48
1.4.1 Обоснование проектных решений по информационному
обеспечению
Информационное обеспечение АИС подразумевает под собой комплекс баз
данных и файлов ОС, лексической и форматной базы, а также отдельных
языковых средств, которые созданы для ввода, поиска, обработки и
представления данных в той форме, которая необходимо для потребителя.
ИО обычно включает в себя массивы форматированных или неформатированных
документов, кодификаторы, классификаторы, словари, всю нормативную базу для
того, чтобы реализовать решение по объемам, размещению и методике
существования данных в АИС, а также набор средств и правил для перевода
естественного языка, который используется при общении пользователей и
персонала АС с комплексом автоматизированных средств.
Сегодня ИО рассматриваются как сочетание информационного и
лингвистического обеспечения. При этом само информационное обеспечение
включает файлы ОС и БД, а лингвистическое обеспечение содержит форматную
базу, языковые средства и лексику.
Математическое обеспечение рассматривается как комплекс математических
методов и моделей, которые применяются в АС (ГОСТ 24.03-90).
Функции системы определяются как совокупность действий, которые нужны для
достижения определенной частной цели. Все функции АИС можно разделить на
информационные, управляющие и вспомогательные.
Информационные функции позволяют осуществлять сбор, обработку и
представление данных о состоянии автоматизируемого объекта для сотрудников,
либо же передает данные для последующей обработки. Под этим стоит понимать
изменённые параметров, контроль, расчет параметров, формирование и
представление их для ответственного персонал или системы, а также оценка и
прогноз деятельности для всей АС и ее подсистем.
Управляющие функции сами могут вырабатывать и реализовывать управляющее
воздействие на объекты управления. К ним можно отнести логическое
воздействие, программное и адаптивное управление, регулирование параметров.
49
Если функция реализована в автоматизированном виде, то имеются следующие
режимы работы:
• Диалог – персонал сам выбирает параметры из предложенных
рекомендаций по управлению объектом с помощью ПО и КТС;
• Советчик – персонал имеет возможность принимать решения о внедрении
рекомендаций, которые предлагает системы;
• Ручной режим – персонал оценивает обстановку на основе показаний
приборов и другой измерительной аппаратуры.
Все подсистемы функциональной части ИС реализуются в соответствии с
выбранными управляющими и информационными функциями.
Подсистема сбора данных реализует снятие информации по каналам связи
разными способами – от ручного до полностью автоматизированного.
Оператор выполняет лишь первичный сбор и распределение данных. Вся
собранная информация анализируется на предмет выявления сущностей, которые
могут служить шаблонами для таблиц БД. Далее все данные переходят в системы
управления, хранения и обработки информации.
Эта подсистема делает предмашинную подготовку данных и вводит их в базу
данных, которая определена как информационная модель предметной области.
Оператор при содействии администратора БД по заранее обговоренным правилам
заполняют всю базу данных подготовленной информацией. Также тут
проверяется достоверность и непротиворечивость представленной информации, и
происходит обработка, редактирование, сохранение и накопление всех данных, а
также восстановление утерянных. Основа этой подсистемы – информационный
фонд (БД), которая управляется системой управления базами данных (СУБД).
Сама база данных определяется как именованная совокупность разделенных и
структурированных данных, которая позволяет отображать состояние объектов и
их отношения в отдельной предметной области.
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.
Разрабатываемая система должна содержать в себе следующие модули:
50
- 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.
Основу информационного обеспечения составляет информационная база,
обеспечивающая хранение и обработку данных. Состав информационной базы
определяется функциями системы и услугами, которые она предоставляет своим
пользователям, а также обеспечением взаимодействия системы учета платежей с
51
другими автоматизированными системами. Структура информационной базы
данных должна обеспечивать возможность расширения функций системы, не
требующих изменения структуры обрабатываемых данных, без реорганизации
базы данных.
