Перечень принятых сокращений
АРМ – автоматизированное рабочее место;
АСУ – автоматизированная система управления;
ВКО – воздушно-космическая оборона;
ИСР – интегрированная среда разработки;
КИТ – компьютерные информационные технологии;
КП – командный пункт;
КСА – комплекс средств автоматизации;
КСО – компьютерные средства обучения;
ЛБР – лицо (лица) боевого расчета;
ЛВС – локальная вычислительная сеть;
МСВС – мобильная система вооруженных сил;
НЖМД – накопитель на жестких магнитных дисках;
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство;
ОС – операционная система;
ПС – программные средства;
ППП – пакет прикладных программ;
ПЭВМ – персональная электронно-вычислительная машина;
ПСПИ – программная система представления информации.
Введение
Успешное решение боевых задач, стоящих в современных условиях перед воинскими формированиями ВВС, во многом зависит не только от качества вооружения и военной техники и разработанных принципов и методов управления войсками, но и от оперативности и достоверности оценки поступающей информации.
Поступающая информация от различных источников (в большей степени от автоматизированных средств) представлена в цифровом виде, который необходимо перевести в более наглядный и информативный.
Анализ научных трудов и публикаций, посвященных поиску путей повышения эффективности восприятия и оперативной оценки поступающих данных, выявил в качестве одного из основных направлений решения обозначенной выше проблемы – внедрение в процесс боевой подготовки и учебный процесс программных средств построения трехмерных изображений данных из симметричных матричных форм.
В настоящее время существует малое количество ПСПИ. ПСПИ разрабатываются как в виде отдельных программных, так и в виде подсистем встроенных в системы проектирования. Многие из них, по заявлениям разработчиков, являются универсальными, однако ряд факторов, прежде всего программно-технического и экономического характера, не позволяют применить их для использования в ВВС. Возникает необходимость поиска нового решения, что обуславливает актуальность настоящей работы.
Цель проекта: разработать программную систему, обеспечивающую отображение и сравнение в трехмерном пространстве исходных данных из двух матричных форм.
Для достижения целевой установки в ходе работы решалась задача разработки ПС построения и сравнения трехмерных изображений по данным из двух матричных форм, интегрирующей в себе требуемые возможности аналогов и обеспечивающей получение решения за меньшее время при ограничениях на затраты.
В связи с этим была создана программа, в основу которой была взята раннее разработанная аналогичная программа. В нее внесены дополнения в виде добавления функции загрузки второй поверхности и функции сравнения поверхности образца с поверхностью с измененным рельефом. Так же появилась возможность изменения значений вершин матричной формы и сохранения этих изменений в текстовый файл.
Дипломный проект состоит из введения, 3 разделов и заключения.
В первом разделе проанализирован существующий подход к возможности отображения входной информации и определен путь повышения оперативности и достоверности. Проведен анализ возможности применения современных ПСПИ для вывода графической информации. Выделены их достоинства и недостатки. Определены факторы, препятствующих их применению. Выбран альтернативный вариант разработки. Определены требования, предъявляемые к ПСПИ, поставлена задача на их разработку.
Во втором разделе определены подходы к реализации функций ПСПИ, приведена их структура. Произведен выбор общего программного обеспечения и средств разработки. Разработана ПС построения трехмерного изображения из симметричных матричных форм.
В третьем разделе освещены вопросы особенностей эксплуатации и порядка работы с ПСПИ, проведена оценка эксплуатационно-технических характеристик, рассчитана экономическая эффективность.
1. Общесистемный раздел
1.1 Анализ существующего подхода к построению трехмерного изображения данных из симметричных матричных форм и определение путей повышения уровня специализации на задаче
1.1.1 Анализ существующего подхода к построению трехмерного изображения данных из симметричных матричных форм
Поступающая информация от различных источников (в большей степени от автоматизированных средств) представлена в цифровом виде, который необходимо перевести в более наглядный и информативный.
Процедура оценки поступающей информации является одним из основных элементов боевой подготовки ЛБР. В настоящее время в специализированных учебных центрах ВВС и на КП бригад ВКО оценка поступающей информации осуществляется посредством выводов графиков и таблиц.
Под выводом графиков и таблиц понимается ручной или автоматизированный пересчет поступающей информации для последующего вывода в удобочитаемом табличном виде либо в виде графиков.
