Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний технічний університет
Інститут інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії
Кафедра
обчислювальної техніки
РОЗРОБКА ПРОГРАМНО-АПАРАТНОЇ СИСТЕМИ СЕНСОРНОГО ТЕРМІНАЛУ ДЛЯ ВІДОБРАЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ ПРО РОЗКЛАД СТУДЕНТАМ
Пояснювальна записка
до комплексної бакалаврської дипломної роботи
бакалавр 6.05010201 - Комп’ютерна інженерія
-03.БДР.009.00.000ПЗ
Вінниця
ВНТУ 2013
ЗМІСТ
ВСТУП
. АНАЛІЗ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДЛЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕРМІНАЛІВ
.1 Мови програмування для системи сенсорного терміналу для відображення інформації про розклад студентам
.2 Аналіз баз даних для системи відображення інформації
.3 Аналіз продукції фірм-виготовлювачів сенсорних терміналів
2. РОЗРОБКА ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДЛЯ СИСТЕМИ СЕНСОРНОГО ТЕРМІНАЛУ ДЛЯ ВІДОБРАЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ ПРО РОЗКЛАД СТУДЕНТАМ
2.1 Проектування структури програмного забезпечення системи сенсорного терміналу для відображення інформації про розклад студентам
.2 Розробка інтерфейсу
2.3 Розробка ER-моделі
2.4 Рекомендації по використанню програмного забезпечення адміністратору
.5 Рекомендації по використанню програмного забезпечення користувачеві
. ОХОРОНА ПРАЦІ
.1 Аналіз умов праці у приміщенні оператора ПК
.2 Організаційно-технічні заходи
.3 Заходи з виробничої санітарії
.3.1 Параметри мікроклімату
3.3.2 Вентиляція
.3.3 Освітлення
.3.4 Шум і вібрація
.4 Виробнича безпека
.5 Протипожежні заходи
ВИСНОВКИ
ЛІТЕРАТУРА
ДОДАТКИ
ВСТУП
Актуальність теми. Одним із найбільш перспективних напрямків інформатизації сучасного суспільства є створення систем інформаційних терміналів для надання конкретної спеціалізованої інформації по шуканому питанню. Важливим елементом проектування таких терміналів є створення відповідного програмного забезпечення. Написання таких програм виконується з використанням різних мов програмування та баз даних.
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є організація взаємодії користувача з сенсорним терміналом для відображення інформації про розклад студентам, яке у своїй суті містить програму, написану однією з мов програмування та бази даних, до якої буде звертатись програма для отримання чи запису інформації з та в базу даних із подальшим виведенням отриманої інформації на друк.
Відповідно до поставленої мети в роботі вирішуються такі завдання :
) проаналізувати програмне забезпечення для інформаційних терміналів;
) розробити програмне забезпечення для системи сенсорного терміналу;
) розробити рекомендації користувачеві по роботі із сенсорним терміналом;
Об’єктом дослідження є процес створення програмного забезпечення для системи сенсорного терміналу та організація його взаємодії з апаратною. частиною.
Предметом дослідження є методи створення програмного забезпечення та його робота з базою даних.
Інформаційні термінали є корисними в сучасному інформаційному суспільстві. Інформація на даному етапі розвитку суспільства має вагу золота. Якщо людина вміло орудує певною інформацією то вона може надалі розвиватись не спиняючись на загальновідомих речах.
. АНАЛІЗ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
ДЛЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕРМІНАЛІВ
Системи інформаційних кіосків
розвиваються і весь час потребують покращення. Розробка сенсорного терміналу
для відображення інформації студентам є новою концепцією у розробці
інформаційних терміналів, так як на даний момент лише невелика кількість
навчальних закладів різних рівнів акредитації має у себе на оснащенні
інформаційні термінали з усім необхідним програмним забезпеченням. Інформаційні
термінали дозволяють спростити створення навчального плану так як з’являється можливість
його корегувати дистанційно, що економить значну частку часу, яка була б
витрачена для ручного написання розкладу чи навчального плану. Тому розробка
системи сенсорного терміналу для відображення інформації про розклад студентам
є актуальною у наш час інформаційного оснащення суспільства.
1.1 Мови
програмування для системи сенсорного терміналу для відображення інформації про
розклад студентам
Мова програмування - формальна знакова система, призначена для запису комп'ютерних програм. Мова програмування визначає набір лексичних, синтаксичних і семантичних правил, що задають зовнішній вигляд програми і дії, які виконає виконавець (комп'ютер) під її управлінням.[1]
Функція: мова програмування призначена для написання комп'ютерних програм, які застосовуються для передачі комп'ютеру інструкцій щодо виконання того чи іншого обчислювального процесу та організації управління окремими пристроями.
Завдання: мова програмування відрізняється від природних мов тим, що вона призначена для передачі команд і даних від людини комп'ютеру, в той час, як природні мови використовуються для спілкування людей між собою. В принципі, можна узагальнити визначення «мов програмування» - це спосіб передачі команд, наказів, чіткого керівництва до дії; тоді як людські мови служать також для обміну інформацією.
