1.3.2 Обоснование проектных решений по программному обеспечению комплекса задач

В цехе 690 работают в основном люди 35-50 лет, большинству из них не знакомы современные информационные технологии. Поэтому им для работы нужна очень простая в использовании и обучении программа. Соответственно для них не подойдут такие инструментальные средства, как языки программирования, специализированные библиотеки, системы автоматизированного проектирования, системы класса CASE. Наиболее оптимальным вариантом для использования является база данных.

Целями проектирования моей технологии обработки на основе базы данных являются: сокращение времени на поиск информации, минимизация затрат на разработку и сопровождение программного обеспечения и защита информации. Базы данных позволяют использовать более эффективные методы поиска, с помощью большого количества запросов. Также наглядность форм в базах данных очень удобна в использовании.

В настоящее время широко используются пакетный и диалоговый режимы обработки данных, причем последний не является альтернативой первого, а может рассматриваться скорее как его развитие. Выбор того или иного режима вытекает из особенностей каждого из них и особенностей решаемой задачи.

Пакетный режим обработки данных имеет следующие характерные черты. Ввод потока заданий осуществляется с локальных устройств ввода. Выполнение режима включает три фазы обработки: подготовку, выполнение и завершение процесса. При этом первая фаза требует определения последовательности действий и ввода исходных данных. Вторая фаза предполагает логическое преобразование исходных файлов, создания и упорядочения рабочих файлов, обработку информации и формирование выходных данных, осуществляя контроль результатов решения. На завершающей фазе выполняется выдача результатов.

При пакетном режиме участие оператора в процессе решения задачи, минимально и требует только предварительного ввода данных. Пакетный режим более тесно связан с бумажной технологией.

Диалоговый режим предполагает активное участие пользователя в процессе вычислений и ориентирован в большей мере на безбумажную технологию. В ходе его выполнения чаще всего отсутствует заранее установленная последовательность операций обработки данных и дополнительного ввода уточняющих данных или указаний.

Удобство диалогового режима в полной мере проявляется в процессе работы с базами данных. Это обусловлено следующими обстоятельствами:

• возможность перебора различных комбинаций поисковых признаков в запросе;

• обеспечение более быстрого поиска данных;

• улучшение характеристик выходных данных за счет оперативной коррекции запроса;

• возможность расширения, сужения или изменения направлений поиска сразу после получения результатов;

• множественность точек доступа;

• быстрый доступ к относительно редко используемой информации;

• оперативный анализ получаемых сведений.

Для построения информационных систем наиболее часто применяются различные системы управления базами данных (СУБД), различающиеся как своими возможностями, так и требованиями к вычислительным ресурсам. Все многообразие применяемых СУБД, можно свести к двум основным их классам: персональные и многопользовательские.

К первому классу относятся СУБД, ориентированные для работы на персональном компьютере (dBASE, FoxPro, MS Access и т.п.). Изначально они поддерживали работу с данными только одного пользователя. Вся СУБД такого класса выполняется как единая программа, таблицы базы данных представляются отдельными файлами на диске того же персонального компьютера. С развитием локальных сетей разработчики СУБД этого класса стали приспосабливать их к работе в сетевой среде, в которой потенциально стало возможным организовать доступ к данным с нескольких персональных компьютеров, включенных в локальную сеть. Файлы базы данных при этом размещаются на файловом сервере. На каждом же рабочем месте работает собственная копия программы-СУБД и прикладная программа, и на их выполнение могут оказывать существенное влияние характеристики компьютера этого рабочего места. Таким образом, при наличии в сети N рабочих мест с одними и теми же данными работают N копий программы-СУБД, одними и теми же данными управляют сразу N копий СУБД. Ошибка в выполнении одной из копий не будет замечена другими копиями. При выполнении запросов к базе данных копия СУБД может либо производить поиск данных в удаленных файлах на файловом сервере, либо копировать все файлы, в которых ведется поиск в свою локальную файловую систему. В первом случае возникают проблемы одновременного доступа к данным при их изменении. Данные, над которыми производится изменения, должны быть заблокированы. Средства файлового сервера позволяют выполнять блокировку на уровне файлов, но не на уровне записей, что существенно снижает эффективность параллельной работы с базой данных многих пользователей. Во втором же случае, во-первых, требуется передача по сети больших объемов информации, а во-вторых, получается, что разные рабочие места работают с разными копиями данных и эти копии могут стать неидентичными.

СУБД второго класса изначально создавались для выполнения на больших компьютерах и обеспечения параллельной работы многих пользователей. Такие СУБД, как правило, состоят из ядра, постоянно присутствующего в памяти, (сервера) и большого количества программ-агентов, обслуживающих запросы конечных пользователей и прикладных программ (клиентов). В этом случае и ядро СУБД, и данные находятся на одном и том же компьютере. Одна копия СУБД управляет одной копией данных. Единая управляющая система позволяет эффективно организовать одновременный доступ к данным многих агентов, предотвращая конфликты между ними. Ошибка в работе СУБД локализована и может быть эффективно исправлена самой же СУБД. При работе в условиях сети ядро СУБД выполняет запросы агентов на выборку данных и передает по сети только результаты выборки. Поскольку быстродействие современных дисковых систем обычно выше, чем скорость передачи данных по сети, уменьшение объема передаваемых данных существенно увеличивает общую эффективность работы системы. При этом не накладывается никаких ограничений на масштаб сети, агенты могут быть связаны с ядром СУБД через любую сеть и любые протоколы передачи данных.

Многопользовательские СУБД обладают также неоспоримыми преимуществами в таких аспектах, как надежность, безопасность, доступность. Они с самого начала своей истории использовали в качестве интерфейса запросов язык SQL, отсюда произошло одно из их альтернативных названий - SQL-серверы. Хотя в последнее время подмножества SQL становятся доступными и в персональных СУБД, но в эти подмножества не включаются средства обеспечения безопасности и параллельного доступа к данным - те средства, которые персональные СУБД обеспечить просто не могут.

При выборе базы данных очень важно выбрать базу данных, которая в наибольшей степени соответствуют предъявляемым к информационной системе требованиям, т.е. необходимо определиться какая модель автоматизации реализуется (автоматизация документооборота или бизнес - процессов). В первую очередь при выборе СУБД необходимо принимать во внимание следующие факторы:

• максимальное число пользователей одновременно обращающихся к базе;

• характеристики клиентского программного обеспечения;

• уровень квалификации персонала.

Системы управления базами данных (СУБД) являются едва ли не самым распространенным видом программного обеспечения. Идеологическая ценность СУБД объясняется тем, что в основе программ такого рода лежит концепция модели данных, то есть некоторой абстракции представления данных. В большинстве случаев предполагается, что данные представлены в виде файлов, состоящих из записей. Структура всех записей в файлах одинакова, а количество записей в файле является переменным. Элементы данных, из которых состоит каждая запись, называются полями. Поскольку во всех записях имеются одни и те же поля (с разными значениями), полям удобно давать уникальные имена.

Многие ситуации хорошо укладываются в такое представление данных. Например, в нашем случае. Детали изменяются, их убирают, вводят новые, но форма технологического процесса остается неизменной для каждой детали. Ясно, что СУБД является адекватным средством во всех случаях, когда исходную информацию можно представить в виде таблицы постоянной структуры, но неопределенной длины или в виде картотеки, содержащей неопределённое количество карточек постоянной структуры.

Все СУБД поддерживают в той или иной форме четыре основных операции:

1. Добавить в базу данных одну или несколько записей.

2. Удалить из базы данных одну или несколько записей.

3. Найти в базе данных одну или несколько записей, удовлетворяющих заданному условию.

4. Обновить в базе данных значение некоторых полей.

Системообразующим фактором при разработке автоматизированной системы является цель. Если ставить целью снижение затрат, то, несомненно, наиболее выгодным будет использование бесплатного программного обеспечения (ПО).

