5
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..7
Глава 1. Сетевое программное обеспечение……………………………………...10
1.1 Классификация сетевого программного обеспечения…………………….10
1.2 Обзор сетевого программного обеспечения……………………………….11
1.2.1 Сетевые операционные системы……………………………………….11
1.2.2 Поисковые системы……………………………………………………..15
1.2.3 Программное обеспечение для администрирования сети……………17
1.2.4 Сетевые утилиты………………………………………………………..19
1.2.5 Программные средства, поддерживающие сетевые службы………...20
1.2.6 Чаты……………………………………………………………………...23
1.2.7 Программы, направленные на защиту сети…………………………...24
Глава 2. Разработка сетевого чата…………………………………………………28
2.1 Общие сведения о медицинском учреждении……………………………..28
2.1.1 Основные направления деятельности и задачи медучреждения…….28
2.1.2 Организационная структура медучреждения…………………………29
2.1.3 Архитектура компьютерной сети лечебного учреждения……………31
2.1.4 Основные информационные технологии, используемые в
медицинской организации……………………………………………...35
2.2 Проектирование сетевого чата……………………………………………...37
2.2.1 Анализ предметной области……………………………………………37
2.2.2 Программы-аналоги…………………………………………………….37
2.2.3 Специальное и общесистемное программное обеспечение для
разработки проекта……………………………………………………...39
2.2.4 Архитектурное обеспечение……………………………………………43
2.2.5 Информационное обеспечение………………………………………...44
2.2.6 Функциональное обеспечение………………………………………….47
2.2.7 Структурное обеспечение………………………………………………48
2.3 Программирование сетевого чата…………………………………………..52
2.3.1 Детальная реализация функциональной части сервера………………52
6
2.3.2 Детальная реализация функциональной части клиента……………...53
2.3.3 Создание базы данных………………………………………………….54
2.3.4 Разработка пользовательского интерфейса…………………………...55
2.4 Анализ исходного кода приложения……………………………………….57
2.5 Тестирование программного обеспечения…………………………………57
2.6 Разработка руководства пользователя……………………………………...58
Глава 3. Обоснование экономической эффективности проекта………………...59
3.1 Выбор и обоснование методики расчёта экономической эффективности59
3.2 Расчёт показателей экономической эффективности проекта…………….62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………..71
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Структура управления медицинской организации…………75
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Структура медучреждения…………………………………...76
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Схема локальной вычислительной сети медучреждения….77
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Диаграмма вариантов использования……………………….78
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Диаграмма активности……………………………………….79
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Диаграмма последовательности……………………………..80
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Диаграмма классов сервер…………………………………...81
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. Диаграмма классов клиент…………………………………...82
ПРИЛОЖЕНИЕ 9. Диаграмма классов общей библиотеки ChatLib.dll………...83
ПРИЛОЖЕНИЕ 10. Листинг приложения сервер………………………………..84
ПРИЛОЖЕНИЕ 11. Листинг приложения клиент……………………………….88
ПРИЛОЖЕНИЕ 12. Листинг общей библиотеки для приложения сервер и
приложения клиент…………………………………………………………………91
ПРИЛОЖЕНИЕ 13. Листинг создания базы данных…………………………….95
ПРИЛОЖЕНИЕ 14. Интерфейс приложения сервер…………………………….96
ПРИЛОЖЕНИЕ 15. Интерфейс приложения клиент…………………………….97
ПРИЛОЖЕНИЕ 16. Руководство пользователя………………………………….99
7
ВВЕДЕНИЕ
Общение людей на расстоянии является одной из основных причин
ежедневного подключения населения мира к глобальной сети интернет. В
настоящее время более миллиарда пользователей взаимодействует друг с
другом. Сегодня разнообразие программ для коммуникации вызывает
изумление. Суперсовременные мессенджеры Viber и WhatsApp имеют
возможность посылать сообщения в режиме реального времени и совершать
голосовые и видеозвонки с помощью мобильных телефонов. Не потеряли своей
значимости чаты для локальной сети, при поддержке которых возможно
запросто организовать рассмотрение насущных вопросов среди сотрудников,
отправить необходимые документы. Область применения чатов охватывает
практически все сферы человеческой деятельности. Медицина - не исключение.
