Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Компьютеры применяются почти во всех отраслях деятельности человека. Они заменяют однообразную работу, повышая её эффективность. Сфера использования компьютеров в настоящее время настолько широка, что нет такой области, где их применение было бы нецелесообразным. Раньше приходилось все делать вручную, вести архивные документы, создавать отдельный файлы для каждой заявки. Сейчас же большинство рутинных действий и операций человека подвергаются автоматизации. Основной целью автоматизации является разработка и последующее внедрение единой информационной среды, которая будет обеспечивать оптимизацию учета сферы деятельности предприятия. Особенно важна роль компьютеров для развития науки, роста промышленного производства и повышения эффективности управления. Программные средства являются непосредственной производительной силой, так как от них в ряде случаев зависят эффективность промышленного производства и качество продукции, создаваемой в технологическом процессе с применением компьютеров.

В нашем случае сферой услуг является оказание услуг по ремонту и обслуживанию электронной техники и средств связи в Федеральном казенном учреждении «Центре хозяйственного и сервисного обеспечения Управления Министерства внутренних дел России по Вологодской области». Также наша задача будет разработать простую и понятную программу для ведения учета клиентов данной мастерской, чтобы работник склада смог без труда с ней работать и в случае чего передать базу данных другому сотруднику. На данный момент учет ведется в многочисленных Microsoft Excel файлах, что не удобно для хранения, поэтому и было принято решение создать единую базу данных. База данных является одним из наиболее распространенных методом хранения большого количества информации. Все данные, хранимые в базе, имеют логическую структуру, то есть описываются моделью данных.

Система «Компьютерный сервис» должна поддерживать ведение базы данных оказания услуг, клиенты и вид услуги, а также обеспечивать ввод, удаление, хранение и редактирование информации, которая содержится в таблицах данных.

Целью выпускной квалификационной работы является создание информационной системы для функционирования мастерской по ремонту электронной техники и средств связи УМВД России по Вологодской области.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач: Анализ методов и средств построения корпоративных баз для учета технических средств и средств связи. Обоснование необходимости разработки.

1. Построение концептуальной модели базы данных учета технических средств.

2. Разработка логической и физической модели базы данных, выбор базовой СУБД и ПО, описание основных форматов данных.

3. Реализация базы данных на сервере Microsoft SQL Server 17 Express.

4. Экспериментальное исследование разработанной базы данных. Оценить: производительность системы; удобство ввода данных, управления, навигации.

5. Разработка технической документации.

6. Заключение.

Актуальность данной работы заключается в том, что создание информационной системы для учета технических средств и клиентов можно рассматривать как неотъемлемый элемент развития предприятия, что поспособствует упрощению работы обслуживающего персонала и ускоренный процесс обслуживания цифровой техники. Для разработки приложения использованы средства Microsoft Visual Studio, Microsoft .NET Framework, утилита Microsoft SQL Server 2017 LocalDB Express вместе с Microsoft SQL Server Management Studio 17.9.1.

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОСТРОЕНИЯ КОРПОРАТИВНЫХ БАЗ ДЛЯ УЧЕТА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Корпоративная база данных является центральным звеном корпоративной системы и позволяет создать единое информационное пространство предприятия [1-4].

Для работы над текущей задачей по созданию и администрированию базы данных на предприятии ФКУ «ЦХ и СО УМВД России по Вологодской области» мастерской по ремонту электронной техники и средств связи было проанализировано несколько программных средств, которые способны обеспечить полностью автоматизированную работу склада по ведению учета технических средств.

Информационная система автоматизации и контроля выдачи вычислительной техники и средств связи должна обладать следующими функциями:

- регистрация документов, хранение и выдача техники;

- прием и выдача технических средств и средств связи;

- проведение инвентаризации по складу;

- просмотр документов приема, хранения и выдачи техники;

- хранение информации по сотрудникам предприятия, номенклатуре и нормативам выдачи техники на ремонт;

- формирование отчетных документов

Для выполнения заданных функций необходимо создание информационной системы, которая помогла бы работнику склада вести точный учет всех операций, оперативно управлять имеющейся информацией. Ведение собственной базы данных именно та система, которая удовлетворяет заданным функциям.

С помощью языка C# [5] совместно с платформой Microsoft .NET Framework [6] была написана программа для ведения баз данных. Данная программа разработана на основе требований по выполнению выпускной квалификационной работы для специальности 09.03.03 «Прикладная информатика» и имеет название «Компьютерный сервис».

Язык C# был выбран для написания программы, так как является объектно-ориентированным языком, а значит поддерживает инкапсуляцию, наследование и полиморфизм. Все переменные и методы, включая метод Main, представляющий собой точку входа в приложение, инкапсулируются в определения классов. Класс наследуется непосредственно из одного родительского класса, но может реализовывать любое число интерфейсов. Методы, которые переопределяют виртуальные методы родительского класса, должны содержать ключевое слово override, чтобы исключить случайное переопределение. В языке C# структура похожа на облегченный класс: это тип, распределяемый в стеке, реализующий интерфейсы, но не поддерживающий наследование.

Помимо этих основных принципов объектно-ориентированного программирования, C# предлагает ряд инновационных языковых конструкций, упрощающих разработку программных компонентов: инкапсулированные сигнатуры методов, именуемые делегатами, которые позволяют реализовать типобезопасные уведомления о событиях; свойства, выполняющие функцию акцессоров для закрытых переменных-членов; атрибуты, предоставляющие декларативные метаданные о типах во время выполнения; внутристрочные комментарии для XML-документации; LINQ для создания запросов к различным источникам данных.

Для взаимодействия с другим программным обеспечением Windows, например, с объектом COM или собственными библиотеками DLL Win32, можно применить процесс C#, известный как "Взаимодействие". Взаимодействие позволяет программам на C# делать практически все, что возможно в приложении машинного кода C++. C# поддерживает даже указатели и понятие "небезопасного" кода для тех случаев, в которых критически важен прямой доступ к памяти.

