Модель программного обеспечения холодильника

Курсовая работа

по дисциплине "Проектирование информационных систем"

на тему: "Модель программного обеспечения холодильника"

 

Содержание

Введение

1. Постановка задачи

2. Глоссарий

3. Создание модели вариантов  использования

4. Анализ вариантов использования

5. Проектирование системы

5.1 Иерархия системы

5.2 Построение диаграммы  классов (Class Diagram)

5.3 Построение диаграммы  состояний (Statechart Diagram)

6. Реализация системы

6.1 Диаграммы компонентов (Component Diagram)

6.2 Диаграмма размещения

6.3 Генерация кода

Заключение

Список использованных источников

Введение

Тенденции развития современных информационных технологий приводят к постоянному возрастанию сложности информационных систем (ИС), создаваемых в различных областях экономики. Современные крупные проекты ИС характеризуются, как правило, следующими особенностями:

- сложность описания (достаточно  большое количество функций, процессов, элементов данных и сложные  взаимосвязи между ними), требующая  тщательного моделирования и  анализа данных и процессов;

- наличие совокупности  тесно взаимодействующих компонентов (подсистем), имеющих свои локальные  задачи и цели функционирования (например, традиционных приложений, связанных с обработкой транзакций  и решением регламентных задач, и приложений аналитической обработки (поддержки принятия решений), использующих  нерегламентированные запросы к  данным большого объема);

- отсутствие прямых аналогов, ограничивающее возможность использования  каких-либо типовых проектных  решений и прикладных систем;

- необходимость интеграции  существующих и вновь разрабатываемых  приложений;

- функционирование в неоднородной  среде на нескольких аппаратных  платформах;

- разобщенность и разнородность  отдельных групп разработчиков  по уровню квалификации и сложившимся  традициям использования тех  или иных инструментальных средств;

- существенная временная  протяженность проекта, обусловленная, с одной стороны, ограниченными  возможностями коллектива разработчиков, и, с другой стороны, масштабами  организации-заказчика и различной  степенью готовности отдельных  ее подразделений к внедрению  ИС.

Для успешной реализации проекта объект проектирования (ИС) должен быть прежде всего адекватно описан, должны быть построены полные и непротиворечивые функциональные и информационные модели ИС. Накопленный к настоящему времени опыт проектирования ИС показывает, что это логически сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Однако до недавнего времени проектирование ИС выполнялось в основном на интуитивном уровне с применением неформализованных методов, основанных на искусстве, практическом опыте, экспертных оценках и дорогостоящих экспериментальных проверках качества функционирования ИС. Кроме того, в процессе создания и функционирования ИС информационные потребности пользователей могут изменяться или уточняться, что еще более усложняет разработку и сопровождение таких систем.

Перечисленные факторы способствовали появлению программно-технологических средств специального класса - CASE-средств, реализующих CASE-технологию создания и сопровождения ИС. Термин CASE (Computer Aided Software Engineering) используется в настоящее время в весьма широком смысле. Первоначальное значение термина CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения (ПО), в настоящее время приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных ИС в целом. Теперь под термином CASE-средства понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения ИС, включая анализ и формулировку требований, проектирование прикладного ПО (приложений) и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы. CASE-средства вместе с системным ПО и техническими средствами образуют полную среду разработки ИС.

 

1. Постановка задачи

информационный система программный обеспечение холодильник

Требуется разработать средствами Rational Rose модель программного обеспечения встроенного процессора холодильника. В холодильной камере имеется регулятор температуры, мотор, термометр, индикатор, таймер, датчик открытия двери камеры и устройство для подачи звуковых сигналов.

При помощи терморегулятора устанавливается максимально допустимая температура в данной камере. Мотор предназначен для поддержания низкой температуры. Термометр постоянно измеряет температуру внутри камеры, а индикатор температуры, расположенный на дверце, постоянно высвечивает ее значение. При повышении температуры выше предела, определяемого текущим положением регулятора, включается мотор. При снижении температуры ниже некоторого другого значения, связанного с первым, мотор отключается.

Доступ в камеру осуществляется через дверцу. Если дверь холодильной камеры открыта в течение слишком долгого времени, подается звуковой сигнал. Звуковой сигнал также подается в любых нештатных ситуациях (например, при поломке мотора). Холодильник ведет электронный журнал, в котором отмечаются все происходящие события:

- изменение положения  терморегулятора камеры;

- включение и отключение  мотора;

- доступ в камеру;

- внештатные ситуации.

Вариантом задания предусмотрена разработка схемы базы данных для хранения журнала событий холодильника. Содержимое журнала может быть передано в компьютер, подсоединенный к специальному гнезду на корпусе холодильника.

