Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации» » СУБД

Программный продукт получения метеорологических данных во всех населенных пунктах Республики Башкортостан

Малышев Александр Владиславович — Mon, 08 Feb 2021 08:05:28 +0000

Ни для кого не секрет, что метеорологические явления сильно влияют на всю планету, в том числе и на Республику Башкортостан. Плохая видимость, облачность, сильный ветер, гололед и большое отложение изморози, метель, ливень при большом количестве осадков за час, дождь при суточной сумме осадков — все это может оказаться опасным, если не принимать специальные меры для предотвращения серьезного ущерба в тех или иных отраслях. Технический прогресс и, особенно, современный этап развития компьютерного прогнозирования и моделирования существенно преобразили эту сферу. Мы можем прогнозировать различные явления достаточно точно, но мы не защищены от ошибок в расчетах, которые часто встречаются. Изменчивый климат и несовершенные методы расчета требуют дальнейшего тщательного изучения.
Для того, чтобы можно было следить за изменчивостью климата нам нужно иметь актуальные метеорологические данные в базах данных. Они должны быть в структурированном виде, чтобы впоследствии мы имели возможность обрабатывать их.
Есть несколько способов получения метеорологических данных. Первый способ — платить коммерческим компаниям, которые специализируются на этом. Множество компаний собирает данные с метеостанций, рассчитывает по ним погоду во всех населенных пунктах и затем может предложить эти данные потребителям. Многие веб-сайты предоставляют текущую погоду и недалекий прогноз в свободном доступе. Однако мы не можем проводить какие-либо расчеты по ним, а данные в структурированном виде, пригодные для работы предлагаются такими компаниями за деньги. Информация по более чем 4 тысячам населенных пунктов будет стоить довольно много.
Второй способ получить метеорологические данные в структурированном виде — обратиться на специальный сайт OpenWeather. Он предоставляет данные пригодные для дальнейшей работы с ними, но в бесплатном тарифе у нас есть множество ограничений, такие как 60 запросов в минуту и 1000 вызовов API в день. Что нас не очень устраивает.
Третий способ, который и был выбран — разработка собственного программного продукта, который будет получать данные из свободных источников, сохранять в базу данных в структурированном виде, и в дальнейшем предоставлять возможность обрабатывать их.
Был найден источник, который предоставляет в сети Интернет метеорологические данные на сегодня и прогноз на 5 дней вперед, который периодически корректируется. С него мы можем получить множество параметров, такие как температура, облачность, осадки, давление, влажность, скорость и направление ветра. Их нам вполне достаточно для проведения дальнейших расчетов.
Далее нужно было определиться с системой управления базой данных (СУБД). Были рассмотрены следующие актуальные СУБД: Microsoft SQL, MySQL и PostgreSQL. Остановился я на PostgreSQL из-за быстрого развития в последние года, хорошего сообщества пользователей и поддержки таких примитивов как точки, линии и полигоны, что может нам очень пригодиться в дальнейшем развитии программного продукта.
Язык программирования для серверной части программного продукта был выбран Java. Это объектно-ориентированный язык программирования, который является простым, быстрым, надежным и безопасным. Хоть он был разработан достаточно давно, он до сих пор актуален и многие компании продолжают использовать его для своих разработок.
На данном этапе развития данного программного продукта, мы можем получать метеорологические данные по всем населенным пунктам Республики Башкортостан, а также буферной зоны из соседних регионов для более точных расчетов. Всего 4063 населенных пункта и все метеорологические данные на 5 дней вперед мы получаем менее чем за 10 минут. Информация обновляется 4 раза в сутки и программный продукт настроен на получение этой информации спустя час после каждого обновления, тем самым, не создавая нагрузки на сервера источника. Таким образом, мы получаем самую актуальную информацию и сохраняем ее в структурированном виде в базе данных. Также программный продукт настроен на использование этих данных для последующих расчетов. Написано несколько функций, которые обращаются к базе данных для получения нужной информации.
Программный продукт находится в стадии развития и в дальнейшем планируется написание различных методов анализа, обработки данных и прогнозирования. Один из планируемых методов — это наблюдение за солнечным излучением. По имеющимся данным, будет рассчитываться инсоляция в каждом населенном пункте, с учетом погодных условий. Можно будет наблюдать за статистикой и тенденциями, и на их основе проводить расчеты по целесообразности использования солнечного излучения в качестве экологического источника энергии. Методы будут вызываться через собственный веб-сайт, который будет быстро и наглядно предоставлять нужную информацию для пользователя.

