Программная система автоматизации аналитических услуг Научно – исследовательского и проектного института экологических проблем

0

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

Факультет информационных технологий

              

 ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

 

Программная система автоматизации аналитических услуг Научно –

исследовательского и проектного института экологических проблем

 

Пояснительная записка

Аннотация

 

В данной дипломной работе разработана программная система автоматизации аналитических услуг Научно – исследовательского и проектного института экологических проблем

Пояснительная записка содержит 100 страниц, в том числе 50 рисунков, 10 таблиц, 25 источника, 2 приложения.

В пояснительной записке описана постановка задачи. Проведен анализ предметной области организации, описаны отделы и построена схема информационных потоков, рассмотрена структура организации. Рассмотрен ряд вопросов, касающихся проектирования базы данных: построение логической модели, реляционная структура данных, нормализация отношений. Работа содержит обоснование языка для написания программы, описание его основных характеристик. Описание программы включает: общие сведения, описание логической структуры, описание входной и выходной информации. В работе приведено руководство пользователю, руководство системному программисту. Освещен ряд вопросов, касающихся безопасности производства. Произведен расчет экономической эффективности.

 

Содержание

 

Введение. 7

1 Анализ предметной области. 8

1.1 Анализ информационных потоков НИПИЭП.. 8

1.2 Анализ существующих программных средств. 11

1.3 Анализ и выбор метода аналитической обработки данных. 14

1.4 Постановка задачи. 21

1.4.1 Введение. 21

1.4.2. Основание для разработки. 22

1.4.3 Назначение. 22

1.4.4 Требования к программе. 22

Вывод по первому разделу. 24

2 Разработка автоматизированной системы.. 25

2.1 Анализ и выбор методов проектирования. 25

2.2 Выбор инструментальных средств программирования. 26

2.3 Разработка архитектуры автоматизированной системы. 31

2.4 Реализация функционального назначения. 35

2.5 Проектирование базы данных. 38

2.5.1 Формальное описание предметной области. 38

2.5.2 Информационно-логическая модель предметной области. 44

2.5.3 Даталогическая модель предметной области. 47

2.5.4 Физическая модель базы данных. 49

2.6 Разработка алгоритмов приложения. 54

2.7 Тестирование программного средства. 61

3 Руководство по эксплуатации программного средства. 64

3.1 Требования к аппаратным ресурсам. 64

3.2 Руководство программиста. 64

3.2.1 Назначение и условия применения программы.. 64

3.2.2 Характеристика программы.. 64

3.2.2 Входные и выходные данные. 65

3.2.3 Сообщения. 65

3.3 Руководство оператора. 65

3.3.1 Назначение программы. 65

3.3.2 Условия выполнения программы.. 65

Вывод по третьей главе. 70

4 Экономический раздел. 71

4.1  Технико–экономическое обоснование разработки. 71

4.2  Определение трудоемкости разработки программного продукта. 71

4.3  Расчет себестоимости программного продукта. 77

4.4  Расчет экономического эффекта от внедрения программного продукта. 80

Вывод по четвертому разделу. 81

5 Безопасность труда. 82

5.1 Анализ и обеспечение безопасных условий труда. 82

5.1.1 Рабочее место программиста. 82

5.1.2 Микроклимат. 84

5.1.3 Защита от опасных и вредных производственных  факторов. 85

5.1.4 Нормирование шума. 86

5.2 Определение необходимого воздухообмена. 87

5.2.1 Определение необходимого воздухообмена в помещении в зависимости от числа находящихся в нем людей. 88

5.2.2 Определение необходимого воздухообмена по выделению вредных веществ. 88

5.2.3 Определение необходимого воздухообмена по избыткам тепла. 89

4.3 Возможные чрезвычайные ситуации. 91

4.3.1 Моделирование ЧС.. 91

4.3.2 Определение размеров и площади вон химического заражения. 91

4.3.3 Определение времени подхода зараженного воздуха к населенному пункту. 92

4.3.4 Определение времени поражающего действия АХОВ.. 93

4.3.5 Определение возможных потерь людей в очаге химического поражения. 93

Приложение А.. 94

Приложение  Б. 98

Приложение В.. 111


Введение

В веке информационных технологий трудно представить себе жизнь без научных терминов, точных алгоритмов, сложных вычислений и так далее, то есть без всего того, чем занимается наука и производство. 

В ходе изучения направлений деятельности и работы Научно – исследовательского и проектного института экологических проблем (НИПИЭП) было определено, что существует проблема, которая заключается в отсутствии единой базы специализированных, узконаправленных программ и алгоритмов, которые являются ключевым моментом во многих профессиях и специальностях. Эта проблема возникает каждый раз при проектировании различного уровня и характера и заключается в упущенном времени, на соблюдение алгоритмов и расчётов каждый раз, и средства, потраченные на стационарные (локальные) системы данного назначения.

Ответом на все вопросы должна стать программная система «Интеллигент». Этот портал представляет собой площадку, доступ на которую позволяет пользователю выбрать в каталоге необходимый расчёт, ввести входные данные и получить готовый результат, тем самым сэкономить время и средства на проектировочных расчётах.

Целью дипломной работы является разработка программной системы автоматизации аналитических услуг, связанных с предоставлением специализированных, узконаправленных программ и алгоритмов конечному пользователю.

Для реализации поставленной цели были поставлены следующие инженерные задачи:

- анализ информационных потоков предприятия;

- анализ аналогов подобных программных систем;

- выбор и обоснование математического аппарата;

- реализация функционального назначения программной системы;

- проектирование базы данных;

- разработка алгоритма приложения;

- тестирование программной системы;

- разработка сопровождающей документации (руководство администратору БД, программисту, пользователю);

- оценка экономического эффекта от  внедрения программной системы;

- разработка мероприятий по обеспечению безопасности труда.

В итоге работы должен быть создан экономически выгодный программный продукт, то есть сравнительно не дорогой и эффективный.

 

 


1 Анализ предметной области

1.1 Анализ информационных потоков Научно – исследовательского и проектного института экологических проблем

Практика работы НИПИЭП с предприятиями разных отраслей выявила высокую востребованность способности комплексного решения проблем экологического и технологического характера.

Приоритетные направления деятельности НИПИЭП:

1 Строительство очистных сооружений, изготовление, комплектация и поставка Комплексов Очистки Сточных Вод (КОСВ): - канализационных (городских до 1 млн. м3 в сутки и выше, поселковых, вахтовых); - дождевых (в том числе городских), производственно-дождевых; - для пивзаводов, винзаводов, спиртзаводов; - производственных нефтесодержащих, мясокомбинатов, молокозаводов и других стоков с органическими загрязнениями;- шахтных и близких им по составу сточных вод; - другого происхождения, для очистки которых применимы биологические, физико-химические (коагуляционные, флотационные, адсорбционные, мембранные, ионообменные и др.) и механические методы очистки.

2 Реконструкция действующих очистных сооружений.

3 Очистка воды для питьевых целей, водоподготовка в соответствии с техническими требованиями Заказчика.

4 Обеззараживание очищенной воды.

5 Разработка систем водоотведения и оборотного водоснабжения нефтеперерабатывающих производств.

6 Переработка шламов: - донных шламов нефтеперерабатывающих производств, - нефтяных и мазутных разливов, - других шламов, для переработки которых применимы биологические, физико-химические (коагуляционно-фильтрпрессовые, термодесорбционные и др.) и механические методы.

7 Переработка отходов: твердых бытовых отходов, отходов пивоваренных, винных и спиртовых производств, илового осадка очистных сооружений, промышленных отходов, других отходов, для переработки которых применимы биологические, физико-химические и механические методы.      

8 Трубопроводы (канализационные, водоводы, нефтепроводы и т.п.), ремонт трубопроводов.

В НИПИЭП все программные продукты лицензированы и тщательно подобраны под нужды каждого конкретного отдела. Ниже приведен перечень основных программных продуктов, использующий отдел и краткое описание к каждому из них.

На каждом компьютере НИПИЭП установлены: операционная система Windows 7 Ultimate, Microsoft Office, браузер Opera текущего обновления, а также все необходимые утилиты для корректной работы компьютера.

В отделе проектировщиков и конструкторском отделе установлен AutoCAD 2012 и другие программы, необходимые для полноценной деятельности инженеров.

В бухгалтерии и на складе установлен комплекс 1С: Бухгалтерия и 1С: Торговля и склад.

IT-отдел занимается сопровождением информационного сайта НИПИЭП, расположенного по адресу www.nipiep.ru. Также в IT-отделе установлен ряд программ, необходимый для выполнения поставленных задач.

Схема информационных потоков НИПИЭП представлена на рисунке 1.1.

        

 

Рисунок 1.1 – Схема информационных потоков организации

 

Какие потоки подлежат автоматизации

Контекстная диаграмма - вид IDEF0-диаграммы. Это диаграмма, расположенная на вершине древовидной структуры диаграмм, представляющая собой самое общее описание системы и ее взаимодействие с внешней средой (как правило, здесь описывается основное назначение моделируемого объекта). Контекстная диаграмма состоит из одного блока, описывающего функцию верхнего уровня, ее входы, выходы, управления, и механизмы, вместе с формулировками цели модели и точки зрения, с которой строится модель. 

 Контекстная диаграмма системы представлена на рисунке 1.2.

 

 

Рисунок 1.2 — Контекстная диаграмма системы

 

Диаграммы декомпозиции предназначены для детализации функций и получаются при разбиении контекстной диаграммы на крупные подсистемы (функциональная декомпозиция) и описывающие каждый подсистему и их взаимодействие.

Диаграмма декомпозиции представлена на рисунке 1.3.

 

 

Рисунок 1.3 — Диаграмма декомпозиции

1.2 Анализ существующих аналогов программной системы

Проведя анализ среди уже существующих систем проведения расчётов, показал, что узконаправленных программных средств, целью которых является осуществление расчётов специализированных коэффициентов достаточно много. Среди них можно выделить такие программные средства как:

  1. Программа для расчёта выбросов пыли в атмосферу от насыпи песка (рисунок 1.4). Расчет производится согласно методике проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для асфальтобетонных заводов.

 

 

Рисунок 1.4 – Программа для расчета выбросов пыли в атмосферу от насыпи песка

 

  1. Программа для расчёта выброса загрязняющих веществ при осуществлении окраски и сушки окрашенных изделий (рисунок 1.5). Расчёт производится по методике расчёта выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при нанесении лакокрасочных материалов (по величинам удельных выделений).

 

 

Рисунок 1.5 – Программа для расчёта выброса загрязняющих веществ при осуществлении окраски и сушки окрашенных изделий

 

  1. Сыпучие материалы (версия 1.00). Программа реализует «Временные методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ (пыли) в атмосферу при складировании и перегрузке сыпучих материалов на предприятиях речного флота» (рисунок 1.6).

 

 

Рисунок 1.6 - Сыпучие материалы

  1. Vibros (рисунок 1.7). Предназначена для автоматизированной подготовки данных по котельным установкам (при разработке раздела проекта «Охрана окружающей среды») для выполнения расчетов концентраций вредных выбросов в атмосфере по унифицированным программам расчета загрязнения атмосферы.

 

 

Рисунок 1.7 – Vibros

 

  1. Программа расчёта выбросов от дорожно-строительной техники с учетом нагрузки (версия 2.00). Расчёт выбросов загрязняющих веществ произведен согласно методике проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для баз дорожной техники (рисунок 1.8).

 

 

Рисунок 1.8 – Программа расчёта выбросов от дорожно-строительной техники с учетом нагрузки

  1. Программа расчёта коэффициентов сжимаемости природного газа при неизвестном полном компонентном составе газа версия 3.0 (рисунок 1.9). Для расчета коэффициента сжимаемости природного газа при определении его расхода и количества применяется модифицированный метод - при распределении газа потребителям и модифицированное уравнение состояния при транспортировании газа по магистральным газопроводам. 

 

 

Рисунок 1.9 - Программа расчёта коэффициентов сжимаемости природного газа при неизвестном полном компонентном составе газа версия 3.0

 

Анализ аналогов данного информационного портала показал, что существует огромное количество программ и программных комплексов, направленных на предоставление расчётов различного характера и направления. Но все они требуют как минимум установки на свой ПК, а в большинстве случаев данного рода программы являются платными.  Отличительной особенностью разрабатываемого проекта является не только то, что он будет представлять собой единую базу подобного рода программ и алгоритмов, но и то, что доступ к этой базе будет иметь каждый пользователь, подключённый к сети Интернет.

