Размещено на http://www.allbest.ru

СОДЕРЖАНИЕ

• 1. Специальная часть проекта
• 1.1 Введение
• 1.2 Постановка задачи
• 1.3 Обзор существующих решений - комплексов тренажа и обучения операторов РЛС
• 1.4 Разработка технического задания
• 1.5 Разработка алгоритмов модулей программного комплекса
• 1.6 Выбор методов программной реализации
• 1.7 Описание программы ИО
• 1.8 Использования разработанного ПАО на предприятии ОАО «НПП «Салют»
• 2. Конструктивно-технологическая часть проекта
• 2.1 Разработка схемы ПАО ИО ПК
• 2.2 Выделение стадий и этапов разработки
• 2.3 Разработка проекта в среде MS Project
• 2.4 Обоснование выбора технологии разработки и отладки
• 3. Заключение
• 4. Охрана труда
• 4.1 Основные понятия
• 4.2 Безопасность труда при работе с персональным компьютером
• 4.3 Пожарная безопасность
• 4.4 Электробезопасность
• 4.5 Расчёт защитного зануления на рабочем месте
• 5. Экологическая часть
• 5.1 Введение - понятие электромагнитного загрязнения
• 5.2 Воздействие электромагнитного излучения на организм человека
• Список используемой литературы
• Приложение 1

1. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

1.1 Введение

Радиолокация - область радиотехники, обеспечивающая радиолокационное наблюдение различных объектов путем использования отраженных или переизлученных объектами радиоволн, либо их собственного радиоизлучения[3].

Информация, получаемая в процессе радиолокационного наблюдения, называется радиолокационной. Радиотехнические устройства радиолокационного наблюдения называются радиолокационными станциями (РЛС) или радиолокаторами. Сами же объекты радиолокационного наблюдения именуются радиолокационными целями или просто целями.

В настоящее время радиолокация применяется во многих областях военной и гражданской техники. Ее методы и средства используются для обнаружения объектов и контроля обстановки в воздушном, космическом, наземном и надводном пространствах. Современная техника позволяет с большой точностью измерять координаты положения целей, следить за их движением, определять не только формы объектов, но и структуру их поверхности. Однако наряду с этим неуклонно возрастают и требования к уровню и качеству профессиональной подготовленности операторов РЛС.

Основное задача оператора радиолокационной станции состоит в контроле автоматических режимов работы станции. Оператор участвует в автоматизированных и ручных режимах работы при решении задач отображения радиолокационной обстановки, обнаружения объектов наблюдения, в боевых станциях - наведения, целераспределения и целеуказания, в выдаче данных для последующей обработки и использования внешними системами.

Оператор должен знать:

· основы радиотехники и радиолокации;

· назначение, устройство, функциональную схему и правила эксплуатации обслуживаемой материальной части;

· назначение и порядок использования контрольно-измерительной аппаратуры и приборов;

· инструкции по боевому использованию и эксплуатации РЛС;

· правила ведения вахтенной и эксплуатационной документации;

· правила техники безопасности при эксплуатации и ремонте материальной части;

· характерные неисправности аппаратуры, методику их обнаружения и устранения;

· организацию и методику проведения технического обслуживания оборудования.

Подготовка операторов РЛС, особенно в условиях постоянной модернизации станций, может занимать достаточно длительное время. В современных вооруженных силах срок службы сокращён до одного года, что недостаточно для подготовки квалифицированного специалиста. Таким образом, на первых план выходят задачи разработки тренировочно-обучающих комплексов, играющих важную роль в процессе подготовки и обучения операторов РЛС. Программные комплексы, позволяют использовать модели для имитации реальной радиолокационной обстановки, изучать режимы работы РЛС, на примере тестовых задач отрабатывать все возможные варианты действий оператора в реальной ситуации.

В качестве задания на дипломное проектирование предлагается рассмотреть существующие в настоящее время образцы обучающих программных комплексов, и разработать уникальный информационно-обучающий программный комплекс операторов РЛС, включающий в себя систему автоматизированного проектирования новых решений, что позволит адаптировать его к использованию при подготовке операторов РЛС различных типов и назначения.

1.2 Постановка задачи

информационный обучающий программа алгоритм

Для решения задач подготовки операторов радиолокационных станций необходимо разработать информационно-обучающий программный комплекс с системой автоматизированного проектирования новых решений.

Требования к программному комплексу:

· кроссплатформенность;

· совместимость с программами, разрабатываемыми для соответствующих радиолокационных станций;

· удобный, интуитивно понятный пользовательский интерфейс.

Программный комплекс предназначен для решения следующих задач:

· предоставление справочной информации по радиолокационным станциям;

· тестирование и обучение операторов для подготовки к работе с РЛС;

· создание новой системы тренажа.

Состав программного комплекса:

· обучающий модуль;

· модуль для создания справочной информации;

· модуль для проектирования новой системы тренажа.

Программный комплекс должен функционировать под управлением ОС Windows XP/7, Linux, МСВС без установки дополнительных приложений и библиотек.

1.3 Обзор существующих решений - комплексов тренажа и обучения операторов РЛС

Для ознакомления с современными тенденциями развития направления работ по созданию обучающих систем в области радиотехники и радиолокации с целью выбора оптимальной структуры разрабатываемого программного комплекса, проанализируем некоторые готовые программные продукты, предназначенные для решения подобных задач.

1.3.1 Мультимедийная тренажерная программа (МТП) "Использование РЛС"

МТП предназначена для формирования первоначальных навыков по работе с судовой радиолокационной станцией у курсантов и студентов судоводительских отделений, а также повышения квалификации судоводителей маломерных и прогулочных судов.

Рис. 1. Главное окно программы

В процессе работы на тренажере приобретаются практические умения и навыки оператора радиолокационной станции.

В состав МТП входят:

· мини-тренажер, имитирующий работу оборудования,

· мультимедийные уроки и инструкции по изучению принципов работы оборудования.

Мультимедийные уроки реализованы в виде анимационных роликов. При наличии демонстрационного оборудования обеспечивается возможность использования МТП в качестве мультимедийных плакатов.

Практическая подготовка по работе с РЛС осуществляется самостоятельно в соответствии с предложенной методикой с помощью разработанной библиотеки уроков по темам:

· включение/выключение станции;

· выбор шкал дальности;

· выбор режима отображения;

· включение неподвижных кругов дальности (НКД);

· измерение расстояния с помощью подвижных кругов дальности (ПКД);

· измерение пеленга визиром;

· измерение расстояния и пеленга курсором;

· режим истинного движения.

Работа на тренажере осуществляется из главного окна программы (рис. 1), в котором представлены кнопки управления программой тренажера и панель управления судовой РЛС.

Процедура включения станции в максимальной степени приближена к реальной. Имитатор имеет несколько шкал дальности с определённым под каждую шкалу дальности количеством неподвижных кругов дальности и расстоянием между ними.

Тренажер имитирует:

· три режима отображения радиолокационной информации: "По-направлению", "По-курсу", "По-северу". В целях предотвращения маскировки маломерных целей под отметкой курса предусмотрена возможность временного отключения отметки курса и севера;

· растяжку эхосигналов по пеленгу и по дистанции с целью сделать небольшие цели более заметными;

· В тренажере имитируется работа подвижных кругов дальности (ПКД), для определения расстояния до выбранного объекта, работа курсора для определения направления на объект.

1.3.2 Программные имитаторы корабельных радиотехнических комплексов (разработчик: ЗАО НИИ ЦПС)

Программные имитаторы корабельных радиотехнических комплексов моделируют все основные функции реальных изделий и обеспечивают предтренажерную подготовку операторов радиотехнических средств и комплексную тренировку главного командного пункта (ГКП) корабля.

В программном комплексе имеются имитаторы гидроакустических комплексов (ГАК), радиолокационных станций (РЛС), боевой информационно-управляющей системы (БИУС). В частности, был разработан комплекс программ для создания на базе локальной сети ПК тренажера для подготовки операторов по боевому использованию ГАК.

Тренажер обеспечивает отработку навыков и обучение выполнению следующих задач:

· обнаружение, сопровождение, определение координат и элементов движения, классификация целей и определение параметров сигналов в режимах: гидролокации, шумопеленгования, обнаружения гидроакустических сигналов;

· гидроакустическая связь и опознавание;

· контроль уровня помех;

· включение, проверка работоспособности и управление гидроакустическими комплексами в целом и отдельными их системами (в объеме решаемых тренажером задач).

Поддержка решения отдельных функциональных задач производится с использованием средств мультимедиа-технологий, позволяющих представлять на экранах видеомониторов ПК видеоизображения, динамическую графику, а также воспроизводить звуковые эффекты, соответствующие реальным условиям работы операторов.

Программный комплекс состоит из модулей рабочего места инструктора (РМИ) и модулей рабочих мест обучаемых (РМО). Модуль РМИ содержит средства моделирования тактической обстановки, управления имитацией, тренажем и групповым обучением.

Модуль РМО включает имитационные моделирующие программы макетов пультов ГАК на основе моделей реального времени, средства поддержки исполнения компьютерных обучающих программ и предъявления мультимедиа информации.

Программный комплекс обеспечивает функционирование тренажера в следующих режимах:

· автономной тренировки (АТ) расчета ГАК;

· автоматизированной обучающей системы (АОС);

· подготовки данных;

· генерации отчетов;

· настройки;

· мультимедиа презентаций.

Как программное средство, реализующее компьютерные информационные технологии для целей обучения, тренажер ГАК может быть использован в учебном процессе и применяться:

· в высших военно-морских учебных заведениях;

· в учебных отрядах;

· в учебных центрах флотов;

· в учебных центрах ВМФ;

· а также в других учреждениях и организациях, где ведется подготовка специалистов по тематике "боевое использование и эксплуатация ГАК надводных кораблей".

1.3.3 Выводы по предложенным готовым решениям

Рассмотрев аналоги обучающих комплексов, проанализировав их достоинства и недостатки можно сделать следующие выводы.

Основные достоинства существующих систем:

· возможность имитации работы реального оборудования;

· наличие мультимедийных уроков и инструкций по изучению принципов работы оборудования;

· возможность проверки практической подготовки операторов.

К возможным недостаткам можно отнести:

· отсутствие модуля для редактирования обучающей информации;

· отсутствие модуля для создания новой системы тренажа.

При разработке нового ПО желательно использовать существующий опыт, устранив замеченные недостатки и предлагая решения максимально адаптированные к области применения и соответствующие поставленной задаче.

1.3.4 Предложения по построению информационно-обучающего программного комплекса для операторов РЛС с системой автоматизированного проектирования новых решений

1.3.4.1 Исходя из назначения разрабатываемого программного комплекса: индивидуальное обучение, автономная и комплексная тренировка операторов РЛС - состав ПО предлагается выбрать следующим:

· обучающая программа операторов РЛС;

· модуль для создания справочной информации, применяемой в обучающей программе;

· средства для проектирования новой системы тренажа.

1.3.4.2 Организация учебного процесса. Режимы обучения

Из представленного списка оператор выбирает номер проекта, имя корабля и прибор для обучения.

Далее оператору предлагается выбрать режим обучения:

1. Презентация.

Состоит из мультимедийных уроков и инструкций по изучению принципов работы оборудования.

2. Справочная информация.

Предоставляется информация о названии и назначении элементов прибора, хранящаяся в базе данных этого прибора.

3. Тестирование.

Тренировка полученных оператором навыков по данному прибору.

1.3.4.3 Создание справочной информации.

Предоставляется выбор прибора для изменения информации о названии и назначении его элементов. Редактирование происходит путем выделения нужного элемента и внесения новых данных в соответствующие поля. После окончания редактирования информация записывается в базу данных по выбранному прибору.

