Проектирование информационной системы для медико-социальной экспертизы

Страницы:   1   2

---

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. WEB-ТЕХНОЛОГИИ И СУБД
• 1.1. Требования, предъявляемые к интеграции СУБД в среду Web
• 1.2. Преимущества и недостатки интеграции СУБД в среду Web
• 1.3. Скриптовый язык программирования PHP
• 1.4. Анализ существующего программного обеспечения
• 1.5. Выводы по 1 главе
• ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ
• 2.1. Концептуальное проектирование базы данных
• 2.2. Логическое проектирование базы данных
• 2.3. Физическое проектирование базы данных
• 2.4. Выводы по 2 главе
• ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА
• 3.1. Структура программного продукта
• 3.2. Руководство программиста
• 3.3. Руководство пользователя
• 3.4. Отладка и тестирование
• 3.5. Выводы по 3 главе
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время ценнейшим ресурсом становится информация. Для успешного выполнения задач необходимо владеть актуальной информацией и быть способным быстро и качественно ее обработать. Это в полной мере относится ко всем отраслям деятельности, в том числе и к медицине.

Федеральный закон «О социальной защите инвалидов Российской Федерации» [6] определяет государственную политику в области социальной защиты инвалидов, целью которой является обеспечение инвалидам равных с другими гражданами возможностей в реализации гражданских, экономических, политических и других прав и свобод, предусмотренных Конституцией РФ. Порядок и условия признания лица инвалидом осуществляется учреждением государственной службы медико-социальной экспертизы (МСЭ) по направлению врачебной комиссии учреждения здравоохранения.

Анализ информации о структуре заболеваний, приводящих к выходу на инвалидность, позволит планировать и своевременно проводить мероприятия по профилактике заболеваний, оздоровлению населения и реабилитации инвалидов. Для учета данных о пациентах стоит использовать базы данных, так как они представляют очень широкие возможности автоматизированной обработки и хранения необходимой информации.

Целью выпускной квалификационной работы является разработка информационной системы учета выхода на инвалидность, предназначенной для оптимизации работы сотрудников бюро МСЭ и повышения качества медико-социальной услуги. Для достижения цели планируется решение следующих задач:

• анализ технологии проектирования клиент-серверных приложений на основе Web;
• анализ существующего программного обеспечения;
• проектирование БД;
• разработка приложения для работы с информацией в базе данных.

Система должна обладать максимально упрощенным интерфейсом, доступным для освоения даже неподготовленному пользователю и в то же время должна обеспечивать необходимую функциональность.

Работа изложена на 41 странице и состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованных источников из 15 наименований. Первая глава содержит обзор технологии СУБД в среде Web, анализ существующего программного обеспечения на рынке. Вторая глава описывает процесс разработки и структуру базы данных. В третьей главе изложена структура программного продукта, приведены руководства программиста и пользователя.

 

ГЛАВА 1. WEB-ТЕХНОЛОГИИ И СУБД

В настоящее время комбинирование технологий World Wide Web и технологий баз данных открывает множество новых возможностей создания все более совершенных приложений баз данных. Web-среда представляет собой очень привлекательную платформу для разработки и распространения информационно-центрированных (data-centric) интерактивных приложений. Благодаря повсеместному распространению Web-технологий, созданные для этой среды приложения обладают глобальной доступностью для пользователей и организаций. Поскольку Web-архитектура была спроектирована как платформенно-независимая, она обладает значительным потенциалом в отношении существенного сокращения расходов на развертывание приложений и обучение персонала. В настоящее время многие организации быстрыми темпами создают новые и усовершенствуют старые приложения баз данных с целью использования всех преимуществ, достигаемых при выборе Web-технологии в качестве стратегической платформы воплощения инновационных решений. Данный подход по существу превращает подобные компании в Web-центрированные организации.

Сегодня многие Web-сайты построены на основе файловых систем, в которых каждый документ хранится в отдельном файле. Для небольших Web-сайтов подобная структура вполне приемлема, но в случае крупных Web-сайтов подобное решение существенно усложняет процессы управления данными. Например, достаточно сложно организовать своевременное обновление содержимого сотен и тысяч разных документов, хранящихся в отдельных файлах. Однако еще более трудной задачей является поддержание актуальности связей между этими файлами, особенно если документы создаются разными авторами.

