Разработка интеллектуальной информационной системы для адаптации людей с ограниченными физическими возможностями

Идентификация проблемной области. Выбор средств проектирования. Разработка функциональной модели системы и алгоритма обработки данных. Искусственные нейронные сети, их программные и аппаратные реализации. Проектирование интерфейса информационной системы.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 07.08.2018
Размер файла 6,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

2.3.3 Диаграмма последовательности

Диаграмма последовательности(sequencediagram) - отражает поток событий, который происходит в рамках варианта использования.

Действующие лицапредставлены в верхней части диаграммы. Стрелки соответствуют сообщениям, которые передаются между действующим лицом и объектом или между объектами для выполнения некоторых функций.

На данной диаграмме объект изображен в виде прямоугольника, от которого вниз проведена пунктирная вертикальная линия. Линия называется линией жизни (lifeline) объекта. Линия жизни - это фрагмент жизненного цикла объекта в процессе взаимодействия.

Сообщения представляются в виде стрелки, проходящей между линиями жизни двух объектов. Каждое сообщение содержит имя и номер появления, который указан в том порядке, в котором был создан. На диаграмме можно также указать аргументы и некоторую управляющую информацию. Сообщение может иметь вид самоделегирования (self-delegation) - сообщение, посылаемое объектом самому себе, и стрелка указывает на ту же линию жизни.

Создание объектов не обязательно в начальный момент времени, их можно создавать по необходимости. Тогда прямоугольники будут изображены не в верхней части диаграммы, а в той, которая будет соответствовать моменту создания объекта. И расположение его будет в том месте диаграммы, которое по оси времени совпадает с моментом его возникновения в системе.

Диаграмма последовательности изображена на следующем рисунке:

Рис. 2.4 - Диаграмма последовательности

Для входа в систему волонтер вводит логин и пароль, после чего система производит аутентификацию пользователя, если данный пользователь есть в базе данных, то ввод проходит успешно. Далее происходит поиск слабовидящего человека, для этого волонтеру необходимо открыть список всех нуждающихся в помощи и при необходимости просмотреть их личную информацию. Для быстрого поиска существует карта, на которой можно посмотреть как отдельно человека, так и всех тех, кто находится рядом. После осмотра местоположения отправляется ответный сигнал и оказывается непосредственно помощь на местности. Также волонтер имеет возможность создать чат, для того чтобы задать интересующий вопрос или поделиться радостью оказания помощи.

Слабовидящий человек начинает вход в приложение с ввода логина и пароля. Система проводит аутентификацию на наличие пользователя в базе данных. После того, как ввод был произведен успешно, слабовидящий человек может отправить сигнал о помощи, который волонтер непременно увидит.

2.4 Архитектура системы

Клиент - серверные технологии реализуются на основе модели сервера приложений. Сетевое приложение разделено на две и более части, каждая из которых может выполняться на отдельном компьютере. Все части приложения взаимодействуют друг с другом, при этом, обмениваются сообщениями в определенном формате. Клиент - серверная архитектура становится трехзвенной.

Третье звено - это сервер приложений. Распределение компонентов происходит следующим образом:

· Представление данных - на стороне клиента;

· Прикладной компонент - на выделенном сервере приложений;

· Управление ресурсами - на сервере базы данных, предоставляемом запрашиваемые данные.

Сервер БД - занимается обслуживанием базы данных и отвечает за целостность и сохранность данных, а также обеспечивает операции ввода - вывода при доступе клиента к информации.

Сервер приложений - это программная платформа, предназначенная для эффективного исполнения процедур, поддерживающих построение приложений. Сервер приложений действует как набор компонентов, которые доступны разработчику ПО через API, определенный самой платформой.

Преимущества серверов приложений:

· Целостность данных и кода. Обновление и улучшение приложений происходит у всех пользователей. Отсутствует риск того, что старая версия приложения получит доступ к данным или сможет их изменить старым несовместимым образом.

· Централизованная настройка и управление. Изменение в настройках приложений, таких как изменение сервера базы данных или системных настроек, могут производиться централизованно.