Процесс построения в C# проще по сравнению с C или C++, но более гибок, чем в Java. Отдельные файлы заголовка не используются, и нет необходимости объявлять методы и типы в определенном порядке. Исходный файл C# может определить любое число классов, структур, интерфейсов и событий.

Функциональное назначение системы - получение хранящейся в ней информации справочного характера и возможность ее корректировки и динамического добавления.

Требования к функциональным характеристикам системы:

- информационная система «компьютерный сервис» должна формировать и хранить базу данных необходимую для работы организации;

- система должна позволять вести общую информацию по следующим формам: сотрудника предприятия (содержит информацию о сотрудниках, получающих технику на ремонт со склада (ФИО, должность, дата)); поступившая на склад вычислительная техника, с нормативными документами; хранимая на складе техника, отчет; выданная со склада техника, с нормативными документами;

- формировать необходимые отчеты поступившей и хранимой техники, выданной техники на ремонт: по сотруднику, которому была выдана; по структурному подразделению; по дате.

- обеспечить кладовщику оперативное получение информации по состоянию склада;

- предоставлять возможность изменения хранящихся данных и их динамического добавления;

- предусматривать защиту от несанкционированного доступа неуполномоченных лиц;

- оперативно предоставлять хранимые данные;

- предоставлять широкие возможности по настройке приложения и доработки под нужды склада мастерской;

- предоставлять оконный интерфейс Windows-приложения.

Для достижения выше обозначенных целей и решения поставленных задач системное и прикладное программное обеспечение должно соответствовать.

К системе управления базами данных, используемой для разработки и использования базы данных, можно выдвинуть следующие требования:

- требование надежности (СУБД должна позволять пользователям и системным администраторам восстанавливать предыдущее состояние СУБД без потери данных);

- требование защиты информации;

- требование модифицируемости (база данных должна быть легко расширена при помощи добавления новых объектов);

- требование минимизации затрат на сопровождение и поддержку;

- требование эргономичности.

К программной среде, где будет разрабатываться приложение, осуществляющее доступ к базе данных, можно выдвинуть следующие требования:

- требование надежности (программная среда должна безотказно выполнять определенные функции при заданных условиях в течение заданного периода времени с достаточно большой вероятностью);

- отдельные задачи должны быть реализованы соответствующими программными модулями, каждый из которых будет иметь возможность выполнения ряда операций, таких как корректировка информации, поиск данных, формирование отчетов;

- процессы заполнения, корректировки и поиска данных должны быть реализованы однотипным способом во всех модулях. При добавлении и редактировании данных будет применяться контроль правильности ввода пользователем информации, путем ее сравнения с необходимым типом, диапазоном изменения возможных значений, маской ввода и т.д.;

- для добавления и редактирования данных необходимо использовать экранные формы со всеми необходимыми полями ввода, а также пояснениями и управляющими элементами (например, кнопками), предназначенными для выработки управляющих воздействий и навигации (перемещению) по БД;

- для обеспечения поиска данных следует использовать экранные формы, позволяющие задавать различные значения (диапазоны значений) интересующей информации, с контролем допустимости значений условий поиска;

- в каждом из программных модулей системы предполагается наличие всех необходимых отчетных форм для формирования и печати документов установленной формы. Все отчеты должны генерироваться автоматически, используя выборки информации из БД;

- требование понятности пользователю (интерфейс программной среды должен быть «дружественным»);

- требование масштабируемости (программная среда должна корректно работать на малых и на больших системах с производительностью, которая увеличивается пропорционально вычислительной мощности системы);

- требование минимизации затрат на сопровождение и поддержку;

- требование эргономичности.

Для разработки информационной системы были проанализированы различные варианты создания и ведения баз данных, и выбрана именно СУБД SQL 2017 Express [7] - система управления реляционными базами данных (СУБД), разработанная корпорацией Microsoft, так как она имеет бесплатный доступ к скачиванию с официального сайта, допустимые для данного проекта ограничения для работы на складе нашего предприятия.

Основной используемый язык запросов - Transact-SQL (сокращенно T-SQL), создан совместно Microsoft и Sybase [8]. Transact-SQL является реализацией стандарта ANSI/ISO по структурированному языку запросов (SQL) с расширениями. Используется для работы с небольшими и средними по размеру базами данных до крупных баз данных масштаба предприятия, успешно конкурирует с другими СУБД в этом сегменте рынка.

Microsoft SQL Server в качестве языка запросов использует Transact-SQL, являющуюся реализацией SQL-92 (стандарт ISO для SQL) с множественными расширениями. T-SQL позволяет использовать дополнительный синтаксис для хранимых процедур и обеспечивает поддержку транзакций (взаимодействие базы данных с управляющим приложением). Microsoft SQL Server и Sybase ASE для взаимодействия с сетью используют протокол уровня приложения под названием Tabular Data Stream (TDS, протокол передачи табличных данных). Протокол TDS также был реализован в проекте FreeTDS с целью обеспечить различным приложениям возможность взаимодействия с базами данных Microsoft SQL Server и Sybase.

Microsoft SQL Server Management Studio (SSMS) - утилита из Microsoft SQL Server для конфигурирования, управления и администрирования всех компонентов Microsoft SQL Server [9]. Утилита включает скриптовый редактор и графическую программу, которая работает с объектами и настройками сервера. Главным инструментом SQL Server Management Studio является Object Explorer, который позволяет пользователю просматривать, извлекать, а также полностью управлять объектами сервера. В SQL Server Management Studio Express для бесплатной Express версии сервера нет поддержки нескольких компонентов, таких как: Analysis Services, Integration Services, Notification Services, Reporting Services. Но для работы нашего сервера и базы данных эти компоненты не требуются. Все же служба SSMS сочетает в себе обширную группу графических инструментов с рядом отличных редакторов сценариев для обеспечения доступа к службе SQL Server 2017 для разработчиков и администраторов всех профессиональных уровней [10]. Графические средства для управления базами данных в SSMS Express: SQL Server Management Studio, SQL Server Configuration Manager, SQL Server Surface Area Configuration tool, SQL Server Business Intelligence Development Studio.

Для запуска программы «компьютерный сервис», а также для тестирования и работы с ней использована утилита Microsoft Visual Studio - линейка продуктов компании Майкрософт, включающих интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств [11]. Было решено использовать эту утилиту, так как данный продукт позволяет разрабатывать как консольные приложения, так и приложения с графическим интерфейсом. Visual Studio включает в себя редактор исходного кода с поддержкой технологии IntelliSense и возможностью простейшего рефакторинга кода. Visual Studio позволяет создавать и подключать сторонние дополнения (плагины) для расширения функциональности практически на каждом уровне, включая добавление поддержки систем контроля версий исходного кода, добавление новых наборов инструментов (например, для редактирования и визуального проектирования кода на предметно-ориентированных языках программирования) или инструментов для прочих аспектов процесса разработки программного обеспечения. Встроенный отладчик может работать как отладчик уровня исходного кода, так и как отладчик машинного уровня. Visual Studio построена на архитектуре, поддерживающей возможность использования встраиваемых дополнений - плагинов от сторонних разработчиков, что позволяет расширять возможности среды разработки. Некоторые из наиболее популярных дополнений: ReSharper, Review Assistant - плагин просмотра и редактирования кода, Visual Assist X, AnkhSVN -- свободная реализация клиента Subversion в Visual Studio (в настоящее время поддерживаются версии с 2005 по 2019).

Входными данными разрабатываемой программы являются список оказываемых услуг, информация о клиенте, данные технического средства.

Выходными данными являются отчеты, список сотрудников, список клиентов, список оказываемых услуг, запчасти на складе, продажи за период, оказываемые услуги за период, запчасти от поставщика, оказываемые сотрудником услуги.

2. ПОСТРОЕНИЕ КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ БАЗЫ ДАННЫХ УЧЕТА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

база данные документирование технический

Концептуальное (инфологическое) проектирование - это построение информационной модели наиболее высокого уровня, без ориентации на какую-либо конкретную модель данных и систему управления базами данных.

Концептуальное проектирование начинается с анализа предметной области, включает анализ концептуальных требований и информационных потребностей, выявление информационных объектов и связей между ними, построение концептуальной модели (схемы) данных [12]. Главными элементами концептуальной модели данных являются объекты и отношения. Объекты представляют собой любой конкретный (реальный) объект в рассматриваемой области. Объекты в каждый момент времени характеризуются определенным состоянием, которое описывается набором свойств и отношений (или связей) с другими объектами. Сущность - объект любой природы данные, о котором хранятся в отношении (таблице, в которой содержатся данные).

Каждый объект предметной области характеризуется некоторым наборов атрибутов, отображающим свойства объекта. Атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана об объекте. Примерами атрибутов для объекта «Сотрудники» служат Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения, пол и т.д.

Основным назначением информационных систем является оперативное обеспечение пользователя информацией о внешнем мире путем реализации вопросно-ответного отношения, что позволяют выделить для информационной системы определенный его фрагмент - предметную область, который будет воплощен в автоматизированной информационной системе. Информация о внешнем мире представляется в информационной системе в форме данных. Это ограничивает возможности смысловой интерпретации информации и конкретизирует семантику ее представления в информационной системе. Совокупность этих выделенных для информационной системы данных, связей между ними и операций над ними образует информационную и функциональную модели предметной области, описывающие ее состояние с определенной точностью. Информационная и функциональная модели предметной области создаются на этапе анализа требований к базе данных и не содержат предположений о технологии реализации базы данных. Они строятся независимо от выбираемой модели данных (сетевой, иерархической, реляционной, объектно-ориентированной, многомерной и т.д.), поддерживаемой СУБД, модели вычислений, программно-аппаратной платформы для базы данных. Информационная и функциональная модели предметной области являются входными данными для процесса проектирования базы данных.

Целью проектирования базы данных «Компьютерный сервис» является создание автоматизированной информационной системы для работы мастерской по ремонту технических средств. Пользователями данной БД будут являться сотрудники этой мастерской. В базе данных должна быть отражена информация об оказанных услугах, сотрудниках, клиентах.

В базе данных «Компьютерный сервис» будут формироваться следующие таблицы: Оказанные услуги, Склад, Клиенты, Услуги, Поставщики, Сотрудники, Покупки, Отчеты.

Для того чтобы понять структуру программы «компьютерный сервис», изобразим ее алгоритм в виде блок схемы, как показано на рисунке 2.1. Понятие алгоритма - одно из основных в программировании и информатике [13]. Это набор инструкций, четко описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное число действий. Алгоритм должен описываться на формальном языке, исключающем неоднозначность толкования. Исполнитель может быть человеком или машиной. Исполнитель должен уметь выполнять все команды, составляющие алгоритм. Множество возможных команд конечно и изначально строго задано. Действия, выполняемые по этим командам, называются элементарными. Свойства алгоритма: дискретность, детерминированность, понятность, конечность, универсальность, результативность.

Запись алгоритма на формальном языке называется программой. Иногда само понятие алгоритма отождествляется с его записью, так что слова «алгоритм» и «программа» - почти синонимы. Небольшое различие заключается в том, что под алгоритмом, как правило, понимают основную идею его построения. Программа же всегда связана с записью алгоритма на конкретном формальном языке.

Алгоритмы можно описывать человеческим языком - словами. Так и в математике все теоремы и утверждения можно записывать без специальных обозначений. Но специальный формальный язык записи утверждений сильно облегчает жизнь математикам: исчезает неоднозначность, появляются краткость и ясность изложения.

Разницу между программой и алгоритмом можно пояснить следующим образом. Алгоритм - это метод, схема решения какой-то задачи. А программа - это конкретная реализация алгоритма, которая может быть скомпилирована и выполнена на компьютере. Алгоритм, в свою очередь, является реализацией идеи решения. Это можно проиллюстрировать следующей схемой:

Идея решения > Алгоритм > Программа

Стрелка означает переход к следующему этапу решения задачи с повышением уровня подробности описания метода решения.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.1 - Блок схема алгоритма БД «компьютерный сервис»

3. РАЗРАБОТКА ЛОГИЧЕСКОЙ И ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ БАЗ ДАННЫХ

3.1 Логическая модель данных

Логическая схема - модель базы данных, выраженная в понятиях модели данных [14]. Этим отличается от концептуальной модели, описывающей семантику предметной области без указания технологии (конкретных методов реализации), и от физической модели, которая описывает конкретные физические механизмы, применяемые для хранения данных.

