47
Сейчас реляционная модель данных становится базовой при построении
БД. Это получилось из-за того, что организация хранения данных в виде таблиц
логична для пользователя. Эта особенность приводит к множеству реляционных
СУБД. Их параметры значительно разнятся. Подбор самой адекватной СУБД стал
сложной задачей.
Опишем самые распространенные СУБД.
1. Oracle Database
Объектно-реляционная СУБД. Самая первая версия стала коммерческой
СУБД, поддерживающей SQL-язык. Сейчас доступно 6 версий СУБД:
Enterprise Edition: Полноценная версия без ограничений. Эта
корпоративная редакция продукта нужна для крупных предприятий.
Пользователям даются опции, которые помогают архитектурно и функционально
оптимизировать сервер;
Standard Edition: Есть ограничение по числу процессорных разъемов (не
более 4-х). Редакция нужна для применения в компании среднего размера или в
отделе крупной компании;
Standard Edition One: Есть ограничение по числу процессорных разъемов
(не более 2-х). Также нет поддержки кластеризации;
Personal Edition: Версия рассчитана на однопользовательский режим;
Lite: Версия используется в мобильных и встраиваемых устройствах.
Также часто применяемся в малый предприятиях;
Express Edition (XE): Доступная СУБД. Используется 1 процессор, есть
ограничения по объему ОЗУ (1 Гб) и объему БД (11 Гб) [13. стр. 41].
Все эти 6 версий СУБД имеют идентичный исходный код и аналогичный
функционал, исключая отдельные узконаправленные методики конкретных
версий. Главная задача стандартной, персональной и мобильной версий –
понижение стоимости владения, легкость использования ПО.
Oracle Database считается кроссплатформенным ПО. Это реализовано
благодаря тому, что около 80 % программного кода написано на языке Си. А ядро
сервера, которое имеет остальные 20 % кода, переделывается под необходимую
платформу, поскольку создано на машинно-зависимых языках [14 стр. 53].
48
2. Microsoft Access
Реляционная СУБД, созданная Microsoft. Имеет встроенный Visual Basic for
Applications (VBA), позволяющий создавать приложения в Access для работы с
БД. Понимо VBA в приложении применяется язык структурированных запросов
SQL и макрокоманды [15. стр. 21].
MS Access считается файл-серверным СУБД, что уменьшает круг её
использования. В роли движка Бд стоит Access Database Engine или Microsoft Jet
4.0 в зависимости от ревизии СУБД [1. стр. 43]. MS Access может совмещаться с
внешними СУБД клиент-серверной архитектуры, например, с MySQL, Firebird,
Oracle и др. Устойчив к сбоям в электропитании благодаря автоматическому
резервированию после перехода к следующей записи. Программный комплекс
лучше всего применять после приобретения лицензии, хотя есть версии,
доступные открыто.
Проект MS Access сохранен в файле формата accdb, упрощая тем самым его
передачу и работу с программой. Различные конструкторы помогают
взаимодействовать с данной СУБД персоналу, которые имеют недостаточный
уровень знаний. Плюсом такой настольной СУБД становятся русифицированный
интерфейс и хорошая СЗИ.
3. MS SQL Server
Первая версия СУБД стала совместной работой фирм Sybase, Ashton-Tate и
Microsoft [16 стр. 35]. MS SQL Server принадлежит к СУБД клиент-серверной
архитектуры. Есть огромное число версий и обновлений. Финальные версии По
уже включают компонент ядра СУБД (Database Engine); набор технологий для
репликации с БД, службы для работы с данными - предоставление отчетов, анализ
данных и т. п. [17. стр. 23].
Microsoft SQL Server Express Edition – это версия продукта, уменьшенного
по функционалу, но находящаяся в открытом доступе [18. стр. 56]. Эта версия
применима лишь в рамках малой компании в силу уменьшенных возможностей
по сравнению с MS SQL Server. Языком просмотра выступает процедурное
расширение языка SQL – Transact-SQL.
Microsoft SQL Server совместим с БД других форматов, к примеру: Oracle,
DB2, Sybase и Microsoft Access [19. стр. 53]. Эта СУБД имеет простой доступ
49
пользователей к анизучаемой информации, что реализовано методов объединения
с пакетом программ Microsoft Office. Также имеется возможность шифровать БД,
файлы журналов или файлы данных, тем самым реализуя дополнительную защиту
данных.
4. Sybase A daptive Server Enterprise
Реляционная СУБД, создана фирмой SAP [20. стр. 46]. Сначала была
разработан вместес Microsoft SQL Server, и потому тоже применяет Transact – SQL
как базовый язык запросов. Является СУБД клиент-серверной архитектуры.
