close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Курсовая АСОиУ

код для вставкиСкачать
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики
(технический университет)"
МИРЭА
Факультет ИТ Базовая кафедра № 244
Расчетно-пояснительная записка
к курсовой работе по теме:
Подсистема эксплуатационного обслуживания в АСУ СН. Экспертная система по выбору системы управления базой данных.
Студент: Волик Н.В.
Учебная группа: ИТО-2-09
Руководитель: Оганян Г.А.
Допущен к защите: / /
должность подпись /Ф.И.О./
"___" ______________ 2013 г.
Отметка о защите№ п/пДатаРезультатПодпись преподавателя Москва 2013
Содержание
1 Постановка задачи3
2 Назначение и структура объекта проектирования4
2.1 Назначение и основные структурные элементы информационная системы специального назначения4
2.2 Автоматизированный информационно-управляющий комплекс5
2.3 Программные средства ИС СН9
3 Анализ систем управления базами данных для подсистемы эксплуатационного обслуживания в АСУ СН18
4 Представление базы знаний по системам управления базами данных19
5 Выбор и обоснование механизма вывода решения20
6 Программа формирования главного меню21
7 Программная реализация механизма выработки решения22
7.1 Основные программные средства22
7.2 Язык веб-онтологий OWL22
7.3 Описание реализации механизма выработки решения22
8 Руководство пользователя разработанной программы24
9 Список использованной литературы25
Приложение А. База знаний на языке OWL26
1 Постановка задачи
1.1 В данном курсовом проекте требуется разработать экспертную систему по выбору системы управления базой данных (СУБД). Для выбора представлены следующие СУБД: - Microsoft SQL;
- SQLite;
- PostgreSQL;
- Oracle.
2 Назначение и структура объекта проектирования
2.1 Назначение и основные структурные элементы информационная системы специального назначения
2.1.1 Информационная система специального назначения - система, которая организует хранение и манипулирование информацией о предметной области.
2.1.2 Информационная система специального назначения (ИС СН) предназначена для:
* обмена данными с использованием сетей передачи данных;
* организации вычислительного процесса (обеспечения унифицированного взаимодействия приложений) на средствах вычислительной техники в составе ИС СН;
* контроля и управления функционированием программно-аппаратных средств ИС СН (включая мониторинг состава и работоспособности программно-аппаратных средств, обновление версий программного обеспечения);
* создания защищенного, гарантированного хранения и обработки данных на объектах ИС СН.
2.1.3 Основной задачей ИС СН является информатизация процессов управления и интеграция разрозненных территориально-распределенных информационных ресурсов для обеспечения их рационального использования, исключения дублирования, предоставления функционально независимых унифицированных услуг абонентам, применения альтернативных решений при построении телекоммуникационной системы.
2.1.4 Логическая организация ИС СН представлена на рисунке 2.1.
2.1.4.1 Логическая организация ИС СН представляет собой иерархическую структуру, в которой объекты ИС СН подчиняются друг другу согласно иерархии.
2.1.4.2 Главный объект ИС СН подчиняется непосредственно головному объекту системы и находится на втором уровне иерархии ИС СН. Промежуточный объект ИС СН располагается на уровне между ГОП и объектами-исполнителями. Объекты-исполнители являются нижним уровнем иерархии, не имеет подчиненных и таким образом является оконечным элементом в иерархии системы управления.
2.2 Автоматизированный информационно-управляющий комплекс
2.2.1 Основным элементом ИС СН является автоматизированный информационно-управляющий комплекс (АИУК). АИУК устанавливаются на всех объектах ИС СН различных уровней.
АИУК представляет собой аппаратно-программный комплекс, разрабатывается по единому замыслу, характеризуются цельной архитектурой и комплексным алгоритмом функционирования аппаратных и программных средств, имеет оптимально сбалансированную архитектуру, которая предусматривает возможность наращивания и модернизации аппаратных и программных средств в процессе эксплуатации.
Структура АИУК организована по модульному принципу, что обеспечивает возможность изменения состава технических средств АИУК в зависимости от возлагаемых на него функций и возможность использования его на объектах системы всех уровней управления.
Рисунок 2.1 - Логическая организация ИС СН
2.2.2АИУК состоит из: * унифицированного сервера обработки и хранения данных (УСОХД);
* унифицированного сервера инфокоммуникаций в защищенном исполнении (УСИ); * унифицированных автоматизированных рабочих мест должностных лиц (АРМ ДЛ) на базе ЭВМ.
