Медико-педагогическая станция

Введение

               Автоматизированное рабочее место (АРМ) — программно-технический комплекс, предназначенный для автоматизации деятельности определенного вида.

            АРМ объединяет программно-аппаратные средства, обеспечивающие взаимодействие человека с компьютером, предоставляет возможность ввода информации (через клавиатуру, компьютерную мышь, сканер и пр.) и её вывод на экран монитора, принтер, графопостроитель, звуковую карту — динамики или иные устройства вывода.

Целью данной дипломной  работы являлось создание автоматизированного рабочего места «Медико-педагогическая станции». Необходимо было создать базу данных, содержащую информацию о преподавателях, педагогической нагрузке, наличие рабочих учебных программ  и календарно-типовых планов, планы педсоветов и т.д.

Актуальность темы дипломной  работы обосновывается на том, что возможность  обработки имеющихся данных в  электронном виде намного упрощает наличие большого объема бумажной документации, уменьшает время поиска любой  информации.

Для реализации этих требований было удобнее всего не прибегать к средствам какой-либо универсальной СУБД, а создать независимую программу в виде исполняемого файла (exe-файла), работающего из-под Windows, с интерфейсом максимально приспособленного для удобной работы, не требующего никаких дополнительных знаний.

Реализация данной задачи проводится в системе программирования Delphi, располагающей широкими возможностями по созданию приложений баз данных, необходимым набором драйверов для доступа к самым известным форматам баз данных, удобными и развитыми средствами для доступа к информации, расположенной как на локальном диске, так и на удаленном сервере, а также большим коллекцией визуальных компонент для построения отображаемых на экране окон, что необходимо для создания удобного интерфейса между пользователем и исполняемым кодом.

Анализируя сущность АРМ, специалисты определяют их чаще всего как профессионально-ориентированные  малые вычислительные системы, расположенные  непосредственно на рабочих местах специалистов и предназначенные для автоматизации их работ.

Для каждого объекта  управления нужно предусмотреть  автоматизированные рабочие места, соответствующие их функциональному  назначению. Однако принципы создания АРМ должны быть общими: системность, гибкость, устойчивость, эффективность.

Согласно принципу системности  АРМ следует рассматривать как  системы, структура которых определяется функциональным назначением.

Принцип гибкости означает приспособляемость системы к  возможным перестройкам благодаря модульности построения всех подсистем и стандартизации их элементов.

Принцип устойчивости заключается  в том, что система АРМ должна выполнять основные функции независимо от воздействия на нее внутренних и внешних возможных факторов. Это значит, что неполадки в  отдельных ее частях должны быть легко устранимы, а работоспособность системы - быстро восстановима.

         Эффективность АРМ следует рассматривать как интегральный показатель уровня реализации приведенных выше принципов, отнесенного к затратам по созданию и эксплуатации системы.

Функционирование АРМ  может дать численный эффект только при условии правильного распределения  функций и нагрузки между человеком  и машинными средствами обработки  информации, ядром которых является ЭВМ. Лишь тогда АРМ станет средством  повышения не только производительности труда и эффективности управления, но и социальной комфортности специалистов.

Глава 1. Теоретические основы программного обеспечения

1.1 Формулировка задачи

Задачей моего дипломного проекта является разработка и внедрение автоматизированного рабочего места «Медико-педагогической станции», которая должна обеспечить автоматизированную работу заместителя директора по учебной работе и медика, а именно:

• Позволит учитывать данные по всем преподавателям;
• Позволит вводить новые данные, корректировать имеющиеся;
• Вести электронные версии журнала посещаемости;
• Аттестационные ведомости;
• планы педагогических советов и т.д.

2. Описание входных и выходных данных

Входной информацией  являются:

1. Списки всех групп;
2. Список всех предметов;
3. Планы педагогических советов;
4. График учебного процесса;
5. Расписание учебных занятий.
6. Медпункт

Выходной информацией  являются:

1. Файл установки АРМ «Медико-педагогическая станция»;
2. Пояснительная записка;
3. CD диск с приложением.

