Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет»

Факультет информационных систем и технологий

Кафедра информационных и развивающих образовательных систем и технологий

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к выпускной квалификационной работе на тему:

Автоматизированная советующая система по БАДам

СТУДЕНТКИ ГИП-112 Пазухиной Дарьи Васильевны

Самара 2016 г.

РЕФЕРАТ

Выпускная квалификационная работа бакалавра.

Пояснительная записка: 106 с., 51 рис., 9 таблиц, 28 источников, 3 приложения.

СОВЕТУЮЩАЯ СИСТЕМА, БАД, ТЕСТ, ОПРОС, РЕКОМЕНДАЦИИ.

Объектом проектирования является автоматизированная система по использованию БАД с выдачей рекомендаций человеку наиболее эффективных БАДов, в зависимости от введённых им сведений о своих недомоганиях.

Цель работы - создание и разработка автоматизированной советующей системы по использованию БАД с выдачей рекомендации.

Задачами работы являются разработка алгоритма для реализации выдачи рекомендаций наиболее эффективных БАДов, проектирование и практическая реализация информационной советующей системы по использованию БАД.

Автоматизированная система разработана по методологии UML. Разработанная система формирует рекомендации по использованию БАД, опираясь на ответы пользователя, тем самым, помогая ему определить проблему состояния здоровья и посоветовать, какой БАД необходим для его организма.

Основное назначение системы - помощь в выборе наиболее эффективного БАД для каждой из систем жизнеобеспечения человека.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

В данной работе используются следующие условные обозначения:

БАД - биологически активная добавка

БД - база данных

СУБД - система управления базами данных

ПК - персональный компьютер

ИС - информационная система

ОС - операционная система

ПО - программное обеспечение

Гб - гигабайт

Мбайт - мегабайт

UML - Unified Modeling Language -- унифицированный язык моделирования

HTML5 - язык для структурирования

CSS3 - формальный язык программирования

содержание

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ПРЕДПРОЕКТНЫЙ АНАЛИЗ
• 1.1 Биологически активные добавки и их использование
• 1.2 Обзор аналогов и прототипа
• 1.3 Сравнительный анализ систем тестирования по использованию БАД
• 1.4 Основные цели разработки системы
• 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ
• 2.1 Модель анализа UML
• 2.2 Диаграмма вариантов использования
• 2.3 Сценарий
• 2.4 Диаграмма сущностных классов
• 2.5 Диаграмма граничных классов
• 2.6 Диаграмма классов управления
• 2.7 Схема алгоритма расчёта критериев
• 2.8 Диаграмма состояний АИС
• 2.9 Логическая структура базы данных
• 3. реализация проекта
• 3.1 Архитектура и платформа реализации
• 3.2 Физическая структура БД
• 3.3 Расчет комплекса технических средств
• 3.4 Основные интерфейсы
• 3.5 Диаграмма компонентов. Описание программной реализации
• 3.6 Диаграмма развертывания
• 3.7 Программа и методика испытаний
• 3.8 Контрольный пример
• 3.9 Руководство пользователя
• 4. Предпологаемое ВНЕДРЕНИЕ
• 4.1 Описание объекта внедрения
• 4.2 Описание хода возможного внедрения
• 5. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И САМОРАЗВИТИЕ
• 5.1 Перечень публикаций
• 5.2 Перечень участия в конференциях
• 5.3 Перечень выполненных курсовых работ и проектов
• 5.4 Портфолио
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

«Врач будущего не будет давать лекарств, а привлечёт внимание пациента к

заботе о своём теле, диете, к поиску причины и способов предотвращения болезни».

Томас Эдисон.

Общеизвестно, что питание - один из важнейших факторов, определяющих здоровье. Правильное питание обеспечивает нормальный рост и развитие, способствует профилактике заболеваний.

Современная медицина уделяет большое внимание взаимосвязи между здоровьем человека и особенностями его питания, которое является не только средством насыщения и источником энергии, но и фактором нормального функционирования всех систем организма, повышения сопротивляемости его к различным неблагоприятным воздействиям внешней среды. Отклонение от сбалансированного питания часто приводит к нарушениям в работе организма, что выражается в так называемых «болезнях цивилизации». Учитывая выше сказанное, можно прийти к выводу, что оптимизация рациона современного человека с учетом рекомендуемых норм потребления не может быть достигнута простым увеличением потребления натуральных продуктов питания без причинения вреда здоровья, а требует новых подходов и решений. В этой ситуации большинство ученых приходит к выводу о необходимости широкого применения БАД, представляющих натуральные комплексы веществ, таких как минералы, витамины, пищевые волокна, экстракты лекарственных растений и т. д. [1].

Целью выпускной квалификационной работы в конечном итоге является разработка информационной системы - ИС, позволяющей получить достаточно приемлемый результат, который не только удовлетворит определённые потребности, но так же поможет спланировать дальнейшие действия. Система поможет пользователю на основе тестирования определить проблему состояния здоровья и получить рекомендацию, какие витамины и БАДы необходимы человеку для каждой из систем жизнеобеспечения человека.

1. ПРЕДПРОЕКТНЫЙ АНАЛИЗ

1.1 Биологически активные добавки и их использование

Точно так же, как музыканты составляют оркестр -- различные системы организма, взаимосвязаны и в здоровом организме гармонично взаимодействуют между собой.

Основные системы жизнеобеспечения человека [2]:

1. система переваривания и усвоения пищи -- ферментная система, расщепляет пищу на вещества, которые могут всасываться через ворсинки кишечника в кровь. Особенно важно то, что эта система отвечает за всасывание БАД (поэтому она выделена в самостоятельную систему и поставлена на 1-е место в списке систем).

2. желудочно-кишечный тракт -- осуществляет транспорт пищевого комка (моторика кишечника) и эвакуацию шлаков и балластных веществ.

3. сердечно-сосудистая система осуществляет транспорт питательных веществ, кислорода и воды всем системам организма.