Вторая проблема является следствием того факта, что в настоящее время многие Web-сайты содержат в основном динамичную информацию, например, сведения об имеющихся товарах и ценах на них. Управление потоком подобной информации одновременно в базе данных и в отдельных HTML-файлах может оказаться невыполнимой задачей, особенно в отношении синхронизации вносимых изменений. По этим и многим другим причинам непосредственный доступ к базам данных из Web-среды явился именно тем способом, который получил наиболее широкое распространение при организации управления Web-информацией или динамически изменяющимся содержимым Web-сайта. Хранение Web-информации в базе данных может либо заменять, либо дополнять сохранение ее в обычных файловых структурах.

1.1. Требования, предъявляемые к интеграции СУБД в среду Web

Требования, предъявляемые к интеграции СУБД в среду Web, отчасти идеалистичны и в настоящее время в полной мере недостижимы:

• возможность защищенного доступа к ценным корпоративным данным;
• способ подключения, не зависящий от данных и разработчика программного обеспечения, предоставляющий необходимую свободу выбора типа СУБД;
• возможность взаимодействия с базой данных независимо от конкретного типа используемого Web-браузера или Web-сервера;
• наличие такого подключения, которое позволяет извлечь все преимущества всех компонентов СУБД, используемой в организации;
• экономически эффективное решение, допускающее масштабируемость, рост и изменение стратегических направлений, а также способствующее сокращению расходов на разработку и сопровождение приложений;
• поддержка сеансов на основе идентификации пользователей средствами СУБД и приложений;
• приемлемая производительность;
• минимальный уровень администрирования;
• набор высокоуровневых инструментов разработки, позволяющих относительно просто и быстро создавать, внедрять в эксплуатацию и сопровождать новые приложения [12].

1.2. Преимущества и недостатки интеграции СУБД в среду Web

Среда Web, используемая в качестве платформы для систем с базами данных, может стать основой для инновационных решений в области внутри- и межкорпоративных бизнес-задач. К сожалению, этот подход обладает также определенными недостатками. Но вначале рассмотрим преимущества интеграции СУБД в среду Web:

• Преимущества использования функций СУБД. World Wide Web разрабатывалась с очень малым или вообще без какого-либо использования достижений технологии баз данных. Однако СУБД обладает преимуществами перед традиционной файловой системой. Например, полностью устраняется проблема синхронизации информации в базе данных и HTML-файлах, поскольку HTML-страницы динамически генерируются на основе информации, извлекаемой из базы данных. В результате существенно упрощается сопровождение системы, а к HTML-содержимому сайта могут быть применены все функциональные возможности СУБД (например, средства защиты или поддержки целостности данных).
• Простота реализации. В исходном виде язык разметки HTML был очень прост для освоения как профессиональными разработчиками, так и обычными конечными пользователями. В определенной степени это остается в силе, если сама HTML-страница не перегружена функциональными компонентами. Однако с течением времени язык HTML постоянно расширяется за счет ввода новых или модернизации уже существующих элементов, а потому его исходная простота постепенно теряется.
• Независимость от платформы. Привлекательным аспектом создания приложений баз данных на основе Web-среды является тот факт, что
  Web-клиенты (или браузеры) обладают независимостью от платформы. Поскольку браузеры имеются практически для всех существующих вычислительных платформ при условии поддержки ими стандартов HTML/Java, разработчикам не потребуется вносить в приложения изменения для того, чтобы они могли работать с разными операционными системами или различными оконными пользовательскими интерфейсами. В случае же использования традиционных баз данных для переноса приложений на другие платформы потребуется выполнить существенную модификацию (если не полную модернизацию) их клиентских частей. К сожалению, поставщики
  Web-браузеров стали включать в состав своих продуктов специфические компоненты собственной разработки, что приводит к постепенному исчезновению упомянутых выше преимуществ.
• Графический интерфейс пользователя. Главной целью использования базы данных является обеспечение доступа к данным, который можно осуществлять с помощью командного интерфейса на основе текстовых меню или с помощью программного интерфейса, подобного тому, который определен в стандарте SQL Однако эти интерфейсы могут быть достаточно сложными и вызывать затруднения в использовании. С другой стороны, качественный графический пользовательский интерфейс (Graphic User Interface – GUI) может существенно упростить и расширить возможности доступа к базе данных. К сожалению, GUI-интерфейс сложнее программируется, в большей степени зависит от платформы, а зачастую и от конкретной фирмы-разработчика. В то же время Web-браузеры предоставляют широко распространенный и простой в использовании графический пользовательский интерфейс, который можно применять для доступа ко многим типам объектов, включая и базы данных. Помимо этого, использование широко распространенного типового интерфейса позволяет сократить расходы на обучение конечных пользователей.
• Стандартизация. HTML фактически является стандартом, который поддерживается всеми существующими Web-браузерами, что позволяет читать HTML-документы, находящиеся на одном компьютере, с помощью другого компьютера, расположенного в любой точке земного шара, при условии, что он имеет подключение к Internet и установленный Web-браузер.
• Межплатформенная поддержка. Web-браузеры теперь доступны практически для любого типа вычислительной платформы. Подобная межплатформенная поддержка позволяет пользователям большинства типов компьютеров осуществлять доступ к одной и той же базе данных из любой точки планеты. Таким образом, информация может распространяться с минимальными затратами времени и сил, а также без необходимости разрешения проблем, связанных с несовместимостью различных типов оборудования, операционных систем и программного обеспечения.
• Прозрачный сетевой доступ. Важнейшим достоинством среды Web является прозрачность сетевого доступа для пользователя, за исключением необходимости указания URL-адреса, что полностью обеспечивается
  Web-браузером и Web-сервером. Эта встроенная поддержка сетевого доступа существенно упрощает доступ к базе данных, исключая необходимость приобретения дорогого сетевого программного обеспечения, а также дополнительные сложности согласования различных взаимодействующих платформ.
• Масштабируемость развертывания. Традиционная двухуровневая структура клиент/сервер требует создания «толстых» клиентов, недостаточно эффективно реализующих как функции интерфейса пользователя, так и логику самого приложения. И наоборот, решения на основе
  Web-технологии позволяют создать более естественную трехуровневую архитектуру, обеспечивающую масштабируемость системы. Размещая всю функциональность приложения на отдельном сервере и удаляя ее из программы-клиента, Web-технология позволяет сэкономить время и деньги, затрачиваемые на развертывание приложений. В то же время упрощается модернизация и администрирование системы при работе с различными вычислительными платформами, расположенными в нескольких офисах. При наличии сервера приложений доступ к функциям приложения легко осуществить из любого Web-сайта, расположенного в любой точке планеты. Возможность глобального доступа к серверной части приложений существенно упрощает создание новых услуг и открытие новых пунктов обслуживания клиентов.
• Инновационность. Среда Web как Internet-платформа позволяет организациям предоставлять новые услуги и находить новых клиентов посредством создания глобально доступных приложений. Такие преимущества ранее были совершенно недоступны для любых решений на основе традиционных централизованных приложений архитектуры клиент/сервер или локальных групповых приложений.

К недостаткам интеграции СУБД в среду Web относятся:

• Недостаточная надежность. В настоящее время Internet является недостаточно надежной и очень медленной коммуникационной средой, т. е. при передаче запроса через Internet нет никаких реальных гарантий его доставки (например, просто потому, что сервер может быть выключен). Трудности особенно возрастают в часы пиковой нагрузки, когда сервер очень перегружен или для передачи данных используются перегруженные фрагменты сети. Ненадежность Internet – это проблема, для решения которой потребуется достаточно много времени. Наряду с проблемами обеспечения безопасности, ненадежность является еще одной причиной, по которой организации для наиболее критичных приложений предпочитают использовать внутренние сети собственной разработки, а не общедоступную сеть Internet.
• Слабая защищенность. Безопасность – это один из основных вопросов, которые следует учитывать организации, решившейся сделать свои базы данных доступными в среде Web. В данном случае из-за большого количества потенциально анонимных пользователей становятся очень критичными вопросы идентификации пользователей и безопасной передачи данных.
• Высокая стоимость. Вопреки очень распространенному заблуждению, сопровождение нетривиального Web-сайта в Internet может оказаться очень дорогим, особенно с ростом требований и ожиданий пользователей. Например, согласно отчету фирмы Forrester Research, стоимость коммерческого Web-сайта может варьироваться от $300 000 до $3 400 000 в зависимости от его предназначения. К тому же предполагается, что эта цена возрастет на 50-200% в течение ближайших двух лет. На самом верху этой шкалы располагаются Web-сайты, которые «занимаются» продажей товаров или обработкой транзакций. Причем, 20% затрат уходит на аппаратное и программное обеспечение, 24% – на маркетинговые расходы, а оставшиеся 56% – на разработку содержимого Web-сайта. Однако за счет использования улучшенных инструментов и промежуточного коммуникационного уровня можно существенно сократить расходы на его техническую разработку.
• Трудности с определением масштаба. Web-приложения могут столкнуться с непредсказуемым и потенциально огромным уровнем пиковой нагрузки. Это потребует разработки высокопроизводительной архитектуры серверной части, способной обеспечить необходимый уровень производительности.
• Ограниченная функциональность языка HTML. Хотя язык HTML предоставляет широко распространенный и простой в использовании интерфейс, его простота означает, что некоторые приложения баз данных с высоким уровнем интерактивности будет очень непросто преобразовать в
  Web-приложения с тем же уровнем дружественности к пользователю. Дополнительная функциональность Web-страницы реализуется с помощью языков сценариев (JavaScript, VBScript), посредством использования компонентов ActiveX или средствами языка Java. Однако в большинстве случаев подобный подход оказывается слишком сложным для неопытных конечных пользователей. Кроме того, эти решения связаны с дополнительным снижением производительности (за счет пересылки по сети и выполнения соответствующего кода).
• Отсутствие запоминания состояния. Отсутствие функций запоминания состояния в среде Web затрудняет управление соединениями с базой данных и выполнение пользовательских транзакций, вызывая необходимость хранения в приложениях дополнительной информации.
• Недостаточная производительность. Многие элементы клиентских Web-программ сложных приложений баз данных построены с использованием интерпретирующих языков. В результате клиентская часть такой базы данных работает медленнее, чем клиентская часть приложения, использующего обычную базу данных. В частности, все HTML-содержимое должно интерпретироваться и отображаться Web-браузером; JavaScript и VBScript – это интерпретируемые языки сценариев, предназначенные для расширения языка HTML некоторыми программными конструкциями; любой Java-аплет компилируется в байт-код, который пересылается по сети, а затем интерпретируется браузером. Для критических по времени выполнения приложений накладные расходы на интерпретацию многочисленных элементов могут оказаться неприемлемыми. Тем не менее, существует достаточно много приложений, для которых скорость их выполнения не так важна.
• Несовершенство инструментов разработки. Разработчики приложений баз данных для среды Web быстро осознали тот факт, что имеющиеся инструменты разработки весьма несовершенны. Еще совсем недавно разработчики Internet-приложений использовали языки программирования первого поколения со средой разработки, незначительно отличающейся от текстового редактора. Это очень серьезный недостаток Internet-программирования остается актуальным и в наши дни. К тому же не накоплен необходимый опыт в области интеграции баз данных в среду Web, сравнимый с опытом работы с традиционными приложениями баз данных, не использующих
  Web-технологий. Однако со временем этот недостаток будет устранен.

Многие перечисленные выше преимущества и недостатки являются временными. Некоторые преимущества когда-нибудь исчезнут (например, язык HTML постепенно становится все более сложным). Исчезнут и некоторые недостатки (например, Web-технологии станут более совершенными и понятными). Это лишь подчеркивает изменчивость той среды, в которой приходится работать при создании приложений баз данных на основе
Web-технологии [12].

1.3. Скриптовый язык программирования PHP

Для интеграции СУБД в среду Web можно использовать язык PHP (Hypertext Preprocessor – «препроцессор гипертекста») – скриптовый язык программирования общего назначения, интенсивно применяемый для разработки Web-приложений. В настоящее время поддерживается подавляющим большинством хостинг-провайдеров и является одним из лидеров среди языков программирования, применяющихся для создания динамических Web-сайтов.

