имеющие визуальное представление на стадии
проектирования и во время работы. Достаточно просты и очень похожи для всех
языков средства описания простых типов данных, реализации алгоритмов
ветвления и циклов.
Язык C++ был создан в начале 80-х гг. XX в. Ранние версии языка,
известные под именем "C с классами", начали появляться с 1980 г. В начале в
язык C были добавлены классы (с инкапсуляцией), производные классы, строгая
проверка типов, inline-функции и аргументы по умолчанию [15].
В 1983 г. произошло переименование языка из C с классами в C++. В него
были добавлены новые возможности, такие как виртуальные функции,
перегрузка функций и операторов, ссылки, константы, пользовательский
контроль над управлением свободной памятью, улучшенная проверка типов и
новый стиль комментариев. Первый коммерческий выпуск языка состоялся в
октябре 1985 г., а также вышло первое издание "Язык программирования C++",
обеспечивающее первое описание этого языка, что было чрезвычайно важно из-
за отсутствия официального стандарта. В 1989 г. состоялся выход C++ версии
2.0. Его новые возможности включали множественное наследование,
абстрактные классы, статические функции-члены, функции-константы и
защищенные члены [16].
Язык Java успешно используется во множестве стационарных и
мобильных устройств по всему миру. Мультиплатформенность, простота и
эффективность позволяют Java успешно конкурировать с C++.
Разработка Java началась в 1991 г. в компании Sun Microsystems (ныне
входящей в состав корпорации Oracle). Целью разработки проекта было
создание нового языка программирования для использования в современной
бытовой технике [14].
48
Первый официальный релиз Java состоялся 27 мая 1995 г. Одной из
первых компаний, добавивших в свои веб-браузеры поддержку Java, была
Netscape Communications Corporation [17].
Комплект разработки на языке Java — JDK 1.0 — появился в сети 23
января 1996 г. Первой стабильной версией был JDK 1.0.2., а 19 февраля 1997 г.
увидел свет JDK 1.1. В новой версии появились внутренние классы, была
переработана библиотека AWT, классы JavaBeans. Появился механизм
соединения с СУБД JDBC, интерфейс удаленных методов RMI, добавилась
блокировка модификации кода во время исполнения [7].
8 декабря 1998 г. под кодовым именем Playground появилась новая
редакция Java — J2SE 1.2, ознаменовывавший второе поколение языка Java.
Появилась поддержка Swing, файлов Policy, коллекций, библиотека
Accessability, поддержка технологии drag-and-drop, воспроизведения звуковых
файлов, полная поддержка юникода, поддержка CORBA. В пакет разработки
включен усовершенствованный компилятор JIT. В 2000 г. появилась версия J2SE
1.3 под кодовым именем Kestrel, а 6 февраля 2002 г. вышла версия J2SE 1.4 под
кодовым именем Merlin. Обе версии отличались от предыдущих
незначительными изменениями в функциональности. В 2004 г. вышел пакет
J2SE 5.0 с кодовым названием Tiger, отличившийся большим набором
нововведений и доработок. Появились перечислимые типы (enum) с
расширенными возможностями. Появились аннотации и добавлен
инструментарий для их использования. Были добавлены средства обобщенного
программирования, методы с неопределенным числом параметров, появился
импорт статических переменных, введен цикл по коллекции объектов. Версия
Java SE 6 включала незначительные изменения и доработки [18].
Язык Delphi — результат развития языка Турбо Паскаль, который, в свою
очередь, развился из языка Паскаль. Паскаль был полностью процедурным
языком, Турбо Паскаль, начиная с версии 5.5, добавил в Паскаль объектно-
ориентированные свойства, а Delphi — объектно-ориентированный язык
программирования с возможностью доступа к метаданным классов (т. е. к
описанию классов и их членов) в компилируемом коде, также называемом
интроспекцией [19]. Так как все классы наследуют функции базового класса
49
TObject, то любой указатель на объект можно преобразовать к нему, после чего
воспользоваться методом ClassType и функцией Typelnfo, которые и обеспечат
интроспекцию. Также отличительным свойством Delphi от C++ является
отсутствие возможности располагать объекты в стеке — все объекты попадают в
динамически выделяемую область [14].
