МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ФАКУЛЬТЕТ № 3

КАФЕДРА 304

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К

КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

На тему: Постановка и разработка алгоритмов задачи редактирования базы данных подсистемы информационного обеспечения автоматизированной системы управления сложным техническим объектом.

Студент группы 30-307Б: Иванов Иван Иванович (__________)

Руководитель проекта: Махин Михаил Николаевич (__________)

Москва 2018 год

Оглавление

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка включает 13 машинописных страниц, 5 рисунков.

Объектом исследования является подсистема система подсистема информационного обеспечения системы управления сложным техническим объектом.

В общей части проведен системотехнический анализ процессов функционирования автоматизированной системы, приведено обоснование необходимости разработки программного обеспечения для работы с базой данных.

В специальной части содержатся постановка и формализация задач редактирования базы данных в подсистеме, приведено описание используемого информационного обеспечения.

Технологическая часть содержит схему технологического процесса обработки информации.

Перечень ключевых слов.

Автоматизированная система, сложный технический объект, база данных, система управления базами данных

1.1 Системотехнический анализ АСУСТО

«База данных — представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчётов, нормативных актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ).»[1]

«Система управления базами данных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.»[2] Наиболее часто встречающиеся СУБД – MySQL, PostgreSQL, SQlite, Oracle. Большинство языков программирования предоставляют универсальный интерфейс для работы с СУБД, не привязанный к какому-то конкретному виду СУБД. В связи с этим будет большой выбор инструмента реализации данной задачи.»[2]

Виды применяемых в АСУ CТО баз данных.

«Все базы данных рассмотренных программных комплексов можно классифицировать по основному признаку – типу, или модели данных и разделить на три категории: тэговые (линейные), иерархические и реляционные. БД этих категорий демонстрируют принципиально разный подход к хранению информации. 

• Тэговая база данных состоит из набора объектов (тэгов) – групп данных различных сложных типов, являющихся наборами простых типов. 

• Иерархическая (древовидная) БД – «представляет собой иерархию групп данных, в которой на самом верхнем уровне имеется только одна группа, называемая корнем, и все группы, кроме корня, связаны с одним и только одним узлом, находящимся на более высоком по отношению к ним уровне».

• Реляционная БД – классическая модель организации данных в форме логически связанных между собой отношений.

При выборе типа СУБД, что определяет и выбор программного комплекса разработки ДП АСУТО в целом, требуется оценить степень взаимной интегрированности СУБД с другими подсистемами и производительность СУБД для выполнения типовых для проекта операций ввода/вывода, выполнения информационных обменов.»[3]

Был выполнен информационный поиск для нахождения реализованных решений поставленной задачи или аналогичных задач. Были найдены реализации скриптов для создания и редактирования баз данных с использованием различных языковых средств. В каждом отдельном случае логика спроектированных запросов индивидуальна, она зависит от решаемой задачи, однако алгоритм работы не считая запросов – одинаков. Он состоит из выбора пользователем запроса, предоставляемого интерфейсом и получения результатов в виде отредактированной базы данных и вывода на экран и/или сохранения результатов на диске.

1.2 Автоматизированная система управления сложным техническим объектом

АСУ СТО состоит из следующих подсистем: подсистема информационного обеспечения, подсистема наведения, подсистема радиосвязи. См. рис. 1.1.

Подсистема информационного обеспечения состоит из базы данных и прикладного программного обеспечения для обработки информации в базе данных. Состоит из следующих задач: задача обработки данных, собранных подсистемой наведения, заключается в некотором собранных данных, для последующего их применения, задача централизованного хранения информации об СТО, целях, ракетах, запусках, данная задача нужна для анализа и последующего использования этой информации, задача редактирования базы данных, нужна для изменения информации о СТО

Подсистема наведения обеспечение полёта ракеты согласно траектории, указанной в полётном задании. Подсистема наведения содержит следующие задачи: задача определения расстояния до цели и параметром среды, определяются такие параметры как направление ветра, скорость ветра, расстояние до цели, задача определния параметров запуска, определяются такие параметры как время запуска, угол запуска.

