42
форму, которую легко реализовать, поскольку эти документы эффективны в
других задачах и отображаются в программном обеспечении.
Описание экранных форм относится к информационной поддержке на
машине.
При создании структуры экранных форм для ввода данных первичных
документов с оперативной информацией, рекомендуется использовать
комбинированную форму как можно ближе к той, которая использовалась для
создания документа. Расположение полей должно быть в последовательности,
соответствующей логической структуре документа и файлов с оперативной
информацией, что позволит упростить операции загрузки информации в базу
данных.
При построении формы экрана, для документов, содержащих
информацию условно-постоянного типа, следует иметь в виду, что эти макеты
используются для ввода и обновления записей в базе данных, поэтому для их
проектирования целесообразно применять форму анкеты, для размещения
деталей, удобную для выполнения этих операций.
Выбор форм отображения основан на принципах минимальной
трудоёмкости и стоимости ввода информации на компьютере, максимальной
степени читаемости выводимой информации, отображаемой на экране, и
максимальной надежности этих операций.
Основная часть информационной поддержки на машине – это
информационная база (ИБ).
Информационная база представляет собой организованный способ сбора
данных, хранящихся в памяти компьютерной системы в виде файлов, с
помощью которых удовлетворяются информационные потребности процессов
управления и задач.
Существуют следующие способы организации информационной базы
данных:
Набор локальных файлов – поддерживается функциональными
пакетами приложений;
43
Встроенная база данных – на основе использования универсального
программного обеспечения для загрузки, обработки, поиска и хранения данных,
то есть СУБД.
Организация локальных файлов связана с большим дублированием
данных в информационной системе. Это приводит к несоответствию данных в
разных приложениях, а также отсутствию выборочного ограничения доступа к
информации. Поэтому данный способ организации может использоваться только
в специальных приложениях.
Для этого проекта информационная база представлена в виде
интегрированного хранилища информации. Эта организация позволяет
объединить несколько источников информации, управлять файлами различных
форматов. Кроме того, есть очевидные преимущества использования для
хранения данных в информационной базе:
Совместимость данных;
Соответствие данных фактическому состоянию объекта;
Удобство и ускорение обработки набора данных;
Поддержание целостности данных.
База данных (БД) – это именованный набор данных, отражающий набор
объектов и их связи в домене рассматриваемой темы.
Основными методами организации базы данных являются создание
централизованных и распределённых баз данных. Основным критерием выбора
метода организации информационной безопасности является достижение
минимального использования рабочей силы и затрат на проектирование
структуры информационной безопасности, программного обеспечения системы
и системы управления файлами. На основе этих критериев и необходимости
обеспечения надёжности хранилища данных был выбран централизованный
метод организации базы данных.
Чтобы установить связь между данными, различаются следующие виды
моделей:
Иерархическая;
Сеть;
Реляционная модель.
44
Основными компонентами любой из этих моделей являются файлы (или
таблицы).
Иерархические модели данных представляют собой графическую модель с
вершинами таблицы. В моделях есть файл, который является входом в
структуру. Устанавливаются связи между файлами. Файл может иметь одну
исходную вершину и несколько подчиненных. Основной тип отношения – 1:М.
В сетевых моделях любой файл может быть точкой входа в систему и
связан с произвольным числом других файлов по отношениям, таким как 1:1,
1:M и M:M.
Наиболее распространенной является реляционная модель данных. При
такой организации вся информация представлена в виде таблиц (файлов базы
данных) и связей. Таблицы представляют собой коллекцию записей (строк,
кортежей). Между отношениями (таблицами) есть соединения типа 1:M, M:M.
Каждая связь имеет ключ – это поле записи (атрибут), которое позволяет
однозначно идентифицировать связь. Это свойство модели реляционных данных
устраняет дублирование информации, ускоряет поиск и доступ к определённым
данным.
Подход к структурированию и целостности данных, принятый в
реляционной модели, позволяет удобно организовывать и упрощать процесс
проектирования и развёртывания сложных баз данных, а реляционные операции
имеют мощные возможности обработки и управления данными.
