Выбор темы продиктован техническим заданием преподавателей кафедры «Материаловедения и технологии новых материалов» ФГБОУ ВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет».
Тема работы актуальна, так как направлена на повышение качества образования студентов вуза, за счет проведения научно-исследовательских работ со студентами старших курсов, магистрами и аспирантами, а также для преподавателей и специалистов заводов города в качестве вспомогательного источника знаний.
Целью работы являлась разработка электронной справочной автоматизированной системы «Микроструктуры металлов и сплавов».
Микроструктура материала отражает все кинетические процессы кристаллизации, полиморфные и другие структурные превращения при производстве самого материала, технологии обработки изделия и его эксплуатации. Микроструктура материала является интерфейсом, определяющим его равновесное состояние, а также физические и механические характеристики. По микроструктуре можно характеризовать такие свойства как твердость, прочность, определить способы предварительной обработки.
Широкое использование имеют программы, представляющие собой электронные атласы микроструктур. Достоинством таких программ является их широкое применение, как на производстве, так и в учебном процессе.
На сегодняшний день имеются программы, представленные некоторыми российскими фирмами, которые предлагают ограниченный набор микроструктур. Такие справочники стационарны и нет возможности вносить корректировки или добавлять новые данные. Это и послужило основанием для выполнения проекта. Представленная программа может иметь широкую область применения, например, учебно-практические работы, полевые лаборатории и т.д.
Целью проекта являлась разработка и внедрение в учебный процесс, справочника микроструктур черных и цветных сплавов, прошедших различные виды обработки, используемых на машиностроительных предприятиях нашего города.
Так как требования к надежности и долговечности металлопродукции, к контролю качества продукции заводов края непрерывно растут, на кафедре материаловедения постоянно ведется научно-исследовательская работа со студентами старших курсов, данные исследований микроструктуры оформляются в виде бумажных отчетов на формате А4. В рамках проекта были устранены все «бумажные» работы, что привело к уменьшению потерь важной информации, получаемой в ходе проведения научных экспериментов, а также разработан удобный и интуитивно понятный интерфейс, отвечающий потребностям студентов и аспирантов кафедры.
Особый интерес представляли вопросы, связанные с автоматизацией обучения, поскольку «ручные методы» без использования технических средств давно исчерпали свои возможности.
Исходя из актуальности проблемы, была сформулирована тема исследования: «Разработка справочной системы микроструктур металлов и сплавов» для студентов и аспирантов кафедры «Материаловедения» ФГБОУ ВПО КнАГТУ. Проблема исследования: технологии разработки электронных справочников. Объект исследования: процесс разработки электронных ресурсов. Предмет исследования: разработка электронного справочника «Микроструктуры металлов и сплавов».
В соответствии с целью, проблемой, объектом и предметом исследования были сформулированы следующие задачи: проанализировать техническую и специализированную литературу по теме проекта; рассмотреть особенности высокоуровневых языков программирования для написания программы; изучить характеристики существующих видов справочников; ознакомиться с технологиями создания электронного справочника; исследовать предметную область решаемой задачи; определить цель и назначение автоматизированного варианта решения задачи; провести обоснование выбора технологии проектирования; представить информационное обеспечение справочной системы; представить программное обеспечение справочной системы; создать базу данных (БД); заполнить таблицу БД данными; разработать запросы и составить отчеты; подключить БД к среде программирования RAD Studio XE7; разработать удобный для пользователя интерфейс; рассчитать стоимость программного продукта.
В ходе проведения литературного обзора было выяснено, что поисковые запросы дают очень много различных по тематике видов электронных ресурсов. В рамках данного исследования можно сказать, что разработанный программный продукт классифицируется как научный и производственно-практический вид справочника, для специалистов (научных и практических работников определенной сферы), для широких кругов читателей и для детей старшего школьного возраста (подростков, в том числе абитуриентов). По храктеру инфомации больше подходит структура: каталоги, справочные таблицы. По форме представления – электронные (машиночитаемые) [2, 3, 5].
