Разработка автоматизированной информационной системы "Интерактивная трехмерная модель музея"

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

ВВЕДЕНИЕ

Дипломный проект разработан в рамках выполнения заказа на разработку Автоматизированной информационной системы (АИС) «Интерактивная трехмерная модель музея».Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет» (УГТУ) ведет отсчет своей истории с открытия в Ухте в 1958 году учебно-консультационного пункта (УКП) Московского института нефтехимической и газовой промышленности им. И.М. Губкина. Впоследствии УКП был трансформирован в вечерне-заочный факультет МИНХ и ГП. 22 марта 1967 года на базе факультета образован Ухтинский индустриальный институт. Статус университета присвоен 14 апреля 1999 года.

Музей -учреждение, занимающееся собиранием, изучением, хранением и экспонированием предметов -- памятников естественной истории, материальной и духовной культуры, а также просветительской и популяризаторской деятельностью.Современный музей в борьбе за внимание посетителей должен уметь материализовать свою деятельность. На помощь ему в этом сегодня приходят трехмерные интерактивные технологии виртуальной реальности.Использование таких технологий вкупе с хорошо поставленным музейным менеджментом позволяет даже получать прибыль от эксплуатации музеев, планетариев, океанариумов и т.д. Виртуальные музеи становятся как бы научно-образовательными развлекательными центрами.Трехмерные информационные системы - это удобный интерфейс к информационной системе или к базе данных. Их использование предполагает построение цифровой модели, которая предоставляет возможность перемещаться в ней в реальном времени. При этом, перемещаться в ней можно, как в «свободном» полете, так и по заранее установленному маршруту.Подобные информационные системы могут использоваться на официальных порталах городов, крупных бизнес центрах, в информационных службах крупных предприятий, а также в образовательных целях. Создание и демонстрация виртуальных культурных памятников, исторические реконструкции, интерактивные экспонаты, воссоздание уже утерянных объектов и предметов - все это предоставляет уникальную возможность перейти на иной, более высокий культурный уровень.

Данная система призвана повысить эффективность работы персонала Музея УГТУ, отвечающего за сбор и обработку данных об объектах, и составление комнат.Основной задачей является сохранение, восстановление и пропаганда исторических ценностей. Для эффективного достижения этой цели автоматизируется ряд функций, такие как создание обстановки комнат по имеющимся авторским работам и тематике комнат или самого музея.



1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Целью данного дипломного проекта

Основными целями создания АИС «Музей» являются:

- Построение цифровой модели, которая предоставляет возможность перемещаться в ней в реальном времени.

-Разработка удобного интерфейса информационной системы.

- Предоставление возможности пользователям получать информацию, как о каждом историческом экспонате, так и о его роли в истории.

- Возможность прослушать на виртуальной экскурсии по заданному маршруту информации об исторических объектах

Для реализации поставленных целей система должна решать следующие задачи:

- Вывод отчетов по имеющимся в музеях экспонатам, по комнатам, тематикам, авторам.

- Заполнять по заданным оператором настройкам комнату экспозициями и бытовыми объектами.

В рамках выполнения данного дипломного проекта следует:

проанализировать предметную область, выявить функции, которые необходимо автоматизировать. Результатом данного этапа является построение DFD-модели и составление технического задания на разработку системы. В состав технического задания необходимо включить требования, предъявляемые к разрабатываемой АИС, с указанием функций и задач, выполняемых системой, а также характеристика объектов автоматизации. Кроме того, оговариваются сроки и этапы представления результатов работы заказчику;

на основе анализа спроектировать структуру базы для хранения всей необходимой информации с учётом возможности развития и дополнения системы;

составить технический проект на систему, в котором необходимо описать и обосновать выбор архитектуры, средства разработки АИС, предоставить логическую и физическую модели БД;

оформить документацию. Составить технологическую часть, руководство пользователя и руководство программиста. В технологической части должна быть подробно описано обоснование выбора архитектуры и средств разработки. В руководстве пользователю должно быть подробно описан интерфейс и возможности программы с точки зрения пользователя. В руководстве программисту должны быть подробно освещены моменты создания программы и написания кода.

Разрабатываемая система должна в целом удовлетворять следующим требованиям:

система должна обеспечить решение всех поставленных задач;

должна быть предусмотрена возможность дальнейшего дополнения функциональности системы и её развития без необходимости изменения существующих подсистем;

интерфейс каждой из подсистем должен быть интуитивно понятным и выдержанным в едином стиле.



2. ПРЕДПРОЕКТНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ

2.1 Общие сведения о Заказчике

Заказчиком системы является Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет». УГТУ ведет отсчет своей истории с открытия в Ухте в 1958 году учебно-консультационного пункта (УКП) Московского института нефтехимической и газовой промышленности им. И.М. Губкина. Впоследствии УКП был трансформирован в вечерне-заочный факультет МИНХ и ГП. 22 марта 1967 года на базе факультета образован Ухтинский индустриальный институт. Статус университета присвоен 14 апреля 1999 года. Ректор университета - Николай Денисович Цхадая, доктор технических наук, профессор, академик РАЕН, председатель Совета ректоров вузов Республики Коми, заместитель председателя экспертного совета ВАК.

В 2008 году университет успешно прошел комплексную проверку Министерства образования и науки РФ, аттестацию, аккредитацию, лицензирование образовательных программ и получил государственную лицензию на осуществление образовательной деятельности на очередной пятилетний срок.

Университет входит в содружество нефтегазовых вузов России и является одним из крупнейших многопрофильных технических вузов на Европейском Севере страны.

За свою историю университет подготовил более 26 тысяч специалистов для нефтегазовой, геологической, строительной, лесной отраслей промышленности. Среди выпускников университета есть люди, чьи имена составляют славу Отечества. Звание Героя России (первое в республике со времен Великой Отечественной войны) за мужество и героизм, проявленные при выполнении специального задания в Чеченской Республике, присвоено Александру Алексееву (посмертно).