1.3.4.4 Проектирование новой системы тренажа.

Пользователю предоставляется список возможных элементов прибора в новой системе тренажа. Выбрав элемент, пользователь может расположить его в любом месте на форме. По окончании создания новой системы предлагается сохранить её в указанную пользователем директорию, после чего система может быть использована в модуле для редактировании обучающей информации.

Комплекс должен использоваться при предтренажной и тренажной подготовке, для отработки операторских навыков, а также при проведении теоретических и практических автоматизированных учебных занятий.

1.3.5 Выводы

По результатам анализа аналогов в состав комплекса должны входить следующие модули:

· обучающий модуль операторов РЛС;

· модуль для создания справочной информации, применяемой в обучающей программе;

· модуль для проектирования новой системы тренажа.

1.4 Разработка технического задания [7]

1.4.1 Введение

Разрабатываемый в рамках дипломного проектирования программный продукт - информационно-обучающий программный комплекс для операторов РЛС с системой автоматизированного проектирования новых решений, предназначен для индивидуального обучения, автономной и комплексной тренировки операторов РЛС.

1.4.2 Основания для разработки

Основанием для разработки является задание на дипломное проектирование по теме «Разработка информационно-обучающего программного комплекса для операторов РЛС с системой автоматизированного проектирования новых решений», утверждённое заведующим кафедрой "Информационные технологии и автоматизированные системы" МИЭМ НИУ ВШЭ от 11 марта 2013г.

1.4.3 Назначение разработки

Программный комплекс предназначен для решения следующих задач:

· тестирование и обучение операторов РЛС;

· создание новой системы тренажа.

Состав программного комплекса:

· обучающий модуль;

· модуль для создания справочной информации;

· модуль для проектирования новой системы тренажа.

1.4.4 Требования к программе или программному изделию

1.4.4.1 Требования к функциональным характеристикам

· удобный, интуитивно понятный диалоговый пользовательский интерфейс;

· кроссплатформенность;

· данные об элементах по каждому прибору хранятся в отдельном TXT файле;

· интерфейс новой системы тренажа сохраняется в формате PNG.

1.4.4.2 Требования к информационной и программной совместимости

Программный комплекс должен функционировать под управлением ОС Windows XP/7, Linux, МСВС без установки дополнительных приложений и библиотек.

1.4.5 Требования к программной документации

По результатам проектирования оформляется программная документация в составе: «Спецификация» и «Описание программы», соответствующие требования единой системы программной документации (ЕСПД). К выпускаемой программной документации не предъявляется никаких специальных требований.

1.4.6 Стадии и этапы разработки

Проектирование программного комплекса.

· разработка технического задания;

· обзор существующих решений - комплексов тренажа и обучения операторов.

Срок выполнения: 2 недели.

Разработка программного комплекса.

· разработка информационной системы в рамках утвержденного технического задания, сметы и графика работ;

· разработка пользовательского интерфейса;

· разработка программного кода.

Срок выполнения: 1 месяц.

Внедрение программного продукта.

· тестирование;

· обучение персонала заказчика работе с программным обеспечением;

· помощь в настройке;

· составление справочников.

Срок выполнения: 2 недели.

Информационная поддержка.

· отладка;

· разработка программной документации;

· оформление пояснительной записки к дипломному проекту;

· оформление результатов дипломного проектирования;

· разработка презентации.

Срок выполнения: 1 месяц.

1.5 Разработка алгоритмов модулей программного комплекса

1.5.1Обучающий модуль

На рис.2 представлен алгоритм обучающего модуля программного комплекса.



Рис.2. Блок-схема обучающего модуля

Алгоритм функционирует следующим образом.

В блоке 1 осуществляется выбор проекта и корабля.

В блоке 2 выбирается прибор.

В блоке 3 осуществляется проверка условия выбора режима. В случае выбора режима «Презентация» - управление передается в блок 4. При выборе режима «Информация» - в блок 5. Если же выбран режим «Тестирование» - управление передается в блок 6.

В 4 блоке осуществляется загрузка обучающего видео.

В блоке 5 загружаются изображение прибора и данные о его элементах.

В 6 блоке пользователю будет предложено пройти тест на проверку полученных знаний.

1.5.2 Модуль для создания справочной информации

На рис.3 представлен алгоритм модуля для создания справочной информации. Алгоритм функционирует следующим образом.

В блоке 1 осуществляется выбор интерфейса прибора. В блоке 2 осуществляется выделение элементов прибора, требующих описания. В блоке 3 вводится информация об элементах прибора. Блок 4 отвечает за сохранение информации об элементах прибора в файл.

Рис.3. Блок-схема модуля для создания справочной информации

1.5.3 Модуль для проектирования новой системы тренажа

На рис.4 представлен алгоритм модуля для проектирования новой системы тренажа. Алгоритм функционирует следующим образом.

В блоке 1 осуществляется выбор элемента из представленного списка. В блоке 2 осуществляется добавление выбранного элемента на форму. В блоке 3 осуществляется проверка условия выбора действия над элементом. В случае принятия решения о необходимости добавления нового элемента управление программой передается в блок 1. В случае принятия решения об удалении элемента с формы - в блок 4. В случае принятия решения об окончания построения системы управление передается в блок 6. В 4 блоке осуществляется выбор элемента для удаления с формы. В блоке 5 происходит удаление выбранного элемента, после удаления управление программой передается в блок 3. Блок 6 отвечает за сохранение построенной системы.

Рис.4. Блок-схема модуля для проектирования новой системы тренажа

1.6 Выбор методов программной реализации

1.6.1 Задача выбора языка программирования

Несмотря похожесть современных языков программирования высокого уровня и соответствующих сред разработки, они порой сильно отличаются как по функционалу, так и по используемым методам. Выбор языка и среды программирования зависит от задач, которые ставятся перед разработчиком, его личных предпочтений и пожеланий заказчика.