Виконання: мова програмування може використовувати спеціальні конструкції для визначення й маніпулювання структурами даних і управління процесом обчислень[2].
Високорівнева мова програмування - мова програмування, яка розроблена для швидкості та зручності використання програмістом. Відмінна риса високорівневих мов - це абстракція, тобто введення осмислених конструкцій, які коротко описують такі структури даних та операції над ними, опис яких на машинному коді (або іншій низькорівневій мові програмування) дуже довгий та важкий для розуміння[3].
Відірваність високорівневих мов від апаратної реалізації комп’ютера не дивлячись на багато плюсів має і мінуси. Власне, вона не дозволяє створювати прості та точні інструкції до використовуваної апаратури. Програми, написані на мовах високого рівня, легші для розуміння програмістом, але менш ефективні, ніж їх аналоги, які створені за допомогою низькорівневих мов. Одним із наслідків цього стало додавання підтримки тієї чи іншої мови низького рівня (мова асемблера) в ряд сучасних професійних високорівневих мов програмування[4].
Усі популярні мови можна поділити на універсальні й спеціалізовані. Універсальні мови використовуються для вирішення різних завдань. Спеціалізовані мови призначені для вирішення завдань одного, максимум кількох, видів завдань.
Найпоширенішими мовами програмування високого рівня на Україні є C#, Java, PHP, C/C++ та Python. У більшості своїй це пов’язано зі зручностями написання програмного забезпечення, оскільки програми-компілятори на аналог Visual Studio надають безліч потужних ресурсів для написання програмного коду. Також в цій програмі присутня допомога при написанні коду. Вона працює у якості «розумного компілятора», тобто при компілюванні знаходить помилки і надає приклади для того щоб їх виправити, але цей напрямок лише розвивається і не гарантує 100% точності своїх порад[5].
C# - об'єктно-орієнтована мова програмування з безпечною системою типізації для платформи .NET..NET - програмна технологія, запропонована фірмою Microsoft як платформа для створення як звичайних програм, так і веб-програм[6].
Одною з ідей .NET є сумісність служб, написаних різними мовами.Presentation Foundation (WPF, кодова назва - Avalon) - потужна графічна (презентаційна) підсистема в складі .NET Framework 3.0
Синтаксис C# близький до С++ і Java. Мова має строгу статичну типізацію, підтримує поліморфізм, перевантаження операторів, вказівники на функції-члени класів, атрибути, події, властивості, винятки, коментарі у форматі XML[7].
Поліморфі́зм - концепція в програмуванні, відповідно до якої використовується спільний інтерфейс для обробки даних різних спеціалізованих типів.
Тип даних - характеристика, яку явно чи неявно надано об'єкту (змінній, функції, полю запису, константі, масиву тощо). Тип даних визначає множину припустимих значень, формат їхнього збереження, розмір виділеної пам'яті та набір операцій, які можна робити над даними[8].
Система типізації в програмуванні визначає множину припустимих значень даних та множину операцій над даними.
Для створення програми для системи
сенсорного терміналу для відображення інформації про розклад студентам була
обрана така мова програмування як C#. Ця мова дозволяє працювати у графічному
середовищі Windows WPF, за допомогою якого можна створювати зручні
користувацькі інтерфейси та зображення та звертатись до бази даних за допомогою
технології ADO.NET[9].
1.2 Аналіз баз даних для системи відображення інформації
програмування сенсорний термінал інформація
База даних (БД) - упорядкований набір логічно взаємопов'язаних даних, що використовується спільно, та призначений для задоволення інформаційних потреб користувачів. У технічному розумінні включно й система управління БД.
Система управління базами даних (СУБД) - це комплекс програмних і мовних засобів, необхідних для створення баз даних, підтримання їх в актуальному стані та організації пошуку в них необхідної інформації.
Централізований характер управління даними в базі даних передбачає необхідність існування деякої особи (групи осіб), на яку покладаються функції адміністрування даними, що зберігаються в базі.
Головним завданням БД є гарантоване збереження значних обсягів інформації та надання доступу до неї користувачеві або ж прикладній програмі. Таким чином БД складається з двох частин: збереженої інформації та системи управління нею. З метою забезпечення ефективності доступу записи даних організовують як множину фактів (елемент даних).
Існує величезна кількість різновидів баз даних, що відрізняються за критеріями (наприклад, в Енциклопедії технологій баз даних визначаються понад 50 видів БД)[10].
Відзначимо тільки основні класифікації.
1) Класифікація БД за моделлю даних:
- ієрархічні,
- мережеві,
- реляційні,
- об'єктні,
- об'єктно-орієнтовані,
- об'єктно-реляційні.
2) Класифікація БД за технологією фізичного зберігання:
- БД у вторинній пам'яті (традиційні);
- БД в оперативній пам'яті (in-memory databases);
- БД у третинній пам'яті (tertiary databases).