 

2. Глоссарий

Таблица

Регулятор температуры Холодильника (RegulatorT2)	С его помощью пользователь устанавливает максимально допустимую температуру в камере холодильника
Мотор Холодильника (Motor)	Предназначен для поддержания низкой температуры - При снижении температуры  ниже некоторого другого значения, связанного с первым, мотор отключается - При повышении температуры  выше предела, определяемого текущим  положением регулятора, включается  мотор
Термометр Холодильника (Thermometer)	Постоянно измеряет температуру внутри камеры
Таймер Холодильника (Timer)	- Начинает отсчёт при  открытии дверей - Отключается при закрытии
Индикатор Холодильника (Indicator)	Постоянно высвечивает значение температуры измеряемой термометром
Устройство для подачи звуковых сигналов (SoundDevice)	Если дверь холодильника камеры открыта в течении долгого времени, подается звуковой сигнал

 

3. Создание модели вариантов  использования

Действующие лица:

Пользователь холодильника (User) – человек использующийся холодильником.

Варианты использования:

Исходя из потребностей действующих лиц, выделяются следующие варианты использования:

- Посмотреть температуру  на индикаторе (LookTonindicator)

- Закрытьдверцухолодильника(Close door of the refrigerator)

- Открытьдверцухолодильника(Open door of the refrigerator)

- Отрегулировать температуру  регулятором (Assign T by regulator)

Построение диаграммы вариантов использования (Use Case Diagram)

Рисунок 1-Диаграмма вариантов использования

 

Рисунок 2 - Иерархия диаграммы вариантов использования

 

4. Анализ вариантов  использования

Открыть дверцу холодильника (Open door of the refrigerator)

Краткое описание

Данный вариант использования описывает открытие дверцы холодильника пользователем.

Основной поток событий

Данный вариант использования описывает открытие дверцы холодильника пользователем.

В журнал заноситься информация об открытии дверцы.

Альтернативный поток

1. Возможны поломки

2. В журнал заноситься  информация о поломке

Предусловия

Отсутствуют.

Постусловия

Включение таймера.

Закрыть дверцу холодильника (Close door of the refrigerator):

Краткое описание

Данный вариант использования описывает закрытие дверцы холодильника пользователем.

Основной поток событий

Данный вариант использования описывает закрытие дверцы холодильника пользователем.

В журнал заноситься информация об закрытие дверцы.

Альтернативный потток

1. Возможны поломки

2. В журнал заноситься  информация о поломке

Предусловия

Возможно включенный звуковой сигнал.

Постусловия

1. Выключение таймера

2. Отключение звукового  сигнала, если он сработал

Отрегулировать температуру регулятором(Assign T by regulator)

Краткое описание

Данный вариант использования описывает настройку пользователем температуры камеры холодильника регулятором.

Основной поток событий

Данный вариант использования описывает настройку пользователем температуры камеры холодильника регулятором.

1. Пользователь задаёт  температуру

2. Происходит сравнение  текущей температуры на термометре  с заданным значением. Если текущая  больше заданной включается мотор

3. В журнал заноситься  информация о включении мотора

Альтернативный поток

1. Если текущая температура  меньше или равна заданной, мотор  не включается

2. Также если мотор  работал, а заданная температура  больше текущей в камере –  мотор отключается

3. В журнал поступает  информация о отключении мотора

4. Возможна поломка

5. В журнал поступает  информация о поломке

Предусловия

1. Текущая температура  термометра

2. Текущая температура  заданная регулятором

Постусловия

1. Измененная температура

2. Возможно включение/выключение  мотора

Посмотреть температуру на индикаторе(Look T on indicator)

Краткое описание

Данный вариант использования описывает просмотр температуры на индикаторе холодильника пользователем.

Основной поток событий

1. Пользователь узнает  текущую температуру холодильника

Альтернативный поток

1. Возможны поломки

2. В журнал заноситься  информация о поломке

Предусловия

Термометр измеряет текущую температуру и выводит на индикаторе.

Постусловия

Пользователь узнал температуру.

 

5. Проектирование  системы

5.1 Иерархия системы

Описание классов

Граничные классы (Boundary):

1. Дверца холодильника(Door)

2. Таймер(Timer)

3. Звуковое устройство(Sound Device)

4. Регулятор(Regulator)

5. Термометр(Thermometer)

6. Индикатор(Indicator)

7. Мотор(Motor)

 

Рисунок 3 - Граничные классы

Классы сущности (Entity):

Журнал (Journal)

Рисунок 4 - Класс сущности Журнал (Journal)

Управляющие классы (Control):

Контроллер холодильника (Controllerofrefrigerator)

Рисунок 5 - Управляющие класс контроллер (Controller)

Добавление операций и атрибутов к классам

1. Дверца холодильника(Door)

Операции :

CloseDoor() : Boolean– Операция  закрытия дверцы холодильника.