1.3 Требования к интерфейсу АРМ

Интерфейс играет немаловажную роль в программировании, так как это способ общения между пользователем и ЭВМ.Приложение необходимо разработать так, чтобы при запуске программы на экране можно было увидеть:

1. Кнопочную форму
2. рабочую область

Основные требования к рабочей области

Рабочая область - эта область показа выполнения некоторых рабочих модулей программы, поэтому она должна быть окрашена в приятный для восприятия цвет (например, синий, бежевый и др). Требования к окнам: Все окна должны открываться через основные. Все справочники должны быть построены по одной структуре, что упрощает работу с приложением. Выбор цветов и их сочетаний определяется возможностями конкретной ЭВМ и оказывает воздействие на интеллектуальную деятельность пользователя, на его работоспособность, эффективность работы. Необходимо учитывать, что красный цвет – увеличивает мускульное напряжение; розовый – стимулирует деятельность; желтый – стимулирует зрение и нервную систему; зеленый – успокаивает; синий – ослабляет мускульное напряжение; фиолетовый – создает ощущение спокойствия. Цвета в программе должны быть приятными на восприятия и не должны создавать напряженную обстановку.

Окна различного уровня должны отличаться по цвету, для того чтобы окна не сливались на экране. Должны выводиться предупреждающие сообщения.

При реализации пользовательского  интерфейса учитываются все требования к интерфейсу разрабатываемых программ. А именно:

• устойчивость программы. Организованна защита ввода числовых данных;
• учет цветовой гаммы. В проекте использованы спокойные цвета (голубой, черный, белый). Не более трех цветов.
• справочная система. Разработана справка, которая вызывается клавишей F1 или щелчком по кнопке Справка.
• использование клавиатуры. С помощью горячих клавиш F1, Ctrl+О, Ctrl+N, F4 можно вызвать справку, диалоговое окно открытия теста, создания теста, выхода из программы.

          Рассмотрим организацию основных окон программ. При запуске программы загружается титульный лист проекта, на котором указаны наименование учебного заведения, тема проекта, автор и руководитель проекта. На рисунке 2.2 показано окно начала работы программы.

           Требования к программе. Независимо от конкретности проблемы, можно выделить некоторые формальные требования, на которых защищается квалификация разработчика.

Устойчивость  программы. Программа не должна терять работоспособности, ни при каких, даже некорректных, действиях пользователя.

Всякие действия, грозящие потерей информации, выполняются  только после повторного подтверждения.

Обеспечение целостности баз данных. При любых действиях пользователя базы не должны терять целостности (некорректных индексов, потеря ссылок в связях после удаления-добавления записей, редактирования и поиска).Терминологическая среда и интерфейс. В диалоговых средствах используются только термины, понятные пользователю, и не используются термины разработчика, это должно сделать программный продукт более доступней для рядового пользователя. Язык диалога – с соблюдением норм вежливости, цветовая гамма – по общепринятым рекомендациям. Порядок движения. Движение по дереву алгоритма «сверху вниз» сопровождается заголовками всех пройденных вершин; возврат возможен только на предыдущий уровень с сохранением введенной информации, выбранных пунктов меню и указателей записей. Экранные формы для ввода и корректировки должны быть максимально «похожими» на привычные для пользователя документа; результаты работы не только отображаются на экране, но и выводятся в текстовый файл в привычной для пользователя форме с возможностью корректировки и распечатки. Средства документации. Программы снабжаются внутренней документацией в виде комментариев, средств меню и диалога, средств помощи, а также (по требованию преподавателя или заказчика) внешней документацией в виде отчета, содержащего, как минимум, постановку задачи, структуру баз данных, инструкцию для пользователя с элементами рекламы, описанием алгоритма, экранных форм, примеры входных и выходных документов.

Кроме того, можно  перечислить формальные требования к организации и обслуживанию баз данных, соблюдение которых защищает квалификацию разработчика.

Программный продукт должен обеспечивать выполнение перечисленных ниже операций над  базами:

- база состоит из нескольких из одной таблицы.

ГЛАВА 2. Проектирование программного обеспечения

2.1 Описание информационной базы

Рис. 2.1 -Главное окно приложения

Основным местом хранения информации будет являться база данных, созданная в среде программирования Delphi. Ниже показано рабочее окно

Рис.2.2 -Учет посещаемости студентов

В этом окне необходимо выбрать группу и выполнить Поиск, после чего отображается список сответствующей группы

Рис.2.3 -Данные о группе Пр4

Рис.2.4- Перечень предметов

В этом окне можно добавлять  предметы для составления расписания

Рис.2.5 -Расписание группы Ф3б

Рис.2.6 -Учет пропусков по группе В3ПО

Рис.2.7- Окно документов

В этом окне отображаются документы, необходимые для работы, они имеют расширение doc.

