Основное ПЗ. С каждым днём компьютер всё больше и больше внедряется в нашу деятельность и находит применение в любой её области
 Скачать 2.87 Mb.
|
 Введение С каждым днём компьютер всё больше и больше внедряется в нашу деятельность и находит применение в любой её области. В настоящее время уже практически любая организация оснащена ЭВМ, посредством которой вся «бумажная ручная» работа превратилась в лёгкий автоматизированный поиск и редактирование нужной информации с использованием всевозможных программных средств. Часто сотрудникам различных организаций необходимо решать задачи, в которых принимают участие много различных объектов и соответственно много информационных массивов, связанных друг с другом различными соотношениями. В таких случаях требуется создавать специализированные программные обеспечения, в которых нужная обработка данных выполняется наиболее естественным для пользователей способом с удобным представлением входных данных, выходных форм, графиков и диаграмм, запросов на поиск и т.д. В самом широком смысле программное обеспечение представляет собой программный комплекс, функции которого состоят в поддержке надежного хранения информации в памяти компьютера, выполнении специфических для данного приложения преобразований информации и (или) вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Структура такой информации зачастую очень сложна, и, хотя структуры данных различны в разных программных обеспечениях, между ними часто бывает много общего[1]. На начальном этапе использования вычислительной техники для разработки программного обеспечения проблемы структуризации данных решались индивидуально в каждом программном обеспечении. Производились необходимые надстройки над файловыми системами (библиотеки программ), подобно тому как это делается в компиляторах, редакторах и т. д. Но поскольку программные обеспечения требуют сложных структур данных, эти дополнительные индивидуальные средства управления данными, являлись существенной частью программного обеспечения и практически повторялись от одной системы к другой. Стремление выделить общую часть программного обеспечения, ответственную за управление сложно структурированными данными, явилось первой побудительной причиной создания системы управления базами данных (СУБД). СУБД позволяют пользователю без труда осуществить поиск нужной информации по запросу, пополнять базу новыми записями, изменять содержимое уже существующих, сортировать данные по нужному полю, получать в виде отчётов или графического представления любую информацию. Кроме того, СУБД обладают способностью восстановления последнего согласованного состояния БД после аппаратного сбоя, обеспечивая тем самым надёжное хранение данных[2]. Все эти преимущества не могут не заинтересовать потенциальных пользователей, являющихся сотрудниками организаций различного рода деятельности: научного, хозяйственного, бытового или промышленного характера. Одной из наиболее широких сфер распространения программных средств такого типа является документооборот. Именно благодаря автоматизации многих процессов документооборота появилась возможность обрабатывать огромное количество информации, создавать сложные по своему составу документы в значительно короткие сроки, тем самым упрощая и ускоряя работу специалистов. Кроме того, использование соответствующих программ исключило бы ошибки в расчетах, которые, несомненно, возникают при работе с массивами данных. Автоматизация документооборота – это проблема многих организаций, в частности, деканатов высших учебных заведений, которые ежегодно пропускают через себя огромный объем информации, сортируют, хранят и подготавливают её для предоставления в нужной форме. Одной из таких проблем является ежегодная подготовка данных для формирования приложений к дипломам, выдаваемым высшим учебным заведением – выписок, прилагаемых к дипломам государственного образца. Именно это обстоятельство послужило мотивом для разработки программного обеспечения для подготовки приложений к диплому, что и является заданием на дипломный проект. Основная задача разработки – формировать приложения к дипломам, выдаваемым высшим учебным заведением, и академических справок на основе хранимых данных об успеваемости студентов за весь период обучения и выполнения ими учебного плана. Главное назначение системы – поднять на новый качественный уровень процесс формирования выходных документов за счет использования новейших технологий хранения и обработки данных. 