База данных библиотеки «Стэлс»

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

CASE — (Computer Aided System Engineering) автоматизированное проектирование прикладных систем.

АС — автоматизированная система.

БД — база данных.

ИС — инструкция пользователя.

ОС — операционная система.

ПК — персональный компьютер.

ПО — программное обеспечение.

ППП — пакет прикладных программ.

СУБД — система управления базами данных.

ТЗ — техническое задание.

ТП — требования пользователя.

ТПО — требования к программному обеспечению.

База данных — это организованная структура, предназначенная для хранения информации. В современных базах данных хранятся не только данные, но и информация [1,9].

Это утверждение легко пояснить, если, например, рассмотреть базу данных библиотеки. В ней есть все необходимые сведения об авторах, книгах, читателях и т. д. Доступ к этой базе могут иметь как работники библиотеки, так и читатели, которым необходимо найти какое-либо издание. Но среди них вряд ли найдется такое лицо, которое имеет доступ ко всей базе полностью и при этом способно единолично вносить в нее произвольные изменения. Кроме данных, база содержит методы и средства, позволяющие каждому из сотрудников оперировать только с теми данными, которые входят в его компетенцию. В результате взаимодействия данных, содержащихся в базе, с методами, доступными конкретным сотрудникам, образуется информация, которую они потребляют и на основании которой в пределах собственной компетенции производят ввод и редактирование данных.

С понятием базы данных тесно связано понятие системы управления базой данных. Это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнение ее содержимым, редактирование содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройства вывода или передачи по каналам связи [ 7].

В мире существует множество систем управления базами данных. Несмотря на то, что они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю различные функции и средства, большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий.

Внедрение современных информационных технологий в практику библиотечного и информационно — библиографического обслуживания стало первоочередной задачей многих библиотек. Для ведения библиотечных каталогов, организации поиска требуемых изданий и библиотечной статистики в базе данных библиотеки должны храниться сведения, большая часть которых размещаются в аннотированных каталожных карточках.

Переход к работе в условиях автоматизированной библиотечной системы облегчит не только работу пользователя, но и сотрудников библиотеки. Библиотечная база данных предназначена для хранения данных о приобретенных библиотекой изданиях (монографиях, справочниках, сборниках статей и т. п.), информации о местонахождении отдельных экземпляров (переплетов) каждого издания и сведений о читателях и о сотрудниках.

При помощи автоматизированной системы обрабатывается весь объем поступающих в библиотеку документов, включая отечественные и иностранные монографии, многотомные и продолжающиеся издания, нормативные материалы. В автоматическом режиме создаются библиографические указатели и списки, с помощью принтера печатаются листы инвентарной книги и все виды каталожных карточек для поддержания систематического и алфавитного карточных каталогов Развитие автоматизации библиотечных процессов, с одной стороны, возрастающие требования читателей к широте библиотечных коллекций, с другой стороны, диктуют необходимость оперативного решения проблемы электроной доставки документов, включащей такие способы, как получение компакт-дисков с полными текстами; электронная подписка на периодику; получение электронных копий из постоянных электронных хранилищ через Интернет. Планируемое ипользование технологий электронной доставки позволит выделить ядро библиотечного фонда на электронных носителях и таким образом позволит создать предпосылки для плавного перехода к созданию на их основе полнотекстовых баз данных.

В результате моей работы была создана база данных библиотеки «СТЭЛС», при помощи которой можно легко найти необходимую книгу, учесть поступление новых книг и списание старых, а также осуществлять контроль за выдачей и возвратом книг имеющихся в фонде библиотеки.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БИБЛИОТЕКИ «СТЭЛС»

1.1 Описание проблемы, обзор и анализ публикаций процесса функционирования библиотеки и обоснование его автоматизации

В процессе ознакомления работы библиотеки «Стэлс» стало очевидно, что все действия сотрудников библиотеки осуществлялись вручную.

Для ведения библиотечных каталогов, организации поиска требуемых изданий и библиотечной статистики[32] в базе должны храниться сведения, большая часть которых на данный момент размещается в аннотированных каталожных карточках (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 — Пример каталожной карточки библиотеки

Анализ запросов на литературу (как читателями, так и сотрудниками библиотек) показывает, что для поиска подходящих изданий (по тематике, автору, художнику, издательству и т. п.) и отбора нужного (например, по аннотации) следует выделить следующие атрибуты каталожной карточки:

1 Автор (фамилия и имена (инициалы) или псевдоним каждого автора издания).

2 Название (заглавие) издания.

3 Номер тома (части, книги, выпуска).

4 Вид издания (сборник, справочник, монография, …).

5 Составитель (фамилия и имена (инициалы) каждого из составителе издания).

6 Язык, с которого выполнен перевод издания.

7 Переводчик (фамилия и инициалы каждого переводчика).

8. Под чьей редакцией (фамилия и имена (инициалы) каждого из титульных редакторов).

9. Художник (фамилия и имена (инициалы) каждого художника-иллюстратора) — для художественных изданий, иллюстрируемых оригинальными рисунками.

10 Повторность издания (второе, одиннадцатое и т. п.).

11 Характер переиздания (исправленное, дополненное, переработанное, стереотипное и т. п.).

12 Место издания (город).

13 Издательство (название издательства).

