Разработка программы для проектирования и производства автопокрышек

   Летние автошины должны работать не только в сухую погоду, но и в дождливую. Поэтому их протектор сформирован таким образом, чтобы вода, которая окажется под колесом в месте контакта, быстро отводилась в сторону. Для этого рисунок протектора шин имеет усиленные продольные канавки и мелкие поперечные.

   На протекторе летних автошин можно четко увидеть специальные скругления в виде углублений, расположенные от центральной части к боковинам автопокрышки. Они и служат для эффективного удаления влаги при движении автомобильного колеса.

   Летние автошины с таким протектором требуют правильной установки по стрелкам на боковинах, обозначающих направление основного движения. В противном случае, эффективность их эксплуатации и безопасность снизятся. Летние шины являются специализированными, поэтому обеспечивают надежное сцепление с дорожным полотном, высокую скорость движения и максимальный пробег шин. Однако для эксплуатации в зимних условиях или по грунтовых дорогам мало пригодны.

   Рисунок протектора зимних автошин сконструирован иначе, чем летних, потому что он должен выполнять другую задачу. Она заключается в обеспечении хорошего сцепления автомобильного колеса с обледенелой или заснеженной дорогой. Для этого протектор шин снабжен крупными шашками, формирующими поперечные и продольные канавки достаточной глубины. Шашки зимних автошин имеют сложный рельефный рисунок основной и боковых поверхностей, а также разветвленный микрорисунок. Это сделано с целью повышения проходимости как на укатанном снеге, так и на снежной каше.

   Зимние автошины также являются специализированными и эксплуатировать их в летних условиях не целесообразно. Однако в зонах, где отрицательная температура часто переходит в положительную, допускается эксплуатация зимних автошин до +10 градусов.

   При движении в гололед протекторы многих импортных шин снабжаются специальными шипами, служащими для улучшения сцепления с дорогой. Такая шипованная резина на много увеличивает безопасность движения автомобиля. Конструкция шипов и посадочных гнезд с фиксирующим соединением на шипованной резине позволяет быстро их монтировать и демонтировать в соответствии с погодными условиями.

   Маркировка шин для зимнего сезона обычно имеет вид, например, слов «Snow», «Mud», «Mud+Snow» или может быть сокращена до индексов M+S, что значит «грязь и снег». Эти шины также имеют протектор, сконструированный для однонаправленного движения. Поэтому при монтаже автомобильных колес с зимними автошинами, следует правильно их сориентировать.

   Если эксплуатировать зимние шины по дорогам без снега и при значительной положительной температуре, то это приведет к преждевременному их износу. Поэтому для них в целом пробег шин на 30-50% меньше, чем у летних автошин. Ездить на шипованной резине по голому покрытию вообще не рекомендуется и часто запрещается, так как это выводит из строя не только автопокрышки, но и дорожное полотно.

   Всесезонные автомобильные колеса имеют универсальные шины, которые рассчитаны на эксплуатацию при любых погодных условиях. Разработчики создали для них такой протектор шин, который может нормально работать при любом состоянии дороги. В рисунке протектора различимы крупные элементы, которые способствуют хорошему сцеплению колеса на укатанном или рыхлом снеге, и более мелкие узоры, канавки и перегородки, служащие для бесперебойного движения по сухому или мокрому теплому асфальту.

   Всесезонные шины способны удовлетворительно вести себя как при низких, так и при высоких температурах. Состав резиновой смеси, используемый при изготовлении этих шин, не позволяет автопокрышке быть слишком твердой на морозе и слишком мягкой в теплую погоду.

   Однако универсальные шины склонны к более быстрому износу, чем зимние или летние автошины. Если на авторезине имеется обозначение в виде снежинки и капли или стоит надпись «All weathe» или «All season» (всепогодные или всесезонные), то такая маркировка шин принадлежит универсальным автопокрышкам.

При проектировании автопокрышек разработчику приходится оперировать большим количеством данных. Для облегчения этой работы была начата разработка программы, облегчающий этот труд. Программа будет представлять собой базу данных.