Подсистема радиосвязи обеспечивает передачу информации между СТО и подсистемой информационного обеспечения. Подсистема радиосвязи содержит задачу связи объекта с подсистемой информационного обеспечения. Данные, собранные подсистемой наведения передаются посредством радиосвязи в подсистему информационного обеспечения.

Рис 1.1. Схема АСУ СТО

Подсистема информационного обеспечения состоит из следующих задач: задача редактирования базы данных, централизованное хранение информации, обработка данных собранных подсистемой наведения. См. рис. 1.2.

Задача редактирования базы данных содержит следующие функции: добавление данных, то есть добавление в БД новых данных, изменение данных, то есть изменение уже содержащейся в базе данных информации, удаление данных.

Задача централизованного хранения информации об СТО, целях, ракетах, запусках содержит следующие функции: хранение базы данных, создание резервных копий базы данных.

Задача обработки данных, собранных подсистемой наведения содержит следующие функции: вычисление параметров запуска ракет, передача обработанных данных в базу данных.

В задаче редактирования базы данных подсистемы информационного обеспечения есть недоработка, выполнение запросов к СУБД на добавление, изменение и удаление данных пользователи выполняют вручную, для решения этой проблемы я автоматизирую данный процесс.

Рис 1.2 схема подсистемы информационного обеспечения

1.3 Требования к задаче редактирования базы данных.

1.3.1 Общие сведения

Полное название задачи: задача редактирования базы данных подсистемы информационного обеспечения автоматизированной системы управления сложным техническим объектом.

Разработчик: студент кафедры №304 «Вычислительные машины, системы и сети» Московского авиационного института (Национального исследовательского университета) Кулага Александр Иванович

Сроки разработки: 19.03.2018 – 30.05.2018

1.3.2 Назначение задачи

Задача редактирования базы данных подсистемы информационного обеспечения автоматизированной системы управления сложным техническим объектом используется для автоматизации наиболее часто выполняющихся запросов на редактирование к базе данных.

Задача редактирования базы данных содержит следующие функции:

1. Добавление данных

2. Изменение данных

3. Удаление данных

1.3.3 Характеристика объекта автоматизации

Объектом автоматизации является процесс ведения базы данных.

1.3.6 Требование к аппаратному обеспечению

Требования к аппаратному обеспечению компьютера пользователя целиком определяются требованиями установленной на компьютере пользователя версии ОС.

Для операционной системы Windows 7:

• рекомендуется компьютер, оснащенный 32-разрядным (x86) или 64-разрядным (x64) процессором с тактовой частотой 1 гигагерц (ГГц) или выше;

• рекомендуется 1 ГБ ОЗУ и более для 32-разрядной системы или 2 ГБ и более для 64-разрядной системы;

• 16 ГБ для 32- разрядной системы или 20 ГБ для 64-разрядной системы пространства на жестком диске;

• монитор и видеоадаптер Super VGA с разрешением от 800x600;

• графическое устройство DirectX 9 с драйвером WDDM версии от 1.0;

• клавиатура и мышь.

1.3.7 Требования к программному обеспечению

В соответствии с требованиями заказчика, на компьютере пользователя должны быть установлены:

• операционная система семейства Windows

• интерпретатор высокоуровневого языка Python 3.*;

1.3.8 Состав и содержание работ по постановке и разработке алгоритма решения задачи

Постановка и разработка алгоритма решения задачи осуществляется в несколько этапов. Сроки их выполнения приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Этапы выполнения работ по созданию системы.

1.3.9 Требования к документированию

Должны быть разработаны следующие документы:

• проектное решение в виде текста пояснительной записки;

• схемы алгоритмов;

• руководство пользователя задачи.

1.3.10 Порядок контроля и приемки задачи

Контроль работоспособности и приемки подсистемы осуществляется путем проверки разработанного информационного обеспечения, предоставляемых отделом систем обучения и подготовки персонала АО “ЦНИИАГ”.