14 Год выпуска издания.

15 Издательская аннотация или реферат.

16 Библиотечный шифр (например, ББК 32.973).

17 Авторский знак (например, Д27)[34].

Библиотечный шифр и авторский знак используются при составлении каталогов и организации расстановки изданий на полках: по содержанию (в соответствии с библиотечным шифром) и алфавиту (в соответствии с авторским знаком).

Библиотечно-библиографическая классификация (ББК) распределяет издания по отраслям знания в соответствии с их содержанием. В ней используется цифро-буквенные индексы ступенчатой структуры.

В зарубежных странах такое программное обеспечение существует уже давно. Но так как для отечественных библиотечных центров оно является недоступным из-за отсутствия необходимого количества денежных средств, нужно создавать собственное программное обеспечение, которое позволило

— усилить контроль над учетом библиотечных кадров и ресурсов;

— снизить трудозатраты сотрудников библиотеки;

— повысить скорость получения необходимой информации (литература, читатель, сотрудник).

Библиотека «СТЭЛС» состоит из нескольких подразделений:

— регистрационный отдел;

— зал технической литературы;

— зал художественной литературы;

— читальный зал.

В регистрационном отделе сотрудник библиотеки регистрирует новую литературу, а также выдает читательские билеты новым читателям. В залах технической и художественной литературы находятся рабочие места сотрудников библиотеки, которые по необходимости осуществляют поиск необходимой литературы и выдают ее на абонемент читателя. В читальном зале литература не выдается читателям на дом, так как здесь находятся издания, выпущенные малым тиражом, поэтому необходим контроль над перемещением литературы.

На рисунке 1.2 будет представлена структурная модель библиотеки «Стэлс» .

Рисунок 1.2 — Структура, задачи и исполнители библиотеки «Стэлс»

При поступлении в библиотеку новой литературы, перед сотрудником стоит задача регистрации новых книг. В аннотированную библиотечную карточку сотрудник вносит данные, характеризующие конкретную книгу. Эти данные включают в себя:

— Название книги;

— Автор книги;

— Место и название издательства;

— Год издательства;

Кроме того, книге присваивается библиотечный шифр и код.

Все эти данные вносятся сотрудником библиотеки вручную.

В библиотеке, создание отчетной документации, выписка по выданной литературе, поиск литературы также производится вручную.

Для оперативной работы сотрудников библиотеки при поиске необходимой литературы, формировании отчетных документов должно быть разработано программное обеспечение на основе требований пользователя.

1.2 Анализ альтернативного программного обеспечения по автоматизации работы библиотек

Современный этап развития библиотек натоятельно требует оперативного решения проблемы модернизации библиотечной деятельности на базе внедрения новейших информационных технологий. Наиболее актуальной на сегодняшний день является автоматизация библиотечно-информационного обслуживания, при которой охватываются все основные этапы и участки библиотечного процесса.

Несмотря на большую подготовительную работу по автоматизации библиотек, развернутую в последние годы, реально работающих профессиональных библиотечных систем недостаточно.

Рассмотрим опыт Библиотечно-Информационного Центра Университета «Хазар» по автоматизации библиотеки на основе программного продукта «Follett Library Automation Solutions». Изучим достигнутые успехи, проблемы и перспективы развития.

Библиотечно-Информационный Центр (БИЦ) Университета «Хазар» является на сегодняшний день единственной моделью библиотечно-информационной интеграции в Украине. Особенностью БИЦ является также то, что он является открытой структурой, предоставляющей всем пользователям право открытого доступа к. библиотечным и информационным ресурсам.

В эффективно работающей автиматизированной библиотечной системе внедрен технологический цикл ввода библиографических описаний единиц фонда в электронный каталог на основе полной совместимости с международным коммуникативным форматом MARC (USMARC), поиска и библиотечной обработки различных видов изданий.

При помощи автоматизированной системы обрабатывается весь объем поступающих в библиотеку документов, включая отечественные и иностранные монографии, многотомные и продолжающиеся издания, диски CD-ROM, видеокассеты, нормативные материалы. В автоматическом режиме создаются библиографические указатели и списки, с помощью принтера печатаются листы инвентарной книги и все виды каталожных карточек для поддержания систематического и алфавитного карточных каталогов.

Все вышеперечисленные процессы выполняются в локальной компьютерной сети, объединяющей все технологические этапы работы с книгой с момента поступления в библиотеку и до определения ее на полку, а именно: комплектование, каталогизацию и систематизацию отечественной и иностранной литературы .

В плане ведення электронного каталога система приоритетов выглядит так. На этапе накопления информации:

— Организация ввода всех новых поступлений в библиотеку.

— Ведение электронного каталога по приоритетным направлениям.

— Компьютеризация основных библиотечных процессов: комплектования, обработки, подписки, работы с периодикой.

— Выпуск тематических бюллетеней в виде печатных копий.

На этапе использования:

— Организация справочно-информационного обслуживания читателей на базе электронного каталога.

— Ведение электронного каталога читателей.

На последующих этапах:

— Организация учета книговыдач.