Дальнейшая работа заключается  в организации обработки и  управления данными, которая осуществляется уже непосредственно с среде объектно-ориентированного программирования Delphi. Обоснование выбора среды программирования приведено в первой главе, где также я проанализировал механизм организации доступа к данным с использованием различных компонентов.

2.2 Описание алгоритма

       Далее пойдет речь о языке программирования Delphi и о базах данных.

В России Borland Delphi появляется в конце 1993 г. и сразу же завоевывает  широкую популярность. Новые версии выходят практически каждый год. В них реализуются все новые  мастера, компоненты и технологии программирования.

Для разработки данного  программного продукта была выбрана  среда разработок Delphi 7, на основе языка  программирования Object Pascal. Данная среда  разработки была выбрана на основе «визуального программирования», что придаёт программе удобочитаемость.

Компания Borland выпустила  седьмую по счёту версию Delphi, основная особенность которой – попытка  заменить громоздкий и не всегда быстрый  механизм доступа к базам BDE, который  традиционно использовался во всех предыдущих версиях, альтернативным механизмам.

Для этого, во-первых, в Delphi 7.0 включена поддержка технологии ADO (ActiveX Data Objects – объекты данных, построенные  как объекты ActiveX), которая усиленно развивается корпорацией Microsoft.

Во-вторых, сотрудники Borland и его подразделения InterBase Software Corparation разработали серию компонентов облегчённого доступа к данным, хранящимся в таблицах сервера InterBase v.6.5 и выше (страница InterBase палитры компонентов). Эти компоненты также не требуют BDE и, таким образом, создают «облегчённое» клиентское место. Менее значительные изменения, внесённые в версию 7:

- включен эксперт создания  и настройки произвольных модулей  данных с расширенными возможностями  представления взаимосвязи данных;

- улучшена технология MIDAS: для более гибкой работы с Microsoft Transaction Server введён повторно-входимый (stateless) брокер данных; упрощён процесс разработки интранет-приложений за счёт новой станицы InternetExpress.

Значительные изменения  внесены в интегрированную среду разработчика ИСР, в том числе: для улучшения координации коллективной работы над одним проектом введён новый инструмент – список To-Do; программист теперь может при желании использовать несколько вариантов настройки основных окон Delphi – например, для режима кодирования на экране могут не присутствовать отладочные окна, которые, наоборот, могут понадобиться в отладочном режиме; нужный вариант настройки легко выбирается новыми интерфейсными элементами в главном окне Delphi; введены фильтрующие свойства в окне Инспектора Объектов, упрощающие выбор нужного свойства; опции Инспектора Объектов теперь могут снабжаться небольшими пиктограммами, облегчающими правильный выбор нужной опции (например, рядом с названием каждого цвета показывается небольшой прямоугольник, заполненный этим цветом, рядом с названием курсора – его вид и т.п.); существенно усилены возможности встроенного отладчика: точки отладочного останова можно группировать и сделать доступной или недоступной сразу группу точек; с каждой точкой останова можно связать одно или несколько действий, которые будут выполняться при достижении этой точки; с помощью команды Run\Attach to Process можно отглаживать процесс, запущенный в другом экземпляре ИСР (эта возможность существенно упрощает отладку многозвенных приложений); с помощью выбора Run\Run Until Return в главном меню можно продолжить пошаговую отладку после завершения текущей подпрограммы и т.д.; введены дополнительные возможности в Менеджер Проекта, упрощающий координацию многих разработчиков в рамках единого проекта; создан механизм Менеджера Трансляций, облегчающий разработку многоязычных программ в рамках единого проекта; внесены изменения в кодовый редактор, позволяющий настраивать используемые в нём «горячие» клавиши; несколько переработана справочная система.

  Внесены многочисленные изменения и дополнения в галереи компонентов (в новой версии наиболее мощной комплекции Enterprise на 20 страницах расположены 218 стандартных компонентов).

