Автоматизированная система комендант общежития

Введение

 

 

Потоки информации, циркулирующие в мире, который нас окружает, огромны. Во времени они имеют тенденцию к увеличению. И одной из более развитых сфер информационной деятельности является персональный компьютер (ПК). В наше время нет ни одной фирмы, либо компании, которая не имеет компьютер. Аппаратная деятельность развивается очень быстрым ходом, программная же намного медленнее. А ведь в программном обеспечении нуждаются не только компьютеры, но и любая электротехника.

Особенно наблюдается дефицит  программных продуктов для узкоспециального использования.

Целью  дипломного проектирования было разработать программное средство для автоматизации рабочего места лица, отвечающего организацию выдачи инвентаря и регистрацию новых жителей общежития.

Для того чтобы облегчить работу лицам, занимающимся организацией выдачи инвентаря и регистрацией новый жителей, был создан программный продукт «Автоматизированная система коменданта общежития». Задачи, возложенные на программный продукт, были следующие:  регистрация новых жителей, ведение учета выданного инвентаря, ведение учета различных оплат.

В результате работы над дипломным проектом было разработано приложение и составлена пояснительная записка.

Пояснительная записка к дипломному проекту «Автоматизированная система комендант общежития» включает в себя восемь разделов, содержащих необходимую и достаточную информацию по использованию данного программного продукта, подробное описание программы и вычислительной системы.

Первый раздел «Объектно-ориентированный анализ и проектирование системы» рассматривает организационно-экономическую сущность задачи, процесс проектирования модели.

Второй раздел «Вычислительная система» имеет описание вычислительной системы, а именно: технические характеристики персонального компьютера, требования, предъявляемые к персональному компьютеру, описание операционной системы и языка  реализации.

Третий раздел «Проектирование задачи» раскрывает сущность задачи в ключевых абстракциях предметной области и описывает интерфейс классов.

Четвертый раздел «Описание программы» отражает общее представление о программе. В нём приведена физическая структура программы.

В пятом разделе «Программа и методика испытаний» рассматривается методика испытаний программы и процесс отладки.

Шестой раздел «Описание применения» содержит информацию, необходимую в процессе эксплуатации программного средства.

В седьмом разделе «Охрана труда» описывается производственная санитария, техника безопасности и пожарная безопасность, а также организация и оборудование рабочих мест с персональными электронно-вычислительными машинами (ПЭВМ).

В «Экономическом разделе» производится расчёт показателей эффективности использования программного продукта и технико-экономических показателей проекта: трудоёмкости и периодичности решения задачи, годовых текущих затрат, связанных с решением задачи, отпускной цены программы.

В приложения включены текст программы и диаграммы.

 

 

 

1 Объектно-ориентированный  анализ и проектирование системы

 

 

1.1 Сущность поставленной задачи

 

 

В настоящее время процесс автоматизации рабочих мест специалистов характерен для всех областей, где имеет место взаимодействие человека с компьютером. Автоматизированное рабочее место (АРМ) специалиста или сотрудника позволяет автоматизировать и облегчит его работу. Зачастую внедрение автоматизированных рабочих мест имеет экономические предпосылки, так как их использование более выгодно.

Разрабатываемая система будет предназначена для автоматизации работы лиц, занимающихся агитационными мероприятиями в области охранной деятельности. Для достижения максимального эффекта от использования программного продукта требуется предусмотреть интуитивно понятный интерфейс, программный продукт не должен требовать от пользователей специальной подготовки, не связанной с их профессиональными обязанностями. В целом компьютеризация рабочего места и автоматизация выполняемых процессов ставит своей целью не только облегчение работы сотрудника, но и повышение производительности труда.

На программный продукт «Автоматизированная система коменданта общежития» были возложены следующие задачи:

- Ведение базы данных о каждом жителе (номер комнаты, паспортные данные);

- Ведение учета выдачи  инвентаря;

- Учёт информации о различных видах оплат (номер квитанции, дата оплаты, сумма)

 

Основная задача, которую необходимо автоматизировать, – ведение учёта о жителях общежития.

Данная программа должна содержать несколько таблиц данных.

Работа коменданта при отсутствии автоматизированного рабочего места сопряжена с рядом неудобств. Процесс ведения и учёта данных о жителях занимает много времени.

Использование программного средства исключает вышеуказанные сложности в работе агитатора. Ведение базы данных, а также добавление различной информации о жителях, в разы облегчает работу агитатору. Преимущества автоматизированного рабочего места перед традиционным рабочим местом очевидны.