Рассмотрим некоторые из возможных вариантов языков и сред программирования, которые можно использовать при решении поставленной задачи.

В качестве языков программирования рассмотрим языки высокого уровня, имеющие визуальную среду разработки - Visual Basic и C++.

1.6.2 Visual Basic

Microsoft Visual Basic -- средство разработки программного обеспечения, разрабатываемое корпорацией Microsoft и включающее язык программирования и среду разработки. Язык Visual Basic (VB) - современная доработанная версия языка Бейсик, имеющего в свою очередь немало разновидностей. Visual Basic сочетает в себе процедуры и элементы объектно-ориентированных и компонентно-ориентированных языков программирования. Среда разработки VB включает инструменты для визуального конструирования пользовательского интерфейса[2].

Visual Basic считается хорошим средством быстрой разработки прототипов программы, для разработки приложений баз данных и вообще для компонентного способа создания программ, работающих под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows.

Достоинства VB:

· высокая скорость создания приложений с графическим интерфейсом для MS Windows;

· простой синтаксис, позволяющий очень быстро освоить язык;

· возможность компиляции как в машинный код, так и в P-код (по выбору программиста);

· защита от ошибок, связанных с применением указателей и доступом к памяти. Этот аспект делает Visual Basic приложения более стабильными, но также является объектом критики;

· возможность использования большинства WinAPI функций для расширения функциональных возможностей приложения.

· Недостатки:

· поддержка операционных систем только семейства Windows и Mac OS X;

· отсутствие механизма наследования реализации объектов. Существующее в языке наследование позволяет наследовать только интерфейсы, но не их реализацию;

· низкая скорость работы, обусловленная тем, что практически все встроенные функции языка реализованы через библиотеку времени исполнения (runtime library), которая, в свою очередь, производит много «лишней» работы по проверке и/или преобразованию типов.

1.6.3 C++

Язык программирования C++ - это универсальный язык программирования, который позволяет разрабатывать программы в соответствии с разными парадигмами: процедурным программированием, объектно-ориентированным, параметрическим. Аналогично можно рассматривать объектно-ориентированный вариант языка в среде программирования Visual C++ от того же разработчика что и Visual Basic. Главной особенностью С++ является его эффективность. Он является самым популярным языком для создания системного программного обеспечения. Существенный аргумент в пользу выбора этого языка программирования -- возможность реализовать кроссплатформенность разрабатываемых приложений, для чего его используют совместно с библиотеками Qt.

Qt -- кроссплатформенный инструментарий разработки ПО на языке программирования C++. Qt представляет поддержку большого числа операционных систем. Главным преимуществом Qt является то, что он использует API низкого уровня, в связи с чем приложения работают также эффективно, как и приложения, разработанные специально для конкретной платформы[1].

Для ускорения и упрощения создания пользовательских интерфейсов, Qt предоставляет программу Qt Creator, позволяющую делать это в интерактивном режиме.

На сегодняшний день Qt широко используется разработчиками всего мира. Из числа некоторых активных пользователей Qt можно назвать такие известные компании, как: Adobe, AT&T, Cannon, HP, Bosch, IBM, Sony и др[1].

Qt - полный инструментарий для программирования. Этот инструментарий состоит из отдельных модулей и предоставляет:

· поддержку двух- и трехмерной графики;

· возможность интернационализации, которая позволят значительно расширить рынок сбыта ваших программ;

· использование формата XML (eXtensible Markup Language);

· STL-совместимую библиотеку контейнеров;

· поддержку стандартных протоколов ввода/вывода;

· классы для работы с сетью;

· поддержка программирования баз данных, включая поддержку Oracle, Microsoft SQL Server, IBM DB2, MySQL, SQLite,Sybase.

Достоинства:

· кроссплатформенность;

· скорость создания графических пользовательских интерфейсов;

· Qt - полностью объектно-ориентированная библиотека;

· новая концепция «сигналы и слоты» полностью заменяет былую не вполне надежную модель обратных вызовов;

· есть возможность обрабатывать события, например, перемещения мыши, нажатия клавиши клавиатуры;

· использование Qt возможно не только в С++, но и в других языках программирования;

· Qt отлично документирована, программа Qt Asisstant может предоставить любую информацию об этой библиотеке.

Недостатки:

· время компиляции программного кода.

1.6.4 Выводы

Таким образом, учитывая требования по кроссплатформенности, предпочтительным будет сделать выбор в пользу языка С++ и среды Qt, в том числе исходя из совместимости библиотеки Qt с разрабатываемыми на предприятии программами, легкости создания пользовательского интерфейса средствами Qt Creator и отличной документации.

1.7 Описание программы ИО [8]

1.7.1 Общие сведения

Обозначение и наименование программы:

Информационно - обучающий (ИО) программный комплекс (ПК) для операторов РЛС с системой автоматизированного проектирования новых решений.

Программное обеспечение, необходимое для функционирования программы:

· Операционная среда Windows XP/7, Linux, МСВС

· Среда разработки - Qt Creator

Программа написана на языке C++.

1.7.2 Функциональное назначение

Комплекс должен использоваться при предтренажной и тренажной подготовке, для отработки операторских навыков, а также при проведении теоретических и практических автоматизированных учебных занятий.

1.7.3 Описание структуры

Обучающий комплекс состоит из трех модулей:

· обучающий модуль операторов РЛС;

· модуль для создания справочной информации;

· модуль для проектирования новой системы тренажа.

1.7.3.1 Обучающий модуль

Окно приветствия изображено на рис.5.

Рис.5. Окно приветствия обучающего модуля

Пользователю предлагается выбрать проект и название корабля (см. рис.6). Данные о том, какому проекту соответствуют какие корабли, хранятся в текстовом файле project.txt. При появлении новых проектов и кораблей файл может редактироваться.

Рис.6. Окно выбора проекта и корабля

Выбор прибора для изучения изображен на рис.7.

