CC BY
5
УДК 000.00
Кириллов Н.Д, Кольцова Э.М.
РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ В ОБЛАСТИ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННОГО ФРЕЙМВОРКА РАЗРАБОТКИ LARAVEL
Кириллов Никита Дмитриевич - аспирант 3-го года обучения кафедры информационных компьютерных технологий; nik2010spartak@yandex.ru;
Кольцова Элеонора Моисеевна - доктор технических наук, заведующая кафедрой информационных компьютерных технологий;
ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева», Россия, Москва, 125047, Миусская площадь, дом 9.
В статье рассмотрен подход разработки информационной системы в области композитных материалов с применением современного фреймворка разработки Laravel. Приведено описание основных сущностей информационной системы. Выделены инструменты и модули фреймворка, которые использовались при разработке и приведены результаты работы информационной системы. Ключевые слова: информационная система, композитные материалы, фреймворк Laravel
DEVELOPMENT OF AN INFORMATION SYSTEM IN THE FIELD OF COMPOSITE MATERIALS USING THE MODERN LARAVEL DEVELOPMENT FRAMEWORK
Kirillov N.D.1, Koltsova E.M.1
1 D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russian Federation
The article discusses the approach of developing an information system in the field of composite materials using the modern Laravel development framework. The description of the main entities of the information system is given. The tools and modules of the framework that were used in the development are highlighted and the results of the information system are presented.
Key words: information system, composite materials, Laravel framework
Введение
В нынешнее время область композитных материалов является очень многообразной и перспективной областью для различных применений в таких отраслях как машиностроение, медицина, авиастроение, робототехника ракетно-
промышленный комплекс и другие отрасли [1]. Все больший интерес со стороны промышленного сектора, увеличение способов применения и общее повышение уровня технологий приводят к тому, что появляется огромное число исследований композитных материалов и их основных физико-химических и физико-механических характеристик. И часто возникает вопрос каким образом хранить и обрабатывать все полученные объемы данных и как сделать так, чтобы обеспечить оперативный доступ к таким данным.
По этой причине авторы данной работы предлагают создать информационную систему в этой области. Информационная система представляет собой веб-ориентированный сервис для быстрого и простого доступа из разных точек мира и с использованием различных устройств, что очень важно в нынешнее время. Поскольку речь идет о скорости доступа и о большом наборе данных, то и выбор средств разработки должен опираться на современные тенденции и основным инструментом был выбран фреймворк Ьагауе1.
В данной работе представлено описание каким образом применялся фреймворк Ьагауе1, выделение сущностей всей информационной системы и через
какие сущности фреймворка производилась разработка.
Описание фреймворка Laravel
Laravel - это PHP-фреймворк с открытым исходным кодом, предназначенный для упрощения и ускорения разработки веб-приложений с помощью встроенных функций [2]. Эти функции являются частью того, что делает Laravel столь широко используемым веб-разработчиками:
• Модульная упаковочная система с управлением зависимостями. Означает, что можно легко добавлять функциональные возможности в код, не создавая их с нуля. Также есть возможность создавать свои пакеты, либо устанавливать готовые пакеты приложения с помощью пакетного менеджера Composer [3];
• Полноценная система авторизации и аутентификации. Это означает, что процесс разработки заточен под защищенные приложения, доступ к которым может быть осуществлен различными путями;
• Объектно-реляционное сопоставление базы данных. В Laravel имеется механизм Eloquent ORM, который, представляет таблицы базы данных в виде классов для упрощения доступа к данным;
• Интерфейс командной строки (CLI), который поставляется с десятками готовых команд с помощью встроенного инструмента называемого
Artisan. Этот инструмент позволяет создать все базовые сущности фреймворка. • Автоматическое тестирование.
Автоматизированные тесты предоставляются как неотъемлемая часть Laravel и делает процесс разработки более правильным. Laravel реализует MVC архитектурный паттерн в своем базовом назначении [4]. Соответственно имеются классы моделей Models, которые являются классами сущностей данных, имеются представления - Views, которые отображают данные в каком-либо виде и имеются классы контроллеров Controllers -они отвечают за управление данными и взаимодействия между сущностями всего приложения. Этот фреймворк считается максимально удобным для создания Rest
Информационная система по композитным материалам должна отражать информацию по самим материалам, по их отдельным компонентам -должны быть указаны свойства этих сущностей и источник, указывающий откуда была получена информация. Также необходимо учесть, что композитные материалы могут совершенно разными по количеству компонентов, по составу и по типу матриц и наполнителей. Все эти параметры заложены в модель хранения данных.
Данная модель хранения также удобна тем, что она подходит под любые реляционные решения, которые сейчас используют в разработке и также подходит под реализацию во фреймворке Ьагауе1.
Реализация модели хранения данных
В Ьагауе1 модель хранения данных реализуется через 2 сущности фреймворка. Первой такой сущностью является класс модели. Для каждой сущности предметной области создается свой класс модели, которым впоследствии Ьагауе1 будет оперировать. В классе модели описываются различные преобразования полей, связи с другими сущностями предметной области, которые называются релэйшены и статические методы для
приложений и апи, построенных современным способом [3].
В совокупности вышеперечисленных факторов авторами данной работы и было принято решение разрабатывать информационную систему посредством данного инструмента.