Анализ аналогов в сети Интернет показал, что на данный момент такой информационной системы, которая предоставляла бы расчёты и коэффициенты по внесённым входным значениям различного назначения и характера в систематизированном виде, просто нет. В связи с этим принято решении о создании такой системы.

 

1.3 Анализ и выбор метода аналитической обработки данных

Была поставлена цель прогнозирования прибыли от цены товара и количества обращений к нему по данной цене. Этот модуль прогнозирования должен располагаться в администраторской панели. Для достижения данной цели был выбран корреляционно-регрессионный анализ.

Регрессионный анализ — это статистический метод исследования зависимости случайной величины -отклик от переменной () или переменных  () – предикторы;  рассматриваются в регрессионном анализе как неслучайные величины, независимо от истинного закона их распределения. В выходе регрессионного анализа при помощи выбранного метода [7, 16]: строится математическая модель, описывающая форму связи переменных – уравнение регрессии. Как правило, регрессионному анализу предшествует анализ корреляционной зависимости переменных, который позволяет установить наличие связи между анализируемыми переменными, оценить ее тесноту и определить направление (прямая или обратная связь). Кроме того, в ходе корреляционного анализа происходит отбор существенных факторов, включаемых в уравнение регрессии. Наиболее простой формой корреляционного анализа является парная корреляция – анализируется связь между парой признаков – откликом  и одним предиктором . В этом случае уравнение регрессии принимает вид у =f(x).

В ходе множественного корреляционного анализа рассчитываются следующие характеристики:

- парные коэффициенты корреляции  – оценки тесноты линейной корреляционной связи между всеми парами анализируемых признаков с учетом их взаимного влияния и взаимодействия. Совокупность парных коэффициентов корреляции, относящихся ко всем исследуемым признакам, может быть представлена в виде корреляционной матрицы R, которая рассчитывается по формуле

 

(1.1)

 

где  – матрица стандартизованных значений исходных переменных. Ее элементы рассчитываются по формуле

 

,

(1.2)

 

 

На главной диагонали матрицы R стоят единицы, т.е. дисперсии стандартизованных переменных, а все другие элементы — парные коэффициенты корреляции ;

- частные коэффициенты корреляции , характеризующие тесноту линейной корреляционной связи между парой анализируемых признаков ( и ) в условиях элиминирования влияния на эту пару других переменных (,, и т.д.). Эти коэффициенты характеризуют так называемую чистую корреляцию. В матричном виде формулу для расчета частных коэффициентов корреляции можно записать следующим образом:

 

,

(1.3)

 

где , ,  – алгебраические дополнения соответствующих элементов матрицы парных корреляций R.

Знак частному коэффициенту корреляции присваивается такой же, как и у парного коэффициента корреляции;

-множественный коэффициент корреляции  характеризует степень тесноты связи между результативным признаком (откликом)  и всеми факторными признаками (предикторами –);

-множественный коэффициент детерминации  характеризует долю дисперсии результативной переменной, обусловленную влиянием факторных переменных, участвующих в анализе. На основе корреляционной матрицы R множественный коэффициент корреляции и множественный коэффициент детерминации могут быть исчислены следующим образом:

 

;      .

 

(1.4)

где  – определитель матрицы парных корреляций,  – определитель матрицы парных корреляций, полученной после вычеркивания строки и столбца, представляющих связи зависимой переменной ().

В множественном регрессионном анализе исследуется связь между несколькими независимыми переменными (предикторами)  и результативным признаком (откликом) . Следовательно,

 

.

 

(1.5)

Обычно предполагается, что случайная величина () имеет нормальный закон распределения с условным математическим ожиданием  и постоянной, не зависящей от аргументов дисперсией . В анализе чаще всего используются уравнения регрессии линейного вида

 

,

(1.6)

 

Коэффициенты регрессии  показывают, на какую величину в среднем изменяется результативный признак , если независимая переменная , изменяется на единицу ее измерения.

В матричной форме регрессионная модель имеет вид

 

,

(1.7)

 

где  – случайный вектор-столбец размерности () наблюдаемых значений результативного признака (); X – матрица размерности () наблюдаемых значений аргументов. Элемент матрицы  рассматривается как неслучайная величина (;;); А – вектор-столбец размерности () неизвестных параметров, подлежащих оценке в ходе регрессионного анализа (вектор коэффициентов регрессии);  - случайный вектор-столбец размерности () – вектор остатков, которые являются независимыми нормально распределенными случайными величинами с нулевым математическим ожиданием () и неизвестной дисперсией . На практике рекомендуется, чтобы число наблюдений (n) превышало число анализируемых признаков (m) не менее, чем в пять-шесть раз.

Для расчета вектора оценок коэффициентов регрессии  по методу наименьших квадратов используется формула

 

,

(1.8)

 

где

;    ;     ;

 

         

 

 – транспонированная матрица X;  – матрица, обратная матрице .

Для устранения влияния различия дисперсий и единиц измерения отдельных переменных на результаты регрессионного анализа в ряде случаев целесообразно вместо исходных значений переменных  использовать стандартизованные значения . В этом случае уравнение множественной линейной регрессии будет иметь следующий вид:

 

,

(1.9)

 

         где  – стандартизованные значения отклика ;  – стандартизованные значения предикторов (независимых переменных – ,);  — стандартизованные коэффициенты регрессии, которые могут быть вычислены исходя из следующей системы уравнений:

 

,

(1.10)

 

Если решать данную систему по правилу Крамера, то  равно

 

,

(1.11)

 

где  – определитель матрицы системы уравнений;  – определитель матрицы системы линейных уравнений, в которой j-й столбец заменен столбцом свободных членов уравнений системы ().

Когда уравнение построено в стандартизованном масштабе, коэффициенты регрессии  показывают, за сколько стандартных отклонений изменится  при изменении каждой из  на одно стандартное отклонение. Между коэффициентами  и  существует следующая зависимость:

 

.

(1.12)

 

Кроме того, при помощи коэффициентов  можно рассчитать частный () и множественный () коэффициенты детерминации

 

;

,  ,

причем

.

 

После того как рассчитано само уравнение регрессии и перечисленные выше характеристики корреляционных связей, необходимо убедиться в адекватности полученных результатов.

Значимость уравнения регрессии в целом, т.е. нулевая гипотеза , проверяется по F-критерию Фишера. Его наблюдаемое значение определяется по формуле:

 

,

(1.13)

 

где , .

По таблице распределения значений F-критерия Фишера, при заданных , , ,находят . Гипотеза  отклоняется с вероятностью , если . Из этого следует, что уравнение является значимым, т.е. хотя бы один из коэффициентов регрессии существенно отличен от нуля.

Для проверки значимости отдельных коэффициентов регрессии, т.е. гипотез , где , используют t-критерий Стьюдента, фактическое значение которого вычисляют следующим образом:

 

;     ;       ,      

 

где  – средняя ошибка коэффициента регрессии ,  – оценка среднего квадрата ошибки;  – соответствующие коэффициенту  диагональные элементы матрицы .

По таблице значений t-критерия Стьюдента для заданного уровня значимости и числа степеней свободы () находят . Значимость проверяемого коэффициента  подтверждается, если . В противном случае коэффициент регрессии незначим, и соответствующая ему переменная не должна входить в модель.

Аналогичным образом осуществляется проверка значимости парных и частных коэффициентов корреляции. При этом табличное значение определяется для числа степеней свободы, равного (), а расчетное значение критерия начисляется по формуле:

.

(1.14)

Значимость множественного коэффициента детерминации () и соответственно множественного коэффициента корреляции () оценивается по F- критерию Фишера. Расчетное значение этого критерия определяется по формуле:

.

(1.15)

 

Гипотеза о значимости множественного коэффициента детерминации принимается в том случае, если  для заданного уровня значимости  и числа степеней свободы , и .

Диаграмма состояний корреляционно – регрессионного анализа представлена на рисунке 1.10.

 

Рисунок 1.10 – Диаграмма состояний корреляционно – регрессионного анализа

 

 

1.4 Постановка задачи

1.4.1 Введение

 

Данное техническое задание распространяется на разработку программной системы «Интеллигент».

В настоящее время существует проблема отсутствия единого портала, включаещего в себя комплекс специализированных, узконаправленных программ и алгоритмов, которые являются ключевым моментом во многих профессиях и специальностях. Эта проблема возникает каждый раз при проектировании различного уровня и характера и заключается в упущенном времени, на соблюдение алгоритмов и расчётов каждый раз, и средства, потраченные на стационарные (локальные) системы данного назначения.

Прогнозирование прибыли от аналитических услуг будет осуществляться с помощью корреляционно – регрессионного анализа.

Создание информационной системы позволит уменьшить время, затрачиваемое на решение специализированных задач, а также съэкономить средства.

 

1.4.2. Основание для разработки

 

Программная система разрабатывается на основе приказа ректора на дипломное проектирование по специальности 230105.65 – ПОВТАС № 605-С от 02.04.2012.

 

1.4.3 Назначение

 

Система предназначена для учета и анализа аналитических услуг, предоставляемых аналитическим отделом НИПИЭП.

Пользователями системы будет выступать:

  • Администратор БД;
  • оперативный пользователь.

 

1.4.4 Требования к программе

 

Требования к функциональным характеристикам:

Данное программное средство должно представлять совокупность методических и программных средств выполнения следующих функций:

- соединение с базой данных;

- ведение справочных данных (страна, город, улица, тип населённого пункта);

- ведение регистрационной информации о пользователе (фамилия, имя, отчество, e-mail, адрес, год рождения, номер телефона, название организации, дата регистрации, логин, пароль);

- ведение архивных данных (название материалов, версии программ, дата размещений, ссылки);

- ведение данных о заказах (дата формирования заказа, номер договора, название файла программы, сумма заказа);

- корректировка данных о пользователе, справочной информации;

- добавления новых файлов;

- проведение анализа дляпрогнозирования прибыли;

- простой и наглядный пользовательский интерфейс;

- обеспечить многопользовательский доступ к программному средству;

- генерация выходных документов (отчеты о заказах).

Методическое обеспечение должно быть реализовано в пользовательском интерфейсе системы, который должен предполагать выбор объекта системы, ввод, изменение, просмотр и хранение данных, решение задачи статистического анализа. Программное средство должно иметь возможность к модернизации и последующей модификации.

 

Требования к надежности:

 

  • предусмотреть контроль вводимой информации и блокировку некорректных действий пользователя при работе с системой;
  • обеспечить корректное завершение вычислений с соответствующей диагностикой при превышении имеющихся вычислительных ресурсов;
  • обеспечить целостность информации, хранящейся в базе данных.

Требования к составу и параметрам технических средств:

  • система должна работать на IBM совместимых персональных компьютерах;
  • минимальная конфигурация:
  • тип процессора: Intel Pentium III и выше;
  • оперативная память: 128 Мбайт;
  • дисковое пространство: 10 Мбайт;
  • монитор с разрешением не ниже 1024*768;
  • клавиатура;
  • манипулятор «мышь»;
  • сетевая карта Ethernet 100 Мбит/сек.

 

Требования к информационной и программной совместимости

 

Программное средство должно работать под управлением операционной системы Windows XP, кроме того, на компьютере должна быть установлена СУБД MySQL и Apache – Web-сервер.

 

Требования к программной документации

 

Разрабатываемый web-сайт должен в обязательном порядке включать электронную справочную информацию о работе системы и подсказки пользователю.

В состав сопровождающей документации должны входить:

- пояснительная записка;

- руководство программиста;

- руководство оператора.

Вывод по первому разделу

Таким образом, в первой главе был произведен анализ данных предметной области, анализ существующих аналогов АИС. Были выявлены их положительные стороны и недостатки, которые в дальнейшем были учтены при разработке программного средства. Произведен выбор метода корреляционно – регрессионного анализа для прогнозирования прибыли.


2 Разработка автоматизированной системы

2.1 Анализ и выбор методов проектирования

В теории баз данных существует ряд методов разработки моделей БД, отображающих разные уровни её архитектуры. Распространены два основных подхода к проектированию систем баз данных: «нисходящий» и «восходящий».

В основу проектирования структуры БД был положен нисходящий метод проектирования. Данный метод предоставляет конструктивно более правильный подход к решению задачи проектирования базы данных. Непосредственная связь классов объектов с предметной областью позволяет построить более логичную структуру классов объектов и связей между ними. Нисходящий метод формализован и поддерживается множеством CASE-средств. По сравнению с восходящим методом нисходящий обладает рядом неоспоримых преимуществ, что позволяет говорить о приоритетности его использования.

