Такое возможно только с использованием CASE-средств.

      На  этапах анализа и проектирования принимаются решения, которые оказывают  решающее влияние на конечный продукт. Поэтому обычно CASE-средства применяют прежде всего на этих этапах.

      Основной  частью этапа проектирования является построение информационной модели объекта. При разработке прикладной системы  по схеме “сверху - вниз”, информационная модель постепенно дополняется и  детализируется.

      На  завершающий стадии этапа проектирования на основе информационной модели выполняется генерация объектов БД: таблиц, индексов, ключей последовательностей и т.д.

3 Реализация базы данных

     В качестве примера реализации базы данных рассмотрим информационную систему  для автоматизации  формирования отчетных карт для сдачи в энергоснабжающие организации компании  ООО «Альтернатива». 

      В данной организации возникает задача учета показаний с приборов разработки ЗАО НПФ Логика и электросчетчиков Меркурий. Сейчас для ее выполнения  используется программный комплекс Пролог,  который реализует лишь часть требуемых функций. В последнее время возникла задача обобщения информации по всем узлам учета, только на базе комплекса Пролог решить ее невозможно.

     Программа «Пролог» построена по идеологии  настольных систем и поэтому её перенос  в сетевую среду возможен только по архитектуре файл-сервера. Такой  подход отличается плохой масштабируемостью и делает практически невозможной работу удаленных пользователей, Существующая система не может обрабатывать накапливаемый объем данных, поэтому возникает необходимость создания новой системы обработки информации, построенной по идеологии клиент-сервер. 
 

      Основные  требования к системе таковы: 

•  система  автоматизации расчетов  должна  обрабатывать данные по имеющимся  узлам учета;
• система должна иметь возможность автоматического добавления узлов к существующим;
• система должна иметь механизм регистрации изменений и возможность отката к одному из предыдущих состояний;
• система должна обеспечивать возможность оперативного доступа к информации;
• система должна иметь развитые механизмы обеспечения информационной безопасности (защита от несанкционированного доступа, избыточность хранения информации).

3.1 Анализ существующей системы

 

      Для определения потребностей в построении системы учета и определения её структуры проведем анализ уже существующей схемы обмена данными.

      Схема функционирования организации в  первом приближении такова: 

1. ООО Альтернатива снимает показания с узлов  учета и оформляет отчетные карты, для сдачи в энергоснабжающие организации.
2. Абоненты ООО Альтернатива оплачивают информационно обслуживание.

 

      Внутренняя  структура предприятия в самом  общем виде может быть представлена следующим образом: 

1. Имеется администрация, которая осуществляет контроль за деятельностью всего предприятия.
2. Главный инженер курирует деятельность расчетной группы.

 

Существующая  система обмена информацией и  её хранения  такова: 

1. Получение показаний осуществляется тремя  путями:

1. Ручной съем, запись информации на бумажный носитель.

2. Электронный съем – запись информации на специализированное устройство – пульт.
3. Диспетчеризация – к узлу проложен канал связи, по которому осуществляется получение показаний.

2. Ввод показаний в комплекс Пролог.
3. Экспорт с учетом фильтра по датам, показаний в редактор электронных Excel.
4. На основе шаблона «базы данных» Excel осуществляется анализ и формирование учетных карт узлов.

 

      Недостатки  этой схемы проявляются в отсутствии оперативного доступа к информации по показаниям приборов, низкой нагрузочной способности системы, невозможности анализа данных за достаточно длительный промежуток времени.

3.2 Новая схема обмена информацией

 

      Учитывая  перечисленные недостатки возникла необходимость организации единого информационного пространства для решения поставленных задач. Суть решения в следующем:

1. Построить единую базу данных для хранения информации об узлах учета и их показаниях за длительные периоды.
2. Из-за использования технологии клиент-сервер снижается трафик в каналах связи, что позволяет получить оперативный доступ к информации, находящейся на удаленном сервере.
3. Появляется возможность централизованного администрирования полученной системы.
4. За счет реализации принципа избыточности  при хранении данных повышается надежность хранения. (Осуществляется резервирование баз данных на удаленном сервере).
5. Возможно практически неограниченное масштабирование системы.

3.3 Выбор операционной системы

 

      В данное время на рынке операционных систем широко представлены несколько  продуктов: 

• UNIX-системы
• Системы семейства Novell NetWare
• Системы на основе Windows (R)

 

      К достоинствам систем UNIX (Solaris, AIX, Linux, BSD UNIX, UNIX System V) относится вытесняющая многозадачность, стабильность, высокая производительность, поддержка мультипроцессорных систем и систем с массовым параллелизмом. Эти системы представлены на рынке очень давно, что позволяет говорить об их надежности. К их недостаткам относится высокая стоимость программного и аппаратного обеспечения (большинство систем функционируют на RISC платформах). Кроме того, системы на базе UNIX сложны в администрировании и слабо стандартизованы, что затрудняет построение на их основе интегрированных решений.