Учитывая все преимущества реляционных моделей данных,
рекомендуется использовать реляционную модель базы данных для
представления информации, обработанной при решении проблемы.
1.4.2. Обоснование проектных решений по программному обеспечению
В этом разделе даётся обоснование проектных решений по программному
обеспечению в выполнении задачи по системному (общему) и специальному
прикладному программному обеспечению, и сделан выбор соответствующих
компонентов программного обеспечения.
45
Программное обеспечение включает в себя набор программ, которые
реализуют функции и задачи ИС и обеспечивают стабильную работу
технических комплексов. Программное обеспечение включает в себя
специальные и общесистемные программы, а также учебные и методические
материалы по использованию программных средств.
Общесистемное (общее) программное обеспечение включает в себя
программы, предназначенные для широкого круга пользователей и
предназначенные для организации вычислительного процесса и выполнения
частых вариантов обработки информации. Они позволяют расширить
функциональность компьютера, автоматизировать программирование
вычислительной рабочей последовательности и автоматизировать работу
программистов. Специальное (функциональное) программное обеспечение
представляет собой набор программ, разработанных при создании конкретной
ИТ-функции. Оно включает в себя пакеты прикладных программ, которые
упорядочивают организацию данных и их обработку при решении
функциональных задач информационной системы.
Для разработки приложения решено использовать систему
программирования Microsoft Visual Studio и СУБД Microsoft SQL Server. Выбор
этих систем связан с необходимостью интеграции в ГИС ЖКХ.
Microsoft Visual Studio представляет собой набор интегрированных сред
разработки (IDE – Integrated Development Environment), разработанных Microsoft
в качестве бесплатной и зарегистрированной версии с ограниченным доступом к
функциям платной Microsoft Visual Studio [23].
Visual Studio 2005 Express, первая версия Visual Studio Express, была
выпущена в октябре 2005 года с поддержкой до 2015 года. Она работает под
управлением Windows 2000 SP4 и более поздних версий. Пакет обновления (SP1
– Service Pack) для выпуска 2005 Express был выпущен в декабре 2006 года.
Регистрация не требовалась; пакет предоставлял бесплатную регистрацию для
использования после 30-дневного пробного периода с момента выпуска Visual
Studio Express 2008.
Visual Studio Express был заменена редакцией Visual Studio Community,
которая также доступна бесплатно, но с другой лицензией. По сравнению с
46
Visual Studio Express, новая лицензия более дружелюбна к open-source, но менее
подходит для некоторых разработчиков с закрытыми исходными кодами.
Издание сообщества работает с плагинами, которые ранее была эксклюзивными
для платных изданий (Professional и выше). Однако экспресс-выпуски Visual
Studio 2015 всё ещё доступны.
Microsoft Visual Studio — линейка продуктов компании Microsoft,
включающих интегрированную среду разработки программного обеспечения и
ряд других инструментальных средств. Данные продукты позволяют
разрабатывать как консольные приложения, так и приложения с графическим
интерфейсом, в том числе с поддержкой технологии Windows Forms, а также
веб-сайты, веб-приложения, веб-службы как в родном, так и в управляемом
кодах для всех платформ, поддерживаемых Windows, Windows Mobile, Windows
CE, .NET Framework, Xbox, Windows Phone .NET Compact Framework и
Silverlight.
Visual Studio включает в себя редактор исходного кода с поддержкой
технологии IntelliSense и возможностью простейшего рефакторинга кода.
Встроенный отладчик может работать как отладчик уровня исходного кода, так
и отладчик машинного уровня. Остальные встраиваемые инструменты включают
в себя редактор форм для упрощения создания графического интерфейса
приложения, веб-редактор, дизайнер классов и дизайнер схемы базы данных.
Visual Studio позволяет создавать и подключать сторонние дополнения
(плагины) для расширения функциональности практически на каждом уровне,
включая добавление поддержки систем контроля версий исходного кода (как,
например, Subversion и Visual SourceSafe), добавление новых наборов
инструментов (например, для редактирования и визуального проектирования
кода на предметно-ориентированных языках программирования) или
инструментов для прочих аспектов процесса разработки программного
обеспечения (например, клиент Team Explorer для работы с Team Foundation
Server). Microsoft SQL Server – это система управления реляционными базами
данных, разработанная Microsoft [20]. Это программный продукт с основной
функцией хранения и извлечения данных по запросу других программных
47
приложений, которые могут запускаться либо на одном компьютере, либо на
нескольких компьютерах по сети (включая интернет).