1.3.11 Источники разработки

Информационные материалы АО «ЦНИИАГ», информационные материалы кафедры «Автоматизированные системы обработки информации и управления» МАИ, информационные материалы, полученные на этапе предварительного исследования объекта автоматизации, задание на курсовой проект.

2. Специальная часть

1. Постановка задачи редактирования базы данных.

Задача выполняет следующие функции: добавление данных, изменение данных, удаление данных. Главная экранная форма приведена на рис. 2.1.

Все записи об информации о СТО выводятся на экран в формате: <num> <number> <rnum> <name> <r_readiness> <tar_obj_num> <locked_state> Идентификаторы информационных единиц приведены в таблице 2.1.

Запуск программы происходит посредством набора в командной строке «python3 script.py» и нажатия клавиши “Enter”.

Все запросы к БД происходят посредством обращения к СУБД с помощью системы программирования. Подключение происходит к базе данных по следующими параметрами: ip-адрес 127.0.0.1, порт 5532.

Для получения всех записей о СТО к базе данных происходит запрос на выборку для следующих полей <number> из таблицы оргштатной структуры, <rnum> из таблицы ресурсов, <name> из таблицы карты ракет, <r_readiness> из таблицы ресурсов, <tar_obj_num> из таблицы целей, <locked_state> из таблицы ресурсов.

Для добавления информации программа приглашает пользователя ввести значения и вносит эти значения в поля записи базы данных, содержащие название СТО<name> и имя цели<tar_obj_num>

Для изменения информации происходит запрос на изменение значения поля таблицы ресурсов <ap_id> на -1. В результате этого запроса поле записи <tar_obj_num> изменится на значение «none».

Для удаления информации происходят запросы на изменение следующих данных: Изменение <Missile_id> на -1, удаление значений из полей <r_readiness>, <expended>, <locked_state>, <ap_id>

Алгоритм функции добавления информации в базу данных:

• Запуск программы

• Выполнение запроса к базе данных для получения всех записей о СТО

• Вывод всех полученных записей на экран в экранную форму на рис. 2.1.

• Ввод номера записи из списка с которой будет вестись работа. <userAction> Экранная форма на рис. 2.1.

• Нажатие пользователем клавиши “Enter”

• Ввод команды пользователя о добавлении информации в базу данных. Экранная форма на рис 2.2.

• Нажатие пользователем клавиши “Enter”

• Ввод пользователем имени СТО. <userName> Рис. 2.3.

• Нажатие пользователем клавиши “Enter”

• Ввод пользователем имени цели. <userName> Экранная форма на рис. 2.4.

• Нажатие пользователем клавиши “Enter”

• Выполнение запроса на добавление введенных данных в БД

• Вывод результатов на экран. Экранная форма на рис 2.5.

Алгоритм функции изменения информации в базе данных:

• Запуск программы

• Выполнение запроса к базе данных для получения всех записей о СТО

• Вывод всех полученных записей на экран в экранную форму на рис. 2.1.

• Ввод номера записи из списка с которой будет вестись работа. <userAction> Экранная форма на рис. 2.1.

• Ввод команды пользователя о изменении информации в базе данных. <userCase> Экранная форма представлена на рис 2.2.

• Запрос к базе данных на изменение поля идентификатора цели <ap_id> на -1

• Вывод результатов на экран. Экранная форма на рис 2.5.

Алгоритм функции удаления информации в базе данных:

• Запуск программы

• Выполнение запроса к базе данных для получения всех записей о СТО

• Вывод всех полученных записей на экран. Экранная форма на рис. 2.1.

• Ввод номера записи из списка с которой будет вестись работа. <userAction> Экранная форма на рис. 2.1.

• Нажатие пользователем клавиши “Enter”

• Ввод команды пользователя о удалении информации из базы данных.<userCase> Экранная форма на рис 2.2.

• Нажатие пользователем клавиши “Enter”

• Запрос к базе данных на удаление записи об СТО

• Вывод результатов на экран. Экранная форма на рис 2.5.