Проектирование и создание автоматизированной информационной системы «Поликлиника»

метки: Автоматизация, Поликлиника, Система, Разработка, Модель, Обеспечение, Foxpro, Версия

Проектирование автоматизированных информационных систем

Модель жизненного цикла (ЖЦ) — структура, содержащая процессы, действия и задачи, которые осуществляются в ходе разработки, функционирования и сопровождения программного продукта в течение всей жизни системы, от определения требований до завершения ее использования. Существует несколько моделей и стандартов, в той или иной степени регламентирующих жизненный цикл, большинство из них относятся к заказному программному обеспечению и кроме непосредственно ЖЦ регламентируют также и процессы разработки:

Решить проблему повышения эффективности управления производством в современных условиях невозможно без внедрения новейших информационных технологий и современных методов управления. Наиболее перспективным направлением сегодня является разработка тиражируемых отраслевых систем управления. Рассмотрим методику проектирования автоматизированных информационных систем управления предприятием, которая состоит, по нашему мнению, из следующих этапов.

• Обследование объекта автоматизации (анализ) и формулирование требований пользователей к системе управления.

— Постановка целей. Анализ существующих методов и средств автоматизации аналогичных объектов и формулирование на основании требований пользователя достижимых целей функционирования системы управления. Цели должны быть четкими, явными и измеримыми. Цели должны определять: общее назначение системы, определение разных групп пользователей и их роли, подробное перечисление функций системы, виды необходимой документации, параметры эффективности (производительности), совместимость с другими продуктами и стандартами, конфигурации аппаратуры, средства обеспечения безопасности, методы и средства настройки и обслуживания, методы обеспечения надежности системы. Цели не должны конфликтовать между собой, так как ими необходимо руководствоваться для выработки компромисных решений на следующих этапах проектирования.

• Разработка архитектуры системы (декомпозиция функциональной структуры и определение связей между ее элементами).

  Выделение уровней управления, подсистем, комплексов задач, задач и функций управления.

• Разработка инфологической модели системы, описывающей статику и динамику объекта.

Формализация моделей состояния объекта, материальных, финансовых и информационных (управляющих) потоков и их взаимодействия между собой.

— Разработка системы классификации объектов учета и управления и идентификации их параметров. Словари описывают основные понятия предметной области системы, необходимые для разработки стандартных алгоритмов обработки данных. Классификаторы описывают структуру объекта (подразделения, сотрудники, должности), внешней среды (клиенты, районы, пункты погрузки/разгрузки), характеристики материальных потоков (партии, фонды, ед. измерения, показатели качества, типы цен, виды оплаты).

Система и анализ разработки многопластовых месторождений

... скважин. Опыт разработки нефтяных месторождений показывает, что более половины всех капитальных вложений приходится на бурение скважин. ... систем разработки со своими сетками скважин на каждый пласт, и это делается, когда пласты со схожими характеристиками группируются в один объект разработки ... пластов отдельными скважинами. Полностью выполнить эти требования практически не удается даже в простейшем ...

Типовые операции описывают алгоритмы управления (обработки информации).

• Разработка информационной модели системы (проектирование структур баз данных и их связей).

— Синтез структуры программного обеспечения (агрегирование системы).

При объединении отдельных функций управления в программные модули необходимо стремиться к высокой «прочности» и слабому «сцеплению» модулей. Прочность и сцепление модуля являются, соответственно, мерами его внутренних и внешних связей. В зависимости от назначения модулей необходимо стремиться либо к их функциональной прочности (объединение взаимосвязанных функций управления), либо к информационной прочности (объединение функций, выполняемых на ограниченном подмножестве информационного пространства системы).

— Выбор метода сборки и тестирования системы. Известно несколько методов сборки и тестирования сложных программных систем: восходящий, нисходящий, модифицированный нисходящий, большого скачка, метод сэндвича, модифицированный метод сэндвича. Рекомендуется использовать для тестирования системы модифицированный метод сэндвича, при котором модули нижних уровней управления тестируются снизу вверх, а модули верхних уровней управления сначала тестируются автономно, а затем собираются в агрегаты нисходящим методом. Преимуществами предложенного метода являются: высокий параллелизм в программировании модулей, небольшое количество заглушек, минимальное время появления рабочей версии системы. Отметим, что от выбранного метода сборки и тестирования сильно зависит последовательность проектирования и программирования отдельных модулей. Поэтому метод сборки системы необходимо выбрать до начала этапа проектирования модулей.