Разработка автоматизированной системы, использующей, например, в качестве СУБД MS Access, позволяет не только сэкономить на покупке СУБД, но и удешевляет разработку. Россия обладает огромным количеством специалистов, имеющих опыт работы с MS Access, издано множество книг по работе с этой СУБД, все больше появляется учебных курсов, в том числе, в сети Интернет.

Но если задуматься, как сделать автоматизированную систему не только не уступающую аналогам, но и превосходящую их, то обязательно возникнет вопрос: «Какую СУБД выбрать?» Сейчас все СУБД предоставляют примерно одинаковый, а точнее достаточный, набор возможностей.

Многие аналитики отмечают, что при прочих равных условиях (в первую очередь – требованиях, предъявляемых к СУБД) кардинального увеличения скорости в настоящее время получить невозможно. Производители СУБД сейчас предоставляют все необходимые способы индексации, используют «умные» оптимизаторы запросов и т.д. Получить серьезный выигрыш в скорости можно только за счет проигрыша в чем-либо другом, например, за счет работы только в режиме чтения данных.

Все критичные ошибки удаляются благодаря постоянно совершенствующемуся процессу тестирования, что подтверждается тысячами установок даже самых редко используемых СУБД.

В качестве среды разработки было решено использовать СУБД MS Access, поскольку это программное обеспечение позволяет создать не только таблицы с данными, но и эргономичный интерфейс для пользователей. Кроме того, немаловажным фактором в выборе послужило наличие в цехе персональных компьютеров, с установленным программным пакетом MS Office, в состав которого входит СУБД MS Access.

В использовании MS Access гораздо удобнее многих подобных программ. С помощью мастера просто и легко создавать не только простые запросы, но и весьма сложно структурированные формы для работы с данными. Интерфейс Access понятен и удобен, не сложен в использовании. Для опытных и продвинутых пользователей существуют возможности более гибкого управления ресурсами и возможностями объектов СУБД, таких как создание таблиц, запросов, форм в режиме конструктора.

Система управления базами данных Microsoft Access является одним из самых популярных приложений в семействе настольных СУБД. Все версии Access имеют в своем арсенале средства, значительно упрощающие ввод и обработку данных, поиск данных и предоставление информации в виде таблиц, графиков и отчетов. Начиная с версии Access 2000, появились также Web-страницы доступа к данным, которые пользователь может просматривать с помощью программы Internet Explorer. Помимо этого, Access позволяет использовать электронные таблицы и таблицы из других настольных и серверных баз данных для хранения информации, необходимой приложению. Присоединив внешние таблицы, пользователь Access будет работать с базами данных в этих таблицах так, как если бы это были таблицы Access. При этом и другие пользователи могут продолжать работать с этими данными в той среде, в которой они были созданы.

Приложение MS Access предназначенн для работы на автономном ПК или в локальной вычислительной сети под управлением Microsoft Windows. Другими словами, MS Access — это набор инструментальных средств для создания и эксплуатации информационных систем. На первый взгляд интерфейс Access кажется необозримым (например, набор команд меню и панелей инструментов меняется при переходе к очередной операции). Поэтому очень важно последовательно уяснить себе основные возможности, которые предоставляет вам Access, и общую логику интерфейса. Средствами Access вы проводите следующие операции:

• проектирование базовых объектов информационной системы — двумерных таблиц, с разными типами данных, включая поля объектов OLE;

• установление связей между таблицами, с поддержкой целостности данных, каскадного обновления полей и каскадного удаления записей;

• ввод, хранение, просмотр, сортировка, модификация и выборка данных из таблиц с использованием различных средств контроля информации, индексирования таблиц и аппарата логической алгебры (для фильтрации данных);

• создание, модификация и использование производных объектов информационной системы (форм, запросов и отчетов). Запросы и отчеты выполняют основную функцию информационной системы — извлечение, преобразование и представление информации.