4. нервная система -- обеспечивает генерацию и передачу информации, в том числе управляющую, всем системам организма в оперативном режиме.

5. иммунная система -- распознает "инородные" тела (например вирусы, микробы) и запускает оборонительные биохимические процессы для их уничтожения.

6. дыхательная система -- доставляет кислород, необходимый для сжигания сахаров, обеспечивающих энергией организм, в кровь и удаляет образующийся при этом углекислый газ.

7. мочевыводящая система -- фильтрует из крови все нежелательные соединения и удаляет их из организма.

8. эндокринная система -- продуцирует, и выделяет кровь вещества -- гормоны, осуществляющие тонкую регуляцию различных биохимических процессов (например, регуляция содержания сахара в крови) и влияющие на различные функциональные системы организма.

9. опорно-двигательная система -- служит опорой для других систем организма и помогает выдерживать нагрузки при движении.

Нарушения, возникающие в одной из систем, неизбежно оказывают влияние на другие системы организма, вызывая дисбаланс в их работе, и, как следствие, ухудшение состояния здоровья и развитие различных болезней.

Например, нарушения в опорно-двигательной системе (сколиоз) вызывают нарушения в дыхательной системе. Другой пример -- если имеются нарушения в центральной нервной системе, будь то органическое или функциональное, то это непременно скажется на работе очень многих органов, так как нервная система -- регулятор всех систем организма.

Для поддержания хорошего здоровья необходимо вести соответствующий образ жизни, т.е. соблюдать всем известные правила: придерживаться сбалансированной диеты, включающей натуральные продукты с употреблением достаточного количества растительной пищи, витаминов и минералов, выполнять ежедневно физические упражнения, полноценно отдыхать и не иметь вредных привычек. К сожалению, большинство людей осознает ценность хорошего здоровья только тогда, когда уже возникают серьезные проблемы -- болезни, ухудшающие качество жизни, не позволяющие жить полноценно и счастливо. Конечно, никогда не поздно начать вести здоровый образ жизни, однако этого бывает недостаточно - необходимо ввести в Ваш рацион биологически активные добавки (БАД) - натуральные оздоровительные препараты.

По сей день многие люди не знают или имеют противоречивые сведения о том, что такое БАД, какие есть способы их применения и противопоказания, а также полезные или вредные свойства. Некоторые называют БАДы панацеей от всех болезней, эликсиром вечной молодости, идеальным средством для похудения и прочее. Однако находятся и противники применения таких добавок, утверждающие, что эти вещества наносят непоправимый вред организму человека. Такой двоякий взгляд на биологические добавки связан с тем, что пропаганда их плюсов и минусов ведется уже много лет с экранов телевизоров, со страниц газет и журналов.

Прежде чем приступать к проектированию и созданию информационной системы, следует понимать, что такое БАД в целом.

1.1.1 Что такое БАДы

БАД по мнению специалистов - медиков, представляют собой экстракты натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ. Применяются они при приеме пищи как отдельно, так и путем добавления в продукты питания. Что собой представляет БАД, что это такое? Кратко об этом может рассказать состав. Производство таких добавок осуществляется путем биохимического синтеза необходимых биологических веществ из природного сырья: лекарственных, овощных, плодовых и ягодных культур, сырья животного происхождения, пыльцы, прополиса, включая различные микроэлементы. Состав настоящих БАДов, как правило, максимально приближен к продуктам питания. Их предназначение - восполнение дефицита необходимых витаминов и микроэлементов в жизнедеятельности человека. Следует заметить, что в соответствии с российским законодательством БАДы относятся к пищевым продуктам. Их упаковка должна содержать надпись о том, что они не относятся к лекарственным препаратам.

БАД обычно рекомендуют использовать в следующих случаях:

- чтобы быстро восполнить дефицит недостающих веществ, например, витаминов, микроэлементов;

- для уменьшения калорийности рациона с целью снижения массы тела;

- для удовлетворения потребности больного организма в некоторых веществах;

- чтобы повысить сопротивляемость неблагоприятным факторам среды;

- в профилактических целях для предупреждения нарушений обмена веществ;

- в целях изменения метаболизма, например, чтобы ускорить выведение токсических веществ;

- для восстановления иммунитета;

- чтобы нормализовать кишечную микрофлору. Для регуляции функционирования организма.

1.1.2 Состав БАДа

В своем составе все добавки имеют различные компоненты пищи, биологически активные вещества. Среди них можно выделить следующие компоненты:

- белки;

- жиры и жироподобные вещества;

- растительные масла;

- полиненасыщенные жирные кислоты;

- триглицериды;

- углеводы;

- пищевые волокна;

- витамины и микроэлементы;

- ферменты растительного происхождения;

- пробиотики;

- продукты пчеловодства и многие другие.

Несмотря на то, что БАД можно приобрести в любой аптеке совершенно свободно, без рецептов врача, но стоит задуматься перед их использованием. Лучше проконсультироваться с врачом, чтобы взвесить все за и против, рассчитать дозировку и необходимость применения.

1.1.3 Классификация БАДов

Так как чаще всего биологически активные добавки назначают в лечебных целях, то и классификация их основывается на этом использовании. Выделяют два класса БАДов:

1) нутрицевтики;

2) парафармацевтики.

Первая группа препаратов предназначена для ликвидации недостатка пищевых веществ. К ней можно отнести все синтетические витаминные препараты, аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты. Принимая их, можно нормализовать рацион, как взрослых, так и детей.

Парафармацевтики, или их еще называют биорегуляторы, воздействуют на организм иначе. Они оказывают воздействие на работу органов, повышают устойчивость организма к различным неблагоприятным факторам внешней и внутренней среды.

Биорегуляторы воздействуют более мощно и целенаправленно. Их обычно назначают для профилактики различных заболеваний. Но очень часто разделить эти два класса между собой достаточно сложно, так как одни и те же препараты могут относиться сразу к двум группам.