Сегодня в УГТУ учатся более восьми тысяч студентов. Образовательный процесс осуществляют 405 преподавателей, в их числе 55 профессоров, докторов наук, 200 доцентов, кандидатов наук, 5 академиков и 2 члена-корреспондента Российской академии естественных наук, 1 академик и 1 член-корреспондент Российской академии наук, 4 заслуженных работника высшей школы РФ, 1 заслуженный деятель наук РФ, 5 заслуженных работников Республики Коми.

Семь факультетов дневного и факультет безотрывного обучения, институт физической культуры и спорта ведут подготовку дипломированных специалистов, бакалавров, магистров по 30 специальностям и направлениям соответственно.

Подготовка аспирантов осуществляется по 18 специальностям.

В состав университета входят факультет довузовской подготовки, институт повышения квалификации - независимый аттестационно-методический центр, технический колледж, начальная общеобразовательная школа «Росток-УГТУ», действуют два диссертационных совета по 5 специальностям. В городах Воркуте, Сыктывкаре, Усинске работают филиалы УГТУ. В соответствии с соглашением о сотрудничестве с университетом тесно взаимодействует городской Центр развития творчества детей и юношества.

К настоящему времени на базе университета сложился структурно-функциональный прообраз университетского комплекса.

В университете ведут исследования двенадцать научно-педагогических школ: «Бурение скважин на Европейском Севере России» (руководитель - профессор, доктор технических наук В.Ф. Буслаев); «Теория и практика решения обратных задач геофизики» (профессор, доктор физико-математических наук А.И. Кобрунов); «Экспериментальные исследования и компьютерное моделирование физико-механических систем в рамках механики сплошных сред» (профессор, доктор технических наук И.Н. Андронов); «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» (академик, доктор технических наук А.Х. Мирзаджанзаде В.Ф. Буслаев); «Машины, оборудование и процессы при нефтегазодобыче и транспорте в условиях Крайнего Севера» (профессор, доктор технических наук И.Ю. Быков); «Автоматизация, управление и идентификация в сложных технологических системах» (профессор, доктор технических наук З.Х. Ягубов);«Актуальные проблемы формирования, прогноза, разведки и разработки месторождений углеводородов Тимано-Печорской провинции» (профессор, доктор геолого-минералогических наук А.И. Дьяконов); «Экономика переходного периода: экономические, социальные и институциональные изменения» (профессор, доктор экономических наук В.В. Каюков); «Повышение безопасности жизнедеятельности в условиях Европейского Севера» (профессор, доктор технических наук Н.Д. Цхадая); «Химия неорганических комплексных гидридов бора» (профессор, доктор химических наук В.Н. Хаин); «Региональная минерагения и геохимия» (профессор, доктор геолого-минералогических наук О.С. Кочетков); «Радиометрические и электромагнитные методы обследования объектов добычи и транспортировки нефти и газа» (профессор, доктор физико-математических наук В.О. Некучаев и профессор, доктор геолого-минералогических наук Е.И. Крапивский).

2.2Описание предметной области

Музей -учреждение, занимающееся собиранием, изучением, хранением и экспонированием предметов -- памятников естественной истории, материальной и духовной культуры, а также просветительской и популяризаторской деятельностью.Современный музей в борьбе за внимание посетителей должен уметь материализовать свою деятельность. На помощь ему в этом сегодня приходят трехмерные интерактивные технологии виртуальной реальности.Виртуальные музеи становятся как бы научно-образовательными развлекательными центрами.Трехмерные информационные системы - это удобный интерфейс к информационной системе или к базе данных. Их использование предполагает построение цифровой модели, которая предоставляет возможность перемещаться в ней в реальном времени. При этом, перемещаться в ней можно, как в «свободном» полете, так и по заранее установленному маршруту.Создание и демонстрация виртуальных культурных памятников, исторические реконструкции, интерактивные экспонаты, воссоздание уже утерянных объектов и предметов - все это предоставляет уникальную возможность перейти на иной, более высокий культурный уровень.

2.3Обзор существующих решений

2.3.1 3D-модели фирмы ARCTron

В данный момент существует не так много аналогов данной системы, один из таковых предоставлен немецкой фирмой ARCTron, он основан на сканировании имеющихся небольших объектов с максимальной детализацией (Рис. 2.1, Рис.2.2). Такая технология очень актуальна для небольших предметов, однако стоит отметить, что использование этой технологии ограничивается размерами скульптуры, и их система не предоставляет общей картины музея комнаты или экспозиции, только информация об отдельном объекте. Использование высокоточного статического оборудования тоже вносит свои минусы в использование данного метода в частности стоимость и мощность проигрываемого оборудования.

Рис. 2.1Получение модели фирмой ARCTron

Рис. 2.2 Принцип получения 3D-модели

2.3.2 3D-модели компании «3D Art»

Компания «3D Art» в сотрудничестве с Киевским музеем создала уникальный программный продукт «Виртуальная экскурсия». Установив его, вы без проблем сможете посетить музей, не выходя из дома.

Специалистами компании «3Д Арт» впервые был создан такой виртуальный музей, где пользователь получает всё то, что может получить посетитель реального музея и даже больше.

Каждый виртуальный экспонат, будь то скульптура, картина или предмет быта, воссоздан в соответствии с цветом, фактурой и материалом реальных экспонатов. Реалистичное световое оформление и точная передача интерьера музейных залов создают атмосферу реальной прогулки по музею.

Увлекательный научный комментарий, наполненный интересными фактами и легендами, профессионально озвучен на двух языках.

Пользователю предоставляется два режима осмотра музея: виртуальный гид -- Вас ведут по залам, демонстрируя наиболее ценные экспонаты и свободный осмотр -- свободное перемещение, плюс возможность рассмотреть объект максимально близко и со всех сторон (Рис. 2.3, Рис. 2.4).

Программа проста в управлении, включает в себя все необходимые настройки, и может быть установлена на разных языках.

Рис. 2.3 Виртуальный гид

Рис. 2.4 Максимальное приближение к объекту

Из недостатков данной систем стоит отметить необходимое малое количество объемных объектов в целях сокращения потребляемых ресурсов. Так же стоит отметить, что данная система не предозначается для непосредственного использования в интернете, все ее информационные базы хранятся локально и распространяются как архив данных. То есть пользователю необходимо вначале скачать и установить данную систему, и лишь затем появится возможность использовать все предоставленные функции музея.