Аппаратно-программное обеспечение ГИС для мониторинга вариаций магнитного поля промышленной частоты

myxomopx — Tue, 09 Feb 2021 17:48:52 +0000

Как известно, основным фактором влияния систем электропередач на человека является создаваемое этими системами электромагнитное поле промышленной частоты (50 гц, ЭМП ПЧ). Источников у такого поля множество: высоковольтные подстанции, воздушные линии электропередач, транспорт, связанный с высоковольтным током, бытовая техника и другие устройства, связанные с потреблением электричества.

На сегодняшний день существует ряд нормативов, регулирующих показатели характеристик электромагнитного поля, принятых в целях уменьшения воздействия ЭМП ПЧ на человека. В Российской Федерации также был введен предельно допустимый уровень (согласно нормативу СанПиН), который составляет 5 мкТл в помещениях и 10 мкТл на селитебных территориях (что превышает в 17 раз рекомендации ВОЗ и МАИР).

При сегодняшней тенденции расширения селитебных территорий, жилые дома все чаще оказываются вблизи мощных источников ЭМП ПЧ, и задача измерения и анализа характеристик магнитного поля становится более актуальной, чем ранее.

Наиболее наглядным вариантом представления данных, как я думаю, будет представление их в виде изолиний на карте, с возможностью переключения временных интервалов. Для этого необходимо разработать ГИС, состояющую из следующих компонентов: мобильное приложение, измеряющее магнитное поле и отправляющее данные на сервер, сам сервер, занимающийся хранением данных об ЭМП ПЧ и обрабатывающий их, веб-клиент – клиентская часть, отображающая карту и данные на ней, которые получает с сервера.

Для создания ГИС для мониторинга вариаций магнитного поля промышленной частоты необходимо было определиться с тем, какое аппаратное оборудование и какой набор программных средств подойдет наилучшим образом. Выбор аппаратного обеспечение основывался на следующих критериях: для серверной части необходим компьютер, который бы обязательно имел доступ к сети Интернет, а так же мог обрабатывать более 100 HTTP-запросов единовременно. Выбор операционной системы Windows определил тот фактор, что эта ОС наиболее знакома в использовании, что позволит сократить время разработки, т.к. не требуется предварительное знакомство с ОС, а также система хорошо распространена, что позволит перенести программное обеспечение на другое устройство без возникновения проблем.

Для клиентского оборудования, связанного с измерениями был нужно было выбрать устройство, которое было бы наиболее распространено, а также имело встроенный магнитометр с частотой измерений 100 Гц или выше, т.е. любой современный телефон. Так как он есть практически у всех, это позволит сильно увеличить количество измерений, а значит повысить качество мониторинга. Также были рассмотрены устройства с ОС Android и iOS, и выбран Android из-за большей распространенности и легкости в разработке, а также отсутствия необходимости получение лицензии на размещение приложения в маркете приложений.

При выборе языка программирования и программных средств для реализации было проведено сравнение между следующими программными средствами: Nginx, Apache tomcat, NodeJS (с библиотекой ExpressJS). Nginx обладает наибольшим быстродействием из всех трех, однако имеет большую сложность настройки и поддержки работы. Также основным языком программирования для Nginx является PHP. Этот язык программирования уже устаревает и более сложен в изучении, чем Java или JavaScript. Appache tomcat поддерживает написание серверных приложений на языке Java, однако настройка и разработка приложений занимает больше времени, чем на серверного приложения на NodeJS, а по производительности они почти идентичны. Был выбран NodeJS (с библиотекой ExpressJS) из-за меньшего требуемого времени на разработку приложения и наибольшей легкости в будущей поддержке.

