Разработка верхнего уровня Информационной Системы Университета

система должна осуществлять проверку выполнения команд и передавать

информацию обо всех своих действиях;

опрос состояния объекта управления и осуществление управления;

осуществление механизма проверки данных получаемых от объекта на

достоверность;

программа должна вести протоколы текущего состояния, прошедших событий,

аварийных ситуаций.

Протокол должен представлять собой структуру данных, хранящуюся на

жестком диске компьютера хранящую в себе данные о состоянии объекта на

промежутке времени. Администратору должна быть предоставлена возможность,

осуществлять такие операции над протоколом: просмотр и печать.

Режим редактирования должен быть защищен паролем от

несанкционированного доступа.

Новые значения должны немедленно вводиться в действие.

Программа должна также соответствовать следующим требованиям

надежности:

контроль выполнения большинства операций в программе, анализ их результатов

на присутствие ошибок, выяснение причины ошибок (например, с помощью

анализа результатов работы процедур и функций программы, отслеживания

возникновения особых случаев), исправление ошибочных ситуаций при помощи

специальных процедур обработки ошибок и особых случаев;

защита от некорректных действий пользователя программы. Данный вид защиты

может осуществляться с использованием некоторых специальных свойств пунктов

меню программы и кнопок панели инструментов программы (а также кнопок в

диалогах и формах). При невозможности выполнения какого-либо действия в

определенный момент времени (это зависит от текущей выполняющейся операции)

соответствующий этому действию пункт меню или кнопка должны быть отмечены

"потухшим" изображением и являться недоступными пользователю в этот момент

времени. Должны быть доступны только те пункты меню и кнопки, нажатие

которых активизирует действия, не "конфликтующие" с текущей выполняющейся

операцией или текущим режимом работы программы.

2.4.2. Требования к составу и параметрам технических средств

Для эксплуатации программы требуется IBM-совместимый персональный

компьютер.

К комплектации и параметрам компьютера предъявляются следующие

требования:

процессор Pentium 366;

объем ОЗУ – 64 МБ;

жесткий диск емкостью 3,2 ГБ;

видеоадаптер;

монитор SVGA;

принтер для печати отчетов.

Принимая во внимание то, что эксплуатироваться программа будет в среде

операционной системы Windows NT, которая предъявляет довольно высокие

требования к параметрам и быстродействию компьютера.

2.4.3. Требования к информационной и программной совместимости

Поставленная задача должна быть реализована программным путем, т.е.

написана на каком-либо языке программирования, должна быть определена

операционная система. Соответственно перечисленным критериям можно провести

характеристику вариантов решения поставленной задачи.

Для того чтобы приступить к написанию программы обеспечивающую

работоспособность будущей Информационной Системы Университета, следует

рассмотреть возможные типы интерфейса программы. Среди существующих

вариантов можно выделить два основных типа: на основе меню и на основе

языка команд.

Интерфейсы типа меню облегчают взаимодействие пользователя с

компьютером, поскольку снимают необходимость заранее изучать язык

общения с системой. Такой способ особенно удобен для начинающих и

непрофессиональных пользователей.

Интерфейс на основе языка команд требует знания пользователем

нужных команд и их синтаксиса. Достоинство командного языка заключается в

его мощности и гибкости.

Указанные два основных типа интерфейса представляют собой крайние

случаи, между которыми существует множество промежуточных вариантов. Меню и

командные языки дополняют друг друга, поэтому в интерфейсах многих

современных систем присутствуют оба этих средства. В связи с тем, что

программой, возможно, будут пользоваться люди мало знающих компьютер, но

желающих опубликовать свое объявление в ИСУ, следует остановиться на

интерфейсе экранная форма. Это обеспечить комфортность работы, как

администратора системы, так и рядового пользователя. Основные преимущества

данного интерфейса:

пользователь может отредактировать некоторый ответ перед вводом;

он может временно пропустить вопросы и возвращаться к ответу на

предыдущий вопрос, т.е. пользователь может работать с формой до тех пор,

пока он, удовлетворенный своей работой, не нажмет определенную клавишу,

означающую конец ввода;

компьютерная система может проверить каждый ответ непосредственно после

ввода или же выдавать список ошибок только после заполнения формы целиком.