Таким образом, востребованность чатов определяет актуальность
избранной темы.
У медицинского учреждения возникла потребность в разработке нового
сетевого программного обеспечения с учетом растущих задач и необходимостью
дальнейшего постепенного развития сети на основе созданного компьютерного
парка и программного комплекса.
Как правило, городская больница состоит из нескольких корпусов, в
каждом из которых размещается несколько отделений, специализирующихся на
лечении определенной группы болезней. В лечебном учреждении работают
врачебный (хирурги, терапевты, невропатологи, окулисты, стоматологи,
гинекологи, рентгенологи), средний и младший медицинский персонал
(медсёстры, санитары). Каждая категория врачей обладает уникальными
характеристиками [32]. Часто, в лечении одного заболевания принимают участие
несколько специалистов различного профиля. Необходимость оперативного и
качественного решения профессиональных задач обязывает врачей
консультироваться друг с другом и собирать информацию о пациенте.
Сетевой чат даст возможность быстро обмениваться информацией между
персоналом медучреждения, принимать и передавать сообщения, не отходя от
8
рабочего места, мгновенно получать результаты дополнительных методов
исследования пациентов из любого отделения больницы. В итоге, применение
разработанного программного обеспечения окажет положительное воздействие
на своевременность и качество медицинской помощи населению города.
Объектом исследования является сетевое программное обеспечение.
В качестве предмета исследования выступает сетевой чат.
Целью выпускной квалификационной работы является расширение,
закрепление, систематизация теоретических знаний, полученных при изучении
профессиональных дисциплин, приобретение практических навыков разработки
сетевого чата и опыта представления результатов своей деятельности.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие
задачи:
- провести отбор и анализ учебной, научной литературы, справочников,
словарей, периодических изданий, электронных источников информации по
избранной теме;
- рассмотреть классификацию сетевого программного обеспечения;
- выполнить обзор сетевых программ;
- охарактеризовать медицинское учреждение (основные направления
деятельности, задачи, структура, архитектура компьютерной сети,
информационные технологии);
- осуществить проектирование сетевого чата;
- выполнить программирование сетевого чата на языке
программирования высокого уровня С#;
- провести анализ исходного кода;
- протестировать разработанное программное обеспечение;
- разработать руководство пользователя;
- обосновать экономическую эффективность проекта.
Практическая значимость выпускной квалификационной работы
заключается в возможности внедрения разработанного сетевого программного
9
обеспечения в деятельность медицинского учреждения и применения его на
практике.
Выпускная квалификационная работа по теме «Разработка сетевого чата
для медицинского учреждения» содержит 101 страницу текстового документа,
37 источников литературы, 18 рисунков, 13 таблиц и 16 приложений.
При написании выпускной квалификационной работы использовались
научные труды следующих авторов: Нужнов Е. В. «Компьютерные сети.
Технологии локальных и глобальных сетей» [20], Галас В. П. «Вычислительные
системы, сети и телекоммуникации» [31], Глухоедов А. В.
«Инфокоммуникационные системы и сети» [6].
Использованная литература представлена изданиями 2014 - 2019 годов.
Следует отметить, что в литературе отсутствует общепринятая систематичная
таксономия сетевого программного обеспечения, поэтому необходимо более
детальное рассмотрение вопроса классификации сетевых программ.
10
Глава 1. Сетевое программное обеспечение
1.1 Классификация сетевого программного обеспечения
Сетевое программное обеспечение - программы, которые координируют
работу основных звеньев сети, организуют коллективный доступ к ресурсам
сети, выполняют техническое обслуживание и контроль работоспособности
сетевых устройств.
Требования, предъявляемые к сетевому программному обеспечению:
универсальность (возможность доступа пользователя к сетевым ресурсам в
необходимом месте сети), легкость установки, незначительные затраты средств,
времени на обучение пользователей и обслуживание сети [20].