В качестве СУБД были рассмотрены MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL. PostgreSQL был выбран из-за ряда достоинств: поддержка ГИС примитивов (точки, линии и полигоны) в отличие от других СУБД; весьма быстрое развитие самой СУБД и постоянное повышение производительности в последние 10 лет; обширное и растущее сообщество, позволяющее найти готовое решение задачи и решить возникший вопрос; возможность работы на разных операционных системах (Windows, FreeBSD, Linux, MacOS).

После проведения оценки различных устройств и программных компонентов были выбраны наиболее подходящий программные и аппаратные средства для разработки ГИС.

Исследование эффективности использования метода нисходящей денормализации с целью устранения хэш-соединения отношений

Левицкий Андрей Александрович — Fri, 21 May 2021 06:20:17 +0000

Извините, данная статья доступна только на языке: English.

Разработка сайта для мебельного магазина

Салихова Регина Салаватовна — Sun, 30 Jun 2024 12:04:12 +0000

Научный руководитель: Вильданов Алмаз Нафкатович
к.ф.-м.н., Уфимский университет науки и технологий, Нефтекамский филиал

Информационные системы, работающие с MySQL по-прежнему актуальны и широко используются. MySQL предоставляет надежное и масштабируемое решение для хранения данных, что делает его популярным выбором для веб-разработчиков [1]. Многие современные веб-приложения, включая интернет-магазины и корпоративные системы, продолжают использовать MySQL благодаря его производительности, безопасности и поддержке сообщества.

При разработке информационной системы, которая функционирует в Web, первым делом необходимо выбрать хостинг. Хостинг сайтов – это онлайн услуга, которая позволяет публиковать веб-сайт или веб-приложение в интернете. Когда пользователь подписывается на услугу хостинга, он обычно арендует пространство на сервере, на котором он может хранить все файлы и данные, необходимые для правильного функционирования сайта.

Сервер – это физический компьютер, который работает без перерывов, чтобы сайт был доступен всё время для тех, кто хочет его посетить. Хостинг отвечает за поддержание работы сервера, защиту его от вредоносных атак и передачу контента (текста, изображений, файлов) с сервера в браузеры посетителей.

В качестве примера был выбран сайт для хостинга https://www.hostland.ru. Для начала необходимо пройти стандартную процедуру регистрации. Данный хостинг-провайдер предоставляет месяц бесплатного пробного периода и различные тарифы (рисунок 1).

Рисунок 1. Тарифы.

Создание пользователя и базы данных проходит на вкладке MySQL. Также необходимо привязать пользователя к ней.

Для дальнейшей работы переходим в phpMyAdmin. PhpMyAdmin – это веб-интерфейс для администрирования системы управления баз данных MySQL. PhpMyAdmin позволяет через браузер осуществлять администрирование сервера MySQL, запускать команды SQL и просматривать содержимое таблиц и баз данных [2].

Для разработки базы данных мебельного магазина сначала необходимо продумать структуру будущей базы данных. Это включает в себя определение таблиц, их полей и связей между ними. Рассмотрим пример структуры базы данных мебельного магазина.

1. Таблица “furniture”:

• furniture_id (INT, PRIMARY KEY): уникальный идентификатор мебели.

• name (VARCHAR(255), NOT NULL): название мебели.

• category_id (INT): идентификатор категории мебели, связанный с таблицей “furniture_categories”.

• material (ENUM(‘Дерево’, ‘Металл’, ‘Пластик’, ‘Стекло’, ‘Другой’)): материал, из которого изготовлена мебель.

• manufacturing_date (DATE): дата производства мебели.

• description (TEXT): описание мебели.

• price (INT): цена мебели.

2. Таблица “furniture_categories”:

• category_id (INT, PRIMARY KEY): уникальный идентификатор категории мебели.

• category_name (VARCHAR(255), NOT NULL): название категории мебели.

• parent_category_id (INT): идентификатор родительской категории мебели (если применимо).

Следующим шагом будет переход в базу данных и создание необходимых таблиц. Важным моментом является то, что первое поле должно быть ключевым и автоинкрементным (рисунок 2).

Рисунок 2. Создание таблицы.

Для заполнения таблиц данными нужно перейти на вкладку «Вставить» (рисунок 3).

Рисунок 3. Заполнение таблицы данными.