Основные этапы нисходящего проектирования представлены на рисунке 2.1.

 

Рисунок 2.1 – Метод нисходящего проектирования базы данных

 

На первом этапе на основе анализа предметной области получают описание внешнего уровня БД, являющееся исходными данными для второго этапа.

Следующий этап – разработка инфологической модели предметной области. На этом этапе по полученному на предыдущем этапе описанию строится модель данных использующая модель «сущность-связь» («объект-отношение»).

Далее следует формирование даталогической модели базы данных. Результатом этого этапа является даталогическая модель, построенная на основе реляционной модели данных.

Следующий этап является опциональным и представляет собой нормализацию полученной модели.

На заключительном этапе проектирования строится физическая модель данных с учетом особенностей используемой СУБД. Результатом является физическая модель.

 

2.2           Выбор инструментальных средств программирования

Создание программного обеспечения является сложным процессом, в котором главную роль играет человек, вынужденный управлять большим количеством информации, связанной с используемыми программой алгоритмами, структурами данных и способами их взаимодействия. В настоящее время достаточно хорошо осознано значение понимания программы или программной системы (ПС) на всех этапах ее создания и использования, и, следовательно, необходимость в системах наглядного (визуального) представления программного обеспечения (ПО), процессов его разработки и функционирования. В настоящее время инструментальные среды разработки программного обеспечения обеспечивают возможность визуального проектирования программного продукта и всё больше автоматизируют процесс создания ПО.

В наше время для хранения данных чаще всего используются реляционные базы данных (БД). Для управления БД используются системы управления базами данных (СУБД). Выбор инструментальных средств начнём с обзора СУБД существующих сейчас на рынке ПО, это InterBase от фирмы CodeGear /4/, MySQL от Sun Microsystems /6/ и PostgreSQL от PostgreSQL Global Development Group. Результат их сравнения приведён в таблице 2.1.

 

 Таблицы 2.1 – Сравнительные характеристики  СУБД

СУБД

InterBase

MySQL

PostgreSQL

1

2

4

5

Фирма производитель

CodeGear

Sun Microsystems

PostgreSQL Global Development Group

Дата появления

1985

1996

1989

ОС

Windows, Mac OS X, Linux, UNIX

Windows, Mac OS X, Linux, BSD, UNIX, FreeBSD

Windows, Mac OS X, Linux, BSD, UNIX

Требования к аппаратному обеспечению

Pentium°II-266, RAM 64, Net 10Mb/s (клиент-серверная арх.); Windows 98SE/Me;

Pentium°II-266, RAM 64, Net 10Mb/s; Windows 98SE/Me;

Pentium°II-266, RAM 64, Net 10Mb/s; Windows 98SE/Me;

Поддерживаемая модель данных

Реляционная

Реляционная

объектно-реляционная

 

 

Продолжение таблицы 2.1

1

2

4

5

Возможность создания локальной БД

Да

Да

Да

 

Наличие встроенного языка

 

SQL, PL/SQL

 

SQL

 

SQL, PL/pgSQL, PL/Perl, PL/Python и PL/Tcl

Поддержка стандарта SQL

Да

Да

Да

Максимальный размер таблицы

Не ограниченный

2GB (Win32 FAT32) и 16TB (Solaris)

32TB

Технология создания БД и объектов БД

Визуально, с использованием

SQL

С использованием

SQL

Визуально, с использованием

SQL

Формат файла (файлов) БД

*.gdb

mysql хранит данные в нескольких типах таблиц, каждая имеет свое расширение. Общее расширение для всех это frm, MYD, MYI

Имена таблиц начинаются с *.pg_

Либо вовсе не имеют расширения

Максимальный размер записи

Неограниченный

64KB

1.6TB

Максимальное количество полей

1000

3398

250-1600 – в зависимости от типов полей

Макс. размер BLOB поля

4GB

4GB

1GB

Макс. размер CHAR

4000 байт

64KB

1GB

Поддержка сервера БД

Да

Да

Да

Особенности СУБД

ACID, Механизм транзакций, Unicode

ACID, Механизм транзакций, Unicode

ACID, Механизм транзакций, Unicode

Макс. размер NUMBER

64 b

64 b

126 b

Продолжение таблицы 2.1

1

2

4

5

Интерфейс

GUI & SQL

SQL

GUI & SQL

Максимальный объем файла БД

Не ограниченный

Не ограниченный

Не ограниченный

Возможность реализации прав доступа для отдельных пользователей (роли и привилегии)

Возможность создания Ролей и привилегий

Возможность создания Ролей и привилегий

Возможность создания Ролей и привилегий

простота/ сложность работы с СУБД

Сложная

Сложная

Сложная

Наличие встроенных средств для создания резервной копии БД и восстановления БД из резервной копии

Да

Да

Да

 

Сравнительные характеристики этих СУБД дают общее представление о возможностях каждой из представленных СУБД. Но встает вопрос, какая лучше. На данный момент все описанные СУБД в таблице подходят для коммерческого использования. Из данных СУБД можно выделить, прежде всего, две бесплатных СУБД: MySQL и PostGreSQL. Обладая широким спектром возможностей их можно использовать на предприятиях для решения любых вопросов связанных с управлением данными.  MySQL в отличии от  PostGreSQL не обладает графическим интерфейсом, но этот недостаток легко исправить, имеется большое количество графических интерфейсов от сторонних разработчиков. MySQL очень гибкая СУБД, гибкость СУБД MySQL обеспечивается поддержкой большого количества типов таблиц: пользователи могут выбрать как таблицы типа MyISAM, поддерживающие полнотекстовый поиск, так и таблицы InnoDB, поддерживающие транзакции на уровне отдельных записей. Более того, СУБД MySQL поставляется со специальным типом таблиц EXAMPLE, демонстрирующим принципы создания новых типов таблиц. Благодаря открытой архитектуре и GPL-лицензированию, в СУБД MySQL постоянно появляются новые типы таблиц.

MySQL - СУБД, обладающая достаточно большим функционалом, является решением для малых и средних приложений. Обычно MySQL используется в качестве сервера, к которому обращаются локальные или удалённые клиенты, однако в дистрибутив входит библиотека внутреннего сервера, позволяющая включать MySQL в автономные программы.

Исходя из результатов сравнения, можно сделать вывод, что MySQL является наиболее предпочтительной СУБД для разработки приложения, т.к. данная СУБД удовлетворяет следующим требованиям для разрабатываемой АИРС:

  • данная СУБД является бесплатной;
  • СУБД работает как локально, так и в качестве сетевой СУБД;
  • данная СУБД обладает необходимыми средствами идентификации и аутентификации пользователей, так же СУБД обладает возможностью выделения прав конкретному пользователю;
  • СУБД обладает большим числом ПО от различных разработчиков, наделяющим СУБД огромным спектром функций;
  • данная СУБД обладает низкими системными требованиями, что позволяет не покупать под неё отдельный сервер.

Для выбора языка и среды программирования для разработки приложения проведем сравнительный анализ. Результаты сравнительного анализа отражены в  таблице 2.2

 

Таблица 2.2– Сравнительные характеристики средств создания приложений

Сравнительные характеристики

Название

PHP

Delphi

C++ Builder

1

2

3

4

Название, версия, фирма-производитель

PHP 5 (Zeev Suraski и Andi Gutmans)

Delphi 7 Borland/Inprise

C++ Builder 6

Borland/Inprise

Подход к разработке программного обеспечения

ООП

ООП

ООП

Механизмы доступа к БД

AIP

BDE /5/

BDE

Утилиты для работы с БД

Apache

Database Desktop, BDE Administrator, SQL Bilder (контроль SQL-запросов) /4/

Database Desktop, BDE Administrator, SQL Bilder (контроль SQL-запросов)

 

 

 

Продолжение таблицы 2.2

1

2

3

4

Наличие компонент для работы с БД

В Web -  документах, подключение производится в ручную

DataSource, Table, Query, DB Grid, DBNavigator, UpdateSQL, Database /2/

DataSource, Table, Query, DB Grid, DBNavigator, UpdateSQL, Database

Наличие компонент построения отчетов и диаграмм

присутствуют

отсутствуют /5/

присутствуют

Поддержка стандарта языка SQL

+

+

+

Средства поддержки транзакций

+

+

+

Простота/сложность работы с инструментальными средствами

просто при знании языка

просто при знании языка

просто при знании языка

Возможность создания исполнительного файла

создает файл с расширением php

создает файл с расширением ЕХЕ

создает файл с расширением ЕХЕ

 

Для работы с базами в Delphi есть несколько наборов компонентов. Каждый набор очень хорошо подходит для решения определенного круга задач.

Фирма Borland предоставила разнообразные средства, работающие через разные технологии, и не ограничивает программиста только своими разработками. Такое положение вещей дает громадные преимущества. Помимо этого, есть группы компонентов, которые могут использоваться в любом случае. Вкладка BDE содержит компоненты, позволяющие получить доступ к базам данных по технологии, разработанной фирмой Borland, под названием Borland Database Engine. Эта технология сильно устарела и поставляется только для учета совместимости со старыми версиями. Несмотря на это, она хорошо работает с устаревшими типами баз данных, например, такими как Paradox и dBase.

PHP – язык программирования, используемый в связке с базами данных, РНР лучше всего охарактеризовать как работающий на стороне сервера встроенный язык сценариев Web, позволяющий разработчикам быстро и эффективно строить динамические web-приложения. С позиций грамматики и синтаксиса РНР напоминает язык программирования С, хотя разработчики не постеснялись включить в него средства из других языков, в том числе из Perl, Java и C++. Среди ценных заимствованных возможностей — поддержка регулярных выражений, мощные средства работы с массивами, объектно-ориентированная методология и обширная поддержка работы с базами данных.

C++ Builder может быть использован везде, где требуется дополнить существующие приложения расширенным стандартом языка C++, повысить быстродействие и придать пользовательскому интерфейсу качества профессионального уровня.

В C++ Builder есть проводник баз данных, который предоставляет графический способ проводки пользователя по содержимому базы данных, обеспечивая создание и модификацию таблиц, иерархических указателей и псевдонимов.

 Механизм BDE (Borland Database Engine) поддерживает высокопроизводительный 32-разрядный доступ к базам данных dBASE, Paradox: Sybase. Oracle, DB2. Microsoft SQL Server. Informix, InterBase и Local InterBase. C++Builder использует контроллер ODBC (Open Database Connectivity) производства Microsoft для связи с серверами баз данных Excel, Access, FoxPro и Btrieve. Являясь фундаментом любого приложения базы данных, BDE тесно связан с Хранилищем объектов и Модулями данных.

В результате проделанной работы можно сделать вывод, что все рассматриваемые средства хороши, но в каждом есть свои плюсы и минусы. Наиболее предпочтительно будет сделать свой выбор на СУБД MySQL и соответственно на язык программирования PHP, так как это мощное средство, которое создано для клиент – серверной архитектуры и может решить любую сложную задачи по обработки информации, что на данный момент имеет очень большое значение.  

 

2.3 Разработка архитектуры автоматизированной системы.

Архитектура программного средства – это его строение, представление программного продукта как системы, состоящей из некоторой совокупности взаимодействующих подсистем /8/. В качестве подсистем будут выступать программные модули, так как разрабатываемый проект имеет модульную структуру.

Программное средство состоит из следующих групп файлов:

  1. Файлы с расширением .PHP – файлы, содержащие код различных программных модулей сайта, написанных на языке PHP. Это важные файлы, без которых сайт функционировать не будет. 
  2. Файл с расширением .CSS – каскадные таблицы стилей оформления. В моём сайте есть только один файл style.css, отвечающий за правильное отображение всех ссылок. Без него ссылки будут выглядеть не красиво по отношению к существующему оформлению сайта. 