Языком программирования был выбран Object Pascal, т.к. Object Pascal. Реализовано подключение базы данных Access к среде программирования RAD Studio XE7 при помощи компонента TADOConnection и драйвера доступа к базам данных «Microsoft Jet 4.0 OLE DB Provider» [1].
Для доступа к таблицам использовался компонент TADOTable, а для отображения данных из таблицы TDataSource. Для отображения данных таблицы на форме использовали компонент TDBGrid, а также TDBEdit, TDBImage, TDBMemo, и для перехода по записям в БД TDBNavigator.
По средствам компонента TADOQuery формировались результаты запросов, например, поиск данных по определенным критериям. Компоненты, использованные для связи с базами данных, расположены в библиотеке компонентов на странице Data Access (доступ к данным) и Data Controls (управление данными) [4].
Также при разработке базы данных составляли ER-модель и реляционную СУБД.
Интерактивная форма для работы с данными представлена на рисунке 1.
Рис.1. Интерактивная форма для работы с данными
На этой форме расположено 17 полей для заполнения данными. Так же на форме имеется строка меню, в которой 6 кнопок: «данные» – переводит на подменю; «добавить» – добавляет запись; «изменить» – позволяет редактировать запись; «сохранить» – сохраняет изменения или новую запись; «удалить» – удаляет текущую запись; «отчет» – генерирует отчет по текущей марке сплава.
При наведении на меню «Отчет», при нажатии на кнопку «Марка», будет сгенерирован отчет по текущей записи.
В программе предусмотрена форма поиска и фильтрации данных по «наименованию марки», «типу сплава», «обработке», а также кнопка «Отчет» для вывода отчета по отфильтрованным данным.
Дополнительно предусмотрена форма мониторинга входа в программу из главного меню представленная на рисунке 2, форма обновления данных, форма смены пароля, система сообщений оператору и пользователю.
Рис. 2. Отчет о входивших в программу пользователях
Расчет трудоемкости разработки программного обеспечения представлены на рисунке 3.
затраты труда на проектирование задачи, разработку алгоритмов, блок-схем, Та;
затраты труда на программирование, Тп;
затраты труда на отладку программы, Тотл;
затраты труда документирование.
Рис. 3. Диаграмма расчета трудоемкости программного обеспечения
Исходя данных лепестковой диаграммы определения эффективности представленной на рисунке 4, следует, что автоматизированный способ наиболее эффективен по сравнению с ручным способом.
Рис. 4. Определение эффективности
Таким образом, цель проекта достигнута, программный продукт запущен в работу. Общая себестоимость разработки данной программы составила 23 824 рублей, 56 копеек.
Наиболее доступной формой автоматизации обучения является применение ЭВМ, создание электронного справочника способствовало решению и такой проблемы, как постоянное обновление информационного материала. Кроме того, при помощи созданного в рамках проекта программного продукта осуществляется контроль знаний – поиск по материалу. Практика использования электронного справочника показала, что изложенный материал усваивается лучше.
Литература:
- Ачкасов, В. Ю. Программирование баз данных в Delphi [Текст]: / В. Ю. Ачкасов – Интернет-Университет Информационных Технологий, 2010. – 382 с.
- Воробьев, Э. И. Методы проектирования и разработки программных систем [Текст]: / Воробьев Э. И. – Воронеж: ВГТУ, 2008. — 82 с.
- Глухова, Л. А. Технологии разработки программного обеспечения [Текст]: / Глухова Л. А. – Минск: Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, 2013. — 178 с.
- Культин, Н. М. Основы программирования в Delphi 7 [Текст]: / Н. М. Культин, – СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 608 с.
- Лиманова, Е. Г. Основы экономики [Текст]: / Лиманова Е. Г., Буфетова Л. П. – М.: Вита-Пресс, 2009. — 113 c.
