Типовые решения проектирования объектов баз данных с варьируемым числом параметров Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.65/004.415.2

МикляЕв иван Александрович, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной математики и программирования филиала «Севмашвтуз» Санкт-Петербургского государственного морского технического университета в г. Северодвинске. Автор 32 научных публикации, в т. ч. 18 учебно-методических пособий

УндозеровА Алла николаевна, кандидат педагогических наук, доцент кафедры прикладной математики и программирования филиала «Севмашвтуз» Санкт-Петербургского государственного морского технического университета в г. Северодвинске. Автор 42 научных публикаций, в т. ч. одной монографии и 14 учебно-методических пособий

кУдАЕвА Мария владимировна, старший преподаватель кафедры прикладной математики и программирования филиала «Севмашвтуз» Санкт-Петербургского государственного морского технического университета в г. Северодвинске

типовые решения проектирования

объектов баз данных с варьируемым числом параметров

Предложен типовой подход к проектированию баз данных информационных систем, основанный на использовании унифицированного представления данных, при котором объекты (сущности), параметры (свойства, атрибуты) и отношения (связи) могут динамически изменяться, в зависимости от предметной области или с течением времени. Рассмотрены примеры применения данного подхода к проектированию систем учета пациентов и расчета заработной платы.

Проектирование баз данных, объекты с варьируемым числом параметров, учет лекарственного обеспечения пациентов с хроническими заболеваниями, расчет заработной платы

Одной из основных актуальных проблем, решаемых при создании информационных систем, является обеспечение в условиях их непрерывного функционирования адаптации программных средств и структур представления данных для оперативного решения различных сложных задач. Традиционные этапы процесса разработки программного обеспечения

© Микляев И.А., Ундозерова А.Н., Кудаева М.В., 2011

сводятся к следующему: выявить требования заказчика, на этой основе спроектировать информационную систему, согласовать проект и приступить к разработке интерфейса и реализации бизнес-правил. Подобная модель подразумевает минимизацию изменений структуры базы данных и программного обеспечения за счет выполнения тщательного предвари-

тельного обследования. Однако по завершении этой работы стоимость модификаций резко возрастает. Как следствие, значительные трудности появляются при последующем изменении требований, а текучесть требований создает почти неразрешимые проблемы.

Решение задачи видится в выявлении фрагментов баз данных, содержащих объекты с варьируемым числом параметров и вынесение этих объектов и параметров в отдельные справочники, что позволяет управлять изменениями, допуская их даже на поздних стадиях проектирования. Это частично является ответом на принципиальную нестабильность требований во многих проектах, а также обеспечивает лучшую поддержку динамично изменяющейся бизнес-среды.

Разработка информационной системы учета лекарственного обеспечения пациентов с хроническими заболеваниями. В связи с введением в практическую работу новых медицинских приборов и методик обследований, выявилось большое количество пациентов с хроническими заболеваниями, которые требуют назначения специфического лечения. В целях организации контроля за обеспечением граждан лекарственными средствами, предназначенными для лечения больных отдельными группами хронических заболеваний, таких как гемофилия, муковисцидоз, гипофизарный нанизм, фенилкетонурия, множественная мие-лома, рассеянный склероз, закупаемых за счет региональных бюджетов, возникла потребность внедрения информационной системы.

Основными функциями медицинского статистика по учету лекарственного обеспечения пациентов с хроническими заболеваниями являются: занесение личных данных пациента, занесение данных о заболеваниях пациента, занесение данных о принимаемом лечении, формирование отчетов. Личные данные пациента содержат: данные о физическом лице, данные о месте жительства, данные об инвалидности, данные о социальном статусе. Занесение данных о заболеваниях пациента включает: данные о названии заболевания; данные о параметрах заболевания. К информации о при-

нимаемом лечении относятся данные о принимаемых препаратах и сроках лечения.

