Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния исследуемой предметной области 10
1.1 Состояние и проблемы технического обеспечения здравоохранения Восточного Казахстана 10
1.2 Надежность и техническое обслуживание медицинской техники 20
1.3 Контроль и принятие решений в системе технического обслуживания медицинской техники 35
2 Модели количественной оценки и прогнозирования метрологической надежности медицинского оборудования 48
2.1 Методологические предпосылки и общая методика исследований 48
2.2 Концептуальная модель эксплуатации медицинского оборудования 51
2.3 Количественная оценка ошибок контроля в системе технического обслуживания медицинской техники 60
2.4 Модель оптимизации стратегии технического обслуживания и ремонта медицинской диагностической аппаратуры 83
3 Экспериментально-статистические исследования и разработка практических рекомендаций 98
3.1 Экспериментальная оценка эксплуатационной надежности лабораторно-диагностического медицинского оборудования 98
3.2 Оптимизация стратегии технического облуживания медицинского оборудования 105
4 Программные приложения для прогнозирования качества контроля медицинского оборудования 107
4.1 Общее описание программных приложений 107
4.2 Описание диалога программного пакета 112
4.3 Машинный эксперимент оптимизации процесса эксплуатации медицинского оборудования в условиях Восточно-Казахстанского медицинского областного управления 125
Заключение 130
Список литературы 132
Приложения 143
- Надежность и техническое обслуживание медицинской техники
- Количественная оценка ошибок контроля в системе технического обслуживания медицинской техники
- Модель оптимизации стратегии технического обслуживания и ремонта медицинской диагностической аппаратуры
- Оптимизация стратегии технического облуживания медицинского оборудования
Введение к работе
В связи с бурным развитием новых информационных технологий, все более широким привлечением математических методов и искусственного интеллекта в практическую медицину доминирующая роль инструментальной лабораторной диагностики в постановке диагноза становится очевидной. Современная инструментальная диагностика позволяет выявлять причины возникновения заболеваний на клеточном, молекулярном и субмолекулярном уровнях. Сегодня около 70% всей объективной диагностической информации поступает к клиницистам из клинико-диагностической лаборатории. Больше половины затрат на диагностику принадлежит лабораторной диагностике, до 35-50% всех затрат в медицине должно приходиться на клиническую лабораторную диагностику. С ростом парка и сложности лабораторно-диагностического оборудования стала очевидной проблема технического обслуживания медицинской техники. Техническое состояние медицинского оборудования стало играть важную, а порой и решающую роль в достоверности поставленного диагноза. Затраты на техническое обслуживание медицинского оборудования по своему объему становятся заметной строкой в бюджете медицинского учреждения. Технико-экономические показатели эксплуатации медицинской техники по аналогии с некоторыми другими отраслями могут быть значительно улучшены в случае внедрения новых научно-обоснованных методов оценки качества контроля и новых организационных моделей в техническое обслуживание медицинского оборудования.
Качество клинических лабораторных аналитических исследований в значительной мере зависит от нормативных метрологических показателей медицинской техники и, в частности, от метрологической надежности оборудования. Требования к метрологическому обеспечению в современной
медицине предъявляются исключительно высокие, так как от этого зависит здоровье и жизнь человека. Тем не менее несмотря на широкое внедрение цифровых технологий, имеющих высокую инструментальную точность, количество неправильных диагнозов на аналитическом этапе достигает 40-60%. Метрологическая надежность - свойство средства измерений сохранять соответствие нормируемых метрологических характеристик установленным нормам. Метрологический отказ средства измерений - выход метрологической характеристики средства измерений за установленные пределы. Метрологическая надежность закладывается на стадии проектирования и производства медицинского оборудования и поддерживается в процессе его эксплуатации. Эксплуатационная метрологическая надежность сложной медицинской техники зависит от целого ряда факторов, среди которых важное место занимает профессиональный уровень как обслуживающего технического персонала, так и специалистов-медиков, эксплуатирующих данное оборудование. Под процессом эксплуатации медицинской техники в подобном контексте следует понимать получение клинического результата при установленных метрологических нормах в синергии всех этапов и ресурсов контроля. Поэтому к эксплуатационной метрологической надежности медицинского оборудования следует подходить как к показателю сложной организационно-технической системы. При моделировании организационно-технического процесса эксплуатации медицинского оборудования с целью прогнозирования его метрологической надежности и оптимизации условий эксплуатации необходимо учитывать обратную связь в виде процедур восстановления метрологической надежности системы в функции всех имеющихся ресурсов.