MS Access обладает мощными, удобными и гибкими средствами визуального проектирования объектов с помощью Мастеров, и это дает возможность пользователю при минимуме предварительной подготовки довольно быстро создать полноценную информационную систему — на уровне таблиц, форм, запросов-выборок и отчетов. Наконец, система очень дружелюбна и устроена так, что активный пользователь, работая с ней, имеет возможность последовательно овладеть двумя рубежами: сначала научиться составлять макросы (т. е. наборы простых инструкций по управлению данными); затем освоить подготовку собственных приложений (программ) на языке Access Basic или VBA (Visual Basic for Applications

Access— мощное приложение Windows; впервые производительность СУБД органично сочетается с теми удобствами, которые имеются в распоряжении пользователей Microsoft Windows. Поскольку оба эти продукта— детища компании Microsoft, они прекрасно взаимодействуют между собой. Система Access работает под управлением Windows, так что при работе с ней пользователю доступны все преимущества. Можно вырезать, копировать и вставлять данные из любого приложения Windows в Access и наоборот; можно создать проект формы в Access и вставить его в конструктор форм.

С помощью объектов OLE (Object Linking and Embedding — связывание и внедрение объектов) в Windows и компонентах Microsoft Office (Excel, Word, PowerPoint и Outlook) можно превратить Access в настоящую операционную среду баз данных.

Система поддерживает первичные и внешние ключи и обеспечивает целостность данных на уровне ядра (что предотвращает несовместимые операции обновления или удаления данных). Кроме того, таблицы в Access снабжены средствами проверки допустимости данных, предотвращающими некорректный ввод вне зависимости от того, как он осуществляется, а каждое поле таблицы имеет свой формат и стандартные описания, что существенно облегчает ввод данных. Access поддерживает все необходимые типы полей, в том числе текстовый, числовой, счетчик, денежный, дата/время, MEMO, логический, гиперссылка и поля объектов OLE. Если в процессе специальной обработки в полях не оказывается никаких значений, система обеспечивает полную поддержку пустых значений.

Организация справочной системы фирмы Microsoft — по-прежнему лучшая в отрасли, причем как для новичков, так и для опытных пользователей. В Access предусмотрена контекстно-зависимая справка, для получения которой достаточно нажать <F1>, и на экране сразу же появится справочная информация по тому вопросу, который интересует пользователя в текущий момент. При этом можно легко перейти к оглавлению справочной системы, конкретной информации, журналу предыдущих обращений и закладкам.

Мастер (Wizard) может превратить часы работы в считанные минуты. Мастера задают наводящие вопросы относительно содержания, стиля и формата создаваемого объекта; затем они автоматически строят нужный объект. В составе Access около ста мастеров, помогающих конструировать базы данных, приложения, таблицы, формы, отчеты, диаграммы, почтовые наклейки, элементы управления и свойства. Допускается даже настройка мастеров для решения разных задач.

Access позволяет импортировать и экспортировать файлы многих известных форматов, включая dBASE, FoxPro, Excel, SQL Server, Oracle, Btrieve, многие текстовые форматы ASCII (в том числе с фиксированной длиной строки или заданным ограничителем), а также данные в формате HTML. В результате импортирования создается таблица Access; в результате экспортирования таблицы Access создается файл в заданном формате.

Связывание (ранее именовавшееся присоединением) означает, что можно использовать внешние данные без создания таблицы Access. Можно устанавливать подобную связь с данными dBASE, FoxPro, Excel, ASCII и SQL. Очень мощная возможность — связывание таблиц Access с их внешними таблицами с последующим совместным использованием; это относится к таблицам Access, dBASE, FoxPro и SQL Server.

Окна конструкторов форм и отчетов имеют одинаковый интерфейс и предоставляют пользователю много возможностей. Форма или отчет конструируется по принципу WYSIWYG (What You See Is What You Get — что видишь, то и получишь). Добавляя очередной элемент управления, пользователь видит, как при этом изменяется создаваемая форма.