Рис.7. Окно выбора прибора для изучения

Доступны три режима обучения (см. рис.8):

· презентация;

· справочная информация;

· тестирование.

Рис.8. Окно выбора режима

В режиме презентации воспроизводится демонстрационное видео, благодаря которому пользователь может изучить все возможности данного модуля (см. рис.9).

Рис.9. Режим презентация

В режиме справочной информации в зависимости от выбранного пользователем названия прибора выводится изображение самого прибора см. рис.10). При наведении мыши на элемент прибора пользователь получит сведения о названии элемента и его назначении.



Рис.10. Справочная информация

В режиме экзамена пользователю будет предложено пройти тест на проверку полученных знаний (см. рис.11).

Рис.11.Тестирование

База вопросов и ответов хранится в файле test.txt. Вопросы следуют в том порядке, в котором они указаны в файле. У преподавателя есть возможность редактировать вопросы и ответы, а также их количество. Тестируемый должен выбрать один ответ из нескольких. Оценка выставляется по пятибалльной шкале, результаты записываются в файл test_result.txt в формате: логин, оценка, количество правильных ответов - количество вопросов (см.рис.12).

Рис.12. Файл с результатами

Критерии оценки следующие:

· 5 - больше 80% правильных ответов;

· 4 - больше 65% правильных ответов;

· 3 - больше 50% правильных ответов;

· 2 - меньше 50% правильных ответов;

При досрочном завершении теста оценка не ставится, результат не записывается в файл.

1.7.3.2 Модуль для создания справочной информации

Пользователю требуется выбрать изображение прибора в одном из форматов jpg, png, bmp, gif (см. рис.13).

Рис.13. Окно выбора изображения прибора

Для редактирования информации об элементе прибора следует выделить область, в которой этот элемент находится. Выделение элемента доступно в форме круга и прямоугольника (см. рис.14).

Рис.14. Выделение элементов прибора

После выделения элемента следует вписать информацию о названии и назначении элемента в соответствующие поля. По окончании ввода данные могут быть сохранены в текстовом файле. При сохранении в файл добавляется строка с координатами выделенного элемента, его названием и назначением (см. рис.15).



Рис.15. Текстовый файл с данными об элементах прибора

Все сохраненные элементы будут выделены в окне желтым цветом (см. рис.16).



Рис.16. Выделение сохраненного элемента прибора

1.7.3.3 Модуль для проектирования новой системы тренажа

Пользователю предоставляется возможность создать новую систему тренажа из представленных элементов (см. рис.17).



Рис.17. Список элементов для проектирования новой системы тренажа

При создании системы доступны следующие функции:

· размещение выбранного элемента на форме (см. рис.18);

· перемещение элемента по форме;

· удаление выбранного элемента с формы (см. рис.19);

· удалить все элементы с формы;

· сохранение спроектированной системы в формате PNG или JPG (см. рис.20).



Рис.18. Размещение элементов на форме

Рис.19. Удаление элементов с формы

Рис.20. Сохранение спроектированной системы

1.7.4 Взаимодействие модулей

На рис.21 изображена схема взаимодействия модулей программного комплекса.

Рис.21. Схема взаимодействия модулей программного комплекса

1.7.5 Используемые технические средства

При написании программы использовался компьютер со следующими характеристиками:

Процессор - Intel Core i5-2320 CPU, 3300 MHz

ОЗУ - DDR3 4096Мб

Видеоадаптер - NVIDIA GeForce GT 630 (2048 Мб)

1.7.6 Вызов и загрузка

Для начала работы обучающего модуля необходимо запустить файл

learning_system.exe.

Для начала работы модуля для создания справочной информации необходимо запустить файл SCAN.exe.

Для начала работы модуля для проектирования новой системы тренажа необходимо запустить файл sapr.exe.

1.7.7 Входные данные

Обучающий модуль использует следующие входные данные:

· название корабля;

· номер проекта;

· название прибора;

· текстовый файл с данными об элементах прибора.

Модуль для создания справочной информации использует следующие входные данные:

· изображение прибора;

· текстовый файл с данными об элементах прибора.

1.7.8 Выходные данные

Модуль для создания справочной информации генерирует следующие выходные данные:

· текстовый файл с данными об элементах прибора.

Модуль для проектирования новой системы тренажа генерирует

следующие выходные данные:

· изображение новой системы тренажа.

1.8 Использование разработанного ПАО на предприятии ОАО «НПП «Салют»

Акт о внедрении разработанного ПАО на предприятии ОАО «НПП «Салют» представлен в Приложении 1.

2. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

2.1 Разработка схемы ПАО ИО ПК

В соответствии с ТЗ ПО должно состоять из следующих модулей:

· обучающий модуль;

· модуль для создания справочной информации;

· модуль для проектирования новой системы тренажа.

Общая схема ПАО ИО ПК представлена на рис.22.

Рис.22. Схема ПАО ИО ПК

2.2 Выделение стадий и этапов разработки

Проектирование программного комплекса.

· разработка технического задания;

· обзор существующих решений - комплексов тренажа и обучения операторов.

Разработка программного комплекса.

· разработка информационной системы в рамках утвержденного технического задания, сметы и графика работ;

· разработка пользовательского интерфейса;

· разработка программного кода.

Внедрение программного продукта.

· тестирование;

· обучение персонала заказчика работе с программным обеспечением;

· помощь в настройке;

· составление справочников.

Информационная поддержка.

· отладка;

· разработка программной документации;

· оформление пояснительной записки дипломного проекта;

· оформление результатов;

· разработка презентации.

2.3 Разработка проекта в среде MS Project

2.3.1 Описание среды MS Project

MS Project - универсальный инструмент, который помогает вести актуальный план проекта, рассчитывать различные показатели проекта, выполнять необходимый анализ при моделировании, создавать требуемые отчеты[6]. План-график проекта является основным инструментом мониторинга и контроля сроков, стоимости и ресурсов проекта. Независимо от типа проекта, в системе MS Project план-график представлен в виде стандартизированных элементов и обозначений.