OpenDoor() : Boolean– Операция  открытия дверцы холодильника.

При выполнении операций они возвращают 1 - если операция выполнилась без ошибок, 0 – если произошла поломка. Значение сохраняется в состоянии дверцы (StateofDoor).

 

Рисунок 6 - Класс Door<<boundary>> с операциями и аргументами

2. Таймер(Timer)

Операции :

Switch on Timer() : Boolean – Операциявключениятаймера.

SwitchoffTimer() : Boolean– Операция  выключения таймера (Сброса значения  на 0).

При выполнении операций они возвращают 1 - если операция выполнилась без ошибок, 0 – если произошла поломка. Значение сохраняется в состоянии таймера (StateofTimer).

Атрибуты:

StateofTimer: Boolean- Состояние таймера (Рабочее/Не рабочее).

Рисунок 7 - Класс Timer<<boundary>> с операциями и аргументами

3. Звуковое устройство(Sound Device)

Операции :

SwitchonSoundDevice() : Boolean– Операция  включения звукового сигнала  при условии, что таймер отсчитал 30 секунд.

SwitchoffSoundDevice() : Boolean– Операция  выключения звукового сигнала.

При выполнении операций они возвращают 1 - если операция выполнилась без ошибок, 0 – если произошла поломка. Значение сохраняется в состоянии звукового устройства (StateofSoundDevice).

Атрибуты:

StateofSoundDevice: Boolean– Состояние  звукового устройства (Рабочее/Не  рабочее).

Рисунок 8 - Класс SoundDevice<<boundary>> с операциями и аргументами

4. Регулятор(Regulator)

Операции :

ChangefactorT2() : Boolean– Операция  изменения температуры T2 (Определение  нижней границы температуры в  холодильнике)

При выполнении операций они возвращают 1 - если операция выполнилась без ошибок, 0 – если произошла поломка. Значение сохраняется в состоянии регулятора (StateofRegulator).

Аргументы:

FactorT2 : Float– Величина заданной  температуры.

StateofRegulator- Состояние устройства (Рабочее/Не рабочее).

Рисунок 9 - Класс Regulator<<boundary>> с операциями и аргументами

 

Термометр (Thermometer)

Операции:

MeasureT1() : Float– Операция  измерения температуры в холодильнике. Выполняется постоянно.

При выполнении операций они возвращают 1 - если операция выполнилась без ошибок, 0 – если произошла поломка. Значение сохраняется в состоянии регулятора (StateofThermometer).

Аргументы:

StateofThermometer: Boolean- Состояние  устройства (Рабочее/Не рабочее).

FactorT1 : Float– Аргумент хранит  текущую температуру в холодильнике.

Рисунок 10 - Класс Thermometer<<boundary>> с операциями и аргументами

5. Индикатор(Indicator)

Операции:

ShowT1() : Float– Вывести температуру  на экран.

При выполнении операций они возвращают 1 - если операция выполнилась без ошибок, 0 – если произошла поломка. Значение сохраняется в состоянии регулятора (StateofIndicator).

Аргументы:

FactorT1 : Float– Хранит значение  переданной от термометра температуры.

StateofIndicator: Boolean- Состояние  устройства (Рабочее/Не рабочее)

 

Рисунок 11 - Класс Indicator<<boundary>> с операциями и аргументами

6. Мотор(Motor)

Операции :

StartMotor() : Boolean– Операция  запускает мотор при условии  если T1>T2 (текущая температура с  термометра превышает нижний  порог заданный регулятором).

StopMotor() : Boolean– Операция  останавливает мотор если T1≤T2 (текущая  температура с термометра ниже  или равна нижнему порогу заданному  регулятором). При выполнении операций  они возвращают 1 - если операция  выполнилась без ошибок, 0 – если  произошла поломка. Значение сохраняется  в состоянии регулятора (StateofMotor).

Атрибуты:

StateofMotor: Boolean- Состояние устройства (Рабочее/Не рабочее).

Рисунок 12 - Класс Motor<<boundary>> с операциями и аргументами

7. Журнал(Journal)

Операции :

Savedata() – Сохранить данные  направленные в журнал.

Аргументы:

Data: String– В него сохраняются  данные.

 

Рисунок 13 - Класс Journal<<entity>> с операциями и аргументами

8. Контроллерхолодильника(Controller of refrigerator)

Операции:

CheckStatesonbreakage() : Boolean– Операция  проверки на работоспособность  устройств холодильника. Вся информация  об ошибках записывается в  журнал.

CheckTimeonTimer() : BooleanПроверить  прошедшее время со включения  таймера. Если время превышает 29 секунд, то передает команду на  включение звукового сигнала.