Для более подробного описания структуры сайта, ниже описаны основные его модули:

 

Таблица 2.3 – Спецификация модулей ПС

Название модуля

Функциональное назначение модуля

Входные данные

Выходные данные

1

2

3

4

index.php

Главное страница сайта

Запуск программы пользователем

Функции, предоставляемые приложением

logon.php

Модуль авторизации пользователя

Введенные пользователем имя и пароль

Доступ к дополнительным функциям

art.php

Модуль вывода статей

Выбор пользователем действия, база данных

Список статей

art_cont.php

Модуль выпадающего подменю статей

Выбор пользователем действия, база данных

Подменю статьи

addart.php

Модуль добавления статей

Информация о статье

Измененная база данных

balance.php

Модуль вывода информации о балансе

Выбор пользователем действия, база данных

Информация о балансе

ballist.php

Модуль вывода нижней панели

Выбор пользователем действия, база данных

Нижняя панель

buying.php

Модуль проверки баланса

Выбор пользователем действия, база данных

Результат проверки баланса

change_art.php

Модуль редактирования статей

Информация о статье

Измененная база данных

change_stuff_file.php

Модуль изменения информации о файле

Информация о файле

Измененная база данных

change_stuff_programm.php

Модуль изменения информации о программе

Информация о программе

Измененная база данных

change_stuff_text.php

Модуль изменения информации о тексте

Информация о тексте

Измененная база данных

Продолжение таблицы 2.3

1

2

3

4

message.php

Модуль создания сообщения

Информация о сообщениях

Измененная база данных

messages.php

Модуль просмотра истории сообщений

Выбор пользователем действия, база данных

История сообщений

mystuff.php

Модуль вывода материалов пользователя

Выбор пользователем действия, база данных

Список материалов пользователя

usr.php

Модуль вывода пользователей

Выбор пользователем действия, база данных

Список пользователей

new_usr.php

Модуль добавления нового пользователя

Информация о пользователях

Измененная база данных

pay.php

Модуль покупки материала

Выбор пользователем действия, база данных

Измененная база данных

sale_block.php

Модуль вывода информации о материале на продажу

Выбор пользователем действия, база данных

Информация о материале

stat_buy.php

Модуль вывода статистики покупок

Параметры, введенные пользователем, база данных

График покупок за заданный пользователем период времени

stuff.php

Модуль добавления материала на продажу

Информация о материале

Измененная база данных

usr_edt.php

Модуль изменения данных о пользователях

Информация о пользователях

Измененная база данных

profile.html

Модуль просмотра профиля

Выбор пользователем действия, база данных

Профиль

profile_menu.html

Модуль вывода меню для просмотра профиля

Выбор пользователем действия, база данных

Меню для просмотра профиля

Продолжение таблицы 2.3

1

2

3

4

search.html

Модуль поиска по сайту

Параметры, введенные пользователем, база данных

Статья

search_10_fav.html

Модуль вывода 10 лучших статей

Параметры, введенные пользователем, база данных

10 лучших статй

kra.php

Модуль корреляционно – регрессионного анализа

Параметры, введенные пользователем, база данных

Уравнение регрессии

 

ПС включает в себя программные модули, которые организуют работу программного средства. Модули программного средства являются независимыми, однако, функционирование модулей отдельно не имеет никакого смысла. Модули программного средства содержат процедуры и функции для создания и редактирования базы данных, выполнения сортировок, формирования отчетов. Для избежание большой модульной структуры программного комплекса выделялись основные функции и отдельные отчеты оформлялись в виде отдельных модулей.

Декомпозиция задачи на отдельные подзадачи привела к построению модульной архитектуры программной системы. Архитектура программы позволяет модифицировать отдельные модули без необходимости внесения изменений в остальные модули, подключать новые модули, а также способствует более быстрому пониманию функционирования системы в целом. Структура модулей программного комплекса представляет собой иерархическую структуру, которая демонстрирует порядок взаимодействия основных модулей программы.

Иерархическая структура модулей программного средства на рисунке 2.2.

 

Рисунок 2.2 - Иерархическая схема модулей программного средства

 

2.4 Реализация функционального назначения

Важной стороной проектирования является описание функционального назначения программного средства, которое позволяет определить масштаб разработки.

Функциональная схема или схема данных – схема взаимодействия компонентов программного обеспечения с описанием информационных потоков, состава данных в потоках и указанием используемых файлов и устройств /8/.

Функциональная схема программного продукта строится с целью однозначного понимания всех функций, выполняемых данной программой. В большинстве случаев функциональная спецификация формулируется на естественном языке при помощи специальных объектов и утверждений, конкретно описывающих функции программного средства.

Далее приводится краткое описание основных функций системы с определением входных и выходных данных (рисунок 2.3).

 

ведение сведений о клиентах

 

Сведения об услугах

 

Параметры отчета

 

Информация о пользователе

 

1 Сообщение об ошибке

2 Сообщение об удачной авторизации

 

логин

пароль

 

Идентификация пользователя

 

Информация об услуге

 

Ведение сведений об услугах

 

Сведения о клиентах

 

формирование отчетов

 

Отчеты

 

 

 

Рисунок 2.3 – Функциональная схема программного средства

Прогноз прибыли, погрешность

 

Справочная информация

 

цена

популярность

прибыль

 

прогнозирование прибыли

 

справочная информация

 

Руководство по работе сПС

 

работа со справочниками

 

Рисунок 2.3 – Продолжение

 

Таким образом, построенная функциональная схема демонстрирует взаимодействие компонентов системы, описывает информационные потоки, состав данных в потоках.


2.5 Проектирование базы данных

2.5.1 Формальное описание предметной области

 

Для функционирования разрабатываемой программной системы необходимо хранить информацию на клиентской и серверной частях по отдельности. База данных, используемая в клиентской части, должна хранить множество сообщений для пересылки. Серверная часть сохраняет показатели фильтрации спама. 

Перед тем, как приступить к проектированию модели базы данных, необходимо провести формализацию предметной области.

Формализованное описание предметной области программного средства представлено в таблице 2.4.

 

Таблица 2.4 – Формализованное описание предметной области программного средства

Класс объектов/Свойство

Ключ

Физические хар-ки

Обязат-ть значения

 

Логические ограничения

 

Процессы

 

1

2

3

4

5

6

СТАТЬЯ/идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 10

д.б.

Цифры, >0

Генерация, просмотр

СТАТЬЯ/название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление просмотр

СТАТЬЯ/текст

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление просмотр

СТАТЬЯ/ключ. слово

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление просмотр

СТАТЬЯ/дата

-

Дата

д.б.

дата

Ввод значений, обновление просмотр

ТИП СООБЩЕНИЯ/идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Генерация, просмотр

ТИП СООБЩЕНИЯ/ названиие

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

Продолжение таблицы 2.4

1

2

3

4

5

6

ТИП МАТЕРИАЛА/ идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Генерация,

просмотр

ТИП МАТЕРИАЛА/ название

-

Число, 10

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление просмотр

МАТЕРИАЛ/ идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Генерация,

просмотр

МАТЕРИАЛ/ название

-

Текст

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление, просмотр

МАТЕРИАЛ/ заголовок

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

МАТЕРИАЛ/ краткая информация

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

МАТЕРИАЛ/ информация

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

МАТЕРИАЛ/ цена

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

СКИДКА/ идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Генерация,

просмотр

СКИДКА/ название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

СКИДКА/ информация

-

Текст

д.б.

Текст

Ввод значений, обновление просмотр

СКИДКА/ процент

-

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление просмотр

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ/ идентифик-р

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Генерация,

просмотр

Продолжение таблицы 2.4

1

2

3

4

5

6

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ/ фамилия

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ/ имя

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ/ отчество

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ/ логин

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ/ пароль

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ/ телефон

-

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление просмотр

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ/ дата регистрации

-

Дата

д.б.

Дата

Ввод значений, обновление просмотр

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ/ доп. информация

-

Текст

м.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ/ баланс

-

Текст

м.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ОРГАНИЗАЦИЯ/ идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Генерация,

просмотр

ОРГАНИЗАЦИЯ/ название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ОРГАНИЗАЦИЯ/ кр. название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

EMAIL СЕРВИС/ идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление, просмотр

             

Продолжение таблицы 2.4

1

2

3

4

5

6

EMAIL СЕРВИС/ название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ТИП УЛИЦЫ/ идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление, просмотр

ТИП УЛИЦЫ/ название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

УЛИЦА/ идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление, просмотр

УЛИЦА/ название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ТИП НАС.ПУНКТА/идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление, просмотр

ТИП НАС.ПУНКТА/название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

НАС. ПУНКТ/ идентифика-р

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление, просмотр

НАС.ПУНКТА/название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

СТРАНА/ идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 11

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление, просмотр

СТРАНА/ название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

АДРЕС/ идентифик-р

Первичный, уникальный

Число, 10

д.б.

Цифры, >0

Генерация,

просмотр

АДРЕС/ дом

-

Число, 3

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление, просмотр

             

Продолжение таблицы 2.4

1

2

3

4

5

6

АДРЕС/ квартира

-

Число, 3

м.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление, просмотр

ПРИВИЛЕГИИ/ идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 10

д.б.

Цифры, >0

Генерация,

просмотр

ПРИВИЛЕГИИ/ название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ЗАКАЗ/ идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 10

д.б.

Цифры, >0

Генерация,

просмотр

ЗАКАЗ/ статус

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ЗАКАЗ/ кол-во заказов

-

Число, 3

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление, просмотр

ЗАКАЗ/ проверочная сумма

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

ЗАКАЗ/ дата

-

Дата

д.б.

Дата

Ввод значений, обновление просмотр

ЗАКАЗ/ сумма

-

Число, 10

д.б.

Цифры, >0

Ввод значений, обновление, просмотр

ЕД.ИЗМ/ идентификатор

Первичный, уникальный

Число, 10

д.б.

Цифры, >0

Генерация,

просмотр

ЕД.ИЗМ/ название

-

Текст

д.б.

Прописные, строчные

Ввод значений, обновление, просмотр

             

 

Связи между объектами и их опциональности представлены в таблице 2.5.

 

 

 

 

 

Таблица 2.5 – Объекты и связи

Классы объектов

Опциональность связи

Имя связи со стороны

Тип связи со стороны

главн. КО

подч. КО

глав. КО

подч. КО

главн. КО

подч. КО

Главн. КО

подч. КО

1

2

3

4

5

6

7

8

Статья

Сообщение

М.Б.

Д.Б.

соответствует

относится

М

1

Тип сообщения

Сообщение

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Статья

Статья

Д.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Тип населенного пункта

Населенный пункт

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Тип улицы

Улица

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Email сервис

Email

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Организация

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Email

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Улица

Адрес

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Населенный пункт

Адрес

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Страна

Адрес

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Адрес

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Привилегии

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Тип материла

Материал

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

Материал

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Материал

Материал

Д.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Материал

Скидка

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

Продолжение таблицы 2.5

1

2

3

4

5

6

7

8

Материал

Заказ

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

Статья

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

Баланс

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

Заказ

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

Сообщение

М.б.

Д.б.

соответствует

относится

М

1

 

В таблице 2.5 использованы сокращения: м.б. – может быть; д.б. – должно быть; КО – класс объектов, главн. – главный; подч. – подчиненный.

 

2.5.2 Информационно-логическая модель предметной области

 

Информационно-логическая модель предметной области отображается в виде ER диаграммы, которая строится по методологии Ричарда Баркера. По данной методологии сущности соответствуют прямоугольным блокам, внутри которых заглавными буквами записывается имя сущности, а строчными – ее атрибуты. Линии, соединяющие между собой блоки, соответствуют связям между сущностями. Разветвляющееся окончание такой линии с одной стороны и одинарное окончание с другой говорят о том, что связь между сущностями имеет тип «многие к одному».

Сущностью называется имеющее особый смысл, существующее в действительности или воображаемое явление или объект, информация о котором подлежит запоминанию или выяснению. Любое явление или объект может быть представлено в виде только одной сущности. Другими словами, во всех случаях сущности строятся по принципу взаимного исключения.

Каждая сущность должна быть уникально определена. То есть каждый экземпляр сущности должен иметь ясное и недвусмысленное определение, позволяющее отличать его от других экземпляров (вхождений) той же сущности. Уникальным идентификатором может быть атрибут, комбинация атрибутов, комбинация связей или атрибутов и связей. На диаграмме атрибуты, которые составляют уникальный идентификатор, помечаются символом «#», а составляющие уникальный идентификатор входящие связи перечеркиваются.

Значения некоторых атрибутов могут в какие-то моменты просто отсутствовать или же быть недоступны. В таких случаях перед именем атрибута на схеме ставится буква «o»,  что говорит о том, что атрибут – необязательный.

Те атрибуты, значения которых должны быть известны всегда, имеют перед своим именем символ «*».

Связью называется поименованное отношение, имеющее место между двумя сущностями.

Каждая связь имеет два конца, каждый из которых обладает:

  • именем;
  • степенью (мощностью);
  • признаком обязательности.

При разработке модели базы данных была составлена ER-диаграмма для данного программного средства, которая представлена на рисунке 2.4.