Исследование данной проблемы в подобной формулировке при всей ее очевидной важности, судя по публикациям, находится на начальном этапе, что делает ее актуальной.
Цель работы состоит в повышении метрологической надежности контроля процессов организационно-технических систем
Основными задачами в диссертационной работе, в соответствии с поставленной целью, являются следующие:
Анализ современных методов повышения эксплуатационной надежности сложных технических медицинских систем.
Разработка имитационной модели оценки и прогнозирования эксплуатационной метрологической надежности медицинского лабораторного оборудования в условиях статистической неопределенности.
Разработка имитационной модели оценки и прогнозирования эксплуатационной метрологической надежности медицинского лабораторного оборудования с учетом нечеткости профессиональных качеств персонала.
Разработка имитационной модели оценки и прогнозирования эксплуатационной метрологической надежности медицинского лабораторного оборудования в условиях нечеткой эффективности параметрических регулировок.
5. Провести экспериментально-статистические исследования и
реализовать компьютерный эксперимент с целью оценки качества
математического и программного обеспечения.
Объектом исследования является процесс контроля качества эксплуатации медицинского оборудования.
Предметом исследования являются прогнозирование метрологической надежности клинического лабораторного оборудования и оптимизация условий его эксплуатации.
По степени изученности задачи диссертационной работы можно отнести к новым исследованиям. Имеются разработки по оценке и прогнозированию метрологических показателей технических средств как в клинических лабораторных исследований, так и в других областях научно-
практической деятельности, где рассматривается метрологическая надежность средств неразрушающего контроля, метрологического обеспечения приборов анализа состава веществ, в которых решаются локальные метрологические задачи на примере определенного звена в процессе управления качеством контрольно-измерительных процедур. В указанных исследованиях решается пассивная задача контроля и не рассматривается его активная сторона - обратная связь по корректирующим и регулирующим воздействиям на объект контроля. При решении задач диссертации использовались работы ученых, практиков, нормативные документы по управлению качеством измерений и контроля, работы по организации лабораторных исследований в лечебно-диагностической деятельности медицинских учреждений. Среди работ по исследуемым вопросам следует отметить труды по теории надежности Барлоу Р., Прошан Ф., Шейнина A.M., Шишонка Н.А., Шора Я.Б., Кульсеитова Ж.О., Савостенко В.В., по прогнозированию технического состояния машин работы Михлина В.М., Рахутина Г.С., Селиванова А.И., по управлению качеством медицинских лабораторных исследований Назаренко Г.И., Кишкун А.А., по математической статистике и моделированию работы Болынева Л.Н., Смирнова Н.В., Вентцель Е.С., Моисеева Н.Н., Китаєва Н.Н., Ларичева О.И, Нейлора К. и других авторов. В числе работ, рассматривающих метрологичекие аспекты повышения качества контроля и принятия решений следует назвать труды Корнева В.А., Кулешова В.К.
Методологическая база и методы исследований. Методологической базой диссертационного исследования является системный подход. Методика исследований предполагает теоретические и экспериментальные исследования. В теоретических исследованиях использованы методы моделирования на базе теории вероятностей и математической статистики, имитационного моделирования, регрессионного и корреляционного анализа и экспертных оценок. Экспериментальные исследования опираются на методику пассивного и компьютерного экспериментов. Достоверность
результатов поддерживается нормами Государственной системы обеспечения единства измерений и специальными программными средствами статистической обработки и имитационного моделирования.
Научная новизна. В ходе исследования были получены следующие результаты, имеющие определенную научную новизну:
- разработаны теоретические основы оценки и прогнозирования
эксплуатационной метрологической надежности медицинского
лабораторного оборудования;
-разработана имитационная модель оценки и прогнозирования эксплуатационной метрологической надежности медицинского лабораторного оборудования в условиях статистической неопределенности системного обеспечения;
-разработана имитационная модель оценки и прогнозирования эксплуатационной метрологической надежности медицинского лабораторного оборудования с учетом нечеткости профессиональных качеств персонала.