2.4 Обоснование необходимости разработки Системы

В наше время не каждый может себе позволить экскурсии по музеям, будь то по причине значимой удаленности музея, либо стоимости посещения, либо несовпадение свободного времени возможного посетителя со временем работы музея, но это не означает, что возможные посетители не желают культурно обогащаться. Наша система как раз позволит посещать музеи, не выходя из дома, окунуться в мир истории и познать то, что было скрыто временем от глаз непосвященных. Наш университет ведет пропаганду бесценных знаний, поэтому наш интерактивный музей на данном этапе будет бесплатен для всех пользователей, все данные будут располагаться на сервере университета, который работает 24 часа в сутки 7 дней в неделю без перерывов на праздники. Каждый желающий сможет посетить его, найдя несколько минут своего драгоценного времени.



3 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

3.1 Общие сведения

Настоящее техническое задание является основным документом, которым следует руководствоваться при разработке, сдаче, приемке работы АИС" Интерактивная трехмерная модель музея "

3.1.1 Полное наименование системы и ее условное обозначение

Полное наименование системы - Автоматизированная информационная система «Интерактивная трехмерная модель музея».

Сокращенное название - АИС «Музей».

Условное обозначение - АИС, система.

3.1.1.1 Наименование заказчика и исполнителя

Заказчик - Ухтинский государственный технический университет в лице ректора.

Разработчик - студент УГТУ кафедры АИС Хафизов Р.Ф.

Пользователи системы - Все.

3.1.1.2 Перечень исходных документов

Данное техническое задание разработано на основании учебного рабочего плана преддипломной практики специальности 230102, АСОИУ на 2011 учебный год.

3.1.2 Плановые сроки начала и окончания работ

Начало работ - 16.10.2010.

Окончание работ - 01.04.2011.



3.2 Назначение и цели разработки

3.2.1 Назначение системы

АИС "Интерактивная трехмерная модель музея" предназначена длядемонстрации виртуальных культурных памятников, исторических реконструкции, интерактивных экспонатов, воссоздания уже утерянных объектов и предметов, а также для просветительской и популяризаторской деятельности.

3.2.2 Цель разработки системы

Основными целями создания АИС «Музей» являются:

- Построение цифровой модели, которая предоставляет возможность перемещаться в ней в реальном времени.

-Разработка удобного интерфейса информационной системы.

- Предоставление возможности пользователям получать информацию, как о каждом историческом экспонате, так и о его роли в истории.

- Возможность прослушать на виртуальной экскурсии по заданному маршруту информации об исторических объектах

Для реализации поставленных целей система должна решать следующие задачи:

- Вывод отчетов по имеющимся в музеях экспонатам, по комнатам, тематикам, авторам.

- Заполнять по заданным оператором настройкам комнату экспозициями и бытовыми объектами.

3.3 Характеристика объекта автоматизации

3.3.1 Сведения об объекте автоматизации

Объектом автоматизации является процесс формирования отчетности, такой как количество по имеющимся в музеях экспонатам, по комнатам, тематикам, авторам, а так же формирование комнат по тематикам и настройкам оператора.

3.3.2 Условия эксплуатации объекта автоматизации

Программные средства автоматизированной информационной системы «Музей» должны обеспечить автоматизированное выполнение функций. Должен быть беспечен интерактивный режим работы пользователей с программными средствами системы.

3.4 Требования к системе

3.4.1 Требования к системе в целом

Требования к структуре, архитектуре и функционированию системы

Требования к способам и средствам связи для информационного обмена между компонентами системы

Взаимодействие системы с сервером СУБД должно осуществляться локальным соединением к серверу СУБД c использованием структурированного языка SQL - запросов по протоколу SQL.Net.

Требования по информационному взаимодействию со смежными системами

Система должна быть совместима MicrosoftWord 2003/2007/2010, MicrosoftExcel 2003/2007/2010.

Система должна быть функционально законченной. Для разрабатываемой системы должны соблюдаться единый пользовательский интерфейс, а так же использоваться единая система справочников.

Требования к режимам функционирования системы

Для системы определены следующие режимы функционирования:

- Нормальный режим функционирования;

- Аварийный режим функционирования.

Основным режимом функционирования АС является нормальный режим.

В нормальном режиме функционирования системы:

- исправно работает оборудование, составляющее комплекс технических средств;

- исправно функционирует системное, базовое и прикладное программное обеспечение системы.

Для обеспечения нормального режима функционирования системы необходимо выполнять требования и выдерживать условия эксплуатации программного обеспечения и комплекса технических средств системы, указанные в соответствующих технических документах (техническая документация, инструкции по эксплуатации и т.д.).

Аварийный режим функционирования системы характеризуется отказом одного или нескольких компонент программного и (или) технического обеспечения.

В случае перехода системы в предаварийный режим необходимо:

- завершить работу всех приложений, с сохранением данных;

- выключить рабочие станции операторов;

- выключить все периферийные устройства;

- выполнить резервное копирование БД.

После этого необходимо выполнить комплекс мероприятий по устранению причины перехода системы в аварийный режим.

Требования к персоналу (пользователям) системы

Требования к численности персонала (пользователей)

Число пользователей автоматизированной системы должно определять руководство предприятия, исходя из требований выполнения ими бизнес-функций. Предполагаемое количество пользователей - неограниченно.

В состав специалистов, осуществляющих техническую эксплуатацию системы должен входить администратор баз данных.

Требования к квалификации персонала

Доступ к системе будет иметь: администратор баз данных и пользователь.

Основными обязанностями администратора баз данных являются:

- Установка, модернизация, настройка параметров программного обеспечения СУБД;

- Оптимизация прикладных баз данных по времени отклика, скорости доступа к данным;

- Разработка, управление и реализация эффективной политики доступа к информации, хранящейся в прикладных базах данных.

Администратор баз данных должен обладать высоким уровнем квалификации и практическим опытом выполнения работ по установке, настройке и администрированию используемых в АИС СУБД.