  Версия поставляется в 3 комплекциях: Standard, Professional и Enterprise. Состав утилит, входящих в комплекцию Enterprise, полностью соответствует утилитам комплектации Client\Server Suite предыдущей версии.

Действительно, процесс  разработки в Delphi предельно упрощен. В первую очередь это относится  к созданию интерфейса, на который уходит 80% времени разработки программы. Вы просто помещаете нужные компоненты на поверхность Windows-окна (в Delphi оно называется формой) и настраиваете их свойства с помощью специального инструмента (Object Inspector). С его помощью можно связать события этих компонентов (нажатие на кнопку, выбор мышью элемента в списке и т.д.) с кодом его обработки - и вот простое приложение готово. Причем разработчик получает в свое распоряжение мощные средства отладки (вплоть до пошагового выполнения команд процессора), удобную контекстную справочную систему (в том числе и по Microsoft API), средства коллективной работы над проектом, всего просто не перечислить. Вы можете создавать компоненты ActiveX без использования Microsoft IDL, расширять возможности web-сервера (скрипты на стороне сервера), практически ничего не зная об HTML, XML или ASP. Можно создавать распределенные приложения на базе СОМ и CORBA, Интернет- и intranet-приложения, используя для доступа к данным Borland DataBase Engine, ODBC-драйверы или Microsoft ADO. Появившаяся, начиная с Delphi 3, поддержка многозвенной технологии (multi-tiered) доступа к данным позволяет создавать масштабируемые приложения (относительно слабо зависящие от сервера БД) за счет перенесения методов обработки информации (бизнес-правил) на среднее звено.

Как уже говорилось ранее, в Delphi используется язык Object Pascal, который  постоянно расширяется и дополняется Borland. Язык в полной мере поддерживает все требования, предъявляемые к  объектно-ориентированному языку программирования. Как и положено строго типизированному языку, классы поддерживают только простое наследование, но зато интерфейсы могут иметь сразу несколько предков. К числу особенностей языка следует отнести поддержку обработки исключительных ситуаций (exceptions), а также перегрузку методов и подпрограмм (overload) в стиле C++. К числу удачных, на взгляд автора, относится также поддержка длинных строк в формате WideChar и AnsiChar. Последний тип (AnsiStrmg) позволяет использовать все прелести динамического размещения информации в памяти без всяких забот о ее выделении и сборке мусора Delphi делает это автоматически. Для поклонников свободного стиля программирования имеются открытые массивы, варианты и вариантные массивы, позволяющие размещать в памяти все, что душе угодно и смешивать типы данных.

Вы можете создавать  свои собственные компоненты, импортировать  ОСХ-компоненты, создавать <шаблоны> проектов и <мастеров>, создающих <заготовки> проектов. Мало того, Delphi предоставляет  разработчику интерфейс для связи ваших приложений (или внешних программ) с интегрированной оболочкой Delphi (IDE).

Таким образом, вы можете использовать Delphi для создания как  самых простых приложений, на разработку которых требуется 2-3 часа, так и  серьезных корпоративных проектов, предназначенных для работы десятков и сотен пользователей. Причем для этого можно использовать самые последние веяния в мире компьютерных технологий с минимальными затратами времени и сил.

Ну, и одна из самых  последних новостей от Inprise обещает, что в ближайшем будущем вы сможете переносить приложения, разработанные в Delphi, на платформу Linux. Более подробную информацию о Delphi можно получить на сайтах www.inprise.com и www.inprise.ru. Существует большое количество сайтов, посвященных Delphi, например <Королевство Delphi> - delphi.vitpc.com, Torry's Delphi Pages - www.torry.ru. Последний содержит большое число ссылок на ресурсы, связанные с Delphi. Ну а если вы уже давно знакомы с этим продуктом, то на сайте www.brainbench.com можно бесплатно протестироваться в качестве программиста Delphi 3 и получить по почте сертификат.

Мощность и гибкость Delphi при работе с базами данных основана на низкоуровневом ядре - процессоре баз  данных Borland Database Engine (BDE). Его интерфейс с прикладными программами называется Integrated Database Application Programming Interface (IDAPI). В принципе, сейчас не различают эти два названия (BDE и IDAPI) и считают их синонимами. BDE позволяет осуществлять доступ к данным как с использованием традиционного record-ориентированного (навигационного) подхода, так и с использованием set-ориентированного подхода, используемого в SQL-серверах баз данных. Кроме BDE, Delphi позволяет осуществлять доступ к базам данных, используя технологию (и, соответственно, драйверы) Open DataBase Connectivity (ODBC) фирмы Microsoft. Но, как показывает практика, производительность систем с использованием BDE гораздо выше, чем оных при использовании ODBC. ODBC драйвера работают через специальный “ODBC socket”, который позволяет встраивать их в BDE.