-разработана имитационная модель оценки и прогнозирования эксплуатационной метрологической надежности медицинского лабораторного оборудования в условиях нечеткой эффективности параметрических регулировок.
Практическая ценность результатов работы состоит в возможности использования разработанных математических моделей в программной реализации для прогнозирования метрологической надежности, как эксплуатирующегося, проектируемого и приобретаемого оборудования для лабораторных исследований и лечебно-диагностической деятельности.
Реализация результатов. Результаты исследований по теме диссертации нашли применение в проекте внедрения корпоративной информационной сети Восточно-Казахстанского Областного медицинского объединения и в проекте технического развития и переоснащения лабораторного комплекса диагностического центра объединения.
Апробация работы. Основные положения исследования
апробировались на республиканских и международных научных и научно-практических конференциях: Томского Государственного политехнического университета; Новосибирской Государственной Академии экономики и управления; Восточно-Казахстанского государственного технического университета. Диссертация обсуждалась на объединенном заседании профилирующих кафедр ТГПУ, ВКИЭиС и ВКТУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них две монографии.
Основные положения, выносимые на защиту. На публичную защиту выносятся следующие научные положения:
-имитационная модель оценки и прогнозирования эксплуатационной метрологической надежности медицинского лабораторного оборудования в условиях статистической неопределенности.
- имитационная модель оценки и прогнозирования эксплуатационной метрологической надежности медицинского лабораторного оборудования с учетом нечеткости профессиональных качеств персонала.
-имитационная модель оценки и прогнозирования эксплуатационной метрологической надежности медицинского лабораторного оборудования в условиях нечеткой эффективности параметрических регулировок.
-результаты экспериментально-статистических исследований и компьютерного эксперимента
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения, списка литературы. Работа содержит 166 страниц, 54 рисунка, 6 таблиц. Список литературы включает 130 наименований.
10 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДУЕМОЙ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
Надежность и техническое обслуживание медицинской техники
Медицинская диагностическая аппаратура представляет собой сложную систему, совокупность совместно действующих элементов, обеспечивающих выполнение её функций [2,20,29,49]. В процессе эксплуатации медицинская техника взаимодействует с окружающей средой, а её элементы взаимодействует между собой. Важным фактором внешней среды, требующим специального исследования, является человек [36,37]. Эти системные взаимосвязи вызывают нарушение деталей, их взаимные перемещения, трение, нагрев, химические преобразования и изменение в процессе работы физических величин и конструктивных (или структурных) параметров: размеров, взаимного расположения деталей, зазоров, электрических и других величин. Техническое состояние аппаратуры определяется совокупностью изменяющихся свойств, характеризуемых текущими значениями конструктивных параметров и условиями ее эксплуатации.
Продолжительность работы изделия, измеряемая в часах (или годах) называется наработкой. Наработка до предельного состояния, оговорённого технической документацией, называется ресурсом. Состояние аппаратуры, при котором она способна выполнять заданные функции, с параметрами, значения которых установлены технической документацией, называют работоспособностью. В том случае, когда аппаратура, хотя и может выполнять свои основные функции, но не отвечает всем требованиям технической документации (например, биохимический анализатор с разбитой панелью клавиатуры),- аппаратура работоспособная, но неисправная. Если эксплуатировать дальше медицинскую технику, то может наступить отказ. Отказ медицинской аппаратуры - это нарушение её работоспособности, приводящее к прекращению рабочего процесса [1,3].
Техническая эксплуатация какой либо техники, как наука определяет пути и методы наиболее эффективного управления техническим состоянием техники с целью обеспечения регулярности работы при наиболее полной реализации технических возможностей конструкции и обеспечения заданных уровней эксплуатационной надёжности, оптимизации материальных и трудовых затрат [5, 6, 8, 21].
Техническая эксплуатация медицинской аппаратуры как область практической деятельности - это комплекс технических, экономических и организационных мероприятий, обеспечивающих поддержание аппаратуры в исправном состоянии при рациональных затратах трудовых и материальных ресурсов. Эффективность технической эксплуатации обеспечивает инженерно-техническая служба (ИТС - штат инженеров-электронщиков).Эффективность технической эксплуатации зависит от качества и надёжности изделий и персонала в технологическом процессе [3, 20]. Под качеством понимается совокупность свойств, определяющих степень пригодности медицинской техники (детали, механизма) к выполнению заданных функций при использовании по назначению. Качество складывается из нескольких свойств. Каждое свойство изделия характеризуется параметрами (одним или несколькими) или физическими величинами, определяющими его функционирование, которые могут принимать различные количественные значения, называемые показателями [18, 22]. Однако показатели большинства свойств, определяющих качество медицинской техники, например экономичность, комфортабельность, динамичность, производительность, безопасность и ряд других, изменяется в процессе работы (старения) аппаратуры. Естественно, что сферу эксплуатации интересуют не только начальные значения показателей свойств, характеризующих качество медицинской техники, но и динамика изменений их в течение всего периода эксплуатации. Для ряда показателей ( производительности, работоспособности, наработки на отказ и других ) характерно изменение от времени эксплуатации по экспоненциальной зависимости [6,24,25]. ПК(і)=ПК1 exp[-k(t-l)] где t - продолжительность эксплуатации, годы; ПК1,ПК(і) - показатели качества на первом и t-м году эксплуатации ; к -коэффициент, определяющий интенсивность изменения показателя по наработке.
Чем интенсивнее изменение показателей качества медицинской техники во времени, тем ниже её эксплуатационные свойства. Поэтому оценка этих показателей должна проводиться с учётом времени эксплуатации изделия. Реализуемый показатель качества - это среднее значение показателя качества за заданный или фактически сложившийся срок службы аппаратуры.
Надёжность - это свойство любого изделия, в том числе и медицинского аппарата, выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах .
Допустимые пределы эксплуатационных показателей определяются соответствующей документацией (стандартами , правилами , положениями , техническими условиями ), а в ряде случаев - сложившимся опытом . Надёжность как свойство характеризует и позволяет количественно оценить, насколько быстро происходит изменение показателей качества аппаратуры при её работе в определённых условиях эксплуатации. Таким образом, не только сфера производства, но и сфера эксплуатации, и в частности, техническая эксплуатация может активно влиять на реализуемые показатели качества, то есть управлять ими [8]. На рисунке 1.5 представлена диаграмма отказов по их видам.
Количественная оценка ошибок контроля в системе технического обслуживания медицинской техники
В первом разделе было установлено, что качество процесса ТО, оценивается совокупностью показателей (параметров), которые в соответствии с принятой системой ТО подвергаются периодическому контролю. В дальнейшем истинные значения этих параметров мы будем обозначать через Xj. Место контроля в системе ТО определяется технологической моделью (см. рис. 2.3). Показатели Xj; согласно установленным требованиям( не должны выходить за некоторые допустимые нормативы (1.1). Этот случай двухстороннего ограничения называется допусковым, но бывают и довольно часто случаи одностороннего ограничения, которые можно считать частными случаями условия (1.1), если положить Хв или Хн равными нулю. Обязательной процедурой контроля является измерение. Термин и процедура «измерение» в настоящее время могут использоваться для любого объекта (параметра, процесса, события) независимо от его природы [99]. Под средствами измерения (измеритель, «прибор») можно понимать физические приборы, приборы и методику измерения, методику и ресурсы выявления данных по документам (пассивный эксперимент), субъект и используемые для измерения ресурсы.
Результатом измерения всегда является число (или совокупность чисел), дающее количественную оценку измеряемой величине в некоторых заранее выбранных единицах. Множество результатов измерения -это множество чисел из некоторого интервала возможных значений. Контроль, как следует из рисунка 2.3 - это последовательность процедур измерения, сравнения измеренного значения с нормативами и принятие решения по принципу- «контролируемый объект годен», «контролируемый объект негоден». Окончательное решение в медицине «годен- негоден» как правило принимается человеком. В реальной ситуации не всегда представляется возможным измерять истинные технические, физиологические или социально-экономические параметры, контролируемого объекта, и тогда используют, как было указано в предыдущих материалах, некоторую совокупность показателей - индикаторов, которые косвенно позволяют оценивать интересующее исследователя состояние объекта, например метрологическую надежность медицинского аппарата или прибора. В ряде работ, которые анализировались в первом разделе, рассматривались методы оценки качества контроля, как в целом по параметру достоверности, так и по его составляющим - ошибкам контроля. Для расчета этих параметров предлагаются аналитические выражения в форме вероятностных моделей.