Администратор баз данных должен владеть общими принципами организации системы, а так же обладать навыками аварийного восстановления БД, кроме того, в его обязанности входит настройка системы.

Обслуживание системы должно производиться администратором баз данных. Администратор должен удовлетворять следующим требованиям:

Знать основы организации MySQL, основы и принципы построения систем на базе протокола TCP/IP, правила маршрутизации, уметь настраивать сетевые средства Windows;

* Владеть навыками проектирования баз данных и основами Web - программирования.

Основными обязанностями пользователя являются:

Пользователи системы должны иметь базовые навыки работы с компьютером и следующим программным обеспечением:, MicrosoftWord 2003/2007/2010, MicrosoftExcel 2003/2007/2010.

Пользователи системы должны иметь опыт работы с персональным компьютером на базе операционных систем MicrosoftWindows на уровне квалифицированного пользователя и свободно осуществлять базовые операции в стандартных Windows.

Требуемый режим работы персонала АИС

Требуемый режим работы определяется обязанностями по администрированию и сопровождению автоматизированной системы, определенными в документации на систему, режимом работы УГТУ, трудовым законодательством РФ.

Требования по пределам модернизации

Система должна допускать следующую модернизацию и развитие функциональных возможностей в пределах:

* Развитие сетевого оборудования и архитектуры вычислительных сетей при условии сохранения совместимости с MS Windows;

* Обновление версий прикладного программного обеспечения;

* Замена операционной системы (для клиентских рабочих мест).

Для минимизации времени и трудозатрат по этим работам автоматизированная система «Музей» должна иметь модульную структуру. Состав и режимы работы автоматизированной системы «Музей» определяется настоящим ТЗ. Дальнейшая модернизация системы осуществляется на основании дополнительно составленного ТЗ.

Требования к надежности

Требования к надежности технических средств и программного обеспечения

Надежность технических средств автоматизированной системы «Музей» должна определяться надежностью технических средств заказчика, обеспечивающих функционирование СУБД MySQL.

Требования к безопасности

Требования по безопасности при монтаже, наладке, эксплуатации, обслуживании и ремонте технических средств системы

Оборудование, на котором работает программное обеспечение системы «Музей», должно являться составной частью вычислительных средств УГТУ. Никаких дополнительных требований по безопасности при монтаже, наладке, эксплуатации, обслуживании и ремонте технических средств, используемых автоматизированной системой «Музей», не предъявляется.

Требования к защите информации от несанкционированного доступа

Система должна осуществлять контроль доступа пользователей к защищаемым ресурсам в соответствии с предоставленными правами доступа. Механизм, реализующий принцип контроля доступа, должен предусматривать возможность санкционированного изменения списка пользователей или групп пользователей и списка защищаемых объектов средствами подсистемы администрирования. Права на изменение правил разграничения доступа должны предоставляться администраторам баз данных.

Информационная безопасность системы должна соответствовать действующим нормативно-техническим документам Заказчика и обеспечиваться следующими действиями:

1. Аутентификация пользователей при входе в систему.

Защита от несанкционированного доступа к данным должна осуществляться с помощью парольной аутентификации как на уровне подсистемы хранения данных (СУБД), так и программными средствами разрабатываемой системы. Аутентификация осуществляться с использованием индивидуального имени и пароля пользователя системы. Каждому пользователю системы должна быть присвоена роль, определяющая область видимости данных и доступные действия над ними.

2. Аудит системных событий.

Должен быть реализован аудит системных событий, который позволит отслеживать все попытки входа в систему с атрибутами времени, сетевого адреса и результаты аутентификации, а также действия пользователей, связанные с изменением, удалением и добавлением данных в систему.

Требования к защите информации от влияния внешних воздействий

Серверы, используемые при функционировании автоматизированной системы «Музей», должны быть защищены от воздействия программ-вирусов.

Такая защита должна обеспечиваться антивирусными средствами Заказчика.

Требования по сохранности информации при аварии

Должна быть обеспечена сохранность информации в следующих аварийных ситуациях:

* сбой аппаратуры или программного обеспечения сервера СУБД;

* сбой аппаратуры или программного обеспечения рабочей станции пользователя;

* сбой или выход из строя коммуникационного оборудования локальной вычислительной сети;

* выход из строя сетевого сервера (в том числе и дисковых механизмов);

* аварийное отключение питания сервера или рабочей станции.

Для обеспечения сохранности информации БД системы «Музей» в этих аварийных ситуациях требуется использовать средства резервирования СУБД с учетом требований регламента «Резервного копирования баз данных», принятого в УГТУ.

Требования к эргономике и технической эстетике

Интерфейс на экранах мониторов системы должен соответствовать современным требованиям к пользовательским интерфейсам:

* Адаптивность к действиям пользователя - приложение должно допускать возможность ввода данных и команд множеством разных способов (клавиатура, мышь), иметь встроенную документацию и выдавать контекстную помощь;

* В системе должна быть обеспечена возможность масштабирования окон и их перемещение по экрану в удобное для пользователя место;

* Все текстовые сообщения и надписи, предназначенные для пользователей, должны быть выполнены на русском языке.

Детальный перечень вводимой информации и схематические иллюстрации интерфейса пользователя согласуются в процессе выполнения этапов.

Требования к эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и хранению компонентов системы

Требования к количеству, квалификации обслуживающего персонала и режимам его работы

Администрирование аппарата управления и сопровождение автоматизированной системы «Музей» должен осуществлять ИВЦ. Разработанная система «Музей» не должна предъявлять дополнительных требований по квалификации и численности этого персонала.

Режим работы службы сопровождения - односменный. При возникновении аварийных ситуаций должно быть обеспечено присутствие сотрудников службы сопровождения на их рабочих местах.

Требования к регламенту обслуживания

Сотрудники ИВЦ должны обеспечивать:

* свое участие в приемных испытаниях задач системы;

* установку задач системы;

* начальное обучение пользователей автоматизированной системы «Музей» работе с ее задачами и последующие консультации;

* поддержание в работоспособном состоянии задач системы;

* выявление причин возможных сбоев и отказов в работе задач системы;

* корректную замену версий задач системы;

* начальную установку и, в случае необходимости, последующие изменения прав доступа пользователей к задачам и данным системы.