В начале хотелось бы рассмотреть операционную систему MS DOS, которая

соответствует интерфейсу командной строки. Преимуществами данной системы

являются: низкие требования к ресурсам компьютера, простота ее устройства,

что предоставляет программисту определенную свободу действий. В то же

время она обладает большим количеством недостатков некоторые, из которых

хотелось бы перечислить: очень неразвитый интерфейс с пользователем,

поэтому большая нагрузка ложиться на программиста при реализации более

развитого и понятного интерфейса, данная ОС не имеет возможности адресовать

более 1 Мб оперативной памяти, что накладывает определенные ограничения при

программировании. Система MS DOS не поддерживает режим многозадачности,

поэтому программу защиты необходимо реализовывать в виде резидентной

программы, что является кропотливой и трудной работой. Исходя из

вышеперечисленного, можно сделать вывод, что реализация данного проекта в

системе MS DOS /2/ не является оптимальным решением. Можно рассмотреть

графическую надстройку MS DOS оболочку Windows 3.x, данная оболочка

предоставляет программисту больше возможностей при построении развитого

графического интерфейса, но она наследует такие недостатки, как очень

неразвитую систему поддержки многозадачности, что является необходимым при

реализации данного проекта.

В настоящее время наиболее распространенной операционной системой

является — система Windows 95 фирмы Microsoft, эта ОС имеет ряд очень

выгодных преимуществ во первых это высокоразвитый графический интерфейс,

что очень ценится пользователями. Предоставляет программисту большое

количество разнообразных функций API Win32, которые дают широкие

возможности по построению того же интерфейса, более удобное управление

памятью компьютера, которая перестала быть сегментированной и имеет

ограничение при адресации 4 Гб, что вполне достаточно. Еще одним

преимуществом является встроенная поддержка сетевых коммуникаций, что при

реализации работы является насущной необходимостью. Предоставлены такие

механизмы, передачи данных между программами, как DDE — динамический обмен

данными, буфер обмена и OLE 2 — связывание и внедрение объектов. Достаточно

хорошо реализован механизм не вытесняющей многозадачности и

многопоточности. Операционная система Windows 95 избавила программистов от

необходимости писать в программах вставки на языке Ассемблер, что является

трудным занятием. Во многом эта ОС подходит для реализации работы, но в

ней отсутствует возможность управлять приоритетами программ, так для

обеспечения надежности при достижении необходимой частоты опроса подсистема

управления должна иметь более высокий ранг приоритета выполнения по

сравнению с остальной частью.

Операционная система Windows NT 4.0 /3/ включает в себя все

достоинства Windows 95, и также является наиболее устойчивой к сбоям в

программном обеспечении. Включает механизм рангов выполнения программ,

такие как фоновый режим, обычный, высокий и реального времени. К

преимуществу данной операционной системы следует отнести использование

более меньшего кванта времени. Так любой другой ОС достижение частоты 50 Гц

невозможно без перепрограммирования системного таймера, в Windows NT это

возможно.

Ее недостатком стоит отметить высокие требования к ресурсам

компьютера. Исходя из вышеизложенного стоит остановить свой выбор на

системе Windows NT 4.0.

Языки программирования делятся на высокого и низкого уровня. К языкам

программирования относится: язык низкого уровня - Ассемблер, и высокого -

Си, Си++, Pascal /4/.

Написание программ на языке Ассемблер очень сложное и трудоемкое дело

и требует высокой квалификации. Основной предпосылкой использования

Ассемблера было невысокое быстродействие компьютера и недостаточный объем

оперативной памяти, а данный язык позволял использовать наиболее полно все

ресурсы компьютера. В настоящее время вычислительная техника имеет высокое

быстродействие и низкий уровень цен на нее, что позволяет не прибегать к

помощи этого сложного языка.