Visual Studio включает один или несколько компонентов из следующих
вариантов:
Visual Basic .NET, а до его появления — Visual Basic;
Visual C ++;
Visual C# (включён начиная с Visual Studio .NET);
Visual F# (включён начиная с Visual Studio 2010);
Многие варианты поставки также включают: Microsoft SQL Server
либо Microsoft SQL Server Express.
Дадим описание СУБД Microsoft SQL Server.
Microsoft продаёт не менее десятка различных выпусков Microsoft SQL
Server, предназначенных для разных аудиторий и для разных рабочих нагрузок,
начиная от небольших однопроцессорных приложений и заканчивая большими
приложениями, ориентированными на интернет, с множеством параллельных
пользователей [20].
Архитектура Microsoft SQL Server представлена следующим образом.
Уровень протокола реализует внешний интерфейс для SQL Server. Все операции,
которые могут быть вызваны на SQL Server, передаются ему через
определенный Microsoft формат, называемый табличным потоком данных
(TABLE). TDS (Tabular Data Stream) - это протокол уровня приложения,
используемый для передачи данных между сервером базы данных и клиентом.
Первоначально разработанный Sybase Inc. для своего механизма реляционной
базы данных Sybase SQL Server в 1984 году, а затем Microsoft в Microsoft SQL
Server, пакеты TDS могут быть заключены в другие физически зависящие от
транспорта протоколы, включая TCP/IP (Transmission Control Protocol).
Следовательно, доступ к SQL Server доступен по этим протоколам. Кроме того,
API-интерфейс (Application programming interface) SQL Server также
отображается через веб-службы.
Хранение данных Microsoft SQL Server имеет свою специфику.
Хранилище данных – это база данных, представляющая собой набор таблиц с
типизированными столбцами. SQL Server поддерживает различные типы
48
данных, в том числе примитивные типы, такие как Integer, Float, Decimal, Char
(включая символьные строки), Varchar (переменные длины символьных строк),
двоичные (для неструктурированных капель данных), Text (для текстовых
данных). Microsoft SQL Server также позволяет определять и использовать
пользовательские составные типы (UDT – Uniform Data Transfer). В дополнение
к таблицам база данных также может содержать другие объекты, включая
представления, хранимые процедуры, индексы и ограничения, а также журнал
транзакций. База данных SQL Server может содержать максимум 231 объекта и
может охватывать несколько файлов уровня операционной системы (ОС) с
максимальным размером файла 1 экзабайт. Данные в базе данных хранятся в
первичных файлах данных с расширением .mdf. Вторичные файлы данных,
идентифицированные с .ndf расширением, используются для обеспечения
возможности распространения данных одной базы данных в нескольких файлах
и, возможно, в нескольких файловых системах. Файлы журнала
идентифицируются с .ldf расширением.
Место хранения, выделенное для базы данных, разделяется на
последовательно пронумерованные страницы размером 8 КБ. Страница является
основной единицей ввода/вывода для операций SQL Server. Страница отмечена
96-байтовым заголовком, в котором хранятся метаданные о странице, включая
номер страницы, тип страницы, свободное место на странице и идентификатор
объекта, которому он принадлежит. Тип страницы определяет данные,
содержащиеся на странице: данные, хранящиеся в базе данных, индексе, карте
распределения, которая содержит информацию о том, как страницы
распределяются по таблицам и индексам, изменение карты, которая содержит
информацию об изменениях, сделанных на других страницах с момента
последней резервной копии или ведения журнала, или содержат большие типы
данных, такие как изображение или текст. Строка в таблице базы данных не
может содержать более одной страницы, поэтому ее размер ограничен 8 КБ.