Требования к стандартизации и унификации. Требования к программному обеспечению

В качестве инструментальных средств разработки должны использоваться:

* для серверной части -MySQL, PHP 5;

* для модели данных инструментальная среда MSVisio 2007.

На стадии внедрения для нормального функционирования разрабатываемой системы на платформе Windows-Intel на технических средствах заказчика должно быть установлено следующее программное обеспечение:

*ОС MS Windows 2000/XP/2003/Vista/7;

* MySQL.

Требования к техническому обеспечению

Серверы БД должны быть объединены в отказоустойчивый кластер. Серверы приложений должны образовывать кластер с балансировкой нагрузки.

Серверы БД, серверы приложений и сервер системы формирования отчетности должны быть объединены одной локальной сетью, с пропускной способностью не менее 100 Мбит.

Требования к техническим характеристикам серверов БД:

- Процессор - 2 х IntelXeon 3 ГГц;

- Объем оперативной памяти - 16 Гб;

- Свободное дисковое пространство - 146 Гб;

- Устройство чтения компакт-дисков (DVD-ROM);

- Сетевой адаптер - 100 Мбит.

3.4.2 Основные технические и иные требования к научно-технической продукции

Требования к техническим характеристикам серверов приложений:

- Процессор - 2 х IntelXeon 3 ГГц;

- Объем оперативной памяти - 8 Гб;

- Свободное дисковое пространство -146 Гб;

- Устройство чтения компакт-дисков (DVD-ROM);

- Сетевой адаптер - 100 Мбит.

Требования к техническим характеристикам веб сервера:

- Процессор - 2 х IntelXeon 3 ГГц;

- Объем оперативной памяти - 16 Гб;

- Свободное дисковое пространство -146 Гб;

- Устройство чтения компакт-дисков (DVD-ROM);

- Сетевой адаптер - 100 Мбит.

Требования к техническим характеристикам ПК пользователя и ПК администратора:

- Процессор - IntelPentium 1.5 ГГц;

- Объем оперативной памяти - 256 Мб;

- Свободное дисковое пространство - 40 Гб;

- Устройство чтения компакт-дисков (DVD-ROM);

- Сетевой адаптер - 100 Мбит.

- Видео карта - 64 Мбит

Требования к формированию выходных форм и документов

Выходные документы должны быть сформированы в табличной форме в Excel. Просмотр отчетности возможен через интернет после аутендификации пользователя. Система должна обеспечивать формирования нескольких видов отчетности, такие как текущая успеваемость студента, информация об успеваемости студента за каждый месяц, абсолютной успеваемости студентов по состоянию на последний день сессии, результаты экзаменов и зачетов, приказы о зачислении студентов на стипендию на следующий после экзаменационной сессии семестр.

Требования по применению СУБД

Автоматизированная информационная система «Музей» должна функционировать в среде реляционной СУБД MySQL. В процессе функционирования автоматизированная система «Музей» должна использовать методы и средства хранения и обработки данных СУБД.

Требования к контролю, хранению, обновлению и восстановлению данных

Ведение резервных копий схемы данных, а также восстановление данных должен осуществлять администратор СУБД в соответствии со стратегией обеспечения сохранности данных СУБД, принятой на предприятии Заказчика.

Требования к лингвистическому обеспечению

Для разработки серверной части должна быть использована СУБД MySQL 4.0 или выше, которая для организации хранения, ввода-вывода и редактирования данных БД использует язык запросов PL/SQL. Так же необходимы знания PHP 5.0 и языка разметки HTML 4.1.

3.4.3 Требования к функциям (задачам)

Подсистема хранения данных

Подсистема хранения данных должна осуществлять хранение оперативных данных системы, данных для формирования аналитических отчетов, документов системы, сформированных в процессе работы отчетов.

Подсистема должна обеспечивать периодическое резервное копирование и сохранение данных на дополнительных носителях информации.

Подсистема формирования отчетности

Подсистема должна обеспечивать возможность формирования следующих отчетных форм:

- Текущее количество объектов в каждой комнате каждом музее;

- Всех имеющихся авторов;

Подсистема формирования отчетности должна включать механизмы гибкой настройки, а также инструментарий по формированию новых отчетных форм.



3.5 Содержание работы, промежуточные и конечные результаты

Документация на автоматизированную систему «Музей», поставляемая разработчиком, должна включать:

1 Техническое задание на разработку автоматизированной системы «Музей» завершение через месяц после начала разработки системы.

2 Технический проект на разработанную автоматизированную систему «Музей» завершение месяц после завершения технического задания.

3 Рабочий проект на разработанную автоматизированную систему «Музей» завершение через семь месяцев после завершения технического проекта.

3.6 Порядок контроля и приемки системы

Порядок контроля и приемки системы должен включать в себя следующие пункты:

1. Проверку функционирования АИС на тестовом примере.

2. Проверку функционирования АИС на реальных данных, предоставленных Заказчиком.

3. Проверку на полноту реализации автоматизируемых функций и соответствие требованиям ТЗ.

4. Проверку полноты документации.

5. Составление акта приемки АИС в опытную эксплуатацию.

6. Опытная эксплуатация осуществляется Заказчиком при технической помощи Исполнителя.



3.7 Требования к документированию

Таблица 3.1 - Перечень исходных документов
Наименование документа	Организация	Дата утверждения
1	2	3
ГОСТ 34.602 - 89 «Техническое задание на создание автоматизированной системы»	Государственный стандарт	1 января 1990 г.
ГОСТ 34.601-90 «Автоматизированные системы. Стадии создания»	Государственный стандарт	1 января 1992 г.
ГОСТ 34.201-89 «Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем»	Государственный стандарт	1 января 1990 г.
ГОСТ 24.104-85 «Автоматизированные системы управления. Общие требования»	Государственный стандарт	1 января 1987 г.
РД «Средства вычислительной техники. Защита от несанкционированного доступа к информации. Показатели защищенности от НСД к информации»	Гостехкомиссия России	30 марта 1992 г.



4. ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

4.1 Общие сведения

4.1.1 Наименование АИС

Полное наименование системы - Автоматизированная информационная система «Интерактивная трехмерная модель музея».

Сокращенное название - АИС, система, «Музей».

4.1.2 Назначение АИС

АИС "Интерактивная трехмерная модель музея" предназначена для демонстрации виртуальных культурных памятников, исторических реконструкции, интерактивных экспонатов, воссоздания уже утерянных объектов и предметов, а также для просветительской и популяризаторской деятельности.

4.1.3 Перечень автоматизируемых функций

Система обеспечивает следующие функции:

1.Формирование отчетов;

2. Заполнение по заданным оператором настройкам комнат экспозициями и бытовыми объектами.

4.1.4 Сведения о программно - аппаратных платформах

Серверы БД должны быть объединены в отказоустойчивый кластер. Серверы приложений должны образовывать кластер с балансировкой нагрузки.

Серверы БД, серверы приложений и сервер системы формирования отчетности должны быть объединены одной локальной сетью, с пропускной способностью не менее 100 Мбит.

Требования к техническим характеристикам серверов БД:

- Процессор - 2 х IntelXeon 3 ГГц;

- Объем оперативной памяти - 16 Гб;

- Свободное дисковое пространство - 146 Гб;

- Устройство чтения компакт-дисков (DVD-ROM);

- Сетевой адаптер - 100 Мбит.

4.1.5 Основные технические и иные требования к научно-технической продукции

Требования к техническим характеристикам серверов приложений:

- Процессор - 2 х IntelXeon 3 ГГц;

- Объем оперативной памяти - 8 Гб;

- Свободное дисковое пространство -146 Гб;

- Устройство чтения компакт-дисков (DVD-ROM);

- Сетевой адаптер - 100 Мбит.

Требования к техническим характеристикам веб сервера:

- Процессор - 2 х IntelXeon 3 ГГц;

- Объем оперативной памяти - 16 Гб;

- Свободное дисковое пространство -146 Гб;

- Устройство чтения компакт-дисков (DVD-ROM);

- Сетевой адаптер - 100 Мбит.

Требования к техническим характеристикам ПК пользователя и ПК администратора:

- Процессор - IntelPentium 1.5 ГГц;

- Объем оперативной памяти - 256 Мб;

- Свободное дисковое пространство - 40 Гб;

- Устройство чтения компакт-дисков (DVD-ROM);

- Сетевой адаптер - 100 Мбит;

- Видео карта - 64 Мбит.



4.2 Характеристика объекта автоматизации

4.2.1 Описание объекта автоматизации

Объектом автоматизации является процесс формирования отчетности, такой как количество по имеющимся в музеях экспонатам, по комнатам, тематикам, авторам, а так же формирование комнат по тематикам и настройкам оператора.

4.2.2 Предметная область АС

На данный момент ректор УГТУ считает, что целесообразнее создать АИС "Музей", нежели закупать и использовать дорогостоящее оборудование и сторонних специалистов.

4.2.3 Описание информационных потоков

Существует набор данных для пользователей системы доступный через Web - интерфейс. В графическом виде информационные потоки отображены в виде функциональной модели анализа «как-будет», которая представлена в приложении А. Функциональная модель дизайна, представленная в приложении Б, отражает механизмы сообщения потоков данных между функциями системы.

4.3 Выходная информация

В качестве выходных форм разрабатываемой системы планируются следующие виды отчетности:

1. Текущее количество в музеях экспонатов, по комнатам, тематикам, авторам.



4.4 Входная информация

Входная информация представляет собой набор данных вносимых пользователями, такие как:

1. Тематика: название тематики;

2. Автор: Ф, И, О, краткая информация об авторе;

3. Музей: название музея;

4. Комната: название комнаты;

5. Время создания: время создания авторской работы

4.5 Информационная база аис

При разработке программного обеспечения элементы реальной среды должны быть представлены в виде данных. Сущности находятся во взаимосвязи друг с другом, что фиксируется в логической модели данных. Модель данных используется в качестве основы для внедрения соответствующих определений таблиц, включая их связи друг с другом в СУБД.

Логико-физическая модель, построенная инструментами Visio, используется для генерации скрипта, выполнение которого на MySQL создаст структуру БД по описанной в модели.

Фактические прикладные данные вводятся в эти таблицы позже.

4.5.1 Логическая структура БД

Логическая модель данных была разработана с помощью Case -средств графического моделирования (Visio). Процесс построения модели состоит из нескольких этапов:

* Выявление типов сущностей.

* Определение связей между типами сущностей.

* Определение атрибутов, а также первичных и альтернативных ключей типов сущностей.

Построенная модель данных анализа представленав приложение В.

4.5.2 Физическая структура БД

Построение физической структуры БД состоит из следующих этапов:

* построение физической модели БД;

* генерация структуры БД на сервере БД.

Модель данных дизайна представлена в приложении Г и содержит следующие таблицы:

1. Тематика: название тематики;

2. Автор: Ф, И, О, краткая информация об авторе;

3. Музей: название музея;

4. Комната: название комнаты;

5. Время создания: время создания авторской работы

4.6 Описание технологических процессов

4.6.1 Описание технологических процессов сбора, хранения и обработки

Процесс получения данных и предоставления отчетов в целом состоит из нескольких этапов:

1. Выбор и обработка необходимой для отчета информации.

Это самый сложный этап, критичный для всего остального процесса. От правильности и достаточности собранной информации зависит правильность получаемых отчетов, поэтому от него в первую очередь зависит эффективность системы. Включает в себя получение данных от таблиц Тест.

2. Просмотр данных и формирование отчета

Пользователь выбирает параметры просмотра, система делает запрос к БД и предоставляет данные.

4.6.2 Описание средств, методов и технологии обеспечения целостности БД и поддержание их в актуальном состоянии

Целостность баз данных обеспечивается следующими мерами:

* на стадии проектирования структура БД нормализована до НФБК;

* сервер БД выполняет проверку бизнес - правил;

* доступ к БД выполняется только через клиентский интерфейс;

* использование средств резервного копирования.

А также в БД определяются:

* отношения подчиненности между таблицами БД путем определения первичных ключей у родительских таблиц и внешних ключей у таблиц внешнего ключа (зависимые таблицы).

4.7 Ввод АИС в эксплуатацию

Установлен следующий порядок контроля и приемки программных продуктов:

1. Проверка функционирования АИС на тестовом примере.

2. Проверка функционирования АИС на реальных данных, предоставленных Заказчиком.

3. Проверка на полноту реализации автоматизируемых функций и соответствие требованиям ТЗ.

4. Проверка полноты документации.

5. Составление акта приемки АИС в опытную эксплуатацию.

6. Опытная эксплуатация осуществляется Заказчиком при технической помощи исполнителя.

Ввод в эксплуатацию осуществляются по следующим этапам:

1. Подготовка компьютерной техники, удовлетворяющей требованиям системы, установка и настройка необходимого системного ПО.

2. Передача инструкции по эксплуатации системы пользователям.

3. Проверка функционирования системы сначала на тестовом примере, а затем на реальных данных.?



5. РАБОЧИЙ ПРОЕКТ

5.1 Руководство пользователя

5.1.1 Область применения

АИС "Интерактивная модель музея" предназначена для обработки информации о музеях, комнатах, объектах, и проводимых изменениях.

5.1.2 Краткое описание возможностей

Система решает следующие задачи:

- Вывод отчетов по имеющимся в музеях экспонатам, по комнатам, тематикам, авторам.

- Заполнять по заданным оператором настройкам комнату экспозициями и бытовыми объектами.

5.1.3 Уровень подготовки пользователя

Пользователи системы должны иметь опыт работы с персональным компьютером на базе операционных систем MicrosoftWindows на уровне квалифицированного пользователя и свободно осуществлять базовые операции в стандартных Windows и следующим программным обеспечением: MicrosoftInternetExplorer 6.0, MicrosoftWord 2003, MicrosoftExcel 2003.

5.1.4 Перечень эксплуатационной документации

Перечень эксплуатационных документов, с которым необходимо ознакомиться:

- АИС "Интерактивная трехмерная модель музея". "Руководство пользователя".



5.1.5 Требования к программным средствам клиента

Для корректной работы системы необходимо выполнение следующих требований к программным средствам компьютеров пользователей: браузер - InternetExplorer 6 и выше (либо какой-либо другой браузер); MicrosoftOffice 2003 и выше.

5.1.6 Аутентификация в системе

Доступ к Системе осуществляется запуском интернет - браузера (InternetExplorer 6.0, Opera и т.п.). В строке адреса следует написать имя сервера (файл с ссылкой находится на сетевом диске) и осуществить переход к данной странице. Вход в систему осуществится автоматически при загрузки страницы.

5.1.7 Режим работы пользователя системой

Формирование отчетов

Для формирования отчета по выбранному объекту необходимо в окне просмотра данных нажать кнопку «Сформировать отчет». В зависимости от выбранного набора будет сформирован вид отчета соответствующий названию набора. В окне «Загрузка файла» следует выбрать необходимые действия (открыть или сохранить файл). При выборе «Сохранить» файл будет сохранен в выбранную директорию.

5.2 Руководство системного программиста

5.2.1 Общие сведения о системе

АИС "Интерактивная модель музея" предназначена для обработки информации о музеях, комнатах, объектах, и проводимых изменениях.

Для корректной работы системы серверы БД должны быть объединены в отказоустойчивый кластер. Серверы приложений должны образовывать кластер с балансировкой нагрузки.

Серверы БД, серверы приложений и сервер системы формирования отчетности должны быть объединены одной локальной сетью, с пропускной способностью не менее 1 Мбит.

Требования к техническим характеристикам серверов БД:

- Процессор - 2 х IntelXeon 3 ГГц;

- Объем оперативной памяти - 16 Гб;

- Свободное дисковое пространство - 146 Гб;

- Устройство чтения компакт-дисков (DVD-ROM);

- Сетевой адаптер - 100 Мбит.

Для разработки серверной части должна быть использована СУБД MySQL 4.0 или выше, которая для организации хранения, ввода-вывода и редактирования данных БД использует язык запросов PL/SQL. Так же необходимы знания PHP 5.0 и языка разметки HTML 4.1.

5.2.2 Структура системы

Структура системы представлена на физической модели и содержит следующие таблицы и взаимосвязи:

1. Тематика: название тематики;

2. Автор: Ф, И, О, краткая информация об авторе;

3. Музей: название музея;

4. Комната: название комнаты;

5. Время создания: время создания авторской работы

5.2.3 Подготовка БД

Инсталляция СУБД

Для работы Системы необходимо установить СУБД MySQL 4.0 или выше. Процесс инсталляции СУБД MySQL не требует изменения стандартных настроек инсталляции.

Создание БД

Для создания базы даны необходимо от имени привилегированного пользователя запустить SQL - скрипт, содержащий необходимые к выполнению запросы на создание структуры БД.

5.2.4 Модуль передачи данных

MySQL

Установка и настройка MySQL

Имеются два следующих типа дистрибутивов сервера MySQL для Windows:

Бинарный дистрибутив, в состав которого входит программа установки; она устанавливает все, что нужно, так что можно сразу же запускать сервер.

Дистрибутив исходного кода, в котором содержится весь код и файлы поддержки для создания исполняемых файлов с использованием компилятора VC++ 6.0.

В общем случае следует отдавать предпочтение бинарному дистрибутиву.

Вам потребуется:

32-разрядная операционная система Windows, такая как 9x, Me, NT, 2000 или XP. Под управлением семейства NT (NT, Windows 2000 и XP) сервер MySQL можно запускать как сервис. Если предполагается работать с таблицами размером более 4 Гб, необходимо установить MySQL на файловую систему NTFS или более новую. При создании таблиц не забывайте использовать MAX_ROWS и AVG_ROW_LENGTH

Поддержка протокола TCP/IP.

