Нахождение кратчайшего пути между городами Минской области

ЧАСТНОЕ Учреждение образования

«КОЛЛЕДЖ БИЗНЕСА И ПРАВА»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Программа автоматизации расчета кратчайшего  расстояния между городами Минской  области

Пояснительная записка

КП Т.992016.401

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил    Н.О. Пархимчик

 

 

 

 

Руководители практики      Н.В. Ржеутская

 

 

 

 

2012

Содержание

1 Объектно-ориентированный анализ и проектирование системы   3

1. Сущность задачи         3
2. Проектирование модели                   5

2 Вычислительная система                    8

2.1 Требования к аппаратным и операционным ресурсам               8

2.2 Инструменты разработки                    8

3 Проектирование задачи                  11

3.1 Требования к приложению                 11

3.2 Концептуальный прототип                 11

3.3 Организация данных                  12

3.4 Функции и элементы управления                12

3.5 Проектирование справочной системы приложения             17

4 Описание программного средства                 19

4.1 Общие сведения                  19

4.2 Функциональное назначение                 19

4.3 Входные данные                  19

4.4 Выходные данные                  19

5 Методика испытаний                          20

5.1 Технические требования                 20

5.2 Порядок проведения испытаний                20

5.2.1 Функциональное тестирование               20

5.2.2 Полное тестирование                 26

6 Применение                    39

6.1 Назначение программы                 39

6.2 Условия применения                  39

6.3 Справочная система                  39

Заключение                    45

Литература                    46

Приложение А                    47

 

 

 

1 Объектно-ориентированный анализ и проектирование системы

1.1 Сущность задачи

Задачей данного проекта  является автоматизация расчета  кратчайшего расстояния между городами Минской области. Программное приложение должно выводить сведения об оптимальном пути маршрута.

В Минской области осуществляется автобусное сообщение между следующими городами:

• Минск;
• Березино;
• Борисов;
• Вилейка;
• Воложин;
• Дзержинск;
• Жодино;
• Клецк; 
• Копыль;
• Крупки;
• Логойск;
• Любань;
• Марьина Горка;
• Молодечно;
• Мядель; 
• Нарочь;
• Несвиж;
• Плещеницы;
• Пуховичи;
• Слуцк;
• Смолевичи;
• Солигорск;
• Ст. Дороги;
• Столбцы;
• Узда;
• Червень.

Исходя из исследования предметной области, основной задачей, подлежащей автоматизации, будут являться нахождение кратчайшего расстояние между городами, для которых существует автобусное сообщение.

В настоящее время существуют аналогичные программы, такие как: «MinskCityInfo». Однако в данной программе возможно нахождение кратчайшего пути только в пределах города Минска. Разрабатываемый же продукт, будет оптимизировать расстояния между городами Минской области.

«MinskCityInfo» обладает рядом достоинств. С помощью данной программы, можно узнавать номера и виды транспортных средств наиболее подходящих для прохождения из начальной выбранной точки в пункт назначения. Но все-таки основная функция этого приложения – карта Минска.

Однако в «MinskCityInfo» возможно нахождение кратчайшего пути только в пределах города Минска. Разрабатываемый же продукт, будет оптимизировать расстояния между городами Минской области.

Учитывая достоинства  и недостатки конкурирующего проекта, можно сказать, что разработка программы, решающей подобную задачу, будет достаточно востребована для пользователей, нуждающихся  в информации о необходимом им маршруте.

1.2 Проектирование модели

Цель моделирования данных состоит в обеспечении разработчика информационной системы концептуальной схемой базы данных в форме одной  модели или нескольких локальных  моделей, которые относительно легко  могут быть отображены в любую  систему баз данных.

Наиболее распространенным средством моделирования данных являются диаграммы «сущность-связь» (ERD). С их помощью определяются важные для предметной области объекты (сущности), их свойства (атрибуты) и отношения друг с другом (связи). ERD непосредственно используются для проектирования реляционных баз данных. Нотация ERD была впервые введена П. Ченном и получила дальнейшее развитие в работах Баркера. Диаграмма «сущность-связь» представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Диаграмма  «сущность-связь»

Исходя из исследования предметной области, можно выделить следующие  сущности разработки: пользователь, место  отправления, пункт назначения, список городов .

Для сущности «Место отправления» можно выделить следующие атрибуты:

• название;
• расстояние от ближайших городов.

Для сущности «Пункт назначения»  атрибутами будут являться:

• название;
• расстояние от ближайших городов.

Для сущностей «Пользователь» и «Список городов» явных атрибутов  выделить нельзя.

Суть диаграммы вариантов  использования состоит в том, что проектируемая система представляется в виде множества сущностей или  актёров, взаимодействующих с системой с помощью, так называемых, вариантов  использования.

Варианты использования  описывают не только взаимодействия между пользователями и сущностью, но также реакции сущности на получение  отдельных сообщений от пользователей  и восприятие этих сообщений за пределами  сущности. Варианты использования могут  включать в себя описание особенностей способов реализации сервиса и различных  исключительных ситуаций, таких как  корректная обработка ошибок системы. Множество вариантов использования  в целом должно определять все  возможные стороны ожидаемого поведения  системы.

Актёр представляет собой  внешнюю по отношению к моделируемой системе сущность, которая взаимодействует  с системой и использует её функциональные возможности для достижения определённых целей или решения частных  задач. При этом актёры служат для  обозначения согласованного множества  ролей, которые могут играть пользователи в процессе взаимодействия с проектируемой  системой. Каждый актёр может рассматриваться  как некоторая отдельная роль относительно конкретного варианта использования.

