Технология создания информационных систем на основе метаданных Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

13. Чарнецки К., Айзенекер V. Порождающее программирование; методы, инструменты, применение. Для профессионалов- СПб.:Питер, 2005,-731с,

14, Максимов A.C. Методика построения быстродействующих математических моделей турбин для задач оператив-

ной оптимизации режимов работы ТЭЦ // Системные исследования в энергетике. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2005. - С. 135-141.

А.С.Гаченко, А.Е.Хмельнов

Технология создания информационных систем на основе метаданных

АРМ администратора (в дальнейшем Программа) предназначен для автоматизации основных функций разработчика базы данных (БД). Программа позволяет выполнять модификацию структуры БД в рамках единой идеологии, поддерживать специальный набор данных, содержащих метаинформацию (сведения о структуре и семантике БД), а также формировать запросы к БД и осуществлять при необходимости просмотр и ручное редактирование данных.

Программа не привязана к конкретной предметной области и является инструментом, который существенно упрощает этап перевода экспертных знаний в набор объектов реляционной базы данных и ее дальнейшее сопровождение.

Визуальные средства отображают структуру БД в терминах объектно-ориентрованного подхода (классы и свойства). Этот подход более естественен для человека при описании сложных предметных областей, а возможности реляционных баз данных, позволяют организовать эффективное хранение и обработку накапливаемой информации.

Встроенный построитель запросов позволяет в удобном виде формировать наборы данных содержащихся в БД для просмотра и редактирования, организовывать поиск с помощью различных фильтров. На этапе разработки и модификации эти средства предназначены для проверки правильности формирования и наполнения БД. В дальнейшем они могут применяться как средство поиска, просмотра и редактирования информации при сопровождении и других административных операциях, Построитель запросов также может быть использован в качестве конструктора представлений при разработке автоматизированных рабочих мест.

Программа представляет собой исполняемый ЕХЕ-файл, предназначенный для работы под управлением операционных систем Microsoft Windows (9x/NT/2000/XP) и набор хранимых процедур для Microsoft SQL Server 2000. Поскольку программа является клиентской частью общей системы клиент-сервер, и основная обработка данных выполняется на стороне сервера, минимальные требования к аппаратному обеспечению со-

ответствуют минимальным требованиям установленной операционной системы. Программа ориентирована на совместную работу с системой управления базами данных Microsoft SQL Server 2000, которая должна быть установлена на одном из компьютеров локальной сети, Пользователь Программы должен обладать правами на создание и модификацию структуры разрабатываемой базы данных. На компьютере, с которого запускается.

Программа позволяет выполнять следующие операции:

1. Создавать и удалять таблицы. При выполнении этих функций автоматически формируются необходимые таблицы в БД. Возможно также включение в словарь базы данных существующих таблиц, созданных средствами SQL сервера или другими приложениями.

2. Создавать и удалять свойства таблиц. Изменять характеристики таблиц и их свойств. Объединять классы в группы для удобства просмотра списка.

3. Искать, просматривать и редактировать сведения об объектах, содержащихся в БД с помощью построителя запросов и окна просмотра.

4. Построитель запросов, предоставляет наглядный механизм отбора свойств для просмотра и конструктор условий поиска, Условия поиска могут содержать несколько ограничений на значения свойств, объединяемые по правилам логических операций "И" и "ИЛИ".

5. Окно просмотра отображает результат поиска в виде таблицы значений свойств объекта; динамические свойства выводятся на задаваемую пользователем дату. В окне просмотра имеется возможность выбора порядка сортировки просматриваемой выборки по одному или нескольким столбцам и вручную изменять данные.

При запуске Программы пользователю предоставляется возможность ввода имени базы данных, зарегистрированной ранее в BDE, имени пользователя и пароля. При успешной идентификации и соединении с БД открывается главное окно программы (рис, 1).

В левой части главного окна располагается список классов, зарегистрированных в словаре базы данных. При перемещении по списку классов автоматиче-

ски обновляется список свойств, размещенный справа. Выпадающий список Труппа" в верхней части окна позволяет ограничить список отображаемых классов выбранной группой или вывести полный список классов, зарегистрированных в словаре.

