CC BY
17
Научни трудове на Съюза на учените в България - Пловдив. Серия В. Техника и технологии. Том XVII, ISSN 1311 -9419 (Print); ISSN 2534-9384 (Online), 2019. Scientific Works of the Union of Scientists in Bulgaria - Plovdiv. Series C. Technics and Technologies. Vol. XVII., ISSN 1311 -9419(Print); ISSN 2534-9384 (Online), 2019
ГЕНЕРАТОР НА СПРАВКИ В УНИВЕРСИТЕТСКАИНФОРСШЩОННА СИСТЕМА Милен Бнизнаков, ГеоргиТотков,Георги Пншев Пловднвскиуниверситет „Паисий Хилендарски"
GENERATOR OF REPORTS IN UNIVERSIFA TOFOJFRVTION SYSTEM Milen Bliznakov, George Totkov, George Pashev Plovdiv University "Paisii Hilendarski"
Abstract
The work presents a web-based generator of reports in an university information system PeU. The software tool created supports visual modeling of reports as directed graphs. The graph vertexes are represented by blocks with a specific frame-based structure, called "accumulative frame model", and the edges indicate the direction of data movement (including tables) when executing the modelled query. The proposed methodology for modelling and generating reports in the university information system PeU is based on a 4-step process. Successful experiments for visual modelling and execution of queries in PeU have been carried out.
Keywords: visual modelling of queries, generator of reports, frame models
Проектирането и реализирането на система от справки с достъп до бази данни в дадена информационна система, изисква участие на квалифицирани потребители и програмисти. В процеса на експлоатация на всяка информационна система, рано или късно възниква необходимостта от съставяне на справка, която не е включена в съответната справочна система. За решаване на подобни проблеми е целесъобразно ползване на системи от типа „генератори на справки", характерна особеност на които е възможността крайни потребители да проектират, генерират и извеждат справки (от различни информационни източници) върху различни периферни устройства. Необходимо е генераторите на справки да имат подсистеми за проектиране на дизайна на справки от различен вид, за визуализация и за достъп до информационни източници, за описание и „задействане" на процеса за извличане на данните, на базата на които се формира съответната справка, за визуализация на изпълнението, за съхраняване и обработване на получените справки под формата на електронни документи и т.н.
JasperSoft е група от софтуерни инструмента за манипулация на справки, който осигурява отчетност и анализи от различни източници на данни. Осигурява връзки с голям набор от източници: релационни и NoSQL бази данни, CSV, Java Bean, Excel и собствени формати. JasperSoft поддържа комерсиална и свободна версия с ограничени функционалности. Предоставя REST и SOAP базирани уеб услуги и HTTP APIs за опростена интеграция с външни приложения. Част от функционалностите, които предлага са: добавяне на изображения и създаване на подсправки; интерактивни функции, включващи „drop-down" менюта, филтриране, форматиране, анимирани диаграми; крос-таблици и аналитични изгледи; уеб-базиран дизайнер на доклади с възможности за „влачене и пускане". Извежданите справки са във формати HTML, XLS, XLSX, PDF, CSV, DOCX, RTF (TIBCO Jaspersoft, 2014).
Crystal Reports е приложение за интерактивна обработка на справки и визуализация на данни, създаден от корпорация SAP SE. Функционалностите, които предлага продуктът са: възможност за добавяне на изображения и създаване на подсправки; създаване на сложни формули, крос-таблици и персонализирани функции за обработка на данни; интерактивни панели за задаване на полета и входни параметри; инструменти за създаване на достъпно съдържание на отчети за хора с увреждания и др. Източниците на данни, с които работи, са релационни БД, електронни таблици, крос-таблици и собствени хранилища. Справките се експортират в различни формати (Word, Excel, PDF и актуализирани XML формати) (SAP, 2018).
D3.js е библиотека с отворен код на JavaScript за създаване на динамични, интерактивни визуализации на данни в уеб браузъра. На практика, D3 е помощен инструмент с вградени функции за обработка на голям обем от данни и последващо представяне в подходящ формат. Използва широко прилаганите SVG, HTML5 и CSS стандарти. Предварително създадените функции дават възможност за създаване на обекти с: избор на подходящи елементи, добавяне на динамични ефекти или инструкции към тях и манипулиране на стила и визията им. Големите масиви от данни могат да бъдат в различни формати - JSON, CSV, GeoJSON. Изходът за генериране на резултатите е в графични или текстови диаграми (D3, 2011).
Oracle Reports е комплекс от програмни инструменти за генериране на справки и отчети на компания Oracle Corporation. Има възможност за достъп до различни информационни ресурси - релационни бази данни, XML и текстови файлове. Справките могат да бъдат публикувани в различни формати (HTML, XML, PDF, Excel, RTF, PostScript и др.). Част от функционалностите и инструментите на Oracle Reports са: инструмент за валидиране на входните параметри, редактор на заявки с графично представяне на SQL-изразите; графичен редактор за оформление на отчетите; инструменти за генериране на динамични уеб-страници в зависимост от данните; създаване на отчети въз основа на възникване на определения събития в базата данни и др. (Oracle Reports, 2016).
Tableau Software е комерсиален продукт за визуализация на данни, за анализ на БД и многомерни масиви с данни. Има възможности за осъществяване на връзки с релационни бази от данни, облачни бази от данни, електронни таблици и др., които след обработка могат да се визуализират под формата на различни типове графики и крос-таблици. Включва функционалност за чертаене на карти с географска дължина и ширина чрез извличане на данни от специализирани файлове (GeoJSON). Предлагат се продукти с различно предназначение и цели (лично и професионално ползване, за организации, за бизнес процеси), между които Desktop, Server, Online и Data prep (платени версии) и Reader и Public (безплатни версии). Мотото на Tableau Software е „да помага на хората да видят и разберат данните" (Tableau Software, 2017).
Скишър(Г) е университетско десктоп приложение с вграден модул за справки към информационната система на ПУ „П. Хилендарски". Интегрираният достъп до релационни бази от данни дава възможност за два вида справки: статични (предварително проектирани и готови за изпълнение) и динамични (създавани в момента). Предоставените функционалности при описание на справка са: настройки на таблици и полета чрез описание на XML изрази; добавяне на текст с параметри и условия; групиране по полета; вмъкване на функции (за максимум, за сумиране); възможност за периодично зареждане на данни от други системи и др. Визуализацията на справка може да бъде под формата на таблица и в различни формати (Excel; OpenOffice; HTML) (Scipter(i), 2009). Всеки от разгледаните генератори на справки предоставя достъп до голям набор от популярни източници на данни (релационни БД, NoSQL, електронни таблици, XML), предлага функции за лесно манипулиране на данни и последваща обработка („drag and drop" методи, радио бутони и чек-боксове, визуални панели и редактори, и др.), използва средства за графична визуализация на данните, както и възможности за съхраняване и експорт на справките в множество електронни формати.
Пловдивски електронен университет (ПеУ) е наименованието на информационната система на ПУ „П. Хилендарски" (Totkov i dr., 2014). За проектиране на генератор на справки в ПеУ е необходимо предварително:
- да се анализират съществуващи подобни системи за проектиране и генериране на справки и отчети от крайни потребители;
- да се установят основните електрони източници на данни, ползвани за изготвяне на справки в ПУ;
- да се направи преглед на софтуерните инструменти и средства за създаване на справки в ПеУ и в други университетски информационни системи;
- да се направи преглед на основните университетски процеси и дейности от гледна точка на вида и съдържанието на ползваните от тях справки;
- да се систематизират и типизират основните видове заявки и справки, ползвани в ПУ (вкл. и създавани „ръчно" върху книжни носители);
- да се изследват типовете университетски потребители, като аргументирано се определят групата от потребители на генератора на справки, както и необходимите им компетенции и дигитални умения;
- да се обособи групата от потребители и администратори на генератора, както и специфицират техните роли в ПеУ;
- да се създадат базов проект на система от тип „генератор на справки" в ПеУ и съответен „бърз" софтуерен прототип, с цел проверка и развитие на базовите проектни решения.
В рамките на горните предварителни дейности са получени резултати както следва. На първо място са проучени и анализирани различни системи за генериране на справки. Установено е, че преобладаващият брой източници на данни в ПУ „Паисий Хилендарски" са БД от релационен тип (MySQL, MSSQL и др.), а формирането на справки в повечето случаи е на базата на SQL-заявки и съхранени процедури. Потребители, които ползват справки, създавани в информационните системи на ПУ, са предимно преподаватели, административен персонал и студенти. Справките се създават от администратори, които имат умения за проектиране и изпълнение на SQL-заявки и могат да използват при необходимост софтуерни инструменти за проектиране на шаблони и изпълнение на справки (SQL Developer, JasperSoft). Базовият проект предполага, че процесът за моделиране и генериране на справки е уеб-базиран, и може да се представи като последователност от 4 стъпки:
Стъпка 1. Посочване на източника на данни за справката;
Стъпка 2. Описание на заявката за извършване на справката (моделиране с ползване на визуален граф-редактор;
Стъпка 3. Генериране и изпълнение на заявката (компилиране на графичния модел от
Стъпка 2. под формата на заявка в SQL-формат, и изпълнение в JasperSoft);
Стъпка 4. Уеб визуализиране на генерираните справки с възможности за допълнително
редактиране.
Създаден е софтуерен прототип за осъществяване на Стъпки 1. - 4., с помощта на който са проведени успешни експерименти по моделиране и генериране на справки в ПеУ. На Стъпка 1. се инициализират източниците на данни, необходими за създаване на съответната справка (нова или съществуваща) в системата за генериране на справки. Стъпка 2. се реализира от софтуерен модул - развитие на система за визуално проектиране на блок-схеми (Ayupov, 2017), който поддържа редактиране и съхраняване на ориентирани графи - модели на заявки за справка. Възлите на графа се представят и визуализират под формата на блокове със специфична структура, базирана на фрейми (Minsky. 1974), наречена „акумулативен фреймов модел" (Totkov i dr., 2018), а свързващите ребра указват посоката на движение на таблици и данни (вкл. и междинни) при изпълнението на заявката. Интерпретацията на модела на заявката се свежда до последователна интерпретация на неговите възли в зависимост от възлите, с които ги свързват техните „входящи" и „изходящи" ребра. Характерни фрейм-прототипи за генератора на справки са: таблици от източници на данни и блокове, представящи базови функции за обработване на таблици (от
типа на Select, Join, Union и др.) с параметри. В бързия прототип са реализирани 2 блока от тип Select -всички с по един входен и изходен параметър от тип „таблица" (елементи на потока от данни, предавани съответно по входящо и изходно ребро на блока) и различаващи се по останалите параметри. При 1-вия тип Select, останалите параметри са зададени предварително (в графа - модел на заявката), а при 2-ия тип )фиг. 1.), списъка от останалите параметри се формира динамично при интерпретация на блока (потребител посочва селектиращите полета измежду имената на колоните на таблицата, подадена като входен параметър). Действието на блока от тип Select се заключва в селектиране от входната таблица на посочените (статично или динамично) колонки - параметри на блока, и формиране на резултат (таблица в потока от данни с начало изходящото ребро).
■ Alias: st (Tbl_Students)
Result (Table)
Result (Selected_Cob)
Фигура 1. Експеримент: Моделиране на заявка с визуален граф-редактор (Стъпка 2.)
Ще отбележим, че конкретните блокове в графа - модел на заявката за справка, са пример за фрейм-екземпляри (съответстващи на краен набор от фрейм-прототипи), следователно, за тяхното съхраняване може да се ползва система за управление на БД от фрейм-прототипи и фрейм-екземпляри (Totkov i dr., 2018). На Стъпка 3., графът - модел на заявка, се интерпретира в зависимост от типа на възлите на графа и правилата за тяхната интерпретация. Типовете възли и методите за тяхното компилиране могат да се реализират (на обектно-ориентиран принцип) като класове. В този случай полетата на клас моделират слотове на съответния фрейм-прототип, а методите - правилата за интерпретация на обектите от класа. Крайният резултат на интерпретацията е SQL-израз - заявка за справка, свързана с извличане на данни от източници за данни, вкл. с динамично участие на потребители (за задаване на конкретни параметри). На Стъпка 4. графът - модел на заявка, се интерпретира и визуализира като справк, която допълнително може да се редактира и експортира в Excel или PDF.
Получените резултати дават основание за следващо развитие на методиката, спец. представянето й като многостъпков процес с по-сложна структура. Задача за изследване е и възможността за създаване на библиотека от модели на заявки за многократно използване. Литература
Ayupov, 2017 Ayupov Vl., Visual Scripting is Easy Now, https://aveic.github.io/vax/usage.html. D3, 2016 D3- Data Driven Documents, https://github.com/d3/d3/wiki.
Minsky, 1974 Minsky, M., A frameworkfor representing knowledge, in Artificial Intelligence Memo No. 306, M.I.T. & Artificial Intelligence Laboratory, 1974.
Oracle Reports, 2016 Oracle Reports https://docs.oracle.com/cd/E12839_01/bi.1111/ b32121/pbr_intro001.htm#RSPUB23202.
Pashev, Gaftandzhieva, Totkov, 2018 Pashev G., Gaftandzhieva S., G. Totkov ,Sreda za komputyrno modelirane na akumulativni frejmovi modeli za e-obuchenie, this volume.
TIBCO Jaspersoft TIBCO Jaspersoft, https://community.jaspersoft.com/documentation? version=49176. Totkov i dr., 2014 Totkov i dr. Plovdivski elektronen uniwersitet, Rakursi OOD, 2014. SAP, 2018 SAP Crystal Reports, https://www.crystalreports.com/reports/. Tableau Software, 2017 Tableau Software https://www.tableau.com/about/mission.
Scipter(i), 2009 СкиптьрЩ, Интегрирана система за управление, UNIKONS, http://www.unicons-bg.com/products.php?id=1.