Используется в системах масштаба среднего или большого предприятий.
Определяется удобством использования и минимальной ценой для сегмента
рынка СУБД, поддерживающих большие БД. Применяется при необходимости
взаимодействия с большим числом пользователей, большими объемами данных
для очень важных объектов. Также данная СУБД не зависит от ПО других
производителей.
SAP Sybase Adaptive Server Enterprise Cluster Edition – версия СУБД,
имеющая усиленную отказоустойчивость, обеспечиваемую благодаря разбиению
на кластеры и перевода пользователей с отказавшего узла кластера на рабочий
[21. стр. 46]. При сбое в процессе реализации транзакции операция выполнится
повторно по факту перехода на рабочий узел.
5. ЛИНТЕР
СУБД нашего производства, созданная научно-производственным
предприятием РЕЛЭК (Реляционные экспертные системы). Считается
кроссплатформенным ПО, поддерживающим почти все ОС. Базовым
направлениями использования становятся гос. проекты, встроенные системы и
онлайн-системы. СУБД ЛИНТЕР имеет отличную надежность благодаря системе
оперативного резервирования, другими словами - резервная система приходит на
замену вышедшей из строя в авто режиме. Язык запросов в СУБД ЛИНТЕР
отвечает требованиям SQL:2003 [22. стр.42]. Существует 4 версии СУБД:
ЛИНТЕР Бастион, ЛИНТЕР Стандарт, ЛИНТЕР Realtime и ЛИНТЕР Multiversion.
6. MySQL
Универсальная СУБД. Лежит в свободном доступе, но имеет
коммерческую лицензированную версию от MySQL AB. СУБД с открытым кодом
50
[12. стр. 142]. Изначально создавалась шведской компанией MySQL AB, с 2008 по
2010 года – уже фирмой Sun Microsystems. Сейчас разработка и поддержка ПО
лежит на Oracle. Первая версия СУБД вышла в 1995 году, а представлена она была
в январе 2001 года. Данная СУБД используется для управления малых и средних
систем. СУБД MySQL используется там, где есть клиент- серверная и встроенная
архитектура. В версиях выше MySQL 3.22 все ограничения с таблиц сняты [23.
стр. 67].
Есть и визуальный интерфейс для упрощения работы с БД MySQL –
PhpMyAdmin [11. стр. 96]. СУБД MySQL версий 5.0 и выше отвечает стандарту
структурированного языка запросов SQL, поэтому она может быть совмещена с
многими версиями БД. Главный язык разработки - C/C++.
В настоящее время роль персонального компьютера, как единственного
инструмента для выполнения программ и общения через интернет, стала заметно
снижаться. Появилось множество новых устройств – смартфоны, планшеты,
умные часы и телевизоры, другая бытовая техника. Большинство пользователей в
своей повседневной жизни используют несколько устройств и хотят использовать
знакомые приложения на каждом из них. Для создания программ для различных
устройств и платформ существует множество инструментов, зачастую в корне
различающихся используемыми технологиями.
Перед разработчиками приложений встает проблема разработки
кроссплатформенных приложений, способных работать на разных устройствах и
операционных системах. Например, на персональных компьютерах под
управлением операционных систем Windows, Linux или macOS, на телефонах,
планшетах, телевизорах и умных часах под управлением мобильных
операционных систем Android и iOS или в веб-браузерах. Хорошим примером
такой универсальной программы может служить программа облачного хранения
файлов Dropbox, имеющая приложения для персональных компьютеров,
мобильных устройств и веб-браузера.
Компании-поставщики операционных систем или платформ
предоставляют разработчикам свои средства для разработки приложений. Далее
в статье мы будем называть эти средства родными. Родные средства базируются
на каком-либо языке программирования и включают в себя набор системных
51
библиотек. Ключевым, применительно к теме данной работы, является язык
программирования, выбранный компанией-поставщиком.
Так, компания Microsoft предоставляет набор языков программирования
для разработки приложений для Universal Windows Platform (единая платформа,
работающая на персональных компьютерах, телефонах и планшетах) – C++, C#,
Visual Basic и JavaScript [2. стр. 132]. Компания Apple предлагает разработчикам
использовать языки программирования Objective-C и Swift для создания программ
для операционных систем macOS, iOS, watchOS and tvOS [3. стр. 53]. А компания
Google предлагает использовать язык Java [4. стр. 43] для разработки программ
для операционной системы Android.
Несколько иная ситуация с созданием веб¬приложений. Традиционно они
разделяются на две составляющие - клиентскую (front-end) и серверную (back-
end), для каждой из которых может использоваться свой язык программирования.
Для клиентской части в подавляющем большинстве случаев используется язык
JavaScript. Для серверной части набор языков программирования просто огромен.