   Теория баз данных — сравнительно молодая область знаний. Возраст ее составляет немногим более 30 лет. Однако изменился ритм времени, оно уже не бежит, а летит, и мы вынуждены подчиняться ему во всем. И действительно, современный мир информационных технологий трудно представить себе без использования баз данных. Практически все системы в той или иной степени связаны с функциями долговременного хранения и обработки информации.

   Фактически информация становится фактором, определяющим эффективность любой сферы деятельности. Увеличились информационные потоки и повысились требования к скорости обработки данных, и теперь уже большинство операций не может быть выполнено вручную, они требуют применения наиболее перспективных компьютерных технологий. Любые административные решения требуют четкой и точной оценки текущей ситуации и возможных перспектив ее изменения. И если раньше в оценке ситуации участвовало несколько десятков факторов, которые могли быть вычислены вручную, то теперь таких факторов сотни и сотни тысяч, и ситуация меняется не в течение года, а через несколько минут, а обоснованность принимаемых решений требуется большая, потому что и реакция на неправильные решения более серьезная, более быстрая и более мощная, чем раньше. И, конечно, обойтись без информационной модели производства, хранимой в базе данных, в этом случае невозможно.

   В истории вычислительной техники можно проследить развитие двух основных областей ее использования. Первая область — применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную. Развитие этой области способствовало интенсификации методов численного решения сложных математических задач, появлению языков программирования, ориентированных на удобную запись численных алгоритмов, становлению обратной связи с разработчиками новых архитектур ЭВМ. Характерной особенностью данной области применения вычислительной техники является наличие сложных алгоритмов обработки, которые применяются к простым по структуре данным, объем которых сравнительно невелик.

   Вторая область — это использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах.

   Информационная система представляет собой программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий выполнение следующих функций:

·     надежное хранение информации в памяти компьютера;

·  выполнение специфических для данного приложения преобразований информации и вычислений;

·  предоставление пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса.

   Обычно такие системы имеют дело с большими объемами информации, имеющей достаточно сложную структуру. Классическими примерами информационных систем являются банковские системы, автоматизированные системы управления предприятиями, системы резервирования авиационных и железнодорожных билетов, мест в гостиницах и т.д.

   Вторая область использования вычислительной техники возникла несколько позже первой. Это связано с тем, что на заре вычислительной техники возможности компьютеров по хранению информации были очень ограниченными.

   Говорить о надежном и долговременном хранении информации можно только при наличии запоминающих устройств, сохраняющих информацию после выключения электрического питания. Оперативная (основная) память компьютеров этим свойством обычно не обладает. В первых компьютерах использовались два вида устройств внешней памяти — магнитные ленты и барабаны. Емкость магнитных лент была достаточно велика, но по своей физической природе они обеспечивали последовательный доступ к данным. Магнитные же барабаны (они ближе всего к современным магнитным дискам с фиксированными головками) давали возможность произвольного доступа к данным, но имели ограниченный объем хранимой информации.

   Эти ограничения не являлись слишком существенными для чисто численных расчетов, Даже если программа должна обработать (или произвести) большой объем информации, при программировании можно продумать расположение этой информации во внешней памяти (например, на последовательной магнитной ленте), обеспечивающее эффективное выполнение этой программы. Однако в информационных системах совокупность взаимосвязанных информационных объектов фактически отражает модель объектов реального мира. А потребность пользователей в информации, адекватно отражающей состояние реальных объектов, требует сравнительно быстрой реакции системы на их запросы. И в этом случае наличие сравнительно медленных устройств хранения данных, к которым относятся магнитные ленты и барабаны, было недостаточным.

   Можно предположить, что именно требования нечисловых приложений вызвали появление съемных магнитных дисков с подвижными головками, что явилось революцией в истории вычислительной техники. Эти устройства внешней памяти обладали существенно большей емкостью, чем магнитные барабаны, обеспечивали удовлетворительную скорость доступа к данным в режиме произвольной выборки, а возможность смены дискового пакета на устройстве позволяла иметь практически неограниченный архив данных.