· Безопасность. Сервер приложений действует как центральная точка, благодаря которой поставщики сервисов могут управлять доступом к данным и частям самих приложений, что считается преимуществом ее защиты. Это позволяет переместить ответственность за аутентификацию с потенциально небезопасного уровня клиента на уровень сервера приложений.

· Поддержка транзакций. Активность изменений может быть выполнено атомарно. Все это приводит к уменьшению времени разработки и снижения стоимости.

· Файл - сервер - выделенный сервер, который оптимизирован для выполнения файловых операций ввода - вывода. Предназначен для хранения файлов любого типа [14].

Рис. 2.5 - Архитектура системы

Результат работы представлен следующим образом:

· БД, представленная в виде набора файлов, и СУБД находятся на жестком диске компьютера.

· Имеется локальная сеть, которая состоит из клиентских компьютеров, каждое из которых содержит клиентское приложение.

· Каждый клиентский компьютер позволяет запустить приложение.

· СУБД хранит в себе все сведения о физической структуре БД. В случае сбоя в работе или повреждения электронных носителей, могут быть нарушены связи между данными, что приведет к невозможности дальнейшей работы. СУБД позволит восстановить базу данных.

· СУБД обрабатывает полученный запрос от пользователя, после чего возвращает результат в приложение.

· Приложение, с помощью пользовательского интерфейса, показывает результат запроса.

Достоинства архитектуры «Клиент - Сервер»:

· Уменьшение сетевого трафика;

· Уменьшение сложности клиентских приложений (наибольшая нагрузка приходится на серверную часть), в том числе, уменьшение требований к аппаратным мощностям клиентских компьютеров;

· Использование SQL- сервера, что позволяет решить проектные и программистские задачи;

· Повышение целостности и безопасности БД. Система не позволит ввести неверные данные, например: ввести символ в поле числового типа, не позволит ввести неверную дату и т.п.

2.5 Экранные формы

Для формирования проектной документации были разработаны экранные формы ИС.

При открытии приложения пользователю предлагается пройти регистрацию или ввести логин и пароль для входа, если регистрация была пройдена ранее. После нажатия кнопки «Войти» пользователь переходит в личный кабинет.

Экранная форма «Авторизация» пользователя представлена на рис .2.6

Рис. 2.6 - Авторизация пользователя

Если пользователь проходит регистрацию впервые, то ему необходимо ввести некоторую информацию о себе (фамилия, имя, отчество, дата рождения, город, пол, категория), и есть возможность прикрепить фото.

Экранная форма «Регистрация» пользователя представлена на рис.2.7

Рис. 2.7 - Регистрация пользователя

В личном кабинете пользователя отображаются указанные данные о себе, которые позже можно редактировать. Основные элементы данной формы - это кнопка «Помощь» и кнопка «Чат». Кнопка «Помощь» будет мигать синим идентификатором, в том случае, если поступил сигнал от слабовидящего человека. Кнопка «Чат» будет мигать, если придет сообщение.

Экранная форма «Личный кабинет» представлена на рис 2.8.

Рис. 2.8 - Личный кабинет пользователя

При нажатии кнопки «Помощь» пользователь может увидеть всех людей, нуждающихся в данный момент в помощи. Особенность данного раздела в том, что можно посмотреть личную информацию слабовидящих людей, а также посмотреть местоположение как каждого в отдельности, так и на общей карте. Если волонтер увидел недалеко от себя человека, нуждающегося в помощи, он нажимает отклик. После чего, звуковой оповещатель сообщает слабовидящему человеку о том, что к нему вышел помощник.

Экранная форма раздела «Помощь» представлена на рис. 2.9

Рис. 2.9 - Раздел «Помощь»

На карте видно, где находится слабовидящий человек, точное местоположение. Также можно поставить галочку на функции «Поиск рядом» и он будет показывать только людей, находящихся в шаговой доступности.

Экранная форма «Поиск слабовидящих людей» на рис. 2.10

Рис. 2.10- Поиск слабовидящих людей

Нередко бывает, что волонтеры хотят поделиться радостью о том, что они смогли помочь другому человеку. Для этого и создан «Чат» где люди могут делиться радостью, поддерживать друг друга, а также слабовидящие могут оставлять сообщение о благодарности.