Копия бинарного кода MySQL или дистрибутив для Windows, который может быть загружен с http://www.mysql.com/downloads/. Примечание: дистрибутив поставляется в виде архивных файлов, сжатых архиватором ZIP. Во избежание повреждения файлов в процессе загрузки мы рекомендуем использовать адекватный клиент FTP с возможностью возобновления загрузки.

Архиватор ZIP для распаковки файла дистрибутива.

Достаточно места на жестком диске для распаковки, установки и создания баз данных в соответствии с вашими требованиями.

Если вы планируете подключаться к серверу MySQL через ODBC, то понадобится драйвер MyODBC.

Установка бинарного кода

Если вы работаете на сервере NT/2000/XP, войдите в систему как пользователь с привилегиями администратора.

Если вы производите модернизацию более ранней установки MySQL, то необходимо остановить сервер. Если сервер работает как сервис, то применяйте следующую команду:

C:\> NET STOP MySQL

В остальных случаях используйте:

C:\mysql\bin>mysqladmin -u root shutdown

Если вы хотите изменить исполняемый файл сервера (т.е. -max или -nt), необходимо также удалить сервис:

C:\mysql\bin>mysqld-max-nt --remove

Разархивируйте файл дистрибутива во временном каталоге.

Запустите файл `setup.exe', чтобы начать процесс установки. Если вы хотите установить программу в иной каталог, чем заданный по умолчанию `c:\mysql', то используйте кнопку Browseдля указания выбранного вами каталога.

Завершите процесс установки.

Подготовка конфигурации MySQL для Windows

Начиная с версии MySQL 3.23.38, дистрибутив для Windows включает в себя как обычный бинарный код, так и бинарный код сервера MySQL-Max. Ниже приводится список различных серверов MySQL, которые можно использовать:

Бинарный код	Описание
mysqld	Скомпилирован с полным набором возможностей отладки и автоматической проверки выделения памяти, символических ссылок, таблиц InnoDB и BDB.
mysqld-opt	Оптимизированный бинарный код без поддержки транзакционных таблиц.
mysqld-nt	Оптимизированный бинарный код для NT/2000/XP с поддержкой именованных каналов. Можно запустить эту версию на Windows 9x/Me, но в этом случае не создаются именованные каналы и необходимо иметь установленный протокол TCP/IP.
mysqld-max	Оптимизированный бинарный код с поддержкой символических ссылок и таблиц InnoDB и BDB.
mysqld-max-nt	Подобен mysqld-max, но скомпилирован с поддержкой именованных каналов.

Начиная с версии 3.23.50, именованные каналы доступны только при запуске mysqld с --enable-named-pipe.

Все бинарные коды оптимизированы под процессор PentiumPro, но должны работать на любом процессоре Intel>= i386.

При следующих обстоятельствах для того чтобы задать вашу конфигурацию MySQL будет необходимо использовать файл опций:

Если каталоги установки или данных отличаются от заданных по умолчанию местоположений (`c:\mysql' и `c:\mysql\data').

Если вы хотите использовать один из следующих серверов:

mysqld.exe

mysqld-max.exe

mysqld-max-nt.exe

Если вам требуется выполнить настройку установочных параметров сервера.

Обычно для редактирования файла опций `my.ini' можно использовать инструмент WinMySQLAdmin. В этом случае остальную часть данного раздела вы можете пропустить.

Существует два файла опций с одинаковыми функциями: `my.cnf' и `my.ini'. Однако во избежание недоразумений лучше всего использовать только один из них. Оба файла представляют собой простой текст. Если вы собираетесь использовать файл `my.cnf', то его следует создать в корневом каталоге диска C, если `my.ini' - то в системном каталоге Windows (это обычно что-либо вроде `C:\WINDOWS' или `C:\WINNT'; его точное местоположение можно определить по значению переменной окружения windir).MySQL сначала ищет файл `my.ini', а затем `my.cnf'.

Если на вашем компьютере используется начальный загрузчик, в котором диск C не является загрузочным диском, то следует работать только с файлом `my.ini'. Инструментальная программаWinMySQLAdmin, если она у вас применяется, также использует только файл `my.ini' (файл помощи с инструкциями по использованию этого инструмента находится в каталоге `\mysql\bin').

Используя notepad.exe, создайте файл опций и отредактируйте раздел [mysqld], указав значения параметров basedir и datadir:

[mysqld]

# set basedir to installation path, e.g., c:/mysql

basedir=the_install_path

# set datadir to location of data directory,

# e.g., c:/mysql/data or d:/mydata/data

datadir=the_data_path

Следует учитывать, что в Windows имена путей должны указываться в файле опций с использованием предпочтительно прямых слешей, а не обратных. Если вы применяете обратные слеши, то их необходимо дублировать.

Чтобы использовать каталог данных, отличный от заданного по умолчанию `c:\mysql\data', необходимо скопировать все содержимое каталога `c:\mysql\data' в новое местоположение.

Если вы хотите работать с транзакционными таблицами InnoDB, то необходимо вручную создать два новых каталога для хранения данных таблиц InnoDB и журнальных файлов - т.е. `c:\ibdata' и`c:\iblogs'. Помимо этого потребуется добавить несколько дополнительных строк в файле опций.

Если же работу с таблицами InnoDB вы не планируете, следует в файле опций добавьте опцию skip-innodb.

Теперь вы готовы тестировать запуск сервера.

Первый запуск сервера

Тестирование лучше всего производить из окна оболочки DOS, поскольку сообщения о состоянии, которые выводит сервер, появляются в окне DOS. Если с вашей конфигурацией что-нибудь не так, то при помощи этих сообщений будет легче идентифицировать и устранить любые проблемы.

Убедитесь, что находитесь в каталоге, где расположен сервер, затем введите следующую команду:

C:\mysql\bin>mysqld-max --standalone

При запуске сервера вы должны увидеть следующие сообщения:

InnoDB: The first specified datafile c:\ibdata\ibdata1 did not exist:

InnoDB: a new database to be created!

InnoDB: Setting file c:\ibdata\ibdata1 size to 209715200

InnoDB: Database physically writes the file full: wait...

InnoDB: Log file c:\iblogs\ib_logfile0 did not exist: new to be created