Наиболее распространенные из них - это PHP, C#, Java, С++, Scala, Ruby, Python
(Django), JavaScript (Node.js). Хотя есть и довольно экзотические варианты вроде
Hack, Erlang, Haskell и Prolog. Такое обилие связано с тем, что общение между
клиентской и сетевой частями стандартизовано, и реализация серверной части
может быть выполнена на любом языке, лишь бы она предоставляла интерфейс
доступа, соответствующий стандарту.
Достаточно популярно стало использование наборов интегрированны
библиотек (фреймворков), позволяющих вести разработку приложения на
одном языке программирования для нескольких платформ. На данный момент
существует несколько фреймворков. Описание возможностей и принципов
работы каждого из них требует отдельной статьи, поэтому приведем краткое
описание наиболее распространенных из них, различающихся языком разработки,
чтобы показать неоднозначность в выборе языка программирования даже при
выборе фреймворка.
Одним из самых распространенных фреймворков является Qt,
позволяющий создавать приложения на языке С++ для множества платформ -
Unix, Windows, macOS, Android, iOS [5. стр. 86]. Он предоставляет встроенные
52
библиотеки для взаимодействия с платформой на языке С++, а также встроенный
редактор интерфейса.
Распространенным вариантом кроссплатформенных фреймворков
являются реализации, использующие веб-технологии, в частности, язык
JavaScript. Так как сейчас никакая платформа, предназначенная для широкого
круга пользователей, не может существовать без возможности отображения веб-
содержимого, то программы, написанные на языке JavaScript и использующие
HTML и CSS для отображения, могут быть запущены практически на всех
платформах. Существуют специальные библиотеки, которые упрощают процесс
создания таких приложений и расширяют их возможности. Например, Apache
Cordova для мобильных платформ и React для веб-сайтов и персональных
компьютеров.
Основным языком веб программирования становится PHP. Его главными
преимуществами считаются: понятный синтаксис, хорошее быстродействие,
работа с большинством хостингов. Также плюсом будет то, что на PHP созданы
многие используемые движки.
Другой известный язык веб программирования на платформе Unix - язык
Perl. Он сложнее, его синтаксис запутаннее, и изначально не был создан для для
веб программирования.
Потому в рамках языка разработки соединения с БД выбираем PHP.
PHP был выбран, т.к.:
модули PHP запускаются из области памяти, выделенной программе
самой ОС. ASP подгружает для действия свои модули СОМ, чем сильно забивает
ОЗУ и CPU;
объединение с PHP с этой СУБД MySQL более адекватна, чем у ASP.
Есть много утилит на PHP для работы с БД MySQL, где представлен весь набор
свойств в сравнение с другими БД. Тут имеются очень полезные встроенные
функции, которые недоступны для остальных БД. Основным достоинством PHP
считается поддержка широкого круга БД: Oracle, Microsoft SQL server, MySQL и
т.д.;
плюс PHP - это неимение временных проблем с исправлением отдельных
ошибок, что позволяет быстро реагировать и корректировать доработки.
53
1.4.3. Обоснование проектных решений по техническому
обеспечению
За основу технического обеспечения системы автоматизации взят комплекс
технических средств – множество связанных друг с другом и автономных средств
по сбору, регистрации, накоплению, передаче, обработке, выводу и
представлению информации, а кроме того средств оргтехники.
В исследуемом предприятии применяются как современные средства
вычислительной техники, так и общесистемные программы, такие как:
операционная система Windows 7;
система управления базами данных MS SQL;
сетевые операционные системы Windows.
На данный момент в предприятии применяется несколько видов
компьютерной техники.
Персональный компьютер может работать с автоматизированной системой,
если он обладает объемом оперативной памяти в пределах 512…1024 mb.
Преимущество отдается компьютерам, произведенных не ранее трех лет назад и
имеющих четырехядерный процессор.
Программное и техническое оснащение включает сервер базы данных
системы управления, сервер приложений, резервный сервер приложений (шлюзы,
сервер автоматического обновления информации, шина передачи данных).
Передача информации осуществляется через единую вычислительную сеть
компании.
Для обеспечения автоматизированного обмена информацией комплексы
технических средств различных уровней посредством ряда
телекоммуникационных сетей объединены в единое информационное
пространство.
54
II Проектная часть
2.1. Разработка проекта автоматизации
2.1.1. Этапы жизненного цикла проекта автоматизации
Жизненный цикл программного обеспечения (ПО) определяет период
времени, наступающий с момента принятия решения о важности разработки ПО
и оканчивающийся в момент его фактического изъятия из пользования. Этот цикл
— процесс создания и эволюции ПО.
Понятие ЖЦ ПО пришло тогда, когда разработчики осознали важность
перехода от единоличных кустарных методов разработки программ к
технологичному промышленному их созданию. И зачастую в подобных
ситуациях многие пытаются перенести в свою сферу опыт их других направлений
производства. Таким образом было перенято понятие ЖЦ.
Главные этапы ЖЦ ПО:
Исследование требований,
Построение макета,
Программирование,
Отладка и исправление ошибок,
Внедрение и использование.
Нюансом разработки ПО становится принятие решений на первичных
этапах с их реализацией на заключительных этапах. Ошибки в требованиях к ПО
могут привести не только к потерям в процессе создания и использования, но и к
полному провалу проекта. Корректировка и изменения в спецификациях ПО
зачастую влечет за собой повторение всех следующих этапов построения модели
и реализации ПО.
Сам ЖЦ ПО является непрерывным процессом, начинающимся в момент
принятия решения о важности его создания и оканчивающимся в момент его
окончательного выведения из эксплуатации.
Главные нормативные документы, контролирующие ЖЦ ПО –
международный стандарт ISO/IEC 12207 (ISO, International Organization of
Standardization – Общемировая компания по стандартизации, IEC, International
55
Electrotechnical Commission – Международная коллегия по электротехнике) и
ГОСТ Р 12207-2010. Они отражают структуру ЖЦ, включающую в себя процессы,
действия и задачи, реализуемые за время разработки ПО.
Исходя их ГОСТ Р 12207-2010, структура ЖЦ ПО основана на 3 группах
процессов (рисунок 2.1).
Рис. 2.1. Процессы ЖЦ ПО
Любой такой процесс определяется некоторыми задачами и методами их
решения, начальными данными, приобретенными на предыдущем этапе, и
результатами. Итогами анализа, у примеру, становятся функциональные и
информационные модели, а также соответствующие им диаграммы. ЖЦ ПО носит
итерационный характер: итоги прошедшего этапа влекут изменения в проектных
решениях, основанных на более ранних этапах.
ЖЦ информационных продуктов и услуг является базой для ЖЦ
информационных технологий и, конечно, самих ИС. Следовательно, всё
вышесказанное можно отнести и к ИС.
ИС включены в состав СУБД и являются узконаправленным
инструментальным и прикладным (пользовательским) ПО.
Модель жизненного цикла ПО отражает структуру, определяющую
последовательность реализации и взаимосвязь процессов, действий и задач в
рамках всего ЖЦ. Модель ЖЦ зависит от специфики, масштаба и трудности
проекта и конкретных условий, в которых система развивается и работает.
Сегодня наибольшее распространение получили три базовые модели ЖЦ:
56
Задачная модель;
Каскадная модель (70-85 г.г.);
Спиральная модель (сегодняшние дни).
ЖЦ программных средств (ПС) обычно представляет собой набор этапов,
работ и операций в порядке их реализации и взаимосвязях, определяющих
ведение работ от составления технического задания до финальных испытаний
ряда версий и завершения эксплуатации ПС или ИС. Подобные стандарты состоят
из правил описания начальной информации, методики выполнения операций,
осуществляют контроль технологических процессов и правил представления их
результатов. Еще они определяют содержание технологических и
эксплуатационных документов на комплексы ПО. Они выражают
организационную структуру коллектива, поддерживают распределение и
планирование заданий, реализуют контроль над этапами разработки комплекса
ПС.
Для составления жизненных циклов (ЖЦ) ИС был выбран стандарт ISO
12207, как стандарт, включающий в себя большинство автоматизированных
систем (АС) и ПС, где ПС – малая часть всего плана работ. Международный
стандарт ISO/IEC 12207 показывает стратегию и общий порядок в разработке и
использовании ПО, он охватывает ЖЦ ПО от зарождения идей до окончания
цикла. Определение стандарта: система — это совокупность одного или более
процессов, аппаратных средств, ПО, оборудования и людей для реализации
возможности удовлетворения конкретных потребностей или целей.
В отличие от Oracle CDM стандарт ISO 12207 одинаково нацелен на
организацию действий каждой из двух сторон: поставщик (создатель) и
покупатель (клиент). Применяется в разных случаях, даже когда обе стороны
внутри одной компании. В отличии от CDM, стандарт ISO состоит из более
крупных обобщенных процессов: «покупка», «доставка», «создание» и т.п. Любой
процесс разделен на набор действий, а каждое действие — на совокупность задач.
Важно одно отличие ISO: любой процесс, действие или задача определяется и
реализуется другим процессом по мере необходимости, причем нет ранее
заданных последовательностей (конечно, в рамках сохранения логики связей по
начальным сведениям задач и т.п.).