Описание модели хранения данных
Первое что делают при создании информационной системы это выделяют основные сущности предметной области и проектируют модель хранения данных. Авторы данной работы уже описывали свой подход при создании модели хранения данных в другой статье [5], в этой работе кратко укажем те сущности, которые являются базовыми в информационной системе - данные указаны в таблице 1.
Таблица 1. Базовые сущности модели хранения данных...
работы с моделью. Второе, что необходимо создать для модели хранения - это миграции. Для каждой таблицы в системе создается миграция. Миграция представляет собой описание на уровне, близком к база-ориентированному языку, в котором описываются поля таблиц, типы этих полей, внешние, внутренние ключи таблиц, индексы и т.д.
В данной работе были созданы классы моделей и файлы миграций под все сущности предметной области и описаны взаимодействия этих сущностей. Суммарно на текущий момент создано 15 классов для моделей и 16 файлов миграций для описания этих моделей и связей между ними. Количество миграций отличается по причине того, что некоторые сущности имеют схожие дополнительные данные, например, различные файлы или сеты данных - для таких случаев требуется отдельная миграция.
Реализация информационно системы
Логика всей информационной системы реализуется через классы контроллеры, которые вызывают классы моделей, созданные ранее и оперируют этими данными, преобразовывая их и отдавая на публичную часть сайта. Класс контроллер
Сущность Имя в модели хранения данных Краткое описание
Элемент elements Химические элементы как элементарная сущность
Материал materials Композитные материалы, состоящие из нескольких химических элементов
Образец samples Образцы, над которыми проводят исследования и по которым хранят данные
Состав compositions Состав композита - тип матрицы или наполнителя и процентное содержание
Матрица matrix types, matrix type closure Тип матрицы
Наполнитель filler types, filler type closure Тип наполнителя
Свойство properties Свойства и их базовые параметры - наименование и единицы измерения
Значения свойств single_prop_values, multi_prop_values, multi prop tables Значения свойств и зависимостей
Источник articles, countries Литературные источники - хранят данные по материалам
представляет собой стандартный объектно-ориентированный класс с набором методов для оперирования с сущностями. Так в обычном случае в контроллере имеются методы на получения всех элементов одной сущности, создание, обновление и удаление элемента сущности. Например, для сущности материала такие методы реализуется в одном классе контроллере.
Представления или визуальная часть информационной системы реализована через стандартные компоненты HTML и CSS и с точки
зрения разработки не имеют особенной ценности. Тем не менее следует описать, что контроллеры, получая данные посредством моделей, передают эти данные в представления.
Были реализованы классы контроллеры и файлы представления для всех сущностей предметной области. Суммарно реализовано 10 классов контроллеров и порядка 40 файлов представлений. Далее продемонстрируем представление сущности образца материала в информационной системе на рисунке 1.
Главная > Редактирование образца #2
Редактирование образца #2
Основная информация
Материал образца Оксид аллюминия - Оксид магния ( А1203-Мд0 )
Наименование образца
ВК 100-1 - Поликор
Описание образца
Компоненты образца
Компонент № 1
Оксид аллюминия
Тип матрицы . Оксиды
Удалить
;ержание, %
Тип наполнителя
Компонент № 2 Оксид магния
Удалить
держание Ч
10
Простые свойства образца
Свойство № 1 Наименование
Плотность (Кг/мЗ) ▼
Значение
3,96
Мин. Значение
Удалить
Статья
Разработка бесспековой технг*-
Макс. Значение
Тип матрицы
Тип наполнителя . Оксиды
ДОБАВИТЬ КОМПОНЕНТ СОХРАНИТЬ
Рис.1 Пример представления образца материала в информационной системе с указанием компонент образца
материала и его свойств
На рисунке 1 представлен лишь один образец, его детальная страница. В информационной системе таких образцов и материалов существенное количество и объем данных постоянно увеличивается.
Заключение
В данной статье представлено описание реализации информационной системы в области композитных материалов с применением современных средств разработки - фремворка Laravel. Представлено описание модели хранения данных, описание реализации модели хранения данных и краткое описание реализации всей информационной системы.
Авторы в данной работе учли множество особенностей предметной области, а также разработали информационную систему с учетом возможных нагрузок из-за большого объема данных и большого числа пользователей в будущем.
Список литературы
1. Kreider K. G. Metallic Matrix Composites: Composite Materials. - Elsevier, 2016. - V. 4 - 421 p.
2. Colombo P., Ferrari E. Access control technologies for Big Data management systems: literature review and future trends //Cybersecurity. -
2019. - V. 2. - №. 1. - P. 1-13.
3. Stauffer M. Laravel: Up & running: A framework for building modern php apps. - O'Reilly Media, 2019. - 531 p.
4. Bravetti M., Giallorenzo, S., Mauro, J., Talevi, I., Zavattaro, G. A formal approach to microservice architecture deployment //Microservices. - Springer, Cham, 2020. - P. 183-208.
5. Кольцова Э.М., Кириллов Н.Д. Разработка модели хранения данных для области композитных материалов // Вестник Академии Международных Исследований. Информатика, Экология, Экономика.
2020. Том 22. С. 34-41.