Однако, если данные превышают 8 КБ, а строка содержит данные varchar или
varbinary, данные в этих столбцах перемещаются на новую страницу (или,
возможно, последовательность страниц, называемую единицей выделения) и
заменяются указателем на данные.
49
Для физического хранения таблицы её строки делятся на ряд разделов (с
номерами от 1 до n). Размер раздела определяется пользователем; по умолчанию
все строки находятся в одном разделе. Таблица разделена на несколько разделов
для распространения базы данных по компьютерному кластеру. Строки в
каждом разделе хранятся в структуре B-дерева или кучи. Если таблица имеет
связанный, кластеризованный индекс, позволяющий быстро извлекать строки, то
строки хранятся в порядке в соответствии с их значениями индекса с B-деревом,
обеспечивающим индекс. Данные находятся в листовом узле листьев, а другие
узлы хранят значения индекса для данных листа, доступных из
соответствующих узлов. Если индекс не кластеризован, строки не сортируются в
соответствии с индексными ключами. Индексированное представление имеет ту
же структуру хранения, что и индексированная таблица. Таблица без
кластеризованного индекса хранится в неупорядоченной структуре кучи. Тем не
менее, таблица может иметь некластеризованные индексы для быстрого поиска
строк. В некоторых ситуациях структура кучи имеет преимущества
производительности над кластерной структурой. Обе кучи и B-деревья могут
охватывать несколько единиц распределения.
SQL Server Management Studio (SSMS) – это программное приложение,
впервые запущенное с Microsoft SQL Server 2005, которое используется для
настройки, управления и администрирования всех компонентов в Microsoft SQL
Server [22]. Инструмент включает в себя как редакторы сценариев, так и
графические инструменты, которые работают с объектами и функциями сервера
[21].
Центральной особенностью SSMS является Object Explorer, который
позволяет пользователю просматривать, выбирать и воздействовать на любой из
объектов на сервере. Microsoft также включила обратную совместимость для
более старых версий SQL Server, что позволило более новой версии SSMS
подключаться к более старым версиям экземпляров SQL Server.
Начиная с версии 11, приложение было основано на оболочке Visual
Studio 2010, используя WPF для пользовательского интерфейса.
В июне 2015 года Microsoft объявила о своем намерении выпускать
будущие версии SSMS независимо от выпусков ядра базы данных SQL Server
50
Для дальнейшей работы с приложением, необходимо рассмотреть
инструменты SSMS.
SSMS предоставляет инструменты для настройки, управления и
администрирования экземпляров Microsoft SQL Server, а также объединяет ряд
инструментов графического и визуального дизайна и богатых редакторов
сценариев для упрощения работы с SQL Server. Комбинированные функции
SSMS поставляются с Enterprise Manager, Query Analyzer и Analysis Manager, а
также с функциями, включенными в предыдущие версии SQL Server. Он
поддерживает большинство административных задач SQL Server и
поддерживает единую интегрированную среду для управления и создания SQL
Server Database Engine.
Компоненты SSMS предоставляют пользователю удобство в
использовании. Возможности Microsoft SQL Server Management Studio включают
Object Explorer, который позволяет просматривать и управлять всеми объектами
в экземпляре SQL Server; Template Explorer, который строит и управляет
файлами текста, которые можно использовать повторно для ускорения
разработки запросов и скриптов; Solution Explorer, который создаёт проекты,
используемые для управления элементами администрирования, такие как
запросы и скрипты. Компоненты SSMS настраивают сочетания клавиш и
просматривают страницы свойств; подключиться к экземплярам Database Engine
и Analysis Services; инструменты визуального проектирования; и интерактивно
создавать и отлаживать запросы и скрипты.
Работа с SSMS выполняется довольно просто [21, 22]. После загрузки
приложения появляется окно запуска. Затем в окне подключения надо указать
имя сервера и имя пользователя, а также пароль, как показано на рисунке 1.21.
51
Рисунок 1.21 – Окно подключения
Главное окно SSMS показано на рисунке 22.
Рисунок 1.22 – Главное окно SSMS
В окне просмотра объектов сервера можно создавать БД, таблицы БД и
выполнять другие операции. Можно создать запрос к базе данных, для этого