   С появлением магнитных дисков началась история систем управления данными во внешней памяти. До этого каждая прикладная программа, которой требовалось хранить данные во внешней памяти, сама определяла расположение каждой порции данных на магнитной ленте или барабане и выполняла обмены между оперативной памятью и устройствами внешней памяти с помощью программно-аппаратных средств низкого уровня (машинных команд или вызовов соответствующих программ операционной системы). Такой режим работы не позволяет или очень затрудняет поддержание на одном внешнем носителе нескольких архивов долговременно хранимой информации. Кроме того, каждой прикладной программе приходилось решать проблемы именования частей данных и структуризации данных во внешней памяти.

  Важным шагом в развитии именно информационных систем явился переход к использованию централизованных систем управления файлами. С точки зрения прикладной программы, файл — это именованная область внешней памяти, и которую можно записывать и из которой можно считывать данные. Правила именования файлов, способ доступа к данным, хранящимся в файле, и структура этих данных зависят от конкретной системы управления файлами и, возможно, от типа файла. Система управления файлами берет на себя распределение внешней памяти, отображение имен файлов в соответствующие адреса во внешней памяти и обеспечение доступа к данным.

   Такие системы иногда называются файловыми. Несмотря на относительную простоту организации, файловые системы имеют ряд недостатков:

1) Избыточность данных. Файловые системы характеризуются значительной избыточностью, поскольку нередко для решения различных задач управления используются одни и одни и те же данные, размещенные в разных файлах. Из-за дублирования данных в разных файлах память на внешних запоминающих устройствах используется неэкономно, информация одного и одного и того же объекта управления распределяется между многими файлами. При этом довольно тяжело представить общую информационную модель предметной области.

2)  Несогласованность данных. Учитывая, что одна и одна и та же информация может размещаться в разных файлах, технологически тяжело проследить за внесением изменений одновременно во все файлы. Из-за этого может возникнуть несогласованность данных, когда одно и одно и то же поле в разных файлах может иметь разные значения.

3)    Зависимость структур данных и прикладных программ. При файловой организации логическая и физическая структуры файла должны соответствовать их описанию в прикладной программе. Прикладная программа должна быть модифицирована при любом изменении логической или физической структуры файла. Поскольку изменения в одной программе часто требуют внесения изменений в другие информационно- связанные программы, то иногда проще создать новую программу, чем вносить изменения в старую. Поэтому этот недостаток файловых систем приводит к значительному увеличению стоимости сопровождения программных средств. Иногда стоимость сопровождения программных средств может достигать близко 70 % стоимости их разработки.

Пользователи видят файл как линейную последовательность записей и могут выполнить над ним ряд стандартных операций:

·     создать файл (требуемого типа и размера);

·     открыть ранее созданный файл;

·   прочитать из файла некоторую запись (текущую, следующую, предыдущую, первую, последнюю);

·    записать в файл на место текущей записи новую, добавить новую запись в конец файла.

   В разных файловых системах эти операции могли несколько отличаться, но общий смысл их был именно таким. Главное, что следует отметить, это то, что структура записи файла была известна только программе, которая с ним работала, система управления файлами не знала ее. И поэтому для того, чтобы извлечь некоторую информацию из файла, необходимо было точно знать структуру записи файла с точностью до бита. Каждая программа, работающая с файлом, должна была иметь у себя внутри структуру данных, соответствующую структуре этого файла. Поэтому при изменении структуры файла требовалось изменять структуру программы, а это требовало новой компиляции, то есть процесса перевода программы в исполняемые машинные коды. Такая ситуации характеризовалась как зависимость программ от данных. Для информационных систем характерным является наличие большого числа различных пользователей (программ), каждый из которых имеет свои специфические алгоритмы обработки информации, хранящейся в одних и тех же файлах. Изменение структуры файла, которое было необходимо для одной программы, требовало исправления и перекомпиляции и дополнительной отладки всех остальных программ, работающих с этим же файлом. Это было первым существенным недостатком файловых систем, который явился толчком к созданию новых систем хранения и управления информацией.

   Далее, поскольку файловые системы являются общим хранилищем файлов, принадлежащих, вообще говоря, разным пользователям, системы управления файлами должны обеспечивать авторизацию доступа к файлам. В общем виде подход состоит в том, что по отношению к каждому зарегистрированному пользователю данной вычислительной системы для каждого существующего файла указываются действия, которые разрешены или запрещены данному пользователю.