В своей работе MS Project оперирует следующими объектами: проект, задача, ресурс.

Объект проект включает в себя задачи, ресурсы и назначения. Вся информация, содержащаяся в подчиненных объектах, собирается, при этом рассчитываются такие показатели проекта как старт, финиш, длительность, стоимость[6]. Возможно отредактировать некоторые свойства проекта, что будет влиять на поведение задач проекта (например, перенос даты старта проекта).

Для проекта можно создавать до десяти базовых планов, которые будут содержать состояние проекта в различные моменты времени.

Перечень работ, которые необходимо выполнить в рамках проекта, определяется задачами. Задачи могут быть связаны между собой различными типами связей (зависимостей). Также на старт и финиш задач можно наложить определенное ограничение (например, “задача должна начаться в строго определенное время” или “задача должна начаться как можно позже”), которое будет влиять на поведение задачи в процессе моделирования плана-графика. Все задачи объединяются в группы работ суммарными задачами, которые в свою очередь состоят в других группах работ и так далее. На верхнем уровне иерархии групп работ стоит суммарная задача уровня проекта (ID=0), в которой консолидируется вся информация подчиненных задач. Именно из этой задачи проект берет информацию о своем состоянии.

В проекте присутствует список ресурсов. В этом списке находятся все необходимые для выполнения проекта человеческие и материальные ресурсы.

В MS Project возможно создавать ресурсы трех типов:

· повременной ресурс (измеряется в человеко-часах);

· материальный ресурс (в свойствах указывается единица измерения);

· стоимостный ресурс.

2.3.2 Выделение ресурсов, задач

Рассмотрим задачу выполнения дипломного проекта на тему «Разработка информационно-обучающего программного комплекса для операторов РЛС с системой автоматизированного проектирования новых решений ».

В качестве задач необходимо выделить как стандартные этапы разработки программного обеспечения, так и этапы (задачи) по оформлению результатов разработки и непосредственно по выполнению необходимых шагов для предъявления проекта государственной аттестационной комиссии.

В качестве задач по разработке программного продукта можно выделить основные задачи и подзадачи.

К основным задачам относятся:

· разработка;

· тестирование;

· оформление.

В качестве задач по дипломному проектированию выделяются такие задачи как:

· проектирование программного комплекса;

· разработка программного комплекса:

· внедрение программного продукта;

· информационная поддержка.

MS Project позволяет создавать проекты разной сложности и, следовательно, работать с разными типами ресурсов. В нашем случае в качестве основного ресурса используется временной ресурс. При этом шкала времени разбивается по задачам. Материальный и стоимостной ресурсы не используются, потому что проект выполняется одним человеком.

2.3.3 Реализация разработанного проекта

Основными этапами создания очередного проекта в среде MS Project являются:

· проектирование программного комплекса;

· разработка программного комплекса;

· внедрение программного продукта;

· информационная поддержка.

Выделим основные и вспомогательные задачи:

1 Проектирование программного комплекса:

1.1 Написание технического задания на разработку программного комплекса.

1.2 Обзор существующих решений - комплексов тренажа и обучения операторов.

2 Разработка программного комплекса:

2.1 Разработка информационной системы.

2.2 Разработка пользовательского интерфейса.

2.3 Разработка программного кода.

3 Внедрение программного продукта:

3.1 Тестирование.

3.2 Обучение персонала заказчика работе с программным обеспечением.

3.3 Помощь в настройке аппаратуры.

3.4 Составление справочников.

4 Информационная поддержка:

4.1 Отладка программного комплекса.

4.2 Разработка программной документации.

4.3 Оформление пояснительной записки дипломного проекта.

4.4 Оформление результатов.

4.5 Подготовка презентации.

Соединим связями стадии проектирования программного комплекса, разработки программного комплекса и внедрения программного продукта.

Для стадий проекта установим ограничения по времени:

Проектирование программного комплекса: 10 дней с 11.03.13 до 22.03.13.

Разработка программного комплекса: 24 дня с 27.03.13 до 29.04.13

Внедрение программного продукта: 10 дней с 1.05.13 до 14.05.13

Информационная поддержка: 27 дней с 11.04 до 17.05.13

Особое внимание обратим на задачи отладки и оформления результатов, разработку презентации.

Проверим проект на выполняемость (нет красных блоков).

Общий вид проекта в представлении «Диаграммы Ганта» изображен на рис. 23. Диаграмма - это календарный график работ, в котором работы изображены значками, длина которых пропорциональна длительности работ, а связи между работами - стрелками, связывающими эти значки. Без нее потерялся бы четкий план осуществления работы, и осуществление проекта в сжатые сроки было бы невозможно.

Рис.23. Общий вид проекта в представлении «Диаграммы Ганта»

Представление проекта в виде «списка задач» изображено на рис. 24.



Рис.24. Представление проекта в виде «списка задач»

Выводы: Сопровождение проекта с использованием MS Project позволило выделить основные задачи, распределить временные ресурсы, своевременно контролировать выполнение этапов привязке ко времени.

2.4 Обоснование выбора технологии разработки и отладки

Понятие «технология разработки программного обеспечения» (ПО) включает в себя совокупность инструментальных средств автоматизации разработки ПО и технологический процесс, регламентирующий порядок организации и проведения этих работ. На современном рынке появились разнообразные технологии и поддерживающие их инструментальные средства, зачастую с близкими характеристиками и возможностями, что ставит перед программистами проблему выбора технологии, которая в значительной степени связана с выбором инструментальных средств автоматизации разработки программ.

Возникает задача определения совокупности показателей и разработки методики сопоставительного анализа инструментальных средств, поддерживающих конкретные технологии программирования. Решение этой задачи позволит осуществить обоснованный выбор инструментальных средств применительно к конкретным условиям разработки.

