Разработка программного продукта "Хроника моего рода" для операционной среды Windows

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственный комитет РФ по высшему образованию

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Факультет МПиТК

Кафедра ИПОВС

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ НА ТЕМУ:

“Разработка программного продукта “Хроника моего рода” для операционной среды Windows ”

Модули ввода информации и визуализации генеалогического дерева

2002 г.

Содержание

Введение

1. Специальная часть. Разработка программного обеспечения «Хроника моего рода»

1.1 Техническое задание

1.2 Эскизный проект

1.2.1 Постановка задачи

1.2.1.1 Назначение системы

1.2.1.2 Общая структура системы

1.2.1.3 Требования к программному обеспечению комплекса

1.2.2 Обзор аналогичных программ, имеющихся на рынке

1.2.3 Выбор языка программирования

1.3 Технический проект

1.3.1 Общий алгоритм работы программы

1.3.2 Алгоритм ввода и хранения информации

1.3.3 Проектирование создания генеалогического дерева и способов работы с ним

1.3.3.1 Методика построения генеалогического дерева

1.3.3.2 Алгоритм отображения дерева

1.3.3.3 Алгоритм выделения отдельной ветви дерева

1.3.3.4 Алгоритм объединения деревьев

1.4 Рабочий проект

1.4.1 Общий вид программного продукта

1.4.2 Инсталляция программного комплекса

1.4.3 Защита программного продукта

1.4.4 Разработка программы

1.4.5 Тестирование надежности программного продукта

1.4.6 Зависимость размера файлов родословных и машинного времени построения генеалогического дерева от количества персон

Выводы

Введение

Генеалогия, как знание родства, появилась вместе с человеческим обществом и живет на всех этапах его развития. В современных зарубежных энциклопедических словарях статья "Генеалогия" начинается с библейского ветхозаветного раздела. Библия рассказывает о происхождении и родстве всех многочисленных народов. Расцвет генеалогии во многих странах Европы совпадает с развитием феодализма. Когда в обществе появляется собственность и обсуждаются права ее наследования, особенно важно знание степени родства. Издавна повелось: чтобы приумножить владения, лучше родниться с зажиточной семьей. Расслоение общества приводит к появлению замкнутых групп (сословий), каждая из которых имеет свои особые права, обязанности, привилегии. Такая обособленность заставляет фиксировать степень родства внутри каждой семьи и между различными семьями. В Англии и Франции в XVI веке создаются государственные должности, отвечавшие за правильность составления родословий.

В России родословные росписи появляются в конце XV века. Образование единого Русского государства требует юридического закрепления отношений между родами правящего класса. В сороковые годы XVI века появляются первые родословные книги, составленные в Разрядном приказе, ведавшем назначениями на военную службу. При Петре I была создана Герольдмейстерская контора. Меняя названия, она просуществовала при Сенате до 1917 года. Именно здесь официально утверждалось происхождение семей, велись генеалогические документы, которые начинали высоко цениться в обществе.

В период после 1917 года и до распада СССР генеалогия была необходима в основном только в историческом аспекте. В настоящее время, в связи с развивающимися тенденциями расслоения общества, возрождается потребность отслеживания родственных связей. Новый мощный импульс и новые возможности развитию генеалогии дает появление компьютерных технологий. Создание электронных архивов в ближайшем будущем обеспечит быстрый поиск необходимой информации в разных регионах страны и мира и в разных временных эпохах. Возможность оперативного использования значительных объемов информации из разных источников в ближайшем будущем позволит использовать генеалогию для решения новых задач:

- в истории она выйдет на новый уровень и станет одним из инструментов систематизации исторических знаний;

- в медицине она будет одним из инструментов прогнозирования и профилактики наследственных болезней, а , может быть, и прогнозирования возможностей человека по его родословной.

Но уже сейчас широкое распространение компьютеров в частном пользовании позволяет поставить в практическую плоскость вопрос о создании компьютеризованных семейных архивов, семейных хроник, построения генеалогического дерева рода и пр. Генеалогия веками вырабатывала нормы формы представления сведений о родстве в виде различных таблиц, деревьев, росписей, досье, карточек. Устанавливались четкие правила заполнения этих документов: графика, символика, нумерация и так далее. Благодаря унифицированной системе знаков, своеобразному языку генеалогии, независимо от того, где составлен генеалогический справочник, прочесть его могут практически везде.

В прошлом только знать имела возможность и испытывала необходимость в фиксации родственных связей. Сегодня генеалогией может заниматься каждый, кому интересна история семьи. Это занятие не только увлекательно, но и познавательно. Уже знакомство с семейными преданиями дает какую-то историческую канву: в этом событии участвовал мой отец, в том - дед, прадед воевал в Крымской войне, в семье есть именное оружие, награды за храбрость и т.д. Таким образом, прошлое семьи становится частичкой общей истории страны, и человек, составляющий дерево предков, осознает связь с историей. Знание прошлого семьи может оказаться полезным для определения происхождения семейных реликвий, для объяснения тайн семейных преданий.

Таким образом, в настоящее время стимулируется коммерческий спрос на программные комплексы, обеспечивающие поиск генеалогической информации, установление родственных связей, составление баз данных, визуализацию генеалогических деревьев и доступ к различного вида справкам.

В качестве начального шага в решении рассмотренной проблемы в МИЭТ разрабатывается программный продукт, обеспечивающий:

1) внесение информации о членах рода;

2) обработка файлов в формате GedCom, сохранение информации в файле формата GedCom;

3) определение степени родства;

4) вывод статистики по текущему дереву;

5) графическое представление генеалогического дерева и способы работы с ним;

6) разработка справочной системы к программе;

7) разработка защиты программы.