• Проектирование модулей. Разработка внешних спецификаций, описывающих сопряжения (связи) между модулями, и проектирование логики (алгоритмов) модулей.

— Программирование модулей на выбранных программных средствах. При программировании необходимо помнить, что текст программы необходим для общения с людьми, а не с машиной. Важность этого утверждения станет очевидна, когда наступит этап сопровождения системы. Для повышения надежности программного обеспечения необходимо использовать при программировании метод взаимного недоверия модулей, то есть каждый модуль системы должен относиться с определенной долей недоверия, в разумных пределах, к полученным входным данным и проверять их перед обработкой.

— Интеграция (сборка) системы в соответствии с выбранным методом и ее тестирование. Этапы тестирования: автономное тестирование — контроль отдельного программного модуля изолированно от других модулей, тестирование сопряжений — контроль сопряжений между частями системы, тестирование функций — контроль выполнения системой автоматизируемых функций управления, комплексное тестирование — испытание поведения системы по отношению к исходным целям, тестирование приемлемости — проверка соответствия системы требованиям пользователей. Тестирование — процесс выполнения программы с целью найти в ней ошибки. Существует два подхода к проектированию тестов — тестирование по отношению к спецификациям (не заботясь о тексте программы) и тестирование по отношению к тексту программы (не заботясь о спецификациях).

Автоматизированная система документационного обеспечения управления

... архивных документов). Автоматизированная система документационного обеспечения управления создает еденное информационное ... обеспечение процесса принятия решений и отчетности по документам; информационное обслуживание пользователей); автоматизация ... управление является документ. Главная функция управленческого документа - обеспечение ... рационально распределяются архивы данных, снимается объем ...

Разумный компромис лежит где-то посередине, смещаясь в ту или другую сторону в зависимости от функций, выполняемых конкретным модулем. Также отметим, что стоимость этапа тестирования составляет до 25% от общей стоимости затрат на разработку системы.

• Разработка методического обеспечения. Руководства пользователей, инструкции по эксплуатации, технологические инструкции.
• Внедрение системы на объекте.

— Сопровождение системы: устранение ошибок и замечаний пользователей, разработка дополнительных режимов и функций управления, функциональное расширение системы. В соответствии со спиральной моделью жизненного цикла программного обеспечения осуществляется переход на 1 — 10 этапы проектирования системы.

Особо отметим, что этап сопровождения является самым дорогим этапом, его стоимость оценивается экспертами в 50 % от общей стоимости разработки системы. Это можно объяснить тем, что на самом деле этот этап не является самостоятельным, а объединяет группу перечисленных выше этапов проектирования на следующих за этапом внедрения системы витках спирали жизненного цикла программного обеспечения.

2. Анализ существующих систем управления базами данных и выбор наилучшей

Современные СУБД в основном являются приложениями Windows, так как данная среда позволяет более полно использовать возможности персональной ЭВМ, нежели среда DOS. Снижение стоимости высокопроизводительных персональных компьютерах обусловил не только широкий переход к среде Windows, где разработчик программного обеспечения может в меньше степени заботиться о распределении ресурсов, но также сделал программное обеспечение ПК в целом и СУБД в частности менее критичными к аппаратным ресурсам элетроннно-вычислительной машины.