Далее создаем скрипт для подключения к базе данных из веб-приложения. Для работы с базой данных потребуется веб-интерфейс с разграничением доступа. Подойдет простейшее веб-приложение.

Переходим на сайт Hostland, далее заходим в файловый менеджер. Переходим в папку с именем пользователя/htdocs/www/connection. Для создания простейшего веб-приложения в папке connection необходимо создать файл data.php для подключения к базе данных, где будет объект data класса PDO (рисунок 4). PDO (PHP Data Objects) — это расширение для работы с базами данных в PHP. Основное преимущество использования PDO заключается в том, что оно позволяет писать код, который будет работать с разными базами данных без необходимости вносить изменения в сам код. Это особенно полезно, если вы планируете миграцию с одной системы управления базами(СУБД) данных на другую или хотите поддерживать несколько СУБД одновременно.

Рисунок 4. Код для подключения к базе данных.

Также для первичного вывода данных необходимо создать файл index.php в папке www. В этом файле мы подключаем файл data.php с помощью include_once и выводим данные таблицы на экран (рисунок 5).

Рисунок 5. Код для вывода таблицы на экран.

Для создания формы поиска потребуется создание нового файла index2.php (рисунок 6). В нем добавляется предложение WHERE, которое указывает, что оператор SQL Data Manipulation Language (DML) должен затрагивать только строки, соответствующие указанным критериям [3].

Рисунок 6. Код для создания формы поиска по столбцу name.

Создание поисковой формы на сайте мебельного магазина сделает использование сайта более удобным и эффективным. Форма поиска позволит посетителям легко найти нужные товары, что улучшит их взаимодействие с сайтом.

Регистрация пользователей на сайте

Салихова Регина Салаватовна — Tue, 02 Jul 2024 14:54:01 +0000

Научный руководитель: Вильданов Алмаз Нафкатович
к.ф.-м.н., Уфимский университет науки и технологий, Нефтекамский филиал

Нередко на сайте встречается кнопка регистрации пользователя. Для того, чтобы и на нашем сайте была подобная функция, создадим файл на PHP.

PHP – это скриптовый язык программирования с открытым исходным кодом. Изначально он создавался для разработки веб-приложений, но в процессе обновлений стал языком общего назначения.

Данный пример будет рассматриваться на хостинге Hostland с использованием phpMyAdmin. PhpMyAdmin — это специальная утилита, написанная на PHP, которая реализует графический интерфейс для управления базами данных MySQL через браузер [2].

На главной странице уже существующего сайта добавляем кнопку «Регистрация» и создаем файл reg.php.

Подключаем нашу таблицу к данному файлу с помощью include_once (рисунок 1).

Рисунок 1. Подключение таблицы к файлу.

Для запроса будем использовать метод POST. Метод POST в PHP передаёт информацию через HTTP-заголовки [3]. Создаем два поля с подписями «Имя пользователя» и «Пароль» (рисунок 2).

Рисунок 2. Создание полей регистрации.

Также создадим дополнительный вопрос с выпадающим списком. Например, любимое домашнее животное (рисунок 3).

Рисунок 3. Создание вопроса с выпадающим списком.

Далее необходимо создать кнопку «Зарегистрироваться» и перейти в phpMyAdmin. Создаем таблицу login, куда и будут записываться данные (рисунок 4).

Рисунок 4. Таблица для записи зарегистрированных пользователей.

Также добавим проверку. В случае, если пользователь с данным именем уже существует в таблице, на экран будет выводиться надпись «такой пользователь уже есть» (рисунки 5,6).

Рисунок 5. Код для проверки.

Рисунок 6. Пример работы кода для проверки.

Если же пользователя с введенным именем не будет в таблице, данные сохранятся в login и пользователь будет перенаправлен на главную страницу (рисунок 7).

Рисунок 7. Код для сохранения данных в таблице.

Все зарегистрированные пользователи будут видны в phpMyAdmin в таблице login (рисунок 8).

Рисунок 8. Таблица с зарегистрированными пользователями.

Авторизацию и регистрацию на сайтах можно использовать для защиты конфиденциальности пользователей, создания профилей пользователей, управления доступом к функциям и контенту, улучшения пользовательского опыта, анализа данных и т.п.