       Все инструментальные средства баз данных Borland - Paradox, dBase, Database Desktop - используют BDE. Все особенности, имеющиеся в Paradox или dBase, “наследуются” BDE, и поэтому этими же особенностями обладает и Delphi.

Глава 3. основные требования к созданию программного обеспечения

3.1 Краткая характеристика используемой операционной системы

В Delphi наиболее подробно освещены следующие аспекты проблемы:

• Эффективное использование стандартного для Delphi программного интерфейса доступа к данным (ADO);

• Повышение эффективности, процесса разработки СУБД-приложений с использованием стандартных средств, а также продуктов третьих фирм.

Рис.3.1- Таблица «Группы» в Access

Рис.3.2 -Таблица «Журнал»

Рис.3.3- Таблица «Расписание»

Рис.3.4 -Таблица «Предметы»

        Модель документооборота сосредоточивается на движении документов, т.е. описывает их физическое перемещение из отдела в отдел, тиражирование и т.д. В случае использования компьютерной информационной системы часть этих документов, а соответственно и операции с ними могут быть заменены электронным аналогом. Тогда такие действия, как размножение, редактирование, принимают совершенно другой характер. В модели потока данных важны процессы над данными, их хранение, а физические характеристики средств хранения данных становятся неактуальными. Эта модель описывает операции над данными, а не над материальными характеристиками, ей безразличен способ совершения операций с данными: обработка данных производится либо вручную, либо на компьютере.

        Основная задача модели потока — построение логичной схемы движения данных. Но на одном уровне сложно воспринять больше восьми-девяти процессов, поэтому применяется последовательная иерархия с детализацией.

        Таким образом, модель потока данных представляет собой взгляд на хранение, перемещение и обработку данных с логической точки зрения и не описывает физическую сторону. Структура хранения информации, отображаемая в этой модели, может послужить прообразом модели структуры данных («сущность - связь»). Процессы обработки информации могут стать модулями программы. Движение информации соотносится с входами и выходами программы или структурой базы данных.

        Основная идея этого типа моделей в том, что большинство документов обрабатываются одним и тем же способом. Это такие операции, как заполнение, тиражирование, сопоставление, сортировка и т.д. При моделировании каждая из них отражается определенным значком, при помощи которого описывается жизненный цикл документа, а также движение из отдела в отдел.

        Построение модели дает возможность выявить некоторые недостатки существующей системы документооборота, такие, как, например, создание невостребованных документов, отсутствие контроля за движением отдельных документов, дублирование работ без необходимости. Поэтому модели этого типа могут быть использованы не только как инструмент системного анализа при проектировании компьютерной информационной системы, но и как средство наведения порядка в сфере управления документами или проведения аудита в этой части деятельности организации.

        Одним из способов совершенствования движения документов и информации по организации является внедрение системы электронного документооборота.

         Связь моделей. Все представленные модели — модели структуры и модели процессов — взаимосвязаны между собой, поскольку представляют одну и ту же организацию с разных точек зрения. Такая структуризация необходима для того, чтобы разделить объемное описание деятельности предприятия на составные части. Одна из задач структурного анализа — представление деятельности организации сначала на логическом уровне. Это позволяет представить весь проект изменения информационной системы компактно. Далее, при переходе на физический уровень описание процессов соотносится с описанием данных об этих процессах, хотя, естественно, они не всегда идут параллельно. Поэтому разрабатываются и модель данных организации, и модель процессов, при этом сложно установить приоритетность моделей.

        Взаимосвязь моделей данных и моделей процессов показана на рис. 3.9. Моделирование системы начинается с описания процессов, которое осуществляется с помощью двух типов моделей: модели потока данных и описания процессов. Одновременно проводится анализ структуры данных посредством спецификации данных и нахождения взаимосвязей между ними. На выходе этих двух моделей получаем функциональную модель, которая ложится в основу модели базы данных. На основании описания процессов и логической модели данных составляется спецификация программы. После этого производится кодировка программы, которая осуществляет обработку данных, запрашиваемых из базы.

Рис. 3.5- Связь моделей организации

       3.2 Краткая характеристика модели и метода решения данной задачи

Delphi — чрезвычайно мощная система разработки прикладных программ для Windows. Она все увереннее завоевывает ведущие позиции в как среди профессиональных программистов, так и среди людей, никогда профессионально программированием не занимавшихся. Профессионалы используют Delphi для построения сложных приложений с распределенными базами данных и для многих других целей. Специалисты самых разных специальностей (не программисты) создают с помощью Delphi небольшие прикладные программы для решения своих профессиональных задач и радуются, что, не владея всерьез программированием, могут создавать интерфейс, неотличимый от привычного интерфейса Windows. Студенты (не программисты) выполняют с помощью Delphi свои курсовые и дипломные проекты. Сейчас уже есть даже средние школы, в которых начинают знакомить с работой в среде Delphi.

Delphi — очень большая,  многофункциональная система, области  ее применения разнообразны, соответственно  разнообразны и вопросы, интересующие  читателя. Все это изложить в  одной книге просто невозможно.

Интегрированная Среда Разработки (Integrated Development Environment — IDE, в дальнейшем мы будем использовать для нее аббревиатуру ИСР) — это среда, в которой есть все необходимое для проектирования, запуска и тестирования приложений и где все нацелено на облегчение процесса создания программ. ИСР интегрирует в себе редактор кодов, отладчик, инструментальные панели, редактор изображений, инструментарий баз данных — все, с чем приходится работать.

Библиотека визуальных компонентов (Visual Component Library — VCL) Delphi содержит множество предопределенных типов компонентов, из которых пользователь может строить свою прикладную программу. Витрину библиотеки — палитру компонентов, вы видите расположенной справа в полосе инструментальных панелей интегрированной среды разработки Delphi.

Во всех компонентах  ввода и отображения текстовой  и цифровой информации шрифт текста, его размер, стиль (жирный, курсив и  т.п.) определяются свойством Font. Это свойство в свою очередь является объектом типа TFont, который имеет множество подсвойств, устанавливаемых в процессе проектирования или программно во время выполнения приложения.

В Delphi предопределено много  констант, соответствующих стандартным  наборам символов. Большинство из них, относящихся к японскому, корейскому, китайскому и другим языкам, вряд ли представляют интерес. Поэтому отметим только одно значение — 204, обозначаемое также константой RUSSIAN_CHARSET, которое соответствует символам кириллицы.

Любая работа в Delphi начинается с создания нового проекта. Как правило, из одного проекта получается одно приложение. Таким образом, проект представляет собой фундамент или каркас, на который “крепятся” все нужные детали. Самый маленький проект представляет собой только один файл с исходным кодом проекта, имеющий расширение DPR, он называется главным файлом проекта. Серьезный большой проект содержит десятки разнообразных форм, модулей, а также динамические библиотеки и ресурсы и т.д.

В главном файле содержится описание всех модулей и форм, входящих в состав проекта. Кроме того, в секции begin…end может располагаться любой код, который должен выполняться перед началом работы приложения или в процессе его закрытия.

Модулем называется текстовый  файл с расширением PAS , в котором  содержится некоторый исходный код на языке Object Pascal. С модулем может быть связана форма, которая представляет собой отдельно взятое окно программы с расположением на нем интерфейсными элементами. Служебная информация о формах хранится в файлах с расширением DFM. В общем случае в состав проекта могут входить модули, не имеющие связанных с ними форм.Репозиторий в Delphi содержит несколько заготовок для форм (страница Forms), а также некоторые стандартные диалоги, которые с точки зрения пользовательского интерфейса приложения являются модальными формами (страница Dialogs).В проекте Delphi помимо модулей и форм могут присутствовать различные служебные файлы. Среди них важное место занимают ресурсы (расширение RES), которые хранят значки, курсоры, строки сообщений, информацию о версии программы и т.д.Группа проектов объединяет для совместной разработки несколько проектов. Файл группы проектов имеет расширение BPG и представляет собой текстовый файл с системной информацией и описанием проектов, входящих в группу.