Задача выбора состоит в установлении соответствия между характеристиками разрабатываемого ПО, организационно-техническими условиями его разработки и параметрами выбираемых инструментальных средств автоматизации с учетом ограничений ресурсов проектирования. При этом проблемная область разрабатываемого ПО является одним из важнейших факторов, учитываемых при выборе. Рассмотрим задачу выбора инструментальных средств применительно к разработке конкретного класса программного обеспечения, а именно: программ реального времени.

Архитектура инструментальных средств автоматизации

Основные требования, предъявляемые к программам реального времени, - надежность, эффективность, длительная непрерывная работа и возможность широкого тиражирования.

Особенность программ этого класса - сложность (логическая и информационная), значительные объемы, большие коллективы разработчиков, высокие требования к использованию ресурсов ЭВМ.

Современные инструментальные системы автоматизации разработки ПО (САРПО) различаются двумя показателями. Первый - это взаимосвязь систем команд технологической ЭВМ (ТЭВМ), обеспечивающей функционирование САРПО, и встроенной специализированной ЭВМ (СЭВМ), на которой работает проектируемое ПО; второй - степень интегрированности САРПО. С позиции взаимосвязи системы команд известны три класса инструментальных систем: резидентные, кроссовые и смешанные. Для систем реального времени характерно использование разнообразных типов встроенных ЭВМ, специально предназначенных для выполнения проблемно-ориентированных задач управления, поэтому наибольшее распространение при создании ПО получили кроссовые и смешанные САРПО[5].

С точки зрения степени интегрированности САРПО представляют в одном случае набор независимых пакетов, каждый из которых может быть использован автономно для поддержки отдельных технологических этапов или операций, в другом - единую интегрированную систему, поддерживающую весь процесс разработки ПО.

Этапы и операции разработки ПО реального времени, требования к этим программам определяют типовой состав и структуру САРПО.

В общем случае такие системы включают в себя следующие компоненты:

· база данных проектирования, хранящая всю информацию о разрабатываемых программах;

· организующая система, обеспечивающая взаимодействие пользователей с САРПО и ТЭВМ;

· средства автоматизации системного анализа проектируемого ПО;

· средства автоматизации программирования;

· средства автоматизации отладки и тестирования на ТЭВМ;

· сродства автоматизированного выпуска документации и носителей;

· средства имитации внешней среды и обработки результатов функционирования программ, а также их комплексной отладки на СЭВМ.

Одним из основных параметров САРПО является уровень автоматизации технологического процесса, который может быть выражен количеством и номенклатурой автоматизируемых этапов и операций[5]. Определено пять таких уровней (см. таблицу 1). Первый автоматизирует простейшие операции - трансляцию с ассемблера, отладку в машинном коде, выпуск минимального числа документов. Следующие уровни характеризуются увеличением количества автоматизируемых функций. Пятый уровень включает функционально полную совокупность средств автоматизации по всему жизненному циклу ПО.

Этапы разработки	Уровень автоматизации
	1	2	3	4	5
Системный анализ и проектирование алгоритмов.	++	+++	+++	+++	+++
Структурное проектирование. Подготовка технологических средств.			+++		+++
Разработка программ. Отладка программ в статике.	+	+	++	+++	+++
Комплексная динамическая отладка. Выпуск машинных носителей и документирование				+++	+++
Испытание ПС				+++	+++

Таблица 1. Уровни автоматизации технологического процесса.

Очевидно, что чем выше уровень автоматизации в САРПО, тем более высокие требования предъявляются к ресурсам ТЭВМ.

Основные положения методики выбора САРПО

Выбор наиболее эффективной САРПО зависит от ресурсов проектирования, характеристик объекта разработки и номенклатуры существующих технологий и средств. Поэтому выбор целесообразно осуществлять в три этапа, последовательно уточняя характеристики выбираемых систем.

В первую очередь готовится информация о разработке ПО, включающая размер комплекса программ (КП), тип СЭВМ, объем ее памяти, тип ТЭВМ и ее характеристики, степень совместимости систем команд ЭВМ, сроки начала и окончания работ, предполагаемую численность коллектива разработчиков. Парк ТЭВМ рассматривается с позиции возможного размещения на них выбранной САРПО, определяется класс САРПО.

Второй этап начинается с анализа оснащенности предполагаемого коллектива программистов ресурсами ТЭВМ. Особое значение имеет объем их внешней памяти. Поэтому выбираемые САРПО проверяются на удовлетворение требованиям по объемам проектируемых КП. Объем внешней памяти ТЭВМ по существу определяет уровень автоматизации технологического процесса.

Далее САРПО рассматриваются с точки зрения реализованных в них языков программирования. В первую очередь анализируются системы, поддерживающие языки высокого уровня. При этом оцениваются ресурсы памяти и производительность СЭВМ и производится их сопоставление с прогнозными оценками общего объема КП с учетом характеристик расширения трансляторов, входящих в САРПО. Затем определяются преимущества альтернативных вариантов САРПО с точки зрения автоматизируемых в них операций технологического процесса разработки КП, при этом обращается внимание на наиболее трудоемкие операции, и учитываются ресурсы выбранной ТЭВМ.

После этого проводится анализ характеристик взаимодействия программистов с выбираемой САРПО, поскольку этот интерфейс во многом определяет производительность программистов и качество получаемых программ. С этим анализом тесно связана оценка возможностей развития и сопровождения САРПО. Трудоемкость создания современных САРПО очень велика, поэтому с точки зрения рентабельности производства ПО, а также с позиции организационно-психологической их целесообразно внедрять для разработки многих программных проектов на длительный период времени. В этих условиях вопросы развития САРПО и их сопровождения переходят в разряд определяющих.

На третьем этапе выбора технологии основной задачей является определение САРПО, адаптированных или настроенных на системы команд СЭВМ нужного типа. При отсутствии готовых версий САРПО, в которых предусмотрена возможность настройки, проводится оценка трудоемкости этих работ и в случае их нецелесообразности принимается решение о разработке новой САРПО.

Отладка с помощью Qt Creator

Qt Creator не имеет собственного отладчика. Вместо этого он предоставляет графический интерфейс к различным отладчикам (см. таблицу 2).

Платформа	Компилятор	Отладчик
Linux, Unixes, Mac OS	gcc	GNU Symbolic Debugger (gdb)
Windows/MinGW	gcc	GNU Symbolic Debugger (gdb)
Windows	Microsoft Visual C++ Compiler	Debugging Tools for Windows/Microsoft Console Debugger (CDB)

Таблица 2. Отладчики к соответствующим платформам

Интерфейс позволяет отлаживать программу построчно или по каждой инструкции, прерывать запущенную программу, устанавливать точки останова, просматривать содержимое стека вызовов, локальных и глобальных переменных .

В Qt Creator сырая информация, предоставляемая отладчиком, отображается явным и лаконичным образом, упрощая процесс отладки.

В дополнение к базовой функциональности IDE: просмотр стека, просмотр локальных и наблюдаемых переменных, регистров и т.д.

Qt Creator имеет дополнительные особенности, делая отладку приложений, основанных на Qt, проще. Интерфейс отладчика знает о внутреннем устройстве некоторых классов Qt, таких как QString, контейнеры QTL и, что особенно важно, QObject (и унаследованные от него классы). Таким образом, он может ясно представлять данные Qt.

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте рассмотрены вопросы разработки программного информационно-обучающего комплекса операторов радиолокационных станций. В рамках подготовки к разработке проекта проведен анализ существующих обучающих систем, выделены их достоинства и недостатки, осуществлён выбор языка и среды программирования, согласовано техническое задание на разработку.

Разработанный программный комплекс включает в себя справочную систему, позволяет создавать уроки для разработки системы тренажа, проводить тестовые проверки полученных знаний. Внедрение в разработанный программный комплекс системы автоматизированного проектирования позволяет легко адаптировать ПО для использования в составе новых перспективных РЛС.

Программная информационно-обучающая система проверена в лабораторных условиях в отделе комплексного проектирования конструкторского бюро ОАО «НПП «Салют» и будет использоваться в составе разрабатываемого на предприятии программном обеспечении.

В разделе «Охрана труда» приводится описание рабочего места программиста, производится расчет защитного зануление.

В разделе «Экологическая часть» рассматриваются проблемы влажности, микроклимата, воздействия шума на человека в рабочей зоне.

4. ОХРАНА ТРУДА

4.1 Основные понятия

Охрана труда - система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия[9].

Условия труда - совокупность факторов производственной среды и трудового процесса, оказывающих влияние на работоспособность и здоровье работника [10].

Вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его заболеванию.

Опасный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его травме.

Согласно [11] различают четыре группы факторов трудовой деятельности:

· физические факторы (движущиеся машины и механизмы, запыленность; загазованность и т.д.).

· химические факторы (токсические, раздражающие, канцерогенные, мутагенные свойства химических веществ).

· биологические факторы - (патогенные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности).

· психофизиологические факторы -- это физические и эмоциональные перегрузки, умственное перенапряжение, монотонность труда.

4.2 Безопасность труда при работе с персональным компьютером

В рабочем помещении располагаются 5 рабочих мест инженеров-программистов.

Расположение рабочих мест в помещении представлено на рис. 1.

Рабочее место состоит из персонального компьютера, установленного на компьютерном столе, стула-кресла и тумбочки.

В состав персонального компьютера входит системный блок, монитор, клавиатура, мышь, сетевой фильтр и источник бесперебойного питания.

Рис.1. Расположение рабочих мест в помещении

Несоблюдение требований безопасности при работе за компьютером приводит к дискомфорту работников: возникают головные боли и резь в глазах, появляются усталость и раздражительность, ухудшается зрение, начинают болеть руки, шея, поясница.

По законодательным актам Российской Федерации следует, что при работе за компьютером:

· максимальное время работы за компьютером не должно превышать 6 часов за смену;

· необходимо делать перерывы в работе за компьютером продолжительностью 10 минут через каждые 45 минут работы;

· продолжительность непрерывной работы за компьютером без регламентированного перерыва не должна превышать 1 час;

· во время регламентированных перерывов с целью снижения нервно-эмоционального напряжения и утомления зрения, предотвращения развития позотонического утомления целесообразно выполнять комплексы специальных упражнений.

Площадь рабочего места работы за компьютером согласно [12]должна составлять не менее 4,5 м². В помещениях, в которых проходит работа за компьютером, должна проводиться ежедневная влажная уборка и систематическое проветривание после каждого часа работы. Шумящее оборудование (печатающие устройства, сканеры, серверы и тому подобные), уровни шума которого превышают нормативные, должно размещаться вне рабочих мест сотрудников.

Рабочее место стоит размещать таким образом, чтобы мониторы были ориентированы боковой стороной к световым проёмам, и естественный свет падал преимущественно слева.

4.3 Пожарная безопасность

По пожарной безопасности рабочее помещение с большим числом легковоспламеняющихся материалов относятся к категории “В”[13].

Пожарная безопасность обеспечивается:

- системой предотвращения пожара;

- системой пожарной защиты.

Система активного предотвращения пожара - это совокупность технических средств, используемых для создания условий исключающих возникновение и продолжение пожара.

Система пожарной защиты - комплекс мер и технологий, предназначенных для защиты от пожара - то есть позволяющих снизить или полностью исключить возможность горения или повреждения огнем горючих материалов и объектов, построенных с их использованием.

Проведем краткий анализ причин загорания. Для отвода избыточности от ЭВМ служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Однако они представляют дополнительную пожарную опасность, так как обеспечивают подачу кислорода-окислителя, а при возникновении пожара быстро распространяют огонь и продукты горения по всем помещениям, с которыми связаны воздуховоды.

...