— Расширение читательского доступа к информации В автоматизированной библиотечной системе Follett для унификации элементов библиографической записи используются специальные файлы нормативных (авторитетных) записей (Authority files)[20]. К ним можно отнести машиночитаемые записи авторитетного описания, исходным элементом данных которого является принятый заголовок, представляющий собой имя лица, наименование организации, предмета, темы, унифицированное заглавие, заголовок формы, заглавие сериального издания или многотомника. В дополнение к принятому заголовку запись может содержать все вариантные и связанные заголовки, от которых формируютя ссылки; примечания об источниках информации; информационные примечания и т. п.

Стратегия развития электронного каталога предусматривается в тесной взаимосвязи с Интернет. Планируется целесообразным строить работу БИЦ в Интернет по следующей схеме:

— собственный каталог и другие ресурсы на собственном Web-сервере;

— использование Интернет-технологий для задач автоматизации;

— дополнительная сервисная информация и услуги для клиентов Web-сервера.

Развитие автоматизации библиотечных процессов в БИЦ, с одной стороны, возрастающие требования читателей к широте библиотечных коллекций, с другой стороны, диктуют необходимость оперативного решения проблемы электроной доставки документов, включащей такие способы, как получение компакт-дисков с полными текстами; электронная подписка на периодику; получение электронных копий из постоянных электронных хранилищ через Интернет. Планируемое ипользование технологий электронной доставки позволит выделить ядро библиотечного фонда на электронных носителях и таким образом позволит создать предпосылки для плавного перехода к созданию на их основе полнотекстовых баз данных.

Решение этой важной задачи осложнялось тем, что библиотеки, которые в течение ряда лет добровольно участвовали в создании СКП в традиционной (печатной) форме, находятся на разных уровнях автоматизации и используют разные прикладные программы автоматизации, а многие из них вообще не имеют каких-либо средств автоматизации.

Настоящий проект предусматривает разработку, ввод в эксплуатацию и апробирование первой очереди Региональной Системы Электронных Каталогов Периодических Изданий (РСЭК-ПИ), создаваемой на корпоративной основе группой библиотек г. Харькова, Центром новых информационных технологий Национального технического университета «Харьковский политехнический институт» (ЦНИТ НТУ ХПИ) и Научно-информационным центром Ассоциации современных информационно-библиотечных технологий (НИЦ АСИБТ).

Главная проблема, на решение которой направлен проект, состоит в том, что постоянно возрастающие потребности пользователей в оперативном получении информации о периодических изданиях, выписываемых (получаемых) библиотеками города, при сущестующей системе информирования граждан и организаций не могут быть удовлетворены с должной оперативностью и полнотой.

Проблема обеспечения оперативного поиска информации в периодических изданиях особенно актуальна для города Харькова, который является крупнейшим в Украине центром науки и высшего образования, занимая по всем показателям развития научно-образовательной сферы (количество НИУ и ВУЗов, численность специалистов, ученых и преподавателей, занятых НИОКР, темпы подготовки научных кадров, интенсивность научных публикаций и др.) второе (после Киевского) место и значительно опережая по этим показателям другие регионы страны.

Таблица 1.1 — Список библиотек — участниц проекта сводного каталога периодических изданий

В более крупных библиотеках используются такие программы как:

Библиотека 4.0. Программа ведения библиотеки. Учет книг, работа с читателями, выдача книг читателям, сдача книг. Ведение журнала работы библиотеки, удобный поиск читателей и книг по базе. Есть возможность заносить оглавление для книг в базу и работы с ним. Печать журнала, книжных карточек, списка книг. Ведение справочника по книгам вне библиотеки (база книг, поиск книг в базе, занесение новых книг, перемещение книг в библиотечный фонд, работа с поставщиками книг). Программа имеет удобный интерфейс. Есть полная русская справка по работе с программой. Программа позволяет работать с сразу несколькими базами. Для работы программы вам возможно потребуется BDE (3,95 МБ).

Библиотека MD 4. Профессиональная программа автоматизации работы библиотеки. Работает с читателями, книгами, журналами, газетами, мультимедийными носителями и с любыми другими носителями информации. Ведение журналов выдачи — сдачи для всех носителей. Удобное представление данных с помощью таблиц. Экспорт данных в Excel. Печать всех данных программы. Печать в соответствии с ГОСТом книжных карточек и читательских формуляров. Удобный поиск по любым полям. Учет журнальных и газетных статей. Полная справка по программе. Программа учитывает деление библиотеки на отделы. Настраиваемый интерфейс. Есть возможность установки пароля администратора. Удобный и красивый интерфейс. И многое многое другое.

На предприятии «Стэлс» мы решили создать свою программу для автоматизации работы библиотеки, так как на предприятии работают программисты, которые выполнят эту задачу для библиотеки с ее особенностями и спецификацией, не затрачивая на нее особых денежных средств.

1.3 Постановка задачи дипломной работы

Целью разработки программного обеспечения для автоматизации функционирования библиотеки «Стэлс» является:

1 повышения скорости получения необходимой информации (литература, читатель, сотрудник);

2 повышение точности требуемых результатов;

3 уменьшение трудозатрат сотрудников библиотеки «Стэлс».

Задачами является:

1 Обзор литературы по проблеме автоматизации функционирования библиотеки.

2 Моделирование процесса функционирования библиотеки «Стэлс».

3 Проектирование и создание базы данных для учета литературы в библиотеке «Стэлс».

4 Разработка алгоритмов по учету литературы в библиотеке «Стэлс».