 

Рисунок 2.4 – ER- диаграмма

 

2.5.3 Даталогическая модель предметной области

 

Даталогическая модель получается из информационно-логической модели на основе реляционной модели данных. Даталогическая модель базы данных разрабатываемой системы представлена на рисунке 2.5. На рисунке представлены: 18 таблиц, из которых 9 являются справочными, 9 –  основными. Все связи между таблицами – один ко многим.

По мере накопления базы данных может возникнуть избыточность и аномалии. Различают аномалии вставки и удаления. Чтобы избежать этого, необходимо схему отношений привести к нормальной форме. Достаточным условием является приведение схемы отношений к третьей нормальной форме.

Схема отношений находится в 1НФ тогда и только тогда, если все атрибуты схемы имеют атомарное значение и в схеме отношений отсутствуют повторяющиеся группы.

Схема отношений находится во 2НФ, если она находится в 1НФ и все неключевые атрибуты функционально полно зависят от составного первичного ключа.

Если схема отношений в 1НФ и первичный ключ это 1 атрибут, то схема отношений автоматически находится во 2НФ.

Схема отношений находится в 3НФ, если она находится во 2НФ, и отсутствуют транзитивные зависимости между неключевыми атрибутами.

Минимальной считается требования 3НФ.

При анализе полученной схемы отношений был сделан вывод, что полученная схема отношений находится в 3НФ и НФБК.

 

СООБЩЕНИЕ

код                              ПК                         

текст

статус

название

код пользователя     ВК1

код статьи                 ВК2

код типа сооб-я        ВК3

 

СТАТЬЯ

код                              ПК                        

название

текст

ключевое слово

дата

код пользователя     ВК1

 

 

ПРИВИЛЕГИИ

код                       ПК                        

название

 

 

МАТЕРИАЛ

код                       ПК                        

название

заголовок

краткая информация

информация

цена

код типа матер-ла    ВК1

код пользователя     ВК2

код скидки                ВК3

 

 

СТРАНА

код                       ПК                        

название

 

 

НАС. ПУНКТ

код                       ПК                        

название

код нас. пункта  ВК

 

УЛИЦА

код                              ПК                        

название

код типа улицы         ВК

 

 

АДРЕС

код                             ПК                        

код страны                ВК1

код насел. пункта    ВК2

код улицы                 ВК3         

дом

литера

квартира

код пользователя     ВК4

код организации      ВК5

 

 

 

 

ТИП СООБЩЕНИЯ

код                              ПК                        

название

 

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

код                                               ПК

фамилия

имя

отчество

код привилегии                      ВК1

код организации                                   ВК2

логин

пароль

телефон

email

код email сервиса                   ВК3

дата регистрации

доп. информация

баланс

код ед.изм                                ВК4

 

 

 

 

 

 

E-MAIL СЕРВИС

код                       ПК                        

название

 

 

ЕД.ИЗМ.

код                       ПК                        

название

 

 

ТИП  НАС.ПУНКТА

код                             ПК

название

 

 

ТИП УЛИЦЫ

код                              ПК                        

название

 

 

ОРГАНИЗАЦИЯ

код                       ПК                        

название

 

 

ТИП МАТЕРИАЛА

код                       ПК                        

название

 

 

СКИДКА

код                       ПК                        

название

информация

процент

 

 

ЗАКАЗ

код                              ПК                        

статус

проверочная сумма

дата

код материала         ВК1

код пользователя     ВК2

 

Рисунок 2.5 - Даталогическая модель базы данных

2.5.4 Физическая модель базы данных

 

На этапе физического проектирования происходит увязка логической структуры БД и физической среды хранения с целью наиболее эффективного размещения данных, т.е. отображении логической структуры БД в структуру хранения. Решается вопрос размещения хранимых данных в пространстве памяти, выбора эффективных методов доступа к различным компонентам «физической» БД. Физическая модель БД представлена на языке описания данных СУБД MS SQL Server 2008. Результаты этого этапа документируются в форме схемы хранения на языке определения хранимых данных. Принятые на этом этапе решения оказывают определяющее влияние на производительность программного средства. Рассмотрим каждый из классов объектов в виде таблиц 2.6 – 2.23:

 

Таблица 2.6 – Реляционная таблица «E-mail сервис»

Имя поля

id

name

Ключ

ПК

 

Тип, длина

int

text

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

Примеры данных

1

yandex

 

Таблица 2.7 – Реляционная таблица «Тип сообщения»

Имя поля

id

name

Ключ

ПК

 

Тип, длина

int

text

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

Примеры данных

1

 

 

Таблица 2.8 – Реляционная таблица «Тип улицы»

Имя поля

id

name

Ключ

ПК

 

Тип, длина

int

text

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

Примеры данных

1

проспект

 

Таблица 2.9 – Реляционная таблица «Тип населенного пункта»

Имя поля

id

name

Ключ

ПК

 

Тип, длина

int

text

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

Примеры данных

1

пгт

Таблица 2.10 – Реляционная таблица «Тип материала»

Имя поля

id

name

Ключ

ПК

 

Тип, длина

int

text

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

Примеры данных

1

программа

 

Таблица 2.11 – Реляционная таблица «Страна»

Имя поля

id

name

Ключ

ПК

 

Тип, длина

int

text

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

Примеры данных

1

Россия

 

Таблица 2.12 – Реляционная таблица «Привилегии»

Имя поля

id

name

Ключ

ПК

 

Тип, длина

int

text

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

Примеры данных

1

администратор

 

Таблица 2.13 – Реляционная таблица «Организация»

Имя поля

id

name

adres_id

Ключ

ПК

 

ВК

Тип, длина

int

text

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

Check (value>0 )

Примеры данных

1

 "Велес" ООО

1

 

Таблица 2.14 – Реляционная таблица «Улица»

Имя поля

id

name

typestreet_id

Ключ

ПК

 

ВК

Тип, длина

int

text

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

Check (value>0 )

Примеры данных

1

Гагарина

1

 

Таблица 2.15 – Реляционная таблица «Населенный пункт»

Имя поля

id

name

typeNP_id

Ключ

ПК

 

ВК

Тип, длина

int

text

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

Check (value>0 )

Примеры данных

1

mailsen

1

 

Таблица 2.16 – Реляционная таблица «Адрес»

Имя поля

id

country_id

NP_id

street_id

house

appart

Ключ

ПК

ВК

ВК

ВК

 

 

Тип, длина

int

int

int

int

int

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Примеры данных

1

2

3

1

24

31

 

Таблица 2.17 – Реляционная таблица «Пользователи»

Имя поля

id

fam

imya

otch

  adres_id

Ключ

ПК

 

 

 

ВК

Тип, длина

int

text

text

text

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

 

 

Check (value>0 )

Примеры данных

1

Иванов

Иван

Иванович

1

 

Продолжение таблицы 2.17

Имя поля

email

email_id

login

password

balance

Ключ

 

ВК

 

 

 

Тип, длина

text

int

text

text

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

 

Check (value>0 )

 

 

Check (value>0 )

Примеры данных

1

2

mylogin

pass

5700

 

Продолжение таблицы 2.17

Имя поля

organiz_id

phone

date_register

dopinpho

ei_id

priv_id

Ключ

ВК

 

 

 

ВК

ВК

Тип, длина

int

int

date

text

int

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

 

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

Check (value>0 )

 

 

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Примеры данных

1

345748

12.12.2009

 

1

1

 

Таблица 2.18 – Реляционная таблица «Материал»

Имя поля

id

name

title

short_info

Ключ

ПК

 

 

 

Тип, длина

int

text

text

text

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

 

 

Примеры данных

1

программа

прог

программа

 

Продолжение таблицы 2.18

Имя поля

info

md5h

user_id

typestuff_id

Ключ

 

 

ВК

ВК

Тип, длина

text

text

text

int

Обязательность значения

 

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

 

 

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Примеры данных

программа расчета

a035e1a33bbba547c7e7f79f03646a4b

1

1

 

Таблица 2.19 – Реляционная таблица «Скидка»

Имя поля

id

name

info

sale

stuff_id

Ключ

ПК

 

 

 

ВК

Тип, длина

int

text

text

int

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

 

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Примеры данных

1

Скидка 50%

Скидка

50

1

Таблица 2.20 – Реляционная таблица «Заказ»

Имя поля

id

status

count_to_see

checksum

Ключ

ПК

 

 

 

Тип, длина

int

text

int

text

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

Check (value>0 )

 

Примеры данных

1

оплачено

3

cf63a71fdd210466ac40d25c4a10127c

 

Продолжение таблицы 2.20

Имя поля

date_

cost

stuff_id

user_id

Ключ

 

 

ВК

ВК

Тип, длина

date

int

int

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Примеры данных

12.03.2012

7500

1

1

 

Таблица 2.21 – Реляционная таблица «Баланс»

Имя поля

id

balance

date_

user _id

Ключ

ПК

 

 

ВК

Тип, длина

int

int

date

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

Check (value>0 )

 

Check (value>0 )

Примеры данных

1

29200

21.05.2012

1

 

Таблица 2.22 – Реляционная таблица «Статья»

Имя поля

id

name

text

Ключ

ПК

 

 

Тип, длина

int

text

text

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

 

Примеры данных

1

Мы уже совсем скоро откроемся

это не банальная университетская олимпиада

Продолжение таблицы 2.22

Имя поля

kluch

date_

user _id

Ключ

 

 

ВК

Тип, длина

text

date

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

 

 

Check (value>0)

Примеры данных

олимпиада

20.05.2012

1

 

Таблица 2.23 – Реляционная таблица «Сообщения»

Имя поля

id

text

status

title

art_id

Ключ

ПК

 

 

ВК

ВК

Тип, длина

int

text

text

text

text

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

Check (value>0 )

 

 

 

 

Примеры данных

1

Много текста по делу

 

Новый товар

1

 

Продолжение таблицы 2.23

Имя поля

topic

user_id

articles_id

typemsg_id

Ключ

 

ВК

ВК

ВК

Тип, длина

text

int

int

int

Обязательность значения

Not Null

Not Null

Not Null

Not Null

Логическое ограничение на поле

 

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Check (value>0 )

Примеры данных

1

1

1

1

 

2.6 Разработка алгоритмов приложения

Алгоритм программного средства разрабатывался, основываясь на принципе модульности. Модульный принцип – основной в конструировании программных продуктов. Суть его заключается в выявлении множества независимых модулей, из которых осуществляется сборка целевой программы, для решения сформулированной пользователем задачи. Для реализации программной системы был выбран конструктивный подход. Определив основные функции как предопределенные процессы, без реализации их кода, была построена архитектура программного средства. Такой способ построения системы дает возможность увидеть будущее приложение в полном объеме, хотя и не выполняющим еще своих функций. Это позволяет на раннем этапе проектирования продемонстрировать заказчику будущую систему, оценить и, возможно, скорректировать структуру всей системы без значительного переписывания кода программы.

Общий принцип построения алгоритма основан на самой сути графического пользовательского интерфейса, где действия пользователя заключаются в выборе пункта меню, а программа должна вызвать соответствующую процедуру обработки.

Схема алгоритма программного средства в укрупненном виде представлена на рисунке 2.6.

 

 

Рисунок 2.6 – Укрупненная схема алгоритма

 

 

Рисунок 2.6 - Продолжение

1 Простой выбор

2 10 Лучших товаров

 

1

 

2

 

5

 

6

 

7

 

2

 

1 Простой

2 10 Лучших

 

1

 

2

 

3

 

 

Рисунок 2.6 - Продолжение

 

Рисунок 2.6 – Продолжение

 

Детальная схема модуля корреляционно-регрессионного анализа приведена в приложении В.

 

 

2.7 Тестирование программного средства

Сообщения для защиты от некорректного ввода

Тестирование – процесс многократного повторения программы с целью обнаружения ошибок. Отладка имеет место тогда, когда программа работает неправильно. Если же программа работает верно, то она тестируется.

Для тестирования математического аппарата, было принято решение о прогнозировании прибыли от цены товара и количества обращений к нему по данной цене и сравнении полученного результата с решением этой же задачи другим математическим способом.

 

 

Рисунок 2.7 Результат работы программы

 

 

Рисунок 2.8 – Тестирование в MathCad

 

 

 

 

Выводы

 

Таким образом, во второй главе была разработана архитектура программного средства, произведен обзор и обоснование выбора инструментальных средств проектирования ПС и БД, а также выбор методики проектирования ПС и БД. Осуществлена реализация функционального назначения программного средства, спроектирована база данных и разработаны алгоритмы приложений. В конце было проведено тестирование программного средства и сделан вывод о том, что система работает надежно, корректно реагирует на ввод неправильных данных, производит верные расчеты.

 

 


3 Руководство по эксплуатации программного средства

 

3.1 Требования к аппаратным ресурсам

Минимальная конфигурация:

- процессор 80586 (Pentium) и выше;

- тактовая частота процессора 166 МГц и выше;

- RAM 128 Мб;

- свободное пространство на жёстком диске не менее 50 Мб;

- SVGA 800×600/16;

- принтер;

- клавиатура;

- мышь.

 

3.2 Руководство программиста

3.2.1 Назначение и условия применения программы

 

Первая версия приложения представляет собой программную систему автоматизации аналитических услуг, которая представляет собой программную систему  специализированных, узконаправленных программ и алгоритмов.  В ходе изучения направлений деятельности и работы НИПИЭП было определено, что существует проблема, которая заключается в отсутствии единой базы специализированных, узконаправленных программ и алгоритмов. Эта проблема возникает каждый раз при проектировании различного уровня и характера и заключается в упущенном времени, на соблюдение алгоритмов и расчётов каждый раз, и средства, потраченные на стационарные (локальные) системы данного назначения.

 

3.2.2 Характеристика программы

 

Необходимо наличие процессора Pentium с тактовой частотой 166 МГц и выше, объём оперативной памяти 128 Мб, свободное пространство на жёстком диске не менее 50 Мб, принтер, клавиатура, мышь.

Так же, требуется наличие следующего программного обеспечения: операционная система не ниже Microsoft Windows XP, среда программирования HomeSite 4.5.2, MySQL, Apache.

 

 

 

3.2.2 Входные и выходные данные

 

Входными данными программного средства являются регистрационные данные клиента.

Выходными данными является аналитическая информация.

 

3.2.3 Сообщения

 

В программном средстве предусмотрена возможность расширения некоторых функций, так как программа содержит множество комментариев для программиста, который будет заниматься сопровождением, или его расширением.

Кроме того, если соединение с базой данных не удаётся установить, то выдается сообщение «Нет соединения с базой данных». В этом случае необходимо проверить путь размещения базы данных.

Экран с окном с сообщением

 

3.3 Руководство клиента

3.3.1 Назначение программы

 

Первая версия приложения «Интеллигент» представляет собой программную систему автоматизации аналитических услуг, которая представляет собой Web-сайт  специализированных, узконаправленных программ и алгоритмов.  В ходе изучения направлений деятельности и работы НИПИЭП было определено, что существует проблема, которая заключается в отсутствии единой базы специализированных, узконаправленных программ и алгоритмов. Эта проблема возникает каждый раз при проектировании различного уровня и характера и заключается в упущенном времени, на соблюдение алгоритмов и расчётов каждый раз, и средства, потраченные на стационарные (локальные) системы данного назначения.

 

3.3.2 Условия выполнения программы

 

Для корректной работы программы необходимо наличие процессора Pentium с тактовой частотой 166 МГц и выше, объём оперативной памяти 128 Мб, свободное пространство на жёстком диске не менее 50 Мб, принтер, клавиатура, мышь. Помимо этого, требуется наличие следующего программного обеспечения: операционная система не ниже Microsoft Windows XP, среда программирования HomeSite 4.5.2, MySQL, Apache.

 

3.3.3 Выполение программы

 

Для запуска программной системы необходимо подключиться к сети, которая имеет выход в Интернет и в адресной строке браузера набрать http://интеллигент.com (рисунок 3.1).   

 

 

Рисунок 3.1 – Главная страница

 

В левой панели представлены каталоги материалов, доступных для скачивания.

Щелкнув указателем мыши по каталогу аскрывается дополнительное меню, показанное на рисунке 3.2.

 

 

Рисунок 3.2 –Подменю каталога

После выбора материала для скачивания появляется окно с информацией о материале и его стоимостью (рисунок 3.3).

 

 

Рисунок 3.3 –Информация о материале

 

После нажатия кнопки Оплатить пояляется сообщение о снятии средств со счета (рисунок 3.4):

 

Рисунок 3.4 – Сообщение о снятии средств со счета

 

Для просмотра профиля пользователя необходимо в выпадающем меню авторизации выбрать пункт Профиль (рисунок 3.5).

 

 

 

Рисунок 3.5 – Профиль пользователя

 

Для просмотра сообщений пользователя необходимо пройти по ссылке Сообщения (рисунок 3.6).

 

 

Рисунок 3.6 – Сообщения пользователя

Текущий баланс пользователя и историю операций можно просмотреть, пройдя по ссылке Баланс (рисунок 3.6).

 

 

Рисунок 3.6 – Баланс и история операций пользователя

 

Вывод по третьей главе

 

Таким образом, в третьей главе были описаны руководства программиста и оператора баз данных. Руководство программиста включает в себя назначение и условия применения программы, характеристики программы, входные и выходные данные, сообщения, а также сообщения, которые может выдавать программисту программа. Руководство оператора включает назначение программы, условия её выполнения, порядок эксплуатации, а также сообщения об ошибках, которые могут появиться во время работы с программным средством.


4 Экономический раздел

4.1  Технико–экономическое обоснование разработки

Программные продукты (ПП) представляют собой особый товар, имеющий ряд характерных черт и особенностей, в числе которых – специфика труда по созданию ПП, определение цены на ПП, обоснование затрат на разработку ПП и реализация данного типа на рынке.

В качестве количественной оценки эффективности работы программного средства можно применить сравнительные характеристики производительности работ с использованием программного обеспечения и без его использования в единицу времени.

 

4.2  Определение трудоемкости разработки программного продукта

Расчет затрат времени на разработку программного обеспечения охватывает работы выполняемые специалистами на стадиях представленных в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1 – Стадии разработки программного обеспечения

Обозначение

Стадии разработки

ТЗ

Техническое задание

ЭП

Эскизный проект

ТП

Технический проект

РП

Рабочий проект

В

Стадия внедрения

 

При расчете фактических затрат времени необходимо учесть влияние следующих факторов:

  • количество разновидностей форм входной информации;
  • количество разновидностей форм выходной информации;
  • степень новизны комплекса задач;
  • сложность алгоритма;
  • виды используемой информации;
  • сложность контроля входной и выходной информации;
  • использование типовых проектных решений.

Предусматривается четыре степени новизны разрабатываемых задач, которые представлены в таблице 4.2.

 

 

 

 

 

Таблица 4.2 - Степени новизны разрабатываемых задач

Обозначение

Степень новизны

А

Разработка комплекса задач, предусматривающая применение новых методов разработки, проведения научно-исследовательских работ

Б

Разработка решений задач и систем, не имеющих аналогов

В

Разработка решений задач и систем, имеющих аналогичное решение

Г

Привязка типовых проектных решений

 

Сложность алгоритма представлена тремя группами в таблице 4.3.

 

Таблица 4.3 – Группы сложности алгоритмов

Обозначение

Виды алгоритмов

С1

Алгоритмы оптимизации и моделирования систем и объектов

С2

Алгоритмы учета и отчетности, статистики, поиска

С3

Алгоритмы, реализующие стандартные методы решения, а также не предусматривающие применение сложных численных и логических методов

 

Трудоемкость разработки проекта зависит так же от вида используемой информации. Виды информации представлены в таблице 4.4.

 

Таблица 4.4 – Виды используемой информации

Обозначение

Виды информации

ПИ

Переменная информация

НСИ

Нормативно – справочная информация

БД

Базы данных

РВ

Режим работы в реальном времени

ТОУ

Телекоммуникационная обработка данных и управление удаленными объектами

 

Сложность организации контроля входной и выходной информации представлена в таблице 4.5 четырьмя группами.

 

Таблица 4.5 – Группы сложностей организации контроля входной и выходной информации

Обозначение

Группа сложности

1

2

11

Входные данные и документы разнообразного формата и структур (контроль осуществляется перекрестно)

12

Входные данные и документы однообразной формы и содержания (осуществляется формальный контроль)

Продолжение таблицы 4.5

1

2

21

Печать документов сложной многоуровневой структуры, разнообразного содержания

22

Печать документов однообразной формы и содержания, вывод массивов данных на машинные носители

 

Далее в справочных таблицах представлены затраты времени при выполнении различных работ на разных стадиях процесса разработки программного продукта.

 

Таблица 4.6 – Затраты времени при выполнении работ на стадии технического задания (дни)

Комплекс задач подсистемы

Степень новизны

 

 

А

Б

В

Г

 

1

2

3

4

5

 

Перспективное планирование, размещение и развитие отрасти; управление проектируемым капитальным строительством; технико-экономическое планирование; ценообразование

79

57

37

34

 

Управление материально – техническим снабжением; сбытом продукции; управление комплектации импортными и экспортными поставками

105

76

42

30

 

Управление бухгалтерским учетом, финансовой деятельности предприятия

103

72

30

35

 

Управление организацией труда, зарплата, кадры, нормы и нормативы, охрана труда

63

46

30

19

 

 

Управление качеством продукции, технологическими процессами производства, стандартизации, технической подготовкой производства

64

47

31

22

 

Управление транспортными перевозками, техобслуживанием. Вспомогательными службами и электроснабжение

91

66

43

26

 

Управление научно – технической информацией. Совершенствование документооборота и контроль исполнения документа. Управление охраной природы и окружающей среды

50

36

24

15

 

Учет пенсий, пособий и страховых операций

79

55

36

26

 

Статистические задачи

129

111

61

38

 

Задачи расчетного характера

92

69

47

29

                               

 

Таблица 4.7 – Затраты времени при выполнении работ на стадии эскизного проекта (дни)

Комплекс задач

Степени новизны

А

Б

В

Г

Перспективное планирование, размещение и развитие отрасти; управление проектируемым капитальным строительством; технико-экономическое планирование; ценообразование

175

117

77

53

Управление материально – техническим снабжением; сбытом продукции; управление комплектации импортными и экспортными поставками

115

79

53

35

Управление бухгалтерским учетом, финансовой деятельности предприятия

166

112

67

57

Управление организацией труда, зарплата, кадры, нормы и нормативы, охрана труда

151

101

67

44

Управление качеством продукции, технологическими процессами производства, стандартизации, технической подготовкой производства

157

99

67

44

Управление транспортными перевозками, техобслуживанием. Вспомогательными службами и электроснабжение

170

100

70

45

Управление научно – технической информацией. Совершенствование документооборота и контроль исполнения документа. Управление охраной природы и окружающей среды

151

101

67

46

Учет пенсий, пособий и страховых операций

103

70

45

36

Статистические задачи

103

70

45

49

Задачи расчетного характера

103

70

45

41

 

Таблица 4.8 – Поправочные коэффициенты (К1, К2, К3) для определения трудоемкости работ на стадии технического проекта

Вид используемой информации

Степень новизны

А

Б

В

Г

ПИ,К1

1.7

1.2

1

0.5

НСИ,К2

1.45

1.08

0.72

0.43

БД,К3

4.37

3.12

2.08

1.25

 

 

 

 

 

Таблица 4.9 – Поправочные коэффициентами (К1, К2, К3) определения трудоемкости работ на стадии рабочего проекта

Вид используемой информации

Группа сложности алгоритма

Степень новизны

А

Б

В

Г

ПИ,К1

С1

2.27

1.62

1.2

  0.65

С2

2.02

1.44

1.1

0.58

С3

1.68

1.2

1

0.48

НСИ,К2

С1

1.36

0.97

0.65

0.4

С2

1.21

0.86

0.58

0.34

С3

1.01

0.72

0.48

0.29

БД,К3

С1

1.14

0.81

0.54

0.32

С2

1.05

0.72

0.48

0.29

 

Таблица 4.10 – Поправочные коэффициенты, учитывающие сложность контроля входной и выходной информации на стадиях рабочего проекта и внедрения

Сложность контроля входной информации

Сложность контроля выходной информации

21

22

11

1.16

1.07

12

1.08

1

 

Таблица 4.11 – Поправочные коэффициенты для определения трудоемкости работ на стадии технического и рабочего проектов, внедрения

Стадия разработки

Вид обрабатываемой информации

Степень новизны

А

Б

В

Г

ТП

РВ

1.67

1.45

1.26

1.1

ТОУ

1.75

1.52

1.36

1.15

РП

РВ

1.75

1.52

1.36

1.15

ТОУ

1.92

1.67

1.44

1.25

В

РВ

1.6

1.39

1.21

1.05

ТОУ

1.67

1.45

1.26

1.1

 

Общая трудоемкость разработки программного продукта рассчитывается по формуле:

 

 ,

(4.1)

 

где  tтз – затраты труда на стадии технического задания (в днях);

tэп – затраты труда на стадии эскизного проекта (в днях);

tтп – затраты труда на стадии технического проекта (в днях);

tрп – затраты труда на стадии рабочего проекта (в днях);

tв – затраты труда на стадии внедрения (в днях).