1.1.4 Принципы использования БАДов

В основе использования добавок лежат некоторые принципы:

- принцип функциональности и системности. То есть воздействие должно иметь комплексный характер, так как в организме работа органов напрямую связана с питанием;

- принцип этапности. На разных стадиях заболевания желательно подбирать различные добавки. Например, на первых этапах необходимо срочно устранять симптомы болезни, а в завершение лечения устранять токсический эффект от приема лекарственных препаратов;

- принцип адекватности. Назначать БАДы необходимо, учитывая характер заболевания, особенности его протекания;

- синдромный принцип. Назначение биологических добавок должно производиться с учетом тех симптомов, которые ярко выражены;

- принцип оптимальности. При лечении или профилактике заболеваний дозировку необходимо подбирать индивидуально;

- принцип комбинирования. БАДы могут сочетаться с пищей и другими лекарственными препаратами.

Анализируя все принципы, можно сказать про БАД, что это такое вещество, которое обязательно должно использоваться в сочетании с другой терапией во время болезни. Только добавками излечиться невозможно.

1.1.5 Рекомендации по применению БАДов

Несмотря на то, что добавки не являются лекарственным средством, но существуют некоторые правила их приема:

- прием необходимо начинать с маленькой дозировки, чтобы посмотреть реакцию организма, а потом можно довести до рекомендованной дозировки врачом;

- для более эффективного усвоения биологические добавки лучше принимать одновременно с пищей;

- если в БАДе содержится кальций, то его употреблять лучше за полчаса до еды или после, чтобы не влиять на кислотность желудочного сока;

- если БАД назначен в качестве тонизирующего средства, то желательно его принимать в первой половине дня, чтобы не нарушать ночной сон;

- БАДы, содержащие живые микроорганизмы, необходимо хранить в холодильнике и использовать между приемами пищи;

- не стоит употреблять дозу больше, чем приписал врач, или той, что рекомендована на упаковке:

- нельзя одновременно принимать несколько видов БАДов;

- хранятся биологические добавки в темном и сухом месте. Не в холодильнике, если это дополнительно не оговорено инструкцией по хранению.

Принимать БАДы как лекарство нельзя, это обычная добавка к пище. Хотя использование с натуральными компонентами, которые необходимы нашему организму, может принести пользу. Учитывая это, можно отметить, что БАДы могут предотвратить развитие многих заболеваний или оказать помощь в их комплексном лечении.

Прием БАДов рекомендован:

- для профилактики некоторых заболеваний;

- пополнения уровня витаминов, минералов;

- укрепления иммунитета;

- в комплексном лечении хронических заболеваний.

Разработанная мною система предоставляет уникальную возможность каждому человеку выбрать препараты, соответственно его образу жизни и состоянию здоровья. Предлагаемый тест помогает оценить состояние систем Вашего организма - выявить те системы, которые более всего нуждаются в поддержке, а также индивидуально подобрать соответствующие препараты - БАД и витамины, которые помогут укрепить Ваше здоровье [3].

1.2 Обзор аналогов и прототипа

Существует множество программ и тестов, которые помогают узнать, каких витаминов и БАДов не хватает организму человека и определить проблему состояния здоровья по системам жизнеобеспечения человека.

1.2.1 «Велнес тест -- получите консультацию»

«Велнес тест» работает следующим образом: необходимо заполнить поля ввода тестирования, нажать кнопку «Отправить» и получить желаемую консультацию [4]. Преимущество такого варианта заключается в том, что пользователь получает консультацию именно от специалиста. Всё вроде бы хорошо, небольшое количество ответов, мало затраченного времени, но при всём этом, рекомендации можно получить только в течении часа, а может и больше, в этом и заключается недостаток. Так же в этой системе не учтены вводимые пользователем данные, т.к. пользователь спокойно может, заполнить несоответствующий текст, в необходимые поля ввода и система не проверяя правильность введённых данных, спокойно отправляет результаты специалисту, а это лишняя трата времени на фильтрацию почты специалиста (рисунок 1).

Рисунок 1 - Результат тестирования системы «Велнес»

1.2.2 Тест «Natures Sunshine»

Более удобным вариантом является тест «Natures Sunshine» предназначенный для самовыявления необходимых БАД [5]. В таком тесте нужно проставить галочку напротив каждого состояния, которые вы испытываете. Преимущество этой системы, в том, что консультацию вы получите сразу, как только закончите отвечать на вопросы теста. Основным недостатком такой системы является то, что при конечном результате, система должна посоветовать перечень необходимых БАД человеку для каждой из систем жизнеобеспечения. При нажатии на ссылку «Продукты для системы», а это очень важно для системы жизнеобеспечения человека (рисунок 2), открывается каталог БАД Интернет - магазина независимо удовлетворительная это оценка или хорошая.

Рисунок 2 - Результат тестирования системы «Natures Sunshine»

1.2.3 Тест «Natrila»

Лучшим вариантом из рассмотренных является вариант тестирования «Natrila» [6]. Простой и понятный интерфейс системы не обходится без минусов. Данная система не предназначена для автоматического считывания результатов, чтобы пройти тест необходимо как минимум при себе иметь ручку и листочек, а это не всегда удобно, ведь мы живём в век информационных технологий. Пользователь должен вручную посчитать результаты тестирования и понять, к какой системе, какие результаты (рисунок 3).

Рисунок 3 - Результат тестирования системы «Natrila»

1.3 Сравнительный анализ систем тестирования по использованию БАД

В таблице 1 приведен сравнительный анализ уже существующих и перечисленных систем тестирования по использованию БАД в соответствии с критериями. В качестве критериев для сравнения были выбраны:

-«Интернет - зависимость» системы;

- архитектура ИС;

- считывание результатов;

- понятность результатов;

- перечень необходимых БАД;

- получение рекомендации;

- простота интерфейса;

- соответствующий ввод данных.

Экспертным путем всем рассматриваемым системам были выставлены оценки от нуля до единицы.