Организационно-техническая структура АИУК представлена на рисунке 2.2. Передача информации между АИУК осуществляется через цифровую сеть связи.
2.2.2.1 УСК предназначен для обеспечения функционирования подсистем управления, эксплуатационного обслуживания и безопасностью.
УСОХД предназначен для обеспечения функционирования специального программного обеспечения и баз данных.
Автоматизированное рабочее место должностного лица (АРМ ДЛ) предназначено для решения функциональных задач должностных лиц на основе информации, поступающей обрабатываемой на сервере.
АИУК обеспечивает выполнение консолидированных функций на одном средстве вычислительной техники с предоставлением унифицированных сервисов (услуг) в части поддержки инфокоммуникаций, обслуживания баз данных, взаимодействия приложений, обеспечения защищенной обработки информации и управления функционированием объекта в составе ИС СН.
Рисунок 2.2 - Организационно-техническая структура АИУК
2.3 Программные средства ИС СН
2.3.1 Программные средства включают:
* общее программное обеспечение;
* общесистемное программное обеспечение;
* специальное программное обеспечение;
* инструментальные средства разработки программного обеспечения.
Структура программных средств ИС СН представлена на рисунке 2.3.
2.3.1.1 ОПО представляет собой совокупность программ, предназначенных для организации вычислительного процесса несвязанных с содержательной обработкой информации. ОПО представлено на рисунке 2.4.
ОПО АИУК включает в себя:
* операционная система (ОС);
* системы управления базами данных (СУБД);
* программный компонент гипертекстовой обработки данных (ПК ГОД).
Операционная система (ОС) - обеспечивает управление аппаратными ресурсами и средствами общесистемного и специального программного обеспечения.
Функционирование программных средств АИУК осуществляется в среде защищенной ОС "AstraLinux Special Edition" РУСБ.10015-01.
Рисунок 2.3 - Структура программных средств ИС СН
Рисунок 2.4 - ОПО АИУК
ОС AstraLinux Special Edition является сертифицированной ОС по требованиям безопасности. Она предназначена для применения в информационных (автоматизированных) системах в защищенном исполнении, обрабатывающих информацию ограниченного распространения.
Система управления базами данных (СУБД) - комплекс средств в составе общего программного обеспечения, реализующий функции организации и хранения информации, а также доступа к хранимой информации. База данных АИУК управляется СУБД "PostgreSQL" 8.4. PostgreSQL - это объектно-реляционная система управления базами данных. PostgreSQL поддерживает стандарт SQL и предлагает множество возможностей, таких как:
* комплексные запросы;
* внешние ключи;
* триггеры;
* представления (views);
* транзакционная целостность;
* мандатный и дискреционный способ разграничения доступа к данным;
* многоверсионное управление параллельным доступом.
Также, возможности PostgreSQL могут быть расширены путём добавления новых:
* типов данных;
* функций;
* операторов;
* агрегатных функций;
* индексных методов;
* процедурных языков.
Комплект программ гипертекстовой обработки данных (КП ГОД) предназначен для обеспечения доступа к гипертекстовым данным расположенным на сервере УСОХД и просмотра этих данных на АРМ ДЛ с использованием веб-браузера Mozilla FireFox.
2.3.1.2 Общесистемное программное обеспечение (ОСПО) представляет собой совокупность программных средств, обеспечивающих унифицированную среду и программные интерфейсы для функционирования задач СПО, обеспечивающих:
* гарантированные услуги по защищенному хранению и обработке данных в едином адресном пространстве ИС СН,
* синхронный/асинхронный обмен документами и сообщениями, автоматическую адаптивную маршрутизацию информационных потоков с использованием разнородных транспортных сетей и каналов связи,
* реализация управления средствами коммуникаций на уровне ЛВС;
* наличие управления средствами коллективного пользования (электронная почта, видеоконференция, IP-телефония, табло коллективного доступа);
* управление средствами администрирования информационного обеспечения;
* возможность управления средствами коммуникаций, поддерживающих распределенные приложения, приложения, нуждающиеся в доступе к удаленным данным, и взаимодействие приложений в гетерогенных или гомогенных сетевых средах;
* реализация транзакций, обеспечивающих изменение данных и хранящих "историю" изменений в целях обеспечения возможности восстановления данных в случае невозможности выполнения всего блока операций.