Логическая модель описывает понятия предметной области, их взаимосвязь, а также ограничения на данные, налагаемые предметной областью [15]. Примеры понятий - "сотрудник", "отдел", "ремонт", "отчет по ремонту". Примеры взаимосвязей между понятиями - "сотрудник числится ровно в одном отделе", "сотрудник может выполнять несколько ремонтов", "над одним техническим средством может работать несколько сотрудников".

Логическая модель данных является начальным прототипом будущей базы данных. Логическая модель строится в терминах информационных единиц, но без привязки к конкретной СУБД. Более того, логическая модель данных необязательно должна быть выражена средствами именно реляционной модели данных. Основным средством разработки логической модели данных в настоящий момент являются различные варианты ER-диаграмм (Entity-Relationship, диаграммы сущность-связь). Одну и ту же ER-модель можно преобразовать как в реляционную модель данных, так и в модель данных для иерархических и сетевых СУБД, или в постреляционную модель данных.

Решения, принятые на предыдущем уровне, при разработке модели предметной области, определяют некоторые границы, в пределах которых можно развивать логическую модель данных, в пределах же этих границ можно принимать различные решения. Например, модель предметной области складского учета содержит понятия "склад", "заявка", "техническое средство". При разработке соответствующей реляционной модели эти термины обязательно должны быть использованы, но различных способов реализации тут много - можно создать одно отношение, в котором будут присутствовать в качестве атрибутов "склад", "заявка", "техническое средство", а можно создать три отдельных отношения, по одному на каждое понятие.

Целью построения логической модели является получение графического представления логической структуры исследуемой предметной области.

Логическая модель предметной области иллюстрирует сущности, а также их взаимоотношения между собой.

Сущности описывают объекты, являющиеся предметом деятельности предметной области, и субъекты, осуществляющие деятельность в рамках предметной области. Свойства объектов и субъектов реального мира описываются с помощью атрибутов.

Взаимоотношения между сущностями иллюстрируются с помощью связей. Правила и ограничения взаимоотношений описываются с помощью свойств связей. Обычно связи определяют либо зависимости между сущностями, либо влияние одной сущности на другую.

Основные требования к содержанию модели [16]:

- Логическая модель должна отображать все сущности и связи, значимые для той цели, ради которой мы ее рисуем.

- Все объекты модели (и сущности, и связи) должны быть именованы. Именование сущностей и связей должно выполняться в терминах предметной области.

- Для связей должна быть указана кратность (один -- многие).

- Для каждой связи должно быть указано направление чтения.

- Для сущностей должны быть указаны как минимум основные атрибуты.

Основные требования к качеству модели:

- Модель должна читаться по схеме:

- <Сущность 1> -- <отношение / влияние> -- <Сущность 2>.

- Клиент может существовать без заказа. Однако заказ невозможно зарегистрировать без указания клиента. Один клиент может оформить неограниченное количество заказов. В соответствии с моделью в одном заказе может быть бесконечное количество позиций. Необходимо уточнить, на сколько это корректно.

- Модель должна быть структурирована, сущности должны быть сгруппированы по логическому смыслу.

- Крайне желательно избегать пересечения связей.

- Расположение объектов модели должно быть таким, чтобы ее удобно было читать.

3.2 Модули программы

Модули обработки программы:

Информационная система «Компьютерный сервис» состоит из следующих программных модулей обработки форм:

- Окно авторизации;

- Главное меню;

- Оказанные услуги;

- Услуги;

- Поставщики;

- Склад;

- Клиенты;

- Сотрудники;

- Покупки;

- Управление пользователями;

- Отчёты (список сотрудников, список клиентов, список оказываемых услуг, список поставщиков, запчасти на складе, продажи за период, оказываемые услуги за период, запчасти от поставщика, услуги, оказываемые сотрудником).

Модуль главного меню:

Назначение формы (модуля): главное меню для навигации в программе. В главном меню программы содержатся кнопки, позволяющие перейти ко отдельным модулям программного продукта.

Элементы формы и их функции:

Кнопки «Оказанные услуги», «Список оказанных услуг», «Отчеты», «Редактирование справочников», «Управление пользователями»:

Кнопка «Услуги»: открывает меню выбора услуг, а также просмотра информации о ней.

Кнопка «Поставщики»: открывает меню выбора поставщиков и информацию о них.

Кнопка «Склад»: открывает информацию о складе, название средства, и информацию о нем.

Кнопка «Клиенты»: открывает информацию о клиенте (фамилия, имя, отчество).

Кнопка «Сотрудники»: открывает информацию о сотруднике, информацию о нем (фамилия, имя, отчество).

Кнопка «Покупки»: открывает информацию покупки, товар, клиент, сотрудник «Отчет: оформить новую покупку».

Кнопка «Отчеты»: открывает форму с доступными отчетами.

Кнопка «Назад»: возвращает пользователя в окно авторизации.

Модуль обработки формы выбора оказанные услуги:

Назначение формы (модуля): просмотр всех обслуживаемых оказанных услуг.

Элементы формы и их функции:

- Клиент, услуга, дата, срок гарантий;

- Кнопки «Добавить», «Удалить».

Модуль обработки формы для просмотра списка услуг:

Назначение формы (модуля): просмотр списка услуг.

Элементы формы и их функции:

- Список видов услуг в виде таблицы;

- Список стоимости услуг;

- Список сотрудников предоставляющих данную услугу.

Модуль обработки формы для поставщиков:

Назначение формы (модуля): информация о поставщиках.

Элементы формы и их функции:

- Название компаний;

- Адрес компаний;

- Телефон;

- Кнопки «Добавить запись», «Изменить запись», «Удалить выбранную запись».

Модуль обработки формы для редактирования склад:

Назначение формы (модуля): формирование и редактирование списка склада.