5 Разработка клиентского приложения для управления базой данных учета литературы в библиотеке «Стэлс».

6 Тестирование ПО учета литературы в библиотеке «Стэлс».

7 Разработка бизнес-плана программного обеспечения учета литературы в библиотеке «Стэлс».

1.4 Техническое задание на разработку программного обеспечения для автоматизации функционирования библиотеки

Основание для проведения работы

Данная работа специалиста проводится на основании:

— приказ №_______ от ________________ по Национальному Аэрокосмическому Университету «ХАИ» о базе прохождения практики студентом Бойко Андреем Дмитревичем на предприятии «Стэлс».

Цель работы

Целью разработки программного обеспечения для автоматизации функционирования библиотеки является:

— усилить контроль за учетом библиотечных ресурсов;

— снизить трудозатраты сотрудников библиотеки «Стэлс»;

— повысить скорость получения необходимой информации по литературе библиотеки «Стэлс».

Задачи программного обеспечения учета литературы

К задачам ПО относятся:

1 Регистрация новой литературы (книги, журналы, газеты).

2 Ввод, изменение, удаление информации в БД учета литературы.

3 Выдача печатного отчета о взятой литературе.

4 Наличие справочной системы.

Требования пользователя

Внешние требования

ПО должно иметь наглядный и удобный пользовательский интерфейс.

Результаты изменения должны отображаться на экране.

ПО должно выдавать печатный отчет о взятой литературе.

Диалог с пользователем должен быть реализован на русском языке.

ПО должно выводить сообщения об ошибках.

ПО должно содержать справочную систему и информацию о разработчике.

Внутренние требования

ПО должно быть надежным, открытым, модифицируемым, согласованным, осмысленным, точным, эффективным.

ПО должно функционировать на операционных системах Windows XP и выше.

ПО должно сопровождаться следующими документами:

— пояснительная записка;

— техническое задание;

— описание программы;

— тексты исходных модулей;

— доклад и плакаты к его демонстрации.

Тестирование ПО будет проводится в присутствии заказчика.

Уровень доступа к ПО для данной системы должен быть предусмотрен только в одном режиме — режиме пдминистратора.

ПО будет передано заказчику в виде выполняемого файла с инструкцией к использованию.

Требования к программному обеспечению

Требования по функциональности

Результаты изменения должны отображаться на экране.

ПО должно выдавать печатный отчет о взятой литературе.

ПО должно выводить сообщения об ошибках.

ПО должно содержать справочную систему и информацию о разработчике.

ПО должно выводить, изменять, удалять информацию в БД учета литературы.

Требования по производительности

Быстродействие ПО будет уточнено после фазы опытной эксплуатации.

Требования по интерфейсу

Диалог с пользователем должен быть реализован на русском языке.

ПО должно иметь наглядный интерфейс.

Основной интерфейс должен состоять из следующих окон:

— главное окно;

— окно c информацией о литературе;

— окно c информацией об издательстве;

— окно c справочной информацией;

— окно с информацией о разработчике;

— окно поиска.

Операционные требования

Уровень доступа к ПО должен быть организован в режиме администратора.

ПО должно быть разработано для пользователя с минимальными знаниями работы в ОС Windows.

ПО должно быть разработано для работы под операционными системами Windows XP.

Требования по ресурсам

Минимальная конфигурация:

— процессор с тактовой частотой не менее 800 Гц;

— ОЗУ не менее 128 Мб;

— свободное место на диске не менее 100 Мб.

— наличие USB-порта.

Требования по верификации

ПО должен быть испытан под операционными системами, перечисленными в пункте 1.4.5.4.3 с минимальными требованиями по ресурсам, оговоренных в пункте 1.4.5.5.1.

Для отладки программы необходимо наличие инструментальной среды Borland Delphi 7 и СУБД InterBase.

Требования по приемочным испытаниям

Тестирование должно проводится экспертами в области клиент-серверных приложений.

В процессе тестирования необходимо проверить корректность выполнения запросов.

Выявленные ошибки анализируются и устраняются разработчиком.

Требования по документации ПО должно сопровождаться следующими документами:

— пояснительная записка;

— техническое задание;

— описание программы;

— тексты исходных модулей;

— доклад и плакаты к его демонстрации;

— руководство пользователя.

Требования по защите Минимальный объем потерянных данных при аварийной ситуации (допуск потери данных последнего запроса).

Требования по мобильности Эксплуатация ПО должна быть возможна на ОС Windows ХР.

Требования по качеству ПО должно быть надежным: поддерживать однозначное выполнение всех функций.

ПО должно быть эффективным — эксплуатироваться без дополнительных ресурсов компьютера и программного обеспечения.

ПО должно быть модифицируемым — возможность внесения изменений в отдельные компоненты.

ПО должно быть точным — результат должен выдаваться с требуемой точностью.

ПО должно быть осмысленным — отсутствие избыточной информации в сопровождающей документации.

ПО должно быть информативным — наличие режима помощи.

ПО должно быть согласованным — использование единой терминологии во всех модулях.

Требования по надежности Временной интервал между отказами ПО должен быть не менее 1 недели.

ПО должно стабильно работать при надежно работающей операционной системе (смотри пункт 1.4.4.4.3).