Среди наиболее ярких представителей систем управления базами данных можно отметить: Lotus Approach, Microsoft Access, Borland dBase, Borland Paradox, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic, а также баз данных Microsoft SQL Server и Oracle, используемые в приложениях, построенных по технологии “клиент-сервер”. Фактически, у любой современной СУБД существует аналог, выпускаемый другой компанией, имеющий аналогичную область применения и возможности, любое приложение способно работать со многими форматами представления данных, осуществлять экспорт и импорт данных благодаря наличию большого числа конвертеров. Общепринятыми, также, являются технологи, позволяющие использовать возможности других приложений, например, текстовых процессоров, пакетов построения графиков и т.п., и встроенные версии языков высокого уровня (чаще – диалекты SQL и/или VBA) и средства визуального программирования интерфейсов разрабатываемых приложений. Поэтому уже не имеет существенного значения на каком языке и на основе какого пакета написано конкретное приложение, и какой формат данных в нем используется. Более того, стандартом “де-факто” стала “быстрая разработка приложений” или RAD (от английского Rapid Application Development), основанная на широко декларируемом в литературе “открытом подходе”, то есть необходимость и возможность использования различных прикладных программ и технологий для разработки более гибких и мощных систем обработки данных. Поэтому в одном ряду с “классическими” СУБД все чаще упоминаются языки программирования Visual Basic 4.0 и Visual C++, которые позволяют быстро создавать необходимые компоненты приложений, критичные по скорости работы, которые трудно, а иногда невозможно разработать средствами “классических” СУБД. Современный подход к управлению базами данных подразумевает также широкое использование технологии “клиент-сервер”.

Использование баз данных и СУБД для обработки информации

... данных. Обработка данных СУБД должна уметь обрабатывать запросы пользователя на выборку, изменение или удаление соответствующих данных в базе данных или на добавление новых данных в базу данных, т.е. СУБД должна включать в себя компонент процессора языка обработки данных ...

Таким образом, на сегодняшний день разработчик не связан рамками какого-либо конкретного пакета, а в зависимости от поставленной задачи может использовать самые разные приложения. Поэтому, более важным представляется общее направление развития СУБД и других средств разработки приложений в настоящее время.

Рассмотрим более подробно программные продукты компании Microsoft, а именно Visual FoxPro 3.0, Paradox, Visual Basic 4.0, Visual С++, Access 7.0.

Наиболее интересной чертой этих пакетов являются их большие возможности интеграции, совместной работы и использования данных, так как данные пакеты являются продуктами одного производителя, а также используют сходные технологии обмена данными.

FoxPro (фирма Fox Software) обладала исключительно высокими скоростными характеристиками и в этом отношении заметно выделялась среди интерпретирующих систем. Сравнительно с dBaseIV ее скорость в несколько раз выше и не уступает скорости систем-компиляторов. Практически по всем показателям Fox-программы работают значительно быстрее Clipper-программ. (Напоминаем — речь пока о версии для DOS’a.) Набор команд и функций, предлагаемых разработчиками FoxPro, по мощи и гибкости отвечает любым требованиям к представлению и обработке данных. Может быть реализован максимально удобный и эффективный пользовательский интерфейс. В FoxPro поддерживаются разнообразные всплывающие и многоуровневые меню, работа с окнами и мышью, реализованы функции низкоуровнего доступа к файлам, управление цветами, настройками принтера, данные могут быть представлены с виде «электронных таблиц» и много еще приятностей и удобностей. В «довиндовскую» эпоху FoxPro был самой быстрой, самой удобной и самой мощной СУБД для компьютеров стандарта IBM PC.

версии 3.0 – процессор 468DX, Windows 3.1, 95, NT, объем оперативной памяти 8 (12) Мб, занимаемый объем на ЖМД 15-80 Мб, а для Visual FoxPro версии 5.0 (выпущена в 1997 году) – Windows 95 или NT, 486 с тактовой частотой 50 МГц, 10 Мб ОЗУ, от 15 до 240 Мб на ЖМД.

Paradox был разработан компанией Ansa Software, и первая его версия увидела свет в 1985 году. Этот продукт был впоследствии приобретен компанией Borland. С июля 1996 года он принадлежит компании Corel и является составной частью Corel Office Professional.В конце 80-х — начале 90-х годов Paradox, принадлежавший тогда компании Borland International, был весьма популярной СУБД, в том числе и в нашей стране, где он одно время занимал устойчивые позиции на рынке средств разработки настольных приложений с базами данных.