Элементы формы и их функции:

- Поля для заполнения данных о складе;

- Кнопки «Добавить запись», «Изменить запись», «Удалить выбранную запись».

Модуль обработки формы для редактирования списка клиенты:

Назначение формы (модуля): формирование и редактирование списка клиентов.

Элементы формы и их функции:

- Поля для заполнения данных о клиентах;

- Кнопки «Добавить запись», «Изменить запись», «Удалить выбранную запись».

Модуль обработки формы для редактирования списка сотрудников:

Назначение формы (модуля): формирование и редактирование списка сотрудников.

Элементы формы и их функции:

- Поля для заполнения данных о сотрудниках;

- Кнопки «Добавить запись», «Изменить запись», «Удалить выбранную запись».

Модуль обработки формы для редактирования списка покупки:

Назначение формы (модуля): формирование и редактирование списка покупки.

Элементы формы и их функции:

- Поля для заполнения данных о покупках;

- Кнопки «Добавить запись», «Изменить запись», «Удалить выбранную запись».

- Отчет «оформить покупку»

Список всех таблиц базы данных «компьютерный сервис» представлен на рисунке 3.1.



Рисунок 3.1 - Список таблиц базы данных «компьютерный сервис»

Таблица атрибутов для сущности «клиенты» представлена на рисунке 3.2.



Рисунок 3.2 - Таблица атрибутов для сущности «клиенты»

3.3 Физическая модель базы данных

Физическая модель данных описывает данные средствами конкретной СУБД [15]. Отношения, разработанные на стадии формирования логической модели данных, преобразуются в таблицы, атрибуты становятся столбцами таблиц, для ключевых атрибутов создаются уникальные индексы, домены преображаются в типы данных, принятые в конкретной СУБД. Физическая модель содержит все детали, необходимые конкретной СУБД для создания базы: наименования столбцов и таблиц, типы данных, определения внешних и первичных ключей. Физическая модель строится на основе логической с учетом ограничений, накладываемых возможностями нашей СУБД.

Ограничения, имеющиеся в логической модели данных, реализуются различными средствами СУБД, например, при помощи индексов, декларативных ограничений целостности, триггеров, хранимых процедур, типов данных, связей. При этом решения, принятые на уровне логического моделирования, определяют некоторые границы, в пределах которых можно развивать физическую модель данных. Точно также, в пределах этих границ можно принимать различные решения. Например, отношения, содержащиеся в логической модели данных, должны быть преобразованы в таблицы, но для каждой таблицы можно дополнительно объявить различные индексы, повышающие скорость обращения к данным. В физической модели баз данных не могут использоваться связи многие - ко многим», а также категориальные связи.

Физическая модель базы данных «компьютерный сервис» отображена в виде диаграммы на рисунке 3.3. Данная модель была построена непосредственно в среде SQL Server Management Studio.

Рисунок 3.3 - Диаграмма физической модель базы данных «компьютерный сервис»

База данных программы содержит таблицы: Servis (Сервис), User (Пользователи), Klient (клиент), Dogovor (Договор), Uslugi (Услуги), Prodasi (Продажи), Tovar (Товар), Sotrudniki (Сотрудники), Postavsik (Поставщик).

Таблица 1 - Описание таблиц базы данных

Название таблицы	Поле	Тип	Комментарий
1	2	3	4
Dogovor (Договор)	ID	Int Счетчик	Ключевое поле
	Id_klienta	int	Внешний ключ
	Id_uslugi	int	Внешний ключ
	Data_dogovora	date	Дата договора
	Srok_garantii	varchar(50)	Срок гарантий
	ID	int	Ключевое поле
Klient (Клиент)	FIO	varchar(70)	Фамилия имя отчество
	Telefon	varchar(70)	Телефон
	ID	int	Ключевое поле
Postavsik (поставщик)	Nazvanie	text	Название
	Adres	text	Адрес
	Telefon	text	Телефон
Prodasi (Продажи)	ID	int	Ключевое поле
	Id_tovara	int	Внешний ключ
	Id_klienta	int	Внешний ключ
	Id_sotrudnika	int	Внешний ключ
	Kol_vo	int	Количество
	Date	datetime	Дата
	Cena	float	Цена
Servis (Сервис)	Name	varchar(70)	Имя
	Adres	varchar(70)	Адрес
	Telefon	varchar(70)	Телефон
	Sait	varchar(70)	Саит
	Email	varchar(70)	Email
	Gen_direktor	varchar(70)	Генеральный директор
	Rekvizit	varchar(70)	Реквизиты
	ID	int	Ключевое поле
Sotrudniki (сотрудники)	FIO	varchar(70)	Фамилия имя отчество
	Dolznost	varchar(30)	Должность
Tovar (Товар)	ID	int	Ключевое поле
	Nazvanie	text	Название
	Id_Postavsika	int	Внешний ключ
	Kol_vo	int	Количесиво
	Cena	float	Цена
	Date	datetime	Дата
User (Пользователи)	username	varchar(50)	Имя пользователя
	password	varchar(50)	Пароль
	role	varchar(50)	Статус пользователя
Uslugi (услуги)	ID	int	Ключевое поле
	Id_sotrudnika	int	Внешний ключ
	Vid	varchar(50)	Вид
	Stoimost	float	Стоимость

Далее непосредственно была написана программа для ведения баз данных.

Информационная система «Компьютерный сервис» работает в следующем порядке:

- формируется список оказанных услуг

- заносятся данные о клиенте, вид услуги, дата, срок гарантий;

- формируется список покупки;

- заносятся показания о товаре, клиенте, сотруднике, количество, цена товара.

- квитанция может быть подготовлена к печати;

- после закрытия и повторного открытия все внесенные данные находятся на своих местах.

3.3 Контрольный пример

1. Открываем программу.

2. В окне авторизации в поля следует ввести «User1» и «manager1!».

3. Нажимаем кнопку «Оказанные услуги».

4. В меню нажимаем кнопку «Добавить».

5. В открывшемся окне заполняем поля: Клиент- Ivanov A.A, вид услуги - замена материнской платы, дата 13.03.2018, срок гарантий 10 месяцев.