      Системы на основе Novell NetWare построены на основе корпоративной многозадачности, что делает практически невозможным их применение в качестве серверов приложений и баз данных. Длительная транзакция со стороны одного из клиентов сервера Novell NetWare приводит к невозможности доступа других клиентов к ресурсам сервера. Все процессы на сервере выполняются в нулевом кольце защиты процессора, таким образом ошибка в одном из них с большой вероятностью приводит к краху всей  системы вплоть до потери файлов. Это приводит к невозможности выполнения пользовательских процессов на сервере. В настоящее время системы на базе Novell NetWare используются в большинстве случаев как файл-серверы.

      Системы Windows NT появились на рынке достаточно давно, но широкое распространение они получили только с момента выхода версии 3.5.

В них  реализована вытесняющая многозадачность, что делает эти системы хорошей  основой для серверов приложений. Системы на базе Windows NT отвечают требованиям уровня безопасности C2 Министерства обороны США, что позволяет их использовать в самых ответственных приложениях. Windows NT функционирует как на платформе Intel, так и на RISC платформах, что дает возможность легко наращивать мощность системы по мере увеличения потока данных.

      Учитывая  тенденции развития рынка операционных систем в качестве платформы для  реализации информационной системы  выбрана операционная система семейства Unix Free BSD,  на клиентских рабочих станциях используется Windows XP.

3.4 Выбор сервера баз данных

 

      Основные  требования, предъявляемые к серверу  баз данных таковы: 

• Хорошая масштабируемость
• Высокая производительность
• Легкость в администрировании
• Наличие мощных инструментов для разработки приложений
• Низкая цена рабочего места

 

      В настоящее время на рынке серверов баз данных представлено множество  систем. Среди них Oracle, PostgreSQL, Informix, Sybase, Open Ingres, IBM DB2, Borland InterBase, Microsoft SQL Server и др.

      Исходя  из сравнительных характеристик  данных серверов баз данных в качестве платформы для реализации корпоративной  информационной системы был выбран сервер PostgreSQL 8.3. 

3.5 Выбор средств разработки

 

      В качестве CASE-средства использован программный продукт pgAdmin 1.8.4 - многоплатформенный графический редактор интерфейса пользователя СУБД PostgreSQL.

      Для написания клиентской части приложений использована среда разработчика Microsoft Visual Studio 2008. Язык программирования C# относится к средствам быстрой разработки приложений (RAD - Rapid Applications Development). Определяющим фактором при выборе C# в качестве средства разработки клиентской части является наличие большой библиотеки объектов для быстрого построения приложений, работающих с базами данных.

3.6 Проектирование структуры базы данных

 

      Построим  информационную модель системы расчета  с абонентами.

В ходе исследования существующей схемы расчетов были выявлены следующие основные сущности: 

• Тепловой  узел
• Суточные архивы
• Архивы накопителей
• Электрический узел
• Архивы показаний электросчетчиков
• Абонент

 

Диаграмма взаимодействия между этими сущностями представлена в  Приложении 6.

      Суть  данной модели такова: 

1. Каждая  сущность характеризуется набором  состояний, изменяющихся во времени.
2. Каждое состояние характеризуется набором атрибутов сущности.
3. Сущность однозначно идентифицируется своим внешним ключом.

 

      SQL-скрипт для генерации базы данных представлен в Приложении А. 

4 Реализация клиентского приложения

4.1 Назначение и состав клиентского приложения

     Клиентское  приложение предназначено для уменьшения трудоемкости и повышения производительности труда сотрудников расчетной  группы ООО «Альтернатива» при обработке показаний приборов учета и формировании отчетных карт.

     Приложение  состоит из клиентской части, выполненной  в среде программирования C#, и серверной части, выполненной в виде базы данных PostgreSQL, хранимой на сервере и состоящей из таблиц, хранимых процедур и других компонентов базы данных.

4.2 Безопасность доступа к данным

4.2.1 Идентификация

     Идентификация и проверка подлинности пользователей  или аутентификация - основное средство защиты информационных систем от постороннего вмешательства.

     Под идентификацией обычно понимается процедура, посредством которой пользователь или процесс сообщает сведения о  себе. Проверка подлинности, или аутентификация - это процедура проверки достоверности предъявленных данных. Как правило, большинству пользователей требуется доступ ко многим сервисам, предоставляемым системами. В то же время ни им, ни системным администраторам не хочется размножать регистрационную информацию и особым образом входить в каждый сервер.

     Выход из этой ситуации заключается в создании специального сервера проверки подлинности, услугами которого будут пользоваться другие серверы и клиенты информационной системы. Выделение особого сервера  аутентификации позволяет реализовать  собственные прикладные комплексы  со своей системой понятий, но со стандартной  процедурой проверки подлинности, что  существенно облегчает управление правами доступа пользователей.

     Для данных целей  приложение использует встроенную систему аутентификации сервера баз данных PostgreSQL основанную на распределение ролей пользователей зарегистрированных в системе.

 4.2.2 Авторизация

     Компоненты  и процессы авторизации позволяют  предоставлять пользователям разрешения на доступ к ресурсам и управлять  этими разрешениями.

     Сотрудники  предприятия, имеющие доступ к информационным ресурсам, получают идентификатор. Чтобы обеспечить управление доступом к управляемым ресурсам, например, базам данных и приложениям, для идентификаторов назначаются роли.