В данной работе поставлена задача оценки метрологической надежности системы с обратной связью, как это показано на рисунке 2.3. Описать процесс управления метрологической надежностью вероятностной моделью в принципе возможно, но при этом существенно увеличится погрешность моделирования, так как доминирующую роль начнет играть погрешность округления, характерная для цифровых арифметических устройств. Наиболее приемлемым методом моделирования для подобных случаев является имитационный. Следовательно, возникает необходимость и задача описания всех этапов контроля имитационными методами. Контролируемый параметр в общем случае будем обозначать символом S. Решение о том, удовлетворяют ли параметры контролируемого объекта условию (1.1), принимаются по результатам измерения. Оценка вероятных ошибок возникающих в процессе контроля может быть найдена путем моделирования. В связи с высокой сложностью моделируемого процесса, предпочтение отдано имитационному моделированию. Рассмотрим сначала формальную сторону моделирования.
Первым шагом моделирования рекомендуется процесс контроля подвергнуть декомпозиции до уровня простых случайных событий-процедур. В результате декомпозиции реального процесса контроля выявлены следующие события (см. рис. 2.3): 1. Измерение текущего значения контролируемого параметра. 2. Сравнение измеренного значения с нормативом. 3. Принятие решения о состоянии контролируемого объекта. 4. Если значение контролируемого параметра превысило нормативы, то осуществляются мероприятия по устранению причин появления проблемы. 2.3.2 Случай однопредельного нижнего ограничения. Первым вариантом модели будет рассмотрен случай однопредельного ограничения диагностического параметра «сверху» нормативом SB. ЕСЛИ значения параметра ниже этого норматива, будем считать контролируемы процесс находится в норме (годен), в противном случае - «не годен». Если измеренное значение параметра превысило норматив, т.е. Si SB, ТО осуществляются мероприятия по выявлению и устранению причин появления проблемы и восстановлению (регулированию) параметров контролируемого процесса в заданные нормативы. Данная задача ранее решалась вероятностными методами [5]. На данном этапе моделирования, процедура восстановления не будет рассматриваться. Условимся использовать в дальнейшем следующие обозначения: S - диагностический параметр; Si - текущее значение диагностического параметра; SH3M - измеренное значение диагностического параметра; Sin3M - текущее измеренное значение диагностического параметра; SB - верхнее нормативное значение диагностического параметра. SH - нижнее нормативное значение диагностического параметра; f(S) - функция плотности распределения диагностического параметра; ф(8изм) - функция плотности распределения случайной погрешности измерения диагностического параметра S. Предполагается, что плотности распределения диагностического параметра f(S) и случайной погрешности ф(8изм) аппроксимируются нормальными законами, имеющими следующие аналитические формы
Модель оптимизации стратегии технического обслуживания и ремонта медицинской диагностической аппаратуры
Необходимо разработать имитационную модель, содержащую блок контроля и блок «восстановления работоспособности» системы. Условимся, что контролируемый параметр имеет нижнее и верхнее допусковые нормативы A = SB - SH. В первом варианте моделирования, будем считать, что нормативы величины детерминированные,
На схеме представлены три функции плотности распределения: f(S) -функция плотности распределения диагностического параметра; ф(8изм) -функция плотности распределения погрешности измерения; Y(Sp) - функция плотности распределения восстановления нормативного состояния объекта.
Предполагается, что в момент контроля состояния объекта, условный диагностический параметр S имеет истинное текущее значение Si, которое в имитационной модели будет генерироваться («разыгрываться») специальной программой-генератором по определенному закону распределения. Мы условимся, что все законы распределения в данном примере нормальные.
На практике необходимо обязательно установить вид закона распределения для каждого параметра модели и для каждого закона необходимо разработать соответствующую программу генератора случайных чисел.
Измерению сопутствует случайная погрешность, и результат измерения Біизм будет случайным образом иметь отклонение от истинного значения Si. На рисунке 2.12 на «шкале» предполагаемого прибора показана «проекция» истинного значения Si и дугой- стрелкой показано смещение результата
Следующим этапом, лицо принимающее решение (ЛПР) сравнивает измеренное значение Біизм с установленным допуском, и как имитируется в данном примере, выявляется отклонение параметра за верхнее нормативное значение SB. Этот случай, как было уже выше рассмотрено, относится к случаю появления ложного брака. В реальной обстановке принимаются меры по устранению проблемы, т.е. восстановление (снижение) значения контролируемого параметра до его норматива.