Принцип хранения данных в Paradox сходен с принципами хранения данных в dBase — каждая таблица хранится в своем файле (расширение *.db), MEMO- и BLOB-поля хранятся в отдельном файле (расширение *.md), как и индексы (расширение *.px).

Однако, в отличие от dBase, формат данных Paradox не является открытым, поэтому для доступа к данным этого формата требуются специальные библиотеки. Например, в приложениях, написанных на C или Pascal, использовалась некогда популярная библиотека Paradox Engine, ставшая основой Borland Database Engine. Эта библиотека используется ныне в приложениях, созданных с помощью средств разработки borland (Delphi, C++Builder), в некоторых генераторах отчетов (например, Crystal Reports) и в самом Paradox. Существуют и ODBC-драйверы к базам данных, созданным различными версиями этой СУБД.

Отметим, однако, что отсутствие <открытости> формата данных имеет и свои достоинства. Так как в этой ситуации доступ к данным осуществляется только с помощью <знающих> этот формат библиотек, простое редактирование подобных данных по сравнению с данными открытых форматов типа dBase существенно затруднено. В этом случае возможны такие недоступные при использовании <открытых> форматов данных сервисы, как защита таблиц и отдельных полей паролем, хранение некоторых правил ссылочной целостности в самих таблицах — все эти сервисы предоставляются Paradox, начиная с первых версий этой СУБД.

По сравнению с аналогичными версиями dBase ранние версии Paradox обычно предоставляли разработчикам баз данных существенно более расширенные возможности, такие как использование деловой графики в DOS-приложениях, обновление данных в приложениях при многопользовательской работе, визуальные средства построения запросов, на основе интерфейса QBE — Query by Example (запрос по образцу), средства статистического анализа данных, а также средства визуального построения интерфейсов пользовательских приложений с автоматической генерацией кода на языке программирования PAL (Paradox Application Language).

Windows-версии СУБД Paradox, помимо перечисленных выше сервисов, позволяли также манипулировать данными других форматов, в частности dBase и данными, хранящимися в серверных СУБД. Такую возможность пользователи Paradox получили благодаря использованию библиотеки Borland Database Engine и драйверов SQL Links. Это позволило использовать Paradox в качестве универсального средства управления различными базами данных (существенно облегченная версия Paradox 7 под названием Database Desktop по-прежнему входит в состав Borland Delphi и Borland C++Builder именно с этой целью).

Что же касается базового формата данных, используемого в этом продукте, то он обладает теми же недостатками, что и все форматы данных настольных СУБД, и поэтому при возможности его стараются заменить на серверную СУБД, даже сохранив сам Paradox как средство разработки приложений и манипуляции данными.

Текущая версия данной СУБД — Paradox 9, поставляется в двух вариантах — Paradox 9 Standalone Edition и Paradox 9 Developer’s Edition. Первый из них предназначен для использования в качестве настольной СУБД и входит в Corel Office Professional, второй — в качестве как настольной СУБД, так и средства разработки приложений и манипуляции данными в серверных СУБД. Обе версии содержат:

• Средства манипуляции данными Paradox и dBase.
• Средства создания форм, отчетов и приложений.
• Средства визуального построения запросов.
• Средства публикации данных и отчетов в Internet и создания Web-клиентов.
• Corel Web-сервер.
• ODBC-драйвер для доступа к данным формата Paradox из Windows-приложений.
• Средства для доступа к данным формата Paradox из Java-приложений.
• Run-time-версию Paradox для поставки вместе с приложениями.
• Средства создания дистрибутивов.

Драйверы SQL Links для доступа к данным серверных СУБД.

Access — в переводе с английского означает “доступ”. MS Access — это функционально полная реляционная СУБД. Кроме того, MS Access одна из самых мощных, гибких и простых в использовании СУБД. В ней можно создавать большинство приложений, не написав ни единой строки программы, но если нужно создать нечто очень сложное, то на этот случай MS Access предоставляет мощный язык программирования — Visual Basic Application.

Популярность СУБД Microsoft Access обусловлена следующими причинами:

• Access является одной из самых легкодоступных и понятных систем как для профессионалов, так и для начинающих пользователей, позволяющая быстро освоить основные принципы работы с базами данных;
• система имеет полностью русифицированную версию;
• полнаяинтегрированностьспакетами Microsoft Office: Word, Excel, Power Point, Mail;
• идеология Windows позволяет представлять информацию красочно и наглядно;
• возможность использования OLE технологии, что позволяет установить связь с объектами другого приложения или внедрить какие-либо объекты в базу данных Access;
• технология WYSIWIG позволяет пользователю постоянно видеть все результаты своих действий;
• широко и наглядно представлена справочная система;
• существует набор “мастеров” по разработке объектов, облегчающий создание таблиц, форм и отчетов.

Предназначен для создания отчетов произвольной формы на основании различных данных и разработки некоммерческих приложений. Минимальные ресурсы ПК: процессор 468DX, Windows 3.1, 95, NT, объем оперативной памяти 12 (16) Мб, занимаемый объем на ЖМД 10-40 Мб.

Visual Basic – это универсальный объектно-ориентированный язык программирования, диалекты которого встроены в Access, Visual FoxPro. Преимущества: универсальность, возможность создания компонентов OLE, невысокие требования к аппаратным ресурсам ЭВМ. Применяется для создания приложений средней мощности, не связанных с большой интенсивностью обработки данных, разработки компонентов OLE, интеграция компонентов Microsoft Office. Минимальные ресурсы ПК: процессор 368DX, Windows 3.1, 95, NT, объем оперативной памяти 6 (16) Мб, занимаемый объем на ЖМД 8-36 Мб.

Указанные программные продукты имеют возможности визуального проектирования интерфейса пользователя, то есть разработчик из готовых фрагментов создает элементы интерфейса, программирует только их изменения в ответ на какие-либо события.

Компания Borland всегда была широко известна професссиональным разработчикам как фирма, предлагающая компиляторы С и Pascal, систему управления базами данных Paradox. Имея по всему миру около шести миллионов пользователей, dBASE остается индустриальным стандартом, применимым к различным операционным платформам, среди которых MS-DOS, UNIX, VAX/VMS и MS-Windows. Продукты, развиваемые в классе языков программирования — Borland C++ 4.5 и Delphi — с уникальным сочетанием классических принципов и современной технологии.

Совершенно новый продукт Borland Delphi for Windows — система скоростной разработки приложений, основанная на объектно-ориентированном Паскале. Delphi объединяет визуальные средства быстрой разработки приложений, высокопроизводительный компилятор объектно-ориентированного языка, масштабируемый механизм доступа к данным и другие последние достижения в области компьютерных технологий.

Visual C++– наиболее мощный объектно-ориентированный язык программирования, обладает неограниченной функциональностью. Предназначен для создания компонентов приложений для выполнения операций, критичных по скорости.

Для создания была выбран продукт Borland Delphi for Windows, с системой управления базами данных Paradox, так как таблицы Paradox по сравнению с другими поддерживают самый богатый набор разных типов полей, что позволяет автоматически следить за правильностью вводимых в поля данных, выбирать данные из другой таблицы, строить вторичные индексы, в том числе составные, следить за ссылочной целостностью БД, защищать таблицу от несанкционированного доступа, выбирать языковый драйвер.

3. Создание автоматизированной информационной системы «Поликлиника»

В результате изучения организации поликлиники выяснилось, что имеются следующие рабочие группы (отделы), которые используют информацию по организации управления поликлиникой:

1. Кабинеты – хранит сведения о кабинетах поликлиники.

2. Врачи – хранит сведения о врачах поликлиники.

3. Пациенты – хранит сведения о пациентах поликлиники.

4. Вызовы – хранит сведения о вызовах на дом.

3.1 Информационная модель

Для кабинетов необходима следующая информация (концептуальные требования):

a. Сведения о кабинетах:

• Номер кабинета;
• Название;
• Телефон;
• Дни работы;
• Время работы.