Диаграмма вариантов использования  представлена в графической части на листе 1.

Данный программный продукт  имеет следующие основные функции:

• сохранить данные об оптимальном маршруте в файл;
• работа со списком населенных пунктов, который включает в себя поиск населенного пункта по названию и сортировку списка населенных пунктов по различным критериям;
• выбор населенных пунктов, который включает в себя выбор места отправления и выбор места назначения;
• оптимизация маршрута, которая включает в себя получение данных об оптимальном маршруте и получение данных об альтернативном маршруте. 

К вспомогательным функциям, расширяющим возможности системы  относятся следующие функции:

• перечень городов, для которых существует автобусное сообщение;
• расстояние между городами.

Диаграмма классов служит для представления статической  структуры модели системы в терминологии классов объектно-ориентированного программирования. Диаграмма классов  может отражать, в частности, различные  взаимосвязи между отдельными сущностями предметной области, такими как объекты  и подсистемы, а также описывает  их внутреннюю структуру и типы отношений. На данной диаграмме не указывается  информация о временных аспектах функционирования системы. С этой точки  зрения диаграмма классов является дальнейшим развитием концептуальной модели проектируемой системы.

Диаграмма классов для проектируемой  системы представлена в графической  части на листе 2.

При моделировании  поведения проектируемой или  анализируемой системы возникает  необходимость детализировать особенности  алгоритмической и логической реализации выполняемых системой операций. Для  моделирования процесса выполнения операций в языке UML используются так называемые диаграммы деятельности. Каждое состояние на диаграмме деятельности соответствует выполнению некоторой элементарной операции, переход в следующее состояние срабатывает только при завершении этой операции. Графически диаграмма деятельности представляется в форме графа, вершинами которого являются состояния действия, а дугами - переходы от одного состояния действия к другому.

Основная  цель использования диаграмм деятельности - визуализация особенностей реализации операций классов, когда необходимо представить алгоритмы их выполнения.

Диаграмма деятельности для функций программы  представлена в графической части  на листинге 3.

Для моделирования  взаимодействия объектов в UML используются соответствующие диаграммы взаимодействия. Если рассматривать взаимодействия объектов во времени, тогда для представления временных особенностей передачи и приема сообщений между объектами используется диаграмма последовательности.

Временной аспект поведения имеет существенное значение при моделировании синхронных процессов, описывающих взаимодействия объектов. Именно для этой цели и  используются диаграммы последовательности, в которых ключевым моментом является динамика взаимодействия объектов во времени. При этом диаграмма последовательности имеет как бы два измерения: одно - слева направо в виде вертикальных линий, каждая из которых изображает линию жизни отдельного объекта, участвующего во взаимодействии; второе - вертикальная временная ось, направленная сверху вниз, на которой начальному моменту времени соответствует  самая верхняя часть диаграммы.

Диаграмма последовательности для проектируемой  системы представлена в графической  части на листе 4.

Рассмотренные ранее диаграммы отражали концептуальные аспекты построения модели системы  и относились к логическому уровню представления. Особенность логического  представления заключается в  том, что оно оперирует понятиями, которые не имеют самостоятельного материального воплощения. Другими  словами, различные элементы логического  представления, такие как классы, ассоциации, состояния, сообщения, не существуют материально или физически. Они  лишь отражают наше понимание структуры  физической системы или аспекты  ее поведения.

Основное  назначение логического представления  состоит в анализе структурных  и функциональных отношений между  элементами модели системы. Однако для  создания конкретной физической системы  необходимо некоторым образом реализовать  все элементы логического представления  в конкретные материальные сущности. Для описания таких реальных сущностей  предназначен другой аспект модельного представления, а именно физическое представление модели.

Диаграмма компонентов описывает объекты  реального мира - компоненты программного обеспечения. Эта диаграмма позволяет  определить архитектуру разрабатываемой  системы, установив зависимости  между программными компонентами.

Вид диаграммы компонентов для  данной проектируемой системы представлен  в графической части на листе 5. 

2 Вычислительная система

2.1 Требования к аппаратным и операционным ресурсам

Минимальные системные требования для данного приложения представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Минимальные системные требования

Элементы конфигурации	Описание характеристик
Процессор	Тактовая частота 1GHz
Оперативная память	Объём 256 mb
Видео адаптер	Объём памяти 16 mb
Дисковое пространство	Объём 100 mb
Клавиатура	Совместимая с персональным компьютером
Мышь	Совместимая с персональным компьютером
Монитор	Диагональ 15"
Операционная система	Windows XP Service Pack 2

 

2.2 Инструменты разработки

Программное приложение будет  функционировать под управлением  операционной системы Windows 7 SP1. Данная операционная система является оптимальным решением для предприятия любого размера. Данная версия операционной системы Windows сочетает в себе преимущества Windows 2000 Professional (например, средства безопасности, управляемость и надежность) с лучшими качествами Windows 98 и Windows ME (поддержка Plug&Play, простой пользовательский интерфейс и передовые службы поддержки). Это делает Windows XP Professional наиболее подходящей операционной системой для настольных компьютеров, применяемых в корпоративной среде. Независимо от того, где устанавливается Windows XP Professional – на одном компьютере или в масштабе локальной сети, – эта система повышает вычислительные возможности предприятия, одновременно сокращая совокупную стоимость программного обеспечения всех настольных компьютеров.