Под списком классов располагаются четыре кнопки. Первые две вызывают окно ввода характеристик при создании ("New") и редактировании ("Edit") класса. Кнопка Del удаляет класс из словаря. Следует соблюдать осторожность при удалении классов, поскольку таблицы содержащие сведения об объектах данного класса автоматически удаляются из БД, В целях обеспечения гибкости инструмента, при удалении проверка наличия ссылок на объекты данного класса в других таблицах не производится, Кнопка "Browse" открывает диалог построителя запросов,

Аналогично, кнопки "New" и "Edit" под списком свойств позволяют создавать и изменять характеристики свойств выбранного класса, а кнопка "Del" удалять свойство из словаря и соответствующие столбцы из таблиц базы данных. Кнопка "Выбрать БД" позволяет сменкть рабочую базу данных или подключиться к ней под именем другого пользователя,

Окно редактирования характеристик класса (рис. 2) содержит поле ввода имени класса, две вкладки "Основные" и "Идентификация", кнопки подтверждения

и отмены и признак Lookup. При создании нового класса доступна только первая вкладка и признак Lookup (включение этого признака приведет к автоматическому созданию свойства Name для класса при сохранении данных), а при редактировании становится доступной вкладка "идентификация".

На вкладке "Основные" располагаются поля для ввода характеристик класса, В поле "Описание" вводится необязательный произвольный текст. "Таблица в БД" определяет имя таблицы в базе данных для хранения значений обязательных нединамических свойств объектов и уникального ключа, Поле должно заполняться в соответствии с правилами именования таблиц языка T-SQL, При создании нового объекта допускается ввод имени существующей таблицы, созданной ранее другим приложением.

Окно построителя запросов вызывается нажатием кнопки "Browse" после выбора класса в главном окне, Внешний вид окна приведен на рис. 3.

Окно содержит две вкладки. На первой пользователю предоставляется возможность выбора свойств, которые будут отображаться при выводе результатов запроса,

Свойства представлены в виде иерархического списка (дерева), на первом уровне которого располагаются имена свойств выбранного класса. Каждое

Рис. 1. Главное окно программы

Рис. 2. Окно релактирования характеристик класса

Рис. 3. Окно построителя запросов

Основные Идентификация}

■ tiX :

Описание ■ [Информация

о падях

Таблице 5 БЛ 1Рш?0П Основные пояя Г ~~

свойство с типом "Ссылка" в этом списке представляет следующий уровень иерархии, в котором перечисляются свойства класса, на который ссылается значение указанного свойства.

С помощью кнопок в средней части вкладки можно отобрать нужные свойства по одному или все сразу, удалить свойство из списка выбранных и задать порядок вывода свойств в окне просмотра.

Вторая вкладка построителя запросов позволяет формировать условия отбора объектов для просмотра (рис. 4). В правой части вкладки располагается иерархический список свойств объекта. При двойном щелчке имя свойства помещается в поле справа,

Переключатель "не" и выпадающий список операторов определяют способ сравнения свойства с значением введенным в следующей строке, Список операторов меняется в зависимости от типа данных выбранного поля,

Переключатель "И-ИЛИ" указывает способ объединения нескольких условий, а кнопки "Add", "Rep", "Del" соответственно добавляют сформированное условие к списку, заменяют выделенное условие введенным или удаляют выделенное условие.

На вкладке "Дополнительные" допускается ввод произвольных условий запроса в формате языка T-SQL. Имена полей задаются в квадратных скобках. Для выбора полей можно также использовать список свойств. Двойной щелчок на имени свойства в списке подставит его в редактируемый текст условия на месте положения курсора.

Кнопка "View SQL" позволяет просмотреть сформированные в конструкторе условия запроса в виде строки. "Cancel" - возврат к главному окну. Нажатие кнопки "ОК" отправляет запрос серверу базы данных и открывает окно просмотра результатов запроса,

В окне просмотра отображаются результаты запроса, сформированного построителем. В заголовке окна отображается название списка и количество найденных записей. В верхней части окна расположен выпадающий список для ввода даты, Эта дата опреде-

ляет временной срез для значений динамических свойств. Ниже размещается таблица данных.

Для изменения порядка следования столбцов необходимо "зацепить" мышью нужный столбец и перетащить в нужную позицию, Одиночный щелчок на заголовке столбца выполняет упорядочивание данных по значению в этом столбце. Можно также задать порядок сортировки по нескольким столбцам, выполняя последовательно щелчки мышью на соответствующих заголовках при нажатой клавише [CTRL].

При помощи данного программного продукта реализованы АРМ-ы для пяти отделов Управления социальной защиты населения г. Иркутска.

Рассмотрим один из АРМ-ов, на примере отдела «Организация социального обслуживания населения». Автоматизированное рабочее место включает в себя две основные базы данных: БД материальной помощи и БД по составу проживающих в областных стационарных учреждениях (домах интернатах). Оба АРМ-а включают в себя типовые отчеты. Также они имеют общие справочные таблицы с АРМ-ами других отделов.

Программа позволяет выполнять следующие операции:

® Вести реестр по материальной помощи.

• Вести реестр по составу проживающих в областных стационарных учреждениях.