Требования по надежности сопровождения По мере появления новых версий будет производится предоставление ее заказчику за дополнительное финансирование.

На протяжении одного месяца разработчик бесплатно будет устранять ранее не найденные ошибки.

Требования по безопасности ПО должно эксплуатироваться с учетом минимальных требований к ресурсам при обязательном наличии одной из рекомендуемых ОС.

ПО должно эксплуатироваться в помещении с показателями, соответствующим требованиям техники безопасности.

Матрица трассируемости

В таблице 1.2 будет представлена матрица трассируемости требований к программному обеспечению к требованиям пользователя.

Таблица 1.2 — Матрица трассируемости

Матрица трассируемости осуществляет контроль за соответствием требований к ПО и требованиям пользователя. Так как в приведенной матрице нет пустых строк и столбцов, то это значит что:

— все требования пользователя уточнены;

— нет избыточных требований к ПО.

Этапы проведения работ

Этапы проведения работы представлены в таблица 1.2.

Порядок приемки результатов работы

Приёмка результатов работы осуществляется в соответствии с планом приёмки, утверждённым на кафедре и согласованным с руководителем практики.

Приёмка текущих результатов работы осуществляется руководителем производственной практики, и руководителем выпускной работы. Приёмка отчётности производится после завершения каждого этапа работы.

После окончания производственной практики проводится сдача зачета комиссии, в состав которой входят преподаватели кафедры № 603.

Должна быть проведена предзащита дипломной работы.

Таблица 1.3 — Этапы проведения работ

Документация, предъявляемая по окончании работы

По окончании дипломного проектирования государственной экзаменационной комиссии должна быть представлена следующая документация:

1 техническое задание;

2 пояснительная записка;

3 плакаты;

4 доклад;

5 рецензия;

6 отзыв руководителя;

7 дискета с программным продуктом;

8 инструкция пользователю.

Выводы по разделу

В данной главе были рассмотрены особенности функционирования библиотеки произведен анализ известных продуктов в данной области, поставлена задача дипломного проекта, и составлено техническое задание на разработку программного продукта.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА АВТОМАТИЗАЦИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БИБЛИОТЕКИ «СТЭЛС»

2.1 Выбор методологии для моделирования процесса функционирования библиотеки «Стэлс»

CASE (Computer Aided System Engineering — автоматизированное проектирование прикладных систем) — технология, которая значительно упрощает и автоматизирует все этапы разработки программного обеспечения.

Одним из эффективных инструментов анализа, проектирования и кодогенерации является интегрированный пакет фирмы PLANINUM Technology BPwin и ERwin, позволяющий осуществлять [28]:

— реализацию проектов по созданию и проектированию функциональной модели объекта какой-либо предметной области;

— разбивку создания ПО на стадии анализа, проектирования, тестирования и сопровождения;

— значительно сократить время разработки ПО;

— быстро и эффективно реорганизовать функциональную модель ПО при изменении внешних условий;

— обеспечение целостности проекта и контроля над его состоянием.

BPwin является CASE-средством верхнего уровня, поддерживающее методологии моделирования IDEF0 (функциональная модель), DFD (data flow diagram) и IDEF3 (workflow). Функциональная модель предназначена для описания существующих процессов и идеального состояния. Это модели AS-IS и TO-BE соответственно.

Методология IDEF0 предписывает построение иерархической системы диаграмм. Сначала проводится описание системы в целом и ее взаимосвязь с окружающим миром (контекстная диаграмма), после чего проводится функциональная декомпозиция — разбиение на подсистемы и каждая подсистема описывается отдельно. Затем каждая подсистема разбивается на более мелкие и так далее до достижения нужного уровня декомпозиции. Методология DFD служит для описания потоков данных, которые возникают в результате деятельности объекта.

Методология IDEF3 служить для графического описания потока процессов (работ), взаимодействия процессов и объектов, которые изменяются этими процессами.

BPwin имеет простой и понятный интерфейс, позволяющий пользователю создавать сложные модели при минимальных затратах. Модель рассматривается как совокупность работ, каждая из которых оперирует с некоторым набором данных. Работа изображается в виде прямоугольников, данные в виде стрелок.

2.2 Построение функциональной модели

На рисунке 2.1 будет представлена модель функционирования библиотеки в общем виде.

Рисунок 2.1 — Контекстная диаграмма библиотеки

На вход подается информация о новой литературе. Выходом системы является выходные документы (отчеты).

Проведем декомпозицию системы, которая будет показана на рисунке 2.2.

Рисунок 2. 2 — Декомпозиция системы

Процесс движения новой информации о литературе состоит из следующих действий:

1 Регистрация новой литературы;

2 Занесение в БД новой информации;

3 Генерация отчета.

Разбивка блока «Генерация отчета» будет показана на рисунке 2.3.

Блок «Генерация отчета» разбивается далее на такие блоки:

— Обработка информации об истории перемещения литературы;

— Обработка информации о взятой литературе;

— Заполнение полей.

Рисунок 2.3 — Разбивка блока «Генерация отчета»

2.3 Разработка концептуальной модели

Модель «сущность-связь» описывается в терминах сущность, связь, значение. Сущность — понятие которое может быть идентифицировано. Связь — соединение сущностей. Для представления связей и сущностей введен специальный метод: ER-диаграма. Различаются сущности трех основных классов: стержневые, ассоциативные и характеристические. Стержневая сущность — это независимая сущность (ей свойственно независимое существование). Ассоциативная сущность или ассоциация рассматривается как связь между двумя или более сущностями типа «многиекомногим» или подобные им. Характеристическая сущность (или характеристика) представляет собой сущность, единственная цель которой, в рамках рассматриваемой предметной области, состоит в описании или уточнении некоторой другой сущности. ER-диаграма — графическое представление взаимосвязей сущностей. Каждое множество сущностей представляется прямоугольником, а множество связей — ромбом. Связи могут быть трех типов: «один к одному», «один ко многим», «многие ко многим». данные типы связи присущи реляционной модели, как и сущности, которым в реляционной модели соответствуют таблицы.

Концептуальная структура состоит из: основных элементарных данных проблемной области, называемых сущностями; элементарных данных, описывающих сущности и называемых атрибутами; ассоциации между экземплярами элементарных данных, называемых связями.

Атрибут или группа атрибутов, однозначно идентифицирующие экземпляр сущности, называются ключом сущности.

Первичный ключ уникально идентифицирует строку в отношении, и каждое отношение может иметь только один первичный ключ, даже если больше чем один атрибут является уникальным.

Каждый элемент сущности обладает конкретными значениями атрибутов, при чем не существует двух разных элементов с одинаковыми значениями.

В процессе анализа были выделены следующие сущности:

— Литература (Literature), смотри таблицу 2.1.

— Наименование литературы (Literature_Name), смотри таблицу 2.2.

— Типография (Tepography), смотри таблицу 2.3.

— Автор (Author), смотри таблицу 2.4.

— Страна (Country), смотри таблицу 2.5.

— Город (City), смотри таблицу 2.6.

Между сущностями были установлены связи приведенные на рисунке 2.3.

1/

m n

n 1

m 1

n 1

n 1

n 1

1 1

1 n

Рисунок 2.3 — Связи между сущьностями

Распишем каждую сущность с ее набором атрибутов.

Таблица 2.1 — Литература (Literature)

Таблица 2.2 — Наименование литературы (Literature_Name)

Таблица 2.3 — Типография (Tepography)

Таблица 2.4 — Автор (Author)

Таблица 2.5 — Страна (Country)

Таблица 2.6 — Город (City)

2.4 Построение логической и физической модели

Для построения логической и физической моделей, которые используются для более широкого раскрытия сути модели, используем такое CASE-средство как Erwin.

ERwin имеет два уровня представления модели — логический и физический. На логическом уровне данные не связаны с конкретной СУБД, поэтому могут быть наглядно представлены даже неспециалистов. Физический уровень данных — это по существу отображение системного каталога, который зависит от конкретной реализации БД. Общая логическая схема БД представлена на рисунке 2.4. Выделенная часть схемы отображает базу данных учета литературы.

Самым нижним уровнем представления базы данных является физический уровень. Физическая организация данных оказывает основное влияние на эксплуатационные характеристики проектируемой базы, так как именно на этом уровне осуществляется её привязка к физической памяти сущности и атрибуты модели .

Основная единица данных в физических структурах — хранимая запись. Хранимая запись представляет собой совокупность связанных элементов данных (атрибутов), которая соответствует одной или нескольким логическим записям; она содержит все необходимые указатели, длину записи и некоторые дополнительные данные.

Рисунок 2.4 — Логическая модель базы данных

Основная единица данных в физических структурах — хранимая запись. Хранимая запись представляет собой совокупность связанных элементов данных (атрибутов), которая соответствует одной или нескольким логическим записям; она содержит все необходимые указатели, длину записи и некоторые дополнительные данные. Иными словами, хранимая запись расширяет понятие логической записи вплоть до учёта действительных форматов памяти. Файл — множество аналогично построенных хранимых записей одного типа. Хранимые в файле записи могут иметь одинаковую или разную длину. Физическая база данных представляет собой совокупность совместно хранимых взаимосвязанных данных, состоящую из одного или нескольких типов хранимых записей. Файлы могут рассматриваться как вырожденная форма базы данных, содержащей хранимые записи только одного типа.

В общем случае проектирование физической базы данных (или физическое проектирование) — это процесс создания эффективной реализуемой структуры физической базы данных по заданной логической структуре, полученной исходя из требований пользователя к информации. Общая физическая модель БД представлена на рисунке 2.5. Выделенная часть схемы отображает базу данных учета литературы.

Рисунок 2. 5 -Физическая модель базы данных

Выводы по разделу

В данной главе были выбраны методологии и технологии моделирования, а так же, при помощи CASEсредств, были построены функциональная, логическая и физическая модели ПО автоматизированной информационной системы технической библиотеки производственного предприятия «Стэлс».

3. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БИБЛИОТЕКИ ХГАПП

3.1 Выбор метода построения алгоритмов

Алгоритмизация в самом общем виде может быть определена как процесс направленного действия проектировщика (группы проектировщиков), необходимый для выработки алгоритмов, достаточных для реализации создаваемого объекта (системы), удовлетворяющего заданным требованиям. Завершающим этапом алгоритмизации является выпуск набора алгоритмов, отображающий решения, принятые проектировщиком, в форме, необходимой для производства объекта (системы). При проектировании системы я использовала два класса алгоритмов:

— Алгоритмы, связанные с проектированием АС.

— Алгоритмы реляционной алгебры, необходимые для работы с БД.

Алгоритм — это конечная последовательность правил, приводящая к результату. Решение любой задачи, в частности составление программы, предполагает, прежде всего, разработку алгоритма. Именно на разработку алгоритма решения задачи уходит львиная доля усилий при составлении программы. Но зато, если есть в распоряжении алгоритм, для квалифицированного программиста не составляет большого труда записать этот алгоритм на алгоритмическом языке, то есть составить программу. С другой стороны, программист, разрабатывая алгоритм, должен учитывать особенности среды программирования, в которой будет создаваться программа, свой личный опыт, имеющиеся в распоряжении ранее разработанные алгоритмы и программы. Это означает, что если для решения задачи имеются различные способы, то есть могут быть составлены различные алгоритмы, то существует возможность выбора наиболее лучшего алгоритма.

Разработка алгоритма заключается в разложении вычислительного процесса на составные части, установление порядка их следования, описание каждой из частей в той или иной форме с последующей проверкой, которая должна показать правильность выбранного метода. Процесс разработки алгоритма — алгоритмизация — проходит в несколько этапов детализации. Первоначально создается укрупненная схема алгоритма, затем на каждом этапе детализации проводится проверка и исправление этой схемы.

Каждый алгоритм должен быть:

— понятным для данного исполнителя, т. е. содержать предписания о выполнении только таких действий и о проверке только таких свойств объекта, которые входят в систему команд исполнителя;

— дискретным, т. е. выполняться команды алгоритма должны последовательно, с точной фиксацией моментов окончания выполнения одной команды и начала выполнения следующей;

— определенным, т. е. должны быть точные сведения о том, что после выполнения каждой очередной команды будет завершено выполнение алгоритма, или о том, какая следующая команда должна будет выполниться после текущей;

— результативным, т. е. алгоритм должен обеспечивать возможность получения результата за конечное число шагов.

Все алгоритмы могут быть разбиты на простейшие алгоритмы, которые принадлежат к одному из трех типов:

1 линейный вычислительный процесс [2];

2 разветвляющийся вычислительный процесс [2];

3 циклический вычислительный процесс.

Линейный вычислительный процесс представляет собой последовательность однократно выполняемых действий.

В разветвляющемся вычислительном процессе проверяется некоторое условие и в зависимости от того, выполняется оно или нет, вычисления идут по одной либо другой ветви.

Циклическим является вычислительный процесс, содержащий группу многократно повторяющихся операторов, то есть цикл.

В процессе описания разработки алгоритма можно использовать различные способы:

— словесная форма описания алгоритма [16];

— блок-схема алгоритма [2,13];

— псевдокод [18]

Словесная форма описания алгоритма — запись алгоритма средствами обычного языка, но с тщательно выбранным набором слов и фраз, не допускающих двусмысленности, повторений, синонимов. Кроме этого в словесной форме принимаются определенные соглашения о форме записи, порядке выполнения действий, допускается использование математических символов.

Блок-схема — графическое представление алгоритма, дополненное элементами словесной записи. Каждый пункт алгоритма отображается на схеме некоторой геометрической фигурой — блоком, причем каждый блок различен по типу выполнения действий [2,13].

Псевдокод — представляет собой метод применения естественного языка для описания алгоритма, но с использованием конструкций, близких к конструкциям структур языка программирования. Он позволяет создать машинно-независимое описание алгоритма. Псевдокод состоит из таких предложений, которые могли бы быть выполнены ПЭВМ, но он может также содержать фразы в свободной форме.

Из всех выше перечисленных способов описания алгоритма наиболее наглядным является блок-схема, поэтому для описания алгоритмов системы используется этот способ.

3.2 Описание алгоритмов для функционирования библиотеки

На рисунке 3.1 будет представлена блок-схема алгоритма управления доступом.

Рисунок 3.1 — Блок-схема алгоритма управления доступом

Пароль входа в систему необходим для сохранения целостности данных и разограничения доступа к информации, находящейся в базе данных, а также предохраняет систему от несанкционированного доступа.

Выполнение запросов будет осуществляться по алгоритму, блок-схема которого представлена на рисунке 3.2.

Для получения конкретной информации необходимо ввести запрос. При корректном вводе запроса, система выдает соответствующую информацию. Если же запрос введен не корректно, то система выдает сообщение об ошибке.

Рисунок 3.2 — Блок-схема алгоритма выполнения запросов

Для получения конкретной информации необходимо ввести запрос. При корректном вводе запроса, система выдает соответствующую информацию. Если же запрос введен не корректно, то система выдает сообщение об ошибке.

Блок-схема алгоритма ввода и обработки данных будет представлен на рисунок 3.3.

Ввод и обработка данных осуществляется при условии соединения с базой данных библиотеки. При корректном вводе данных, система их обрабатывает и сохраняет в базе данных библиотеки. При неправильном вводе данных система выдает сообщение о не корректном вводе данных.

Рисунок 3.3 — Блок-схема алгоритма ввода и обработки данных

На рисунке 3.4 будет представлена блок-схема алгоритма выдачи отчета.

Рисунок 3.4 — Блок-схема алгоритма выдачи отчета

Для того, чтобы вывести отчет, необходимо правильно заполнить все поля на соответствующей форме. Если поля введены не верно, то система выдает сообщение об ошибке. При правильном вводе полей отчет генерируется. Если принтер не подключен, то система выдает сообщение об ошибке, а если подключен, то выполняется вывод отчета.

На рисунке 3.5 будет представлена блок-схема алгоритма добавления литературы в БД

Рисунок 3.5 — Блок-схема алгоритма добавления литературы в БД

Для того, чтобы занести данные о новой литературе в базу данных библиотеки, необходимо корректно ввести данные о названии книги (журнала, газеты), Ф.И.О. автора и данные о типографии. При не корректном вводе данных система выдает сообщение об ошибке. После правильного ввода данных на форме, данные заносятся в базу данных библиотеки.

На рисунке 3.6 будет представлена блок-схема алгоритма работы системы в режиме просмотра.

По блок-схеме данного алгоритма можно просмотреть работу автоматизированной системы по обеспечению функционирования библиотеки в общем виде.

Рисунок 3.6 — Блок-схема алгоритма работы системы в режиме просмотра

Выводы по разделу

В данной главе был выбран и обоснован метод написания алгоритма, разработаны и описаны основные алгоритмы.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БИБЛИОТЕКИ «СТЭЛС»

4.1 Выбор и обоснование используемых аппаратных средств

В данный момент существует несколько различных фирм, изготовляющих процессоры, которые по своим характеристикам отличаются друг от друга. Основными характеристиками, которые оказывают значительное влияние на выбор процессора, являются:

— тактовая (рабочая) частота — количество выполняемых операций в 1 с.;

— кэш-память;

— системная шина;

— производительность модулей, выполняющих операции с целыми числам, с числами с плавающей запятой, со специфическими данными.

При работе с математическими вычислениями существенно влияет на производительность ПО тактовая частота и производительность модулей процессора. Однако при одинаковом значении тактовой частоты, процессоры различных серий отличаются производительностью модулей.

Проведем выбор процессора из следующих моделей, которые широко представлены на рынке компьютерной техники:

1 Intel Pentium;

2 Intel Celeron;

3 AMD Athlon;

Для определения наилучшего процессора (используя данные [29]), подходящего для выполнения математических вычислений, проведем оценку этих моделей по пятибалльной системе. Результат будет приведен в таблице 4.1.

Таблица 4.1 — Определения наилучшего процессора

Таким образом, для решения поставленной задачи рекомендуется использовать процессор Intel Pentium с тактовой частотой не менее 1,33 ГГц.

4.2 Выбор и обоснование используемых программных средств

Так как в «Стэлс» на ПК установлена ОС Windows, то в требованиях заказчика было указано, что ПО должно быть разработано только для ОС Windows XP или выше.

Инструментальные средства разработки, которые будут использоваться при разработке рассматриваемого программного обеспечения должны обладать следующими характеристиками:

— поддержка объектно-ориентированного программирования

— предоставление средств разработки приложений для операционных систем Windows XP.

Среди доступных инструментальных средств разработки программного обеспечения, которые предоставляют эти возможности, можно выделить три наиболее часто используемых:

— Microsoft Visual C++ 6.0 [23];

— Borland Delphi 7.0 [5];

— Borland C++ Builder 6.0 [25];

Visual C++ - разработка фирмы Microsoft — представляет собой инструмент для создания 32-х разрядных приложений. В его состав входит библиотека классов Microsoft Foundation Classes (MFC), которая позволяет реализовать доступ к системным ресурсам. Визуальные средства разработки интерфейса пользователю делают процесс компоновки разнообразных меню и диалоговых окон довольно удобным, однако этот процесс является очень трудоемким и требует дополнительного опыта в создании приложения. Также для нормальной работы среды необходимо наличие достаточно мощного ПК.

Delphi — разработка фирмы Borland Inprise Corporation — среда разработки программ, ориентированных на работу в операционных системах семейства Windows. Программы в Delphi создаются на основе современной технологии визуального проектирования, которая, в свою очередь, базируется на идеях ООП. Языком программирования является Object Pascal. В этой среде сравнительно с Visual C++ хуже реализованы функции системного доступа, но зато она не требует для своей работы очень мощного ПК.

C++ Builder разработан также фирмой Borland Inprise Corporation. В этой среде приложения создаются на основе технологии визуального проектирования, аналогично среде Delphi. Языком программирования является С++. C++ Builder также не требует для нормальной разработки приложений мощного ПК, но существуют и некоторые недостатки. Реализация математических вычислений в этой среде производится значительно хуже, чем в выше описанных средах.

Выбираем следующие критерии, по которым будем осуществлять выбор:

1 доступность необходимых бесплатных дополнительных библиотек;

2 время, затрачиваемое на разработку;

3 требования к вычислительным ресурсам ПК;

4 эффективность выполнения математических операций;

5 скорость работы разработанного программного обеспечения;

6 удобство эксплуатации.

Как дополнение к перечисленному, можно указать, что время разработки зависит от: поддержки выбранным инструментарием ОС, аппаратной поддержки, необходимой для их оптимального функционирования; наличия предварительного опыта у разработчиков в использования соответствующих программных средств. Обеспечить минимальное время разработки можно только при выполнении этих условий.