1 Анализ технического задания и исследование предметной области Целью дипломного проекта является разработка программного обеспечения в помощь сотрудникам деканатов учебных заведений с целью упрощения заполнения документов государственного образца о высшем профессиональном образовании (диплома специалиста с высшим профессиональным образованием, диплома о неполном высшем профессиональном образовании с приложением к нему и академической справки). В связи с этим и возникла необходимость реализации такого программного обеспечения, которое позволила бы максимально быстро и удобно формировать соответствующие документы. Приложение к диплому – это дополнение, объяснительная записка, прилагаемая к диплому, выдаваемому высшим учебным заведением. Когда этот документ полностью заполнен, он предоставляет всю необходимую информацию для оценивания какой-либо степени и квалификации. В настоящее время для решения задачи подготовки приложений к дипломам учебных заведений разработано достаточное количество программных продуктов, аналогичных разрабатываемому. К таковым относятся: «Диплом», «КиберДИПЛОМ», «DiplomVUZ», «DS.Бюротика.Диплом», программное средство «Приложение к диплому», разработанное Европейской комиссией, Советом Европы ЮНЕСКО/CEPES. Проведём анализ каждого из них. Система «Диплом» представляет собой компьютерную программу для помощи деканатам ВУЗов и учебным отделам средних учебных заведений в: ведении базы данных выпускников учебного заведения; подготовке и распечатке приложений к дипломам на бланках государственного образца; подготовке различных отчетов по списку выпускников. Таким образом, программное средство служит для заполнения бланков выписок, прилагаемых к дипломам государственного образца. Выписка полностью формируется в программе на основе введенных данных и может быть просмотрена перед печатью. В выписке содержится список изученных выпускником дисциплин, количество часов и оценка по каждому предмету. В программе предусмотрено также заполнение выписок к дипломам о неполном высшем и среднем специальном образовании, а так же академических справок. В состав программы входит генератор отчетов, позволяющий сделать собственные шаблоны документов. Этот программный продукт с успехом используется в целом ряде ВУЗов России. На сегодняшний день программу официально используют УИЭУиП, Исторический факультет УрГУ, Саратовский военно-медицинский институт, ряд учебных заведений Москвы, С.-Петербурга и других городов нашей необъятной страны.  Продукт «КиберДИПЛОМ» предназначен для быстрого и удобного заполнения следующих документов: диплом о высшем образовании (новый государственный образец). приложение к диплому о высшем образовании. диплом о среднем профессиональном образовании (новый государственный образец). приложение к диплому о среднем профессиональном образовании. диплом о неполном высшем образовании. академическая справка. Главное окно программы с формой для создания нового шаблона представлено на рисунке 1.1. Программным продуктом «КиберДИПЛОМ» на данный момент пользуются многие учебные заведения России. Среди них крупнейшие университеты страны, некоторые юридические институты и академии Министерства внутренних дел и Министерства юстиции РФ, учебные заведения Министерства культуры, Министерства здравоохранения, Министерства путей сообщения и Министерства сельского хозяйства. Программой «КиберДИПЛОМ» пользуются более двух тысяч учебных заведений России. Эти цифры растут с каждым днем - продукт находит все больше и больше новых пользователей. Программа разработана с учётом требований действующих инструкций по заполнению документов об образовании государственного образца.  Рисунок 1.1 – Главное окно программы с формой для создания нового шаблона Программа «DS.Бюротика.Диплом» предназначена для быстрой и точной печати документов государственного образца о высшем профессиональном образовании. Предусматривает ведение базы данных учащихся, с учетом выданных им документов и информации о выполненных курсовых работах, пройденных практикумах, изученных дисциплинах, сданных государственных экзаменах, выполненных выпускных работах. Программа разработана в соответствии с приказом МинОбрНауки РФ № 65 от 10 марта 2005 года. Отличительной особенностью программы является наличие встроенного общероссийского классификатора специальностей по образованию (ОК 009-2003). Главное окно программы «DS.Бюротика.Диплом» представлено на рисунке 1.2.  Рисунок 1.2 – Главное окно программы «DS.Бюротика.