• Вносить новые данные, а также редактировать уже имеющиеся.

• Производить поиск по хранимым данным.

• Осуществлять типовые выборки, а также выгружать их в стандартные отчетные формы в формате Excel.

• Пополнять справочные таблицы в процессе выполнения программы.

В главной форме АРМ-а при помощи меню «Реестры» осуществляется выбор необходимой базы данных для работы, также здесь можно выбрать необходимую справочную таблицу, просмотреть ее, при необходимости отредактировать. В меню «Отчеты» пользователь выбирает формирование одного из типовых отчетов.

у^ Информация о ЯЙ)ДЯ1

на 105.12 2003. zj

¡Дата.рождение 16.12 1333 .

■О "¡-Фамили'Я.ТеАСт-ТЙмя. Текст {Ът^стеоТекст

Денис Влади Бв^'нйй

Тэисия Amps

Михаил Федо.

Вера ' Аким<

Евгения Павле

Николай . Алекс

ЯюбСБЬ Мил»'

Алексей M^wav

I 8KK.Top6fti.Ki. Большей?»™ Вов*

_Во%<енк<» : Воднеез ■ Зслопыансе • Во.теодин Вожлайва

Рис. 4. Окно просмотра

Организация социального нБслужипания населения immsmssssm -

Файл Справочники Реестры Отчеты Отчеты новые

%|®|ф| Я!

ID ¡Name

TMil'i"-----------социальной зашиты населения г.Зимы □

7 >Комитет социальной защиты населения г.Братск

10 Управление социальной зашиты населения г. Саянска ...................

28 Управление социальной защиты населения Тайшетского района

35 Управление социальной защиты населения г. Черемхоео

36 Управление социальной зашиты населения г. Ангарска

37 Управление сииальной защиты населения г Бодайбо

35 Управление социальной зашиты населения г. Нижнедаинскв . .

39 Управление социальной защиты населения г. Гул^ _______ ;

40: Управление социальной защиты населения г. Усолье-Сибиоское •-•' -•••;.•• . .....; ............ ]

41 Управление социальной защиты населения г. Усть-Илимска

42: Комитет г,о социальной защите населения г. Усть-Куа

43!0тдел социальной защиты населения г Шелексва

44 Управление социальной защиты иаселания Братского района

45 Отдел социальной защиты населения Балканского района . 1 :1

46 Отдел социальной защиты населения Жигаловского районе

4?:Коитет социальной защиты населения Зэларинского района

48 Комитет социальной защиты населения Зиминсксго района

4.9 Управление социальной защиты населения Казачинскс-Ленского района

50 Комитет сциальной зашиты населения Качугского района L.:,.:........::.....,.:,...,.:,.:.. '...... ... ......... Ч

м Г' if

Филиалы УСЗН

Г j '' j ► j »-] | Добавить j Редак.тирсеать| Удалить | Сохранить j Обновить j

Рис. 5. Главная форма АРМ-а

Файл Ланные

¡Имя Отчество i Лета рождения Пол ¡Адрес ¡Номесдоь» ¡корпус j Социальный rrsij Посту_£]

J 40 Абалешин Пете Иванович 01.07.1948 мужской Иркутская oi-i;3r14 Г1е»!Сиоиер :Свянс

41 Абзяшйна Псбэвь Мшвй&вна ¡3.12134? женский ■ Иосугскм обл.У. 21 J Пе«:иомер Бодай

► 42;Ииесра Влагякмр (|1304Д345 мужской " ......: Ж * *........ 1$ " 'Ш"''' П Инвалид .Зима

47 ;П'ушнна Надежда Васильевна 02.01.1S3S ж.енскии ;i;;f'ii> ■; ^ jp" Ин&з лив Тени*

48'Иванов ¿■«ксенар Иванович 17.021333 мужской Иркутская облУ, 28 Инвалил ;Братс

43 Роговой Николай Иванович 21.10.1937 мужской 1'pKifTCKofi обл.У, 1 :а "з....... Пиемия С-аяие

50 Ферефесов Евгений Сергеевич 02С5'«0 ' мужской ' . f Иркутск T.v» ">!S 13 ' Многодетная о»- Иркут

£

<РЙ0 | Место жите/ъства | Дополнительная информация о человеке | ■Forшли» |мисюра Поиск Фамшия j Им, | J А

Имя ¡Владимир ПОЛ j d

Отчест&с ¡Михайлович

Социальный стзпос j Найденооаписем Р d Отменить j

Лата рождение Пол jl3.G4.1945 [мужской Искать

Социален^* статус ¡Инвалид : Управление .............