Информационная база данных должна состоять:
справочников, ведение которых осуществляется посредством
программного обеспечения системы сотрудниками, эксплуатирующими систему;
настроечных таблиц для работы системы в конкретных условиях,
начальная загрузка которых осуществляется вместе с установкой системы, и
информация в которых может корректироваться администратором системы;
таблиц текущей и хранимой информации, доступ к которым
осуществляется только посредством программного обеспечения системы с
установленными правами пользователей.
Обмен информацией между комплексами задач, входящими в состав системы, а
также другими системами должен осуществляться в соответствии с функциями,
возложенными на систему.
1.4.2 Обоснование проектных решений по программному обеспечению
Программное обеспечение является совокупностью программ для выполнения
конкретных целей и задач автоматизированной системы.
Обычно ПО можно разделить на два вида: общее (ОС, операционные оболочки,
компиляторы, интерпретаторы, программные среды, СУБД, сетевое ПО и т.п.) и
специальное (совокупность прикладных программ, которые используются для
конкретных задач в рамках функциональной подсистем, а также контрольные
примеры).
Для работы и использования программы нужна ОС. ОС реализуют управление
работой персональных компьютеров, всеми их ресурсами, запускают и
останавливают выполнение различных прикладных программ, реализуют другие
вспомогательные действия по запросу пользователя. Все ОС делятся на
52
однопользовательские, многопользовательские и сетевые. К факторам, которые
влияют на выбор ОС, можно отнести:
• Максимальное число поддерживаемых программных продуктов;
• Требования к аппаратным средствам;
• Быстродействие;
• Наличие справочной информации для пользователя;
• Требования к поддержке сетевых технологий;
• Наличие удобного интерфейса и простота управления.
В настоящее время наиболее распространены следующие ОС:
Windows 7,
Windows Vista,
Linux Ubuntu
Apple Mac OS X.
Сравнение ОС наиболее логично проводить по следующим критериям:
Интерфейс
Безопасность
Программное обеспечение
Цена и производительность
Установленная на компьютерах пользователей операционная система Windows
XP является уже устаревшей, а Windows Vista отличается от нее только в худшую
сторону.
Сильной стороной Мас OS является практическое отсутствие вирусов для
Мacintosh. Минус – это то, что Mac OS устанавливается только на компьютеры
Мacintosh производства фирмы Apple.
Большинство дистрибутивов Linux являются бесплатными, их можно свободно и
бесплатно использовать. На основе программного кода как самой Linux, так и
входящих в неё программ и на их основе создавать свои продукты. Поставляется
со стандартным набором прикладного ПО. В Linux пользователь может выбрать
53
тот дистрибутив, который больше подходит для решения его задач, а затем ещё и
оптимизировать систему «под себя». Существование графического интерфейса
освобождает от необходимости править конфигурационные файлы в неудобном
виде. Положение дел с безопасностью в Linux в общем очень похоже на Mac OS
X. Она находятся на очень высоком уровне в обеих системах и значительно
опережают Windows.
Результатом политики GPL явилось то, что сейчас имеется более тысячи разных
дистрибутивов Linux. Не все из них достойны внимания, пользователю трудно
разобраться в таком множестве версий и выбрать то, что нужно. Кроме того,
бесплатность подразумевает практически полное отсутствие технической
поддержки пользователей. Другой минус – не такая уж и бесплатная получается
система, ведь нужно либо купить с ней диск, что тоже деньги, либо скачивать.
Основная особенность Windows - ее массовое распространение. Связано это с тем,
что это операционная система, созданная для пользователей, она не заставляет
пользователя подстраиваться под систему, она подстраивается под его
потребности. Это самая распространенная в мире операционная система,
несмотря на то, что по общественному мнению она самая нестабильная и
ненадежная.
Наиболее правильным в данной ситуации является выбор операционной системы
Windows 7 по следующим причинам:
Знакомый пользователям интерфейс;
Отсутствие необходимости переобучения;
Легкость администрирования;
Меньшая стоимость, чем у ОС компании Apple;
Наличие всех необходимых функций.
В мире существует множество систем управления базами данных. Несмотря на то,
что они могут по-разному работать с различными объектами и предоставляют
пользователю различные функции и средства, большинство СУБД опираются на
единый устоявшийся комплекс основных функций.
Рассмотрим, сравним и выберем СУБД из следующих: Paradox, InterBase и Mysql.
54
Paradox был разработан компанией Ansa Software, и первая его версия увидела
свет в 1985 году. Этот продукт был впоследствии приобретен компанией Borland.
С июля 1996 года он принадлежит компании Corel и является составной частью
Corel Office Professional.
В конце 80-х – начале 90-х годов Paradox, принадлежавший тогда компании
Borland International, был весьма популярной СУБД, в том числе и в нашей стране,
где он одно время занимал устойчивые позиции на рынке средств разработки
приложений с базами данных.
Данный тип баз данных применяется в основном для разработки приложений
локальных баз данных. Применение баз данных в сети предполагает такой же
доступ, как и для локальных приложений.
Данный тип баз данных не поддерживает систему пользователей. Все
пользователи изначально имеют одинаковые права на доступ к данным.
Разделение прав доступа возможно только средствами разработанного
приложения.
Принцип хранения данных в Paradox – каждая таблица хранится в своем файле
(расширение *.db), MEMO- и BLOB-поля хранятся в отдельном файле
(расширение *.md), как и индексы (расширение *.рх).
Формат данных Paradox не является открытым, поэтому для доступа к данным
этого формата требуются специальные библиотеки. Отметим, что отсутствие
“открытости” формата данных имеет и свои достоинства. Так как в этой ситуации
доступ к данным осуществляется только с помощью “знающих” этот формат
библиотек, простое редактирование подобных данных существенно затруднено.
В этом случае возможны такие недоступные при использовании “открытых”
форматов данных сервисы, как защита таблиц и отдельных полей паролем,
хранение некоторых правил ссылочной целостности в самих таблицах – все эти
сервисы предоставляются Paradox, начиная с первых версий этой СУБД.
Ранние версии Paradox обычно предоставляли разработчикам баз данных
существенно более расширенные возможности, такие как использование деловой
графики в DOS-приложениях, обновление данных в приложениях при
55
многопользовательской работе, визуальные средства построения запросов, на
основе интерфейса QBE - Query by Example (запрос по образцу), средства
статистического анализа данных, а также средства визуального построения
интерфейсов пользовательских приложений с автоматической генерацией кода на
языке программирования PAL (Paradox Application Language).
Отметим, однако, что популярность этого продукта как средства разработки в
последнее время несколько снизилась, хотя в мире эксплуатируется еще немало
информационных систем, созданных с его помощью.
InterBase 7 SQL Server был создан, разрабатывался и продавался фирмой InterBase
Software Corporation (ISC). Сотрудник DhC James Starkey, разработавший DSRI
для Rdb, хотел расширить возможности Rdb, но его предложения были
отвергнуты DEC. Поэтому он создал собственную компанию, разработавшую
собственную RDBMS, первоначальное название которой было Groton Database
System (GDS).
Во время существования ISC дистрибуцией IB (под названием StarBase)
занималась фирма Cognos Inc, и до настоящего времени являющаяся одной из
основных фирм, оказывающей технические консультации и сопровождение по
InterBase. Впоследствии фирма ISC была приобретена компанией Ashton-Tate (в
этот момент James Starkey ушел в Harbor Software), и перешла в Borland при
приобретении последним Ashton-Tate.
При создании и развитии InterBase SQL Server было использовано большое
количество нетрадиционных решений и новых технологий: UDF – определяемые
пользователем функции. Расширяемость SQL-сервера не за счет увеличения
количества нестандартных встроенных функций, или реализации сложного
встроенного языка программирования, а при помощи внешних модулей,
создаваемых на компилируемых языках.