Сетевое программное обеспечение подразделяется на:
1) Общее сетевое программное обеспечение - базовое программное
обеспечение отдельных компьютеров, входящих в состав сети;
2) Системное программное обеспечение - комплекс программных
средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие ресурсов сети
как единой системы;
3) Специальное программное обеспечение - прикладные программы
пользователя, ориентированные на специфику предметной области [13].
Классификация сетевого программного обеспечения представлена на
рисунке 1.
Рисунок 1 Классификация сетевого программного
обеспечения
11
1.2 Обзор сетевого программного обеспечения
1.2.1 Сетевые операционные системы
Сетевая операционная система - это комплекс скоординированных
программ, который обеспечивает удобство работы пользователя и программиста
путем предоставления виртуальной вычислительной системы и реализует
продуктивный способ разграничения ресурсов между большинством
происходящих в сети процессов.
По организации сетевая операционная система делится на
распределенную и нераспределенную.
Распределенная операционная система выполняется одновременно на
нескольких компьютерах. Динамически и автоматически распределяя функции
по разным компьютерам сети, система заставляет работать набор компьютеров
как виртуальный унипроцессор. Пользователь распределенной операционной
системы не знает, на каком компьютере делается его работа.
Нераспределенная операционная система выполняется на одном
компьютере.
В состав сетевой операционной системы включены следующие
функциональные компоненты [27]:
1. Средства управления возможностями компьютера. Реализуют
функции: распределение оперативной памяти между операциями, планирование
и диспетчеризация процессов, управление внешней памятью, поддержка
интерфейса с пользователем;
2. Сетевые средства:
а) серверная часть - это средства предоставления локальных ресурсов и
услуг сервера в общественное использование. Серверная часть постоянно
ожидает прихода запросов из сети на удаленный доступ к ресурсам сервера.
Главная задача сетевых серверов - ограничить доступ к сетевым источникам.
Сетевая защита предоставляет средства управления, определяющие к каким
ресурсам возможно получить доступ, степень доступа, количество
пользователей, получающих доступ одновременно. Контроль со стороны сервера
12
гарантирует секретность, защиту и обеспечивает высокоэффективную сетевую
среду. В дополнение сервер реализует функции: выполняет проверку
регистрационных имен пользователей, правит пользователями, содержит
инструменты сетевого администрирования (управления, контроля, аудита),
гарантирует надежность защиты целости сети;
б) клиентская часть - это средства создания запроса доступа к удаленным
от клиента возможностям и услугам, который подобен сообщению для
пересылки по сети серверу. Запрос превращается из локального формата
компьютера клиента в форму, принятую в серверной части операционной
системы. Главная функция клиентской части включает способность отличия
запроса к серверу от запроса доступа к собственному локальному ресурсу
(файлу). Важные элементы клиентского программного обеспечения -
редиректоры, распределители и имена UNC.
Редиректор представляет собой сетевое программное обеспечение,
принимающее запросы ввода/вывода для удаленных файлов, именованных
каналов, почтовых слотов и далее переназначающее их сетевым сервисам иного
компьютера. Редиректор функционирует на представительском уровне модели
OSI, улавливает и анализирует запросы от приложений. В случае, когда
редиректор идентифицирует локальный запрос, то направляет запрос
центральному процессору для незамедлительной обработки. Когда запрос
предназначен для сети, редиректор отсылает запрос к надлежащему серверу. По
сути, редиректор скрывает от пользователя усложненность доступа к сети. В
результате определения сетевого ресурса, пользователи получают к нему доступ,
не зная его точного расположения.
Распределитель - часть программного обеспечения, управляющая
присвоением букв накопителя локальным и удаленным сетевым возможностям.
Если между сетевым ресурсом и буквой локального накопителя образована связь
(отображение дисковода), то распределитель контролирует назначение буквы
дисковода сетевому ресурсу. После получения пользователем или приложением
13
доступа к диску, распределитель поменяет букву дисковода на сетевой адрес
ресурса до отправления запроса редиректору.
Имена Universal Naming Convention (UNC) определяют стандартный
способ названия сетевых ресурсов. Форма имени: \\Имя_сервера\имя_ресурса.
Приложения и утилиты командной строки, способные работать с UNC,
применяют имена UNC вместо изображения сетевых дисков;
в) транспортные средства с коммуникационной системой выполняют
передачу сообщений между компьютерами сети с помощью набора
коммуникационных протоколов Ethernet, Token Ring, IP, IPX.
Функции сетевой операционной системы - пересылает данные по сети,
контролирует работу сети, оказывает различные сервисные услуги (утилиты) для
множества сетевых компьютеров, снабжает пользователей средствами
общественного доступа к сетевым устройствам: жестким дискам, принтерам,
процессорам, факсам, гарантирует безопасность данных за счет отказа
некоторым пользователям в допуске к конкретным ресурсам и файлам сети,
создает надежность и отказоустойчивость средствами резервирования
аппаратуры, выполняет администрирование сети, сохраняет межсетевой обмен
для присоединения нескольких сетей.
Познакомимся с представителями сетевых операционных систем.
1. Операционная система Linux - свободно распространяемая,
многозадачная, многопользовательская операционная система. Linux
разработана для платформы персонального компьютера с процессором Intel и
благодаря преимуществам архитектуры, позволяет достичь производительности,
сравнимой с мощными рабочими станциями Unix. Ядро Linux поддерживает
множество файловых систем, включая FAT, FAT32. Собственные файловые
системы Linux ext2fs и ext3fs разработаны для оптимального использования
дискового пространства [14]. Linux содержит большое количество утилит GNU,
без которых невозможна работа с операционной системой. Графический
интерфейс пользователя представлен в Linux средой XWindow. Разнообразные
оконные менеджеры IceWM, WindowMaker, Fluxboxи и графические среды KDE,
14
GNOME обеспечивают удобный интерфейс и работу со средствами
мультимедиа. Операционная система Linux совместима с программами MS-DOS.
В Linux предлагается эмулятор DOS, как часть дистрибутива. Он позволяет
исполнять DOS-приложения непосредственно из-под Linux. Для запуска
программ Microsoft Windows разработано средство WINE. Linux позволяет
переносить файлы между файловыми системами DOS и Windows напрямую,
обращаясь к соответствующим разделам на диске. TCP/IP - основной протокол,
используемый Linux. Дополнительно Linux поддерживает протоколы IPX/SPX,
AppleTalk [7].
2. Операционная система Windows NT имеет две сетевые
модификации: Windows NT Workstation и Windows NT Server.
Windows NT Workstation предназначена для установки на рабочих
станциях с возможностью организации одноранговых сетей. Компьютер с
операционной системой Windows NT Workstation используется для хранения
информации, которая необходима пользователям постоянно, то есть выступает в
качестве невыделенного сервера файлов и выполняет функции
высокопроизводительной рабочей станции.
Windows NT Server позволяет реализовать полноценную двухранговую
сеть. Сервер сети выступает как сервер приложений, файл-сервер, сервер печати,
сервер связи, сервер Internet, сервер удаленного доступа [31]. Файл-серверы и
принт-серверы управляют доступом пользователей к файлам и принтерам и
предназначены для хранения файлов и данных. Серверы приложений выполняют
прикладные части клиент-серверных приложений. Почтовые серверы управляют
передачей электронных сообщений между пользователями сети. Факс-серверы
управляют потоком входящих и исходящих факсимильных сообщений через
факс-модемы. Коммуникационные серверы управляют потоком почтовых
сообщений между локальной вычислительной сетью и другими сетями или
удаленными пользователями через модем, телефонную линию и обеспечивают
доступ к Internet. Сервер служб каталогов предназначен для поиска, хранения и
защиты информации в сети [5]. Сети на базе Windows NT Server используют