Для врачей необходима следующая информация (концептуальные требования):

b. Сведения о врачах:

• ФИО врача;
• должность;
• специализация;
• кабинет;
• телефон;
• дни работы;
• время работы.

Для пациентов необходима следующая информация (концептуальные требования):

c. Сведения о пациентах:

• ID пациента;
• ФИО пациента;
• диагноз;
• дата поступления;
• последний прием;
• следующий прием.

Для вызовов на дом необходима следующая информация (концептуальные требования):

d. сведения о пациентах:

• Номер;
• ФИО;
• адрес;
• Телефон клиента;
• Симптомы;
• Дата вызова
• примечание.

3.2 Определение сущностей

При работе с полученной информацией были выведены следующие сущности и поля. Сущность Кабинеты включает в себя следующие поля:

• номер кабинета;
• название;
• телефон;
• дни работы;
• время работы.

Сущность Врачи включает в себя следующие поля:

• ФИО врача;
• должность;
• специализация;
• кабинет;
• телефон;
• дни работы;
• время работы.

Сущность Пациенты включает в себя следующие поля:

• номер пациента;
• ФИО пациента;
• диагноз;
• дата поступления;
• дата последнего приема;
• дата следующего приема.

Сущность Вызовы включает в себя следующие поля:

• номер оплаты за путёвку;
• дата оплаты путёвки;
• вид оплаты;
• сумма;
• номер клиента.

3.3 Нормализация отношений

Отношение находится в первой нормальной форме, когда все его значения атрибутов атомарны.

Таблица 1 – Список кабинетов

Номер

Название

Телефон

Дни работы

Время работы

Таблица 2 – Список врачей

ФИО

Должность

Специализация

Кабинет

Телефон

Дни работы

Время работы

Таблица 3 – Список пациентов

ID пациента

ФИО

Диагноз

Дата поступления

Последний прием

Таблица 4 – Список вызовов

Номер

ФИО

Адрес

Тел. клиента

Симптомы

Дата вызова

Примечание

3.4 Определение взаимосвязей

Пациент (ов)

Врач

1 М

Схема 4 – Взаимосвязь врача с пациентом.

Врач

Кабинет

1 1

Схема 5 – Взаимосвязь врач и кабинет

Пациент (ты)

Вызов

1 1

Схема 6 – Взаимосвязь пациент и вызов

3.5 Описание физической модели

При проектирование АИС были определены типы данных, хранящейся в АИС информации.

На рисунке 4 показана физическая модель таблицы «Кабинеты».

Рисунок 4 – Физическая модель таблицы «Кабинеты»

На рисунке 5 показана физическая модель таблицы «Врачи».

Рисунок 5 – Физическая модель таблицы «Врачи»

На рисунке 6 показана физическая модель таблицы «Пациенты».

Рисунок 6 – Физическая модель таблицы «Пациенты»

На рисунке 7 показана физическая модель таблицы «Вызовы».

Рисунок 7 – Физическая модель таблицы «Вызовы»

3.6 Проектирование интерфейса

При разработке базы данных разработчик создал удобный интерфейс. На главной форме располагались нужные сведения для работы в базе данных «Поликлиника». С главной формой связано ещё несколько вспомогательных форм. При этом работа с базой данных становится лёгкой и простой.

Рисунок 8 – Начальная форма программы

Если вы хотите узнать, как работать с данной базой данных, вам понадобится нажать на главной форме кнопку F1 и появится окно «Помощь».

Рисунок 9 –форма «Помощь»

Если вы хотите узнать больше о данном продукте, то в этом вам поможет «Справка». Для этого необходимо нажать кнопку со знаком вопроса.

Рисунок 10 –форма «Справка»

Если Вы хотите начать свою работу с «Кабинетов», то Вам поможет в этом форма «Кабинеты».

Рисунок 11 –форма «Кабинеты»

На данной форме при нажатии кнопки «Добавить» появится вспомогательная форма «Добавление записи». При нажатии кнопки «Добавить» на вспомогательной форме «Добавление записи», при условии, что обязательные поля будут заполнены, записи, которые вы внесли, отобразятся в таблице на форме «Кабинеты».