SQL-сервер IB Database построен на архитектуре множественных поколений
записей (Multi-Generational Architecture – MGA). Эта архитектура использует
уникальный версионирующий механизм, который обладает высокой
производительностью при обработке коротких транзакций и транзакций принятия
решений. Традиционно серверы баз данных поддерживают модель On-Line
56
Transaction Processing (OL TP), характеризующуюся большим количеством
коротких, одиночных транзакций. В то время как IB Database поддерживает такой
режим, дополнительно поддерживаются длительные транзакции поддержки
принятия решений.
Механизм версионирования позволяет транзакциям избавиться от лишних
блокировок используемых данных, и используемый принцип чтение данных не
приводит к блокировке их изменения. В отличие от других баз данных, не
блокирующие транзакции IB Database не требуют дополнительного
программирования, чтобы обеспечить постоянный, воспроизводимый результат
для каждого запроса. Таким образом, механизм версионирования позволяет
сосуществовать коротким и длинным транзакциям и обеспечивает максимальную
производительность для обоих.
MySQL – это реляционная СУБД. Создание и поддержка MySQL реализована
корпорацией Oracle, получившей права на торговую марку совместно с Sun
Microsystems, купившей ранее шведскую компанию MySQL AB. Возможности
MySQL могут быть расширены по желанию пользователей, чтo поддерживается
за счет настройки механизма репликации.
В трудах А.А. Аббакумова, А.И. Егуновой, В.М. Таланова говорится, что гибкость
СУБД MySQL основана на поддержке мнoжества типов таблиц: пользователи
сами выбирают таблицы типа MyISAM, поддерживающие полнотекстовый поиск,
а также таблицы типа InnoDB, поддерживающие операции oтдельных записей.
Также в поставку СУБД MySQL включается специализированный тип таблиц
EXAMPLE, позволяющий реализовывать новые типы таблиц.
СУБД MySQL была перенесена на многие другие платформы: Linux, Mac OS X,
FreeBSD, NetBSD, ОС Windows. Существует есть порт MySQL к OpenVMS.
Важно отметить, что на официальном сайте СУБД MySQL в свободном доступе
предоставлены не только исходные коды, но и улучшенные и откомпилированные
под нужную ОС модули MySQL.
К главным характеристикам СУБД MySQL относят: внутренние параметры и
переносимость; защищенность; расширяемость и ограничения.
57
Внутренние параметры и переносимость определяются:
• Наличием функциональных дисковых таблиц на основе В-деревьев с
сжатием индекса;
• Наличием хеш-таблиц в памяти, применяемых в качестве временных
таблиц;
• Применением SQL-функций при помощи оптимизированных библиотек
классов, поддерживающих высокую скорость обработки данных.
Защищенность MySQL гарантируется наличием системы, основанной на паролях
и ролях, за счет чего поддерживается гибкость и безопасность, и с доступностью
прохождения защиты с удаленного компьютера. Пароли хорошо защищены, т.к.
при передаче по сети и при соединении с сервером все данные шифруются.
Расширяемость и ограничения помогают при управлении большими БД. В
компании MySQL AB применяется СУБД MySQL для работы с распределенными
БД, содержащими 50 миллионов записей, а также есть пользователи,
использующие MySQL для взаимодействия с 60000 таблицами, состоящими из
5000000000 строк.
Из всего вышеперечисленного и учитывая анализ СУБД методом экспертного
оценивания, оптимальным средством проектирования базы данных выбрано
MySQL. Данная СУБД удовлетворяет всем потребностям проектирования
физической модели данных, поэтому выбираем эту базу данных.
Для создания программ под Windows существует огромное количество
интегрированных сред разработки. К таковым можно отнести: Visual Basic, Visual
С+ +, Delphi, С+ + Builder.
С появлением средств быстрой разработки приложений (RAD – rapid application
development) появилась возможность программировать с помощью готовых
компонентов и шаблонов. Сравним Delphi и C++Builder, выберем среду
программирования для автоматизированной системы.
Система визуального программирования Delphi, разработана компанией Borland
International на базе языка Object Pascal. Объектно-ориентированный подход к