ОСПО АИУК представлено на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 - Общесистемное ПО АИУК
ОСПО АИУК включает в себя:
- КП "Средства ведения ИЛО" предназначен для актуализации, поддержки целостности, полноты и непротиворечивости данных в системах: классификации и кодирования информации; нормативно-справочной информации; унифицированных форм документов;
- КП "Видеоконференцсвязь" предназначен для обеспечения сеансов аудио- и видеосвязи между двумя и более пользователями;
- КП "Эксплуатационное обслуживание" предназначен для обеспечения целостного и комплексного контроля за функционированием АИУК и эффективным управлением программно-техническими средствами, а также проведения технического обслуживания АИУК без нарушения функционирования и снижения показателей надёжности;
- КП "Система защиты информации" предназначен для обеспечения защиты от несанкционированного доступа к информации, содержащей конфиденциальные сведения, а также централизованного управления комплексом средств защиты АИУК;
- КП "Система отображения информации коллективного пользования" предназначен для представления результатов решения оперативных и информационных задач СПО на средствах отображения информации коллективного пользования;
- КП "Средства общесистемной шины" предназначен для взаимодействия программного обеспечения на основе веб-сервисов;
- КП "Программные средства единого геоинформационного обеспечения ИС СН" предназначен для обеспечения должностных лиц ИС СН средствами обработки геопространственных данных;
- "Информационно-лингвистическое обеспечение" (ИЛО) включает в свой состав информационную базу, представляющую собой совокупность баз данных и массивов (массивов документов) ИС СН с оперативной информацией и условно-постоянной информацией.
- КП "База готовых документов" предназначен для создания и редактирования комплектов документации для технических и программных средств, обеспечивающих формирование и функционирование АИУК в ИС СН;
- КП "Удостоверяющий центр" предназначен для управления ключами электронно-цифровой подписи должностных лиц ИС СН и обеспечивает автоматизированный контроль выполнения сертификатов в удостоверяющих центрах ИС СН.
2.3.1.3 Специальное программное обеспечение (СПО) включает средства обеспечения информационной деятельности должностных лиц, а также информационно-расчетные задачи, обучающие и др. программные средства, предназначенные для решения функциональных задач автоматизации процессов повседневной и учебной деятельности должностных лиц ИС СН. СПО АИУК представлено на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 - Специальное ПО АИУК
СПО АИУК включает в себя:
- КП "Сбора и обработки информации" предназначен для информационного обеспечения процессов подготовки и принятия решения, а также предоставления обобщенной информации о составе и состоянии объектов ИС СН;
- КП "Экологической обстановки" предназначен для информационного обеспечения процессов подготовки и принятия решения, а также для предоставления обобщенной информации об экологической обстановке.
2.3.1.4 Инструментальные средства включают в себя несколько сред разработки ПО, языки программирования и среду разработки web-приложений. Инструментальные средства разработки ПО АИУК представлены на рисунке 2.7.
Инструментальные средства разработки ПО АИУК включают в себя:
- Среду разработки "Mono". Mono - проект по созданию системы.NET Framework на базе свободного программного обеспечения. Mono включает компилятор языка C#, среду исполнения .NET, отладчик, а также ряд библиотек, включая реализацию WinForms, ADO.NET и ASP.NET, а также компиляторы smcs (для создания приложений для Moonlight) и vbc (для приложений, написанных на VB.NET).;
Рисунок 2.7 - Инструментальные средства разработки ПО АИУК
- Среду разработки "QtCreator" - кроссплатформенная свободная интегрированная среда разработки для разработки на С, С++ и QML. Включает в себя графический интерфейс отладчика и визуальные средства разработки интерфейса как с использованием QtWidgets, так и QML. Основная задача QtCreator - упростить разработку приложения с помощью Фреймворка Qt на разных платформах. Поэтому среди возможностей, присущих любой среде разработки, есть и специфичные, такие как отладка приложений на QML и отображение в отладчике данных из контейнеров Qt, встроенный дизайнер интерфейсов как на QML, так и на QtWidgets.;
- Среду разработки web-приложений. В web-приложения входят web-сервер apache и модуль обработки web-сервер Mono. Apache позволяет подключать внешние модули для предоставления данных, использовать СУБД для аутентификации пользователей, модифицировать сообщения об ошибках и так далее.Web-сервер Mono предназначен для обработки запросов и обеспечения доступа к БД.
2.3.2 Структурная схема КП "Эксплуатационное обслуживание" представлена на рисунке 2.8.
Рисунок 2.8 - Структурная схема КП "Эксплуатационное обслуживание"
3 Анализ систем управления базами данных для подсистемы эксплуатационного обслуживания в АСУ СН
3.1 Система управления базами данных - это система программного обеспечения, позволяющая обрабатывать обращения к базе данных, поступающие от прикладных программ конечных пользователей.
СУБД позволяют объединять большие объемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки по определённым критериям и т.п.
Современные СУБД дают возможность включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и даже видеоклипы.
Простота использования СУБД позволяет создавать новые базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными функциями. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним. 3.2 В экспертной системе учитывается следующие критерии, для выбора системы управления базами данных для подсистемы эксплуатационного обслуживания в АСУ СН:
- поддерживаемая операционная система;
- поддержка распределенных БД;
- возможность хранения большого количества данных;
- наличие открытого исходного кода;
- наличие сертификата безопасности.
4 Представление базы знаний по системам управления базами данных
5 Выбор и обоснование механизма вывода решения 5.1 Механизм вывода решений в экспертной системе представляет собой последовательный опросе пользователя с последующей фильтрацией возможных решений согласно данным ответам. Экспертная система предлагает пользователю следующие вопросы:
- необходимая поддерживаемая операционная система;
- необходима ли поддержка распределенных БД;
- необходимое количество хранимых данных;
- необходим ли открытый исходный код;
- необходимо ли наличие сертификата безопасности.
5.2 После того, как пользователь ответит на все вопросы, экспертная система предложит определённую, в соответствии с ответами пользователя, систему управления базой данных, описанную в пункте 3.
5.3 Такой метод приемлем по следующим причинам: - параметры искомых технологий известны с большой точностью; - вопросы, задаваемые пользователю, не имеют других трактовок и всегда имеют точный ответ; - такой алгоритм выбора прост в реализации и поддержке. 6 Программа формирования главного меню
6.1 Главное окно программы представлено на рисунке 6.1.
Рисунок 6.1 - Главное окно программы
Главное окно состоит из следующих компонентов: текстовое поле с вопросом, варианты ответов в виде кнопок, при нажатии на одну из которых совершается переход к следующему вопросу, список СУБД, удовлетворяющих требованиям, а также кнопки "Загрузить базу знаний" и "Выход".
6.2 После ответа на очередной вопрос проверяется список СУБД, и удаляются те, которые не удовлетворяют требованиям пользователя.
7 Программная реализация механизма выработки решения
7.1 Основные программные средства
7.1.1 Экспертная система реализована языке C#. Это - объектно-ориентированный язык программирования. C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к C++ и Java. С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые модели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем, например, C# в отличие от C++ поддерживает множественное наследование классов (между тем допускается множественное наследование интерфейсов).
7.2 Язык веб-онтологий OWL
7.2.1 OWL (англ. Web Ontology Language) - язык описания онтологий для семантической паутины. Язык OWL позволяет описывать классы и отношения между ними, присущие веб-документам и приложениям. В основе языка - представление действительности в модели данных "объект - свойство". OWL пригоден для описания не только веб-страниц, но и любых объектов действительности. Каждому элементу описания в этом языке (в том числе свойствам, связывающим объекты) ставится в соответствие URI.
7.3 Описание реализации механизма выработки решения
7.3.1 Программа состоит из одного окна. В данном окне отображается текст вопроса, варианты ответов в виде кнопок, список СУБД, удовлетворяющих требованиям, а также кнопки "Загрузить базу знаний" и "Выход". После ответа на очередной вопрос проверяется список СУБД, и удаляются те, которые не удовлетворяют требованиям пользователя. После ответа пользователя на последний вопрос в списке подходящих СУБД остается решение, подходящее под все требования пользователя, если такое имеется.
8 Руководство пользователя разработанной программы
8.1 Чтобы запустить программу, необходимо выполнить файл ExpSysApplication.exe. После запуска открывается главное окно программы, представленное на рисунке 6.1.
8.2 Для начала работы необходимо загрузить базу знаний, нажав на соответствующую кнопку.
8.3 После этого предлагается ответить на несколько вопросов для выбора СУБД, после каждого из которых список возможных СУБД будет уменьшаться. 8.4 После ответа на последний вопрос в списке подходящих СУБД остается решение, подходящее под все требования пользователя, если такое имеется.
8.5 Для выхода из программы необходимо нажать кнопку "Выход".
9 Список использованной литературы
9.1 Сеть для офиса и Linux-сервер своими руками, Стахнов А.А. Год издания 2006. М.: Компьютерная литература.
9.2 Эффективная работа с СУБД, Горев А., Ахаян Р., Макашарипов С., 2006, Изд. Питер, 704 стр.
9.3 Базы данных: модели, разработка, реализация, Карпова Т.С., 2002, Изд. Питер, 304 стр.
9.4 Язык программирования C# 2010 и платформа .NET 4, Эндрю Троелсен, 2011, Изд. Вильямс, 1392 стр.
9.5 Материалы энциклопедии Википедия.
Приложение А. База знаний на языке OWL
<?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xml:base="http://www.owl-ontologies.com/test.owl" xmlns="http://www.owl-ontologies.com/test.owl#" xmlns:owl="http://www.w3.org/2002/07/owl#" xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#" > <owl:Ontology rdf:about=""/> <owl:Class rdf:ID="OperationSystemProp"/> <OperationSystem rdf:ID="true" text="Linux"/> <OperationSystem rdf:ID="false" text="Windows"/> <owl:Class rdf:ID="DistribDBProp"/> <DistribDB rdf:ID="true" text="Да"/> <DistribDB rdf:ID="false" text="Нет"/> <owl:Class rdf:ID="ObjectsCountProp"/> <ObjectsCount rdf:ID="small" text="<2 млрд"/> <ObjectsCount rdf:ID="large" text=">2 млрд"/> <owl:Class rdf:ID="OpenSourceProp"/> <OpenSource rdf:ID="true" text="Да"/> <OpenSource rdf:ID="false" text="Нет"/> <owl:Class rdf:ID="SafetyCertProp"/> <SafetyCert rdf:ID="true" text="Да"/> <SafetyCert rdf:ID="false" text="Нет"/> <owl:Class rdf:ID="technology"/> <owl:ObjectProperty rdf:ID="OperationSystemProp"> <rdfs:domain rdf:resource="#OperationSystem"/> </owl:ObjectProperty> <owl:ObjectProperty rdf:ID="DistribDBProp"> <rdfs:domain rdf:resource="# DistribDB"/> </owl:ObjectProperty> <owl:ObjectProperty rdf:ID="ObjectsCountProp"> <rdfs:domain rdf:resource="# ObjectsCount"/> </owl:ObjectProperty> <owl:ObjectProperty rdf:ID="OpenSourceProp"> <rdfs:domain rdf:resource="# OpenSource"/> </owl:ObjectProperty> <owl:ObjectProperty rdf:ID="SafetyCertProp"> <rdfs:domain rdf:resource="# SafetyCert"/> </owl:ObjectProperty> <technology rdf:ID="MS SQL"> <OperationSystemProp rdf:resource="#false"/> <DistribDBProp rdf:resource="#true"/> <ObjectsCountProp rdf:resource="#large"/> <OpenSourceProp rdf:resource="#false"/> <SafetyCertProp rdf:resource="#false"/> </technology>
<technology rdf:ID="SQLite"> <OperationSystemProp rdf:resource="#true"/> <DistribDBProp rdf:resource="#false"/> <ObjectsCountProp rdf:resource="#small"/> <OpenSourceProp rdf:resource="#true"/> <SafetyCertProp rdf:resource="#false"/> </technology> <technology rdf:ID="PostgreSQL"> <OperationSystemProp rdf:resource="#true"/> <DistribDBProp rdf:resource="#false"/> <ObjectsCountProp rdf:resource="#large"/> <OpenSourceProp rdf:resource="#true"/> <SafetyCertProp rdf:resource="#true"/> </technology> <technology rdf:ID="Oracle"> <OperationSystemProp rdf:resource="#true"/> <DistribDBProp rdf:resource="#true"/> <ObjectsCountProp rdf:resource="#large"/> <OpenSourceProp rdf:resource="#false"/> <SafetyCertProp rdf:resource="#false"/> </technology> </rdf:RDF>
2
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
306
Размер файла
4 023 Кб
Теги
асоиу, курсовая
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа