Разработка информационной системы садово – производственного кооператива

Поддержка баз данных в среде Delphi осуществляется двояко. С одной стороны в ней широко используются компоненты, предназначенные для работы с базами данных. С их помощью можно создавать простые приложения, предназначенные для обработки данных, и приложения типа клиент/сервер. Особенностью этих компонентов является то, что во время создания приложения Delphi отображает результаты обработки данных, и позволяет проанализировать различные ситуации, которые могут сложиться в процессе работы программы. С другой стороны поддержка баз данных в Delphi осуществляется с помощью набора драйверов соединений с SQL-северами Borland SQL Links for Windows, которые позволяют интегрированному в Delphi ядру процессора баз данных Borland, (BDE) Borland Database Engine, получать доступ к локальным базам данных Paradox, dBASE, Access, FoxPro, а также SQL-северам InterBase, Informix, Oracle, Sybase, DB2, Microsoft SQL.

32-битовый компилятор Delphi генерирует  исполняемые EXE-файлы. При этом существует  возможность генерировать либо  простые EXE-файлы, либо сложные приложения, требующие подключения  DLL-библиотек.

   Delphi - это первый инструмент  в котором быстрое проектирование  сочетается с использованием  оптимизирующего компилятора. Кроме  того, в Delphi может быть использована  технология масштабирования баз  данных, являющаяся самой мощной и сложной технологией программирования, которая когда-либо использовалась для персональных компьютеров.  В отличие от большинства других инструментов, предназначенных для быстрой разработки приложений, Delphi является расширяемым инструментом. Ниже приведен краткий список особенностей,  обеспечивающих расширяемость Delphi:

• непосредственный доступ к интерфейсу приложений API;
• встроенный Ассемблер; обработка строк, написанных на Ассемблере вставленных в текст программ Delphi;
• возможность создания пользовательских объектов VCL и OCX;
• возможность создания DLL-библиотек и других "вторичных" объектов среды Windows;
• объектная ориентация - возможность создавать новые классы, наследующие свойства существующих классов, либо, начав с нуля, строить свои собственные.

Одним из основных критериев, при выборе инструмента разработки приложений баз данных является масштабируемость возможность работать с данными в различных платформах. Масштабируемость в Delphi достигается благодаря следующим свойствам:

• поддержка как локальных таблиц, так и находящихся на удаленных серверах баз данных;
• поддержка сложных запросов и доступ из одного приложения  ко многим Системам Управления Базами Данных (СУБД), построенным на различных платформах;
• свободное перемещение приложения из одной СУБД в другую,  осуществляемое посредством ядра Borland Database Engine, которое организует доступ к базам данных, невзирая на различия в  платформах;
• наличие собственных быстрых драйверов для основных платформ типа клиент/сервер;
• полная поддержка ODBC.

Delphi, как СУБД, полностью ориентирован  на реляционную модель данных  и имеет встроенный язык запросов  к базам данных SQL (Structured Query Language).

Сочетание возможностей быстрого прототипирования приложений с технологиями уровня предприятия обеспечивает плавное и предсказуемое развитие проектов любого масштаба. Следование стандартам индустрии и открытость к взаимодействию с любыми частными решениями гарантирует успех проектов, разрабатываемых с использованием Delphi.

Для разработки ИРС садового кооператива применялась визуальная среда программирования Delphi 6.0. БД ИРС была разработана в формате СУБД DBase IV.

Данный формат за предыдущие 20 лет его применения хорошо себя зарекомендовал. БД типа "dbf" практически всегда восстанавливаются при аварийных сбоях компьютера, обеспечивают достаточно быстрый доступ к данным и поддерживаются абсолютно всеми программными продуктами, в которых есть доступ к БД.

 

2. Алгоритмы и структуры  данных

 

2.1. Состав, структура и общий алгоритм функционирования ИРС

 

Разработка любой конкретной ИРС, имея ряд общих подходов и характеристик, должна быть прежде всего ориентирована на эффективное решение задач, возлагаемых на ИРС. То есть, состав, структура и алгоритм функционирования должны быть согласованы с функциональным назначением и режимами работы ИРС.

В соответствии с поставленной задачей обобщенный алгоритм  функционирования выглядит следующим образом (рис. 1).

Рис. 1. Обобщенный алгоритм функционирования ИРС

 

 Следует отметить, что абсолютное большинство современных средств программирования (Delphi, C-Builder, Visual-C, Visual-Basic, Visual-FoxPro и др.) основаны на объектно-ориентированном подходе и программы, разработанные на их основе носят в большей степени событийный характер, а не алгоритмический. Современная программа – это не последовательный набор операций, а распределенная структура, состоящая из множества объектов, взаимодействующих посредством сообщений, генерируемых событиями. При этом события в каждом объекте обрабатываются своими процедурами – обработчиками событий. Для взаимодействия с другими объектами вызываются сообщения изменения их свойств и формируются события через методы других объектов (например, активация другой формы методом ShowModal в результате нажатия пункта меню) (рис. 2).

Рис. 2. Структура программы, разработанной на основе объектно-ориентированного подхода

В связи с тем, что количество объектов, их свойств, методов, генерируемых событий и процедур их обработки составляет тысячи единиц, а сами события генерируются как автоматически, так и в результате действий пользователя программы, то представление полного алгоритма функционирования программы является достаточно затруднительным. Для упрощения представления алгоритма функционирования ИРС целесообразно разбить его на уровни представления в соответствии с трехуровневой моделью ANSI (рис. 3).

Рис. 3. Трехуровневая модель представления программ баз данных (ИРС, ИСС) АNSI

 

Пользовательский (внешний) уровень представляет собой интерфейс информационно-расчетной системы и выполняемые ею функции с точки зрения пользователя. Целесообразно представить пользовательский уровень в виде обобщенного алгоритма функционирования, приведенного выше.

Прикладной (физический) уровень представления ИРС составляет  описание организации процедур, обеспечивающих выполнение функций ИРС, а также структуру базы данных ИРС.

Концептуальный (средний) уровень является промежуточным звеном между пользовательским и прикладным уровнем и составляет взаимосвязанную структуру функциональных элементов (подсистем) ИРС.

Рассмотрим более подробно концептуальный уровень как основополагающий для организации разработки ИРС.

Структурно информационно-расчетная система садово-производственного кооператива имеет все основные составные части классической ИРС и состоит из следующих подсистем (рис. 4).

Рис. 4. Общая структурная схема ИРС

 

Управляющая подсистема предназначена для определения режима функционирования ИРС и включает основную экранную форму с главным меню. В соответствии с обобщенным алгоритмом функционирования главное меню включает три подменю для вызова:

• подсистемы ведения БД;
• подсистемы формирования справок;
• подсистемы формирования отчетов;
• подсистема защиты информации.

База данных ИРС предназначена для хранения информации, необходимой для формирования справок и документов о садовых участках, членах кооператива, выплатах членских и целевых взносов и прочей необходимой информации для обеспечения работы администрации кооператива.

 

Программно каждой подсистеме и ее отдельной функции соответствует своя экранная форма или функциональное окно, которые будут описаны далее.

Необходимо предусмотреть пароль при запуске программы. Следует заметить, что в коммерческих ИРС применяются более совершенные системы защиты информации, включающие привязку к конкретной ЭВМ, криптографическую защиту информации в БД, разграничение доступа между пользователями ИРС.

 

 

2.2. Структура базы данных

Проектирование структуры базы данных ведется за четыре этапа.

Рис. 5. Схема проектирования базы данных.

 

Анализ предметной области заключается в получении от пользователя неструктурированных описаний прикладных задач базы данных, выработке четкого определения и классификации элементов рассматриваемой предметной области. На основе собранной информации строится вербальная модель предметной области.

Концептуальное проектирование состоит в формализации вербальной модели предметной области путем формирования ее концептуальной модели в виде схемы "сущность-связь" либо ER-схемы. Главной целью этого этапа является определение объектов предметной области, формализованного описания их атрибутов, идентифицирующих атрибутов (идентификаторов, ключей) и функциональных связей между объектами.

На этапе логического проектирования осуществляется преобразование концептуальной схемы предметной области в логическую схему, отображающую структуру таблиц БД и связей между ними, осуществляемых через общие атрибуты.

Физическое проектирование состоит в размещении спроектированных таблиц БД на ЭВМ в формате выбранной СУБД.

 

Этап 1. Построение вербальной (описательной) модели данных.

На первом этапе необходимо описать требуемые для работы данные. При этом анализируются структура формируемых справок и документов. Далее в таблице приведены данные, используемые для формирования документов и справок.

 

Табл.  Данные, необходимые для формирования справок и документов

№ п/п	Информационный элемент	Данные
1.	Справка "Поиск владельца по номеру участка"	- Номер участка - Лицевой счет владельца - Фамилия, имя, отчество владельца - Дата рождения - Паспортные данные - Домашний адрес - Телефон - Наличие льгот

 

2.	Справка "Поиск участка по владельцу"	- Фамилия, имя, отчество владельца - Номер участка - Дата вступления (покупки) - Статус участка (приватизирован/не  приватизирован, в залоге и т.д.) - Площадь участка (в сотках) - Строения на участке - Подключение воды - Подключение света - Садовые насаждения - Параметры огородного  участка
3.	Справка "Выплаты по участку"	- Номер участка - Лицевой счет владельца - Фамилия, имя, отчество владельца - Назначение платежа - Дата платежа - Сумма платежа
4.	Отчет "Члены садового кооператива"	- Лицевой счет владельца - Фамилия, имя, отчество владельца - Дата рождения - Паспортные данные - Домашний адрес - Телефон - Наличие льгот
5.	Отчет "Садовые участки"	- Фамилия, имя, отчество владельца - Лицевой счет владельца - Номер участка - Дата вступления (покупки) - Статус участка (приватизирован/не  приватизирован, в залоге и т.д.) - Площадь участка (в сотках) - Строения на участке - Подключение воды - Подключение света - Садовые насаждения - Параметры огородного  участка
6.	Отчет "Оплата вступительных, членских и целевых взносов	- Номер участка - Лицевой счет владельца - Фамилия, имя, отчество владельца - Назначение платежа - Дата платежа - Сумма платежа

 

Следует отметить, что целью первого этапа является не только описание требуемых для решения различных задач данных, но и их обобщение путем ликвидации дублирования с последующей интеграцией всех данных в единый список. Таким образом, получим следующую структуру данных.

- Номер участка

- Лицевой счет владельца

- Фамилия, имя, отчество владельца

- Дата рождения

- Паспортные данные

- Домашний адрес

- Телефон

- Наличие льгот

- Дата вступления (покупки)

- Статус участка (приватизирован/не  приватизирован, в залоге и т.д.)

- Площадь участка (в сотках)

- Строения на участке

- Подключение воды

- Подключение света

- Садовые насаждения

- Параметры огородного участка

- Назначение платежа

- Дата платежа

- Сумма платежа

 

Этап 2. Концептуальное проектирование

На данном этапе необходимо построить концептуальную модель данных, которая не зависит от методов последующей реализации БД.

Сначала необходимо выделить основные объекты предметной области и определить характер их взаимосвязей. В качестве основных объектов целесообразно выделить следующие:

- садовые участки;

- члены кооператива;

- выплаты взносов.

 

Рис. 6. Основные объекты предметной области

 

Далее для каждого объекта формируются группы их атрибутов (свойств), которые их описывают. При этом необходимо выделить ключевые атрибуты, которые однозначно определяют конкретный экземпляр объекта.

 

 

Рис. 7. Концептуальная модель данных

 

На данном рисунке приведена концептуальная модель данных в виде модели "сущность-связь". Ключевые атрибуты объектов на рисунке выделены подчеркиванием. Следует отметить, что если один член кооператива приобрел 2 и более участка, то для бухгалтерии это будут разные экземпляры объекта "Член кооператива" с разными лицевыми счетами несмотря на идентичность остальных параметров.

 

Этап 3. Логическое проектирование

Логическое проектирование БД по сути состоит из трех подэтапов:

- преобразование концептуальной  схемы в логическую схему в  первой нормальной форме (1НФ) –  создание так называемого универсального  отношения;

- нормализация логической схемы  из первой нормальной формы  в четвертую (4НФ);

- определение наименований отношений (таблиц), а также наименований и форматов (типов и размеров) их полей.