Распространенной средой программирования является Borland Delphi, с

языком программирования Object Pascal. Данная среда программирования

предоставляет широкие средства, при программировании интерфейсов и работе с

базами данных, своей возможностью, как графического (визуального)

построения программ так и традиционного написания программ. Delphi относят

к средам быстрой разработки программ.

Программы, написанные на Delphi, являются объектно-ориентированными,

что приносит свои преимущества и недостатки. Преимущество объектно-

ориентированной программы в ее высокой структуризации, следовательно, более

понятной. Программа строится на основе классов уже разработанных фирмой

Borland, которые облегчают труд программиста, но при этом переносят

нагрузку на ЭВМ. Недостатком Delphi является чрезмерное "раздувание"

машинного кода программы и как следствие более высокие требования конечной

программы к ресурсам и быстродействию ЭВМ.

Язык программирования Си часто называют языком среднего уровня из-за

его гибкости и удобства. Данный язык предоставляет использовать во всей

полноте все преимущества и возможности операционной среды, такие как

управление памятью, потоками процессами. При помощи этого языка удобно

осуществлять связь с аппаратными средствами компьютера, что необходимо при

программировании подсистемы управления, программа написанная на Си не

обладает излишним кодом, как это бы произошло в Delphi, и более

быстродейственна.

С++ BUILDER – это достаточно новая среда разработки программ, в том

числе и систем управления базами данных. Это сочетание языка объектно-

ориентированного программирования C++ с дружественной программисту средой

разработки, которая предполагает использование при разработке программ

компонентов - готовых элементов интерфейса и элементов, которые

обеспечивают многочисленные функции обработки данных (не относящиеся к

созданию интерфейса). Большие возможности управления базами данным. BDE

(Borland Database Engine) является встроенным средством работы с базами

данных. BDE является стандартным программным средством промежуточного

уровня для доступа ко всем популярным форматам баз данных. BDE также имеет

широкие возможности доступа к базам данных архитектуры клиент-сервер,

возможности управления базами данных с помощью языка структурированных

запросов SQL (Structured Query Language). Поэтому разработку системы более

удобно проводить в среде С++ BUILDER.

2.5. Предварительная оценка технико– экономических показателей

Так как Информационная Система Университета будет работать в системе

реального времени и в то же время центральный компьютер будет обрабатывать

большое количество информации, то компьютер должен быть максимальным по

быстродействию, иметь большой объем памяти и дисковое пространство. В

качестве системных ресурсов машины администратора рекомендуется взять

процессор – PC Pentium 366, память – 64 Мбайт оперативной памяти, жесткий

диск – 3,2 Гбайт, монитор – SVGA или более мощный. Компьютер с такой

конфигурацией обойдется университету в 15 тыс. рублей. В качестве

операционной системы рекомендуется установить – Windows NT. Покупка

операционной системы, такой как Windows NT, обойдется в 5 тыс. рублей.

При правильно построенной политике подачи объявления: преподавателям и

студентам бесплатно, объявления рекламного характера сторонних лиц

оплачиваются по некоторой тарифной сетке, позволит открыть новую статью

доходов университета и окупить все затраты на построение ИСУ.

3. Полномасштабная функциональная схема верхнего уровня ИСУ

Прежде чем разрабатывать функциональную схему следует определить место

и положение Информационной Системы Университета в системе обмена информации

существующей на данный момент. На сегодняшний день большинство рутинной

работы и процесс обучения в университете выполняются на персональных

компьютерах. Они расположены в деканатах, кафедрах, учебных аудиториях,

почти все компьютеры в университете связаны в одну многофункциональную

локальную сеть, или будут связаны в обозримом будущем, которая имеет доступ

к глобальной информационной сети Internet /5-8/. Что позволяет быстро и

качественно, не прибегая к бумажным технологиям, обмениваться информацией

как внутри университета, так и за его пределами.