В формы и отчеты можно включать надписи, поля текстовых данных, переключатели, флажки, линии и прямоугольники, а также оформлять их, выделяя элементы цветом и тенью. Более того, можно включать целые рисунки, диаграммы, подформы и подотчеты. При этом все параметры представления данных остаются полностью подконтрольными пользователю. Формы могут занимать много страниц, а в отчетах может быть предусмотрено много уровней группировки данных и подведения итогов.

Формы и отчеты можно просматривать в режиме предварительного просмотра, обеспечивая взгляд "с высоты птичьего полета" путем изменения масштаба. В режиме конструирования отчет можно просматривать с фиктивными данными, чтобы не дожидаться обработки большого реального файла.

Конструктор отчетов — очень мощное средство, допускающее использование до десяти уровней группировки и сортировки. Благодаря ему существует возможность создания отчетов, демонстрирующих процентные и итоговые показатели, получить которые можно лишь за два прохода. Допускается создание многих типов отчетов, которые включают почтовые наклейки и списки рассылки почты.

Одна из самых мощных возможностей Access одновременно является и наиболее важной. Отношения позволяют связать таблицы графически. Можно даже связывать таблицы, представляющие файлы разных типов (например, таблицу Access и таблицу dBASE). После подобного связывания таблицы выступают уже как одно целое, и теперь можно строить запросы применительно к любым данным в них. Можно выбирать конкретные поля, определять порядок сортировки, создавать вычисляемые выражения и вводить критерии отбора нужных записей. Можно отображать результаты выполнения запроса в виде таблицы, формы или отчета. От пользователя не требуется предварительной установки связей: вместо этого достаточно войти в конструктор запросов (например, когда требуется построить определенный отчет).

Запросы применяют и в других случаях. Можно создавать запросы, которые обеспечивают вычисление итогов, отображение сгруппированных и построение новых таблиц. Запрос можно использовать даже для обновления данных в таблицах, удаления записей и добавления одной таблицы к другой.

Access содержит свыше ста функции (небольших встроенных программ, которые в результате выполнения возвращают значение), выполняющих множество разнообразных задач. Есть функции для манипулирования базами данных, строками, числами в формате даты и времени, математические, деловые и финансовые. Их можно использовать для создания вычисляемых выражений в формах, отчетах и запросах.

Для непрограммистов (или опытных пользователей, которые просто не желают программировать) в Access предусмотрены макросы. Они позволяют автоматизировать выполнение некоторых задач. Около пятидесяти макросов дают возможность манипулировать данными, создавать меню и диалоговые окна, открывать формы и отчеты, словом, автоматизировать выполнение практически любой задачи. С помощью макросов можно решить порядка 90% всех задач обработки данных.

Процесс разработки конкретного программного приложения в среде MS Access в первую очередь определяется спецификой автоматизируемой предметной области. Однако для большинства из них можно выделить ряд типичных этапов:

• разработка и описание структур таблиц данных;

• разработка схемы данных и задание системы взаимосвязей между таблицами;

• разработка системы запросов к таблицам базы данных и (при необходимости) их интеграция в схему данных;

• разработка экранных форм ввода/вывода данных;

• разработка системы отчетов по данным;

• разработка программных расширений для базы данных, решающих специфические задачи по обработке содержащейся в ней информации, с помощью инструментария макросов и модулей;

• разработка системы защиты данных, прав и ограничений по доступу.

Поэтому для выполнения задач проекта был выбран Microsoft Access. Необходимо создать объемную базу данных, которой смогут пользоваться на каждом участке, вместо перебирания множества толстых технологических процессов. На всех участках смогут искать и просматривать все детали, а отслеживать и вносить все изменения будут на главном компьютере. После создания такой базы данных намного упростится процесс поиска необходимой информации, ускорится производственный процесс и прекратится путаница и неразбериха с деталями.

Целью моего проекта является автоматизация поиска информации для приема и отправки деталей в цехе гальванических покрытий.

Главные задачи:

• разработать базу данных;

• создать базу данных с помощью Microsoft Access;

• внедрить программу в производство;

• обучить персонал.

2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

В этом разделе приводится описание разработки и создания программного продукта для автоматизации производственных процессов.