3) Класифікація БД за вмістом:
- географічні.
- історичні.
- наукові.
- мультимедійні.
4) Класифікація БД за ступенем розподіленості:
- централізовані (зосереджені);
- розподілені.
Ієрархічні бази даних можуть бути представлені як дерево, що складається з об'єктів різних рівнів. Верхній рівень займає один об'єкт, другий - об'єкти другого рівня і т.д.
Мережеві бази даних подібні до ієрархічних, за винятком того, що в них є покажчики в обох напрямках, які з'єднують споріднену інформацію.
Реляційна модель орієнтована на організацію даних у вигляді двовимірних таблиць. Кожна реляційна таблиця являє собою двовимірний масив і має наступні властивості:
- кожен елемент таблиці - один елемент даних;
- всі осередки в стовпчику таблиці однорідні, тобто всі елементи в стовпчику мають однаковий тип (числовий, символьний тощо);
- кожен стовпчик має унікальне ім'я;
- однакові рядки в таблиці відсутні;
- порядок проходження рядків і стовпчиків може бути довільним[11].
Об'єктно-орієнтована база даних (ООБД) - база даних, в якій дані оформлені у вигляді моделей об'єктів, що включають прикладні програми, які управляються зовнішніми подіями. Результатом поєднання можливостей (особливостей) баз даних і можливостей об'єктно-орієнтованих мов програмування є об'єктно-орієнтовані системи управління базами даних (ООСУБД). ООСУБД дозволяють працювати з об'єктами баз даних також, як з об'єктами у програмуванні в об'єктно-орієнтованих мовах програмування. ООСУБД розширює мови програмування, прозоро вводячи довготривалі дані, управління паралелізмом, відновлення даних, асоційовані запити й інші можливості.
Об'єктно-орієнтовані бази даних звичайно рекомендовані для тих випадків, коли потрібна високопродуктивна обробка даних, які мають складну структуру.
Система, яка забезпечує об'єктну інфраструктуру і набір реляційних розширювачів, називається "об'єктно-реляційною".
Об'єктно-реляційні системи поєднують переваги сучасних об'єктно-орієнтованих мов програмування з такими властивостями реляційних систем як множинні представлення даних і високорівневі непроцедурні мови запитів.
За технологією обробки даних бази даних поділяються на централізовані й розподілені.
Централізована база даних зберігається у пам'яті однієї обчислювальної системи. Якщо ця обчислювальна система є компонентом мережі ЕОМ, можливий розподілений доступ до такої бази. Такий спосіб використання баз даних часто застосовують у локальних мережах ПК.
Розподілена база даних складається з декількох, можливо пересічних або навіть дублюючих одна одну частин, які зберігаються в різних ЕОМ обчислювальної мережі. Робота з такою базою здійснюється за допомогою системи управління розподіленою базою даних (СУРБД)[12].
За способом доступу до даних бази даних поділяються на бази даних з локальним доступом і бази даних з віддаленим (мережевим) доступом.
Системи централізованих баз даних з мережевим доступом припускають різні архітектури подібних систем:
- файл-сервер;
- клієнт-сервер.
Файл-сервер. Архітектура систем БД з мережевим доступом передбачає виділення однієї з машин мережі в якості центральної (сервер). На такій машині зберігається спільно використовувана централізована БД. Усі інші машини мережі виконують функції робочих станцій, за допомогою яких підтримується доступ користувальницької системи до централізованої бази даних. Файли бази даних відповідно до призначених для користувача запитів передаються на робочі станції, де в основному і проводиться обробка. Користувачі можуть створювати на робочих станціях локальні БД, які використовуються ними монопольно.
Клієнт-сервер. У цій концепції мається на увазі, що крім зберігання централізованої бази даних центральна машина (сервер бази даних) повинна забезпечувати виконання основного обсягу обробки даних. Запит на дані, який видається клієнтом (робочою станцією), породжує пошук і вилучення даних на сервері. Витягнуті дані (але не файли) транспортуються по мережі від сервера до клієнта. Специфікою архітектури клієнт-сервер є використання мови запитів SOL[13].
Перші бази даних з’явились дуже давно, як тільки з’явилась потреба в обробці великих масивів інформації та вибірки груп записів по певним ознакам. Для цього була створена структурована мова запитів SQL (Structured Query Language). Вона заснована на потужній математичній теорії та дозволяє виконати ефективну обробку баз даних, маніпулюючи не окремими записами, а групами записів.SQL Server - система управління реляційними базами даних, розроблена корпорацією Microsoft. Основна використовувана мова запитів - Transact-SQL, створена спільно Microsoft та Sybase. Transact-SQL є реалізацією стандарту ANSI / ISO щодо структурованої мови запитів (SQL) із розширеннями. Використовується для роботи з базами даних розміром від персональних до великих баз даних масштабу підприємства, конкурує з іншими СУБД у цьому сегменті ринку[14].