6. Нажать кнопку «Добавить запись».

7. В главном меню нажать кнопку «Покупки».

8. В открывшейся форме выбрать: Товар - Mat. plata asus 123, клиент Ivanov A.A. ,сотрудник Petrov A.A., количество -1, цена товара -2000, дата - 13.03.2018 «Добавить кнопку покупка».

9. В появившемся окне увидим информацию об успешном добавлении покупки.

10. Закрыть открывшийся файл.

4. РЕАЛИЗАЦИЯ БАЗЫ ДАННЫХ НА СЕРВЕРЕ SQL SERVER 17 EXPRESS

Для реализации базы данных для компьютерного сервиса был выбран SQL Server 17 Express [23]. На нем можно держать более 1000 позиций в таблицах, что нам и нужно. Так как базу надо вести в месте, куда приходят новые люди ежедневно, целесообразно использовать SQL Server. Он позволяет справиться с большим количеством заявок, при этом не придется долгое время их удалять. Надежность играет не менее важную роль при создании нашей базы, а SQL предоставляет очень хорошую защиту хранимых данных. Поддержка данной СУБД, её последующие обновления гарантированы в виду того, что она была создана такой крупной компанией, как Майкрософт. Далее поэтапно рассмотрим, как создать базу данных на SQL [17], [18].

4.1 Этапы создания базы данных в Microsoft SQL Server 17 Express

1. Устанавливаем СУБД Microsoft SQL Server 17. Для текущего проекта идеально подходит бесплатная редакция Microsoft SQL Server Express;

2. Устанавливаем среду SQL Server Management Studio 17.9.1 (SSMS). SSMS - это основной инструмент, с помощью которого осуществляется разработка баз данных в Microsoft SQL Server 17. Среда бесплатная;

3. Проектируем базу данных, т.е. определяем все сущности, которые будем хранить, определяем характеристики, которыми они будут обладать, а также определяем все правила и ограничения, применяемые к данным, в процессе их добавления, хранения и изменения. Иными словами, определяем структуру базы данных, какие таблицы она будет содержать, какие отношения будут между таблицами, какие столбцы будет содержать каждая из таблиц;

4. Создаем пустую базу данных. В среде SQL Server Management Studio создать базу данных можно двумя способами: первый - с помощью графического интерфейса, второй - с помощью языка T-SQL;

5. Создаем таблицы в базе данных. На этом этапе у нас уже есть пустая база данных, без таблиц. Нужно создать эти таблицы и соответствующие ограничения;

6. Наполняем базу данных. Заполняем таблицы.

7. Создаем другие объекты базы данных, такие как: представления, функции, процедуры, триггеры, с помощью которых реализуются бизнес-правила и логика приложения.

4.2 Создание базы данных в SQL Server Management Studio

Запускаем среду SQL SSMS и подключаемся к SQL серверу, как показано на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Запуск среды SQL SSMS

Затем в обозревателе объектов нажимаем на «Базы данных» правой кнопкой мыши и выбираем пункт «Создать базу данных», как показано на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Создание базы данных

В результате откроется окно «Создание базы данных». Здесь обязательно заполняем только поле «Имя базы данных», как на рисунке 4.3, остальные параметры настраиваем по необходимости. После ввода имени БД, нажимаем «ОК».



Рисунок 4.3 - Заполнение имени базы данных

Если БД с таким именем на сервере еще нет, то она будет создана, в обозревателе объектов она сразу отобразится, рисунок 4.4.

Рисунок 4.4 - Созданная база данных

База данных создана.

4.3 Создание базы данных на T-SQL (CREATE DATABASE)

Для того чтобы создать БД с настройками по умолчанию, необходимо написать три слова в редакторе SQL запросов - инструкцию CREATE DATABASE и название БД.

Сначала открываем редактор SQL запросов, для этого нажимаем на кнопку «Создать запрос» на панели инструментов, как показано на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 - Создание запроса

Затем вводим следующую инструкцию, и запускаем ее на выполнение, кнопка «Выполнить».

С помощью инструкции CREATE DATABASE, рисунок 4.6, можно задать абсолютно все параметры, которые отображались у нас в графическом интерфейсе SSMS. Например, если бы мы заменили вышеуказанную инструкцию следующей, то у нас база данных создалась бы в каталоге

DataBases на диске D.

--Создание БД TestDB

CREATE DATABASE TestDB

ON PRIMARY --Первичный файл

(

NAME = N'TestDB', --Логическое имя файла БД

FILENAME = N'D:\DataBases\TestDB.mdf' --Имя и местоположение файла БД

)

LOG ON --Явно указываем файлы журналов

(

NAME = N'TestDB_log', --Логическое имя файла журнала

FILENAME = N'D:\DataBases\TestDB_log.ldf' --Имя и местоположение файла журнала

)

GO

Рисунок 4.6 - CREATE DATABASE

4.4 Создание таблиц

Эта задача требует разрешения CREATE TABLE в базе данных и разрешения ALTER на схему, в которой создается таблица [19].

С помощью конструктора таблиц:

1. В SSMS в Обозревателе объектов подключитесь к экземпляру Компонент Database Engine, который содержит изменяемую базу данных.

2. В обозревателе объектов разверните узел Базы данных, а затем базу данных, в которой будет размещена новая таблица.

3. В обозревателе объектов щелкните правой кнопкой мыши узел Таблицы базы данных и выберите Создать таблицу.

4. Введите имена столбцов, выберите типы данных и определите для каждого столбца, могут ли в нем присутствовать значения NULL, как показано на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 - Ввод имен столбцов

5. Вы также можете задать другие свойства столбца, например, является ли этот столбец столбцом идентификаторов или вычисляемым столбцом. Для этого щелкните столбец на вкладке свойств столбцов.

6. Чтобы указать, что столбец является столбцом первичного ключа, щелкните его правой кнопкой мыши и выберите «Задать первичный ключ».

