1.1.1 Постановка задачи

Работа любого предприятия, занимающегося разработкой электронной аппаратуры, связана с использованием большого количества отечественных и импортных электро- и радиоизделий (ЭРИ). Ни одно предприятие такого рода не может обойтись без отдела технической документации. Специфика работы данного отдела заключается в подготовке и учете технической и программной документации, как на разрабатываемые блоки аппаратуры, так и на примененные изделия.

Так как при разработке отечественной аппаратуры специального назначения применение импортных изделий ограничено, инженеру необходимо иметь исчерпывающую информацию о разрешенных к применению импортных ЭРИ и полную документацию об уже использованных изделиях.

В основном используются документы двух типов - бумажные и электронные. Бумажные документы порождают электронные (например, сканирование документа) и наоборот, электронные документы порождают бумажные (например, процесс печати документа).

С течением времени количество документов растет, нужный документ трудно найти, а ненужный всегда под руками. Бумажные документы зачастую теряются, а поиск в электронном архиве нужной информации занимает немало времени. Поэтому для быстрого поиска документа необходимо иметь централизованное информационное хранилище и программное обеспечение для доступа к нему.

Труд любого сотрудника можно разделить на две основные составляющие - производительную и обеспечивающую. В зависимости от категории работника и вида деятельности соотношение этих видов деятельности разное, но можно заметить, что при любом раскладе доля обеспечивающей деятельности остается немалой. Операции с бумажными и электронными документами относятся, естественно, к обеспечивающей деятельности и, следовательно, при сокращении времени на эти операции высвобождается время для производительного труда.

Вышеприведенные факты диктуют необходимость использования информационно-поисковой системы, имеющей централизованное хранилище данных, для сбора и быстрого поиска сведений об импортных ЭРИ и электронной аппаратуре.

Одной из организаций, разрабатывающих электронную аппаратуру специального назначения, является НИИ ВС и СУ. За период деятельности НИИ ВС и СУ его работниками был накоплен большой опыт в области разработки и применения отечественных и импортных изделий радиоэлектронной аппаратуры, а также архив технической и программной документации. Для оперативного доступа к имеющейся информации возникла необходимость создания централизованной библиотеки информационных материалов об используемых ЭРИ и области их возможного применения. Кроме того, крайне важно иметь возможность вести учет покупных изделий и знать о наличии ЭРИ в отделе материально-технического снабжения НИИ ВС и СУ. К тому же необходима автоматизация процесса обновления описаний используемых изделий.

Именно эти проблемы должна решать информационно-поисковая система (ИПС) «Разработка и макетирование».

1.1.2 Информационные потребности пользователя

В результате анализа указанных выше проблем были выявлены основные требования, предъявляемые пользователем к системе:

- вход в систему должен быть разрешен всем пользователям, прошедшим аутентификацию в домене локальной сети НИИ ВС и СУ;

- информация об узлах, блоках и изделиях должна накапливаться в каталогах сервера \\Std локальной сети НИИ ВС и СУ и специальной базе данных - быстрый поиск обеспечивается благодаря наличию в ней сведений о связях между информационными материалами, документацией и т.п.;

- должны обеспечиваться ввод, изменение и удаление информации в базе данных и каталогах сервера \\Std;

- должен быть реализован автоматизированный ввод в БД информации об имеющихся в настоящее время документах и их местонахождении из Excel-таблиц и каталогов сервера \\Std;

- должен обеспечиваться просмотр связанных таблиц с информацией об изделиях и элементах с сортировкой по определенным столбцам, поиск информации по реквизитам изделий и элементов и просмотр файлов с документацией (.doc), описаниями импортных ЭРИ (.pdf), электрическими схемами (.lib);

- должно осуществляться автоматизированное формирование ведомостей покупных изделий;

- должен осуществляться мониторинг использования ИПС (кто с какими файлами работал, какие темы изучал и т.п.) с накоплением статистики и последующим анализом и отображением статистической информации об использовании ИПС;

- должен быть реализован автоматический поиск в Интернете и сравнение описаний импортных ЭРИ для замены новой редакцией описания;

- должна быть реализована возможность указания местоположения ЭРИ на складе;

- должен быть реализован механизм формирования заявок (требований) на получение ЭРИ со склада и отказа разработчика от своих заявок;

- должно отражаться движение ЭРИ по складу (приход - расход);

- должен формироваться перечень дефицитных ЭРИ;

- должен осуществляться сбор и отображение статистической информации о поступлении, выполнении и отказе от заявок на конкретные ЭРИ, а также о количестве имеющихся на складе, закупаемых и выдаваемых ЭРИ (за определенные временные периоды - день, неделя, месяц, год).

1.1.3 Модульная декомпозиция ИПС

Исходя из анализа информационных потребностей пользователя целесообразно произвести декомпозицию ИПС на отдельные модули, каждый из которых позволяет решить ту или иную задачу. Основными требованиями, предъявляемыми к декомпозиции, являются независимость модулей друг от друга при сохранении глубокой интеграции между ними и возможность без особого труда добавлять их в работающую систему.