Задачей данного дипломного проекта является разработка первого и трех последних пунктов. Большая часть работ связана с разработкой программы составления и визуализации генеалогического дерева.

1. Специальная часть. Разработка программного обеспечения «Хроника моего рода»

1.1 Техническое задание

1.1.1 Назначение разработки

Разработка программного продукта предназначенного для создания пользователем, не являющимся специалистом в области ВТ и программирования, семейного архива и входящих в него документов, семейных хроник, построения генеалогического дерева своего рода. В частности, разработка графического отображения дерева для построения родословной и разработка справочной системы по работе с данным программным продуктом.

1.1.2 Технические требования

1.1.2.1 Требования к функциональным характеристикам

1.1.2.1.1 Состав выполняемых функций

Создаваемая система должна обеспечивать:

· внесение информации о членах рода.

· графическое представление генеалогического дерева.

· разработка справочной системы к программе.

· разработка защиты программы.

1.1.2.1.2 Организация входных и выходных данных

Исходные данные в систему поступают в виде видео, аудио и фото материалов; файлов в формате GEDCOM.

На начальном этапе есть массив записей, содержащий информацию о людях. Выходные данные получаются в виде нарисованного дерева в результате обработки входных данных.

1.1.2.2 Требования к надежности

Для обеспечения надежности должно выполняться максимальное использование выверенных справочных данных, представленных в электронном виде и своевременная фиксация изменений.

1.1.2.3 Условия эксплуатации и требования к составу и параметрам технических средств

Требуется следующее аппаратное и программное обеспечение: Intel Pentium 200 MHz (и выше), 32 MB RAM, жесткий диск - 2 ГБ, мышь, ОС Windows 95/98/NT.

1.1.2.4 Требования к информационной и программной совместимости

Система должна быть совместима с основными программными продуктами Microsoft, которые могут быть использованы при решении поставленной задачи.

1.1.2.5 Требования к транспортировке и хранению

Программный продукт может храниться на жестком диске компьютера или CD-диске, транспортировка программы осуществляется с помощью CD-диска.

1.1.3 Технико-экономические показатели

Эффективность системы определяется:

- наиболее наглядным представлением генеалогического дерева;

- возможностью объединения различных деревьев;

- способностью выделения одной ветви дерева.

1.1.4 Стадии и этапы разработки

В течение сентября - декабря 2001 г. были проведены следующие работы:

- обзор программных продуктов, представленных на рынке;

- разработка алгоритмов рисования дерева и разных способов работы с ним;

- разработка программного модуля визуализации генеалогического дерева;

- разработка программных модулей, предназначенных для работы с деревом;

- стыковка и отладка модулей.

В течение января - мая 2002 г. проведены следующие работы:

- доработка программных модулей программы;

- разработка программного модуля объединения двух деревьев;

- разработка справочной системы ко всему программному продукту;

- трансляция, компоновка и отладка модулей программы;

- комплексная отладка;

- разработка документации к дипломному проекту;

- составление и защита отчета по преддипломной практике.

1.2 Эскизный проект

1.2.1 Постановка задачи

1.2.1.1 Назначение системы

Сейчас широкое распространение компьютеров в частном пользовании позволяет говорить о создании компьютеризованных семейных архивов, семейных хроник, построения генеалогических деревьев. Все это будет иметь неоспоримую пользу и ценность как для отдельно взятых семей, так и для всего общества в целом. Создание электронных архивов в ближайшем будущем обеспечит быстрый поиск необходимой информации в разных регионах страны и мира и в разных временных эпохах. Создание такого плана программ позволит наряду с традиционной задачей построения семейных архивов решать новые задачи:

- в истории может стать одним из инструментов систематизации экономических знаний;

- в медицине - инструментом прогнозирования и профилактики наследственных болезней.

Программы представления генеалогических деревьев широко представлены на рынке. Многие из этих программ можно найти в сети Internet. Эти программы обладают различным набором функций, среди них русскоязычные и простые в применении практически отсутствуют. В связи с этим является актуальной задача разработки программных комплексов, обеспечивающих создание и отображение компьютеризованных семейных архивов в русскоязычной среде.

1.2.1.2 Общая структура системы

Общая структура программного комплекса отображает связь программы с:

1. пользователем - он вводит различного вида информацию о членах рода, часть этой информации заносится в массив данных, часть хранится в текстовых файлах, аудио- видео- файлах;

2. другими программами:

a. текстовыми редакторами, в которых можно редактировать текстовую информацию о персонах;

b. медиа проигрывателями, в которых можно просматривать медиа файлы;

c. другими генеалогическими программами, поддерживающими формат GedCom, в которых можно открывать файлы GedCom.

3. другими пользователями посредством Internet. Пользователь может обмениваться информацией с другими пользователями, а также, посредством данной программы, просматривать домашние странички, адреса которых могут содержаться в базе данных конкретного генеалогического дерева (рис. 1.2.1.2).

В общей структуре системы отражены внешние связи программы с другими программами и другими пользователями. В данном дипломном проекте реализуется часть от поставленных выше задач. Остальные задачи реализованы и рассмотрены в первой части дипломного проекта [6]. Осуществляется связь с пользователем, т. е. заносится вводимая пользователем информация в типизированный файл данных с расширением .tre. В таких файлах хранится основная, сжатая информация о членах рода (ФИО, дата и место рождения, указатель на супруга, родителей, детей). Дополнительную информацию (описать достижения некой персоны в жизни, интересные моменты его жизни) можно разместить в текстовом файле. Фотографии, аудио и видео записи размещаются в соответствующих медиа файлах.