Трудоемкости разработки на этапах: техническое задание - определяется из таблицы 4.6, эскизный проект - определяется из таблицы 4.7, остальные трудоемкости определяются методом хронометража /18/. Подставив в формулу 4.2 числовые значения трудоёмкости разработки программного продукта на каждом этапе без учета поправочных коэффициентов, получим:

 

.

 

 

Общая трудоемкость разработки программного продукта с учетом поправочных коэффициентов рассчитывается по формуле:

 

 ,

(4.2)

 

где  t′тп – затраты труда на стадии технического проекта с учетом поправки;

t′рп – затраты труда на стадии рабочего проекта с учетом поправки;

t′в – затраты труда на стадии внедрения с учетом поправки.

При использовании информации разных видов для технического и рабочего проекта поправочный коэффициент рассчитывается по формуле:

 

 ,

(4.3)

 

где  m – количество наборов данных ПИ;

n – количество наборов данных НСИ;

p – количество наборов данных БД.

Для расчета затрат труда на стадии технического проекта с учетом поправки по формуле 4.1 и на основе справочной таблицы 4.8, рассчитаем поправочный коэффициент на использование разных видов информации:

.

 

 

Теперь с учетом поправки на использование различных видов информации и на основе справочной таблицы 4.11, вычислим затраты труда на стадии технического проекта с учетом поправки:

 

 .

 

 

Для расчета затрат труда на стадии рабочего проекта с учетом поправки по формуле 4.1, и на основе справочной таблицы 4.9 рассчитаем поправочный коэффициент на использование разных видов информации:

 

 .

 

 

С учетом поправки на использование разных видов информации и на основе справочных таблиц 4.10 и 4.11 вычислим затраты труда на стадии рабочего проекта с учетом поправки:

 

.

 

 

Для расчета затрат труда на стадии внедрения используются поправочные коэффициенты из справочных таблиц 4.10 и 4.11:

 

 .

 

 

Таким образом, общие затраты труда на разработку программного продукта с учетом поправочных коэффициентов составят:

 

 .

 

Численность исполнителей определяется по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, с поставленной задачей способен справиться 1 программист.

 

 

4.3  Расчет себестоимости программного продукта

 

Себестоимость программного продукта рассчитывается по формуле:

 

 ,

(4.4)

 

где  Мвс – затраты на вспомогательные материалы, руб;

Э – затраты на электроэнергию на технологические цели, руб;

 –  основная зарплата разработчика, руб;

 – дополнительная зарплата разработчика, руб;

 – взнос на социальное страхование и страховое обеспечение, руб;

– накладные расходы, руб.

Затраты на вспомогательные материалы приведены в таблице 4.12

 

Таблица 4.12 – Затраты на вспомогательные материалы

Наименование затрат

Количество

Сумма, руб.

Бумага для принтера

1 шт

120

Картридж для принтера

1 шт

500

CD-RW

1 шт

25

Доступ в INTERNET

15 часов

300

Всего

945

 

Затраты на электроэнергию рассчитывается по формуле:

 

 ,

(4.5)

 

где  Р          – мощность потребляемой электроэнергии, Квт;

СЭ     – стоимость одного киловатт – часа электроэнергии, руб;

   – общие затраты труда на разработку программного продукта, час;

Rзаг    – коэффициент загрузки компьютера.

 

 

 

 

Основная заработная плата разработчика рассчитывается по формуле:

 

,

(4.6)

 

где  Счтс – часовая тарифная ставка разработчика, руб;

- общие затраты труда на разработку программного продукта, час.

 

 

 

 

Дополнительная заработная плата разработчика составляет 10% от основной зарплаты, то есть:

 

 

 

 

Отчисления на социальное страхование и страховое обеспечение определяются по формуле:

 

 ,

(4.7)

 

где  Rсн – коэффициент отчислений на социальное страхование и страховое обеспечение .

Подставив в формулу (4.7), получим:

 

.

 

 

Накладные расходы рассчитываются по формуле:

 

 .

(4.8)

 

Подставив значения, получим:

 

 

 

 

Зная все числовые значения можно рассчитать полную себестоимость разработанного программного продукта:

 

.

 

 

В таблице 4.13 сведены результаты расчетов себестоимости программного продукта.

 

Таблица 4.13 –Себестоимость программного продукта

Наименование статей расходов

Затраты, руб.

Вспомогательные материалы

945

Основная зарплата

71398,8

Дополнительная зарплата

7139,88

Взнос на социальное страхование и страховое обеспечение

23561,6

Затраты на электроэнергию

902,63

Накладные расходы

7853,86

Полная себестоимость

111801,77

 

4.4  Расчет экономического эффекта от внедрения программного продукта

 

Экономический эффект от внедрения программного продукта рассчитывается по формуле:

 

,

(4.9)

 

где  N – количество обрабатываемых документов;

t1 ,t2 – трудоемкость обработки документов до и после внедрения программы;

Счтс – часовая тарифная ставка пользователя;

Кдоп – коэффициент отчислений на дополнительную зарплату;

Ксн – коэффициент отчислений на социальное страхование и страховое обеспечение;

Ен – нормативный коэффициент окупаемости кап. вложений;

К – дополнительные капитальные вложения, связанные с разработкой программного продукта.

Используя ранее рассчитанные значения, рассчитываем экономический эффект:

 

 

 

 

Срок окупаемости программного продукта рассчитывается по формуле:

 

,

 

 

где  Спр – себестоимость программного продукта, руб.;

С1 – стоимостные затраты при использовании ручного труда, руб.;

С2 – стоимостные затраты при использовании программы, руб.

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

Полученные экономические показатели проекта представлены в таблице 4.14.

 

Таблица 4.14 –Экономические показатели

Наименование показателя

Значение

Ед.изм.

Вспомогательные материалы

945

руб.

Основная зарплата

71398,8

руб.

Дополнительная зарплата

7139,88

руб.

Взнос на социальное страхование и страховое обеспечение

23561,6

руб.

Затраты на электроэнергию

902,63

руб.

Накладные расходы

7853,86

руб.

Экономический эффект

48992,67

руб.

Срок окупаемости

14,4

мес.

 

В результате проведенного экономического исследования, эффект от внедрения автоматизированной системы составляет 48992,67 рубля. Срок окупаемости при этом составляет 14,4 месяца.

 

Вывод по четвертому разделу

В четвертой главе была рассчитана трудоемкость разработки, себестоимость ПС, экономическая эффективность от внедрения, а так же срок окупаемости.


5 Безопасность труда

 

5.1 Анализ и обеспечение безопасных условий труда

Охрана труда - система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Научно-технический прогресс внес серьезные изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряженным, требующим значительных затрат умственной, эмоциональной и физической энергии. Это потребовало комплексного решения проблем эргономики, гигиены и организации труда, регламентации режимов труда и отдыха.

Охрана здоровья трудящихся, обеспечение безопасности условий труда, ликвидация профессиональных заболеваний и производственного травматизма составляет одну из главных забот человеческого общества. Обращается внимание на необходимость широкого применения прогрессивных форм научной организации труда, сведения к минимуму ручного, малоквалифицированного труда, создания обстановки, исключающей профессиональные заболевания и производственный травматизм.

Данный раздел дипломного проекта посвящен рассмотрению следующих вопросов:

  • организация рабочего места программиста;
  • определение оптимальных условий труда программиста.

 

5.1.1 Рабочее место программиста

 

Рабочее место - это часть пространства, в котором инженер осуществляет трудовую деятельность, и проводит большую часть рабочего времени. Рабочее место, хорошо приспособленное к трудовой деятельности инженера, правильно и целесообразно организованное, в отношении пространства, формы, размера обеспечивает ему удобное положение при работе и высокую производительность труда при наименьшем физическом и психическом напряжении.

При правильной организации рабочего места производительность труда инженера возрастает с 8 до 20 процентов.

 Согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» при размещении рабочих мест с ПЭВМ расстояние между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора), должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов не менее 1,2 м. Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей, характера выполняемой работы.  При этом допускается использование рабочих столов различных конструкций, отвечающих современным требованиям эргономики. Поверхность рабочего стола должна иметь коэффициент отражения 0,5 – 0,7.

Высота рабочей поверхности стола для взрослых пользователей должна регулироваться в пределах 680-800 мм, при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.

Модульными размерами рабочей поверхности стола для ПЭВМ, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1000, 1200 и 1400 мм; глубину 800 и 1000 мм при нерегулируемой его высоте, равной 725 мм.

Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной – не менее 500 мм, глубиной на уровне колен – не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног – не менее 650 мм.

Конструкция рабочего стула должна обеспечивать:

- ширину и глубину поверхности сиденья не менее 400 мм;

- поверхность сиденья с закругленным передним краем;

- регулировку высоты поверхности сиденья в пределах 400 – 550 мм и углам наклона вперед до 15 град., и назад до 5 град.;

- высоту опорной поверхности спинки 300 ± 20 мм, ширину – не менее 380 мм и радиус кривизны горизонтальной плоскости – 400 мм;

- угол наклона спинки в вертикальной плоскости в пределах ±30 градусов;

- регулировку расстояния спинки от переднего края сиденья в пределах 260 – 400 мм;

- стационарные или съемные подлокотники длиной не менее 250 мм и шириной 50 – 70 мм;

- регулировка подлокотников по высоте над сиденьем в пределах 230 ± 30 мм и внутреннего расстояния между подлокотниками в пределах 350 – 500 мм.

Рабочее место пользователя ПЭВМ следует оборудовать подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте  в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм.

Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100 – 300 мм от края, обращенного  к пользователю или на специальной,  регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.

Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления. Тип рабочего стула (кресла) следует выбирать с учетом роста пользователя, характера и продолжительности работы с ПЭВМ. Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным, регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию. Поверхность сиденья, спинки и других элементов стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, слабо электризующимся и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений.

 

5.1.2 Микроклимат

 

Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необ­ходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температуры тела благодаря терморегуляции, т.е. способности организма регу­лиро­вать отдачу тепла в окружающую среду. Принцип нормирования микро­кли­мата – соз­дание оптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей  средой.

Вычислительная техника является источником существенных тепловыделений, что может привести к повышению температу­ры и снижению относительной влажности в по­мещении. В по­мещениях, где установлены компьютеры, должны соблюдаться оп­реде­ленные параметры микроклимата. В санитарных нормах СН-245-71 установлены вели­чины параметров микроклимата, создающие комфортные условия. Эти нормы ус­танав­ливаются в зависимости от времени года, характера трудового процесса и харак­тера производственного помещения [22].

Объем помещений, в которых размещены работники вычис­лительных центров, не должен быть меньше 19,5м3/человека с учетом максимального числа одновременно ра­ботающих в сме­ну. Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где располо­жены ком­пьютеры, приведены в табл. 7.2.

 

Таблица 7.1 -  Параметры микроклимата для помещений, где установлены компьютеры

Период года

Параметр микроклимата

Величина

Холодный

Температура воздуха в помещении Относительная влажность

Скорость движения воздуха

22…24°С

40…60%

до 0,1м/с

Теплый

Температура воздуха в помещении Относительная влажность

Скорость движения воздуха

23…25°С

40…60%

0,1…0,2м/с

 

 

Таблица 7.2 -  Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютеры

Характеристика помещения

Объемный расход подаваемого в помещение свежего воздуха, м3 /на одного человека в час

Объем до 20м3 на человека

20…40м3 на человека

Более 40м3 на человека

Не менее 30

Не менее 20

Естественная вентиляция

 

Для обеспечения комфортных условий используются как организационные методы (рациональная организация проведения работ в зависимости от времени года и суток, чередование труда и отдыха), так и технические средства (вентиляция, кондициониро­вание воздуха, отопительная система).

 

5.1.3 Защита от опасных и вредных производственных  факторов

 

Вредный  производственный  фактор  -   фактор   среды   и трудового   процесса,   который   может  вызвать  профессиональную патологию,  временное  или  стойкое  снижение работоспособности, повысить частоту соматических и инфекционных заболеваний, привести к нарушению здоровья потомства.