7. Чтобы создать связи по внешнему ключу, проверочные ограничения или индексы, щелкните правой кнопкой мыши панель конструктора таблиц и выберите в списке объект, рисунок



Рисунок 4.8 - Создание связи по внешнему ключу

8. По умолчанию таблица содержится в схеме dbo. Чтобы указать другую схему для таблицы, щелкните правой кнопкой мыши панель конструктора таблиц и выберите Свойства, как показано на рисунке 4.9. Выберите нужную схему из раскрывающегося списка Схема.



Рисунок 4.9 - Выбор другой схемы для таблицы

9. В меню Файл выберите команду Сохранить table name.

10. В диалоговом окне Выбор имени введите имя таблицы и нажмите кнопку OK.

11. Чтобы просмотреть новую таблицу, в обозревателе объектов разверните узел Таблицы, а затем нажмите клавишу F5, чтобы обновить список объектов. Новая таблица будет отображена в списке таблиц.

С помощью редактора запросов (Transact-SQL):

1. В обозревателе объектов подключитесь к экземпляру компонента Компонент Database Engine.

2. На стандартной панели выберите пункт Создать запрос.

3. Скопируйте следующий пример в окно запроса и нажмите кнопку Выполнить.

CREATE TABLE dbo.PurchaseOrderDetail

(

PurchaseOrderID int NOT NULL

,LineNumber smallint NOT NULL

,ProductID int NULL

,UnitPrice money NULL

,OrderQty smallint NULL

,ReceivedQty float NULL

,RejectedQty float NULL

,DueDate datetime NULL

);

Пользуясь вышеперечисленными способами создания базы данных, создаем собственную базу на локальном сервере (localdb)\MSSQLLocalDB, как показано на рисунке 4.10.

Рисунок 4.10 - Создание базы данных на локальном сервере.

Далее присоединяем разработанную базу данных «Компьютерный сервис», как на рисунке 4.11.

Рисунок 4.11 - Присоединение разработанной базы данных

Полная база данных в обозревателе объектов показана на рисунке 4.12.



Рисунок 4.12 - Полная разработанная база данных «компьютерный сервис»

Примеры таблиц этой базы данных показаны на рисунках 4.13 и 4.14:



Рисунок 4.13 - Таблица атрибутов для сущности «Клиенты»

Эта таблица имеет столбцы ФИО и Телефон клиентов.



Рисунок 4.14 - Таблица атрибутов для сущности «Пользователи»

Данная таблица содержит данные авторизованных людей с их паролями для доступа к программе «Компьютерный сервис». Например, в нашем случае это пользователи: admin1 и manager1 с соответствующими паролями.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ

Для того, чтобы убедиться в том, что разработанная информационная система подходит для внедрения на предприятие, проведем небольшое исследование с несколькими замерами по нагрузке программы на ПК. Так как текущие системные блоки на предприятии не соответствуют нынешним стандартам программа должна быть максимально легкой и не нагружать центральный процессор компьютера для других, параллельных задач. Хоть сервер и может иметь очень хорошие характеристики, сама программа все равно запускается непосредственно с компьютера сотрудника склада. Также очень важно знать, как быстро программа сможет сгенерировать записи с отчетами и при какой нагрузке на процессор. В целом, можно сказать, что программа должна быть максимально автоматизированной и не мешать повседневной работе сотрудников и не задерживать клиентов. Экспериментальное исследование будет проводиться на персональном компьютере, который по характеристикам намного уступает компьютеру на предприятии. Значит если программа будет работать безотказно на нем, то в мастерской проблем не возникнет. Проведем 5 небольших тестов по нагрузке на процессор.

Конфигурация сервера для информационной системы имеет следующие характеристики:

- Процессор: Intel Xeon E5-2620v4;

- Материнская плата: Supermicro MBD-X10SRI-F-O

- Оперативная память: 8GB DDR4 2666 MHz ECC Registered DIMM;

- Дисковая система: SSD 240 Gb SATA3 6Gb/s;

- OC: Windows Server.

Персональный компьютер для работы с созданной информационной системой работника на складе обладает следующей конфигурацией:

- Процессор: Intel Celeron G530 2400 Mhz, 2 ядра, кэш L3 2 Mb.

- Материнская плата: LGA1155 MSI H61M-P31 (G3) M-ATX.

- Оперативная память: Patriot 4096 Mb DDR3 1066 Mhz (2x2).

- Дисковая система: Seagate HDD 500 Gb.

- Операционная система: Windows 7 Pro 64-битная.

- Монитор: AOC 21,5'' e2270 1920x1080 (16:9).

- USB-совместимые мышь и клавиатура.

- Принтер: HP LaserJet Pro P1102.

Данные конфигурации должны быть необязательны для стабильной работы разработанной информационной системы. Периферийные устройства могут быть заменены аналогами.

5.1 Работа с программой

Авторизация пользователя происходит путем ввода логина и пароля, которые предоставил администратор системы, как на рисунке 5.1. Доступ к некоторому функционалу системы зависит от статуса пользователя в системе (администратор или пользователь).

Рисунок 5.1 - Авторизация пользователя

Для ознакомления с программным продуктом предоставляются типовые примеры использования пользователем информационной системы:

Справочник «Оказанные услуги» показан на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - Оказанные услуги

Редактирование справочника происходит следующим образом:

1. Произвести авторизацию используя свой логин и пароль.

2. В главном меню нажимаем кнопку «Оказанные услуги».

3. В открывшемся окне заполняем поля: Клиент- Ivanov A.A., Услуга- Zamena ekrana. Дата-18.03.2018, Срок гарантий-2 года.

4. Нажать кнопку «Сохранить».

5. Для удаления записи нужно выделить запись в таблице и нажать кнопку «Удалить».

6. Фильтрация записей производится изменением полей в панели фильтра.

Просмотр отчетов:

1. Произвести авторизацию используя свой логин и пароль.

2. В главном меню нажать кнопку «Отчеты».

3. На панели выбрать нужный отчет, например, «Список оказываемых услуг».

4. Для печати отчета нужно нажать кнопку «Печать» в верхней панели.

Экспериментальное исследование базы данных «Компьютерный сервис» проведем на следующей конфигурации:

Ноутбук фирмы Toshiba Satellite L50-A-K1S со следующими характеристиками:

- Процессор: i5-3337U, 2 ядра, 1800 Mhz.

- Оперативная память: 4 Gb DDR3 1600 Mhz.

- Видеокарта: Nvidia Geforce GT 740M 2 Gb GDDR3.

- Диск: SSD Plextor M7V 128 Gb.

- Экран: 15,6'' 1366x768.

- ОС: Windows 10 Pro x64.

При исследовании клиент и сервер информационной системы были запущены на одном и том же компьютере.

Предметом наблюдения исследования были быстродействие при загрузке форм с таблицами и скорость генерирования отчетов.

При испытании базы данных стоит ожидать, что быстродействие будет весьма высоко, благодаря внутреннему механизму многопоточности СУБД.

Для исследования для каждой таблицы базы будет сгенерировано определенное количество записей со случайными данными.

Будут проводиться замеры времени открытия форм с таблицами и генерации отчетов с помощью средств диагностики Visual Studio.

Результаты испытаний:

Сто записей в таблице:

- Открытие окна: 0,15 секунды с пиковой нагрузкой на процессор 5%;

- Генерация отчета: 0.3 секунды с пиковой нагрузкой процессора 5%.

Триста записей в таблице:

- Открытие окна: 0,20 секунды с пиковой нагрузкой на процессор 7%;

- Генерация отчета: 0.4 секунды с пиковой нагрузкой процессора 7%.

Пятьсот записей в таблице:

- Открытие окна: 0,25 секунды с пиковой нагрузкой на процессор 9%;

- Генерация отчета: 0.5 секунды с пиковой нагрузкой процессора 9%.

Семьсот записей в таблице:

- Открытие окна: 0,35 секунды с пиковой нагрузкой процессора 14%;

- Генерация отчета: 0.8 секунды с пиковой нагрузкой процессора 14%.

Одна тысяча записей в таблице:

- Открытие окна: 0,50 секунды с пиковой нагрузкой процессора 22%;

- Генерация отчета: 1 секунда с пиковой нагрузкой процессора 23%.

За все время исследования СУБД и программа сохраняли стабильность. Нагрузка на процессор была минимальна, особенно, если принять во внимание систему, на которой проводилось испытание. Можно смело судить, что система на предприятии справится с данной программой. Можно будет генерировать без видимых задержек от 1000 и более записей и отчетов по ним, что, собственно, и требовалось от проверки данной программы.

Скорость работы данной программы позволит сотруднику в разы увеличить продуктивность заполнения и сохранения информации в течение рабочего дня, не задерживаясь из-за программного обеспечения.

Так как система в последствии будет эксплуатироваться с меньшим количеством записей в таблицах, испытания считаются успешно пройденными. Экспериментальное исследование показало, что данную СУБД можно применять на предприятии.

6. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

Для управления хранящимися в базе данными будет использована специальная утилита, созданная для документации баз данных. Существует множество утилит такого типа, все они различаются по доступу к ним, есть как платные, так и бесплатные, а также бесплатные с ограниченным функционалом и возможностью покупки дополнительного. Для данной работы выбрана Dataedo [20-22], так как она подходит под требования работы больше остальных, у нее достаточно положительные отзывы среди других пользователей. Далее приведены возможности утилиты Dataedo с примером в виде скриншотов.

Dataedo - современная утилита для документации баз данных, разработанная фирмой Logic Systems.

Возможности Dataedo:

- может определять связи между таблицами и уникальные ключи - те, которые не определены в базе данных, но должны применяться;

- большие базы данных можно разделить на логические модули, что делает их легче анализировать, понимать, документировать;

- можно выбрать информацию о документации: текстовое описание, картинки, диаграммы;

- возможность описать любой объект;

- выходная документация в формате PDF и HTML (после покупки Pro версии).

Мы используем Dataedo для документирования элементов схемы базы данных (словаря данных) и создания диаграмм ERD. Dataedo поставляется с репозиторием документации, поэтому мы можем работать над документированием и чтением недавней документации в Интернете. И не нужно вмешиваться в базу данных (комментарий SQL Server MS_Description)

6.1 Работа с Dataedo

Сначала импортируем схему (все таблицы, представления, хранимые процедуры и функции - с помощью триггеров, внешних ключей и т.д.). Затем определяем логические домены/модули и группируем все объекты (перетаскивание) в них, чтобы иметь возможность анализировать и работать с меньшими фрагментами базы данных. Для каждого модуля создаем диаграмму ERD и записываем описание верхнего уровня. Затем, когда мы обнаруживаем значение таблиц и представлений, напишем краткое описание для каждого. Сделаем тоже самое для каждого столбца. Dataedo позволяет добавлять значащее название для каждого объекта и столбца - полезно, если имена объектов неопределенны или недействительны. Pro позволяет описывать внешние ключи, уникальные ключи/ограничения и триггеры - что полезно, но не обязательно для понимания базы данных.

Мы можем получить доступ к документации через пользовательский интерфейс или экспортировать ее в PDF или интерактивный HTML (последний доступен только в версии Pro).

Здесь описывается непрерывный процесс, а не одно время. Если наша база данных изменяется (например, новые столбцы, представления), мы должны регулярно синхронизировать свою документацию (пару кликов с помощью Dataedo).

6.2 Рекомендации по процессу документирования

Диаграммы:

1. Держать диаграммы маленькими и читабельными - просто включить важные таблицы, отношения и столбцы - только те, которые имеют какое-либо значение для понимания большой картины - первичные/бизнес-ключи, важные атрибуты и отношения;

2. Использовать другой цвет для таблиц ключей на диаграмме;

3. Можно иметь более одной диаграммы для каждого модуля;

4. Можно добавить диаграмму к описанию наиболее важных таблиц/с большинством отношений.

Описания:

1. Не документировать очевидное - не записывать описание "Дата документа" для столбца document.date. Если нет ничего значимого для добавления, просто оставить его пустым;

2. Если объекты, хранящиеся в таблицах, имеют типы или статусы, полезно их перечислить в общем описании таблицы;

3. Определить формат, который ожидается, например, "mm/dd/yy" для даты, которая хранится в текстовом поле;

...