В одну из основных задач входит определение рационального и

обоснованного места ИСУ в данной существующей системе. Учитывая ранее

описанные задачи ИСУ и существующую схему обмена информации /9,10/, была

разработана схема представленная на рисунке 2.

Внедрение ИСУ в сеть передачи данных

[pic]

Под центральным компьютером понимается некоторый персональный

компьютер на котором работает программа управления и взаимодействия как с

нижним уровнем ИСУ так и с удаленными ПК. Данная программа будет

именоваться в дальнейшем - "Сервер". Программа, работающая на удаленных ПК

в локальной сети – "Клиент".

Следует также четко разграничить верхний и нижний уровень. Под верхним

уровнем понимается система управления всей ИСУ. Верхний уровень реализуется

в виде программы управления и включает в себя функции управления, слежения

и взаимодействия всех частей ИСУ. Нижний уровень, представляет из себя

набор устройств, аппаратный интерфейс взаимодействия с верхним уровнем,

алгоритмы работы устройств и способы вывода информации.

Как уже было сказано выше, верхний уровень в свою очередь делится на

две подсистемы "Сервер" и "Клиент". "Сервер" делится на три уровня.

подсистема управления;

интерфейсная подсистема взаимодействия "Сервера" с администратором системы;

подсистема взаимодействия с "Клиентом".

В приложении 1 представлена функциональная схема с подсистемами

управления и интерфейсной подсистемой взаимодействия "Сервера" и

администратора системы.

Подсистема взаимодействия с "Клиентом" представлена отдельной схемой в

приложении 2.

Функциональная схема "Клиент" представлена в приложении 3.

Задачи подсистемы управления включают надежное функционирование ИСУ,

ее устойчивость к различным возмущением из вне, своевременное выполнение

всех необходимых функций управления, исключение возможностей потери

пакетов, качественное выполнение всех задач реализованных в системе,

возможность работы в автономном режиме без вмешательства администратора

системы.

Интерфейсная подсистема взаимодействия "Сервера" с администратором

системы реализует возможность вмешательства в функционирование работы ИСУ

администратора системы, изменение параметров работы ИСУ, получение

различной справочной информации, предоставление администратору выполнение

функций добавления, удаления и редактирования списка пользователей ИСУ.

Подсистема взаимодействия с "Клиентом" реализовывает функции подачи

объявления с удаленной машины их правильный и надежный прием, возможность

пользователей, если они зарегистрированы в системе, узнать свой приоритет,

список и описание устройств функционирующих в системе.

Подсистема Клиент работающая на удаленной машине реализовывает функции

связи с Сервером, а точнее с подсистемой взаимодействия с "Клиентом",

получение от сервера списка и описание устройств функционирующих в ИСУ,

возможность удаленной отправки объявления в ИСУ.

4. Описание функционирования верхнего уровня ИСУ (Сервер)

4.1. Инициализация системы

Во время запуска системы управление передается процедуре Init, функция

которой привести в однозначное соответствие данные, хранящиеся на диске и

данные, расположенные в оперативной памяти системы. Все основные

переменные, используемые в системе, имеют свои копии на жестком диске, при

изменении данных изменения также происходят и на диске, что позволяет при

аварийном отключении восстановить ее состояние на момент выхода системы из

строя.

Инициализации подлежат следующие переменные:

массив устройств, который содержит данные об устройствах не способных

выполнять свои функции на данный момент времени;

так как отключение системы могло произойти во время некоторого сбоя,

процедура Init должна выяснить, чем в данный момент занимается каждое

устройство нижнего уровня. И произвести инициализацию динамического

массива, который в каждый момент времени отображает текущее состояние

нижнего уровня. Для этого процедура Init последовательно вызывает процедуру

Order;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8