Экранная форма раздела «Чат» представлена на рис. 2.11

Рис.2.11 - Раздел «Чат»

В любой момент пользователь может закрыть приложение нажатием кнопки «Выход».

Экранные формы мобильного приложения:

На рисунках ниже представлены основные экранные формы мобильного приложения.

Рис.2.12 - Экранные формы мобильного приложения

Продолжение рис.2.12 - Экранные формы мобильного приложения

Продолжение рис.2.12 - Экранные формы мобильного приложения

3 Технико - экономическое обоснование

3.1 Диаграмма Ганта

Диаграмма Ганта - это один из наиболее удобных и популярных способов графического представления времени выполнения задач и представляет собой диаграмму интервалов на шкале времени и отражает использование объектами ресурсов.

Данная диаграмма используется для выполнения ряда задач: планирования ресурсов, графика рабочего времени и других данных, представляющих не конкретными числовыми значениями, а набором временных интервалов.

Диаграмма Ганта является ленточной диаграммой, которая представляет собой две шкалы: шкала выполняемых задач и временная шкала. В соответствии со сроком, который отведен на проект каждой задачи, он откладывается на временной шкале. Дата является как бы границей, на которой по левую часть указывается, что уже выполнено, а по правую - что еще предстоит сделать.

Для соблюдения и анализа сроков выполнения задач проекта диаграмма Ганта - незаменимый инструмент, который наглядно показывает ход выполнения проекта и предоставляет возможность сравнивать плановые сроки с фактическими [15].

Процесс разработки информационной системы показан на диаграмме Ганта (рис. 3.1).

1) Анализ актуальности разработки ИС. На данном этапе необходимо точно определить, что должна делать система, определить ее предметную область, описать бизнес - логику и спроектировать архитектуру разрабатываемой системы. Задачами являются: анализ предметной области, постановка целей и требований, составление сметы проекта, постановка задач проекта.

2) Техническое задание - основополагающий документ, который определяет основные направления разработки: конструкция и принцип работы будущего изделия. Техническое задание содержит в себе информацию о необходимости выпуска данного изделия, а также технические и экономические характеристики изделия.

3) Эскизный проект. Разработка данного проекта заключается в детализации объекта проектирования, но также особое внимание уделяется основам проектных решений. На данном этапе уточняются и корректируются отдельные положения технического задания, и осуществляется выбор самого подходящего варианта объекта проектирования.

4) Технический проект. На данном этапе детализируются и уточняются решения, которые были приняты на этапе эскизного проекта, и создаются более точные проектные документы. Снова проводится поиск, выбор и анализ исходной информации. Задачи технического проекта: уточнение структуры и формы данных, разработка модулей программы, разработка пользовательского интерфейса для компьютера и мобильного, утверждение и согласование технического проекта.

5) Рабочий проект занимается оформлением проектных решений в виде чертежей, спецификаций к ним и эксплуатационной документации к ним. Задачи: программирование объектов, работа по дополнительной настройке, отладка взаимодействия объектов, разработка мобильного приложения.

6) Тестирование программы. После того как реализован задуманный программистами код, необходимо разработать ПО. Тестирование продукта нужно для выявления ошибок программирования и создания полнофункциональной работы программы. Задачи: тестирование, работа по исправлению ошибок, повторное тестирование.

7) Эксплуатация - это завершающая стадия проектирования. Целью данного этапа является выявление не обнаруженных раннее ошибок и недочетов кода. Задачи: ввод в эксплуатацию, сопровождение.

Рис. 3.1 -Диаграмма Ганта

3.2 Экономическое обоснование информационной системы

Так как на диаграмме Ганта (рис. 3.2) на этапах проектирования не задействованы одновременно все специалисты, следует использовать повременный способ оплаты труда на основании количества отработанных часов.

Таблица 3.1 Почасовая ставка разработчиков программы

Специалист

Количество сотрудников

Почасовая ставка, руб./час

Количество часов, ч

Заработная плата, руб.