Таблица 1 - Сравнительный анализ систем тестирования по использованию БАД

Критерии	Велнес тест	Natures Sunshine	Natrila	BAD online
Простой и понятный интерфейс	1	0	0	1
Ввод данных соответствует требованиям	0	1	1	1
Считывание результатов	Автоматическое	1	1	0	1
	Вручную	0	0	1	0
Интернет	Online	1	1	1	1
	Offline	0	0	0	1
Архитектура ИС	Клиент-серверная	1	1	1	1
	Локальная	0	0	0	1
Многопользовательская работа	1	1	1	1
Получение необходимой рекомендации	0	1	0	1
Перечень необходимых БАД	0	0	0	1
Результат	Доступный	0	0	0	1
	Не доступный	1	1	1	0

Анализ таблицы 1 показывает, что зачастую при создании ИС используют online подход. В случае каких-то технических проблем на сервере, ИС невозможно будет воспользоваться. Да, это не всегда удобно с точки зрения доступа к ИС при online подходе. Разрабатываемая же информационная система - не требует постоянного Интернет соединения. Система может работать как в online режиме, так и в offline режиме. В некоторых рассматриваемых ИС одна третья часть систем не имеет необходимой рекомендации после прохождения теста. Представленные аналоги характеризуются слабой понятностью результата и не имеют необходимой информации о БАДах после прохождения теста, также есть не автоматизированные системы.

В своей работе я планирую реализовать советующую систему, характеризуемую высокой понятностью результата и низкой нагрузкой на лицо, которая состоит из справочной информации о БАДах и тестировании пользователя, где вопросы тестирования разбиты на три категории (употребление, ощущение, состояние) для облегчения прохождения теста пользователю. Результаты тестирования считаются автоматически, а так же пользователь получает необходимую консультацию, перечень БАДов и витаминов для каждой из систем жизнеобеспечения человека. Система предоставляет пользователю возможность выбора необходимого БАДа без прохождения теста, т.к. в системе имеется справочник (Системы жизнеобеспечения, что такое БАД, зачем он нужен, как его применять). Система помогает, сэкономить личное время, опираясь на приоритеты пользователя для достижения поставленной цели.

Проанализировав ситуацию, можем перейти к формулировке задач разработки автоматизированной советующей системы по использованию БАД.

1.4 Основные цели разработки системы

Одним из главных недостатков описанных выше систем при прохождении тестирования, является не правильная выдача рекомендации по использованию БАД. Так же во многих системах не учтено автоматическое считывание результатов. Некоторые системы не автоматизированные.

При написании данной работы была поставлена цель: разработка автоматизированной советующей системы по использованию БАД. Главным итогом выполнения работы стало создание такой советующей системы, позволяющей определить проблему состояния здоровья по трём категориям, для каждой из систем жизнеобеспечения человека. Для того чтобы предоставить пользователям помощь в освоении разработанной советующей системы, было разработано руководство пользователя.

Следует отметить, что разработанная мной советующая система является функциональным продуктом и обладает удобным интерфейсом. Разработанный алгоритм процесса выдачи рекомендации по использованию БАД учитывает все недомогания человека и опирается на реальные ответы пользователя.

В результате анализа аналогичных работ выявилась необходимость в разработке советующей системы по использованию БАД. Современные средства открывают такую возможность.

В классификации по архитектуре разрабатываемая ИС относится к ИС с распределенной архитектурой и имеет клиент - серверную структуру, так как представлена веб-приложением, использующим базы данных. Это является типичным примером клиент-серверной архитектуры. В таких приложениях помимо звена СУБД и клиентского звена, выполняющегося в веб-браузере, имеется промежуточное звено - веб-сервер с соответствующим серверным программным обеспечением.

В следующей классификации по степени автоматизации советующая система по использованию БАД относится к автоматизированным ИС, т.е. автоматизация полная, но требуется вмешательство персонала, для минимального редактирования.

По характеру обработки данных к рассматриваемой ИС можно отнести некоторые признаки информационно-справочной системы.

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ

2.1 Модель анализа UML

Эта модель позволит понять, как информационная система должна быть спроектирована, какие в ней должны быть части и как они должны взаимодействовать между собой. Основное ее назначение - определить направление реализации функциональности, выявленной на этапе сбора требований и сделать набросок архитектуры системы.

В отличие от создаваемой в дальнейшем модели проектирования, модель анализа является в большей степени концептуальной моделью и только приближает разработчиков к классам реализации. Эта модель не должна иметь возможных противоречий [7].

2.2 Диаграмма вариантов использования

Диаграммой верхнего уровня является диаграмма вариантов использования системы в целом. Именно она является исходным концептуальным представлением системы и строится с целью:

- определить общие границы и контекст моделируемой предметной области;

- сформировать общие требования к функциональному поведению и интерфейсу системы;

- подготовить исходную документацию для взаимодействия разработчиков и заказчиков - пользователей системы.

В диаграмму вариантов использования входят актанты (actors), варианты использования (use case) и ассоциации (association) [8].

На рисунке 4 изображена разработанная диаграмма вариантов использования.

Актанты, представленные в диаграмме вариантов использования:

1. «Администратор системы» - производит редактирование справочников: «Системы жизнеобеспечения», «Всё о БАД», «Препараты», так же производит редактирование таблиц БД: «test», «results», «life_support_system», «BAD».

2. «Авторизованный пользователь» - производит операции с тестированием, а именно: прохождение теста, получение рекомендации, просмотр личной истории результатов и справочников: «Системы жизнеобеспечения», «Всё о БАД».

Основные варианты использования:

1. Ведение справочника «Системы жизнеобеспечения», позволяет администратору вносить изменения в существующий справочник по системам жизнеобеспечения человека.

2. Ведение справочника «Всё о БАД», позволяет администратору вносить изменения в существующий справочник информации о БАДах.

3. Ведение справочника «Препараты», позволяет администратору вносить изменения в существующий справочник по обновлённым БАД.

4. Ведение таблицы БД «test», позволяет администратору вносить изменения в существующую таблицу тест, изменять вопросы теста, категории и ответы.

5. Ведение таблицы БД «result», позволяет администратору вносить изменения в существующую таблицу результатов.

6. Ведение таблицы БД «life_support_system», позволяет администратору вносить изменения в существующую таблицу по системам жизнеобеспечения человека.

7. Ведение таблицы БД «BAD», позволяет вносить изменения в существующую таблицу БАД.

8. Формирование рекомендации по использованию БАД, позволяет пользователю получить рекомендацию после прохождения теста.

Рисунок 4 - Диаграмма вариантов использования 2.3 Сценарий

Сценарий - текстовое описание последовательности действий, необходимых для выполнения экземпляра варианта использования. Сценарий пишется по определенному шаблону. При создании сценариев тщательно прорабатывается интерфейс системы, и учитываются отношения между вариантами использования. Для абстрактных вариантов использования, являющихся обобщениями конкретных вариантов, сценарии обычно не пишут [9]. Ниже приведены сценарии для вариантов использования «Формирование отчета о распределении нагрузки».

Вариант использования: Формирование рекомендации по использованию БАД.

Краткое описание: Рекомендация Пользователю по использованию БАД на основе тестирования по трём категориям для девяти систем жизнеобеспечения человека.

Актант: Пользователь.

Предусловия: Вариант использования «Вход в систему» выполнен с правами Пользователя. На экране - главная форма приложения с пунктами меню, настроенными на права Пользователя: «Пройти тест», «Системы жизнеобеспечения», «Справка» и «Выход».

Основной поток событий:

Пользователь выбирает пункт меню «Пройти тест»

А1: Справка

А2: Выход

А3: Системы жизнеобеспечения

Система выводит на экран форму «Испытываете ли вы?». На форме отображаются вопросы теста и группы радиокнопок «Ответ»: «Да», «Нет», кнопок: «Назад», «Далее». На форме отображается двадцать один вопрос. Количество радио-кнопок соответствует количеству вопросов.

Пользователь просматривает текст вопросов, устанавливает радио-кнопку соответствующего ответа на вопрос и нажимает кнопку «Далее».

Система инкрементирует счётчик установленных в «Да» радио-кнопок. Система закрывает форму «Испытываете ли вы?» и открывает форму «Ощущаете ли вы?». На форме отображается семнадцать вопросов с соответствующими группами радио-кнопок «Да», «Нет».

А4: Назад

Пользователь просматривает текст вопросов, устанавливает радио-кнопку соответствующего ответа на вопрос и нажимает кнопку «Далее».

Система инкрементирует счётчик установленных в «Да» радио-кнопок. Система закрывает форму «Ощущаете ли вы?» и открывает форму «Употребляете ли вы?». На форме отображается девять вопросов с соответствующими группами радио-кнопок «Да», «Нет».

Пользователь просматривает текст вопросов, устанавливает радио-кнопку соответствующего ответа на вопрос и нажимает кнопку «Далее».

Система закрывает форму «Пройти тест» и открывает форму «Мои результаты». По данным счётчика ответов система определяет проблему состояния здоровья и выводит на экран результаты ответов в виде текста по девяти системам жизнеобеспечения человека. Для каждой из систем жизнеобеспечения человека на форме создаётся кнопка «Рекомендуемые БАДы» и личное хранение истории результатов.

А5: Система жизнеобеспечения человека в норме

Пользователь просматривает результат и нажимает в зависимости от ответов кнопку «Рекомендуемые БАды».

Система выводит на экран окно «Необходимые БАДы» с текстом, какие БАДы необходимо использовать для каждой из систем жизнеобеспечения человека. В окне имеется кнопка «Закрыть».

Пользователь просматривает рекомендацию и нажимает кнопку закрыть «Закрыть».

Система закрывает окно «Необходимые БАДы» и выводит на экран окно главного приложения. Вариант использования завершается успешно.

Альтернативы:

А 1: Справка

А 1.1 Пользователь выбирает пункт меню «Справка»

А 1.2 Система выводит на экран форму «Справка по системе» с кнопкой «ОК».

А 1.3 Пользователь просматривает справку и щёлкает кнопку «ОК».

А 1.4 Система закрывает форму «Справка по системе» и выводит на экран главное окно приложения. Вариант использования завершается.

А 2: Выход

А 2.1 Пользователь выбирает пункт меню «Выход»

А 2.2 Система закрывает главную форму приложения и осуществляет выход в ОС. Вариант использования завершается.

А 3: Системы жизнеобеспечения

А3.1 Пользователь выбирает пункт меню «Системы жизнеобеспечения»

А 3.2 Система выводит на экран форму «Системы жизнеобеспечения» с информационным тексом о системах жизнеобеспечения человека с кнопкой «Закрыть»

А 3.3 Пользователь просматривает информацию и щёлкает кнопку «Закрыть».

А 3.4 Система закрывает форму «Справка по системе» и выводит на экран главное окно приложения. Вариант использования завершается.

А 4: Назад

А 4.1 Пользователь нажимает кнопку «Назад».

А 4.2 Система закрывает текущую форму и выводит предыдущую форму.

А 4.3 Выполняется пункт 3 основной последовательности.

А5: Система жизнеобеспечения человека в норме

А 1.1 Пользователь нажимает кнопку «Витамины»

А 1.2 Система выводит на экран форму «Необходимые витамины» с кнопкой «Закрыть».

А 1.3 Пользователь просматривает необходимые витамины для каждой из систем жизнеобеспечения человека и щёлкает кнопку «Закрыть».

А 1.4 Система закрывает форму «Витамины» и выводит на экран окно приложения «Мои результаты». Вариант использования завершается.