В результате проведения декомпозиции разрабатываемая система была разбита на следующие составные части:

- информационное хранилище - база данных;

- подсистема ввода, поиска и отображения информации об изделиях;

- подсистема администрирования;

- подсистема мониторинга;

- модуль данных;

- модуль автоматического поиска информации;

- модуль учета изделий на складе;

- модуль формирования ведомостей.

Схема взаимодействия компонентов ИПС представлена на рис.1.1.

Модуль данных включает в себя компоненты для работы с базой данных, глобальные переменные и компоненты для обеспечения взаимосвязи между частями системы.

С помощью подсистемы администрирования осуществляется управление учетными записями пользователей системы и системными словарями. Она состоит из модуля автоматической регистрации, модуля управления учетными сведениями о пользователях и модуля импорта. Основными функциями являются:

- определение имени пользователя, работающего на компьютере в данный момент;

- автоматическая регистрация пользователей при входе в систему;

- изменение учетных сведений о пользователях;

- управление системными словарями;

- импорт сведений из информационной базы контроллера домена локальной сети;

- уведомление администратора системы о появлении новых пользователей.

Рис. 1.1. Схема взаимодействия компонентов ИПС

Модуль формирования ведомостей производит автоматизированное формирование перечней элементов и ведомостей покупных изделий, используемых при разработке и макетировании устройств, в виде документов Word (файлов с расширением .doc) по шаблонам установленной формы. Полученные файлы можно использовать как на бумажном носителе, так и в электронном виде.

Модуль учета изделий на складе предоставляет широкий функционал по регистрации и проведению складских операций:

- выдача и поступление изделий;

- подача заявок (резервирование) и аннулирование их;

- ведение журнала операций;

- формирование списка дефицитных изделий;

- выдача информации о доступных на складе изделиях.

1.1.4 Обоснование выбора средств разработки ИПС

В настоящее время программисту предоставляется большой выбор средств разработки и проектирования. В каждом конкретном случае предпочтение отдается тому набору средств, который является наиболее подходящим для решения поставленных задач.

Сравнительные характеристики различных средств разработки приведены ниже.

В рамках данного проекта были выбраны:

- средство проектирования баз данных ERwin 4.1;

- СУБД FireBird 1.5;

- среда разработки Delphi 7.

Средство проектирования баз данных ERwin

ERwin сочетает графический интерфейс Windows, инструменты для построения ER-диаграмм, редакторы для создания логического и физического описания модели данных и прозрачную поддержку ведущих реляционных СУБД и настольных баз данных. С помощью ERwin можно создавать или проводить обратное проектирование (реинжиниринг) баз данных [2].

Реализация моделирования в ERwin базируется на теории реляционных баз данных и на методологии IDEF1Х. ERwin создает визуальное представление (модель данных) для решаемой задачи. Это представление может использоваться для детального анализа, уточнения и распространения как части документации, необходимой в цикле разработки. ERwin автоматически создает базу данных (таблицы, индексы, хранимые процедуры, триггеры для обеспечения ссылочной целостности и другие объекты, необходимые для управления данными). Все объекты модели ERwin могут редактироваться средствами, принятыми в Windows, - группировка, копирование, удаление, перемещение, использование системного буфера. Установка цветов и шрифтов осуществляется в удобных диалогах.

ERwin поддерживает прямой интерфейс с основными СУБД: InterBase, FireBird, SQL Server, ORACLE, Progress, Sybase System, а также настольными СУБД: Microsoft Access, FoxPro, dBASE IV и Paradox [2].

Применение ERwin существенно повышает эффективность деятельности разработчиков информационных систем. Основными преимуществами являются:

- существенное повышение скорости разработки за счет мощного редактора диаграмм, автоматической генерации базы данных, автоматической подготовки документации;

- нет необходимости ручной подготовки SQL-предложений для создания базы данных;

- возможность легко вносить изменения в модель при разработке и расширении системы;

- возможность автоматической подготовки отчетов по базе данных; важно, что эти отчеты всегда в точности соответствуют реальной структуре БД;

- разработчики прикладного программного обеспечения снабжены удобными в работе диаграммами;

- тесная интеграция со средствами 4GL позволяет уже на стадии информационного моделирования задавать отображение данных в приложениях;

- обратное проектирование позволяет документировать и вносить изменения в существующие информационные системы;

- поддержка однопользовательских СУБД позволяет использовать для персональных систем современные технологии, что значительно упрощает переход от настольных систем к системам в технологии клиент-сервер.