В области программирования для сети Интернет PHP – один из популярных скриптовых языков (наряду с JSP, Perl и языками, используемыми в ASP.NET) благодаря своей простоте, скорости выполнения, богатой функциональности, кроссплатформенности и распространению исходных кодов на основе лицензии PHP.

Основные области, где используется PHP:

• создание скриптов для выполнения на стороне сервера. PHP наиболее широко используется именно таким образом. Все, что вам понадобится, это парсер PHP (в виде программы CGI или серверного модуля), Web-сервер и браузер. Чтобы просматривать результаты выполнения PHP-скриптов в браузере, нужен работающий Web-сервер и установленный PHP;
• создание скриптов для выполнения в командной строке. Можно создать PHP-скрипт, способный запускаться вне зависимости от Web-сервера и браузера. Все, что для этого потребуется – парсер PHP. Такой способ использования PHP идеально подходит для скриптов, которые должны выполняться регулярно, например, с помощью cron (на платформах *nix или Linux) или с помощью планировщика задач (Task Scheduler) на платформах Windows. Эти скрипты также могут быть использованы в задачах простой обработки текстов.

Популярность в области построения Web-сайтов определяется наличием большого набора встроенных средств для разработки Web-приложений. Основные из них:

• автоматическое извлечение POST и GET-параметров, а также переменных окружения Web-сервера в предопределённые массивы;
• взаимодействие с большим количеством различных систем управления базами данных (MySQL, PostgreSQL, Oracle, Microsoft SQL Server, Sybase, ODBC, IBM DB2, dBase, Firebird /InterBase, Paradox File Access и др.);
• автоматизированная отправка HTTP-заголовков;
• работа с HTTP-авторизацией;
• работа с cookies и сессиями;
• работа с локальными и удалёнными файлами, сокетами,
• обработка файлов, загружаемых на сервер.

PHP доступен для большинства операционных систем, включая Linux, многие модификации Unix (такие, как HP-UX, Solaris и OpenBSD), Microsoft Windows, Mac OS X, RISC OS, и многих других. Также в PHP включена поддержка большинства современных Web-серверов, таких, как Apache, Microsoft Internet Information Server, Personal Web Server, серверов Netscape и iPlanet, сервера Oreilly Website Pro, Caudium, Xitami, OmniHTTPd и многих других. Для большинства серверов PHP поставляется в качестве модуля, для других, поддерживающих стандарт CGI, PHP может функционировать в качестве процессора CGI.

В настоящее время PHP используется сотнями тысяч разработчиков. Согласно рейтингу корпорации TIOBE, базирующемся на данных поисковых систем, в апреле 2011 года PHP находился на 5 месте среди языков программирования. К крупнейшим сайтам, использующим PHP, относятся Facebook, ВКонтакте, Wikipedia и др. [12].

1.4. Анализ существующего программного обеспечения

Компания СП.АРМ – это ведущая российская компания, основанная в 1988 году, специализирующаяся на разработке и внедрении информационных систем, создании корпоративных приложений, интеграции программного обеспечения.

В числе приоритетных направлений деятельности компании – разработка, развитие и внедрение информационных систем в медико-социальной сфере [9].

АИС «МСЭ» (Автоматизированная информационная система Медико-социальной экспертизы) компании СП.АРМ создана для поддержки работы федеральной службы МСЭ, формирования необходимой информации в области МСЭ в управляющих структурах государства, для специалистов, работающих с инвалидами и для самих инвалидов.

АИС МСЭ – это единая инфраструктура, обеспечивающая санкционированный доступ ко всем информационным ресурсам по проблемам инвалидности.

АИС «МСЭ» обеспечивает:

• создание и ведение базы данных на прошедших освидетельствование в автоматизированных составах службы МСЭ;
• проверку правильности ввода данных;
• подготовку основных документов в процессе освидетельствования и по его результатам в автоматизированных составах службы МСЭ;
• приглашение на освидетельствование;
• поиск информации по имеющимся признакам;
• выполнение произвольных статистических запросов;
• формирование Актов освидетельствования.