В дополнении к этому данный дипломный проект реализует внутренние задачи, которые не отражены на схеме рис. 1.2.1.2. Основная часть работ связана с наглядным представлением вводимой информации по родословным, то есть выводом на экран монитора генеалогического дерева. Информация из файла должна быть сформирована в массив записей, после чего, работая с этим массивом, осуществляется алгоритм рисования дерева. Другие задачи заключаются в способах работы с генеалогическим деревом. Это возможность изменения размеров дерева, просмотр его в нормальном размере и в уменьшенном (все дерево умещается во весь экран); возможность работы с отдельным элементом-человеком - выявление его потомков и выделения их на генеалогическом дереве другим цветом; возможность объединения деревьев, если в объединяемых родословных есть одинаковые персоны.

Любому пользователю, впервые работающему с программой, необходима помощь в ее освоении. Для этих целей в рамках дипломного проекта разработана справочная система помощи, где четко расписано руководство пользователю в том или ином случае.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Так как сейчас стоят проблемы, связанные с незаконным копированием и тиражированием программных продуктов в данном проекте уделено внимание защите программы от несанкционированного копирования. Связь программы с другими генеалогическими программами и другими пользователями реализовывалась в первой части проекта [6].

1.2.1.3 Требования к программному обеспечению комплекса

Программное обеспечение (ПО) комплекса «Хроника моего рода» должно:

1. Обладать простотой в работе и быть доступным для эксплуатации в домашних условиях неспециалистом в области вычислительной техники и программирования. В частности, недопустимо, чтобы на экране в меню и окнах отображались специальные термины (файл, каталог, формат, регистр и т.д.).

2. Надежность ПО должна быть не ниже надежности технических средств, на которых она будет эксплуатироваться.

3. ПО и создаваемая с его помощью база данных (БД) должны стационарно храниться на компакт-диске (компакт-дисках), а в процессе эксплуатации - на жестком диске компьютера и в оперативной памяти.

4. ПО должно отображать следующие экранные формы:

4.1. Экранная форма для задания пользователю вопросов и получения ответов;

4.2. Экранная форма для отображения генеалогического дерева рода;

4.3. Экранная форма для отображения информации по конкретным узлам генеалогического дерева;

4.4. Экранная форма для ответов на вопросы пользователя.

5. Дизайн экранных форм должен иметь привлекательный и ненавязчивый вид;

6. Система меню и окон должна быть понятна пользователю, как правило, без обращения к "Помощи";

7. Текст "Помощи" должен быть понятен любому пользователю;

8. БД должна создаваться на основе минимально возможного количества вопросов системы к пользователю.

1.2.1.4 Требования к составным частям программного комплекса

В связи с тем, что в задачу дипломного проекта входит разработка составных частей системы, ниже приведены требования к той части программного продукта, которая разрабатывалась и создавалась в рамках данного дипломного проекта.

1. Основные требования к экранной форме "Генеалогическое дерево":

1.1. Размер дерева не должен ограничиваться границами экрана, и любой его узел, находящийся вне поля экрана должен быть визуализирован простым перемещением "мыши";

1.2. Должна быть предусмотрена масштабируемость размеров дерева, вплоть до размещения всего дерева в поле экрана (минимальный масштаб);

1.3. Желательно, чтобы дерево было позиционировано по уровням (поколениям рода);

1.4. Каждый узел дерева должен представлять конкретного человека из рода, а линии, соединяющие смежные по уровням узлы - прямые родственные связи;

1.5. Подвод указателя "мыши" к узлу должен сопровождаться появлением всплывающего окна с указанием ФИО конкретного человека;

1.6. Щелчок "мыши" на выбранном узле должен приводить к появлению экранной формы с информацией о выбранном человеке;

1.7. По требованию пользователя другим цветом должна выделяться отдельная ветвь семьи;

1.8. По требованию пользователя предусмотреть возможность объединения двух деревьев;

2. Основные требования к экранной форме «Ввод информации»:

2.1. В окне этой формы должны быть заданы вопросы: ФИО вводимого лица; пол; дата и место рождения; кто отец, мать, супруг(а), дети.

2.2. Ответы должны размещаться в окнах с подвижным курсором и помеченных словами - фамилия, имя, отчество, отец, мать, супруг, дети.

2.3. Должны быть предусмотрены простые и понятные пользователю средства исправления введенных ответов, как в процессе ввода, так и позже, после создания дерева.

2.4. Предусмотреть простой и удобный текстовый редактор для занесения фактов биографии и создания текстовых файлов.

2.5. Предусмотреть возможность внесения фотографий, отсканированных изображений, других фотоматериалов, аудио-, видеоматериалов.

2.6. Возможность на любом этапе занесения информации просмотреть дерево.

3. Основные требования к экранной форме «Справка»:

3.1. Удобный интерфейс справки;

3.2. Текст справки должен быть простым для понимания и наиболее содержательным.

4. Основные требования к защите программного продукта:

4.1. Перед началом работы с программой, программа должна быть установлена на компьютере;

4.2. Предусмотреть защиту программы при/без правового копировании .exe файла.

Все представленные выше требования выполнимы, так как не имеют каких-либо технических или программных ограничений.

1.2.2 Обзор аналогичных программных продуктов, имеющихся на рынке

Программа, описывающая хронику чьего-либо рода, проще говоря, составление генеалогического рода семьи. Есть ли потребность в написании такой программы, и какие аналогичные программы уже существуют?

Для составления родословной существует специальное программное обеспечение, как профессиональное, так и "любительское".

В сети Internet много программ, с помощью которых можно создавать свои генеалогические деревья. Многие из них можно посмотреть бесплатно, но в основном эти программы распространяются за плату. Вот некоторые программы представленные в сети Internet. Ссылки на рассмотренные ниже программы можно найти в [3].

Начнем с «построителя деревьев», как с самой элементарной из этих программ:

«Построитель деревьев»:

1.Программа позволяет только формировать визуальную зависимость между людьми и не предоставляет никакой информации, кроме ФИО человека и визуального представления родственных связей.

2.Программа не позволяет хранить никакую дополнительную информацию.

3.Интерфейс программы очень простой.

4.Программа полностью русскоязычная.

Программа Ages:

1.Программа позволяет хранить довольно много информации о людях:

ФИО

Основные даты жизни

Некоторые записки и факты

Аудио записи

2.Возможен просмотр связей между членами семьи.

3.Не предоставляется информация о названиях родственных связей (нельзя узнать, кто кому кем приходится).

5.Программа не русскоязычная, поэтому очень сложно разобраться во всех формах этой программы, особенно простому пользователю.

Программа Fzip:

1. Программа позволяет хранить информацию:

- ФИО

- Основные даты жизни

- Адрес и телефон

- Некоторые заметки

2. Программа выводит много видов отчетов для печати, но ни один из них не является достаточно наглядным.

3. Интерфейс программы не очень сложен, так как все операции можно совершить с помощью меню, а панели инструментов не загружают экран.

4. Программа не русскоязычная, но поддерживает кириллицу, что можно видеть на рисунках.

5. Работа с файлами в формате GedCom - в полном объёме (импорт и экспорт).

Программа Brother's Keeper:

Эта программа довольно распространенная, если судить по отзывам на сайтах сети Internet. Она ценится за удобство работы с отчетами и выводом на печать деревьев, это не отражается на наглядности отчетов. Достаточно неудобным является выбор персон для вывода отчетов - предлагается вводить номер персоны или имя, что очень усложняет поиск персон.

1. Программа позволяет хранить информацию:

- ФИО

- основные даты жизни

- фотографии

- некоторые заметки

2. Связи между персонами можно просматривать с помощью различных отчетов, однако отчеты очень похожи на отчеты программы FZip.

3. Программа имеет достаточно понятный интерфейс, однако он немного перегружен.

4. Программа поддерживает кириллицу, однако не поддерживает русский язык как язык интерфейса.

5. Работа с форматом GedCom осуществляется в полном размере.

Программа позволяет определять степень родственных отношений для двух персон.

Программа FamTree:

1. Программа позволяет хранить достаточно много информации:

- ФИО

- основные даты жизни

- фотографии

- некоторые заметки

2. Можно просматривать связи между людьми с помощью специальной формы, в которой сразу видно степень родственных отношений персоны и её родственников (см. рисунок 1.2.2.). Отчеты о родственных связях в общепринятом виде очень сложны для восприятия и растянуты на несколько экранов.

3. Интерфейс программы не очень сложен, действия над персонами можно выполнять с помощью главного меню, всплывающего меню и панели инструментов.

4. Программа не русскоязычная (но поддерживает кириллицу, не в полном объеме).

5. Программа работает с файлами в формате GedCom в полном объёме.

Рис. 1.2.2.1 Окно просмотра родственных связей персоны в программе FamTree.

Программа GenoPro:

1. Программа позволяет хранить достаточно много информации:

- ФИО

- основные даты жизни

- фотографии

- некоторые заметки

2. Можно просматривать связи между людьми (дерево) в общепринятом виде (рис. 1.2.2.2).

3. Программа имеет достаточно сложный интерфейс из-за того, что у нее очень насыщенная панель инструментов.

4. Программа не русскоязычная (но поддерживает кириллицу в полном объёме).

5. Программа позволяет просматривать файлы в формате GEDCOM, но сохраняет информацию только в собственном формате.

Рис. 1.2.2.1 Главное окно программы GenoPro.

Часть дипломной работы заключается именно в отображении самого дерева. В GenoPro дерево наиболее похоже на общепринятый вид, о котором написано ниже. Но здесь дерево не рисуется автоматически. Пользователь должен сам его рисовать на экране при помощи специальных клавиш.

1.2.3 Выбор языка программирования

В качестве операционной среды, в которой реализовывался данный программный продукт, была выбрана среда Windows'98/2000/NT. Вот в чем преимущество данных систем:

· Распространенность этих ОС, в связи с чем получается охват большого числа возможных пользователей;

· Возможность работы с большими массивами данных;

· Удобство графического интерфейса дает возможность при минимизации затрат на его реализацию максимизировать удобство работы пользователя с программой. Интерфейс интуитивно понятен и стандартизован, соответственно пользователь не потратит много времени на освоение программы и в дальнейшем количество возможных ошибок в его действиях будет минимизировано.

В качестве среды программирования была выбрана среда Borland Delphi 5.

Delphi 5 это мощное средство создания приложений для Windows при помощи языка Object Pascal..

Данный язык - комбинация нескольких важнейших технологий:

· Высокопроизводительный компилятор в машинный код;

· Объектно-ориентированная модель компонент;

· Визуальное (а, следовательно, и скоростное) построение приложений из программных прототипов;

· Простота и надежность создания и отладки программы;

· Использование всех преимуществ операционных систем Windows'95 и Windows NT, включая, многозадачность, удобный интерфейс и прочее;

· Использование обработки исключений (exceptions), что позволяет повысить надежность работы программного продукта;

· Наличие и доступность большого количества компонент, реализующих многие стандартные функции.

Вот некоторые особенности языка Delphi, его компилятора, попробуем выявить его преимущества и недостатки по сравнению с другими языками программирования. генеалогический дерево программирование

Преимущества языка Borland Delphi 5:

- Быстрый компилятор: 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, его скорость компиляции составляет свыше 120 тысяч строк в минуту на компьютере 486DX33. Он предлагает легкость разработки и быстрое время проверки готового программного блока, характерного для языков четвертого поколения (4GL) и в то же время обеспечивает качество кода, характерного для компилятора 3GL. Кроме того, Delphi обеспечивает быструю разработку без необходимости писать вставки на Си или ручного написания кода (хотя это возможно). В процессе построения приложения разработчик выбирает из палитры компонент готовые компоненты. 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 мало чем отличается от проектирования в интерпретирующей среде, однако после выполнения компиляции мы получаем код, который исполняется в 10-20 раз быстрее, чем то же самое, сделанное при помощи интерпретатора. Кроме того, компилятор компилятору рознь, в Delphi компиляция производится непосредственно в машинный код, в то время как существуют компиляторы, превращающие программу в так называемый р-код, который затем интерпретируется виртуальной р-машиной. Это не может не сказаться на фактическом быстродействии готового приложения.

- Объектно-ориентированная модель программных компонент позволяет разработчикам строить приложения весьма быстро из заранее подготовленных объектов, а также дает им возможность создавать свои собственные объекты для среды Delphi. Никаких ограничений по типам объектов, которые могут создавать разработчики, не существует. Действительно, все в Delphi написано на нем же, поэтому разработчики имеют доступ к тем же объектам и инструментам, которые использовались для создания среды разработки. В результате нет никакой разницы между объектами, поставляемыми Borland или третьими фирмами, и объектами, которые вы можете создать.

- Возможность дополнения свободно распространяемых компонент в стандартную поставку. В Delphi входят основные объекты, которые образуют удачно подобранную иерархию из 270 базовых классов. Но если возникнет необходимость в решении какой-то специфической проблемы на Delphi, можно просмотреть список свободно распространяемых или коммерческих компонент, разработанных третьими фирмами, количество этих фирм в настоящее время превышает число 250.

- Простая разработка интерфейса. Традиционно в среде Windows было достаточно сложно реализовывать пользовательский интерфейс. Событийная модель в Windows всегда была сложна для понимания и отладки. Но именно разработка интерфейса в Delphi является самой простой задачей для программиста.

Многие программисты, до Delphi программировавшие на других языках, утверждают, что на Delphi скорость изготовления сложного проекта выше раз в 10. Среда Delphi включает в себя полный набор визуальных инструментов для скоростной разработки приложений (RAD - rapid application development), поддерживающей разработку пользовательского интерфейса и подключение к корпоративным базам данных. VCL - библиотека визуальных компонент, включает в себя стандартные объекты построения пользовательского интерфейса, объекты управления данными, графические объекты, объекты мультимедиа, диалоги и объекты управления файлами, управление DDE и OLE. Единственное, что можно отметить как недостаток Delphi, это то, что готовых компонент, поставляемых Borland, могло бы быть и больше. Однако, разработки других фирм, а также свободно распространяемые программистами freeware-компоненты уже восполнили этот недостаток. Похожие функции были Visual Basic. Соответствующий стандарт компонент назывался VBX. И этот стандарт так же поддерживается в Delphi. Однако, визуальные компоненты в Delphi обладают большей гибкостью. Вспомним, в чем была проблема в VB. Прикладной программист программировал, вообще говоря, в среде языка Бэйсик. А компоненты в стандарте VBX готовили ему его коллеги-профессионалы на C++. VBX приходили, "как есть", и ни исправить, ни добавить ничего было нельзя, А для изготовления VBX надо было осваивать язык C++. В Delphi визуальные компоненты пишутся на объектном Паскале, на том же Паскале, на котором пишется алгоритмическая часть приложения. И визуальные компоненты Delphi получаются открытыми для надстройки и переписывания. В этом заключается существенное отличие Delphi от других языков.

Delphi обладает широким набором возможностей, начиная от проектировщика форм и кончая поддержкой всех форматов популярных баз данных. Среда устраняет необходимость программировать такие компоненты Windows общего назначения, как метки, пиктограммы и даже диалоговые панели. Работая в Windows, вы неоднократно видели одинаковые «объекты» во многих разнообразных приложениях. Диалоговые панели (например, Choose File и Save File) являются примерами многократно используемых компонентов, встроенных непосредственно в Delphi, который позволяет приспособить эти компоненты к имеющийся задаче, чтобы они работали именно так, как требуется создаваемому приложению. Также здесь имеются предварительно определенные визуальные и не визуальные объекты, включая кнопки, объекты с данными, меню и уже построенные диалоговые панели. С помощью этих объектов можно, например, обеспечить ввод данных просто несколькими нажатиями кнопок мыши, не прибегая к программированию. Это наглядная реализация применений CASE-технологий в современном программировании приложений. Та часть, которая непосредственно связана с программированием интерфейса пользователя системой, получила название визуальное программирование.

Выгоды от проектирования программного продукта в среде Windows с помощью Delphi:

- Устраняется необходимость в повторном вводе данных;

- Обеспечивается согласованность проекта и его реализации;

- Увеличивается производительность разработки и переносимость программ.

Визуальное программирование как бы добавляет новое измерение при создании приложений, давая возможность изображать эти объекты на экране монитора до выполнения самой программы. Без визуального программирования процесс отображения требует написания фрагмента кода, создающего и настраивающего объект «по месту». Увидеть закодированные объекты было возможно только в ходе исполнения программы. При таком подходе достижение того, чтобы объекты выглядели и вели себя заданным образом, становится утомительным процессом, который требует неоднократных исправлений программного кода с последующей прогонкой программы и наблюдения за тем, что в итоге получилось.

Благодаря средствам визуальной разработки можно работать с объектами, держа их перед глазами и получая результаты практически сразу. Способность видеть объекты такими, какими они появляются в ходе исполнения программы, снимает необходимость проведения множества операций вручную, что характерно для работы в среде не обладающей визуальными средствами -- вне зависимости от того, является она объектно-ориентированной или нет. После того, как объект помещен в форму среды визуального программирования, все его атрибуты сразу отображаются в виде кода, который соответствует объекту как единице, исполняемой в ходе работы программы.

Размещение объектов в Delphi связано с более тесными отношениями между объектами и реальным программным кодом. Объекты помещаются в форму, при этом код, отвечающий объектам, автоматически записывается в исходный файл. Этот код компилируется, обеспечивая существенно более высокую производительность, чем визуальная среда, которая интерпретирует информацию лишь в ходе исполнения программы.

MS-Windows предоставляет пользователям оболочку графического интерфейса (GUI), которая обеспечивает стандартную среду пользователя и программиста. (GUI) предлагает более сложное и дружелюбное окружение пользователя, чем командно-управляемый интерфейс DOS. Работа в Windows основана на интуитивно понятных принципах. Легко переключиться с задачи на задачу и осуществлять обмен информацией между ними. Однако разработчики приложений традиционно сталкиваются с трудностями программирования, поскольку организация среды Windows является чрезвычайно сложной.

Delphi - язык и среда программирования, относящаяся к классу RAD- (Rapid Application Development - «Средство быстрой разработки приложений») средств CASE -технологии. Delphi сделала разработку мощных приложений Windows быстрым процессом. Приложения Windows, для создания которых требовалось большое количество человеческих усилий например в C++, теперь могут быть написаны одним человеком, использующим Delphi.

1.3 Технический проект

1.3.1 Общий алгоритм работы программы

Проектируемый программный комплекс включает в себя несколько алгоритмов, часть из которых разрабатывались в первой части проекта [6] и, поэтому не рассматриваются в рамках данного дипломного проекта. Все алгоритмы взаимосвязаны друг с другом. Общий алгоритм работы программы представлен на рис. 1.3.1.

Общий алгоритм программы организует работу с родословными, в общем, не вдаваясь в подробности внутренней работы с ними.

В начале осуществляется выбор режима с родословной. Если выбрана работа с существующей родословной, то появляется окно «Открытие файла родословной». В нем нужно найти, выбрать и открыть файл с расширением .tre (файлы, создаваемые данной программой) или .ged (файлы формата GedCom). Алгоритм работы с форматом GedCom (экспорт и импорт файлов) создавался другим разработчиком [6]. Если выбран или создан файл формата .ged, то для дальнейшей работы с программой он преобразуется в формат .tre. Затем осуществляется просмотр генеалогического дерева. Если выбран режим открытия новой родословной, то появляется окно с предложением ввести фамилию родословной, после чего в окне «Ввод информации» заносится информация о членах родословной. Алгоритм ввода информации разрабатывался в рамках этого дипломного проекта, поэтому более подробное его описание приведено ниже. После этого можно смотреть генеалогическое дерево. Алгоритм просмотра дерева также рассматривается в дипломном проекте. Находясь в режиме просмотра дерева можно выбирать порядок дальнейших действий. Это может быть вывод статистики по текущему дереву [6], определение родства персон родословной [6], объединение деревьев, выделение на дереве потомков выбранной персоны, работа с другим деревом [6] и др. Алгоритмы объединения и выделения отдельной ветви дерева будут рассмотрены более подробно. Из этих режимов работы можно либо вернуться к просмотру родословной, либо завершить работу с программой.

Рис. 1.3.1. Общий алгоритм программы

1.3.2 Алгоритм ввода и хранения информации

Результатом алгоритма ввода информации является форма «Ввод информации». В этой форме происходит ввод информации о персонах. На форме пять закладок. На первой из них должна быть занесена основная информация (ФИО, место и дата рождения, кто супруг, родители, дети). Вторая закладка оформляется в виде текстового документа, куда заносятся дополнительные сведения о человеке. Остальные закладки это фотоальбом, видео и аудио архивы. Эта же форма появляется и при вызове информации о конкретном человеке. Поэтому в этом разделе рассматривается не только алгоритм ввода информации, но и алгоритм вызова информации по конкретному узлу дерева.

Алгоритм ввода информации (как видно из общего алгоритма программы рис. 1.3.1) вызывается при создании новой родословной, дополнении персон в существующую родословную.

Алгоритм ввода информации показан на рис. 1.3.2.1. На начальном этапе идет ввод или замена информации. Информация заносится в типизированный файл с расширением *.tre. Далее можно вводить факты биографии или игнорировать этот пункт. Введенные факты биографии сохраняются в текстовом файле. При дополнении фотоальбома, выбранные пользователем фотографии или рисунки, сохраняются в специальной папке foto. В алгоритме предусмотрено, что при добавлении фотографий, пользователь имеет возможность переименовать названия фотографий. Заполнение видео и аудио архива происходит аналогично заполнению фотоальбома. Как видно из схемы алгоритма, эти действия могут быть и пропущены. Далее выполняется проверка условий. Если происходит определение матери, то загружается форма «Выбор родственников». Выбирается нужный человек либо из предложенного списка, либо, если такового там нет, создается новый. Затем идет возврат к предыдущей форме. Если же мать рассматриваемой персоны не определяется, то идет проверка на определение отца. В случае положительного исхода данной проверки, осуществляется переход к форме «Выбор родственников» и проделываются описанные выше действия. Если определяется не отец, то делается проверка на определение детей. Положительная проверка - переход к форме «Выбор родственников», отрицательная - проверка на определение супруга. Положительная проверка на супруга приведет к переходу на форму «Выбор родственников», отрицательная - переход к сохранению информации в файле. Таким образом, после выполнения этого алгоритма появляется папка, название которой соответствует названию фамилии рода. В данной папке хранятся файлы в формате .tre, *.txt и папки foto, audio, video, где хранятся соответствующие файлы.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.3.2.1 Схема алгоритма ввода информации.

Алгоритм получения информации по конкретному узлу генеалогического дерева представлен на рис. 1.3.2.1. Сначала осуществляется проверка на то, вводится ли новая персона или нет. Если да, то загружается форма «Информация по конкретному узлу» (это

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.3.2.2 Схема алгоритма информация по конкретному узлу дерева.

та же форма, что и «Ввод информации») и потом вызывается алгоритм ввода информации, описанный выше. Если нет, то проверяется, вносятся ли изменения информации о персоне. При положительном исходе проверки загружается форма «Информация по конкретному узлу», при отрицательном - осуществляется проверка удаляется ли этот человек или нет. Если нет, то происходит выход из алгоритма, если персона должна быть удалена, то удаляются соответствующий элемент массива данных, элемент в файле данных и все связи данной персоны с другими людьми.

1.3.3 Проектирование создания дерева и способов работы с ним

1.3.3.1 Методика построения генеалогического дерева

Основная часть работ дипломного проекта связана с созданием и визуализацией генеалогического дерева. В результате введенной информации должно получится наглядное представление этой информации.

Существуют различные подходы к построению генеалогических деревьев. Это и использование формата GEDCOM, и использование обходов бинарных и n-нарных деревьев. В проекте использован следующий подход.

Для удобства рисования дерева создана следующая структура записей массива дерева. Структура записи представлена на рис. 1.3.3.1. Но на этом рисунке показаны только те поля записи, которые необходимы для визуализации генеалогического дерева. Полностью элемент массива дерева в виде записи выглядит так:

TPerson = record

Id: integer;

pol: string[3];

MotherId: integer;

FatherId: integer;

Fam: string[80];

Name: string[50];

PatronName: string[80];

Husbend: integer;

Sist_Broth: integer;

Children: integer;

pok: integer;

date_born: string[16];

place_born:string[80];

date_death:string[16];

place_death:string[80];

cause_death:string[20];

e_mail: string[50];

home_page: string[50];

another: string[50];

id_death:boolean;

xp, yp: integer;

end;

Необходимо пояснить, что информация о людях, необходимая для осуществления визуализации генеалогического дерева, хранится в одномерном массиве PersonAr. Одному элементу этого массива соответствует запись.

Двадцать одно поле записи дает кратко наиболее полную информацию о персоне. В программе вся эта информация отражается в форме fmMainInfo. Для осуществления визуализации дерева необходима только часть этих полей записи. Поэтому на рис. 3.4 приведен не полный объем записи элемента массива.

Первое поле записи - идентификационный номер человека, Id. Следующие поля - идентификационные номера отца и матери, MotherId и FatherId. Получается, всегда есть ссылка на родителей человека. Значит, есть вся необходимая информация для того, чтобы восстановить вверх нисходящее генеалогическое дерево. Поле Husbend - идентификационный номер супруга. По нему узнаем информацию о людях, находящихся слева и справа в дереве от рассматриваемого человека с номером Id. Теперь рассмотрю поля Sist_Broth и Children. Благодаря последним идентификационным номерам есть ссылки на сестру/брата и на детей. Следовательно, можно восстановить нижнюю часть генеалогического дерева. Есть некоторая особенность у полей Sist_Broth и Children: если у человека есть несколько сестер/братьев, то человек с идентификационным номером Sist_Broth в своем поле Sist_Broth хранит ссылку на следующего сестру/брата. Так будет продолжаться до тех пор, пока не найдутся все сестры/братья, т.е. у последнего человека поле Sist_Broth будет равно нулю, ссылки ни на кого больше не будет.

Таким образом, с помощью такой созданной структуры записи элементов массива хранится вся необходимая информация для визуального представления дерева. Эти поля записи используются для осуществления алгоритмов рисования дерева и работы с ним.

Id	MotherId	FatherId	Husbend	Sist_Broth	Children

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.3.3.1 Структура записи элемента массива

1.3.3.2 Алгоритм отображения дерева

Вначале приведены общепринятые принципы построения деревьев (рис. 1.3.3.2.1). При построении генеалогического дерева сейчас придерживаются некоторых стандартных простых условных обозначений и правил.

1. Мужчины всегда изображаются в виде квадратов, женщины - в виде окружностей.

2. Графически изображаемые связи между членами родословной бывают только трех видов: "мужья-жены", "дети-родители" и "братья-сестры".

3. Ваши супруги, братья и сестры (в т.ч. двоюродные и троюродные) всегда изображаются на одном горизонтальном уровне с Вами (т.е. в одном поколении). Разница в возрасте не играет никакой роли.

4. Ваши дети изображаются на горизонтальном уровне ниже Вашего, а Ваши родители - на горизонтальном уровне выше Вашего. То же самое относится к детям и родителям всех Ваших братьев и сестер.

5. Все поколения нумеруются сверху вниз римскими цифрами, а все индивидуумы в каждом поколении - слева направо арабскими цифрами. Это позволяет обозначить каждого человека личным идентификационным номером (например - III:15, что означает 15-й индивидуум в третьем поколении).

Родословное древо выглядит красиво и наглядно, но оно не может дать подробную информацию об упоминаемых в нем личностях.

Рис. 1.3.3.2.1 Общепринятый принцип построения деревьев

В общем алгоритме программы рис.1.3.1 этот этап записан как просмотр дерева. На рис. 1.3.3.2.2 графически показан алгоритм, использованный для визуализации дерева. В программе данные алгоритмы реализованы в модуле Pr1.pas. Главный алгоритм состоит из двух процедур CreateMas и DrawTree, включающих в себя еще процедуры.

Рис. 1.3.3.2.2 Общий алгоритм рисования дерева

На рисунках 1.3.3.2.3 и 1.3.3.2.4 алгоритмы процедур CreateMas и DrawTree представлены подробнее.

CreateMas формирует массив pArPok, который будет удобен для осуществления визуализации генеалогического дерева. На том этапе, когда пришел этап рисования дерева, данные находятся в одномерном массиве записей PersonAr. Данные поступают в массив из файла *.tre. На месте * обычно записывается фамилия родословной. Процедура CreateMas включает в себя еще процедуры: CreateArpok, SortArpok, FormXY, SizePanel.

- CreateArpok: создаем двумерный массив pArPok из массива PersonAr таким образом, чтобы на каждой строке массива находились люди одного поколения. Причем первой строчке массива соответствует самое старшее поколение людей, последней -самое младшее.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.3.3.2.3 Схемы алгоритма процедуры Рис. 1.3.3.2.4 Схема алгоритма процедуры создания двумерного рисования дерева (DrawTree).

массива (CreateMas).

- SortArpok: проводим сортировку массива pArPok так, чтобы в каждой строке массива записи, соответствующие мужу и жене, находились рядом. Это будет в дальнейшем удобно для рисования самих узлов, отображающих этих людей и связей между ними.

- FormXY: формируются координаты каждого узла-человека. В каждой записи есть поля xp и yp. До этого момента этим координатам присвоены нули. Затем эти поля записи равны тем координатам экрана, на местах которых будут находится узлы дерева - кружочки или квадратики.

- SizePanel: рассчитываются получившиеся размеры рисунка дерева.

После выполнения этих процедур корректируются координаты узлов дерева в соответствии с размерами рисунка дерева и экрана. Массив сформирован должным образом. Далее алгоритм переходит к процедуре DrawTree.

Процедура DrawTree осуществляет непосредственно рисование самого дерева. Сначала рисуются узлы дерева. Если персона женского пола, то рисуется розовый кружочек, мужского пола - голубой квадратик. Далее прорисовываются горизонтальные линии-связи, соединяющие мужа и жену, затем вертикальные линии-связи, соединяющие родителей и их детей. Рисование связи мама-папа, не находящихся в браке, но имеющих общих детей, отображается горизонтально пунктирной линией. Эта линия будет чуть ниже, чем линия, соединяющая мужа и жену. Это линия выполняется следующим блоком алгоритма. Далее выполняется линия-связь мама-ребенок или папа-ребенок, т.е. известен только один родитель. Если муж и жена находятся в разных поколениях, то эта связь - кривая линия. Более подробно все эти блоки рисования будут рассмотрены ниже - в рабочем проекте.

1.3.3.3 Алгоритм выделения отдельной ветви дерева

Задача этого алгоритма состоит в следующем. Пользователю предлагается полный список людей рассматриваемого им дерева. Из этого списка пользователь выбирает того человека, потомков которого он хочет увидеть. Потомки и линии, связывающие их с выбранным человеком, выделяются более ярким цветом.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Pис.1.3.3.3 Схема алгоритма рекурсивной процедуры Potomok(Id, pos).

Данный алгоритм показан на рис. 1.3.3.3 и осуществляется модулем программы SelFam.pas и процедурой DrawBranch, находящейся в модуле Pr1.pas. В общем алгоритме программы переход к рассматриваемому алгоритму происходит после просмотра генеалогического дерева.

Суть работы алгоритма:

Выбираем из предложенного списка нужного человека и запоминаем его идентификационный номер Id. Присваиваем идентификатору Idbranch значение true. Этот идентификатор будет показывать, что надо рисовать выделенную ветвь при отображении дерева. Процедура Potomok(Id,pos) вызывается рекурсивно, ее цель сформировать массив Mas, в котором будут находиться только те, кто является потомком выбранного человека. На первое место массива Mas заносится тот самый выбранный человек. В качестве входных параметров в процедуре Potomok(Id,pos) номер Id - тот, чьих потомков ищем, Pos - индекс в массиве Mas - место, куда записывается очередной найденный потомок.

Если у человека нет детей и сестер/братьев, то выходим из алгоритма.

Если есть сестры/братья, то проверяем одни ли у них родители. Родители одни - записываем найденного человека в массив Mas. После этого вызываем рекурсивно процедуру Potomok(Id,pos) уже для найденного человека. Так будет продолжаться, пока у найденных сестер/братьев будут находиться дети или их сестры /братья. Если таковых нет, то в массив заносится ребенок выбранного нами человека и вызывается процедура уже для него. Таким образом, в массиве Mas окажутся все потомки выбранного пользователем человека. Можно рисовать. Но в рисовании есть тоже некоторые особенности, которые выполняет процедура DrawBranch.

Процедура DrawBranch вызывается при рисовании дерева, если идентификатор Idbranch равен true. В этой процедуре почти так же, как и в DrawTree учитываются все особенности линий-связей. Все элементы массива Mas рисуются цветом, отличным от цвета всего дерева.

Так как в рассмотренном алгоритме основную функцию выполняет рекурсивно вызываемая процедура Potomok(Id,pos), то на рисунке 3.9 приведена схема алгоритма этой процедуры.

...