Вредными производственными факторами могут быть:

 - физические факторы:  температура,  влажность  и  подвижность воздуха, неионизирующие электромагнитные излучения (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное, лазерное, микроволновое, радиочастотное, низкочастотное), статическое,  электрические и магнитные поля, ионизирующие  излучения,  производственный  шум, вибрация (локальная,  общая), ультразвук, аэрозоли преимущественно   фиброгенного действия (пыли), освещенность (отсутствие естественного освещения,  недостаточная освещенность,  повышенная ультрафиолетовая радиация);

 - химические   факторы,   в   том   числе  некоторые  вещества биологической природы (антибиотики, витамины, гормоны, ферменты);

- биологические     факторы:     патогенные    микроорганизмы, микроорганизмы продуценты,  препараты,  содержащие живые клетки и споры микроорганизмов, белковые препараты;

- факторы   трудового   процесса, характеризующие тяжесть физического труда:   физическая динамическая нагрузка,  масса поднимаемого и перемещаемого груза, стереотипные рабочие движения, статическая нагрузка, рабочая поза, наклоны корпуса, перемещение в пространстве;

- факторы  трудового  процесса,  характеризующие напряженность труда: интеллектуальные,   сенсорные,   эмоциональные   нагрузки, монотонность нагрузок, режим работы.

Опасный  производственный  фактор  -  фактор среды и трудового  процесса, который   может быть причиной острого заболевания или внезапного резкого ухудшения здоровья, смерти. В зависимости от количественной характеристики и продолжительности действия отдельные вредные производственные факторы могут стать опасными.

Для обеспечения безопасности труда необходимо соблюдать меры по их профилактики, и неукоснительно исполнять все гигиенические нормы и правила организации труда и рабочего места.

На данном предприятии предусмотрены следующие методы:

  • в первую очередь это организация труда и отдыха(на предприятии созданы специальные комнаты отдыха);
  • организация эргономических рабочих помещений;
  • ежедневное прохождение осмотра врача;
  • ежегодное прохождение аттестации по охране труда;
  • обучение использованию индивидуальных средств защиты;
  • и многое другое.

 

5.1.4 Нормирование шума

 

Установлено, что шум ухудшает условия труда, оказывая вредное воздействие на организм человека. При длительном воздействии шума на человека происходят нежелательные явления: снижается острота зрения, слуха, повышается кровяное давление, понижается внимание. Сильный продолжительный шум может стать причиной функциональных изменений сердечно-сосудистой и нервной систем.

В производственных помещениях при выполнении основных или вспомогательных работ с использованием ПЭВМ уровни шума  на рабочих местах не должны превышать предельно допустимых значений, установленных для данных видов работ в соответствии с действующими санитарно-эпидемиологическими нормативами. Шумящее оборудование (печатающие устройства, серверы и т.п.), уровни шума которого превышают нормативные,  должно размещаться вне помещений с ПЭВМ.

Избыточный шум вредно воздействует на состояние здоровья работающих, снижает производительность и качество труда, является косвенной причиной производственного травматизма, поэтому борьба с шумом имеет важное социально-экономическое значение.

Шумом называется совокупность звуков, имеющих различную частоту и интенсивность, неблагоприятно воздействующих на организм человека.

По физической сущности шум представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение частиц упругой среды.

Колебания в диапазоне частот 16-20 кГц могут восприниматься ухом человека как звуки. Колебания с частотой менее 16 Гц – инфразвуки и с частотой более 20 кГц – ультразвуки ухом не воспринимаются, но могут также оказывать неблагоприятное воздействие на человеческий организм.

Шум механического происхождения – шум, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а так же одиночных или периодических ударов и сочленениях деталей.

Шум аэродинамического происхождения – шум, возникающий вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах.

Шум электромагнитного происхождения – шум, возникающий вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил.

Шум гидродинамического происхождения – шум, возникающий вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях.

Основными физическими параметрами, характеризующими звук, является звуковое давление и интенсивность звука.

Согласно ГОСТ 12.1.003-83 шум классифицируется по его спектральным и временным характеристикам.

По характеру спектра шум подразделяется на:

  • широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы;
  • тональный, в спектре, которого имеются выраженные дискетные тона.

По временным характеристикам шум подразделяется на:

  • постоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА;
  • непостоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА.

В свою очередь непостоянный шум подразделяется на:

  • колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;
  • прерывистый, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА не более);
  • импульсный, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с.

 

 

5.2 Определение необходимого воздухообмена

В производственных помещениях воздух загрязняется различными посторонними примесями: вредными веществами, пылью, избыточным теплом. Эти выделения создают неблагоприятные условия для работающих и могут стать причиной заболевания.

Одним из способов поддержания в омещениях чистого воздуха, отвечающего санитарно-гигиеническим требованиям, являются обеобменная вентиляция.

Необходимый воздухообмен в помещении определяеися по следующим факторам: числу людей в помещении, выделению вредных веществ, збыточном теплу. Для получения достоверных данных при определении необходимого воздухообмена нужно учитывать все эти параметры и за расчетную величину принимать наибольшее значение, по которому подбирается вентиляционная установка.

Целью данной работы является расчет необходимого воздухообмена помещения площадью 12 м2 и высотой 2,5 м. В помещении находятся 2 человека.

 

5.2.1 Определение необходимого воздухообмена в помещении в зависимости от числа находящихся в нем людей

 

Необходимый воздухообмен в помещении в зависимости от числа находящихся в нем людей L, м3/ч, определяется по формуле:

 

где L – необходимый воздухообмен в помещении, м3;

      n – число людей в помещении;

       - расход воздуха на 1 человека в зависимости от объёма (V) помещения, м3/ч.

 

При V – менее 20 м3 на одного человека принимается равным 30 м3. При V более 20 м3 не менее 20 м3, а при отсутствии естественной вентиляции L¢  принимается равным 60 м3.

Таким образом, необходимый воздухообмен равен:

 

 

5.2.2 Определение необходимого воздухообмена по выделению вредных веществ

 

Необходимый воздухообмен по выделению вредных веществ L, м3, определяется по формуле:

 

 

где G – количество вредных веществ, выделяемых в помещении, мг/ч;

      qв, qпр – концентрация вредных веществ в вытяжном и приточном воздухе соответственно, мг/м3.

Концентрация вредных веществ в приточном воздухе должна быть минимальной и не должны привышать 30 % от предельно допустимой концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны. Если в помещении одновременно выделяется несколько вредных веществ однонаправленного действия, их концентрация q, мг/м3 определяется из выражения:

 

 

Величину G можно определить по эмпирической формуле:

 

 

где m - коэффициент неорганизованного воздухообмена в помещении, обычн применяемый – 2;

         B – объем помещения, м3;

         K – средне взвешиваемая концентрация вредных веществ в помещении, мг/м3.

 

5.2.3 Определение необходимого воздухообмена по избыткам тепла

 

Необходимый воздухообмен по избыткам тепла L, м3/ч, определяется по формуле:

 

где Q – избыточное тепло, выделяемое в помещении, Дж/ч;

      С – удельная весовая теплоемкость воздуха, равная 1004 Дж/кг;

      r - плотность воздуха, кг/м3;

      tпр, tух – температура приточного, температура уходящего из помещения воздуха соответственно, ◦С.

 

Температура воздуха, удаляемого из помещения tух, ◦С определяется по эмпирической формуле:

 

 

где tр.з. – температура воздуха в рабочей зоне, ◦С;

t – градиент температуры по высоте помещения (от 1 до 5 ◦С);

H – расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;

2 – высота рабочей зоны;

 

Избыточное тепло, выделямое в помещении в данном случае представлено количеством тепла, выделяемое человеком.  Количества тепла, выделяемого взрослым мужчиной, можно определить из таблицы 7.3.

 

Таблица 7.3 – Количество тепла, выделяемого взрослым мужчиной

Физические нагрузки

Кол-во тепла, Дж, выделяемого в помещении при температуре воздуха, ◦С

10

15

20

25

30

35

В покое

586040

523250

418600

334880

334880

334880

При легкой работе

648830

565110

544180

523250

523250

523250

При работе средней тяжести

774410

753480

732550

711620

711620

711620

При тяжелой работе

1046500

1046500

1046500

1046500

1046500

1046500

 

Таким образом,

 

Q = 544180*2 = 1088360 Дж

 

Температура уходящего из помещения воздуха равна:

 

 

Тогда необходимый воздухообмен равен:

 

.

5.3 Возможные чрезвычайные ситуации

5.3.1 Моделирование ЧС

 

На объекте разрушена обвалованная емкость, содержащая 10 тонн сероводорода. Сероводород – бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Содержится в большом количестве в газоконденсате, в сточных водах различных производств, в канализационной сети. Поступает в организм через легкие с вдыхаемым воздухом, а также через кожу и слизистые.

Сильный нервный яд, ведет к развитию кислородного голодания вследствие угнетающего влияния на ферменты тканевого дыхания. Опасность отравления увеличивается вследствие потери обоняния при высоких концентрациях.

Скорость ветра 1 м/с, расстояние до предприятия 4 км. Определить для всех трех состояний атмосферы: размеры и площади зоны химического поражения, время подхода зараженного воздуха к объекту, время поражающего действия, границы возможных очагов.

 

5.3.2 Определение размеров и площади вон химического заражения

 

Размеры зон химического заражения зависят от количества аварийно химически опасных веществ (АХОВ) на объекте, физических и токсических свойств, условий хранения, метеоусловий и рельефа местности.

Сероводород в количестве 10 тонн хранится на открытой местности в обвалованных емкостях. Глубина распространения облака сероводорода при инверсии равна 7,5 км. А для обвалованных емкостей с сероводородом глубина распространения облака заряженного воздуха уменьшается в 1,5 раза. Тем самым с учетом этих условий глубина распространения облака находится как:

 

 

Глубина распространения облака аммиака при изотермии равна 1,5 км. С учетом этих условий глубина распространения облака равна:

 

 

Глубина распространения облака аммиака при конвекции равна 0,45 км. С учетом этих условий глубина распространения облака равна:

 

 

Ширина зоны химического заражения зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха и определяется по следующим соотношениям:

  • при инверсии , следовательно ;
  • при изотермии , следовательно ;
  • при конвекции, следовательно .

После проведенных расчетов можно определить площадь зоны химического заражения по формуле:

 

                                                                                                       

Площадь зоны химического заражения при инверсии равна

 

 

Площадь зоны химического заражения при изотермии равна

 

Площадь зоны химического заражения при конвекции равна

 

 

После расчетов наносим очаг химического заражения. При скорости ветра равной 3 м/с зона заражения имеет вид сектора. Точка «О» соответствует источнику заражения. Радиус сектора равен «Г», а биссектриса совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.

 

 

Рисунок 4.1 – Зона распространения

 

 

5.3.3 Определение времени подхода зараженного воздуха к населенному пункту

 

Время подхода облака зараженного воздуха к населенному пункту t определяется делением расстояния R от места розлива АХОВ до данного объекта, на среднюю скорость W переноса облака воздушным потоком.

Средняя скорость переноса облака равна:

  • при инверсии – 2,2 м/с;
  • при изотермии – 2 м/с;
  • при конвекции – 1,8 м/с.

Расстояние от места розлива до населенного пункта составляет 4 км.

Время подхода облака зараженного воздуха при средней скорости переноса 2,2 м/с и расстоянии 4 км равно минут.

Время подхода облака зараженного воздуха при средней скорости переноса 2 м/с и расстоянии 4 км равно минут.

Время подхода облака зараженного воздуха при средней скорости переноса 1,8 м/с и расстоянии 4 км равно минут.

 

5.3.4 Определение времени поражающего действия АХОВ

 

Время поражающего действия АХОВ tпор в очаге химического поражения определяется временем испарения АХОВ с поверхности его выброса (разлива). Время поражающего действия аммиака при скорости ветра 1 м/с с обвалованного хранилища составляет 19 часов.

 

5.3.5 Определение возможных потерь людей в очаге химического поражения

 

Потери рабочих, служащих и населения в очаге химического поражения зависят от токсичности, количества АХОВ и времени пребывания людей в очаге поражения, степени защищенности и своевременности использования индивидуальных средств защиты.

В момент аварии на складе находилось 36 человек рабочих и служащих, обеспеченных противогазами на 100%, на открытой местности находилось 6 человек, обеспеченных противогазами на 50%.

Потери на складе составят человека.

Потери на открытой местности составят человека.

Структура потерь среди людей будет:

  • со смертельным исходом человек;
  • средней и тяжелой степени человек;

- легкой степени 1 человек.

 

 

     Скачать:  У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Категория: Дипломные работы / Дипломные работы по информатике

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.