Поступил из ]3имз * | « ... | . >■ 1 - 1

Рис. 6. Реестр «Материальная помощь»

Основная форма реестра материальная помощь, здесь осуществляется просмотр реестра, а также поиск необходимых данных. На вкладках «ФИО», «Место жительства», «Дополнительная информация о человеке» можно просмотреть информацию о конкретном человеке. При помощи меню «Данные» можно добавить новую запись, отредактировать уже имеющуюся.

При помощи данной формы вносятся новые люди в реестр, а также заносится информация о полученной материальной помощи,

Все пять АРМ-ов используют единую базу данных, в качестве сервера используется MSSQL Server 2000. В качестве адресной структуры используется общепринятый классификатор адресов Российской Федерации

(КЛАДР). Объектами классификации являются отдельные элементы почтовых адресов, называемые в дальнейшем адресными объектами: регионы, районы, города, поселки городского типа, сельские населенные пункты, улицы и дома. В классификаторе принята иерархическая классификация.

Внедрение данных АРМ-ов позволило сотрудникам управления оперативно проводить информационно-аналитическую работу и готовить комплексные управ-

ленческие решения в сфере социальной защиты населения Иркутской области,

Библиографический список

1. Гаченко A.C., Хмельнов А.Е, Универсальный механизм разработки автоматизированных рабочих мест и проектирования баз данных // Материалы VI школы-семинара «Математическое моделирование и информационные технологии», - 2005, - С. 9.

В.А.Краснобаев, А.П.Демьянчик

Разработка автоматизированной системы экологического мониторинга для исследования биогеоценоза западного склона Хамар-Дабана

В настоящее время все большую актуальность приобретают проблемы, связанные с изменением климата, происходящим в последние 20-30 лет [1, 2]. Общеизвестно наличие взаимосвязей между климатическими условиями конкретного региона и всем разнообразием биологических компонентов (биотой), населяющих данный регион [3]. Эти взаимосвязи являются важной характеристикой существующего в данном регионе биогеноценоза - комплекса физических, геологических и биологических составляющих и их взаимодействия [3, 4].

Рассматривая регион Байкала в этом контексте, необходимо отметить уникальность его экосистемы в структуре планетной биосферы [5]. Прежде всего, это связано с необычайным разнообразием всех компонентов его биогеоценоза [3, 5]. Однако это многообразие и сложность взаимосвязей требует усилий многих научных коллективов и отдельных ученых при исследовании экосистемы Байкала.

Одним из направлений в этих исследованиях является экологический мониторинг на микрозональном уровне, который не теряет актуальности в настоящее время [4, 6]. Более того, учитывая происходящие изменения в климате, особенно характерные для Сибирского региона и Байкала /1, 2/, важность таких исследований возрастает [3, 6],

Коллективом сотрудников лаборатории биоиндикации экосистем (СИФИБР) при сотрудничестве с лабораторией информационных технологий (ИСЭМ) осуществляется разработка автоматизированной системы экологического мониторинга для исследования биогеоценоза западного склона хр. Хамар-Дабан в районе речки Выдринная.

Для этих целей на базе стационара СИФИБРа в указанном пункте создана площадка постоянного экологического мониторинга (сбор метео- и фенологиче-

ских данных с дальнейшей автоматизации сбора данных). В настоящее время для сохранения результатов мониторинга ведется создание базы данных, что позволит в дальнейшем приступить к оценке и прогнозированию состояний биогеоценоза указанного района наблюдений с использованием интеллектуальной информационной системы.

Одним из подходов, используемых при экологических исследованиях, является сценарный подход, Сценарии экологических ситуаций сначала фopмyлиpvют-ся в описательном виде. Эксперт сам выполняет интерпретацию, т. е. переход от вербального описания сценария, определяемого конкретной ситуацией, к представлению его в параметрах модели, формулируемых как реакция наблюдаемых биологических объектов на изменение параметров внешней среды (температуры воздуха, давления, освещенности и количества выпавших осадков в наблюдаемое время). Следующий шаг - просмотр и корректировка имеющейся информации, - выполняются, как правило, вручную или с помощью специализированного инструментария эксперта, который чаще всего ограничивается таблицами Excel.

Современные информационные технологии позволяют обеспечить информационную и интеллектуальную поддержку мониторинга, что может существенно повысить его эффективность, Использование экспертом интеллектуальной информационной системы позволит не только накапливать и обрабатывать данные по наблюдениям, но и строить модели наблюдаемых взаимодействий и различные зависимости, что повысит эффективность предлагаемой методики.

По аналогии с подходом, предложенном в [7], предлагается спроектировать и реализовать базу знаний, которая включает содержательные формулировки сценариев, связанные с различными природными си-