При проектировании принимались во внимание следующие требования:

-Система должна нормально функционировать на стандартных персональных компьютерах типа IBM.

- Система не должна иметь привязки к аппаратной части для возможности переноса ее на новую платформу из-за старения компьютерной техники.

- Архитектура системы должна быть выбрана таким образом, чтобы снизить до минимума вероятность нарушения нормального режима работы системы (выход системы из строя, разрушение информационной базы данных, потери или искажение информации) при случайных или сознательных некорректных действиях пользователей.

- Основная программная оболочка должна иметь приятный для работы интерфейс и не должна требовать от пользователей специальной подготовки, не связанной с их профессиональными обязанностями.

- Система должна иметь возможность наращивания как программной, так и аппаратной части.

 Автоматизированное рабочее  место явных недостатков не  имеет. Наличие удобного и продуманного  интерфейса, использование справочной  системы позволит свести время  освоения программного продукта  к минимуму.

Данный программный продукт разработан под конкретную организацию, но возможность использования его для других организаций, в которых имеются схожие задачи, не исключена.

 

 

 

 

1.2 Проектирование  модели

 

 

На основании проведенного анализа предметной области и выявленного круга задач, требующих решения, построим модель, которая будет отображать функциональную структуру объектов приложения, производимые ими действия и связи между этими действиями.

Для этого мы построим  следующие диаграммы:

- диаграмма вариантов  использования;

- диаграмма классов;

- диаграмма компонентов;

- диаграмма последовательности.

Для графического представления выполняемых программой действий необходимо особым образом связать объекты и выполняемые ими действия между собой. Под объектом понимается отдельный экземпляр класса, он имеет собственное имя и конкретное значение атрибутов.

Для построения диаграмм использовался пакет Rational Rose. Rational Rose использует метод объектно-ориентированного анализа и проектирования, основанный на языке UML. В основе работы Rational Rose лежит построение диаграмм и спецификаций UML, определяющих архитектуру системы, её статические и динамические аспекты.

Представим проектируемую систему в виде множества сущностей, взаимодействующих друг с другом с помощью вариантов использования без рассмотрения внутренней структуры этих сущностей.

На основании комплексного изучения предметной области, специфики решаемых задач, была построена диаграмма вариантов использования. Диаграмма вариантов использования показывает  действия, которые могут быть выполнены системой при взаимодействии с актёром. В нашем случае актёр – человек, взаимодействующий с системой извне, то есть агитатор. На разработанной диаграмме отражён актёр в контексте его функций и решаемых им задач. (Приложение Б).

В процессе проектирования, после определения действий, выполняемых программным средством, и выявления функций приложения была разработана диаграмма классов, которая служит для представления статической структуры модели системы. Диаграмма отражает различные взаимосвязи между отдельными сущностями предметной области: объектами и подсистемами, а также описывает их внутреннюю структуру и типы отношений.

Класс служит для обозначения множества объектов, которые обладают одинаковой структурой, поведением и отношениями с объектами из других классов. Диаграмма классов является следующим звеном в создании концептуальной модели проектируемой системы (Приложение Б).

После построения диаграммы классов покажем, каким образом, будут взаимодействовать различные компоненты приложения между собой. В качестве компонентов, представляющих собой элементы физической реализации, будем рассматривать таблицы, исполняемые файлы, прикладные приложения. Диаграмма компонентов описывает объекты “реального мира” – компоненты программного обеспечения. Она применяется для наглядного представления связи между компонентами приложения (Приложение Б).

Создание диаграммы последовательности является одним из основных этапов в проектировании системы. Данная диаграмма разрабатывается на основании диаграммы классов и функций описанных в диаграмме вариантов использования.

На диаграмме последовательности будут показаны временные особенности передачи и приёма сообщений между объектами. Здесь изображаются исключительно те объекты, которые непосредственно участвуют во взаимодействии. То есть инициатор, тот, кто посылает сообщение, и тот, кто непосредственно взаимодействует с первым, принимает сообщение (Приложение Б).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Вычислительная  система

 

 

2.1Основные характеристики  персонального компьютера и внешних  устройств

 

 

Выделяют несколько основных комплектующих персонального компьютера:

-     материнская  плата;

-     процессор;

-     память;

-     различные  внешние устройства.

Материнская плата является основным техническим средством компьютера, связывающим все устройства между собой и обеспечивающим их совместную работу. Можно выделить несколько главных характеристик материнской платы;

-   поколение процессора, под который она предназначена. Для каждого поколения процессора  существует специальная материнская  плата;

-  диапазон поддерживаемых  процессоров в рамках одного  поколения. Чем качественней плата, тем больше процессоров она  сможет поддержать;

-   частота системной  шины - это величина, прямо связанная  с частотой и скоростью процессора;

-     базовый  набор   микросхем   (чипсет).   Для   каждого   типа  материнской  платы существует   несколько   основных   чипсетов,   различающихся   по   предоставляемым   или  возможностям;

-      фирма-производитель;

-  формат материнской  платы (форм-фактор), то есть способ  расположения на плате основных  микросхем, слотов и так далее;

-      базовый  набор слотов и разъемов;

-  наличие интегрированных  устройств. Современные материнские  платы зачастую производят со  встроенными устройствами  (например, видеокартой или звуковой платой  и так далее).

Главным управляющим элементом персонального компьютера является микропроцессор, или центральный процессор - CPU (CentralProcessingUnit). Микропроцессор выполняет вычисления и обработку данных (за исключением некоторых математических операций, осуществляемых в компьютерах, имеющих сопроцессор).

Процессоры можно классифицировать по двум основным параметрам: разрядности и быстродействию.

Быстродействие компьютера во многом зависит от тактовой частоты, обычно измеряемой в мегагерцах (МГц). Она определяется параметрами кварцевого резонатора, представляющего собой кристалл кварца, заключенный в небольшой оловянный контейнер. Под воздействием электрического напряжения в кристалле кварца возникают колебания электрического тока с частотой, определяемой формой и размером кристалла Частота этого переменного тока и называется тактовой частотой. Микросхемы обычного компьютера работают на частоте нескольких миллионов герц. (Герц - одно колебание в секунду.) Быстродействие измеряется в мегагерцах, т.е. в миллионах циклов в секунду. Наименьшей единицей измерения времени (квантом) для процессора как логического устройства является период тактовой частоты, или просто такт. На каждую операцию затрачивается минимум один такт. Например, обмен данными с памятью процессор PentiumII выполняет за три такта плюс несколько циклов ожидания. (Цикл ожидания - это такт, в котором ничего не происходит; он необходим только для того, чтобы процессор не "убегал" вперед от менее быстродействующих узлов компьютера).

Кэш - это быстродействующая память, предназначенная для временного хранения программного кода и данных. Обращения к встроенной кэш-памяти происходят без состояний ожидания, поскольку ее быстродействие соответствует возможностям процессора, т.е. кэш память первого уровня (или встроенный кэш) работает на частоте процессора. Благодаря этому обмен данными с относительно медленной системной памятью значительно ускоряется. Процессору не нужно ждать, пока очередная порция программного кода или данных поступит из основной области памяти, а это приводит к ощутимому повышению производительности компьютера. При отсутствии кэш-памяти такие паузы возникали бы довольно часто. В современных процессорах встроенный кэш играет еще более важную роль, потому что он часто является единственным типом памяти во всей системе, который может работать синхронно с процессором. В большинстве современных процессоров используется множитель тактовой частоты, следовательно, они работают на частоте, в несколько раз превышающей тактовую частоту системной платы, к которой они подключены.

Существуют также и некоторые другие виды памяти:

-      BIOS;

-      CMOS;

-      видеопамять.

BIOS (это постоянная память) - в нее данные занесены при изготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать. Такой вид памяти обычно называется ROM (readonlymemory - память только для чтения) или ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). Обычно в BIOS хранятся программы для проверки оборудования компьютера, программа настройки конфигурации (позволяет установить некоторые характеристики устройств компьютера) и базовые функции по обслуживанию устройств. Поскольку большая часть этих программ связана с обслуживанием ввода-вывода, часто содержимое постоянной памяти называется BIOS (BasicInput-OutputSystem - базовая система ввода-вывода).

 

 

 

 

2.2  Требования  к аппаратным и операционным  ресурсам

 

 

Разрабатываемый программный продукт «Автоматизированная система коменданта общежития» предназначен для функционирования на компьютерах под управлением операционных систем Windows.

Особенности реализации программного продукта не накладывают особых ограничений на используемую операционную систему (ОС). Следующим условием работы приложения, является наличие предустановленного на компьютере пакета MS Office XP, в составе которого должны быть установлены приложенияMSAccesи MS Excel.

Минимальными системными требованиями для нормального функционирования программного продукта «Автоматизированная система учёта проведения агитационно-разъяснительных мероприятий по приёму под охрану помещений с личным имуществом граждан» являются:

• процессор Intel, AMD 1000 МГц;
• минимальный объем оперативной памяти – 256 Мбайт;
• жесткий диск с объемом свободного пространства 500 Мбайт;
• операционная система MS Windows ХР;
• монитор типа SVGA;
• клавиатура, мышь;
• принтер.

 

2.3  Инструменты  разработки

 

 

2.3.1 Операционная  система. Разработка программного продукта «Автоматизированная система учёта проведения агитационно-разъяснительных мероприятий по приёму под охрану помещений с личным имуществом граждан» производилась на компьютере с ОС Windows XP Professional.

Windows XP существенно облегчает следующие  задачи:

• работа с файлами;
• поиск сведений;
• настройка компьютерного окружения в соответствии с личными предпочтениями;
• работу в Интернете;
• работу в удаленном режиме.

Работа пользователей и сетевых администраторов становится более эффективной, так как многие из часто выполняемых задач по управлению компьютером упрощены или автоматизированы в Windows XP Professional.

В Windows XP упрощаются следующие действия:

• настройка;
• администрирование;
• поддержка.

В Windows XP Professional имеются расширенные средства обеспечения совместимости с различными типами сетей и со всем разнообразием аппаратного и программного обеспечения.

В Windows XP имеются следующие преимущества, обеспечивающие улучшенную совместимость:

• улучшенная поддержка драйверов;
• улучшенная поддержка аппаратного обеспечения нового поколения и технологий мультимедиа;

Для любых задач Windows XP Professional предлагает следующие преимущества:

• надежность промышленного класса;
• высочайший уровень безопасности;
• повышенная производительность.

Windows XP Professional – операционная система, обеспечивающая высокую надежность стабильную и устойчивую одновременную работу нескольких приложений. Она обладает рядом положительных аспектов, делающих её привлекательной, как для пользователя, так и для разработчика.

Особенности Windows для разработчика состоят в следующем:

• независимая от аппаратуры графика;
• гарантированное обеспечение работы широкого диапазона принтеров, мониторов и манипуляторов;
• развитая библиотека графических программ;
• дополнительная память для больших программ;
• обеспечение работы с интеллектуальным меню.

Разрабатываемое приложение не является жёстко привязанной к какой-либо версии операционной системы и функционирует под любой ОС NTкласса. Для работы с программным продуктом на компьютере должен быть установлен пакет MSOfficeXP, в составе которого должны быть усановлены приложения МSAccessи MSExcel.

 

2.3.2 Среда  разработки. Программный продукт был разработан в объектно-ориентированной среде Microsoft Visual Studio 2013. Внешний вид представлен на рисунке1(в качестве примера выбрано Windows-приложение).

 

Рисунок 1 – Внешний вид Microsoft Visual Studio 2013

 

Был выбран язык программирования С++, т.к. это высокопроизводительный инструмент создания приложений, которому характерно следующие технологии:

- Высокопроизводительный компилятор в машинный код

- Объектно-ориентированная модель компонент

- Визуальное (а, следовательно, и скоростное) построение приложений из программных прототипов

- Масштабируемые средства для построения баз данных

Основной упор этой модели в C++  делается на максимальном реиспользовании кода. Это позволяет разработчикам строить приложения весьма быстро из заранее подготовленных объектов, а также дает им возможность создавать свои собственные объекты для среды C++. Никаких ограничений по типам объектов, которые могут создавать разработчики, не существует.

Ключевым понятием C++ является класс. Класс - это тип, определяемый пользователем. Классы обеспечивают скрытие данных, гарантированную инициализацию данных, неявное преобразование типов для типов, определенных пользователем, динамическое задание типа, контролируемое пользователем управление памятью и механизмы перегрузки операций. C++ предоставляет гораздо лучшие, чем в C, средства выражения модульности программы и проверки типов. В языке есть также усовершенствования, не связанные непосредственно с классами, включающие в себя символические константы, inline- подстановку функций, параметры функции по умолчанию, перегруженные имена функций, операции управления свободной памятью и ссылочный тип. В C++ сохранены возможности языка C по работе с основными объектами аппаратного обеспечения (биты, байты, слова, адреса и т.п.). Это позволяет весьма эффективно реализовывать типы, определяемые пользователем.