Информация о всех инвалидах, проходящих освидетельствование в составе МСЭ хранится в единой базе данных и доступна на любом рабочем месте специалистов в соответствии с установленным для них уровнем доступа [8].

Программный продукт «Специалист по реабилитации» – является подсистемой автоматизированной информационной системы «Медико-социальная экспертиза и реабилитация инвалидов» («ФРИ АС») и обеспечивает информационную поддержку работы специалиста по реабилитации состава работы бюро МСЭ. В процессе работы на граждан, прошедших освидетельствование в данном бюро, в БД добавляются данные, которые находятся в компетенции специалиста по реабилитации. Введенная информация накапливается в БД и позволяет формировать статистические отчеты.

Система позволяет:

• хранить следующие данные об освидетельствуемом:
• анкетные данные (фамилия, имя, отчество, дата рождения, пол);
• общие сведения (адреса прописки и регистрации, социальные сведения, сведения об образовании, обучении, месте работы, семейном положении, жилищных условиях, источниках дохода);
• данные об инвалидности до освидетельствования в данном бюро МСЭ;
• данные акта освидетельствования;
• данные акта на приобретение транспорта.
• производить просмотр и редактирование данных;
• формировать произвольные запросы по поиску граждан по произвольным параметрам;
• печатать, сформированные по запросам списки;
• формировать и печатать статистические отчеты [8].

1.5. Выводы по главе

Комбинирование технологий World Wide Web и технологий баз данных открывает множество новых возможностей создания все более совершенных приложений баз данных. Благодаря повсеместному распространению Web-технологий, созданные для этой среды приложения обладают глобальной доступностью для пользователей и организаций. Поскольку Web-архитектура была спроектирована как платформенно-независимая, она обладает значительным потенциалом в отношении существенного сокращения расходов на развертывание приложений и обучение персонала.

Непосредственный доступ к базам данных из Web-среды получил наиболее широкое распространение при организации управления
Web-информацией или динамически изменяющимся содержимым Web-сайта. Хранение Web-информации в базе данных может либо заменять, либо дополнять сохранение ее в обычных файловых структурах.

Одна из технологий интеграции СУБД в среду Web – язык PHP (Hypertext Preprocessor – «препроцессор гипертекста») – скриптовый язык программирования общего назначения, интенсивно применяемый для разработки Web-приложений благодаря своей простоте, скорости выполнения, богатой функциональности, кроссплатформенности и распространению исходных кодов на основе лицензии PHP.

 

ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ

2.1. Концептуальное проектирование базы данных

Концептуальное проектирование базы данных – это построение семантической модели предметной области, то есть информационной модели наиболее высокого уровня абстракции. Такая модель создаётся без ориентации на какую-либо конкретную СУБД и модель данных.

Цель концептуального проектирования – создание концептуальной модели данных на основе представлений о предметной области каждого отдельного типа пользователей. Концептуальная модель представляет собой описание основных сущностей (таблиц) и связей между ними без учета принятой модели БД и синтаксиса целевой СУБД.

Концептуальная модель данных включает определение типов сущностей, определение типов связей, определение атрибутов и доменов атрибутов, определение атрибутов, являющихся потенциальными и первичными ключами, предварительное создание диаграммы «сущность-связь».

Сведения о типах сущностей разработанной системы сведены в таблицу 1.

Таблица 1 – Характеристика типов сущностей

 

2.2. Логическое проектирование базы данных

Логическое проектирование базы данных представляет собой процесс конструирования модели информационной структуры организации, выполняемый в соответствии с выбранной схемой организации информации (например, реляционной). Однако создаваемая логическая модель не зависит от особенностей конкретной СУБД и физических условий реализации.

При проектировании базы данных в реляционной СУБД основной целью разработки логической модели данных является создание точного представления данных, связей между ними и требуемых ограничений. Это осуществляется группировкой атрибутов в отношения так, чтобы минимизировать избыточность данных и таким образом сократить объем памяти, необходимый для физического хранения отношений, представленных в виде таблиц.

Сведения об атрибутах сведены в таблицу 2.

Таблица 2 – Атрибуты и домены атрибутов

 

На рисунке 1 представлена логическая структура базы данных.

 

---

Страницы:   1   2