Диплом» «DiplomVUZ» – программа по заполнению документов государственного образца о высшем профессиональном образовании и ведении базы данных студентов. Программа предназначена для создания приложений к дипломам о высшем и среднем профессиональном образовании, академических справок по государственному стандарту. Программа «DiplomVUZ» разработана с учётом требований действующих инструкций по заполнению документов об образовании государственного образца. Программа также может быть использована для ведения базы данных учащихся. Главное окно программы «DiplomVUZ» представлено на рисунке 1.3. Программа предназначена для ввода и обновления данных с максимально возможной скоростью. Рассчитывая на интенсивный ввод данных, приложение организовано так, чтобы до минимума снизить трудозатраты оператора. В программе применяется дублирование существующих записей, добавление дисциплин из заранее определённого списка и пр. Упрощен ввод оценок – оценки вводятся цифрами, а при печати заменяются словами. «DiplomVUZ» позволяет очень точно позиционировать текст на любом бланке как при настройке, так и при предварительном просмотре бланка. Благодаря этим уникальным возможностям «DiplomVUZ» всегда можно гибко настроить.  Рисунок 1.3 – Главное окно программы «DiplomVUZ» Цель системы «Приложение к диплому», разработанное Европейской комиссией – предоставить исчерпывающие независимые данные с целью обеспечения международной «прозрачности» и объективного академического и профессионального признания квалификаций (дипломов, степеней, сертификатов и т.д.). Оно содержит описание характера, уровня, контекста, содержания и статуса обучения, пройденного и успешно завершенного лицом, поименованным в оригинале квалификации, к которому приложен документ. Приложение в сочетании с самим дипломом должны предоставить сведения, позволяющие вынести суждение о квалификации и о том, соответствует ли она той цели, с который обладатель будет использовать ее (например, для продолжения образования, освобождения от части программы, трудоустройства, получения права заниматься определенной деятельностью и т.д.). Название квалификации, а также название и статус высшего учебного заведения (и проводившего обучение, и присвоившего степень) всегда должны даваться на национальном языке. В приложении не допускаются субъективные оценки, заявления об эквивалентности или предложения о признании. В помощь при составлении лаконичных и эффективных приложений разработано руководство пользователя, которое содержит основные принципы и общие правила. Это руководство является результатом деятельности совместной рабочей группы Европейской комиссии, Совета Европы, которая в 1997–1998 годах осуществила пилотный проект по разработке приложения к диплому. В руководстве изложены основные принципы и порядок подготовки эффективных приложений. Пояснительная записка содержит подробные рекомендации высшим учебным заведениям, которые составляют приложения. Все документы доступны на языках Евросоюза и Европейского сообщества, а также на русском. Описанные выше программные средства имеют множество достоинств, о которых сказано выше, однако у каждого из них имеется один существенный недостаток – все рассматриваемые системы являются самостоятельными приложениями с «закрытой» архитектурой, непредназначенной для включения приложения в комплекс программ, объединенных в единую информационную среду и позволяющих автоматизировать процессы, связанные с управлением деятельностью ВУЗа. А это является существенным упущением при комплексном подходе к автоматизации документооборота любой организации, в том числе и деканата ВУЗа. При автоматизации работы деканата следует разрабатывать программные модули как части общей автоматизированной программным обеспечением документооборота, тесно связанных между собой. Это открывает возможность дальнейшей модификации программного средства посредством пополнения системы новыми модулями, т.е. постепенной автоматизации всей работы деканата. Именно поэтому одним из главных требований разрабатываемой программным обеспечением является её представление как части общей системы, впоследствии способной к наращиванию дополнительных функций. Кроме того, при анализе и работы с демонстрационной версией каждой системы выявлено, что по функциональным параметрам все программные продукты не удовлетворяют требованиям заказчика, перечень которых представлен ниже. Проанализировав программные продукты, аналогичные разрабатываемому, можно выделить следующие требования к разрабатываемой программным обеспечения: программное средство должно обладать наглядным графическим интерфейсом, обеспечивающим максимально простое управление для пользователя; система должна предоставить пользователю возможность ввода, дополнения, редактирования, удаления данных; организовать поиск хранимой информации; разрабатываемый программный продукт должен обладать средствами формирования отчётной документации и средствами защиты данных и программ от несанкционированного использования; выходная документация должна быть представлена в виде документа Excel; система должна содержать набор тестов, достаточный для оценки его работоспособности и установлению техническому заданию и функциональной пригодности; программный продукт должен включать в себя средства информирования пользователя о характере применения данного средства, т.е. инструкцию с описанием действий пользователя; программное средство должно позволить создавать дипломы и приложения к ним, а также академические справки на основе данных об успеваемости студентов за весь период обучения и выполнения ими учебного плана; программа должна предусмотреть возможность отслеживания процесса выдачи дипломов и приложений к ним за предыдущие учебные годы; в системе должна хранится общая информация о студенте (фамилия, имя, отчество студента, дата его рождения), информация об образовании студента (сведения о предыдущем документе об образовании, год поступления, форма обучения и год окончания учебного заведения), информация о специальности (квалификация, специальность, специализация, срок обучения, форма обучения), информация о дипломе (номер и серия диплома, регистрационный номер, дата выдачи, номер диплома); посредством SQL-запросов программа должна собрать в один документ всю требуемую информацию в том виде, в каком она должна быть представлена в Приложении к диплому или академической справке; программа должна предусмотреть печать собранных в одном документе – приложении к диплому – данных; в программе должен быть предусмотрен импорт данных из одной таблицы в другую посредством SQL-запросов; для программной реализации программного обеспечения для подготовки приложений к диплому следует использовать язык программирования Object Pascal и среду программирования Delphi; для создания базовых таблиц предпочтительно использовать средства СУБД Microsoft Access; для доступа приложения к источникам данных следует использовать интерфейсы OLE DB и технологию ADO. Таким образом, разрабатываемое программное средство должно позволить создать государственные дипломы о высшем образовании и приложения к ним, а потом распечатывать их на специальных бланках. Форматы выходных документов, в том числе и заполняемые текстовые поля, должны полностью соответствовать форматам бланков установленного образца. Для создания базовых таблиц, как сказано выше, воспользуемся средствами СУБД Microsoft Access. Проанализируем возможность использования других систем, таких как InterBase, MS SQL и Dbase/FoxPro. InterBase является форматом для создания сетевых баз данных, тогда как, согласно анализу технического задания, разрабатываемая база данных является локальной и использовать данный формат нецелесообразно. Кроме того, использование InterBase требует установки дополнительного программного обеспечения – «клиент-сервер» Borland InterBase Server. По тем же самым причинам для разработки базовых таблиц исключена возможность использования MS SQL. Основными недостатками Dbase/FoxPro является незначительный набор форматов полей и невозможность организации защиты достаточно высокого уровня. Предпочтение программному продукту Microsoft Access отдано не просто так. База данных является основным компонентом проекта приложения Access и может включать в свой состав таблицы, формы, запросы, отчеты, макросы и модули. Для нас интерес имеют таблицы. Таблица представляет собой основную единицу хранения данных в базе. Понятие таблицы в Access полностью соответствует аналогичному понятию реляционной модели данных. В произвольной базе обычно имеется совокупность связанных между собой таблиц. Основными операциями над таблицами являются: просмотр и обновление (ввод, модификация и удаление), сортировка, фильтрация и печать. Все таблицы в Access равноправны и взаимосвязаны, в любой момент каждая таблица может получить данные из любой другой, связанной с ней, посредством запроса. Между двумя таблицами можно устанавливать связи типа 1:1 и 1:n с помощью окна описания схемы данных, благодаря чему можно отследить все связи таблиц между собой[3]. Однако главный стимул, побудивший использовать для разработки базовых таблиц именно это программное средство, является его доступность. СУБД Microsoft Access представляет собой программное средство, которое является неотъемлемой частью семейства Microsoft Officе. Сегодня этот пакет программных продуктов уже воспринимается пользователями чуть ли не как неотъемлемая часть Windows и имеется, пожалуй, на персональном компьютере каждого пользователя. Именно благодаря доступности и широкому распространению данного программного продукта предпочтение отдано Microsoft Access, поскольку работа по созданию таблиц в этой среде не требует дополнительных затрат, как если бы дополнительная покупка и установка на персональном компьютере другой системы, например, Borland InterBase Server. Как сказано выше, для программной реализации следует использовать язык программирования Object Pascal и среду программирования Borland Delphi с её утилитами и компонентами, специально предназначенными для создания информативной и гибкой БД. Среда разработки Visual Basic будет исключена из рассмотрения, в связи с тем, что данный язык является достаточно медленным, поскольку является интерпретируемым, то есть программы компилируются в p-код, который затем исполняется виртуальной p-машиной. Среды разработки программного обеспечения Borland Delphi и C++ Builder обладают практически одинаковыми характеристиками, однако наиболее удобной для создания системы, использующей базы данных, является Delphi, поскольку C++ Builder предполагает написание достаточно трудно читаемого программного кода, что может в значительной степени усложнить работу программиста[4]. Таким образом, предпочтение отдано именно среде программирования Borland Delphi 7 благодаря её свойству достаточно простого обучения программированию. Программная среда Delphi - это комбинация нескольких важнейших технологий: высокопроизводительный компилятор в машинный код; объектно-ориентированная модель компонент; визуальное построение приложений из программных прототипов; масштабируемые средства для построения баз данных. Компилятор, встроенный в Delphi, обеспечивает высокую производительность, необходимую для построения приложений в архитектуре «клиент-сервер». Этот компилятор в настоящее время является самым быстрым в мире. Он предлагает легкость разработки и быстрое время проверки готового программного блока[5]. В процессе построения приложения разработчик выбирает из палитры компонент готовые компоненты и еще до компиляции он видит результаты своей работы – после подключения к источнику данных их можно видеть отображенными на форме, можно перемещаться по данным, представлять их в том или ином виде. В этом смысле проектирование в Delphi 7 мало чем отличается от проектирования в интерпретирующей среде, однако после выполнения компиляции получается код, который исполняется в 10-20 раз быстрее, чем то же самое, сделанное при помощи интерпретатора. Кроме того, в Delphi 7 компиляция производится непосредственно в родной машинный код, в то время как существуют компиляторы, превращающие программу в так называемый p-код, который затем интерпретируется виртуальной p-машиной (Visual Basic). Это не может не сказаться на фактическом быстродействии готового приложения. В Delphi 7 разработчик приложении БД имеет возможность выбирать не только способы реализации бизнес-логики и интерфейса программы, не только архитектуру взаимодействия с БД (локальная, клиент-сервер, многоуровневая), но и механизм доступа к данным. Наряду с традиционными инструментами Borland Database Engine и ODBC в приложениях Delphi 7 можно применять технологию Microsoft ActiveX Data Objects (ADO), которая основана на возможностях СОМ, а именно интерфейсов OLE DB. Именно этот способ доступа к данным и будет использован при реализации программного обеспечения. ADO – более новая технология чем ODBC. Конечно, можно использовать ADO и через ODBC, однако OLE DB превосходит ODBC по скорости и, похоже, Microsoft основную ставку делает именно на ADO+OLE DB. Более того, похоже, и Borland делает ставку на ADO, BDE настоящее время уже не актуален, а компоненты для работы с ADO от Borland (ADOExpress) теперь входят в поставку Delphi. Приложения БД, обращающиеся к данным через ADO, независимы от процессора БД Borland Database Engine. Технология ADO завоевала широкую популярность у разработчиков благодаря универсальности – базовый набор интерфейсов OLE DB имеется в каждой операционной системе Microsoft. Поэтому для обеспечения доступа приложения к данным достаточно лишь правильно указать провайдер соединения ADO и затем переносить программу на любой компьютер, где имеется требуемая база данных, и, конечно, установленная ADO. OLE DB представляет собой набор специализированных объектов СОМ, инкапсулирующих стандартные функции обработки данных и специализированные функции конкретных источников данных, и интерфейсов, обеспечивающих передачу данных между объектами. Минимальный набор компонентов может включать объект соединения, объект набора данных и объект процессора запросов. В результате приложение обращается не непосредственно к источнику данных, а к объекту OLE DB, который "умеет" представить данные (например, из файла электронной почты) в виде таблицы БД или результата выполнения запроса SQL. Технология ADO в целом включает в себя не только сами объекты OLE DB, но и механизмы, обеспечивающие взаимодействие объектов с данными и приложениями. На этом уровне важнейшую роль играют провайдеры ADO, координирующие работу приложений с источниками данных различных типов. Такая архитектура позволяет сделать набор объектов и интерфейсов открытым и расширяемым. Набор объектов и соответствующий провайдер может быть создан для любого хранилища данных без внесения изменений в исходную структуру ADO[6]. |