2.4 Диаграмма сущностных классов

Класс-сущность (entity class) - объекты сущностных классов представ ляют собой: блоки длительно хранимой информации, исполь зуемые для организации БД и знаний; файловых систем хранения; данных различной логической структуры. В основном в этих классах развит атрибутный раздел, однако имеется небольшое число операций контроля ограничений целостности, как стандартных, так и специфичных для дан ной предметной области [10].

Диаграмма сущностных классов представлена на рисунке 6. На диаграмме четыре класса:

1. «Рекомендация»;

2. «Характеристика состояния по вопросу»;

3. «Системы жизнеобеспечения».

4. «БАД»;

Каждый из них имеет стереотип «entity». Класс «Системы жизнеобеспечения» связан с классом «БАД» посредством отношения «ассоциация».

1. Сущность «Рекомендация» - отражает рекомендацию по использованию БАД и отражает хранение личной истории результатов.

1. Сущность «Характеристика состояния по вопросу» - отражает состояния или ощущения пользователя по девяти системам жизнеобеспечения человека.

2. Сущность «Системы жизнеобеспечения» - отражает характеристики систем жизнеобеспечения человека.

3. Сущность «БАД» - отражает всю информацию о БАДах.

Рисунок 5 - Диаграмма сущностных классов

2.5 Диаграмма граничных классов

Граничные классы (boundary): объекты этих классов предназначены для организации взаимодействия системы с актантом (внешним пользователем), они реализуют интерфейсы системы с внешней средой и различными пользователями. Основным содержанием класса являются операции. Граничные классы служат посредниками при взаимодействии внешних объектов с системой. Как правило, для каждой пары «действующее лицо - вариант использования» определяется один граничный класс. Типы граничных классов: пользовательский интерфейс (обмен информацией с пользователем, без деталей интерфейса - кнопок, списков, окон), системный интерфейс и аппаратный интерфейс (используемые протоколы, без деталей их реализации) [11].

Диаграмма граничных классов для системы по использованию БАД представлена на рисунке. Все классы данной диаграммы имеют стереотип «boundary». Все классы связаны между собой посредством отношения «зависимость».

Рисунок 6 - Диаграмма граничных классов 2.6 Диаграмма классов управления

Классы управления (control class) - объекты этих классов являются активными, берущими на себя управление и организацию вычислительных процессов; чаще всего это стандартные компоненты операционных систем и систем управления ба зами данных (СУБД), таймеры, координаторы и т.п. [12].

Диаграмма классов управления представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Диаграмма классов управления

В диаграмму классов управления входят:

1. Класс «Менеджер приложений» - отражает основные функции для организации работы приложения.

2. Класс «Менеджер СУБД» - отражает функции для обработки запросов к базам данных.

3. Класс «Менеджер ОС» - отражает функции, выполняемые над ИС.

2.7 Схема алгоритма расчёта критериев

Схема - графическое представление определения, анализа или метода решения задачи, в котором используются символы для отображения операций, данных, потока, оборудования и т. д.

Схемы алгоритмов, программ, данных и систем (далее - схемы) состоят из имеющих заданное значение символов, краткого пояснительного текста и соединяющих линий.

Схемы могут использоваться на различных уровнях детализации, причем число уровней зависит от размеров и сложности задачи обработки данных. Уровень детализации должен быть таким, чтобы различные части и взаимосвязь между ними были понятны в целом [13].

Алгоритм обработки результата на основе ответов пользователя для выдачи рекомендации по использованию БАД является ключевым алгоритмом для работы системы. Блок схема этого алгоритма представлена на рисунке 8.

В блок-схеме отражен алгоритм обработки результата на основе ответов пользователя для выдачи рекомендации по использованию БАД.

Алгоритм имеет массив QMap anwers. QMap - это список пар ключевого значения, где ключ это номер вопроса вида question_N, а значение это ответы "Нет" или "Да". result это кол-во баллов по каждой категории, т.е. результат.

В первом цикле происходит обнуление всех элементов результирующего массива.

Во втором цикле, (foreach) происходит обнуление по элементам массива ответов, т.е. если за ответом (anwers) с номером key ответ "Да" то, делаем запрос к БД, чтобы получить вес (points) ответа для каждой из девяти категорий, далее прибавляем соответствующие значения к result. Вес это 0 или 1(да-1, нет-0).

В конце сохраняем result в БД с идентификатором пользователя, который проходил тест, дату и время.

Рисунок 8 - Алгоритм обработки результата для выдачи рекомендации

2.8 Диаграмма состояний АИС

Диаграмма состояний описывает процесс изменения состояний одного или нескольких экземпляров классов, т.е. моделирует все возможные изменения в состоянии конкретного объекта, которые вызваны внешними воздействиями со стороны других объектов или извне. Диаграмма состояний представляет динамическое поведение сущностей на основе спецификации их реакции на восприятие некоторых событий. Главное назначения этой диаграммы - описать возможные последовательности состояний и переходов, которые в совокупности характеризуют поведение элемента модели [14].

Диаграмма состояний представлена на рисунке 9. Используются следующие условные обозначения:

1) круг, обозначающий начальное состояние;

2) окружность с маленьким кругом внутри, обозначающая конечное состояние (если есть);

3) скруглённый прямоугольник, обозначающий состояние. Верхушка прямоугольника содержит название состояния. В середине может быть горизонтальная линия, под которой записываются активности, происходящие в данном состоянии;

4) стрелка, обозначающая переход. Название события (если есть), вызывающего переход, отмечается рядом со стрелкой. Охраняющее выражение может быть добавлено перед «/» и заключено в квадратные скобки (название события [охраняющее выражение]), что значит, что это выражение должно быть истинным, чтобы переход имел место. Если при переходе производится какое-то действие, то оно добавляется после «/» (название события [охраняющее выражение]/действие);

5) Толстая горизонтальная линия с либо множеством входящих линий и одной выходящей, либо одной входящей линией и множеством выходящих. Это обозначает объединение и разветвление соответственно.

Рисунок 9 - Диаграмма состояний 2.9 Логическая структура базы данных

Для хранения данных в разрабатываемой системе будет использоваться

база данных. База данных - структурированный организованный набор

данных, описывающих характеристики какой-либо физической или

виртуальной системы.

Для разрабатываемой системы была выбрана реляционная модель базы

данных как наиболее простая и подходящая кругу решаемых задач. Данные в

базе представляются в табличной форме, на пересечении каждой строки и столбца таблицы находится единственное значение, все значения в каждом столбце имеют один тип, запросы к базе данных возвращают результат в табличной форме, что удобно для отображения.

Задача логической модели данных заключается в описании объектов

данных предметной области и взаимодействий между ними. В процессе разработки модели, зачастую, приходится сталкиваться с сущностями, уникальность которых зависит от значений атрибута внешнего ключа. Для этих сущностей (для уникального определения каждой сущности) внешний ключ должен быть частью первичного ключа дочернего объекта.

Дочерняя сущность, уникальность которой зависит от атрибута

внешнего ключа, называется зависимой сущностью [15].

Существует ряд правил организации структур данных, называемых

нормальными формами. Нормализация - процесс приведения модели структуры данных к некоторой нормальной форме. Как правило, используется третья нормальная форма. Она обеспечивает эффективное и не избыточное хранение данных [16]. В таблице 2 приведены требования, которым должна удовлетворять структура БД для того, чтобы быть в одной из первых трех нормальных форм. В процессе нормализации анализируется структура БД, и выявляются элементы, противоречащие определенной нормальной форме.

Таблица 2 - Требования нормализации

№ НФ	Требования нормализации
1НФ	БД находится в 1НФ тогда и только тогда, когда поля всех таблиц содержат, только атомарные значения и в таблицах нет полностью повторяющихся строк.
2НФ	БД находится в 2НФ тогда и только тогда, когда значение любого не ключевого поля зависит от всего первичного ключа. Так же она должна находиться в 1НФ.
3НФ	БД находится в 3НФ тогда и только тогда, когда значение любого не ключевого поля зависит только от значения первичного ключа, но не от значения другого не ключевого поля. Так же она должна находиться во 2НФ.

В результате анализа предметной области и, исходя из поставленных

задачей, для функционирования ИС было выделено 4 сущности:

1. «Рекомендация» - отражает текст рекомендации.

2. «Характеристика состояния по вопросу» - отражает текс вопроса, категорию вопроса и оценку влияния системы каждой из систем жизнеобеспечения человека.

3. «Системы жизнеобеспечения» - отражает характеристики систем жизнеобеспечения человека.

4. «БАД» - отражает название БАД и их характеристики.

Логическая модель данных проектируемой ИС была разработана в ER win и представлена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Логическая структура базы данных

3 реализация проекта

3.1 Архитектура и платформа реализации

При разработке ИС были использованы следующие средства:

- СУБД: Microsoft Office Access 2003;

- язык программирования: C++, HTML5, CSS3, Java Script (ECMAScript), SQL;

- операционная система сервера: Windows Server 2008;

- среда разработки: Qt creator 3.5.0;

- тип архитектуры: клиент - серверный. Клиент (C++, HTML5, CSS3, Java Script), сервер (Qt TSP Socket);

- технология UML.

3.1.1 СУБД Microsoft Office Access 2003

Реляционная система управления базами данных (СУБД) корпорации Microsoft. Входит в состав пакета Microsoft Office. Имеет широкий спектр функций, включая связанные запросы, связь с внешними таблицами и базами данных. Благодаря встроенному языку VBA, в самом Access можно писать приложения, работающие с базами данных [17].

Основные компоненты MS Access:

- построитель таблиц;

- построитель экранных форм;

- построитель SQL-запросов (язык SQL в MS Access не соответствует стандарту ANSI);

- построитель отчётов, выводимых на печать.

3.1.2 Язык программирования C++

C++ -- компилируемый статически типизированный язык программирования общего назначения. Поддерживает такие парадигмы программирования как процедурное программирование, объектно-ориентированное программирование, обобщённое программирование. Обеспечивает: модульность и раздельную компиляцию, обработку исключений и абстракцию данных, объявление типов (классов) объектов и виртуальные функции. Стандартная библиотека включает, в том числе, общеупотребительные контейнеры и алгоритмы. C++ сочетает свойства как высокоуровневых, так и низкоуровневых языков. В сравнении с его предшественником -- языком C,-- наибольшее внимание уделено поддержке объектно-ориентированного и обобщённого программирования. C++ широко используется для разработки программного обеспечения, являясь одним из самых популярных языков программирования. Область его применения включает создание операционных систем, разнообразных прикладных программ, драйверов устройств, приложений для встраиваемых систем, высокопроизводительных серверов, а также развлекательных приложений (игр). Существует множество реализаций языка C++, как бесплатных, так и коммерческих и для различных платформ. Например, на платформе x86 это GCC, Visual C++, Intel C++ Compiler, Embarcadero (Borland) C++ Builder и другие. C++ оказал огромное влияние на другие языки программирования, в первую очередь на Java и C#. Синтаксис C++ унаследован от языка C. Одним из принципов разработки было сохранение совместимости с C. Тем не менее, C++ не является в строгом смысле надмножеством C; множество программ, которые могут одинаково успешно транслироваться как компиляторами C, так и компиляторами C++, довольно велико, но не включает все возможные программы на C [18].

3.1.3 Язык программирования HTML5

HTML5 (англ. HyperText Markup Language, version 5) -- это язык для структурирования и представления содержимоговсемирной паутины. Это пятая версия HTML. Хотя стандарт был завершён (рекомендованная версия к использованию) только в 2014 году (предыдущая, четвёртая, версия опубликована в 1999 году), ещё с 2013 года браузерами оперативно осуществлялась поддержка, а разработчиками -- использование рабочего стандарта (англ. HTML Living Standard). Цель разработки HTML5 -- улучшение уровня поддержки мультимедиа-технологий с одновременным сохранением обратной совместимости, удобочитаемости кода для человека и простоты анализа для парсеров.