В зависимости от специфики контролируемого процесса, существуют три варианта восстановления: восстанавливать значение параметра до одного из нормативных значений SH или SB; восстанавливать до величины равной середине допуска - Sep. Чаще всего ориентируются на Sep, что демонстрируется на представленной схеме.
Тогда, величина «регулировки» на которую необходимо уменьшить параметр S, будет равна Ар = Sin3M - Sep. Эта величина является ложной информацией, так как произошла ошибка в момент измерения. Тем не менее, в процессе «регулировки» на эту величину будет уменьшен фактический уровень параметра S от его истинного значения Si. На схеме эта процедура демонстрируется на оси графика Y(Sp) дугой 4 и значением (точкой) Spcp на оси параметра S. Но результат восстановления не может быть точно прогнозироваться, т.к. зависит на практике от целого ряда факторов и по своей природе случаен. На схеме результативность восстановления представлена плотностью распределения Y(Sp). Поэтому, конечный результат данной процедуры будет состоять из планируемой величины восстановления-корректировки (регулировки) Дпл = Sin3M - Sep и случайной составляющей Асл.
Конечное значение диагностического параметра оказалось меньше нижнего норматива Sip SH. И как иллюстрируется на схеме, в результате ошибочного воздействия на объект управления, его функциональное состояние в результате ошибочной регулировки только ухудшилось, и при этом еще были затрачены определенные ресурсы.
В данной схеме не показан случай, когда «брак» был зафиксирован» правильно» во время контроля и предпринимаются по уже описанной выше аналогии корректирующие воздействия. Логика исследования этого случая абсолютно аналогична.
Алгоритм имитационной модели иллюстрируется рисунком 2.12. Функциональное назначение блоков модели 1, 2, 3, 4, 5, 6 описано выше. Отличие блока 1 состоит в том, что вводятся статистические характеристики подсистемы реализации решений (регулирования). В блоке 7 генерируется значение ошибки «регулирования» системы. В блоке 8 рассчитывается полная величина «регулирующего» воздействия на систему, состоящую из случайной Асл и детерминированной планируемой составляющей Arm. Функции следующих блоков после 9 парны. Их различает лишь то, что в конце ветвления будет увеличен счетчик соответствующего типа отклонения. В отличие от ранее рассмотренных случаев, где отклонение (брак) было выявлено, но не предпринимались меры устранения проблемы, в данном случае эти меры предпринимаются и в блоках 11 и 15 генерируется значение корректирующего воздействия на контролируемый процесс. В блоках 13 и 17 работают счетчики: «ложный брак» - №іб„ «необнаруженный брак» - NH6,. Функции блоков 18 и 19 аналогичны последним двум блокам предыдущих моделей.
Оптимизация стратегии технического облуживания медицинского оборудования
Целью разработки комплекса программ является оптимизация процесса эксплуатации медицинского оборудования в областной больницы Восточного Казахстана. Задачами компьютерного эксперимента являются: - определение вероятных ошибок в системе контроля технического состояния медицинского оборудования; - количественная оценка качества контроля в системе эксплуатации оборудования в условиях детерминированных нормативов; - количественная оценка качества контроля в системе эксплуатации оборудования в условиях статистической неопределенности нормативов; - оценка качества процесса контроля и восстановления нормативных рабочих функций объекта управления с учетом психологических факторов лица, принимающего решение в условиях неопределенности; - имитационное исследование эффективности процессов эксплуатации медицинского оборудования для организационных моделей: - обслуживание оборудования на контрактных отношениях со специализированными фирмами; - обслуживание оборудования собственными силами; обслуживание оборудования специализированной отраслевой региональной фирмой. Для разработки программного обеспечения компьютерного эксперимента представлялось возможным применение различных аппаратных и программных средств. В качестве платформы для разработанного пакета прикладных программ была выбрана наиболее распространенная в наше время платформа PC-совместимых компьютеров под управлением операционной системы Microsoft Windows. Необходимо отметить, что, несмотря на то, что программная часть разрабатывалась с расчетом на последующую эксплуатацию последней из существующих версий ОС MS Windows ХР, пакет прикладных программ будет так же работать и на предыдущих версиях этой операционной системы, вплоть до версии MS Windows 98, при выполнении необходимых обновлений и установке дополнительного программного обеспечения, о котором будет сказано чуть ниже.
Для работы приложений так же необходимо наличие установленной исполнительной среды Microsoft .NET Framework. Выбор данной среды был осознанным и ориентированным на её новизну и большие перспективы для созданных на ней приложений, как следующее: полностью объектно-ориентированное программирование, что позволяет компилировать дополнительные модули программы независимо от языка программирования, достаточно только того, чтобы этот язык основывался на платформе .NET Framework; простота создания дистрибутивов программ и их малый размер; быстрая и простая локализация программных продуктов; простота поддержки и доведения программных продуктов до конечного пользователя. Как обещает пресс-релиз корпорации Microsoft в следующей версии ОС Windows исполнительная среда .NET Framework будет интегрирована, наподобие того, как частью ОС уже стал, например, DirectX. Тем не менее, на данный момент, .NET Framework ещё нельзя назвать широко распространенным, и поэтому необходимая для работы разработанного пакета прикладных программ версия библиотеки классов включена в инсталлятор программы, что увеличило общий размер одного из дистрибутивов. Последнюю версию .NET Framework можно свободно скачать с официального сайта корпорации Microsoft. Выбор языка программирования. Основная часть программного продукта была разработана с применением языка программирования Visual Basic.NET для новой исполнительной среды от Microsoft .NET, которая открывает следующие замечательные возможности: .NET ставит программистов Visual Basic в равные условия с программистами C++ в отношении широты возможностей языка ; - .NET превращает программистов Visual Basic в разработчиков интернет-приложений, не требуя от них практически никаких усилий.
Научившись создавать в VB .NET приложения Windows, вы окажетесь всего в одном шаге от создания Интернет- приложений; - .NET предоставляет в распоряжение программиста Visual Basic огромную библиотеку объектов, ускоряющую процесс разработки и расширяющую его возможности. Ниже рассмотрим основные отличия этой исполнительной среды, которые и легли в основу её предпочтения перед другими. В основу архитектуры .NET заложена новая исполнительная среда Common Language Runtime (CLR), общая для всех языков .NET. Хотя на первый взгляд CLR напоминает обычную библиотеку времени выполнения наподобие библиотеки С MSVCRTXX.DLL, библиотека VB MSVBVMXX.DLL имеет значительно большие размеры и обладает гораздо большими возможностями. По этой причине написание программ, в полной мере использующих CLR, больше походит на программирование для API новой операционной системы. Возможности библиотеки классов .NET Framework настолько широки, что практически не приходится использовать функции API. Поскольку все языки .NET используют одну и ту же среду CLR, необходимость в исполнительных средах для отдельных языков отпадает. Более того, код, предназначенный для выполнения в CLR, может быть написан на любом языке и с одинаковым успехом использоваться во всех языках, соответствующих спецификации.
В частности, код VB может использоваться в программах, написанных на С#, и наоборот, причем это не потребует дополнительных усилий со стороны программиста. Следующее принципиальное новшество — общий формат исполняемого кода .NET, так называемый Microsoft Intermediate Language (промежуточный язык Microsoft), MSIL или просто IL Он представляет собой частично откомпилированный код, преобразуемый в машинный код средой .NET во время выполнения. Перед нами принципиальное усовершенствование схемы, существовавшей во всех версиях VB до версии 5. Раньше приложения VB компилировались в Р-код (псевдокод, машинный язык абстрактной машины), своего рода промежуточное представление окончательного исполняемого кода. Механизм времени выполнения интерпретировал Р-код при запуске программы пользователем. Пользователи постоянно жаловались на плохое быстродействие и упрашивали Microsoft включить в VB поддержку компиляции в машинный код. Начиная с версии 5 появилась возможность выбора между компактным Р-кодом и машинным (native) кодом, который занимал больше места, но теоретически быстрее работал. В языках .NET преимущества Р-кода объединились с преимуществами компилируемых языков. Сначала программа, написанная на любом языке, компилируется в IL (отдаленный аналог Р-кода), а затем полученный IL-код преобразуется в машинный код. Подобная двухшаговая схема относительно легко обеспечивает межъязыковую совместимость, а итоговое использование машинного кода обеспечивает хорошее быстродействие.