C# и Delphi также имеют некоторое сходство в синтаксисе. И в C#, и в
Delphi конец оператора обозначается точкой с запятой. В обоих языках для
комментариев используются символы //. Комментарий — это текст в программе,
который не будет выполняться процессором. Теперь рассмотрим общую
структуру программы на C# и Delphi. Программа на C# начинается с глобальной
области видимости. Далее идет строка Main(). После этой строки нужно
поставить две круглые скобки (открывающую и закрывающую), код программы
должен находиться внутри этих скобок.
Имеются некоторые синтаксические отличительные признаки. Программа
на Delphi начинается с ключевого слова program, после которого пишется имя
программы. Далее идет список разделов. Код программы должен находиться
между ключевыми словами begin и end. Код в C# находится между круглыми
скобками, а в Pascal — между словами begin и end [20].
И C#, и Delphi — строго типизированные языки. Это значит, что в этих
языках программирования для хранения разных данных используются разные
типы переменных [14]. В C# переменные можно объявлять в любом месте
программы, использовать их можно также в любом месте. Для создания
переменной в C# нужно написать тип и имя переменной. Для создания
переменной в Delphi необходимо, чтобы ее объявление находилось в разделе var.
Ветвления и циклы — основные управляющие конструкции — на Delphi и C#
практически не имеют отличий [21].
C точки зрения описания структурированных типов данных (массивов)
для каждого языка присущи некоторые особенности. В языке Delphi объявление
массивов и их обработка несколько сложна для понимания, так как объявление и
инициализация массивов осуществляется в специальном разделе программы —
разделе описания переменных var, что требует дополнительных усилий для
изменения размеров структур статического и динамического типа. В языках
50
семейства C (C++, C# и Java) эта процедура значительно проще с точки зрения
реализации и точки зрения понимания исходного кода языка [22].
Для формирования массивов объектов собственных классов (классов,
создаваемых разработчиком программы), динамических массивов объектов,
обеспечения хранения объектов различных типов (классов), безусловно,
наиболее простым для понимания кода реализации алгоритма является языки C#
и Java. Эти языки позволяют формировать несколько вариантов коллекций,
которые объявляются и инициализируются одной строкой исходного кода. В
языках C++ и Delphi процедура формирования коллекций объектов различного
типа более сложна по затратам текста исходного кода, а, следовательно, более
трудна для понимания [23].
В Delphi классы (объекты) могут располагаться только в динамической
памяти, а в C++ в любой памяти (статическая, стек, динамическая). Это
добавляет безопасности программам, написанным на Delphi.
Проведенный анализ показал, что с точки зрения разработки проектов
программных систем на языках объектно-ориентированного программирования
имеет смысл отдать предпочтение языку Delphi, так как этот язык вобрал в себя
все достижения и новинки языков C, C#, Java.
Отдельным этапам становится выбор подходящей СУБД,
поддерживающей в полной мере нужный функционал. Как программный
продукт, СУБД должна отвечать не только текущим, но последующим
потребностям. При ее выборе важно обращать внимание на финансовые затраты
на получение самой системы, дополнительного оборудования, создание ПО на
основе этой системы, проведение тренингов для персонала. Также важно брать
во внимание специфику самих БД, представляющих собой библиографические
записи, сведения о пользователях (клиентах, сотрудниках). Параметры выбора
СУБД могут быть различны в зависимости от целей, которые ставятся заранее.
Есть несколько групп критериев, которые необходимо рассматривать ниже с
учетом специфики их использования для ПО компании [24].
Моделирование данных. 1. Применяемая модель данных. Выбор одной из
представленных моделей решается на исходном этапе проектирования. При
использовании БД для хранения информации ИС, часто берется реляционная