Руководитель проекта

1

250

496

124 000

Аналитик

1

180

650

117 000

Программист

2

160

Программист 1 -720

Программист 2 - 720

1 - 115 200

2 - 115 200

Дизайнер

1

155

160

24 800

Тестировщик

1

145

216

31 320

Итого

6

527 520

Расчет заработной платы специалистов осуществляется по формуле:

, (3.1)

где n - количествоспециалистов, занятых разработкой ИС;

- часовая заработная плата i-го исполнителя (руб.);

- трудоемкость работ, выполняемых i-м исполнителем (ч).

Необходимо рассчитать страховые взносы, накладные расходы и прочие расходы, для выявления полной стоимости затрат на разработку.

Страховые взносы составляют 30 % от общего фонда оплаты труда:

СВ = ФОТ * 30%, (3.2)

где СВ - сумма страховых взносов в пенсионный фонд, руб.;

ФОТ - фонд оплаты труда, состоящий из основной заработной платы и дополнительной, руб.

Рассчитаем для каждого сотрудника фонд оплаты труда:

Руководитель проекта:

ФОТ = 124 000 *0,17+124 000 = 145 080

Аналитик:

ФОТ = 117 000 *0,17+117 000 = 136 890

Программист 1:

ФОТ = 115 200 *0,17+115 200 = 134 784

Программист 2:

ФОТ = 115 200 *0,17+115 200 = 134 784

Дизайнер:

ФОТ = 24 800 *0,17+24 800 = 29 016

Тестировщик:

ФОТ = 31 320 *0,17+31 320 = 36 644

Общий фонд оплаты труда: 617 198 рублей.

Страховые взносы = 617 198 * 0,3 = 185 159

Накладные расходы составляют 20% от общего фонда оплаты труда:

НР = ФОТ * 20% = 617 198 * 0,2 = 123 439,6 руб. (3.3)

Прочие затраты (электроэнергия, помещение и т.д.) рассчитываются в процентах от общего фонда оплаты труда:

ПЗ = (ФОТ * НПЗ)/100 =802 357,4 (3.4)

где НПЗ - норматива прочих затрат (в пределах 100-150%).

Для разработки системы требуются дополнительные расходы на оборудование.

· 1 сервер - для базы данных и для архива. В качестве серверов использованы IBM System x3250 M5 (5458B2G) стоимостью 69 600 руб.

· Жесткий диск (2 штуки) общей стоимостью 25 700 руб.

· Оперативная память (3 штуки) общей стоимостью10 500 руб.

· Ноутбук (3 штуки) общей стоимостью 50 000 руб.

Затраты на разработку ИС представлены в таблице 3.2

Таблица 3.2 Затраты на разработку ИС

Статья расходов

Сумма, руб.

Основная заработная плата

527 520

Оборудование

155 800

Страховые взносы

185 159

Накладные расходы

123 439,6

Прочие затраты

802 357,4

Итого

1 794 276

В результате общие затраты на разработку системы составили 1 794 276 рублей.

Заключение

Целью данной дипломной работы являлась разработка информационной системы для взаимодействия волонтеров и слабовидящих людей.

Подробное изучение проблемной области и проведенный анализ существующих информационных технологий, разработанных для данной проблемной области, позволили сделать вывод о необходимости созданий системы. В ходе работы было выполнено:

· Разработка обобщенного алгоритма бизнес - процесса для взаимодействия волонтеров и инвалидов по зрению;

· Создание трехуровневой архитектуры системы «Клиент - Сервер»;

· Проектирование базы данных на основании описания предметной области;

· Приведение фрагмента нейронной сети;

· Определение функциональных и эксплуатационных требований к разрабатываемой ИС;

· Разработка функциональной модели системы и модели данных с помощью диаграммы классов, последовательности и вариантов использования;

· Разработка пользовательского интерфейса, представленного в виде мобильного приложения;

· Разработка плана - графика работ по реализации основных задач на основе модели Ганта, которая показывает, что срок разработки системы 293 дня. На разработку потребуется 1 794 276 рубля.

В процессе работы были использованы знания, полученные во время обучения, а также было изучено много дополнительной литературы.

Размещено на Allbest.ur

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.