C++ и его стандартные  библиотеки спроектированы так, чтобы обеспечивать переносимость. Имеющаяся на текущий момент  реализация языка будет идти  в большинстве систем, поддерживающих C. Из C++ программ можно использовать C библиотеки, и с C++ можно использовать  большую часть инструментальных  средств, поддерживающих программирование  на C.

C++ обладает широким набором возможностей, начиная от проектировщика форм и кончая поддержкой всех форматов популярных баз данных. Также здесь имеются предварительно определенные визуальные и не визуальные объекты, включая кнопки, объекты с данными, меню и уже построенные диалоговые панели.

Небольшие программы, созданные на C++, будут работать на любом компьютере. Другими словами, они не требуют того ОЗУ или скорости процессора, что необходимо для среды C++.

На C++ можно одинаково хорошо писать как приложения к корпоративным базам данных, так и, к примеру, игровые программы. это объясняется тем, что традиционно в среде Windows было достаточно сложно реализовывать пользовательский интерфейс. Событийная модель в Windows всегда была сложна для понимания и отладки. Но именно разработка интерфейса в С++ является самой простой задачей для программиста.

Также при написании программы использовался язык SQL.

SQL -  универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных. SQL основывается на реляционной алгебре.

SQL является, прежде всего, информационно-логическим языком, предназначенным для описания, изменения и извлечения данных, хранимых в реляционных базах данных. Изначально, SQL был основным способом работы пользователя с базой данных и позволял выполнять следующий набор операций:

• создание в базе данных новой таблицы;
• добавление в таблицу новых записей;
• изменение записей;
• удаление записей;
• выборка записей из одной или нескольких таблиц (в соответствии с заданным условием);
• изменение структур таблиц.

Со временем, SQL усложнился — обогатился новыми конструкциями, обеспечил возможность описания и управления новыми хранимыми объектами (например, индексы, представления, триггеры и хранимые процедуры) — и стал приобретать черты, свойственные языкам программирования.

При всех своих изменениях, SQL остаётся единственным механизмом связи между прикладным программным обеспечением и базой данных. В тоже время, современные СУБД, а, также, информационные системы, использующие СУБД, предоставляют пользователю развитые средства визуального построения запросов.

Каждое предложение SQL — это запрос или обращение к базе данных, которое приводит к изменению в базе данных. В соответствии с тем, какие изменения происходят в базе данных, различают следующие типы запросов:

-запросы на создание или изменение в базе данных новых или существующих объектов (при этом в запросе описывается тип и структура создаваемого или изменяемого объекта);

-запросы на получение данных;

-запросы на добавление новых данных (записей)

-запросы на удаление данных;

-обращения к СУБД.

Основным объектом хранения реляционной базы данных является таблица, поэтому все SQL-запросы — это операции над таблицами. В соответствии с этим, запросы делятся на:

-запросы, оперирующие самими таблицами (создание и изменение таблиц);

-запросы, оперирующие с отдельными записями (или строками таблиц) или наборами записей.

Каждая таблица описывается в виде перечисления своих полей (столбцов таблицы) с указанием:

-типа хранимых в каждом поле значений;

-связей между таблицами (задание первичных и вторичных ключей);

-информации, необходимой для построения индексов.

Запросы первого типа, в свою очередь, делятся на запросы, предназначенные для создания в базе данных новых таблиц, и на запросы, предназначенные для изменения уже существующих таблиц. Запросы второго типа оперируют со строками, и их можно разделить на запросы следующего вида:

-вставка новой строки;

-изменение значений полей строки или набора строк;

-удаление строки или набора строк.

Самый главный вид запроса — это запрос, возвращающий (пользователю) некоторый набор строк, с которым можно осуществить одну из трёх операций:

-просмотреть полученный набор;

-изменить все записи набора;

-удалить все записи набора.

Таким образом, использование SQL сводится, по сути, к формированию всевозможных выборок строк и совершению операций над всеми записями, входящими в набор. 

 

2.3.3 Работа  с базами данных. База данных – это организованная структура, предназначенная для хранения информации. С понятием базы данных тесно связано понятие системы управления базой данных. Это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержимым, редактирования содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации понимается набор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи.

Access, является настольной  СУБД реляционного типа. Достоинством  является то, что она имеет  простой графический интерфейс, который позволяет не только  создавать базу данных, но и  разрабатывать различные приложения, а так же то, что все данные (таблицы, запросы, отчёты, формы) хранятся  в одном файле.