Данный подход требует значительное усилие от ЛБР и затрату времени. Следовательно, данный процесс необходимо автоматизировать.
1.1.2 Определение путей повышения достоверности оценки информации
Существующий в настоящее время подход к представлению цифровой информации в графическом виде и табличной форме обладает низкой достоверностью получаемых результатов. Это обусловлено сложностью оценки информации из табличного вида и ограниченностью наглядности плоскостных графиков.
Исходя из этого, разработка и внедрение трехмерного представления информации, может выступить в качестве пути повышения достоверности оценки информации.
1.2 Анализ возможности применения современных ПСПИ для оценки поступающей информации
В отличие от традиционных способов представления, трехмерное обладает рядом преимуществ, позволяющих:
а) значительно сократить время, необходимое на обработку поступающей информации;
б) автоматизировать процесс представления;
в) повысить достоверность результата анализа графического представления информации.
Данные преимущества достигаются за счет применения трехмерного представления данных и реализации в различных программных средствах представления информации (ПСПИ).
Вместе с тем, конкретных программных решений промышленного производства, официально разрешенных для применения в настоящее время нет (тестирование проводится бланковым способом). Однако эту задачу можно рассматривать как частный случай автоматизированного представления данных, предполагающий использование специализированных программных средств представления изображения (ПСПИ).
Исходя из этого, необходимо рассмотреть существующие ПСПИ и проанализировать возможности их применения.
На данный момент существует небольшое количество ПСПИ, представленных как в виде подсистем в составе различных автоматизированных систем (АС), так и в виде автономных решений. Практически все они сильно ограничены для представления оперативной информации в силу следующих факторов:
а) функциональный фактор – ограниченные возможности по реализации функции автоматизированного представления данных;
б) программно-технический фактор – закрытые исходные коды программных продуктов не допускающие их внедрение в состав автоматизированных систем военного назначения;
в) технологический фактор – сложность в освоении и применении ПП;
г) экономический фактор – высокая стоимость ПП.
Вопросами создания ПСПИ в настоящее время занимаются как различные учебные заведения, коммерческие организации, так и отдельные программисты. Учитывая экономический фактор, для анализа существующих ПСПИ будем использовать только свободно-распространяемые (бесплатные или условно-бесплатные) решения. По причине того, что признанных лидеров среди программ такого класса нет, рассмотрим наиболее распространенные и цитируемые из них:
а) 3DMax;
б) Graphs (Sulaco);
в) Viewer (Колташов О.В.);
г) Uni3D (Товпенец Д.И.).
Приведем краткое описание функциональных возможностей и выделим достоинства и недостатки, присущие данным ПСПИ:
3DMax
Программа предназначена для создания трехмерных объектов также возможно отображение по входным матрицам.
Достоинства:
а) простой и понятный пользовательский интерфейс;
б) профессиональная программа с богатым набором инструментов.
Недостатки:
а) функциональная ограниченность работы с входными матрицами;
б) большие системные требования;
в) закрытый код программы.
Graphs
Данная программа является функционально-мощным средством автоматизированного представления трехмерного изображения, но имеет определенные недостатки.
Достоинства:
а) более специализированная на выводе из исходных матриц;
б) просмотр и печать результатов тестирования.
В качестве недостатка следует отметить существенные недоработки пользовательского интерфейса, закрытый код.
Viewer
Данный комплекс более специализирован на математических формулах, но так же имеется функция отображения из матриц.
Достоинства:
а) открытый код программы;
б) среда разработки BorlandDelphi 7.0.
Недостатки:
а) длительная обработка данных;
б) большие системные требования;
в) плохо продуманный пользовательский интерфейс.
Uni3D
Программа обладает удобным пользовательским интерфейсом. Однако минимальная функциональность и отсутствие контроля входных данных, не дают возможность говорить о логической завершенности.
Достоинства:
удобный интерфейс в большинстве модулей комплекса.
Недостатки:
а) отсутствует контроль корректности входных данных;
б) возникают периодические сбои работы программы.
Сравнительная характеристика функциональных возможностей рассматриваемых ПСКТ представлена в таблице 1.1
Таблица 1.1 – Сравнительная характеристика функциональных возможностей программных средств компьютерного тестирования