Во всемирной паутине долгое время использовались стандарты HTML 4.01, XHTML 1.0 и XHTML 1.1. Веб - страницы на практике оказывались свёрстаны с использованием смеси особенностей, представленных различными спецификациями, включая спецификации программных продуктов, например веб - браузеров, а также сложившихся общеупотребительных приёмов. HTML5 был создан как единый язык разметки, который мог бы сочетать синтаксические нормы HTML и XHTML. Он расширяет, улучшает и рационализирует разметку документов, а также добавляет единый API для сложных веб-приложений [19].

3.1.4 Язык программирования CSS3

CSS3 (англ. Cascading Style Sheets 3 -- каскадные таблицы стилей третьего поколения) -- активно разрабатываемая спецификация CSS. Представляет собой формальный язык, реализованный с помощью языка разметки. Самая масштабная редакция по сравнению с CSS1, CSS2 и CSS2.1. Главной особенностью CSS3 является возможность создавать анимированные элементы без использованияJS, поддержка линейных и радиальных градиентов, теней, сглаживания и многое другое.

Преимущественно используется как средство описания и оформления внешнего вида веб-страниц, написанных с помощью языков разметкиHTML и XHTML, но может также применяться к любым XML-документам, например, к SVG или XUL [20].

3.1.5 Язык программирования Java Script (ECMAScript)

JavaScript -- это прототипно-ориентированный сценарный язык программирования. Является реализацией языка ECMAScript (стандарт ECMA-262).

JavaScript обычно используется как встраиваемый язык для программного доступа к объектам приложений. Наиболее широкое применение находит в браузерах как язык сценариев для придания интерактивности веб - страницам.

Основные архитектурные черты: динамическая типизация, слабая типизация, автоматическое управление памятью, прототипное программирование, функции как объекты первого класса.

JavaScript имеет ряд свойств, присущих функциональным языкам -- функции как объекты первого класса, объекты как списки, карринг, анонимные функции, замыкания -- что придаёт языку дополнительную гибкость.

ECMAScript не является браузерным языком и в нём не определяются методы ввода и вывода информации. Это, скорее, основа для построения скриптовых языков. Спецификация ECMAScript описывает типы данных, инструкции, ключевые и зарезервированные слова, операторы, объекты, регулярные выражения, не ограничивая авторов производных языков в расширении их новыми составляющими [21].

3.1.6 Язык программирования SQL

SQL (Structured Query Language)--формальный непроцедурный язык программирования, применяемый для создания, модификации и управления данными в произвольной реляционной базе данных, управляемой соответствующей системой управления базами данных. SQL является, прежде всего, информационно-логическим языком, предназначенным для описания, изменения и извлечения данных, хранимых в реляционных базах данных. SQL основывается на исчислении кортежей [22].

3.1.7 Операционная система сервера Windows Server 2008

Версия серверной операционной системы производства компании Microsoft. Выпущена 27 февраля 2008 года. Пришла на смену Windows Server 2003 как представитель нового поколения операционных систем семейства Vista (NT 6.x).

Windows Server 2008 включает вариант установки называемый Server Core (рус. ядро сервера). Server Core -- это существенно облегченная установка Windows Server 2008 в которую не включена оболочка Windows Explorer. Вся настройка и обслуживание выполняется при помощи интерфейса командной строки Windows, или подключением к серверу удалённо посредством Консоли управления [23].

3.1.8 Среда разработки Qt creator 3.5.0

Qt -- кросс платформенный инструментарий разработки ПО на языке программирования C++.Qt позволяет запускать написанное с его помощью ПО в большинстве современных операционных систем путем простой компиляции программы для каждой ОС без изменения исходного кода. Включает в себя все основные классы, которые могут потребоваться при разработке прикладного программного обеспечения, начиная от элементов графического интерфейса и заканчивая классами для работы с сетью, базами данных и XML. Qt является полностью объектно-ориентированным, легко расширяемым и поддерживающим технику компонентного программирования. Поддерживается разработка как классических программ на языке C++, так и использование языка QML, в котором для определения сценариев используется JavaScript, а структура и параметры элементов интерфейса задаются CSS-подобными блоками. Исходный код Qt Creator распространяется под лицензией LGPL [24].

3.1.9 Технология UML

UML - язык графического описания для объектного моделирования в области разработки ПО. UML является языком широкого профиля, это - открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы. UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования программных систем. UML не является языком программирования, но на основе UML-моделей возможна генерация кода [25].

3.2 Физическая структура БД

В качестве СУБД для разработки базы данных системы использовался Microsoft Access. Физическая структура БД соответствует разработанной ранее логической структуре.

В таблице 3 приведено соответствие имен сущностей логической структуры и таблиц физической структуры БД.

Таблица 3 - Соответствие сущностей логического уровня сущностям физического уровня

Сущность на логическом уровне	Сущность на физическом уровне
Характеристика состояния по вопросу	Characteristics_of_the_conditi
Рекомендация	Recommendation
Системы жизнеобеспечения	Life_support_sistem
БАД	BAD

Модель сущность-связь (ER-модель) (рисунок 11) (англ. entity - relationship model, ERM) -- модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы предметной области.

ER-модель используется при высокоуровневом (концептуальном) проектировании баз данных. С её помощью можно выделить ключевые сущности и обозначить связи, которые могут устанавливаться между этими сущностями.

ER-модель представляет собой формальную конструкцию, которая сама по себе не предписывает никаких графических средств её визуализации. В качестве стандартной графической нотации, с помощью которой можно визуализировать ER-модель, была предложена диаграмма сущность-связь (ER-диаграмма) (англ. entity - relationship diagram, ERD).

Понятия ER-модель и ER-диаграмма часто ошибочно не различают, хотя для визуализации ER-моделей предложены и другие графические нотации [26].