СУБД FireBird

FireBird является клоном InterBase 6.x в открытых кодах. Его поддержкой и развитием занимается сообщество OpenSource, а распространение проводится по лицензии GNU Public License. FireBird является абсолютно бесплатным продуктом, что является неоспоримым преимуществом для реализации данного проекта. SQL-сервер FireBird предназначен для хранения и обработки больших объемов информации в условиях одновременной работы с БД множества клиентских приложений [3].

Ниже рассматривается ряд технологий FireBird, использование которых обеспечивает максимальную вычислительную разгрузку клиентского приложения и гарантирует высокую степень безопасности и целостность информации [3]:

- отношения подчиненности между таблицами БД путем определения первичных ключей у родительских и внешних ключей у дочерних таблиц;

- ограничения на значения отдельных столбцов; условия ограничений могут быть разнообразны - от требования удовлетворения вводимых значений определенному диапазону или соответствия некоторой маске до требуемого отношения с одной или несколькими записями из другой таблицы БД;

- триггеры - подпрограммы, автоматически выполняемые сервером до и/или после события изменения записи в таблице БД;

- генераторы для создания и использования уникальных значений нужных полей;

- для ускорения работы клиентских приложений с удаленной БД могут быть определены хранимые процедуры, которые представляют собой подпрограммы, принимающие и возвращающие параметры и способные выполнять запросы к БД, условные ветвления и циклическую обработку;

- в составе записи БД могут определяться BLOB-поля(Binary Large Object - большой двоичный объект), предназначенные для хранения больших объемов данных в виде последовательности байтов. Таким образом могут храниться текстовые и графические документы, файлы мультимедиа, звуковые файлы и т.д. Интерпретация BLOB-поля выполняется в приложении, однако разработчик может определить так называемые BLOB-фильтры для автоматического преобразования содержимого BLOB-поля к другому виду;

- FireBird дает возможность создавать пользовательские функции (User Defined Function, UDF), в которых может реализовываться функциональность, отсутствующая в стандартных встроенных функциях FireBird. Функция пишется на любом алгоритмическом языке, позволяющем разрабатывать DLL;

- FireBird может посылать уведомление клиентским приложениям о наступлении какого-либо события. Одновременно работающие приложения могут обмениваться сообщениями через сервер БД, вызывая хранимые процедуры, инициирующие нужные события;

- чтобы ускорить выполнение запросов и освободить клиентское приложение от необходимости такие запросы выдавать, в БД можно определить виртуальные таблицы, или представления, в которых объединяются записи из одной или более таблиц, соответствующих некоторому условию. Поддерживает представление сервер, реагируя на изменение данных в БД.

Среда разработки Delphi 7

Delphi 7 - это мощное средство создания приложений для Windows при помощи языка Object Pascal. Данный язык - комбинация нескольких важнейших технологий [4]:

- 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 Windows2000/XP, 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.

Компилятор, встроенный в Delphi, обеспечивает высокую производительность, необходимую для построения приложений в архитектуре «клиент-сервер». Этот компилятор в настоящее время является одним из самых быстрых в мире, его скорость компиляции составляет порядка 200 тысяч строк в минуту. Он предлагает легкость разработки и быстрое время проверки готового программного блока [5].

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.

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 (Visual Component Library) - 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 [4].

Отличительной особенностью Delphi является наличие специализированной библиотеки компонент IBExpress для работы с СУБД InterBase/FireBird. Данные компоненты обеспечивают прямой доступ к базе данных без использования ODBC-драйверов [3].

Рассмотрим также возможность применения для организации складского учета программного продукта «1С: Торговля и склад», который является не только механизмом ведения учета и регистрации операций, но и платформой разработки на встроенном языке. Основным инструментом является Конфигуратор. Изучив описание типовой конфигурации, я пришел к выводу, что «1С: Торговля и склад» предоставляет не только весь необходимый функционал, но и имеет ряд дополнительных возможностей. Но существует ряд причин, по которым стоит отказаться от ее использования. В стандартной поставке программа работает с собственной базой данных под управлением драйвера dBase, к которой сложно применять директивы языка SQL, каждая таблица хранится в отдельном файле, индексы таблиц - в других файлах. Соответственно становится необходимым обеспечивать репликацию между базой данных ИПС «Разработка и макетирование» и базой данных «1С: Торговля и склад» в реальном времени, что всегда чревато ошибками синхронизации. Конечно, можно использовать конфигурацию «1С: Торговля и склад» совместно с оболочкой «1С: Предприятие для SQL». В таком случае база данных будет управляться сервером MS SQL Server, поддерживать инструкции SQL. Однако стоимость лицензионной версии такой оболочки очень высока, а покупка «пиратской» - чревата нестабильностью работы и возможной утратой каких-либо функций. Держать же два подобных информационных хранилища не имеет смысла, к тому же одной из задач создания ИПС «Разработка и макетирование» является создание единого централизованного информационного хранилища. Поэтому целесообразнее разработать модуль складского учета для ИПС «Разработка и макетирование» с учетом всей специфики работы предприятия.

1.2 Конструкторская часть