Каждое заболевание характеризуется обширным перечнем параметров, например в табл. 1-2 приведен список параметров для му-ковисцидоза и множественной миеломы. Некоторые параметры уникальны и характерны только для одного заболевания, другие присущи нескольким заболеваниям. Поэтому было принято решение создать отдельные справочники заболеваний и параметров, а также таблицу параметров заболевания, связывающую заболевание и его параметры и содержащую фактические значения этих параметров для конкретного пациента.

Таблица 1

МУКОВИСЦИДОЗ

Название параметра

Степень тяжести заболевания Бронхиальный синдром Деформация грудной клетки Аускультативные хрипы Кишечный синдром Гиповитаминоз Форма неотхождения мекония УЗИ поджелудочной железы Результат потовых проб Стеаторея

Задержка физического развития Сердечно-сосудистая недостаточность Прогрессирующая гипотрофия Результат МРТ Результат КТ

Таблица 2

множественная миелома

Название параметра

Степень тяжести заболевания Рост пациента Вес пациента

Дата проведения последней миелограммы

Миелограмма

М-компонент

Окончание табл. 2

Белок Б-Джонса

Наличие остеопороза

Наличие очагов деструкций в костях

Кариотип

Хроническая почечная недостаточность

Степень ХПН

Результат СТГ стимулирующих проб

Результат МРТ

Результат Кт

На основе анализа предметной области была спроектирована логическая модель базы данных в нотации IDEF1X, представленная на рис. 1.

На главной форме приложения расположен-ны три вкладки - «Пациенты», «Заболевание», «Лечение». Для добавления в список нового пациента следует нажать на кнопку «Добавить», при этом откроется форма добавления/редактирования личных данных пациента. С помощью этой формы можно внести или модифицировать информацию о пациенте, включаюшую в себя фамилию, имя, отчество, место жительства, страховой номер индивидуального лицевого счета (СНИЛС), номер медицинского полиса, группу инвалидности и социальный статус.

Вторая вкладка главной формы, «Заболевание», используется для занесения данных о заболевании выбранного на первой вкладке пациента (рис. 2).

Рис. 1. Фрагмент логической модели базы данных учета лекарственного обеспечения пациентов с хроническими заболеваниями

Рис. 2. Экранная форма для занесения значений параметров заболевания

В левой части формы расположены заболевания пациента, в правой отображаются параметры указанного заболевания. Список параметров загружается автоматически, а значения нужно вводить с клавиатуры (за счет добавления таблицы «Значение параметра» значения могут выбираться из пополняемого списка возможных значений). Третья вкладка главной формы, «Лечение», используется для занесения данных о назначенном лечении. При выборе в главном меню программы пункта «Справочники» откроется список редактируемых справочников, пункта «Отчеты» - перечень отчетов.

Разработанная информационная система учета лекарственного обеспечения была апробирована в отделе статистики МУЗ «СГП «Ягры» г. Северодвинска. Система позволила свести к минимуму количество вводимой информации, осуществлять быстрый поиск и обработку данных, уменьшить число ошибок в процессе оформления документов.

Аналогичный подход был применен при проектировании информационной системы учета компьютерной техники с учетом того, что компьютеры могут быть представлены как объекты с иерархической структурой, имеющие различное количество комплектующих. Рассматриваемая методика оказалась эффективной и при разработке моделей баз данных в риэлторских системах и системах учета наследственных дел, ввиду того, что объекты недвижимости также являются структурами с варьируемым числом параметров.

Разработка автоматизированной системы расчета заработной платы в бюджетных образовательных учреждениях. Известно, что заработная плата сотрудников и преподавателей бюджетных образовательных учреждений зависит от совокупности значительного числа параметров, определяющих условия труда, личные атрибуты, а также свойства, относящиеся к занимаемой должности. Таким образом, выплаты, включающие основной оклад, надбавки, премии обусловлены группами параметров, представленными в таблице «Параметр сотрудника» (рис. 3).

Рис. 3. Фрагмент базы данных автоматизированной системы расчета заработной платы в бюджетных образовательных учреждениях

Обслуживание отображаемой на логической модели связи «многие-ко-многим» организовано на программном уровне. Программно реализована и возможность как занесения значений параметров из списка, так и ввода их с клавиатуры.

На рис. 4 представлена экранная форма для занесения параметров сотрудников и преподавателей бюджетных образовательных учреждений (общеобразовательных и спортивных школ, школ искусств).

Форма состоит из двух основных панелей (левой и правой). Из выпадающего списка 1 выбирается тип и наименование учреждения. В таблице 2 на левой панели отображается список сотрудников с основными атрибутами (табельный номер, фамилия, имя, отчество и др.). Ключ сортировки списка (один из атрибутов) можно выбрать в поле 3. Система допускает просмотр списка, включая уволенных сотрудников за счет установки отметки в поле 4.

Рис. 4. Экранная форма автоматизированной системы расчета заработной платы в бюджетных образовательных учреждениях

В таблице 5 правой панели вводятся данные выбранного на левой панели сотрудника, в т.ч. название параметра и его значение. При необходимости факт установления данного свойства может быть подтвержден вводом серии и номера соответствующего документа (диплома об образовании, приказа о назначении на должность, о присвоении разряда, прописке по адресу и т.д.), в полях «Дата с» и «Дата по» указывается период действия текущего значения параметра. При установке отметки в поле 7 не будут отображаться записи с истекшим сроком действия.

При сохранении данных определенные параметры (например, должность, разряд и т.д.) объединяются в группы, которые рассматриваются как цельные единицы информации, определяющие условия начисления заработной платы по соответствующему лицевому счету. Таких групп у человека может быть несколько, если он работает на разных должностях или на одной должности, но в различных условиях (например, за работу с детьми-ин-

валидами в смешанных классах устанавливается надбавка, пропорциональная количеству таких детей).

Таким образом, типовые решения проектирования объектов баз данных с варьируемым числом параметров позволили создать гибкую систему расчета заработной платы сотрудникам бюджетных образовательных учреждений, учитывающую постоянно изменяющееся федеральное и областное законодательство.

Заключение. Использование универсальных справочников параметров и значений способствует решению проблемы усложнения структуры баз данных и избыточности количества таблиц при разработке информационных систем в различных предметных областях и подключении новых задач. Для эффективного управления значениями в таблицы с наименованиями параметров должно быть добавлено поле «Тип параметра», список значений которого определяется программно. На физическом уровне хранение разнотипной информации в одном поле может быть реализовано

так же, как в объектно-ориентированных базах данных, где в самом поле значения содержатся лишь ссылки на внешние файлы, в каждом из которых хранятся данные одного типа.

В целом, применение типового подхода к проектированию объектов баз данных с варьируемым числом параметров позволяет сократить количество таблиц в десятки раз, что приводит к ускорению обработки данных,

более компактному хранению информации, уменьшению числа экранных форм и, следовательно, размера программных приложений. Предложенный метод способствует унификации инструментария для обработки разнородной информации, созданию приложений, легко перенастраивающихся при изменениях в бизнес-среде без модификации структуры базы данных и программного обеспечения.

Список литературы

1. Варламов О.О. Эволюционные базы данных и знаний для адаптивного синтеза интеллектуальных систем. Миварное информационное пространство. М., 2002. С. 282.

2. Конноли Т., Бегг К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. М., 2003. С. 1440.

Miklyaev Ivan, Undozerova Alla, Kudaeva Maria

typical solutions of database objects design with variable

parameters

A typical approach to the database informational systems design based on the unified data presentation where the objects (entities), the parameters (properties, attributes), and the relations (connections) may dynamically vary in accordance with the application domain or the time period is suggested in this article. The examples of using this approach in designing the patient record-keeping system and payroll accounting are considered.

Контактная информация: Микляев Иван Александрович e-mail: ivanmia1@rambler.ru Ундозерова Алла Николаевна e-mail: und-alla@rambler.ru Кудаева Мария Владимировна e-mail: kudamariya@yandex.ru

Рецензент - Попов В.Н., доктор физико-математических наук, доцент, заведующий кафедрой математики Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова