Модель состава системы столовая: Автомобиль модель состава системы

Содержание

Автомобиль модель состава системы


Лабораторная работа № 2. МОДЕЛЬ СОСТАВА СИСТЕМЫ

Цель работы

Закрепление и углубление знаний в области теории моделирования систем, приобретение практических навыков при построении моделей.

 

Содержание работы

Построить модель состава системы для решения поставленной цели. Отобразить делимые и неделимые элементы системы. Определить трудности построения модели состава системы с точки зрения субъектов. Определить влияние внешней среды.

 

2.2.3 Компоненты модели состава системы

 

Вопросы, касающиеся внутреннего устройства системы, невозможно решить только с помощью модели «черного ящика». Для этого необходимы более развитые, более детальные модели.

При рассмотрении любой системы, прежде всего, обнаруживается то, что ее целостность и обособленность (отображенные в модели черного ящика) выступают как внешние свойства.

Внутренность же «ящика» оказывается неоднородной, что позволяет различать составные части самой системы. При более детальном рассмотрении некоторые части системы могут быть, в свою очередь, разбиты на составные части и т.д. Те части системы, которые мы рассматриваем как неделимые, будем называть элементами.Части системы, состоящие более чем из одного элемента, назовем подсистемами.При необходимости можно ввести обозначения или термины, указывающие на иерархию частей (например, «подподсистемы», или «подсистемы такого-то уровня»).

В результате получается модель состава системы, описывающая, из каких подсистем и элементов она состоит (рисунок 2).

Сложности построения модели состава системы. Построение модели состава системы только на первый взгляд кажет­ся простым делом. Если дать разным экспертам задание определить сос­тав одной и той же системы, то результаты их работы будут различаться, и иногда довольно значительно. Причины этого состоят не только в том, что у них может быть различная степень знания системы: один и тот же эксперт при разных условиях также может дать разные модели. Существуют, по крайней мере, еще три важные причины этого факта.


Во-первых, разные модели состава получаются вследствие того, что понятие элементарности можно определить по-разному. То, что с одной точки зрения является элементом, с другой — оказывается подсистемой, подлежащей дальнейшему разделению.

Во-вторых, как и любые модели, модель состава является целевой, и для различных целей один и тот же объект потребуется разбить на разные части. Например, один и тот же завод для директора, главного бухгалтера, начальника пожарной охраны состоит из совершенно различных подсистем. Точно так же модели состава самолета с точек зрения летчика, стюардессы, пассажира и аэродромного диспетчера окажутся различными. То, что для одного обязательно войдет в модель, может совершенно не интересовать другого.

В-третьих, модели состава различаются потому, что всякое разделение целого на части, всякое деление системы на подсистемы является относительным, в определенной степени условным. Например, тормозную систему автомобиля можно отнести либо к ходовой части, либо к подсистеме управления. Другими словами, границы между подсистемами условны, относительны, модельны.

 

 

Рисунок 2 – Модель состава системы

 

Это относится и к границам между самой системой и окружающей средой.

Можно привести много примеров относительно систем­ных границ. Например, студент на каникулах в определенной степени остается элементом соответствующей системы; возвращающийся с работы человек, упав и получив травму, имеет разные права в зависимости от того, произошло ли это на крыльце заводской проходной или его собственного дома (травма считается произ­водственной или бытовой, и юридические последствия различны).

Модель состава системы отображает, из каких частей (подсистем и элементов) состоит система. Главная трудность в построении модели состава заключается в том, что разделение целостной системы на части является относительным, условным, зависящим от целей моделирования (это относится не только к границам между частями системы, но и к границам самой системы). Кроме того, относительным является и определение самой малой части — элемента.

Модель структуры системы отображает связи между компонентами модели ее состава, т.е. совокупность связанных между собой моделей «черного ящика» для каждой из частей системы. Поэтому трудности построения модели структуры те же, что и для построения модели «черного ящика».

Таким образом, модель состава ограничивается снизу тем, что считается элементом, а сверху границей системы. Как эта граница, так границы разбиения на подсистемы определяются целями построения модели и, следовательно, не имеют абсолютного характера. Это не означает, что сама система или ее состав нереальны, мы имеем дело не с разными системами, а с разными моделями системы.

 

Подготовка к работе

Самостоятельная подготовка студентов к выполнению лабораторной работы осуществляется по следующим разделам:

– проблемы и системы [10];

– модели состава системы и особенности ее построения [5, 10];

– компоненты модели состава системы [10, 11].

 

Вопросы для самопроверки

 

1 Дайте понятие системы.

2 Назовите делимые и неделимые части системы.

3 Что представляет собой подсистема?

4 Расскажите о своей модели состава системы.

5 В чем заключаются сложности построения модели состава системы?

6 Что отображает модель состава системы?

7 Что представляют собой системные границы? Приведите примеры.

 

Порядок выполнения работы

 

1 Определить систему, дать ей краткую характеристику.

2 Построить модель состава системы, указав делимые и неделимые элементы системы и определить связь с окружающей средой.

Содержание отчета

Отчёт по лабораторной работе оформляется в соответствии с п. 1.4. Отчёт по практической части работы должен содержать: письменные ответы на вопросы для самопроверки; схему модели состава системы, выбранную студентом.


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Модель состава системы — Мегаобучалка

Модель состава системы дает описание входящих в нее элементов и подсистем, но не рассматривает связей между ними. Части системы, состоящие более чем из одного элемента, называют подсистемами. При необходимости можно ввести обозначения или термины, указывающие на иерархию частей. В результате получается модель состава системы, описывающая из каких подсистем и элементов она состоит.

 

Рис.2 Модель состава системы

 

Каждая из отмеченных на рисунке составляющих системы является подсистемой со своим составом. Поэтому для этих подсистем также можно построить свои модели состава.

 

Модель структуры системы

Описание системы через совокупность необходимых и достаточных для достижения целей отношений между элементами называется моделью структуры системы. В данном случае речь идет о целевом (проблемном) анализе взаимосвязей между элементами, т.е. выделении из бесконечного числа связей необходимого и достаточного их количества в соответствии с имеющимися целями и дальнейшем их изучении.

Структурная схема системы

Объединение моделей «Черного ящика», «Состава» и структуры систем позволяет построить еще одну модель – «Структурная схема системы». В структурной схеме указываются все элементы системы, все связи между элементами внутри системы и связи отдельных элементов с окружающей средой (входы и выходы).

Структурная схема системы является наиболее подробной и полной моделью любой системы на данном этапе нашего познания. При этом всегда остается актуальным вопрос об адекватности этой модели, разрешаемый только на практике.

Рис. 3. Различные виды структур систем

Методологии IDEF

Взаимная совокупность методик и моделей концептуального проектирования IDEF разработана в США по программе Integrated Computer-Aided Manufacturing. В настоящее время имеются методики функционального, информационного и поведенческого моделирования и проектирования, в которые входят 10 IDEF-моделей, из которых в данной работе были построены лишь три:

· IDEFO — Функциональное моделирование (Function Modeling Method). Наиболее известной реализацией IDEF0 является методология SADT (Structured Analysis and Design Technique). Эта методика рекомендуется для начальных стадий проектирования сложных искусственных систем управления, производства, бизнеса, включающих людей, оборудование, программное обеспечение.

· IDEF1 и IDEF1X — Информационное моделирование (Information and Data Modeling Method). В IDEF1X имеется ясный графический язык для описания объектов и отношений в приложениях, так называемый язык диаграмм «сущность-связь».

· IDEF3 — Моделирование деятельности (Process Flow and Object Stale Description Capture Method). В методике детализируется ответ на вопрос не «что система делает», а «как система это делает».

 

Рассмотрим эти три методологии подробнее.

 

Методология IDEF0

 

Методология IDEF0 основана на следующих концептуальных положениях:

Модель — искусственный объект, представляющий собой отображение системы и ее компонентов. М моделирует А, если М отвечает на вопросы относительно А (М — модель, А — моделируемый объект). Модель разрабатывают для понимания, анализа и принятия решений о реконструкции (реинжиниринге) или проектировании новой системы.

Система представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, выполняющих некоторую полезную работу. Элементами системы могут быть любые комбинации разнообразных сущностей, включающих людей, информацию, программное обеспечение, оборудование, изделия, сырье или энергоносители.

Блочное моделирование и его графическое представление. Основной концептуальный принцип методологии IDEF — представление любой изучаемой системы в виде набора взаимодействующих и взаимосвязанных блоков, отображающих процессы, операции, действия, происходящие в изучаемой системе. В IDEF0 все, что происходит в системе и ее элементах, принято называть функциями. Каждой функции ставится в соответствие блок. На IDEF0-диаграмме, основном документе при анализе и проектировании систем, блок представляет собой прямоугольник. Связи, посредством которых блок взаимодействует с другими блоками или с внешней по отношению к моделируемой системе средой, представляются стрелками, входящими в блок или выходящими из него. Входящие стрелки показывают, какие условия должны быть одновременно выполнены, чтобы функция, описываемая блоком, осуществилась.

Строгость и формализм. Разработка моделей IDEF0 требует соблюдения ряда строгих формальных правил, обеспечивающих преимущества методологии в отношении однозначности, точности и целостности сложных многоуровневых систем.

Итеративное моделирование. Разработка модели в IDEF0 представляет собой итеративную процедуру. На каждом шаге итерации разработчик предлагает вариант модели, который подвергают обсуждению и последующему редактированию, после чего цикл повторяется.

 

Отделение «организации» от «функций». При разработке моделей следует избегать изначальной привязки функций исследуемой системы к существующей организационной структуре моделируемого объекта. Организационная структура должна явиться результатом использования модели.

 

Методология IDEF1X

IDEF1X является методом для разработки реляционных баз данных и использует условный синтаксис, специально разработанный для удобного построения концептуальной схемы.

Концептуальной схемойназывается универсальное представление структуры данных в рамках коммерческого предприятия, независимое от конечной реализации базы данных и аппаратной платформы. Будучи статическим методом разработки, IDEF1X изначально не предназначен для динамического анализа по принципу «AS IS», тем не менее, он иногда применяется в этом качестве, как альтернатива методу IDEF1.

Использование метода IDEF1X наиболее целесообразно для построения логической структуры базы данных после того, как все информационные ресурсы исследованы (скажем с помощью метода IDEF1) и решение о внедрении реляционной базы данных, как части корпоративной информационной системы, было принято.

Однако не стоит забывать, что средства моделирования IDEF1X специально разработаны для построения реляционных информационных систем, и если существует необходимость проектирования другой системы, то лучше избрать другие методы моделирования.

Методология IDEF3

 

Методология IDEF3 (workflow diagramming) — это методология графического моделирования, предназначенная для описания и документирования информационных потоков в системе, в которой процессы выполняются в заданной последовательности, взаимоотношений между процессами обработки информации и объектами, являющихся частью этих процессов и участвующие совместно в одном процессе.

Основная цель разработчиков методологии IDEF3 — обеспечение специалиста (эксперта) предметной области инструментом структурного анализа, при помощи которого он сможет представлять знания о выполнении операций в системе или организации в целом. Это метод, обеспечивающий аналитикам возможность описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также описать объекты, участвующие совместно в одном процессе.

Цель описания может состоять как в документальном оформлении и распространении знаний о процессе, так и в идентификации противоречивости или несовместимости выполнения отдельных операций. Техника описания набора данных IDEF3 является частью структурного анализа.

Практическая часть

Системный анализ (§§ 1 — 4)

Главная | Информатика и информационно-коммуникационные технологии | Планирование уроков и материалы к урокам | 11 классы | План проведения занятий на учебный год (по учебнику Семакина И.Г.) 1 час в неделю | Системный анализ (§§ 1 — 4). Практическая работа № 1.1 «Модели систем»

Содержание урока

Организация рабочего места в компьютерном классе

§ 1. Что такое система

§ 2. Модели систем

§ 3. Пример структурной модели предметной области

§ 4. Что такое информационная система

Практическая работа №1.1. Модели систем


Практикум


Практическая работа №1.1. Модели систем

Цель работы: формирование навыков системного анализа, построения структурных схем и графов классификаций.

Задание 1. Выполните проектные задания на анализ систем

Уровень 2

Вариант 1. Используя текстовый редактор, подготовьте небольшой отчет на тему «Модель «черного ящика»». Опишите проблему множественности вариантов модели «черного ящика» для одной и той же системы на примерах знакомых вам систем: радиоприемник, автомобиль, компьютер, столовая, школа и пр. (вы можете продолжить этот список).

Перечислите при этом нежелательные входы и выходы. Установите, как можно устранить недостатки системы (нежелательные связи с внешней средой). Описание представьте в табличной форме.

Вариант 2. Используя текстовый редактор, подготовьте небольшой отчет на тему «Модель состава системы». Изобразите графическими средствами модели состава систем, рассмотренных в первом варианте задания. Обоснуйте вашу модель с точки зрения ее назначения.

Отметьте, какие составляющие системы в этой модели рассматриваются в качестве элементов, а какие — в качестве подсистем.

Задание 2. Постройте структурную схему сложной системы

Уровень 1

Вариант 1. Используя графические средства, воспроизведите схему, отражающую состав и структуру танкового батальона. Подсчитайте количество танков в роте и общее количество танков в батальоне.

Уровень 2

Вариант 2. Постройте граф, отображающий состав и структуру мотопехотного батальона (армия ФРГ образца 1970 г.) по следующему описанию.

Батальон на БМП (боевых машинах пехоты) имел численность 764 человека. Во главе батальона стоял командир, которому подчинялись штаб и 5 рот: штабная и снабжения, минометная и три мотопехотные. Рота штабная и снабжения состояла из управления и трех взводов: штабного, связи и снабжения. В штабном взводе было четыре отделения: штабное, мотоциклистов, транспортное и разведывательное. Во взводе связи было три отделения радиосвязи и два отделения проводной связи. Во взводе снабжения было четыре отделения: материально-технического обеспече-ния, продовольственного снабжения, транспортное и санитарное.

Минометная рота состояла из управления, двух отделений передового наблюдения, отделения обеспечения и шести расчетов 120-мм минометов.

Каждая мотопехотная рота (163 чел.) имела в своем составе три мотопехотных взвода по 48 чел. Каждый взвод состоял из группы управления и четырех мотопехотных отделений по 10 чел. Отделение делилось на две группы: первая — командир машины, наводчик-оператор (БМП «Мардер» оснащался пушкой калибра 20 мм и двумя пулеметами) и механик-водитель; вторая — командир отделения, пулеметчик, гранатометчик, огнемет- чик и три стрелка.

Задание 3. Построение графов классификаций

Уровень 1

Вариант 1. Используя графические средства, воспроизведите схему, отражающую классификацию геометрических объектов.

Уровень 2

Вариант 2. Постройте граф классификации биологической системы по следующему описанию.

Согласно биологической классификации, выделяют три империи (надцарства): археобактерии, эукариоты и прокариоты. К империи эукариотов относятся царства грибов, растений и животных. К царству животных относятся типы членистоногих, моллюсков, иглокожих, кишечнополостных, хордовых и др. К типу хордовых относятся классы рыб, амфибий, рептилий, млекопитающих, птиц. К классу млекопитающих относятся отряды китов, ластоногих, хищных, грызунов, копытных и др. К отряду хищных относятся семейства медвежьих, енотовых, псовых, виверровых, кошачьих и др. К семейству псовых относятся роды лисиц, енотовидных собак, собак, фенеков, песцов и др. К роду собак относятся виды собак домашних, волков, шакалов, койотов. К виду собак домашних относятся овчарки, спаниели, водолазы, сенбер-нары, доги, болонки и др.

Вариант 3. Постройте граф классификации в русском языке по следующему описанию.

Предложения в русском языке классифицируются по составу, по интонации и по цели высказывания. По составу предложения делятся на нераспространенные и распространенные. Нераспространенные предложения состоят только из двух членов: подлежащего и сказуемого. Пример нераспространенного предложения: «Птицы прилетели». Распространенные предложения состоят из подлежащего, сказуемого и второстепенных членов предложения. Пример распространенного предложения: «Ранней весной прилетели первые птицы».

По интонации предложения делятся на восклицательные («Пришла весна!») и невосклицательные («Пришла весна.»).

По цели высказывания предложения делятся на повествовательные, вопросительные и побудительные. Повествовательное предложение: «Мы собрали много грибов и ягод.». Вопросительное предложение: «Вы собрали много грибов и ягод?». Побудительное предложение: «Собирайте грибы и ягоды!».

Лабораторная работа №2. Построение модели состава системы

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 7Следующая ⇒

Цель работы: освоить процесс построения модели состава системы.

2.1 Теоретические сведения

При рассмотрении любой системы обнаруживается, что ее целостность и обособленность, отображенные в модели черного ящика, выступают как внешние свойства. Внутренность же «ящика» оказывается неоднородной, что позволяет различать составные части самой системы. При более детальном рассмотрении некоторые части системы могут быть, в свою очередь, разбиты на составные части и т.д. Те части системы, которые мы рассматриваем как неделимые, называются элементами. Части системы, состоящие более чем из одного элемента, называют подсистемами. Модель состава ограничивается снизу тем, что считается элементом, а сверху – границей системы. Границы определяются целями построения модели. При необходимости можно ввести обозначения или термины, указывающие на иерархию частей. Графическое представление модели состава системы, описывающая из каких подсистем и элементов она состоит, представлена на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 — Графическая модель состава системы.

Построение модели состава системы только на первый взгляд кажется простой задачей. Модели одной и той же системы, разработанные разными экспертами, могут различаться между собой и даже значительно. Причины этого состоят не только в различной степени знания системы: один и тот же эксперт при разных условиях также может дать разные модели. По крайней мере существуют три разных причины этого факта.

Во-первых, разные модели состава получаются вследствие того, что понятие элементарности можно определить по-разному. То, что с одной точки зрения кажется элементом, с другой – оказывается подсистемой, подлежащей дальнейшему разделению. Во-вторых, как и любые модели, модель состава является целевой, и для различных целей один и тот же объект потребуется разбить на разные части. Например, модель состава самолета с точек зрения летчика, стюардессы, пассажира и аэродромного диспетчера окажутся различными. То, что для одного обязательно войдет в модель, может совершенно не интересовать другого. В-третьих, модели состава различаются потому, что всякое разделение целого на части, всякое деление системы на подсистемы является относительным, в определенной степени условным. Например, тормозную систему автомобиля можно отнести к ходовой части, либо к подсистеме управления. Другими словами границы между подсистемами условны, относительны.

Главная задача в построении модели состава заключается в том, что бы правильно согласно определению и назначению системы определить цель системы. Разделение целостной системы на части полностью зависит от целей системы (это относится и к границам между частями системы и к границам самой системы).

 

2.2 Пример выполнения работы

Пример построения модели состава системы » Система телевидения «Орбита»». Главной целью данной системы является передать зрительную и звуковую информацию на большое расстояние практически мгновенно. Согласно поставленной цели данную систему разобьём на следующие подсистемы: « передачи», «связи» и «приема». В свою очередь подсистему «передачи» можно разбить на элементы системы «центральная телестудия» и «антенно-передающий центр», подсистему «связи» на элементы «средства распространения радиоволн» и «спутники ретрансляторы», а подсистему «приема» на элементы «местные телецентры» и «телевизоры потребителей». Модель состава системы «Система телевидения «Орбита» можно представить в виде таблицы (см. табл. 2.2).

Таблица 2.1 – Модель состава системы «Система телевидения «Орбита».

Система Подсистемы Элементы  
  Система телевидения «Орбита» Передающая Центральная телестудия
Антенно-передающий центр
Связи Средства распространения радиоволн
Спутники ретрансляторы
Приемная Местные телецентры
Телевизоры потребителей

2.3 Порядок выполнения лабораторной работы

1. Изучите теоретическую часть данной лабораторной работы.

2. По названию и назначению заданной системы определите ее главную цель.

3. В соответствии с назначением и целью системы разбейте исследуемую систему на подсистемы и элементы.

4. Представьте исследуемую систему в графическом виде или в виде таблицы.

Варианты систем для выполнения лабораторной работы: 1) процессор;

2) материнская плата; 3) ПЭВМ; 4) звуковая карта; 5) видеокарта; 6) монитор; 7) фотоаппарат; 8) автомобильная сигнализация; 9) автомат по сортировке овощей; 10) сканер.

 

2.4Содержание отчета

Отчет должен включать: 1) цель работы; 2) исходные данные; 3) задачи работы; 4) теоретические сведения; 5) ход выполнения работы; 6) выводы.

2.5 Контрольные вопросы

9. Дайте определение понятия модели и модели состава системы.

10. Дайте определение подсистемы системы и ее элемента.

11. В чем отличие модели «черный ящик от модели состава системы?

12. Назовите основные трудности построения модели состава системы.

13. Назовите основные требования к построению моделей.

 

 




Модели систем. Модель черного ящика. Модель состава

На данном уроке мы познакомимся с такими понятиями как анализ, синтез, системный анализ. Вспомним модель «чёрного ящика» и модель состава.

Система – это целостная и взаимосвязанная совокупность частей, существующая в некоторой среде и обладающая определённым назначением, подчинённая некоторой цели.

Человеческое общество развивается благодаря открытиям, исследованиям, экспериментам и любая система подлежит изучению.

 Исследование системы включает в себя два этапа: анализ и синтез.

Анализ системы – это выделение её частей с целью прояснения состава системы.

Как нам уже известно, любая система состоит из подсистем. В свою очередь, любая подсистема состоит так же из нескольких подсистем. Таким образом, мы может разделить систему на самые мелкие объекты.

Возникает вопрос: а нужно ли нам это?

На первом этапе необходимо проанализировать систему для определения её состава и цели исследования. Целью исследования системы является получение её модели. Модель – это новый упрощённый объект, который отражает существенные особенности реального объекта, процесса или явления.

Соответственно с помощью модели мы можем получить необходимые нам результаты исследований. Например, узнать, как будет лететь самолёт при большой нагрузке багажом.

Далее необходимо выделить в системе связи между её частями. Например: основные компоненты велосипеда (рама, руль, колеса, педали, сиденье) зависят друг от друга. Качество данной системы – возможность ездить на велосипеде. Ни одна составная часть не обладает этим свойством. Но в свою очередь если собрать их вместе, связать их в одно целое, то появляется такое качество, как возможность ездить на велосипеде.

Состояние и поведение системы в той или иной ситуации можно понять и изучить только при наличии её состава и структуры.

Это был первый этап исследования системы.

Второй этап: Синтез.

Синтез – это мысленное или реальное соединение частей в единое целое. В результате данного этапа создаётся представление о системе, объясняется механизм системного эффекта.

Вывод: системный анализ – это исследование реальных объектов и явлений с точки зрения системного подхода, состоящее из этапов анализа и синтеза.

Любое описание системы отражает ограниченное число её свойств. Это зависит от того, с какой целью мы делаем описание, какие именно качества системы нам нужны.

На этом уроке мы познакомимся с моделью «чёрного ящика».

Есть такое понятие «Система как «чёрный ящик». Оно употребляется в том случае, если человек не знает, как устроена та или иная система «внутри» или эта система не представляет для него интереса. Часто достаточно знать, какие действия можно производить с системой, и какие результаты при этом можно получить.

Вход системы – это воздействие на систему со стороны внешней среды, а выход – это воздействие, которое оказывает система на окружающую среду.

Мы можем понимать, например, что объект на компьютере можно открыть двойным нажатием левой кнопкой мыши на нём. Входом будет нажатие клавиши мыши, а выходом – открытие документа. Но мы не знаем, как это происходит в системном блоке, сам процесс нам не понятен. В таких случаях и применяется понятие «система как «чёрный ящик».

Представить систему как «чёрный ящик» – значит указать её входы и выходы, а также зависимость между ними.

Если описать компьютер как «чёрный ящик», учитывая только входы и выходы системы, то получится, что входом системы являются данные программы, а выходом – итоговая информация.

Вывод: модель «чёрного ящика» представляет систему на уровне описания связей её входов и выходов.

Но в то же время, при решении вопросов, которые касаются внутреннего устройства системы, мы не можем ограничиться лишь моделью «чёрного ящика». Можно сказать, что данные, которые мы получаем при рассмотрении модели «чёрного ящика» по большей части являются лишь внешними свойствами системы.

Поэтому приходится обращаться к модели состава. Модель состава – это своеобразный список элементов системы. В данной системе не рассматриваются связи между её элементами.

Разберёмся более подробно на модели состава школы.

Любая школа состоит из администрации, учителей, учеников, учебных классов и родителей. На данной схеме мы видим пять составляющих нашей системы. Каждая из них является подсистемой со своим составом. Для этих подсистем можно также построить свои схемы состава. Например, учеников можно разделить по параллелям с первых по одиннадцатые классы. Или же учителей можно разделить на начальную и старшую школы.

Очевидно, что такой модели будет мало, если мы захотим разобраться, как функционирует школа. Но с другой стороны, она даёт более подробное представление, чем модель «чёрного ящика».

Подведём итоги.

Сегодня мы узнали, что такое системный анализ, познакомились с такими моделями как модель «чёрного ящика» и модель «состава».

Информационная модель систем гусеничной машины для тренажерного комплекса



В статье представлена методика разработки информационной модели, которая позволяет организовать имитационное моделирование в разработанном программном обеспечении тренажёрных комплексов. Разработанная информационная модель гусеничной машины позволяет её интегрирование в другие подобные машины.

Ключевые слова: тренажёр. математическая модель. имитационная модель. программное обеспечение тренажёра. тренажёрный комплекс, алгоритм, информационная модель.

При разработке математических моделей, описывающих функционирование элементов систем «физической модели машины», разработчики применяют несложные построения, что приводит к некачественному и неадекватному функционированию тренажерного комплекса. Так, если не учитывать детальную работу подсистем «физической модели», можно получить неполную модель имитируемого объекта, связи которого взаимосвязаны с другими подсистемами. Например, работа двигателя зависит от различных условий: температуры окружающей среды; атмосферного давления; вязкости и количества масла; системы охлаждения; топлива; работы фильтров (воздушного, масленого, топливного) и других условий. Если пренебречь каким-то условием, то получим некачественную модель.

Данная статья является актуальной, так как в ней предложена методика разработки информационной модели гусеничной машины.

Научная проблема заключается в определении главных связей между основными элементами модели гусеничной машины.

Теоретической значимостью данной статьи является методика построения информационной модели и сама информационная модель, которую можно применить к любой машине.

Практической значимостью данной статьи является применение информационной модели в разработках сложных тренажерных комплексов, удовлетворяющих заказчиков.

Информационная модель систем гусеничной машины для тренажерного комплекса

Чтобы правильно разработать имитационную модель функционирования гусеничной машины, требуется построить информационную модель. Информационная модель гусеничной машины строится на детальном анализе состава и функционирования машины. Например, рассмотрим путепрокладчик БАТ-2. При проведении детального анализа получена общая структура систем, которые представлены на рис. 1.

Рис. 1. Общая структура основных элементов БАТ-2

Взаимодействие элементов путепрокладчика представлено на рис. 2.

Рис. 2. Схема взаимодействия основных элементов путепрокладчика

Органы управления путепрокладчика воздействуют на элементы путепрокладчика с целью управления работой. Органы управления (рис. 2) воздействуют на топливную систему (педаль управления топливным насосом), систему смазки двигателя (подкачка масла в смазочную систему), систему охлаждения и подогрева (управление подогревом системы охлаждения, управление отоплением кабины), систему пуска двигателя, систему воздухоочистки (управление жалюзями и створками), трансмиссию (управление коробкой передач, управление сцеплением, управление реверсом, управление отбором мощности), ходовую часть (управление передними и задними катками — блокировка балансиров), пневмооборудование (управление запуском двигателя, управление работой омывателя окна), электрооборудование (управление запуском двигателя, управление источниками электроэнергии, управление потребителями электроэнергии, управление вспомогательной аппаратурой и приводами), систему защиты (управление ФВУ, ПО), рабочее оборудование (управление бульдозерным оборудованием, рыхлителем, краном).

Работу двигателя обеспечивают: топливная система (устанавливает обороты и мощность двигателя), система смазки (устанавливает потребный уровень и давление масла), система воздухоочистки (обеспечивает двигатель поступления воздуха в камеру сгорания), система охлаждения и подогрева (обеспечивает соответствующий температурный режим работы двигателя), система выпуска отработанных газов (обеспечивает выпуск отработанных газов из камеры сгорания двигателя).

Двигатель обеспечивает работу трансмиссии, передавая обороты коленчатого вала в трансмиссию.

Трансмиссия обеспечивает работу ходовой части, приводя ведущие колеса в движение.

Пневмооборудование воздействует на систему пуска двигателя, обеспечивая давление сжатого воздуха на пусковое устройство и на омыватель окна.

Электрооборудование (рис. 2) воздействует на работу следующих систем: на органы управления и контрольные приборы (показания приборов от датчиков, управление потребителями), систему пуска двигателя (включение стартера), на систему охлаждения и подогрева (работу подогревателя), на систему смазки (работу масленых насосов), трансмиссию (блокировку системы управления переключением передач), на двигатель (аварийная остановка двигателя), на систему защиты (гамма излучения и противопожарного оборудования), на рабочее оборудование (работу бульдозера, рыхлителя, крана).

Условия эксплуатации (рисунок 2) воздействуют на органы управления и контрольные приборы (включение фар, особенности управления от рельефа, грунта, атмосферных явлений), на систему воздухоочистки (работа воздухоочистки в зависимости от грунта), на систему пуска двигателя (выбор режима пуска двигателя от условия: зима, лето, температура воздуха), на систему охлаждения и подогрева (работа определяется следующими условиями: зима, лето, температура воздуха), на трансмиссию (условия рельефа, грунта, атмосферных явлений), на ходовую часть (условия рельефа, грунта, атмосферных явлений), на электрооборудование (атмосферные явления, зима, лето, температура воздуха, день, ночь), на рабочее оборудование (все перечисленные условия).

Исходя из проведённого анализа и построенной структуры основных элементов путепрокладчика, общая структура имитационной модели путепрокладчика будет иметь следующий вид (рисунок 3).

Рис. 3. Имитационная модель путепрокладчика

Модель органов управления и контрольных приборов предназначена для формирования сигналов управления путепрокладчиком от органов управления, а также отображения на контрольных приборах состояния его элементов оборудования.

Модель силовой установки предназначена для моделирования работы силовой установки и обеспечения работы трансмиссии, ходовой части и рабочего оборудования.

Модель двигателя предназначена для моделирования функционирования двигателя, устанавливающего соответствующие обороты коленчатого вала в зависимости от результатов моделирования других подсистем: модели топливной системы, модели систем воздухоочистки, модели пуска двигателя, модели системы смазки, модели системы охлаждения и подогрева.

Модель топливной системы предназначена для моделирования работы топливной системы и включает: моделирование расхода топлива из выбранных баков; моделирование работы топливных насосов; моделирование работы двигателя (обороты двигателя).

Модель системы воздухоочистки предназначена для моделирования влияния воздуха на обороты двигателя при поступлении его в камеру сгорания.

Модель системы пуска двигателя предназначена для моделирования начала работы двигателя, где производится разгон коленчатого вала стартером и перехода его работы от форсунок с топливным насосом.

Модель системы смазки предназначена для моделирования работы системы смазки двигателя: давления, температуры и уровня масла в двигателе.

Модель системы выпуска отработанных газов предназначена для моделирования объёма выпуска газов от различных режимов работы двигателя.

Модель системы охлаждения предназначена для моделирования процессов охлаждения двигателя и подготовки двигателя к работе (подогрев системы охлаждения), что влияет на обороты коленчатого вала.

Модель трансмиссии предназначена для моделирования процессов движения путепрокладчиком в зависимости от работы двигателя и органов управления.

Модель ходовой части предназначена для моделирования работы ходовых элементов путепрокладчика: ведущих колёс, опорных катков, поддерживающих катков, гусениц, балансиров. Данная модель формирует в зависимости от условий движения потребную мощность для двигателя.

Модель электрооборудования предназначена для моделирования функционирования электропотребителей, источников электроэнергии.

Модель системы защиты предназначена для моделирования систем: гамма-защиты, фильтрации воздуха, управления ФВУ и пожарного оборудования.

Модель рабочего оборудования предназначена для моделирования рабочего оборудования путепрокладчика: работы отвала, рыхлителя, крана.

Модель условий эксплуатации предназначена для изменения параметров моделирования путепрокладчика в зависимости от внешних условий, влияющих на его работу.

Модель запрещённых режимов и отказов предназначена для выявления запрещённых режимов и формирования по ним отказов.

Взаимодействие элементов информационной модели путепрокладчика представлено на рисунке 4.

Рис. 4. — Схема взаимодействия основных элементов информационной модели путепрокладчика

Параметры взаимосвязи между системами информационной модели:

Крл — положение левого рычага поворота;

Крп — положение правого рычага поворота;

Ккпп — положение рычага переключения передач;

Крев — положение рычага реверса;

Ком — положение рычага отбора мощности;

Кгт — положение рычага горного тормоза;

Кг — положение рычага гидропривода;

Ксц — положение педали сцепления;

Кмзнт — положение включателя маслозакачивающего насоса трансмиссии;

Кт — положение педали управления топливным насосом;

Ктрк — положение рычага управления топливораспределительным краном;

Кж — положение рычага управления жалюзи и заслонками;

Кмзн — положение включателя маслозакачивающего насоса двигателя;

Кпд — положение кнопки пуска двигателя;

Крпд — положение переключателя способа пуска двигателя;

Клеб — положение включателя лебёдки;

Кб1, Кб2, Кб3 — положение кранов открытия баллонов с жатым воздухом;

Ксвеча — положение включателя свеча;

Ккотел — включатель в положении котёл;

Кдв — положение включателя пуска двигателя калорифера;

Кпускк — положение включателя пуска котла;

Кпрод — положение включателя продувка котла;

nд — обороты двигателя;

Rв — коэффициент влияния на двигатель воздухом;

Fj — параметр характеризующий работу двигателя;

Tr — параметр характеризующий исправность трансмиссии;

Eдв — параметр характеризующий исправность двигателя;

nстарт — обороты стартера при разгоне коленчатого вала двигателя;

Uсеть — бортовое напряжение;

tвозд — температура воздуха;

nв — обороты коленчатого вала двигателя;

Рпс — потребная мощность;

Rсм — коэффициент влияние системы смазки на работу двигателя;

Rохл — коэффициент влияния системы охлаждения и подогрева на работу на двигатель;

Vr — объём выпуска отработанных газов;

Рд — мощность двигателя %

Vв — объём воздуха поступающего в двигатель;

tохл — температура охлаждающей жидкости на выходе из двигателя;

nом — частота вращения вала от редуктора отбора мощности;

Кп1.. Kпn — положение включателей электропотребителей;

Рвозд — давление сжатого воздуха в пневмосистеме;

Uген — напряжение от генератора;

Vл — скорость вращения левого ведущего колеса;

Vп — скорость вращения правого ведущего колеса.

Таким образом, представленная информационная модель гусеничной машины для тренажерного комплекса, показывает сложность построения основных элементов, а также взаимосвязи между нами. Дальнейшее раскрытие каждого элемента, позволит получить необходимые входные данные для имитационного моделирования и определения выходных данных для детальной организации взаимосвязей между подсистемами.

Заключение

Представленная методика разработки информационной модели и сама модель были реализованы в опытно-конструкторских разработках различных гусеничных машин. Адекватность работы имитационной модели «физической машины», были опробованы на государственных испытаниях и даны положительные оценки экспертов. Данные исследования помогут разработчикам специального программного обеспечения тренажёрных средств в разработке современных тренажёрных комплексов.

Литература:

  1. Путепрокладчик БАТ-2 техническое описание и инструкция по эксплуатации //Министерство обороны-1987.
  2. Курс вождения инженерных машин (КВИМ-2011) // Министерство обороны — 2011.
  3. Разработка программно-аппаратного комплекса тренажёра бульдозера на артиллерийском тягаче «ПАК ДТ-БАТ» // «ЗАО Институт телекоммуникации» — 2017.
  4. Разработка программно-аппаратного комплекса тренажёра плавающего транспортёра «ПАК-ПТС» // «ЗАО Институт телекоммуникации» — 2017.
  5. Разработка программно-аппаратного комплекса тренажёра плавающего транспортёра «ПАК-ИМР» // «ЗАО Институт телекоммуникации» — 2017.
  6. Фоменков, С. А. Математическое моделирование системных объектов: учебное пособие / Фоменков С. А., Камаев В. А., Орлова Ю. А.; ВолгГТУ, Волгоград, 2014.- 340 с.
  7. Шукшунов В. Е. Проектирование тренажерно-моделирующих комплексов нового поколения /Шукшунов В. Е., Янюшкин В. В. //Международный научно-практический журнал «Программные продукты и системы» — № 4–2012.- С.192–200.

Основные термины (генерируются автоматически): информационная модель, гусеничная машина, работа двигателя, тренажерный комплекс, топливная система, положение включателя, моделирование работы, коленчатый вал, оборот двигателя, ходовая часть.

Классификация автомобилей — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Разработано много разных классификаций автомобилей по разнообразным характеристикам. Основными видами являются классификация по назначению, по типу двигателя, по числу колёс, и по степени приспособления к работе в различных дорожных условиях.

  • по способу преобразования тепловой энергии в механическую (внутреннего сгорания, с внешним подводом теплоты)
  • по способу осуществления рабочего цикла (четырёхтактные с наддувом и без наддува, двухтактные с наддувом и без наддува)
  • по способу воспламенения рабочей смеси (с искровым зажиганием, с воспламенением от сжатия, с воспламенением газового топлива от небольшой дозы дизельного топлива воспламеняющегося от сжатия, с форкамерно-факельным зажиганием)
  • По роду используемого топлива (лёгкие жидкие топлива нефтяного происхождения (бензин, керосин), тяжёлые жидкие топлива нефтяного происхождения (мазут, соляровое масло, дизельное топливо), газовое топливо (природный газ, сжиженный газ нефтяного происхождения, биогаз), альтернативные топлива (спирты, водород, органические масла))
  • по конструкции (поршневые тронковые, поршневые крейцкопфные, поршневые траверсные, поршневые барабанные, поршневые бесшатунные, роторно-поршневые, газотурбинные и др.)
  • по способу регулирования в зависимости от нагрузки (с количественным регулированием, с качественным регулированием, со смешанным регулированием)
  • по способу охлаждения (жидкостного и воздушного охлаждения)
  • Электродвигатели
  • Газотурбинные двигатели
  • Силовые агрегаты со свободно-поршневым генератором газа

По общему числу колёс и числу ведущих колёс[править | править код]

Условно обозначают колёсной формулой, где первая цифра — число колёс автомобиля, а вторая — число ведущих колёс, при этом каждое из сдвоенных ведущих колёс считается за одно колесо.

  • 4х2 — двухосный автомобиль с одной ведущей осью (ГАЗ-53А, ЗИЛ-130)
  • 4х4 — двухосный автомобиль с обеими ведущими осями (ВАЗ-2121)
  • 6х4 — трёхосный автомобиль с двумя ведущими осями (КамАЗ-5320)
  • 6х6 — трёхосный автомобиль со всеми ведущими осями (ЗИЛ-131)
  • 8х8 — четырёхосный автомобиль со всеми ведущими осями (КамАЗ-63501, МАЗ-537)
  • 16х16 — восьмиосный автомобиль со всеми ведущими осями (МЗКТ-79221)
  • 18х18 — девятиосный спецавтомобиль со всеми ведущими осями (Liebherr LTM 11200-9.1)
  • 24х24 — двенадцатиосный спецавтомобиль со всеми ведущими осями (Zoomlion ZACB01)
По числу осей[править | править код]
  • 2-осные
  • 3-осные
  • 4-осные
  • 6-осные
Грузовые[править | править код]
  • По грузоподъёмности
    • Особо малой грузоподъёмности — до 1 тонны
    • Малой грузоподъёмности — 1—2 тонны
    • Средней грузоподъёмности — 2—5 тонны
    • Большой грузоподъёмности — свыше 5 тонн
    • Особо большой грузоподъёмности — свыше предела, установленного дорожными габаритами и весовыми ограничениями
  • По виду перевозимого груза
  • По типу кузова
Пассажирские[править | править код]
Автобусы (вместимость свыше 9 человек)[править | править код]
  • По габаритной длине
    • Особо малый (до 5 м)
    • Малый (6 м — 7,6 м)
    • Средний (8 м — 9,5 м)
    • Большой (10,5 м — 13,0 м)
    • Особо большой (18,9 м и более)
  • По назначению
    • Городские
    • Пригородные
    • Перронные
    • Школьные
    • Местного сообщения (для сельских перевозок)
    • Междугородные
    • Туристические
Легковые (вместимость до 9 человек)[править | править код]
  • По типу кузова
  • По рабочему объёму цилиндров двигателя
Грузопассажирские[править | править код]
  • На базе легковых
  • На базе грузовых
Специальные[править | править код]

По степени приспособления к работе в различных дорожных условиях[править | править код]

  • Дорожный (обычной проходимости) — предназначенный для работы по дорогам общей сети
  • Повышенной проходимости — для систематической работы по неблагоустроенным дорогам и в отдельных случаях по бездорожью (вседорожники)
  • Вездеходы
  • Внедорожники

Лабораторная работа №1. Построение модели «черный ящик»

Стр 1 из 7Следующая ⇒

УДК 519.95.01

ББК

© Л.П. Пилиневич, Н.А. Гулякина, А.Н. Яцук,

 

© БГУИР, 2011

ISBN

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Лабораторная работа №1. Построение модели «черный ящик»
Лабораторная работа №2. Построение модели состава системы.
Лабораторная работа №3. Построение модели структуры системы
Лабораторная работа №4. Построение структурной схемы системы
Лабораторная работа №5. Сведение многокритериальной задачи к однокритериальной
Лабораторная работа №6. Поиск альтернативы с заданными свойствами
Лабораторная работа №7. Нахождение паретовского множества
Лабораторная работа №8. Выбор альтернативы на языке бинарных отношений
Лабораторная работа №9. Стратифицированное представление систем
   
Методические указания по выполнению курсовой работы
Рекомендуемая литература
Приложение А
Приложение В
   
   
   
   
   

 

Лабораторная работа №3. Построение модели структуры системы

Цель работы: освоить процесс построения модели структуры системы.

 

3.1 Теоретические сведения

Несмотря на полезность моделей «черный ящик» и состава системы, существуют проблемы, решить которые с помощью таких моделей нельзя. Например, чтобы получить велосипед, недостаточно иметь отдельные его детали (хотя состав системы налицо). Необходимо еще правильно соединить все детали между собой, или, говоря обще, установить между элементами определенные связи – отношения. Совокупность необходимых и достаточных для достижения цели отношений между элементами называется структурой системы. Связь, с точки зрения структуры системы, формирует эту самую структуру. С точки зрения функционирования системы, она преобразует выход одного компонента во вход другого. Основное ее отличие от компонента заключается в том это преобразование тривиально. То есть, если компонент изменяет поток, то связь его существенно не изменяет. В зависимости от задачи один и тот же объект можно моделировать как компонент, а можно – как связь. Как и входы, и выходы, связи могут быть пространственными (структурными) и временными (причинно-следственными). Структурные связи бывают статическими (энергия, масса или информация, заполняющая связь, не перемещается от одного компонента к другому) и динамическими (от одного компонента к другому идет поток энергии, массы или информации). Статическая связь может переходить в динамическую и наоборот.

Перечень связей между элементами (т.е. структура системы) является отвлеченной, абстрактной моделью: установлены только отношения между элементами, но не рассмотрены сами элементы. Хотя на практике безотносительно к элементам говорить о связях можно лишь после того, как отдельно рассмотрены сами элементы (т.е. рассмотрена модель состава), теоретически модель структуры можно изучать отдельно. Бесконечность природы проявляется и в том, что между реальными объектами, вовлеченными в систему, имеется невообразимое (может быть, бесчисленное) количество отношений. Однако, когда рассматриваем некоторую совокупность объектов как систему, то из всех отношений важными, т.е. существенными для достижения цели, являются лишь некоторые. Точнее, в модель структуры (т.е. в список отношений) мы включаем только конечное число связей, которые, по нашему мнению, существенны по отношению к рассматриваемой цели. Модель структуры системы отображает связи между компонентами модели ее состава, т.е. совокупность связанных между собой моделей «черного ящика» для каждой из частей системы. Поэтому трудности построения модели структуры те же, что и для построения модели «черного ящика».

 

3.2 Пример выполнения работы

Пример построения модели структуры системы » автомобиль». Главной целью данной системы является перемещение на расстояния людей или грузов в заданном направлении. Исходя из главной цели системы, выделим попарно основные узлы и связи между ними. Модель структуры системы «автомобиль» можно представить в виде таблицы (см. табл. 3.1).

Таблица 3.1 – Модель структуры системы «автомобиль».

Основные элементы Связи
Двигатель – коробка передач Первичный вал, вторичный вал
Коробка передач – задний мост Карданный вал, дифференциал
Задний мост – колеса Полуоси, диски
Двигатель – топливная система Коллектор, карбюратор, шланги, топливо
Рулевая система – колеса Рулевая колонка, полуоси, тяги, диски

3.3 Порядок выполнения лабораторной работы

1. Изучите теоретическую часть данной лабораторной работы.

2. По названию и назначению заданной системы определите ее главную цель.

3. В соответствии с назначением и целью системы разбейте исследуемую систему попарно на основные элементы, которые состоят в отношениях между собой.

4. Определите основные связи между выделенными элементами.

5. Представьте исследуемую систему в графическом виде или в виде таблицы.

Варианты систем для выполнения лабораторной работы: 1) процессор;

2) материнская плата; 3) ПЭВМ; 4) звуковая карта; 5) видеокарта; 6) монитор; 7) фотоаппарат; 8) автомобильная сигнализация; 9) автомат по сортировке овощей; 10) сканер.

 

3.4 Содержание отчета

Отчет должен включать: 1) цель работы; 2) исходные данные; 3) задачи работы; 4) теоретические сведения; 5) ход выполнения работы; 6) выводы.

 

3.5 Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятия модели и модели структуры системы.

2. Дайте определение связи системы.

3. В чем отличие между понятиями «отношение» и «свойство»?

4. Назовите основные трудности построения модели состава системы.

Приложение А

(обязательное)

Пример оформления титульного листа

Белорусский государственный университет информатики и

Радиоэлектроники

Кафедра инженерной психологии и эргономики

 

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ»

 

ТЕМА: РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ СОСТАВА И МОДЕЛИ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ КОТТЕДЖА С УДАЛЕННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Выполнил: студент гр.810901 (А.М. Иванов)

Проверил:профессор каф. ИПиЭ(Л.П. Пилиневич)

 

Минск, год

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Пример оформления задания по курсовой работе

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Факультеткомпьютерного проектирования

«УТВЕРЖДАЮ»

Заведующий кафедрой ИПиЭ

К.Д. Яшин

(подпись

11февраля 2013 год

З А Д А Н И Е

на курсовую работу

Студенту Ермакову Алексею Михайловичу

1. Тема курсовой работы: построение и анализ моделей стандарта сотовой связи GSM

2. Срок сдачи студентом законченной работы 20.05.2013 г.

3. Исходные данные для курсовой работы:

1) Стандарт сотовой связи GSM. 2) Общая теория систем: лабораторный практикум и методические указания по выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения БГУИР по специальности 1-58 01 01 Инженерно — психологическое обеспечение информационных технологий,/ Минск; БГУИР,2011г. 3) Положение об организации и проведении курсового проектирования в БГУИР. – Минск БГУИР 2010 г.

4. Cодержание пояснительной записки:

Введение. 1. История развития стандарта сотовой связи GSM, достоинства, недостатки.2. Модель черный ящик «Стандарт сотовой связи GSM.». 3. Модель состава системы «Стандарт сотовой связи GSM». 4. Структурная схема системы «Стандарт сотовой связи GSM.». 5. Описание работы системы. Заключение. Список используемой литературы. Приложение.

5. Консультант по курсовой работе профессор кафедры ИПиЭ Пилиневич Л.П.

6. Дата выдачи задания 11. 02.2013 г.

8. Календарный график работы над курсовой работой на весь период работы:

 

введение, раздел 1 к 25. 02.2013 г. – 10%; раздел 2 к 11.03.2013 г. — 10%;

раздел 3 к 25.03.2013 г. 20%; раздел 4 к 08.04.2013 г. 20%; раздел 5 к 25.04.2013 г. 20%;

Заключение, выводы и список используемой литературы к 05.05.2013 г.

Руководитель курсовой работы Л.П. Пилиневич

(подпись)

Задание принял к исполнению А.М. Ермаков

(дата и подпись студента)

УДК 519.95.01

ББК

© Л.П. Пилиневич, Н.А. Гулякина, А.Н. Яцук,

 

© БГУИР, 2011

ISBN

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Лабораторная работа №1. Построение модели «черный ящик»
Лабораторная работа №2. Построение модели состава системы.
Лабораторная работа №3. Построение модели структуры системы
Лабораторная работа №4. Построение структурной схемы системы
Лабораторная работа №5. Сведение многокритериальной задачи к однокритериальной
Лабораторная работа №6. Поиск альтернативы с заданными свойствами
Лабораторная работа №7. Нахождение паретовского множества
Лабораторная работа №8. Выбор альтернативы на языке бинарных отношений
Лабораторная работа №9. Стратифицированное представление систем
   
Методические указания по выполнению курсовой работы
Рекомендуемая литература
Приложение А
Приложение В
   
   
   
   
   

 

Лабораторная работа №1. Построение модели «черный ящик»

Цель работы: освоить построение модели типа «черный ящик».

1.1 Теоретические сведения

Модельесть отображение свойств объектов при его изучении. При моделировании свойства одного объекта переносятся на другой таким образом, чтобы взаимосвязь свойств модели и свойств объекта была бы аналогичной.Отображения объектов называются моделями, а процесс их создания — моделированием. Модель «черный ящик» — это система, в которой внешнему наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а структура и внутренние процессы не известны. Любая вещь, любой предмет, любое явление — любой познаваемый объект — всегда первоначально выступает как «черный ящик». Название модели «черный ящик» образно подчеркивает полное отсутствие сведений о внутреннем содержании «ящика»: в этой модели задаются, фиксируются, перечисляются только входные и выходные связи системы со средой (даже «стенки ящика», т.е. границы между системой и средой, в этой модели обычно не описываются, а лишь подразумеваются, признаются существующими). Графическая модель типа «черный ящик» отображает только связи системы со средой, в виде перечня «входов» и «выходов» (рис.1.1).

 

Рисунок 1.1 – Графическая модель «черного ящика».

Модель типа «черный ящик», несмотря на внешнюю простоту и на отсутствие сведений о внутренности системы, часто оказывается полезной. Во многих случаях достаточно содержательного словесного описания входов и выходов; тогда модель «черного ящика» является просто их списком. Например, бытовая модель телевизора такова: входы – шнур электропитания, антенна, ручки управления и настройки; выходы – экран кинескопа и звуковые динамики. В других случаях требуется количественное описание некоторых или всех входов и выходов. Пытаясь максимально формализовать модель «черного ящика», мы приходим к заданию двух множеств Х и Y входных и выходных переменных, но никаких других отношений между этими множествами фиксировать нельзя.

Модель «черного ящика» часто оказывается не только очень полезной, но в ряде случаев единственно применимой при изучении систем. Например, при исследовании психики человека или влияния лекарства на живой организм мы лишены возможности вмешательства в систему иначе, как только через ее входы, и выводы делаем только на основании наблюдения за ее выходами. Это вообще относится к таким исследованиям, в результате проведения которых нужно получить данные о системе в обычной для нее обстановке, где следует специально заботиться о том, чтобы измерения как можно меньше влияли на саму систему. Другая причина того, что приходится ограничиваться только моделью «черного ящика», – действительное отсутствие данных о внутреннем устройстве системы. Например, мы не знаем, как «устроен» электрон, но знаем, как он взаимодействует с электрическими и магнитными полями, с гравитационным полем. Это и есть описание электрона на уровне модели «черного ящика».

Проблема построения модели типа «черный ящик» заключается в правильном определении цели исследуемой системы. Цель – это субъективный образ (абстрактная модель) несуществующего, но желаемого состояния среды, которое решило бы возникшую проблему. Вся последующая деятельность, способствующая решению этой проблемы, направлена на достижение поставленной цели, т.е. как работа по созданию системы. Другими словами: система есть средство достижения цели. Приведем несколько упрощенных примеров систем, предназначенных для реализации определенных целей (см. табл. 1.1).

 

Таблица 1.1 – Системы и их цели.

Цель Система
В произвольный момент указать время Часы
Обеспечить выпечку хлеба в заданном ассортименте для большого количества людей Пекарня
Передать зрительную и звуковую информацию на большое расстояние практически мгновенно Телевидение
Обеспечить перемещение людей в городе Городской транспорт

 

Отметим, что далеко не просто сформулировать цели так, чтобы имелось действительно очевидное соответствие между целями и системами. Например, только слова «практически мгновенно» в примере 3 отличает цель телевидения от цели кино или пересылки видеокассет. В то же время, между целью (абстрактной и конечной моделью) и реальной системой нет, и не может быть однозначного соответствия: для достижения заданной цели могут быть избраны разные средства – системы. С другой стороны, заданную реальную систему можно использовать и для других целей, прямо не предусмотренных при ее создании. В инженерной практике момент формулирования цели – один из важнейших этапов создания систем. Обычно цели уточняются итеративно, с многократными изменениями и дополнениями. Любая модель, в том числе модель «черный ящик», должна отвечать следующим требованиям: 1) адекватности модели – соответствие действительности предсказаний, сделанных на основе моделей, и соответствие целям проектов, сделанных на основе моделей; 2) экономичности по времени, энергии, материалам и др.

Сложность построения модели черный ящик заключается в множественности входов и выходов. Главной причиной множественности входов и выходов в модели «черного ящика» является то, что всякая реальная система, как и любой объект, взаимодействует с объектами окружающей среды неограниченным числом способов. Строя модель системы, мы из этого бесчисленного множества связей отбираем конечное их число для включения в список входов и выходов. Критерием отбора при этом является целевое назначение модели, существенность той или иной связи по отношению к этой цели. То, что существенно, важно – включается в модель, то, что несущественно, неважно – не включается. Именно здесь возможны ошибки. Тот факт, что мы не учитываем в модели, исключаем из рассмотрения остальные связи, не лишает их реальности, они все равно действуют независимо от нас. И нередко оказывается, что казавшееся несущественным или неизвестным для нас на самом деле является важным и должно быть учтено. Особое значение этот момент имеет при задании цели системы, т.е. при определении ее выходов. Это относится и к описанию существующей системы по результатам ее обследования, и к проекту пока еще не существующей системы. Реальная система неизбежно вступает во взаимодействия со всеми объектами окружающей среды, поэтому важно как можно раньше, лучше всего еще на стадии построения (проектирования) модели, учесть все наиболее важное. В результате главную цель приходится сопровождать заданием дополнительных целей. Важно подчеркнуть, что выполнения только основной цели недостаточно, что невыполнение дополнительных целей может сделать ненужным или даже вредным и опасным достижение основной цели. Этот момент заслуживает особого внимания, так как на практике часто обнаруживается незнание, непонимание или недооценка важности указанного положения. Между тем оно является одним из центральных во всей системологии.

 

1.2 Пример выполнения работы

Пример построения модели «черный ящик» системы «наручные часы». Главной целью данной системы является показание времени в произвольный момент и удобство ношения на запястье. Учитывая, что выходы соответствуют конкретизации цели, фиксируем в качестве выхода показание времени в произвольный момент, а в качестве входа зрение человека и циферблат. Данный вход и выход относятся ко всем часам, а не только к нашим наручным часам. Чтобы выполнить цель полностью, вносим следующее добавление (вход): запястье – ремешок или браслет и (выход): удобство ношения часов на запястье. Можно добавить и еще один вход: химический состав материалов и выход: удовлетворение требований санитарии и гигиены, так как не любое крепление часов на руке допустимо с этой точки зрения. Далее, представив себе условия эксплуатации часов, можно добавить вход: механические удары, влага, пыль и выход: достаточная в бытовых условиях прочность, пылевлагонепроницаемость. Затем, расширив понятие «условия эксплуатации часов», добавим еще два выхода: достаточную для бытовых нужд точность; легкость прочтения показаний часов при беглом взгляде на циферблат. Можно еще более расширить круг учитываемых требований к часам, что позволит добавить несколько входов и выходов: соответствие моде и понятию красоты; соответствие цены часов покупательной способности потребителя. Очевидно, что список желаемых, т.е. включаемых в модель, входов и выходов можно продолжать. Например, можно потребовать, чтобы имелась возможность прочтения показаний часов в полной темноте, и реализация этого выхода приведет к существенному изменению конструкции часов, в которой могут быть различные варианты подсветки, считывания на ощупь или подачи звуковых сигналов. Можно рассмотреть еще и другие выходы как габариты, вес и многие другие физические, химические, экономические и социальные аспекты использования наручных часов. Пример построения графической модели «черный ящик» системы «наручные часы» показан на рис. 1.2.

Показание времени

Зрение человека – цифер-

блат Удобство ношения

 

Запястье – браслет Удовлетворение требований

санитарии и гигиены

Материал браслета Свечение циферблата

Механические удары, в темноте

влага, пыль

Прекращение показаний времени

Полная темнота. Паль-

цы рук – кнопка Неточное показание времени

подсветки

 

 

Рисунок 1.2 – Графическая модель «черного ящика» системы «наручные часы».

 

Приведем способы устранения недостатков системы «наручные часы»:

для восстановления показаний времени необходимо заменить батарейки; для восстановления точных показаний времени необходимо произвести его корректировку по эталону.

 

1.3 Порядок выполнения лабораторной работы

1. Изучите теоретическую часть данной лабораторной работы.

2. По названию и назначению заданной системы определите ее главную и основные дополнительные цели.

3. В соответствии с назначением и целями системы определите существенные связи системы с объектами окружающей среды.

4. Определите и опишите существенные входы и выходы системы.

5. Постройте графическую модель «черный ящик», заданной системы.

6. Перечислите нежелательные входы и выходы системы.

7. Установите основные способы устранения возможных недостатков

Варианты систем для выполнения лабораторной работы: 1) процессор;

2) материнская плата; 3) ПЭВМ; 4) звуковая карта; 5) видеокарта; 6) монитор; 7) телефон; 8) автомобильная сигнализация; 9) автомат по сортировке овощей; 10) сканер.

 

1.4Содержание отчета

Отчет должен включать: 1) цель работы; 2) исходные данные; 3) задачи работы; 4) теоретические сведения; 5) ход выполнения работы; 6) выводы.

1.5 Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятия модели и модели «черный ящик».

2. Какая модель называется познавательной, а какая прагматической?

3. Как бороться с непознаваемостью объекта?

4. Назовите определение интегративного свойства системы.

5. Назовите основные трудности построения модели «черный ящик».

6. Назовите основные требования к построению моделей.

7. Какие свойства системы отображаются при моделировании?

8. Назовите принципиальное отличие динамической модели от статической.




Модель состава системы

Очевидно, что вопросы, касающиеся внутреннего устройства системы, невозможно решить только с помощью модели «черного ящика». Для этого необходимы более развитые, более детальные модели.

Компоненты модели состава. При рассмотрении любой системы, прежде всего, обнаруживается, что ее целостность и обособленность (отображенные в модели черного ящика) выступают как внешние свойства. Внутренность же «ящика» оказывается неоднородной, что позволяет различать составные части самой системы.

При более детальном рассмотрении некоторые части системы могут быть, в свою очередь, разбиты на составные части и т.д. Те составные части системы, которые рассматриваются как неделимые, называют элементами. Части системы, состоящие более чем из одного элемента, называют подсистемами.

При необходимости можно ввести обозначения или термины, указывающие на иерархию частей (например, «подподсистемы», или «подсистемы такого-то уровня»). В результате содержательного словесного описания модель состава системы получается в форме иерархического списка подсистем и элементов. В качестве характерного примера такой простой текстовой модели можно привести оглавление пособия по учебной дисциплине:

Теория систем

Введение

I. Философские основания

1. Цели человека и задачи познания

2. Объект

2.1. Качество и его проявления

2.1.1. Базовые определения

2.1.2. Количественное описание свойств

2.1.3. Свойства и внешние условия

2.1.4. Свойства как объекты

2.2. Процесс

2.3. Материя и информация — сущности объектов нулевого уровня

2.3.1. Сохраняемая и несохраняемая сущность

2.3.2. Структура

2.3.3. Информация и энтропия

2.3.4. Материя и информация: единство и борьба

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Развитие систем

10.1. Причины и необходимые условия развития

10.1.1. Противоречие как двигатель развития

10.1.2. Противоречия между системой и внешней средой

10.1.3. Противоречия между системой и компонентом

10.1.4. Противоречия между компонентами системы

10.1.5. Усложнение системы: подводные камни

10.2. Правила развития систем (диалектика)

10.2.1. Диалектические противоположности

10.2.2. Переход количественных изменений в качественные изменения

10.2.3. Отрицание отрицания

10.3. Этапы развития систем

10.4. Траектории развития систем

Заключение

Литература

В графической форме модель состава можно представить следующим образом:

Рис.4.2. Графическая модель состава системы

Модель состава ограничивается снизу тем, что считается элементом, а сверху — границей системы. Как эта граница, так и границы разбиения на подсистемы и элементы определяются целями построения модели и, следовательно, не имеют абсолютного характера. Но это не означает, что сама система или ее состав не являются реальными. Неоднозначность разбиения имеет место не только, когда мы имеем дело с разными системами, но с разными моделями одной системы.

Сложности построения модели состава. Построение модели состава системы только на первый взгляд кажется простым делом. Если дать разным экспертам задание определить состав одной и тай же системы, то результаты их работы будут различаться, и иногда довольно значительно. Причины этого состоят не только в том, что у них может быть различная степень знания системы: один и тот же эксперт при разных условиях также может дать разные модели. Существуют, по крайней мере, еще три важные причины этого факта.

Во-первых, разные модели состава получаются вследствие того, что понятие элементарности можно определить по-разному. То, что с одной точки зрения является элементом, с другой — оказывается подсистемой, подлежащей дальнейшему разделению.

Во-вторых, как и любые модели, модель состава является целевой, и для различных целей один и тот же объект потребуется разбить на разные части. Например, один и тот же завод для директора, главного инженера, начальника экономической службы состоит из принципиально различных подсистем. То, что для одного обязательно войдет в модель, может совершенно не интересовать другого.

В-третьих, модели состава различаются потому, что всякое разделение целого на части, всякое деление системы на подсистемы является относительным, в определенной степени условным. Сами границы между подсистемами условны, относительны и также являются модельными.

В результате модель состава системы отображает, из каких частей (подсистем и элементов) состоит система. Главная трудность в построении модели состава заключается в том, что разделение целостной системы на части является относительным, условным, зависящим от целей моделирования (это относится не только к границам между частями системы, но и к границам самой системы). Кроме того, относительным является и определение самой малой части — элемента.

Модели систем. Модель черного ящика. Модель состава

На данном уроке мы познакомимся с такими понятиями как анализ, синтез, системный анализ. Вспомним модель «чёрного ящика» и модель состава.

Система – это целостная и взаимосвязанная совокупность частей, существующая в некоторой среде и обладающая определённым назначением, подчинённая некоторой цели.

Человеческое общество развивается благодаря открытиям, исследованиям, экспериментам и любая система подлежит изучению.

 Исследование системы включает в себя два этапа: анализ и синтез.

Анализ системы – это выделение её частей с целью прояснения состава системы.

Как нам уже известно, любая система состоит из подсистем. В свою очередь, любая подсистема состоит так же из нескольких подсистем. Таким образом, мы может разделить систему на самые мелкие объекты.

Возникает вопрос: а нужно ли нам это?

На первом этапе необходимо проанализировать систему для определения её состава и цели исследования. Целью исследования системы является получение её модели. Модель – это новый упрощённый объект, который отражает существенные особенности реального объекта, процесса или явления.

Соответственно с помощью модели мы можем получить необходимые нам результаты исследований. Например, узнать, как будет лететь самолёт при большой нагрузке багажом.

Далее необходимо выделить в системе связи между её частями. Например: основные компоненты велосипеда (рама, руль, колеса, педали, сиденье) зависят друг от друга. Качество данной системы – возможность ездить на велосипеде. Ни одна составная часть не обладает этим свойством. Но в свою очередь если собрать их вместе, связать их в одно целое, то появляется такое качество, как возможность ездить на велосипеде.

Состояние и поведение системы в той или иной ситуации можно понять и изучить только при наличии её состава и структуры.

Это был первый этап исследования системы.

Второй этап: Синтез.

Синтез – это мысленное или реальное соединение частей в единое целое. В результате данного этапа создаётся представление о системе, объясняется механизм системного эффекта.

Вывод: системный анализ – это исследование реальных объектов и явлений с точки зрения системного подхода, состоящее из этапов анализа и синтеза.

Любое описание системы отражает ограниченное число её свойств. Это зависит от того, с какой целью мы делаем описание, какие именно качества системы нам нужны.

На этом уроке мы познакомимся с моделью «чёрного ящика».

Есть такое понятие «Система как «чёрный ящик». Оно употребляется в том случае, если человек не знает, как устроена та или иная система «внутри» или эта система не представляет для него интереса. Часто достаточно знать, какие действия можно производить с системой, и какие результаты при этом можно получить.

Вход системы – это воздействие на систему со стороны внешней среды, а выход – это воздействие, которое оказывает система на окружающую среду.

Мы можем понимать, например, что объект на компьютере можно открыть двойным нажатием левой кнопкой мыши на нём. Входом будет нажатие клавиши мыши, а выходом – открытие документа. Но мы не знаем, как это происходит в системном блоке, сам процесс нам не понятен. В таких случаях и применяется понятие «система как «чёрный ящик».

Представить систему как «чёрный ящик» – значит указать её входы и выходы, а также зависимость между ними.

Если описать компьютер как «чёрный ящик», учитывая только входы и выходы системы, то получится, что входом системы являются данные программы, а выходом – итоговая информация.

Вывод: модель «чёрного ящика» представляет систему на уровне описания связей её входов и выходов.

Но в то же время, при решении вопросов, которые касаются внутреннего устройства системы, мы не можем ограничиться лишь моделью «чёрного ящика». Можно сказать, что данные, которые мы получаем при рассмотрении модели «чёрного ящика» по большей части являются лишь внешними свойствами системы.

Поэтому приходится обращаться к модели состава. Модель состава – это своеобразный список элементов системы. В данной системе не рассматриваются связи между её элементами.

Разберёмся более подробно на модели состава школы.

Любая школа состоит из администрации, учителей, учеников, учебных классов и родителей. На данной схеме мы видим пять составляющих нашей системы. Каждая из них является подсистемой со своим составом. Для этих подсистем можно также построить свои схемы состава. Например, учеников можно разделить по параллелям с первых по одиннадцатые классы. Или же учителей можно разделить на начальную и старшую школы.

Очевидно, что такой модели будет мало, если мы захотим разобраться, как функционирует школа. Но с другой стороны, она даёт более подробное представление, чем модель «чёрного ящика».

Подведём итоги.

Сегодня мы узнали, что такое системный анализ, познакомились с такими моделями как модель «чёрного ящика» и модель «состава».

Урок 4. Модели систем. Практическая работа № 1. Модели систем

Урок 4. Модели систем.

Практическая работа № 1. Модели систем

§ 2. Модели систем

 

Системный анализ

Исследование некоторой реальной системы состоит из двух этапов: этапа анализа и этапа синтеза.

Анализ системы — это выделение ее частей с целью прояснения состава системы. В предыдущем параграфе мы говорили, что каждая часть системы — это подсистема, и у этой подсистемы есть свои части. Однако невозможно раскладывать систему бесконечно. На чем-то придется остановиться, какие-то части принять за простые, далее неделимые элементы. Вопрос о том, на чем следует остановить «дробление» системы, зависит от цели исследования. Целью исследования системы является получение ее модели — приближенного представления об устройстве и функционировании системы. Полученная модель будет использоваться для прогнозирования поведения системы в некоторых условиях, для управления системой, для диагностики сбоев в функционировании системы и пр.

Однако невозможно понять механизм функционирования системы, выяснив только ее состав. Необходимо знать структуру связей между частями системы. Только в совокупности состава и структуры можно понять состояние и поведение системы. Поэтому анализ системы — это первый этап ее исследования. Второй этап называется синтезом. Слово «синтез» означает соединение.

Синтез — это мысленное или реальное соединение частей в единое целое. В результате синтеза создается целостное представление о системе, объясняется механизм системного эффекта.

Системным анализом называется исследование реальных объектов и явлений с точки зрения системного подхода, состоящее из этапов анализа и синтеза.

Всякое описание системы носит модельный характер, т. е. отражает ограниченное число ее свойств. Главный вопрос при построении модели системы — какие ее характеристики являются существенными с точки зрения целей использования будущей модели? 

Модель «черного ящика»

В простейшем случае бывает достаточно иметь представление о взаимодействии системы с внешней средой, не вдаваясь в подробности ее внутреннего устройства. Например, при использовании сложной бытовой техники вам совсем не обязательно знать ее устройство. Достаточно знать, как ею пользоваться, т. е. какие управляющие действия можно с ней производить (что на входе) и какие результаты вы будете при этом получать (что на выходе). Все эти сведения содержатся в инструкции для пользователя. Такое описание системы называется моделью «черного ящика» (рис. 1.2).

Вход системы — это воздействие на систему со стороны внешней среды, а выход — это воздействие, оказываемое системой на окружающую среду. В такой модели внутреннее устройство системы скрыто. Поэтому ее и называют «черным ящиком».

С точки зрения человека, не связанного с системой высшего образования, университет есть «черный ящик», на входе которого — выпускники школ, а на выходе — дипломированные специалисты. 

Модель состава

Как отмечалось выше, результатом анализа системы является определение ее состава. Если описание системы ограничить перечислением ее частей, то мы получим модель состава. Например, модель состава системы «Университет» представлена на рис. 1.3.

Каждая из отмеченных на рис. 1.3 составляющих системы «Университет» является подсистемой со своим составом. Поэтому для этих подсистем также можно построить свои модели состава. Разумеется, такой модели недостаточно для того, чтобы понять, как функционирует университет. И все-таки она дает более подробное представление об университете, чем модель «черного ящика». 

Структурная модель системы

Структурную модель системы еще называют структурной схемой. На структурной схеме отражается состав системы и ее внутренние связи. Для отображения структурной схемы системы используются графы.

Граф состоит из вершин, обозначающих элементы системы, и ребер — линий, обозначающих связи (отношения) между элементами системы. Знакомая многим схема скоростного транспорта Москвы (рис. 1.4) является примером графа. Вершинами здесь являются станции метро, а ребрами — линии движения поездов. Такая схема позволяет пассажиру метро определить маршрут своего перемещения между любыми станциями. Схема метро отражает его радиально-кольцевую структуру.

Еще один пример графа показан на рис. 1.5. Это структурная модель молекулы углеводорода. Вершинами являются атомы водорода и углерода, ребра отображают валентные связи.

Связь между двумя станциями метро, соединенными линией движения, является двунаправленной, поскольку поезда могут двигаться в обе стороны. Валентная связь между атомами молекулы также не имеет выделенного направления. Такие графы называются неориентированными. Если же связь между двумя элементами системы действует только в одну сторону, то на графе она отображается направленной стрелкой. Такой граф называется ориентированным. Направленные линии связи на графе называются дугами.

На рис. 1.6 приведен пример ориентированного графа из области медицины. Известно, что у разных людей кровь может различаться по группе. Существуют четыре группы крови. Оказывается, что при переливании крови от одного человека к другому не все группы совместимы. Граф на рис. 1.6 показывает возможные варианты переливания крови. Группы крови — это вершины графа с соответствующими номерами, а стрелки указывают на возможность переливания крови одной группы человеку с другой группой. Например, из этого графа видно, что кровь I группы можно переливать любому человеку, а человек с I группой крови воспринимает кровь только своей группы. Видно также, что человеку с IV группой крови можно переливать любую кровь, но его кровь можно переливать только людям с той же группой.

На практике часто встречаются системы с иерархической структурой, граф которых называется деревом (рис. 1.7).

Дерево — это ориентированный граф, хотя при его изображении не всегда рисуются стрелки. Обычно вершины дерева располагаются по уровням сверху вниз. Дуги направлены от верхних вершин к нижним. Каждая вершина может быть связана с одной вершиной верхнего уровня (исходной) и множеством вершин нижнего уровня (порожденными). Такая связь называется «один ко многим». Единственная вершина самого верхнего уровня называется корнем дерева. Вершины самого нижнего уровня, у которых нет порожденных вершин, называются листьями дерева. Дерево является связным графом. Это значит, что между любыми двумя вершинами имеется хотя бы один путь, связывающий их между собой. В дереве отсутствуют петли — замкнутые траектории связей. Поэтому маршрут перемещения по дереву между любыми двумя вершинами всегда является единственным.

Структура организации файловой системы во внешней памяти компьютера является иерархической. Вершинами графа, отображающего файловую структуру, являются папки и файлы. Дуги отражают отношения вхождения одних вершин в другие. Дерево имеет многоуровневую структуру. Папка самого верхнего уровня называется корнем дерева. Конечные вершины такого дерева (листья) — это файлы и пустые папки. 

 

Вопросы и задания

1. Какие существуют типы моделей систем? Чем они различаются?

2. Что такое граф? Из чего он состоит?

3. Какой граф называется неориентированным? Приведите примеры.

4. Какой граф называется ориентированным? Приведите примеры.

5. Нарисуйте в виде графа систему, состоящую из четырех одноклассников, между которыми существуют следующие связи (взаимоотношения): дружат — Саша и Маша, Саша и Даша, Маша и Гриша, Гриша и Саша. Анализируя полученный граф, ответьте на вопрос: с кем Саша может поделиться секретом, не рискуя, что тот станет известен кому-то другому?

6. Нарисуйте два варианта графа системы «Компьютер», содержащего следующие вершины: процессор, оперативная память, внешняя память, клавиатура, монитор, принтер:

а) линия связи обозначает отношение «передает информацию»; 
б) линия связи обозначает отношение: «управляет». 
 

Практикум


Практическая работа №1.1. Модели систем

Цель работы: формирование навыков системного анализа, построения структурных схем и графов классификаций. 

Задание 1. Выполните проектные задания на анализ систем
Уровень 2

Вариант 1. Используя текстовый редактор, подготовьте небольшой отчет на тему «Модель «черного ящика»». Опишите проблему множественности вариантов модели «черного ящика» для одной и той же системы на примерах знакомых вам систем: радиоприемник, автомобиль, компьютер, столовая, школа и пр. (вы можете продолжить этот список).

Перечислите при этом нежелательные входы и выходы. Установите, как можно устранить недостатки системы (нежелательные связи с внешней средой). Описание представьте в табличной форме.

Вариант 2. Используя текстовый редактор, подготовьте небольшой отчет на тему «Модель состава системы». Изобразите графическими средствами модели состава систем, рассмотренных в первом варианте задания. Обоснуйте вашу модель с точки зрения ее назначения.

Отметьте, какие составляющие системы в этой модели рассматриваются в качестве элементов, а какие — в качестве подсистем. 

Задание 2. Постройте структурную схему сложной системы
Уровень 1

Вариант 1. Используя графические средства, воспроизведите схему, отражающую состав и структуру танкового батальона. Подсчитайте количество танков в роте и общее количество танков в батальоне. 

 
 

Уровень 2

Вариант 2. Постройте граф, отображающий состав и структуру мотопехотного батальона (армия ФРГ образца 1970 г.) по следующему описанию.

Батальон на БМП (боевых машинах пехоты) имел численность 764 человека. Во главе батальона стоял командир, которому подчинялись штаб и 5 рот: штабная и снабжения, минометная и три мотопехотные. Рота штабная и снабжения состояла из управления и трех взводов: штабного, связи и снабжения. В штабном взводе было четыре отделения: штабное, мотоциклистов, транспортное и разведывательное. Во взводе связи было три отделения радиосвязи и два отделения проводной связи. Во взводе снабжения было четыре отделения: материально-технического обеспече-ния, продовольственного снабжения, транспортное и санитарное.

Минометная рота состояла из управления, двух отделений передового наблюдения, отделения обеспечения и шести расчетов 120-мм минометов.

Каждая мотопехотная рота (163 чел.) имела в своем составе три мотопехотных взвода по 48 чел. Каждый взвод состоял из группы управления и четырех мотопехотных отделений по 10 чел. Отделение делилось на две группы: первая — командир машины, наводчик-оператор (БМП «Мардер» оснащался пушкой калибра 20 мм и двумя пулеметами) и механик-водитель; вторая — командир отделения, пулеметчик, гранатометчик, огнемет- чик и три стрелка. 

Задание 3. Построение графов классификаций
Уровень 1

Вариант 1. Используя графические средства, воспроизведите схему, отражающую классификацию геометрических объектов. 

 

Уровень 2

Вариант 2. Постройте граф классификации биологической системы по следующему описанию.

Согласно биологической классификации, выделяют три империи (надцарства): археобактерии, эукариоты и прокариоты. К империи эукариотов относятся царства грибов, растений и животных. К царству животных относятся типы членистоногих, моллюсков, иглокожих, кишечнополостных, хордовых и др. К типу хордовых относятся классы рыб, амфибий, рептилий, млекопитающих, птиц. К классу млекопитающих относятся отряды китов, ластоногих, хищных, грызунов, копытных и др. К отряду хищных относятся семейства медвежьих, енотовых, псовых, виверровых, кошачьих и др. К семейству псовых относятся роды лисиц, енотовидных собак, собак, фенеков, песцов и др. К роду собак относятся виды собак домашних, волков, шакалов, койотов. К виду собак домашних относятся овчарки, спаниели, водолазы, сенбер-нары, доги, болонки и др.

Вариант 3. Постройте граф классификации в русском языке по следующему описанию.

Предложения в русском языке классифицируются по составу, по интонации и по цели высказывания. По составу предложения делятся на нераспространенные и распространенные. Нераспространенные предложения состоят только из двух членов: подлежащего и сказуемого. Пример нераспространенного предложения: «Птицы прилетели». Распространенные предложения состоят из подлежащего, сказуемого и второстепенных членов предложения. Пример распространенного предложения: «Ранней весной прилетели первые птицы».

По интонации предложения делятся на восклицательные («Пришла весна!») и невосклицательные («Пришла весна.»).

По цели высказывания предложения делятся на повествовательные, вопросительные и побудительные. Повествовательное предложение: «Мы собрали много грибов и ягод.». Вопросительное предложение: «Вы собрали много грибов и ягод?». Побудительное предложение: «Собирайте грибы и ягоды!». 
 

 

Ответы на контрольные вопросы по теории систем и системному анализу

1. Дайте определение модели «черный ящик».
«Черный ящик» — термин, который обозначает систему или механизм работы, которой очень сложен, неизвестен или неважен в рамках данной задачи. Такие системы обычно имеют некий «вход» для ввода информации и «выход» для отображения результатов работы. Состояние выходов обычно функционально зависит от состояния входов. В модель включается то, что существенно для достижения цели (целевое назначение модели).
Модель «черного ящика» — модель системы, представляющая собой структуру с известными выходными и входными параметрами и неизвестным внутренним устройством. Исследуя известные параметры, с помощью такой модели можно получить представление о внутреннем устройстве.

2. Приведите примеры:
а) системы, предназначенной для выполнения определенной цели, но которую можно использовать и для других целей;
б) системы, спроектированной специально для реализации нескольких различных целей;

Система – совокупность объектов, обладающих интегративным свойством.
Интегративные свойства системы:
Самолёт предназначен для воздушных перевозок, но не может совершать подводные плавания. Результат действия – перемещение по воздуху.
Лопата предназначена только для копания сыпучих материалов, но не для обработки драгоценных камней. Результат действия – перенос сыпучих материалов.
а) Например, можно привести ситуацию 90-х годов в России, когда произошла конверсия военного производства — перевод предприятий, выпускающих военную продукцию, на производство гражданской, мирной продукции, а также использование их научно-технических разработок в мирных целях. Например, Красногорский завод имени С.А. Зверева, выпускавший военно-техническую оптику, так же начали выпуск бытовой оптики «Зенит».
б) Корпорация Sony — производитель аудио и видео техники, но отличается тем, что она не только производит телевизоры, видеокамеры и музыкальные центры, но и ведет огромную научно-исследовательскую работу. Специализируется не только на электронной технике, но и на производстве аккумулирующих устройств, необходимых к электронной технике аксессуаров и ведет научно-исследовательские работы в сфере микроэлектроники и кибернетики.

3. Сформулируйте цель работы вашего факультета так, чтобы она не была общей для других факультетов, в том числе для родственных факультетов других вузов.
Характерной чертой новой экономики информационного общества как раз и является то, что она все больше основывается на инновациях, информационных продуктах и знаниях, а не только на расширяющемся потреблении невосполнимых природных ресурсов.
Основной задачей факультета информатики является подготовка квалифицированных кадров, способных разрабатывать и внедрять сложные информационные и интеллектуально-аналитические системы в бизнесе и государственном секторе управления. Выпускники факультета информатики готовы к профессиональной деятельности в качестве разработчиков ИС в экономике и менеджменте, специалистов по управлению корпоративными информационными системами и информационными ресурсами организации, разработчиков информационных технологий электронного бизнеса, когнитивных и системных бизнес-аналитиков, специалистов по технологиям управления знаниями организации, IT-консультантов.

4. Приведите пример, когда модель «черного ящика» оказывается единственно применимой.
Модель «черного ящика» часто оказывается не только очень полезной, но в ряде случаев единственно применимой при изучении систем. Например, при исследовании психики человека или влияния лекарства на живой организм мы лишены возможности вмешательства в систему иначе, как только через ее входы, и выводы делаем только на основании наблюдения за ее выходами. Это вообще относится к таким исследованиям, в результате проведения которых нужно получить данные о системе в обычной для нее обстановке, где следует специально заботиться о том, чтобы измерения как можно меньше влияли на саму систему. Другая причина того, что приходится ограничиваться только моделью «черного ящика», — действительное отсутствие данных о внутреннем устройстве системы. Например, мы не знаем, как «устроен» электрон, но знаем, как он взаимодействует с электрическими и магнитными полями, с гравитационным полем. Это и есть описание электрона на уровне модели «черного ящика».

5. Дайте определения модели состава.
Модель состава системы — более детальный анализ системы, разбив её на части, которые могут быть, в свою очередь, разбиты на составные части и т.д, где элемент системы — неделимые части системы, а подсистема — часть системы, состоящая более чем из одного элемента.

Пример: Система – семья. Подсистема – члены семьи, имущество семьи. Элементы – [муж, жена, дети, родственники и т.д.], [общее жилье и хозяйство, личная собственность и т.д.].

6. Причины множественности вариантов модели состава системы.
Поскольку границы системы не имеют абсолютного характера и если разным экспертам дать задание определить состав одной и той же системы, то результат их работы будет различаться из-за различия знаний о системе и понятием элементарности.
1.Понятие элемента, элементарности можно определить по-разному.
2. Как и любые модели, модель состава является целевой, и для различных целей модель состава будет разной.
3. Всякое разделение целого на части является в определенной степени условным. Другими словами, границы между подсистемами условны, относительны. То же можно сказать о границах самой системы с окружающей средой.

7. Сформулируйте определение для структурной модели системы.
Структурная модель системы — установление определенных связей между подсистемами и элементами — отношений. Совокупность необходимых и достаточных для достижения цели отношений между элементами называется структурой системы.

8. Может ли число элементов системы превышать число связей между ними?
Возможно, если структура системы имеет линейный вид. Но возможен случай, когда количество связей превышают количество элементов (иерархические структуры), так как такие структурные связи обладают относительной независимостью от элементов системы.

9. Дайте определение безинерционной системы.
Безинерционнальная система — контролируемая система, имеющая признак, что через какое время система отреагирует на сигнал, который изменится только во время влияния над ней.

10. В чем основная сложность моделирования систем с запаздыванием?
Система с запаздыванием — такая система, в структуре которой есть хотя бы один элемент, в котором содержится неизменное запаздывание во времени изменения выходной координаты (степени свободы) после начала изменения входной.
На входе системы сигнал (данные) на выходе системы начинает изменяться только спустя некоторое время (поэтапный запуск системы). Это время называется временем запаздывания, которое обусловленное собственной конечной скоростью распространения сигнала.

11. Экономическая интерпретация понятия «степень свободы».
Разность между числом независимых уравнений и числом неизвестных в системе. Если число степеней свободы равно нулю, то система имеет единственное решение. В экономических исследованиях каждую степень свободы связывают с количественно измеряемой характеристикой системы.

12. Какие методики используются для системного анализа экономических структур? Почему существует проблема выбора методов исследования?
Поскольку в каждой методике типы моделей являются формальными (не относятся к конкретной системе) и для каждой такой модели придать конкретное содержание, т.е. решить какие характеристики реальной системы нужно «вписать» в формальную модель избранного типа и какие нет, можно считать, что есть проблема выбора метода исследования в системном анализе.
Методика системного анализа — разрабатывается и применяется в тех случаях, когда у лиц, принимающих решения, на начальном этапе нет достаточных сведений о системе или проблемной ситуации, позволяющих выбрать метод формализованного представления, сформировать математическую модель или применить один из новых подходов к моделированию, сочетающих качественные и количественные методы.
Методика структуризации целей и функций — последовательность этапов и средств их реализации, облегчающих формирование, оценку и анализ целей и функций систем управления. При разработке методики необходимо иметь представление о понятии цели, неоднозначности его использования, о закономерностях целеобразования, играющих важную роль при формировании и анализе структур целей.
Методика структуризации целей и функций, основанная на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание — базируется на определении системы В.Н. Саратовского, где учитываются понятия цели, среды и интервала времени периода существования системы, влияющего на процесс целеобразования.

13. Содержание системного анализа на этапе формулировки проблемы?
Формулировку проблемы осуществляет инициатор системных исследований (заказчик, руководитель, исследователь). Чаще всего она только обозначает сферу интересов. Когда первоначальная формулировка проблемы внешне имеет вполне конкретный характер, это не значит, что так же будет звучать и постановка задачи. Это обусловлено следующими причинами:
Во-первых, проблемосодержащая система не является изолированной. Она связана с другими системами своего уровня, может входить составной частью в некую надсистему или включать в себя другие системы в качестве подсистем. Т.е. при решении проблемы нужно учитывать как результаты решения скажутся на окружении проблемосодержащей системы.
Во-вторых, формируемая заказчиком постановка задачи является его представлением или моделью реальной проблемной ситуации. Обычно это представление имеет приблизительный характер и в процессе проверки на адекватность требует уточнения, дополнения и расширения. Указанное обязывает аналитика считать любую исходную формулировку проблемы лишь «нулевым приближением» постановки задачи на проведение системного исследования.

14. В чем заключается смысловое содержание понятия «проблематика в системном анализе»?
Проблематика в системном анализе определяется как сплетение, комплекс проблем, которые неразрывно связаны с проблемой, подлежащей разрешению. Формулировка проблематики заключается в том, чтобы дать развернутую картину того, кто из ближайшего окружения системы и в чем заинтересован, какие изменения они хотят привнести в решение проблемы.

15. Содержание результатов системного анализа на этапе формирования проблематики?
Результатом формирования проблематики является всестороннее описание проблемы. Это достигается путем охвата всего круга участников:
1) Участников, принимающих решения, т.е. тех, от полномочий которых непосредственно зависит решение проблемы (руководителей образовательных учреждений, работников органов управления образованием и т.д.).
2) Активных участников, чьи действия (содействия) потребуются при решении проблемы.
3) Пассивных по отношению к решаемой проблеме участников, на ком скажутся (положительным или отрицательным образом) последствия решения проблемы.
4) Участников с возможным негативным отношением к решению проблемы, которые могут предпринять враждебные действия.
4. Что представляет собой конфигуратор проблемы?
Конфигуратор проблемы — совокупность всех языков, на которых будет описываться решаемая проблема (задание структуры подсистемы, построенной на имеющейся проблематике (проблематической надсистемой)).

16. В чем заключается содержание системного анализа на этапе постановки задачи?
К постановке задачи можно приступить, располагая первоначальной формулировкой подлежащей решению проблемы, ее проблематикой и конфигурацией. На этом этапе необходимо перевести существующую проблему в приемлемую постановку задачи принятия решения, реализация которой позволит устранить (или ослабить) проблему.

17. В чем заключается содержание системного анализа на этапе определения целей?
Определить цель системного анализа — это означает ответить на вопрос, что надо сделать для снятия проблемы. Сформулировать цель — значит указать направление, в котором следует двигаться, чтобы разрешить существующую проблему. Стремление удовлетворить все заинтересованные стороны при решении проблемы для этапа «Определение целей» имеет следствием множественность целей. Сформулированные цели по мере проведения системного анализа изменяются или отменяются совсем. Поэтому целеполагание должно предусматривать возможности уточнения, расширения и даже замены первоначальных целей системного анализа. На данном этапе системного анализа следует понимать, что определить правильную цель важнее, чем найти наилучшую альтернативу.

18. Для чего нужны критерии в системном анализе?
Наиболее широко в настоящее время в системном анализе используются критерии. Часто по результатам работы с критериями приходится пересматривать список альтернатив до тех пор, пока значения важнейших характеристик не попадут в требуемы диапазон, или менять цели, отказываясь от реализации второстепенных до более благоприятного времени. Эти критерии можно использовать поочередно, причем после вычисления их значений среди нескольких вариантов приходится произвольным образом выделять некоторое окончательное решение. Что позволяет, во-первых, лучше проникнуть во все внутренние связи проблемы принятия решений и, во-вторых, ослабить влияние субъективного фактора.

19. Как соотносятся понятия «цель» и «критерии»?
Задание целей, поиск путей их достижения и выбор критериев оценки альтернатив достижения целей всегда взаимосвязаны. Цель является главным звеном в принятии решений, а критерии – исходящим из цели. Критерий — это признак, основание, мерило оценки чего-либо, необходимо для обозначения видов связи суждений.

20. В чем заключается содержание системного анализа на этапе генерирования альтернатив?
Генерирование альтернатив (создание множества возможных способов достижения сформулированной цели) — творческий этап системного анализа, во многом определяющий окончательный результат. Для генерирования альтернатив применяют различные приемы и методы: мозговой штурм, поиск аналогий, разработка сценариев, морфологический анализ, деловые зрелище и др. конечная цель системного анализа состоит в выборе наилучшей альтернативы на заданном множестве и в обосновании этого выбора. Если в сформированное множество альтернатив не попала наилучшая, то никакие самые совершенные методы анализа не помогут ее вычислить. Трудность эта­па обусловлена необходимостью генерации достаточно полного множества альтернатив, включающего на первый взгляд даже самые нереализуемые.

21. В чем заключается содержание системного анализа на этапе моделирования?
Моделирование – один из методов, которые используются при проектировании и исследовании больших систем. Моделирование осуществляется через эксперимент-процедуру организации и наблюдения каких-нибудь явлений, которые осуществляются в условиях, близким к действительным, или имитируют их. Основная общая цель моделирования заключается в наблюдении за системой, подверженной воздействию внешних или внутренних факторов при достижении системой определенного состоянии, которое может быть как задано, так и неизвестно, из-за отсутствия информации или по каким либо иным причинам. Моделирование позволяет определить сможет ли система функционировать при таких условиях или нет, во время этого перехода. В зависимости от реальной модели и цели расширяются и конкретизируются.

22. На каких этапах системного анализа используются системные диаграммы, и каким образом?
На этапе моделирования используются системные диаграммы. С помощью системных диаграмм легко изобразить взаимосвязи, труднопередаваемые словами: непоследовательные, нелинейные, непостоянные во времени взаимоотношения, осуществляемые с задержками и учитывающие субъективный фактор. Этот графический язык отлично подходит и для того, чтобы выразить системные взаимосвязи, характерные для какой-либо ситуации.

Системный анализ (§§ 1 — 4)






Содержание урока

§ 1. Что такое система

§ 2. Модели систем

§ 3. Пример структурной модели предметной области

§ 4. Что такое информационная система

Практическая работа № 1.1 «Модели систем»


Практикум


Практическая работа №1.1. Модели систем

Цель работы: формирование навыков системного анализа, построения структурных схем и графов классификаций.

Задание 1. Выполните проектные задания на анализ систем


Уровень 2

Вариант 1. Используя текстовый редактор, подготовьте небольшой отчет на тему «Модель «черного ящика»». Опишите проблему множественности вариантов модели «черного ящика» для одной и той же системы на примерах знакомых вам систем: радиоприемник, автомобиль, компьютер, столовая, школа и пр. (вы можете продолжить этот список).

Перечислите при этом нежелательные входы и выходы. Установите, как можно устранить недостатки системы (нежелательные связи с внешней средой). Описание представьте в табличной форме.

Вариант 2. Используя текстовый редактор, подготовьте небольшой отчет на тему «Модель состава системы». Изобразите графическими средствами модели состава систем, рассмотренных в первом варианте задания. Обоснуйте вашу модель с точки зрения ее назначения.

Отметьте, какие составляющие системы в этой модели рассматриваются в качестве элементов, а какие — в качестве подсистем.

Задание 2. Постройте структурную схему сложной системы


Уровень 1

Вариант 1. Используя графические средства, воспроизведите схему, отражающую состав и структуру танкового батальона. Подсчитайте количество танков в роте и общее количество танков в батальоне.

Уровень 2

Вариант 2. Постройте граф, отображающий состав и структуру мотопехотного батальона (армия ФРГ образца 1970 г.) по следующему описанию.

Батальон на БМП (боевых машинах пехоты) имел численность 764 человека. Во главе батальона стоял командир, которому подчинялись штаб и 5 рот: штабная и снабжения, минометная и три мотопехотные. Рота штабная и снабжения состояла из управления и трех взводов: штабного, связи и снабжения. В штабном взводе было четыре отделения: штабное, мотоциклистов, транспортное и разведывательное. Во взводе связи было три отделения радиосвязи и два отделения проводной связи. Во взводе снабжения было четыре отделения: материально-технического обеспече-ния, продовольственного снабжения, транспортное и санитарное.

Минометная рота состояла из управления, двух отделений передового наблюдения, отделения обеспечения и шести расчетов 120-мм минометов.

Каждая мотопехотная рота (163 чел.) имела в своем составе три мотопехотных взвода по 48 чел. Каждый взвод состоял из группы управления и четырех мотопехотных отделений по 10 чел. Отделение делилось на две группы: первая — командир машины, наводчик-оператор (БМП «Мардер» оснащался пушкой калибра 20 мм и двумя пулеметами) и механик-водитель; вторая — командир отделения, пулеметчик, гранатометчик, огнемет- чик и три стрелка.

Задание 3. Построение графов классификаций


Уровень 1

Вариант 1. Используя графические средства, воспроизведите схему, отражающую классификацию геометрических объектов.


Уровень 2

Вариант 2. Постройте граф классификации биологической системы по следующему описанию.

Согласно биологической классификации, выделяют три империи (надцарства): археобактерии, эукариоты и прокариоты. К империи эукариотов относятся царства грибов, растений и животных. К царству животных относятся типы членистоногих, моллюсков, иглокожих, кишечнополостных, хордовых и др. К типу хордовых относятся классы рыб, амфибий, рептилий, млекопитающих, птиц. К классу млекопитающих относятся отряды китов, ластоногих, хищных, грызунов, копытных и др. К отряду хищных относятся семейства медвежьих, енотовых, псовых, виверровых, кошачьих и др. К семейству псовых относятся роды лисиц, енотовидных собак, собак, фенеков, песцов и др. К роду собак относятся виды собак домашних, волков, шакалов, койотов. К виду собак домашних относятся овчарки, спаниели, водолазы, сенбер-нары, доги, болонки и др.

Вариант 3. Постройте граф классификации в русском языке по следующему описанию.

Предложения в русском языке классифицируются по составу, по интонации и по цели высказывания. По составу предложения делятся на нераспространенные и распространенные. Нераспространенные предложения состоят только из двух членов: подлежащего и сказуемого. Пример нераспространенного предложения: «Птицы прилетели». Распространенные предложения состоят из подлежащего, сказуемого и второстепенных членов предложения. Пример распространенного предложения: «Ранней весной прилетели первые птицы».

По интонации предложения делятся на восклицательные («Пришла весна!») и невосклицательные («Пришла весна.»).

По цели высказывания предложения делятся на повествовательные, вопросительные и побудительные. Повествовательное предложение: «Мы собрали много грибов и ягод.». Вопросительное предложение: «Вы собрали много грибов и ягод?». Побудительное предложение: «Собирайте грибы и ягоды!».

Отчет на тему «Модели систем»

11 класс
Практикум к главе 1 «Информационные системы»

Раздел 1. Системология
Работа 1.1. Модели систем (к §1.1.2)

Уровень 2: задания на самостоятельную разработку

Используя текстовый редактор, подготовьте небольшой отчет на тему «Модели систем», выполнив два следующих задания.

ЗАДАНИЕ 1.
Модель «черного ящика»
Опишите проблему множественности вариантов модели «черного ящика» для одной и той же системы на примерах знакомых вам систем: радиоприемник, автомобиль, компьютер, столовая, школа и пр. (можете продолжить список). Перечислите при этом нежелательные входы и выходы. Установите, как можно устранить недостатки системы (нежелательные связи со средой). Описание представьте в табличной форме.
ЗАДАНИЕ 2.
Модель состава системы
Изобразите графическими средствами модель состава систем, рассмотренных в первом задании. Обоснуйте вашу модель с точки зрения ее назначения. Отметьте, какие составляющие системы в этой модели рассматриваются в качестве элементов, а какие в качестве подсистем.

ЗАДАНИЕ 3. Построение структурной схемы сложной системы

Уровень 1: выполнение задания по образцу

Вариант 1

Используя графические средства, нарисовать схему, отражающую состав и структуру танкового батальона армии ФРГ, приведенную на рис.1.

Рис.1.

Подсчитать количество танков в роте и общее количество танков в батальоне
Уровень 2: задания на самостоятельную разработку

Вариант 2

Построить граф, отображающий состав и структуру мотопехотного батальона армии ФРГ (образца 1970 года) по следующему описанию.

Батальон на БМП (боевые машины пехоты) имел численность 764 человека. Во главе батальона стоял командир, которому подчинялись штаб и 5 рот: штабная и снабжения, минометная и 3 мотопехотные. Рота штабная и снабжения состояла из управления и 3 взводов: штабного, связи и снабжения. В штабном взводе было 4 отделения: штабное, мотоциклистов, транспортное и разведывательное. Во взводе связи было 3 отделения радиосвязи и 2 отделения проводной связи. Во взводе снабжения было 4 отделения: материально-технического обеспечения, продовольственного снабжения, транспортное и санитарное. Минометная рота состояла из управления, двух отделений передового наблюдения, отделения обеспечения и 6 расчетов 120-мм минометов.

Каждая мотопехотная рота (163 чел.) имела в своем составе 3 мотопехотных взвода по 48 чел. Каждый взвод состоял из группы управления и 4 мотопехотных отделений по 10 чел. Отделение делилось на две группы: первая — командир машины, наводчик-оператор (МБП «Мардер» оснащался 20-мм пушкой и двумя пулеметами) и механик-водитель; вторая — командир отделения, пулеметчик, гранатометчик, огнеметчик и 3 стрелка.
ЗАДАНИЕ 4. Построение графов классификаций

Уровень 1: выполнение задания по образцу
Вариант 1.

Используя графические средства, нарисовать схему, отражающую классификацию геометрических объектов, приведенную на рис.2.

Рис.2.

Уровень 2: задания на самостоятельную разработку

Построить граф классификации для описанной системы.

Вариант 1. Биологическая классификация
.Согласно биологической классификации выделяют 3 империи (надцарства): археобактерии, эукариоты и прокариоты. К империи эукаритов относятся царства грибов, растений и животных. К царству животных относятся типы членистоногих, моллюсков, иглокожих, кишечнополостных, хордовых и др. К типу хордовых относятся классы рыб, амфибий, рептилий, млекопитающих, птиц. К классу млекопитающих относятся отряды китов, ластоногих, хищных, грызунов, копытных и др.. К отряду хищных относятся семейства медвежьих, енотовых, псовых, виверровых, кошачьих и др.. К семейству псовых относятся роды лисиц, енотовидных собак, собак, фенеков, песцов и др. К роду собак отнсятся виды собак домашних, волков, шакалов, койотов. К виду собак домашних относятся овчарки, спаниели, водолазы, сенбернары, доги, болонки и др.

ЛУКОЙЛ — ТПП «КОГАЛЫМНЕФТЕГАЗ»

Удаленные производственные объекты месторождений ТПП «Когалымнефтегаз» снабжают электричеством современные высокотехнологичные установки – газотурбинные электростанции: ГТЭС-48 МВт на Тевлинско-Русскинском месторождении, ГТЭС-14 МВт на Северо-Губкинском месторождении и ГТЭС-28 МВт на Восточно-Перевальном месторождении.

Наряду с активной деятельностью по добыче углеводородного сырья ТПП «Когалымнефтегаз» занимается переработкой нефти и производством нефтепродуктов. На мини-нефтеперерабатывающем заводе (-мини-НПЗ) Дружного месторождения, мощностью по переработке нефти 350 000 тонн в год, провели серию высокотехнологичных реконструкций и перевооружений. Когалымский мини-НПЗ выпускает дизельное топливо — «ЕВРО» летнее, зимнее, арктическое, а также автомобильные бензины -АИ-92-К5, АИ-95-К5, соответствующие требованиям класса 5 Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 013/2011, и топливо для реактивных двигателей марки ТС-1. Топливом мини-НПЗ ТПП «Когалымнефтегаз» заправляются автомобили региона, авиационные суда аэропортов Когалыма и Сургута.

В рамках реализации проекта «Интеллектуальное месторождение» ПАО «ЛУКОЙЛ» на базе ЦИТС Южно-Ягунской группы месторождений ТПП «Когалымнефтегаз» в июле 2018г.  создано отдельное подразделение для внедрения и сопровождения интегрированной модели. За год плодотворной работы специалистам совместно с подрядной организацией удалось построить модель Южно-Ягунского месторождения. Созданная Интегрированная модель месторождения состоит из связанных моделей пласта, скважин, модели поверхностного обустройства и позволяет оценить систему в целом с учетом взаимовлияния ее компонентов. Данная модель позволяет решать производственные задачи в оперативной деятельности ЦИТС Южно-Ягунской группы месторождений.

В 2019 году за внедрение в промышленную эксплуатацию масштабной интегрированной модели добычи на базе ЦИТС «Южный Ягун» ПАО «ЛУКОЙЛ» стал лауреатом почётной премии ComNews Awards.

На сегодняшний день в ТПП «Когалымнефтегаз» в промышленной эксплуатации 3 интегрированные модели (Южно-Ягунского, Имилорского и Дружного месторождений) и поддержание их в актуальном состоянии происходит силами специалистов группы внедрения и сопровождения интегрированной модели ЦИТС Южно-Ягунской группы месторождений.

Территориально-производственное предприятие «Когалымнефтегаз» было образовано в 1988 году. ТПП располагается в городе Когалым (ХМАО-Югра), история которого началась 9 марта 1976 года с высадки на когалымскую землю десанта строителей, для прокладки железнодорожной магистрали, которые и поставили на берегу реки Ингу-Ягун первые палатки. В дальнейшем на территории между реками Ингу-Ягун и Кирилл-Высъягун выросли домики для проживания и отдыха, столовая, баня, вышка радиосвязи. В 1978 году был образован Когалымский поселковый Совет, а 15 августа 1985 года Когалым получил статус города.

Journal of Medical Internet Research


Введение

Общие сведения

Факторы риска, связанные с питанием, являются ведущей причиной заболеваний []. Школы являются ключевой средой общественного питания [], а точки школьного питания могут играть важную роль в питании детей. Исследования австралийских школьных столовых показывают, что высококалорийные и бедные питательными веществами продукты являются наиболее часто покупаемыми [,], несмотря на наличие мер, направленных на поощрение более здорового выбора [-]. Такие меры обычно включают подходы, основанные на предложении, которые нацелены на относительную доступность более здоровых пищевых продуктов.Например, Стратегия здоровой школьной столовой Нового Южного Уэльса (NSW) требует, чтобы в меню столовой было не менее 75% ежедневных предметов (здоровая пища в соответствии с Австралийскими диетическими рекомендациями), и никакие не должны продаваться предметы (нездоровые продукты с высоким содержанием насыщенных жиров, сахара или соли) []. Стратегия Нового Южного Уэльса является обязательной в государственных школах и настоятельно рекомендуется в негосударственных школах []. Однако влияние таких вмешательств на основе предложения сильно варьируется из-за неоптимальной реализации [- ,,].

Развитие веб-технологий представляет собой уникальную возможность предоставить более широкую поддержку потребителям, чтобы стимулировать покупку здоровых столовых в школах с использованием подходов, основанных на спросе или ориентированных на потребителя. В частности, было показано, что стратегии выбора архитектуры [], включая маркировку меню [-], подсказки [-] и изменение положения еды [], влияют на выбор продуктов питания в школах и других местах. Встраивание этих стратегий в обычно используемые системы является привлекательным с точки зрения общественного здравоохранения, поскольку они предоставляют возможность охватить множество людей одновременно с низкими затратами, требуют лишь минимального участия и не зависят от образования или навыков потребителей [].

Ранее мы оценивали вмешательство в архитектуру выбора, реализуемое через существующую, регулярно используемую систему заказа столовых через Интернет в австралийских школах. Пилотное исследование, проведенное в 10 государственных начальных школах штата Новый Южный Уэльс, показало, что стратегии выбора архитектуры могут быть успешно встроены в систему заказа столовых на базе Интернета []. Интернет-заказ позволяет родителям и опекунам (в дальнейшем родителей ) и учащимся просматривать меню школьной столовой и делать предварительные покупки в Интернете.Это кластерное рандомизированное контролируемое пилотное исследование показало, что двухмесячное вмешательство, которое включало стратегии маркировки меню, позиционирования, подсказок и доступности, значительно увеличило закупки здоровой пищи []. При последующем наблюдении заказы на обед из школ вмешательства содержали меньше энергии, насыщенных жиров и натрия, чем заказы на обед из контрольных школ ( P <0,001) []. Однако пилотное исследование проверило лишь ограниченный набор стратегий в небольшом количестве государственных школ в течение короткого периода времени.Кроме того, со времени пилотного проекта были изменены правила поведения в столовой Нового Южного Уэльса []. В 2017 году Стратегия «Свежие вкусы в школе» [], в которой принята система светофора для классификации продуктов питания как зеленых , желтых или красных от наиболее до наименее здоровых, была заменена действующей Стратегией здоровой школьной столовой штата Новый Южный Уэльс. [], который был пересмотрен в соответствии с Австралийскими диетическими рекомендациями. Текущая стратегия штата Новый Южный Уэльс использует национальную систему маркировки на лицевой стороне упаковки Health Star Rating и определенные ограничения на порции для классификации продуктов как ежедневно , изредка или не следует продавать ( предостережение ).Школам была оказана поддержка в реализации руководящих принципов с целью их полного внедрения в школах Нового Южного Уэльса к 2019 году.

Цели

Это исследование направлено на расширение воздействия пилотного проекта путем тестирования дополнительных стратегий в изменившемся политическом контексте со школами из дополнительные секторы (например, католические и независимые школы) на более длительный период (примерно 12 месяцев), чтобы определить более широкую полезность этого нового подхода в улучшении общественного питания в области здравоохранения. Это испытание направлено на оценку эффективности мультистратегического поведенческого вмешательства, встроенного в существующую онлайн-систему заказа столовых, для снижения содержания энергии, насыщенных жиров, сахара и натрия в онлайн-заказах учащихся начальной школы.


Методы

Дизайн исследования

В этом исследовании использовался дизайн рандомизированного контролируемого исследования (РКИ) с параллельными группами, когортами и кластерами, и результаты исследования были опубликованы в соответствии с расширением CONSORT (Consolidated Standards of Reporting Trials) для кластерных РКИ. Это испытание было проспективно зарегистрировано (ACTRN12618000855224) и одобрено Комитетом по этике исследований человека Университета Ньюкасла (H-2017-0402) и епархиями Управления католического образования Сиднея, Парраматты, Лисмора, Мейтленд-Ньюкасл, Батерста, Канберра-Гоулберн, Вагга. Вагга, Вуллонгонг и Вильканния-Форбс.Школы (кластеры) с системой заказа столовых на основе Интернета были случайным образом распределены либо в группу вмешательства (получающую стратегии выбора архитектуры, встроенные в веб-системы, плюс аудит и обратную связь), либо в контрольную группу (получающую стандартную столовую на базе Интернета. только), поскольку не было возможности рандомизировать людей. Подробный протокол был опубликован [], краткое изложение которого приводится ниже.

Набор участников
Школы-участники

Неправительственные (католические и независимые) начальные школы в Новом Южном Уэльсе, Австралия, были приглашены к участию по почте и телефону.Хотя изначально предполагалось, что государственные школы будут включены, большие задержки с получением этического разрешения означали, что эти школы были исключены, поскольку сроки вмешательства были слишком короткими, чтобы гарантировать включение. Хотя Стратегия здоровой школьной столовой штата Новый Южный Уэльс является обязательной в государственных школах, всем школам настоятельно рекомендуется принять эту стратегию [].

Набор проходил с мая по сентябрь 2018 года (17 недель).

Критерии включения и исключения

описывает критерии включения и исключения.

Школа, пользователь и критерии включения и исключения из заказа.

Критерии включения

  • Школы: школы имели право на участие, если они использовали услугу столовой на базе Интернета Flexischools и делали это не менее чем за месяц до приема на работу. Flexischools — крупнейший поставщик услуг интернет-столовых в Австралии, обслуживающий более 1200 школ и обрабатывающий более 13 миллионов заказов на обед в год [].
  • Пользователи: в исследование были включены учащиеся от детского сада до 5 класса, разместившие заказ на обед через Интернет в период сбора исходных данных.
  • Заказы: были включены все новые заказы, размещенные на мобильном устройстве (обычно это примерно 70% всех заказов). Заказы, размещенные на рабочем столе или в которых нельзя было определить модальность заказа, были исключены, поскольку пользователи не были подвержены ни одной из стратегий вмешательства.

Критерии исключения

  • Школы
    • Школьные столовые, имеющие внешнюю лицензию, были исключены, поскольку эти частные операторы часто обслуживают несколько школ, что увеличивает риск заражения в результате вмешательства.Однако две набранные столовые, которые изначально не были определены как имеющие внешнюю лицензию, были сохранены, поскольку они не обслуживали никакую другую школу из выборки.
    • Объединенные начальные и средние школы не соответствовали критериям, если у них не было отдельных меню для учащихся начальной и средней школы, поскольку Стратегия Нового Южного Уэльса применяется по-разному в этих возрастных группах.
  • Пользователи: учащиеся 6-го, 5-го и 6-го классов были исключены из базового уровня, поскольку они должны были перейти в среднюю школу в течение последующего периода.Сотрудники школы были исключены.
  • Заказы: исходный и последующий периоды были рассчитаны на 10-недельный учебный семестр. Однако заказы за 2 недели базового срока были исключены, поскольку режим заказа (мобильный или настольный) не мог быть определен из-за обновления программного обеспечения. Период последующего сбора данных был впоследствии сокращен до 8 недель, чтобы соответствовать исходному уровню. Повторяющиеся заказы, размещенные до периода вмешательства, и заказы с дней специального питания были исключены, поскольку пользователи не были подвержены воздействию стратегий вмешательства.Заказы на обед с неправдоподобным количеством позиций (например, 15 или более) были исключены на основании консенсуса, достигнутого диетологами-исследователями с большим опытом работы в столовых.
Текстовое поле 1. Критерии включения и исключения школы, пользователя и заказа.
Вмешательство
Обзор

Мультистратегическое поведенческое вмешательство, нацеленное на пользователей веб-системы, было реализовано путем изменения интерфейса веб-системы заказов Flexischools. Вмешательство () полностью описано в опубликованном протоколе [] и включает в себя стратегии выбора архитектуры [], включая следующее:

  • Обозначение меню: цветной символ, обозначающий каждый день , случайный или предупреждение (также упоминается to as не следует продавать ) предметов, основанных на Стратегии здоровой столовой штата Новый Южный Уэльс, было добавлено рядом с каждым пунктом меню вместе с ключом, объясняющим каждый из символов.
  • Позиционирование: пункты и категории меню были организованы так, чтобы сделать более здоровыми повседневных пунктов более заметными (т. Е. Позиционировались первыми в списке пунктов меню), а там, где было несколько вариантов случайных или пунктов предостережения , пользователи требовалось щелкнуть на категории, прежде чем полный список вкусов отобразится в отдельном всплывающем окне.
  • Подсказка: привлекательное изображение и краткая текстовая подсказка были помещены рядом со всеми здоровыми категориями.Когда пользователи выбирали случайных горячих блюд или caution , они получали запрос на покупку воды и фрукта или овоща ( полезных дополнений ).
  • Обратная связь: перед тем, как завершить и оплатить свой заказ на обед, пользователю была показана круговая диаграмма с индивидуализированной обратной связью, основанной на соотношении ежедневных элементов в заказе.
  • Стимулы: заказы, содержащие 100% повседневных предметов, имели мультяшный персонаж и поздравительный текст, напечатанный на этикетке обеда, который был распечатан и наклеен на бумажный пакет, в котором заказанный обед был доставлен учащимся.
Рис. 1. Снимок экрана вмешательства Click & Crunch. Посмотреть этот рисунок
Стратегии поддержки столовой

Отчет об аудите и обратной связи был отправлен по электронной почте руководителям и руководителям столовых, в котором каждый пункт меню классифицируется в соответствии со Стратегией штата Новый Южный Уэльс (т. Е. ежедневно или иногда ) и предоставляется общая информация о ценах на товары для поощрять здоровые покупки [].

Контрольный

Контрольные школы не получили изменений в своем веб-меню столовой, а также отчетов об аудите или обратной связи.Однако местные медицинские округа штата Новый Южный Уэльс поддерживают все школы в использовании службы проверки меню — бесплатной службы, которая проверяет меню столовых на соответствие Стратегии штата Новый Южный Уэльс и предоставляет школам обратную связь.

Результаты и меры
Обзор

Данные о покупках студентов, автоматически собранные системой Flexischools, были использованы в качестве основы для оценки. Данные собирались одновременно для всех школ за два 8-недельных периода с интервалом в 12 месяцев (2 семестр 2018 г. и 2 семестр 2019 г.). Исходные данные были собраны ретроспективно.

Основные результаты

Основными результатами были среднее содержание энергии (кг), насыщенных жиров (г), сахара (г) и натрия (мг) в обеденном перерыве. Для расфасованных пищевых продуктов это было основано на слепой оценке диетолога с использованием ряда источников в следующем порядке: (1) база данных, содержащая более 2000 продуктов, обычно хранящихся в столовых, разработанная исследователями столовых за последние 5 лет, (2) База данных Healthy Food Finder (Правительство Нового Южного Уэльса) [], (3) веб-сайт FoodSwitch (Институт глобального здравоохранения Джорджа) [] и (4) поиск в Интернете панели информации о питательных веществах.Для продуктов, приготовленных в столовой, рецепт был получен от заведующего столовой и проанализирован с помощью программного обеспечения для анализа питания FoodWorks 9 Professional (Xyris Software) [].

Вторичные результаты
Закупки для здорового питания

Доля всех элементов заказа на обед в Интернете, которые составляли каждый день , эпизодически и осторожно , была рассчитана диетологом с использованием критериев, лежащих в основе Стратегии Нового Южного Уэльса; средняя доля энергии в обеденных заказах, полученная из насыщенных жиров и сахара, также была рассчитана на основе 37 кДж / г жира и 17 кДж / г сахара [].

Доход от столовой (неблагоприятный результат)

Данные о закупках, которые автоматически собирались веб-системой, использовались для расчета средней еженедельной выручки от столовой.

Характеристики столовой

В конце периода наблюдения было проведено телефонное интервью с руководителями столовой для сбора информации относительно операций столовой (например, управление столовой (например, управление столовой; управление родителями и гражданином; или имеющее внешнюю лицензию — управление в частном порядке), тип менеджера (например, оплачиваемого менеджера или менеджера-волонтера), дней работы и обычного количества онлайн-заказов в неделю.

Показатели процесса
Изменение наличия

Доля школ, в которых меню столовых соответствует Стратегии Нового Южного Уэльса, была рассчитана на исходном уровне и в последующие периоды на основе оценки меню диетологом.

Изменение цен

Средняя цена ежедневных , разовых и осторожных предметов была рассчитана на исходном уровне и в дальнейшем на основе веб-меню каждой школы.

Приемлемость вмешательства

Во время телефонного интервью менеджеров столовых попросили оценить приемлемость вмешательства (например, индивидуальных стратегий и вмешательства в целом) с использованием шкалы Лайкерта ().

Получена дополнительная поддержка

Чтобы определить потенциальное влияние того, что менеджеры столовой вносят изменения в свое меню, их также спросили о любой дополнительной поддержке, которую они получили в течение 12-месячного периода вмешательства.

Характеристики школы

Характеристики школы были получены с национального веб-сайта []. Была извлечена следующая информация: количество зачисленных студентов, доля аборигенов и жителей островов Торресова пролива, а также почтовый индекс школы.

Характеристики пользователей

Характеристики пользователей были получены на основе автоматически собранных данных в системе Flexischools. Класс ученика (например, 3F) содержит оценку ученика (например, класс 3) и является обязательным полем, вводимым родителями при регистрации в системе, а частота использования основана на подсчете всех заказов, размещенных учеником в пределах Был рассчитан период сбора исходных данных и среднее значение за неделю.

Рандомизация и ослепление

После предоставления основного (кластерного) согласия и после завершения оценки базового меню независимый статистик использовал Microsoft Excel для рандомизации школ в группу вмешательства или контрольную группу в соотношении 1: 1, используя рандомизация блоков с размером блока от 2 до 4.Рандомизация была стратифицирована по школьному сектору (например, независимые школы и католические школы) и социально-экономическому статусу на основе почтового индекса школы с использованием социально-экономических индексов территорий (SEIFA) []. Из-за сложности ослепления участников это было проведено как открытое испытание.

Достоверность и качество данных

Во время каждого учебного семестра на протяжении всего вмешательства научный сотрудник проверял веб-меню, чтобы убедиться, что метки меню были правильно нанесены, и регистрировал, присутствовали ли другие стратегии вмешательства или отсутствовали.Исключением была стратегия стимулирования, которая, будучи напечатана на этикетках обеда, не поддавалась проверке с помощью веб-меню. Были проведены посещения столовых в 6 школах (включая 3 школы вмешательства) для проверки автоматически собранных данных о закупках и заказов, полученных и распределенных столовыми.

Размер выборки

Набор 26 школ и 194 ученика на школу (с учетом 86% отслеживания и 70% заказов, размещенных с помощью мобильного устройства) позволит выявить разницу между группами в 195 кДж на средний заказ на обед , предполагая, что коэффициент внутриклассовой корреляции равен 0.05, с мощностью 80% и уровнем значимости P <0,0125 (Холм-Бонферрони с поправкой на четыре основных исхода).

Анализ

Был принят подход «намерение лечить», при котором все заказы учащихся и школы анализировались на основе групп, в которые они были первоначально распределены, и включали данные от всех учащихся, у которых были базовые данные о закупках. Для корректировки нескольких исходов в качестве заранее определенного уровня значимости было принято значение P <0,0125.

Первичные исходы

Исход каждого первичного испытания оценивался с использованием отдельной линейной смешанной модели. Пищевая ценность (т. Е. Энергия, насыщенные жиры, сахар и натрий) всех заказов на обед в Интернете, размещенных студентами, сравнивалась между экспериментальной и контрольной группами на протяжении всего времени, включая фиксированный эффект взаимодействия между группами по времени. Все модели включали случайный перехват для школы (для учета потенциальной кластеризации на уровне школы), вложенный случайный перехват и случайный эффект времени для учащихся (для учета повторных измерений между исходным уровнем и последующими действиями) и фиксированные эффекты для школьный сектор и SEIFA.

Вторичные результаты

Более здоровые результаты покупок (т. Е. ежедневных , случайных и осторожных ) оценивались с использованием отдельных логистических смешанных моделей. Чтобы оценить, произошло ли существенное изменение в покупках ежедневных , случайных и осторожных предметов между группами, были использованы три отдельные логистические регрессии (т. ), включая фиксированный эффект группового взаимодействия.Как и в случае с первичными результатами, все модели включали случайный перехват для школы (для учета потенциальной кластеризации на уровне школы), вложенный случайный перехват и случайный временной эффект для учащихся (для учета повторных измерений между временными точками и внутри них) и фиксированный эффекты для школьного сектора и SEIFA. Различия в доле энергии, полученной из насыщенных жиров и сахара в каждом заказе, и различия в среднем недельном доходе оценивались в соответствии с первичными результатами.

Анализ по протоколу

Анализ по протоколу был проведен для определения влияния на содержание энергии (кДж) и пропорцию ежедневных пищевых продуктов, когда вмешательство применялось в полном объеме. Школы были включены, если у них было> 80% проверяемых стратегий, правильно примененных при последующем наблюдении, и если стратегия стимулирования была указана как присутствующая в опросе заведующих столовой. Предварительно определенные анализы подгрупп проводились на основе содержания энергии (кДж), класса ученика (детский сад 2 класс против 3-5 класса), школьного сектора (католический против независимого) и частоты заказов ( низкий <1 заказа в неделю в среднем по сравнению с высокий ≥1 заказ в неделю в среднем) путем добавления фиксированного эффекта трехстороннего взаимодействия (по группам, по разным подгруппам).Следующие предположения лежат в основе анализа заранее определенных подгрупп: (1) родители могут иметь больший контроль над заказами на обед младших школьников и могут больше зависеть от вмешательства, что приводит к более здоровым покупкам для младших школьников. (2) Могут быть различия в реализации Стратегии создания столовых здоровых школ Нового Южного Уэльса между школьными секторами (католическая или независимая), что могло повлиять на состав меню и, следовательно, на способность вмешательства иметь эффект.(3) Пользователи, которые заказывали реже, могут рассматривать заказы на обед в столовой скорее как покупку угощения, чем как часть их обычного рациона, и поэтому на них в меньшей степени влияют стратегии вмешательства.

Статистический анализ проводился с использованием SAS версии 9.3 (SAS Institute).


Результаты

Обзор

Диаграмма CONSORT () показывает количество школ и учащихся, участвующих в испытании. После 17 недель приема на работу 40% (17/43) школ, отвечающих критериям, согласились, 33% (14/43) отказались и 28% (12/43) затруднились с ответом.Всего 9 школ были рандомизированы в группу вмешательства, а 8 школ были рандомизированы в контрольную группу. Ни одна из школ не выбыла из исследования. В выборку были включены четыре , объединенных в школ, в которых учащиеся от детского сада до 12-го класса были зачислены (3 школы вмешательства и 1 контрольная школа).

Только четыре заказа, что составляет <0,01% от всех заказов, были исключены, поскольку они были неправдоподобно большими. Характеристики участвующих школ и учащихся описаны в и.В интервенционных школах было примерно на 30% больше учащихся, чем в контрольных школах (без значимого тестирования) [], и поэтому среднее количество заказов на обед через Интернет в неделю было выше в интервенционных школах.

Рисунок 2. Диаграмма CONSORT (сводные стандарты отчетности об испытаниях; расширение для кластерных рандомизированных контролируемых испытаний). Посмотреть этот рисунок Таблица 1. Характеристики выборки из 17 школ-участниц. 9030 90 302 Волонтер 5 (63)
Характеристики школ и столовых Вмешательство (n = 9 школ) Контроль (n = 8 школ)
Школьный сектор a , n (%)

Независимый 4 (44) 3 (38)

Католический 5 (56) 5 (63)
12 Количество зацеплений , среднее (СО) 501 (208) 386 (134)
Студенты из числа аборигенов или жителей островов Торресова пролива a (%), среднее (СО) 6 (9.7) 4 (3,5)
Социально-экономический статус c , n (%)

Наименее обеспеченные 3 (33) 4 (50)
Наиболее обеспеченные 6 (67) 4 (50)
Тип работы столовой d , n (%)

Дирекция школы или школы 6 (86 ) 6 (75)

Родитель и гражданин или родители и друзья бегут e 0 (0) 1 (13)

Услуги питания по контракту (14) 1 (13)
Тип заведующего столовой d , n (%)

Платный 7 (100) 8 (100)

0 (0) 0 (0)
Количество дней работы столовой в неделю d , n (%)

5 6 (86)

3-4 1 (14) 2 (25)

1-2 0 (0) 1 (13)
Количество еженедельных заказов на обед через Интернет (на школу) f , среднее (стандартное отклонение) 136 (80.3) 98 (91,3)

a На основе общедоступной школьной статистики (MySchool 2018).

b Без учета комбинированных школ (поскольку эта информация не была доступна на сайте MySchool).

c Данные социально-экономических индексов по районам за 2016 год, основанные на почтовом индексе района школы и дихотомические (медианное разделение).

d На основе опроса заведующих столовой, проведенного после сбора дополнительных данных, проведенного 7 специалистами по вмешательству и 8 менеджерами контрольных столовых.

e Родители и граждане или родители и друзья (в католических школах) управляют столовыми, которые находятся в ведении руководящего органа или комитета, состоящего из родителей и граждан школьного сообщества и директора школы.

f На основании данных о закупках Flexischools.

Таблица 2. Характеристики выборки из 2207 участвующих студентов. 91 9030
Характеристики пользователей Вмешательство (n = 1359) Контроль (n = 848)
Оценка студента на исходном уровне, n (%) 9006 902
Детский сад 2 677 (49.82) 446 (52,59)

Класс 3-5 682 (50,18) 402 (47,41)
Частота использования a , n (%) 2

Высокие пользователи (в среднем ≥1 заказ в неделю) b 463 (34,07) 312 (36,79)

Низкие пользователи (в среднем <1 порядка в неделю) 896 (65,93) 536 (63.21)

a Частота использования на основе базовых покупательных характеристик.

b Заказы ≥8 в течение 8-недельного периода сбора исходных данных.

Основные результаты
Обзор

Анализ линейной смешанной модели показал, что различия между группами на протяжении всего времени для группы вмешательства были следующими: -69,4 кДж энергии (95% ДИ от -119,6 до -19,1; P =. 01), -0,6 г насыщенных жиров (95% ДИ -0.От 9 до -0,4; P <0,001), -32,1 мг натрия (95% ДИ от -56,3 до -7,9; P = 0,013) и +0,4 г сахара (95% ДИ от -0,7 до 1,5; P = 0,47. ). Различия в энергии и насыщенных жирах были статистически значимыми при предварительно заданном уровне P <0,0125, а уровень натрия был пограничным ().

Таблица 3. Первичные и вторичные результаты в группах вмешательства и контроля от исходного уровня до последующего наблюдения для 2207 студентов-участников (линейный анализ смешанной модели). 9299 N = 1359 детей; N = 9726 заказов; N = 23 526 шт.) 9302 (−292) до -1,8)
Переменная Исходный уровень, среднее значение (SD) Последующее наблюдение, среднее значение (SD) Вмешательство по сравнению с контролем a
Контроль (N = 848 детей; N = 6279 заказов; N = 14,124 шт.) Вмешательство (N = 1108 детей; N = 9434 заказа; N = 22061 шт.) Контроль (N = 691 ребенок; N = 6334 заказа; N = 14087 шт.) Основной анализ Анализ по протоколу



002


9 Эффект разницы между группами по времени (95% ДИ) Значение P Эффект разницы между группами по времени (95% ДИ) Значение P
Первичные исходы b

Энергия (кДж) b 1634.4
(704,2)
1632,1
(743,0)
1623,3
(699,2)
1685,6
(838,6)
−69,4
(−119,6 до −19,1)
. 01 c −89,4
(от −148,9 до −29,9)
.007

Насыщенные жиры (г) b 5,2

02 (3,6

) (3,2)

4,7
(3,7)
4,9
(3,4)
−0,6
(−0.От 9 до −0,4)
<0,001 −0,7
(от −1,1 до −0,4)
<0,001

Сахар (г) 0 b 12,9301 14,0) 15,8
(19,1)
13,3
v (14,5)
15,4
(21,1)
0,4
(от −0,7 до 1,5)
0,47 0,7
(от −0,6 до 2,0)
.28

Натрий (мг) b 596.1
(343,0)
599,3
(328,9)
580,1
(342,0)
618,1
(350,7)
−32,1
(−56,3 до −7,9)
.013 0,04
Вторичные результаты d

Энергия насыщенных жиров b (%) 11,0

002 (5,9) 9,9301

10,2
(5,8)
10.4
(5,2)
−0,9
(от −1,4 до −0,5)
<0,001 −1,1
(−1,6 до −0,5)
<0,001


Энергия из сахара b (%)
12,0
(11,8)
13,9
(12,7)
12,4
(11,9)
13,1
(12,7)
1,1
(от 0,2 до 1,9)
,0 1,5
(от 0,5 до 2,5)
.006

Средний недельный доход школы (долл. США) 668.60
(420,90)
496,10
(442,63)
938,60
(574,07)
700,81
(480,06)
65,28
(-76,02 до 206,58)
,36 .10

a Данные были проанализированы с использованием отдельных линейных смешанных моделей, скорректированных на социально-экономические индексы для регионов, школьного сектора и кластеризацию на уровне школы и учащегося.

b Базовые значения внутриклассового коэффициента корреляции: энергия 0.100; насыщенные жиры 0,130; сахар 0,131; натрий 0,111.

c Курсивом обозначена статистическая значимость P <0,0125.

d Исходные значения внутриклассового коэффициента корреляции: процентное содержание энергии из сахара 0,104; процент энергии из насыщенных жиров 0,117.

Анализ по протоколу

В целом, 4 школы частично реализовали вмешательство, при этом 3 школы не реализовали стратегию здоровых надстроек (см. Раздел Проверки верности ), и 4 школы, где не удалось подтвердить, что была реализована стратегия стимулирования.Анализ по протоколу 5 школ вмешательства, которые реализовали вмешательство в полном объеме, по сравнению с контрольными школами, показал более значимые эффекты для трех из четырех основных исходов (энергия -89,4 кДж, P = 0,007; -0,7 г насыщенные жиры, P <0,001;).

Вторичные результаты
Приобретение более здоровых продуктов

От исходного уровня до последующего наблюдения, по сравнению с контрольными школами, школы интервенционных вмешательств имели больше шансов приобрести каждый день предметов (отношение шансов [OR] 1.69, 95% ДИ 1,46–1,96; P <0,001), что соответствует увеличению на 9,77% в повседневных предметов, и меньшим шансам приобретения разовых предметов (OR 0,67, 95% ДИ 0,57-0,78; P <0,001), что соответствует Уменьшение на 7,69% - разовых наименований (). Снижение пунктов предостережения на не было значимым на заданном уровне значимости (OR 0,82, 95% ДИ 0,68–1,00; P = 0,05). Анализ по протоколу показал, что эффект и значимость вмешательства оставались одинаковыми для обоих ежедневных (OR 1.50, 95% ДИ 1,27–1,78; P <0,001) и случайных (OR 0,70, 95% ДИ 0,59-0,84; P = 0,001). Между группами были очень небольшие различия в процентном содержании энергии от насыщенных жиров (-0,9%, 95% ДИ от -1,4% до -0,5%; P <0,001) и процентном содержании энергии из сахара (+ 1,1%, 95% ДИ 0,2% -1,9%; P = 0,02) с результатом для энергии, значимым в основном анализе, и значимых для энергии и сахара в анализе по протоколу ().

Таблица 4.Вторичные исходы в группах вмешательства и контрольной группе от исходного уровня до последующего наблюдения (анализ смешанной логистической модели; анализ приобретенных товаров 73 798) a .
0,001 -0,67 001
Классификация b Исходный уровень, n (%) Последующее наблюдение, n (%) Основной анализ Анализ по протоколу Вмешательство (n = 23 526) Контроль (n = 14 124) Вмешательство (n = 22061) Контроль (n = 14 087) Относительное отношение шансов (95% ДИ) P значение Относительное отношение шансов (95% ДИ) P значение
Everyday c 7423 (31.55) 5711 (40,43) 8518 (38,61) 5276 (37,45) 1,69 (1,46-1,96) <0,001 d 1,50 (1,27-1,7302)
Редко c 11,261 (47,87) 6185 (43,79) 9943 (45,07) 6821 (48,42) 0,70 (0,59-0,84) .001
Осторожно c 4842 (20,58) 2228 (15,77) 3600 (16,32) 1990 (14,13) 0,82. 0,92 (0,74-1,14) .39

a Использовались отдельные логистические смешанные модели, которые включали случайный перехват для школы (для учета потенциальной кластеризации на уровне школы), вложенный случайный перехват и случайный временной эффект для студентов (для учета повторных измерений между временными точками и внутри них), а также фиксированные эффекты для сектора и социально-экономические индексы для регионов.Переменные были разделены на две группы (например, каждый день по сравнению с другими элементами).

b Исходные значения коэффициента внутриклассовой корреляции: процент от повседневных пищевых продуктов 0,07; процент от разовых продуктов 0,135; процент осторожность продуктов 0,231.

c Куриные наггетсы обычно продаются в нескольких единицах. В некоторых школах их фасуют (т. Е. 1 порция = 6 самородков), тогда как в других школах можно покупать любое количество. Чтобы учесть эту разницу, в этом анализе подсчитывалось количество самородков, купленных одним ребенком за один раз, как единый товар.

d Курсивом обозначена статистическая значимость P <0,0125.

Доход

Не было различий между группами в среднем недельном доходе от покупок в интернет-столовой с течением времени ( P = 0,36;).

Анализ подгрупп

Не было различий в эффективности вмешательства в отношении содержания энергии по классу учащегося, школьному сектору или частоте заказа ().

Таблица 5. Влияние вмешательства на среднее содержание энергии (кДж) в заказах на обед от исходного уровня до последующего наблюдения: анализ подгрупп для 2207 студентов-участников.-детский сад 13 . c — 638,63 11.2)
Переменная Исходное значение, среднее (SD) Последующее наблюдение, среднее (SD) Вмешательство по сравнению с контролем Вмешательство по сравнению с контролем Вмешательство (n = 9726 заказов) Контроль (n = 6279 заказов) Вмешательство (n = 9434 заказа) Контроль (n = 6334 заказа) Эффект разницы между группами по времени (95% ДИ) Значение P Дифференциальный эффект для разных групп (95% ДИ) Значение P
Класс ученика

класс 2 1557.9 (676,4) 1606,8 (758,0) 1551,5 (688,0) 1635,2 (820,1) −63,9 (от −134,4 до 6,6) 0,07 Каталожный номер N / A
12 b

Класс 3-5 1708,7 (722,5) 1658,3 (726,3) 1699,7 (703,0) 1734,7 (853,5) −71,6 (от −144,2 −7 до 1,0) 0,05 (От −108,9 до 93,5) ,87
Частота использования

Низкая (<1 заказа в неделю) 1719.4 (706,1) 1753,2 (768,4) 1697,0 (714,9) 1723,5 (805,0) −26,5 (от -95,8 до 42,8) ,43 Каталожный номер N / A
992
Высокая (1 или более заказов в неделю) 1592,4 (699,5) 1578,5 (725,1) 1562,3 (679,9) 1659,7 (859,9) −118,9 (от −191,9 до −45,9) −92,4 (от −193,1 до 8,2) .07
Школьный сектор

Независимый 1569,9 (672,6) 1579,4 (664,9) 1516,6 (661,9) 1601,3 — .03 Каталожный номер N / A

Католический 1708,6 (731,9) 1654,8 (773,2) 1738,2 (719,8) 1733,2 .4 (от -97,5 до 30,8) ,28 63,0 (от -43,6 до 169,5) ,22

a Анализ с поправкой на социально-экономические индексы для регионов, школьного сектора и кластеризации в школе и учащемся уровни.

b НЕТ: не применимо; P Значения не применимы для справочных значений.

c Курсивом обозначена статистическая значимость ( P <0,01).

Показатели процесса
Изменение доступности

На исходном уровне ни одна школа вмешательства, ни одна контрольная школа не имели меню в соответствии со Стратегией Нового Южного Уэльса, а в последующем это было изменено на одну школу вмешательства и школы нулевого контроля.Доля ежедневных , случайных и осторожных пунктов меню была одинаковой между меню вмешательства и контрольным меню на обоих исходных уровнях (489/858, 56,9% и 406/694, 58,5% ежедневных пунктов; 138/858, 16,1% и 107/694, 15,4% случайных пунктов; 231/858, 26,9% и 181/694, 26,1% предостережений пунктов соответственно) и последующие действия (554/876, 63,2% и 424/703, 60,3% ежедневно предметов; 150/876, 17,1% и 121/703, 17,2% разовых предметов; 172/876, 19.6% и 158/703, 22,5% предостерегает пунктов соответственно).

Изменение цен

Не было разницы между группами на протяжении всего времени в средней цене каждый день ( P = 0,54), случайных ( P = 0,92) или предостережения ( P = 0,66) шт.

Приемлемость вмешательства

Все менеджеры столовых, прошедшие собеседование (7/9, 78%), остались довольны и рекомендовали бы вмешательство другим менеджерам столовых.Почти все согласились, что стратегии вмешательства были приемлемыми (6/7, 86%; диапазон 6/7, 86% до 7/7, 100%;).

Получено дополнительной поддержки

Из 15 школ (7 интервенционных и 8 контрольных школ), которые прошли интервью, 71% (5/7) интервенционных школ и 38% (3/8) контрольных школ сообщили об использовании проверки меню Обслуживание в течение 12-месячного периода вмешательства. Все интервенционные школы (7/7, 100%) и 75% (6/8) контрольных школ сообщили о получении другой поддержки меню.

Проверки верности

Маркировка меню была основой всех автоматизированных стратегий (т. Е. Позиционирования, предоставления индивидуализированной обратной связи и стимулов). Таким образом, проверка того, что метки были нанесены правильно, показала, что эти другие стратегии были реализованы должным образом. Доля правильных этикеток во всех 9 школах вмешательства составила 93,6% (673/719), 94,3% (666/706), 93,4% (657/703) и 95,3% (696/730) по каждой из 4 проверок верности. . Были начальные проблемы с применением стратегии здоровых надстроек , когда с пользователей взималась чрезмерная плата за надстройки, когда выбранный пункт меню заказывался в нескольких единицах.Эта стратегия была удалена из всех меню вмешательства для продуктов, обычно заказываемых в нескольких экземплярах (например, куриные наггетсы). Кроме того, эта стратегия вызвала изменения в обычном макете производственных списков, которые менеджеры могли использовать для составления заказов. В результате 3 школы вмешательства потребовали отключить стратегию здоровых надстроек , а 5 из 9 менеджеров столовых подтвердили, что на этикетках обедов заказов со всеми ежедневными ед.

Качество данных

В 6 школах данные о закупках у поставщика (Flexischools) были проверены на основе наблюдаемых данных, собранных в школьной столовой во время посещения школы. Между источниками данных было согласие на 95,8% (767/800).


Обсуждение

Основные результаты

В этом испытании изучалось влияние Click & Crunch на качество питания студентов, заказывающих обеды в Интернете. Порядок вмешательства имел значительно более низкое содержание энергии и насыщенных жиров по сравнению с контрольной группой, но не было существенной разницы в содержании сахара или натрия.Обнадеживает то, что это не повлияло на доходы столовой, что свидетельствует об отсутствии неблагоприятного воздействия вмешательства в этом отношении. У интервенционных школ значительно больше шансов приобрести ежедневных предметов и меньше шансов приобрести разовых предметов, что соответствует увеличению на повседневных предметов на 9,8% и уменьшению на 7,7% разовых предметов, соответственно.

Не было значительной разницы в шансах покупки caution предметов между группами в течение всего времени.Тот факт, что все продукты питания классифицируются по одной из трех категорий, означает, что значительное увеличение количества ежедневных продуктов питания должно произойти за счет сокращения других продуктов. В этом случае уменьшение делится на уменьшение по двум другим категориям. Точечные оценки отражают это снижение, но только сокращение на случайных продуктов было значительным, учитывая, что это более распространенный вариант, тогда как сокращение на осторожно продуктов не было значительным, учитывая, что это более редкий вариант и, следовательно, меньше мощности для обнаружения этого эффекта.

В очень немногих исследованиях проверялось влияние реализации стратегии подталкивания через веб-системы заказа еды. В кластерном РКИ, проведенном с учащимися 4-7 классов из школы США, стратегии подталкивания, реализованные через систему заказов на основе Интернета, привели к большему выбору фруктов, овощей или нежирного молока в заказах на обед по сравнению с контрольной группой, не получавшей подталкивания. []. Однако исследование проводилось в одной школе с периодом наблюдения только 2 недели. Нерандомизированное испытание этикеток с питанием для светофора, примененных к 53 продуктам из пяти категорий продуктов питания в интернет-супермаркете, не обнаружило разницы в продажах за 10-недельный период по сравнению с магазином сравнения [].Тем не менее, испытание веб-подталкивания путем предоставления заказов по умолчанию привело к увеличению закупок цельнозерновых, фруктов и овощей среди 50 участников из продовольственных кладовых Нью-Йорка по сравнению с теми, кто проходил краткое обучение питанию перед заказом [].

Результаты этого исследования аналогичны результатам пилотного исследования, в ходе которого было обнаружено значительное снижение среднего содержания энергии, насыщенных жиров и натрия в заказах на обед, а также увеличение доли полезных для здоровья продуктов, заказываемых в 2 месяца сразу после включения интервенционных стратегий [].Однако величина эффекта в пилотном исследовании (т. Е. Разница между группами -572 кДж; увеличение на 22% в здоровых покупках) была больше, чем в этом испытании. Методологические различия между пилотным и этим испытанием могут объяснить очевидные различия в величине эффекта. В частности, пилотное испытание проводилось в течение гораздо более короткого периода (2 месяца против 12 месяцев последующего наблюдения) в государственных школах с использованием различных классификаций ( Fresh Tastes @ School ) [] и другой системы маркировки (символы светофора) ).Тем не менее, хотя и незначительно, влияние на первичные результаты может быть значимым на уровне популяции, и его следует рассматривать в свете потенциального охвата вмешательства. В Новом Южном Уэльсе 95% учеников начальной школы посещают столовую, при этом 55% делают заказы как минимум раз в неделю, а 4% — от 3 до 5 раз в неделю []. Таким образом, многие учащиеся потенциально могут извлечь выгоду из вмешательства, если оно будет широко распространено через школьную систему.

В это исследование планировалось включить 26 школ. Хотя этическое одобрение было в конечном итоге получено для участия в государственных школах, различия во времени воздействия вмешательства между государственными и негосударственными школами были бы слишком велики, чтобы включать их в это 12-месячное испытание.Таким образом, окончательная выборка включала только 17 школ, что снизило точность оценок обнаруженного эффекта. Тем не менее, испытание все же смогло выявить небольшие различия в исходах первичных испытаний как значимые. Всего 14 школ не дали согласия на участие, а 12 затруднились с ответом. Поскольку от директора требовалось дать согласие на это вмешательство в столовой, рекомендуется, чтобы в будущих исследованиях оценивалась приемлемость вмешательства с рядом заинтересованных сторон, включая директоров школ.

Ограничения

Хотя школы вмешательства и контрольные школы были в целом схожими (тестирование значимости не проводилось) [] , школ вмешательства имели более высокий набор учащихся и большее количество заказов на обед на исходном уровне. Однако факторы, которые более тесно связаны со здоровьем заказов студентов (например, доля и цена доступной здоровой пищи), были одинаковыми между группами. У исследовательской группы не было доступа к индивидуальным демографическим характеристикам за пределами класса учащегося, и в будущих исследованиях следует стремиться собрать больше информации о социально-демографических характеристиках пользователей, чтобы можно было проанализировать, было ли вмешательство более эффективным в определенных подгруппах.Не было собрано никаких данных от конечных пользователей вмешательства относительно приемлемости вмешательства, и выводы относительно приемлемости менеджера столовой были основаны только на 7 участниках. Задержка с утверждением этических норм означала, что продолжительность вмешательства варьировалась от 8 до 10,5 месяцев и что государственные школы были исключены. Предыдущее исследование продемонстрировало отсутствие различий между государственными и негосударственными школами с точки зрения осведомленности или текущего использования сетевых столовых []. Однако между школьными секторами могут быть различия в соблюдении Стратегии Нового Южного Уэльса, что может повлиять на относительную полезность меню столовых (т. Е. Соотношение осторожно, продуктов и повседневных продуктов).Соблюдение стратегии может повлиять на способность вмешательства иметь эффект, так как школа, соответствующая руководящим принципам на исходном уровне, будет иметь меньше возможностей для улучшения (т. Е. Эффект потолка ). Таким образом, будущие исследования с большей выборкой школ должны выяснить, существуют ли различия в эффективности вмешательства между школьными секторами, и изучить взаимосвязь с соблюдением стратегии. Наконец, наш анализ основан на данных о покупках, а не на данных о потреблении.Однако объективно зарегистрированные данные о покупках могут дать достаточно точную оценку качества диеты [,].

Сильные стороны этого исследования включают строгий кластерный рандомизированный контролируемый дизайн. Оценка вмешательства была основана на данных о покупках, автоматически собранных с помощью веб-системы для более чем 2200 учащихся и подтвержденных в ходе внутришкольных наблюдений. Информация о питании, полученная из данных о закупках, была основана на тщательной оценке меню, независимо проверенной двумя диетологами и на основе установленных баз данных о питании.12-месячное наблюдение также является сильной стороной исследования и направлено на устранение ограничений предыдущих испытаний с использованием сетевых систем заказа школьных обедов [,,].

Выводы

Вмешательство Click & Crunch , оцениваемое в этом кластере РКИ использовало существующие системы заказа столовых на базе Интернета для реализации стратегий выбора архитектуры, чтобы стимулировать более здоровые заказы на обед для учащихся начальной школы. Принимая во внимание доказательства его эффективности в снижении энергетической ценности обедов для студентов и увеличении закупок продуктов в день, его приемлемость среди руководителей столовых и широкий охват, это вмешательство может повлиять на выбор диеты на уровне населения.Это вмешательство может быть полезным дополнением к набору доступных для политиков стратегий по улучшению питания детей, включая меры вмешательства со стороны предложения, способствующие увеличению доступности более здоровых вариантов питания и вмешательств в внешкольных учреждениях, включая внеклассные мероприятия, спортивные клубы и другие мероприятия. дом. Требуются дополнительные исследования, чтобы определить, являются ли результаты согласованными во всех школьных секторах и сохраняются ли они в течение более длительного периода, а также определить рентабельность вмешательства, прежде чем исследовать влияние вмешательства в начальных школах при широкомасштабном внедрении.

Авторы хотели бы поблагодарить Flexischools, Research Advisory Group и участвующие школы, менеджеров столовых и пользователей столовых. Данные о составе пищевых продуктов, доступные в системе поиска здорового питания, были предоставлены компанией SP Health Co Pty Ltd, торгующейся под кодом Digital Wellness (австралийский бизнес-номер 73 123 248 046), в сотрудничестве с Министерством здравоохранения штата Новый Южный Уэльс. Наборы данных, сгенерированные и проанализированные в ходе этого исследования, доступны у соответствующего автора по обоснованному запросу и в ожидании одобрения этических норм.Эта работа была поддержана Национальным советом по здравоохранению и медицинским исследованиям (NHMRC; номер гранта APP1120233). Натуральную поддержку оказали Hunter New England Population Health и Hunter Medical Research Institute. RW поддерживается докторской стипендией Heart Foundation (ID: 102156). LW получает поддержку в виде заработной платы от стипендии NHMRC по развитию карьеры (ID: APP1128348) и стипендии Heart Foundation Future Leader (ID: 101175). Ни NHMRC, ни Heart Foundation не играли никакой роли в разработке исследования, сборе, анализе или интерпретации данных или распространении результатов.Поставщик (Flexischools) был выбран на конкурсной основе. Flexischools — коммерческая организация, которая предоставила школам, участвовавшим в исследовании, инфраструктуру заказа столовых через Интернет. Flexischools не играли никакой роли в дизайне исследования, анализе данных, интерпретации данных или написании рукописи.

RW задумал исследование; RW, LW, KC, KB, JW, CR и TD разработали общий план исследований; RW, LW, SY, NN, RS и KR обеспечивали надзор за исследованием; RW, TD, RZ, HL, LW и FS провели исследования; Данные анализа CL, FGS и TD; JA, CO и CL предоставили статистические консультации; RW руководил написанием статьи, и все авторы внесли свой вклад в ее исправления.RW несет основную ответственность за окончательное содержание.

Не заявлено.

Под редакцией Р. Кукафки; подано 30.11.20; рецензировано J Hoenink, N Lister; комментарии автору 23.03.21; доработанная версия получена 16.05.21; принято 07.06.21; опубликовано 07.09.21

© Ребекка Уайз, Тесса Делейни, Фиона Стейси, Рэйчел Зетемейер, Кристоф Лекателинэ, Ханна Ламонт, Кайли Болл, Карен Кэмпбелл, Крис Рисел, Джон Аттиа, Джон Виггерс, Сзе Лин Юнг, Кристофер Сатхерленд, Рэйчел Сатхерленд, Рэйчел Сутерленд Николь Натан, Кэтрин Рейли, Люк Вулфенден.Первоначально опубликовано в Журнале медицинских интернет-исследований (https://www.jmir.org), 07.09.2021.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии оригинальная работа, впервые опубликованная в Журнале медицинских интернет-исследований, процитирована должным образом. Полная библиографическая информация, ссылка на оригинальную публикацию на https: // www.jmir.org/, а также должна быть указана информация об авторских правах и лицензии.

Многообещающее вмешательство, чтобы сделать школьную среду питания более здоровой

Окружающая среда может оказывать сильное влияние на решения людей о еде. Чтобы помочь учащимся делать более здоровый выбор продуктов питания и развивать привычки здорового питания, важно, чтобы школьная среда питания была здоровой. Программа «Здоровая школьная столовая» Нидерландского центра питания — это мероприятие, которое помогает школам сделать блюда в кафетерии более здоровыми.Описательное исследование было проведено независимым исследовательским агентством для изучения восприятия, опыта и мнений пользователей программы (директоров школ, родителей, студентов и медицинских работников). Результаты показывают, что директора и учащиеся школ-участниц считают, что предложение их кафетерия более здоровое после реализации программы, чем до ее реализации. Затем выделяются дальнейшие важные результаты исследования и обсуждаются отношения с другими проектами, предостережения и практические рекомендации.Делается вывод о том, что программа «Здоровая школьная столовая» является многообещающим мероприятием для изменения условий школьного питания, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы в конечном итоге установить ее эффективность. Кроме того, будет непросто мотивировать все школы к участию в программе для достижения цели голландского правительства по обеспечению здорового состояния всех голландских школьных столовых к 2015 году.

1. Введение

С 14% молодых людей в В Нидерландах с избыточным весом [1] распространенность избыточного веса продолжает расти, и многие подростки питаются нездоровой пищей, содержащей слишком много насыщенных жиров, сахаров и недостаток пищевых волокон [2].Тот факт, что дети проводят в школе много часов каждый день, включая обеденное время, делает школьную среду важной вне дома, где дети едят по крайней мере один раз в день. Почти 90% всех средних школ в Нидерландах имеют школьный кафетерий и / или автоматы по продаже безалкогольных напитков, а 80% имеют автоматы по продаже закусок и шоколадных батончиков [3]. Каждая третья школа продает пиццу, а каждая пятая — продукты, приготовленные во фритюре, почти половина всех школ продает шоколадные батончики, а в 57% школ не хватает свежих фруктов [3]. приходит к тому, чтобы предлагать здоровую пищу в школьной столовой.В этой статье мы сначала подробно остановимся на том, почему важно предлагать здоровую пищу в школьных столовых, а затем представим программу «Здоровая школьная столовая» — мероприятие, направленное на оздоровление среды школьного питания. В оставшейся части этого документа мы обсудим описательное исследование, которое было проведено для оценки восприятия и мнений сторон, которые (имеют) участвуют (d) в программе.

Идея о том, что факторы окружающей среды могут играть важную роль в формировании поведения человека, не нова.Еще в 1930-х годах Левин в своей теории поля подчеркивал, что при изучении человеческого поведения необходимо принимать во внимание и человека, и окружающую среду [4]. Левин, которого считают отцом-основателем социальной психологии, стандартизировал человеческое поведение как функцию как личности, так и окружающей среды. Эта идея стала известна как уравнение Левина: 𝐵 = 𝑓 (𝑃, 𝐸). Из этой эвристики следует, что поведение является результатом взаимодействия личных характеристик человека и ситуации (которая содержит как физические, так и социальные элементы), в которой действует человек.Эта точка зрения является полезной отправной точкой для рассмотрения пищевого поведения. В частности, это могло бы помочь объяснить, что добрые и сильные намерения питаться здоровой пищей (личный фактор) в большинстве случаев недостаточны для того, чтобы люди не могли выбрать нездоровую пищу. Скорее, соблазны, которые таятся в непосредственной близости от человека, например запах гамбургеров или вид, как друзья едят шоколадные батончики, могут быть очень сильными в формировании реального пищевого поведения людей.

Хотя уравнение Левина было довольно революционным в его дни и вызвало некоторые дискуссии среди коллег-ученых, его концептуализация в настоящее время широко признана.Кроме того, что касается пищевого поведения, сейчас имеется достаточно свидетельств того, что сигналы окружающей среды могут влиять на решения людей о еде, как сознательно, так и бессознательно. Например, исследования показали, что то, как еда подается, порционируется и упаковывается в непосредственной близости от человека, может влиять на количество потребляемой пищи. В частности, большие порции и упаковки обычно побуждают людей потреблять больше еды, что, в свою очередь, приводит к большему потреблению энергии [5, 6]. Кроме того, доступность и представление продуктов питания могут влиять на выбор продуктов питания таким образом, что чем более доступны или легко доступны определенные виды продуктов питания, тем больше они потребляются [7, 8].

Интересно, что влияние окружающей среды на выбор пищи и пищевое поведение людей зависит от того, как люди принимают решения о еде. В частности, поведение, связанное с принятием решений и выбором, обычно является результатом одного из двух различных когнитивных процессов: рефлексивных или импульсивных [9, 10]. Когда принятие решений обеспечивается рефлексивной системой, люди думают тщательно и рационально и обычно действуют в соответствии со своими намерениями. С другой стороны, когда люди действуют через импульсивную систему, они действуют более автоматически и спонтанно и обычно руководствуются импульсами.Именно в этих обстоятельствах внешние сигналы могут сильно повлиять на решения и поведение людей [9]. Когда мы применяем эти идеи к актуальной теме пищевого поведения, следует ожидать, что окружающая среда сильно влияет на такое поведение, когда люди выбирают пищу через импульсивную систему (в отличие от рефлексивной системы). Исследования привычек и обработки информации показали, что когда поведение становится привычным и когда люди недостаточно мотивированы или когнитивно вовлечены (или слишком отвлечены), чтобы участвовать в сложных рассуждениях и размышлениях, их решения, скорее всего, будут приниматься импульсивной системой [ 11, 12].В частности, это означает, что, когда люди имеют хорошо развитые пищевые привычки и не очень активно участвуют в выборе продуктов питания (и в результате не тратят много времени и усилий на обдумывание своего выбора), окружающая среда, скорее всего, будет определять их выбор. пищевое поведение в значительной степени.

Недавнее исследование показывает, что большинство студентов не считают свой рацион важным и выбор здоровой пищи не является для них главной проблемой [13]. Кроме того, еда и еда потребляются во время перерывов, которые являются для большинства студентов общественными мероприятиями, на которых они общаются и проводят время друг с другом.Эти два факта подразумевают, что учащиеся, когда они в школе решают, что им есть на обед, скорее всего, будут недостаточно мотивированы или слишком отвлечены, чтобы участвовать в осознанном принятии решений относительно своего пищевого поведения. Следовательно, весьма вероятно, что выбор большинства учащихся относительно того, что им есть, в значительной степени основывается на принятии решений через импульсивную систему. В результате внешние факторы, такие как простое присутствие нездоровой пищи, размеры порций и упаковки, а также соблазнительный запах или проявление нездоровой пищи, скорее всего, будут влиять на пищевое поведение учащихся.В соответствии с этим сами ученики также указывают, что на них влияет наличие нездоровой пищи в школьной столовой. В частности, они признаются, что испытывают искушение, когда видят или чувствуют запах вкусной и нездоровой пищи [14]. По этой причине многие голландские ученики указывают, что, по их мнению, школы должны продавать только полезные для здоровья продукты [14]. Тем не менее, большинство школьных столовых предлагают большое количество нездоровых пищевых продуктов, и школьная среда таким образом способствует развитию нездорового питания среди молодежи.

В то же время школьные столовые обладают огромным потенциалом для улучшения пищевого поведения учащихся. Принимая во внимание, что большинство студентов склонны принимать импульсивные решения, когда дело доходит до их еды, это означает, что сигналы окружающей среды также могут «подтолкнуть» их к выбору более здорового образа жизни. Когда предложения в кафетерии будут преимущественно здоровыми, а здоровая пища станет более привлекательной (например, привлекательная презентация, выставление ее на обозрение), можно ожидать, что это увеличит выбор здоровых продуктов.И действительно, исследование TNO продемонстрировало, что это может быть плодотворным и эффективным средством поощрения здорового пищевого поведения у учащихся: изменение предложения торговых автоматов на низкокалорийные конфеты, закуски и безалкогольные напитки привело к тому, что учащиеся выбрали эти полезные для здоровья продукты. продукты чаще [15]. В результате они потребляли меньше калорий, чем ученики школ с торговыми автоматами, в которых преобладали продукты с большим содержанием сахара и жира.

Еще одна причина, по которой ориентация на учащихся дает большой потенциал для улучшения привычек здорового питания, заключается в том, что привычки в еде, сформированные в раннем возрасте, могут сохраняться и в зрелом возрасте [16], и что после того, как нездоровая привычка сформировалась, ее трудно изменить [17] .Следовательно, пропаганда и формирование здоровых привычек у молодых людей, вероятно, более эффективна и плодотворна, чем попытки изменить нездоровые привычки в более позднем возрасте. Кроме того, школы все чаще упоминаются как ключевые места для вмешательств, связанных со здоровым питанием. Пропаганда здоровья в школах стоит усилий, поскольку может способствовать более здоровому поведению учеников, более высоким академическим достижениям и снижению показателей отсева из школ [18]. В то же время школьная обстановка является важным контекстом для укрепления здоровья, поскольку она охватывает большую часть населения в течение многих лет [19].Он также предлагает безопасную среду для отработки новых навыков [20]. Эти навыки влияют на возможность молодых людей защитить себя от рисков для здоровья и могут положительно повлиять на их образ жизни во взрослой жизни [20]. В общем, вмешательства, направленные на изменение пищевого поведения учащихся в школе, имеют большой потенциал.

Учитывая влияние окружающей среды на выбор учащимися продуктов питания, крайне важно создать в школах среду для здорового питания, которая помогает учащимся выбирать здоровые пищевые продукты.Таким образом, учащиеся получают возможность развивать привычки здорового питания, от которых они могут получать пользу на всю оставшуюся жизнь. Именно с этой целью была разработана программа «Здоровая школьная столовая». Программа «Здоровая школьная столовая» Нидерландского центра питания — это экологическая программа, направленная на создание здоровой пищевой среды и содействие выбору здоровой пищи в средних школах и школах профессионального обучения в Нидерландах. Это вмешательство влечет за собой многокомпонентную стратегию с участием всех сторон: учащихся, учителей, родителей, школьных советов, сотрудников столовых, муниципальных служб здравоохранения и предприятий общественного питания.

Программа состоит из четырехэтапной дорожной карты для школьных рабочих групп, состоящей из (1) инвентаря (каково текущее состояние дел в отношении предложений кафетерия, учебной программы и политики?), (2) плана действий (постановка целей и соответствующие действия), (3) этап реализации (реализация плана действий) и (4) оценка (что было достигнуто?). Выполняя эти четыре шага, школа ориентируется на здоровую школьную столовую в своем собственном темпе. Поскольку меры по укреплению здоровья более эффективны, если они структурно реализуются в школах, а структура является всеобъемлющей [18], программа «Здоровая школьная столовая» не только мотивирует школы менять предложения в школьной столовой, но и поощряет их внедрять знания о здоровом образе жизни. питания в учебной программе и для разработки политики здорового школьного питания.Муниципальные службы здравоохранения играют важную роль в руководстве школами в процессе перемен. Как мы узнали из опыта, не у каждой муниципальной службы здравоохранения есть достаточно времени и кадров для поддержки всех школ, нуждающихся в поддержке в своем регионе. Чтобы иметь возможность поддерживать нуждающиеся школы, был создан важный дополнительный компонент программы «Здоровая школьная столовая»: «Бригада столовых». Эта бригада состоит из диетологов, работающих в Нидерландском центре питания, которые дают школам индивидуальные советы и, при необходимости, посещают школы, чтобы дать индивидуальные советы и поддержку на месте.

Со времени пилотного исследования в 2002 году почти треть всех средних школ в Нидерландах работали с программой [3]. В 2006-2007 гг. Участвовало 11% всех средних школ; в 2010-2011 гг. 29% указали, что участвовали в программе за последние четыре года [3], что является значительным увеличением. Чтобы мотивировать школы к участию в программе, раз в два года с 2006 года проводится конкурс «Награда за стимулирование здоровой школьной столовой». Этот конкурс требует от школ представить план действий, в котором описаны шаги, которые они предпримут для создания более здорового питания.Через 6 месяцев необходимо сдать отчет, в котором описываются достигнутые цели. Награду получит школа, в которой произведено наибольшее количество структурных изменений.

В 2010 году независимым исследовательским агентством было проведено описательное исследование среди пользователей программы для изучения восприятия, опыта и мнений директоров школ, родителей, учащихся и медицинских работников, участвующих в программе [21]. Это исследование было предпринято, чтобы получить больше информации о восприятии пользователями программы и определить факторы, которые могут помочь улучшить программу.В этом описательном исследовании были рассмотрены следующие вопросы: (1) восприятие школьного кафетерия, (2) способ управления школьным кафетерием, (3) роль муниципальной службы здравоохранения, (4) продолжение работы программа, (5) дополнительная ценность конкурса «Стимулирующая награда», (6) участие родителей в предложении кафетерия, и (7) возможные факторы, которые стимулируют школы, не участвующие в программе, к участию в программе. (Бригада столовых действует с конца 2009 года и по этой причине не участвовала в исследовании.Школы профессионального обучения начали участвовать в программе с 2011 года и по этой причине не участвовали в исследовании). В оставшейся части статьи мы подробно остановимся на этом исследовании, а также представим и обсудим наиболее важные результаты.

2. Метод
2.1. Набор и процедура

Контактным лицам школ, которые участвовали в конкурсе на получение награды за стимулирование в 2006–2007, 2008–2009 и / или 2009–2010 годах, отправили электронное письмо с просьбой сообщить нам адрес электронной почты директора школы. студенческий совет и родительский совет.Набор данных с адресами электронной почты каждой голландской средней школы был использован для приглашения не участвующих школ принять участие в этом исследовании.

Впоследствии директора школ-участниц (директора школ, которые (принимали) участие (d) в конкурсе на получение награды за стимулирование здоровой школьной столовой в какой-то момент времени в течение 2006–2010 гг.) И неучаствующие школы, а также родители и учащиеся участвующих школам было предложено принять участие в исследовании, и им были отправлены ссылки на онлайн-анкеты.Всего было разослано четыре онлайн-анкеты; один — директорам школ-участниц, один — родительским советам участвующих школ, один — ученическим советам участвующих школ и один — директорам школ, не участвующих в программе (респонденты участвующих школ должны были ответить только на вопросы, которые имели отношение к ним; респонденты школ, участвовавших в 2009-2010 учебном году, например, не должны были отвечать на вопросы о продолжении программы, поскольку они только начали).Анкеты были разосланы 153 директорам участвующих школ, 139 родительским советам, 137 студенческим советам и 708 школам, не участвующим в опросе.

Кроме того, в 2006-2007 и 2008-2009 учебном году были проведены интервью с десятью директорами школ участвующих в конкурсе на получение награды «Стимуляция», которые были отобраны случайным образом, и к ним обратились по телефону и электронной почте с просьбой принять участие ( директора школ, участвующих в конкурсе на Премию стимуляции, в то время не приглашались к участию, потому что вопросы о продолжении программы пока не актуальны).Все интервью проводились независимым исследовательским агентством. Наконец, была проведена встреча экспертов с 12 работниками здравоохранения из задействованных муниципальных служб здравоохранения для обсуждения их опыта поддержки школ в процессе изменения предложения школьной столовой путем реализации программы «Здоровая школьная столовая». Для участия в этой встрече экспертов по электронной почте были приглашены все контактные лица из 28 муниципальных служб здравоохранения. Экспертная встреча была проведена независимым агентством по разработке стратегии.

2.2. Анкеты

Директора
Онлайн-анкета для директоров школ, участвующих в опросе, сначала оценила их восприятие школьных столовых. В частности, были заданы следующие вопросы: «Каким было соотношение здорового и нездорового предложения в школьной столовой до начала программы?» и «Каково соотношение здорового / нездорового предложения в школьной столовой на данный момент?». Ответы давались по 5-балльной шкале Лайкерта (1 = почти полностью нездоровых продуктов , 5 = почти полностью здоровых продуктов ).
Затем были заданы вопросы о программе, степени внешней поддержки и продолжения программы, а также о конкурсе на получение награды за стимулирование. В частности, были заданы следующие вопросы
(i) «Кто управляет школьной столовой?» с тремя вариантами ответа; (1) внутреннее управление, (2) внешнее управление (профессионально организованное питание) или (3) иначе, а именно… (ii) «Получила ли ваша школа поддержку от муниципальной службы здравоохранения?» с двумя вариантами ответа; «да или нет.(Iii) «Как вы оцениваете поддержку, оказываемую муниципальной службой здравоохранения?» Ответы давались по 5-балльной шкале Лайкерта (1 = совершенно недостаточно , 5 = очень хорошо ). (Iv) «Какие дополнительные мероприятия проводились в вашей школе?» с вариантами реагирования, такими как «структурные изменения в предложениях столовых» и «разработка политики в области школьного питания». (v) «Конкурс на получение награды за стимулирование здоровой школьной столовой, мотивированный на участие в программе« Здоровая школьная столовая »». Ответы давались по 5-балльной шкале Лайкерта (1 = совершенно не согласен , 5 = полностью согласен ).

Учащиеся
Онлайн-анкета для студенческих советов участвующих школ также сначала оценила их восприятие предложения школьного кафетерия. Студенческим советам было предложено представлять мнение всех студентов при ответах на вопросы.
В частности, были заданы следующие вопросы: «Каково соотношение здоровых и нездоровых предложений в школьной столовой до начала программы?» и «Каково соотношение здорового / нездорового предложения в школьной столовой на данный момент?».Ответы давались по 5-балльной шкале Лайкерта (1 = почти полностью нездоровых продуктов , 5 = почти полностью здоровых продуктов ).
Впоследствии были заданы вопросы об участии и восприятии учащимися программы. В частности, был задан следующий вопрос: «Были ли студенты задействованы в начале программы?». Было три варианта ответа; (1) да, (2) нет, или (3) не знаю. Кроме того, учеников попросили ответить на заявление: «Наши ученики признают важность программы« Здоровая школьная столовая »».Ответы давались по 5-балльной шкале Лайкерта (1 = совершенно не согласен , 5 = полностью согласен ).

Родители
Онлайн-анкета для родительских советов участвующих школ исследовала вовлеченность и восприятие родителей в отношении программы. Родительским советам было предложено представлять мнение всех родителей при ответах на вопросы.
В частности, был задан следующий вопрос: «Были ли родители вовлечены / проинформированы в начале программы?».Было три варианта ответа; (1) да, (2) нет, или (3) не знаю. Также было использовано следующее утверждение: «Родители имеют право голоса при выборе школьной столовой». Было три варианта ответа; (1) да, (2) да, но только через родительский совет, или (3) нет. Затем родителей попросили ответить на следующие утверждения: «Родители знают, что предлагается в школьной столовой» и «Родители имеют право голоса в предложениях столовой». Было три варианта ответа; (1) да, (2) нет, или (3) не знаю.Наконец, родителей попросили ответить на заявление: «Родители признают важность программы« Здоровая школьная столовая »». Ответы давались по 5-балльной шкале Лайкерта (1 = совершенно не согласен , 5 = полностью согласен ).

Школы, не участвующие в программе
Онлайн-анкета для директоров школ, не участвующих в программе, позволила оценить их восприятие школьных столовых. В частности, был задан следующий вопрос: «Каково соотношение здорового / нездорового предложения в школьной столовой в данный момент?» Ответы давались по 5-балльной шкале Лайкерта (1 = почти полностью нездоровых продуктов , 5 = почти полностью здоровых продуктов ).Кроме того, утверждения использовались, чтобы определить, какие факторы будут мотивировать их участвовать в программе «Здоровая школьная столовая». В частности, директоров попросили ответить на следующие утверждения: «Школа должна покрыть необходимое время» и «Школа должна обеспечить необходимые финансовые средства». Ответы давались по 5-балльной шкале Лайкерта (1 = совершенно не согласен , 5 = полностью согласен ).

2.3. Интервью с директорами

Дизайн интервью был основан на онлайн-анкете и состоял из подробных и дополнительных вопросов об участии директора школы, поддержке во время выполнения программы, продолжении, участии в программе поощрения и возможных улучшениях программы.

2.4. Встречи экспертов

Медицинские работники
Целью этой встречи было получить больше информации об их опыте, потребностях и роли муниципальных служб здравоохранения в программе. Участников попросили указать, какие компоненты программы следует продолжить, какие компоненты следует исключить и какими компонентами программу следует обогатить. В частности, одним из использованных утверждений было «Муниципальные службы здравоохранения считают конкурс на получение награды за стимуляцию стимулом для школ.”

3. Результаты
3.1. Анкеты

Уровень ответов был следующим: 62,7% (= 96) директоров школ-участниц заполнили анкету, 54% (𝑛 = 75) родительских советов, 38,7% (𝑛 = 53) студенческих советов и 25,6% (𝑛 = 181) школ, не участвующих в программе. Из 181 школы, не участвовавшей в исследовании, 39 были исключены из исследования, поскольку они уже реализовывали программу «Здоровая школьная столовая» (= 29) или были заинтересованы в этом (= 10).Сто тридцать пять школ не были заинтересованы в участии в программе в ближайшем будущем. Эти школы получили анкету. Наиболее важные выводы будут рассмотрены ниже.

Воспринимаемое предложение в кафетерии
Различия в средних оценках участников по вопросам, касающимся предложения, до и после реализации программы (на данный момент) сравнивались с парными 𝑡-тестами. Различия в средних оценках директоров участвующих и не участвующих школ по вопросу о предложении «в данный момент» (для участвующих школ это было после реализации программы) сравнивались с независимым 𝑡-тестом.
Анализ показал, что и директора школ, и студенческие советы воспринимали предложения до и после внедрения как существенно разные. В частности, директора посчитали, что в кафетерии до начала программы предлагалось перейти с относительно более нездоровых продуктов (𝑀 = 2,17) на более здоровые продукты в настоящий момент (= 3,76;-изменение = -1,60; SD = 1,12), 𝑡 (83) = — 13,05, 𝑃 <0,0001. У студентов возникла аналогичная картина: они также считали, что кафетерий отказался от более нездоровых продуктов до начала программы (= 2.55) на более здоровые продукты в настоящий момент (𝑀 = 3,80;-изменение = −1,25; SD = 1,62), 𝑡 (39) = - 5,28, 𝑃 <0,0001. Напротив, директора школ, не участвующих в опросе, считали (в этот момент), что количество нездоровых и полезных продуктов, предлагаемых в их кафетерии, было одинаковым (= 3,06). Анализы показали, что существует значительная разница в восприятии предложения «в настоящий момент» между директорами школ участвующих школ и директорами школ, не участвующих в программе (SD = 1.39), (217) = 4,68, <0,0001.

Управление кафетерием
69% школ указали, что школьная столовая имеет внутреннее управление, а 31% школ указали, что школьная столовая имеет внешнее управление. Кроме того, оказалось, что существует взаимосвязь между тем, обслуживается ли кафетерий школой или внешней стороной: 32,7% школ с кафетерием, управляемым самой школой, против 12,0% школ с внешним поставщиком питания, указанным для есть почти полностью здоровое предложение в школьной столовой (Spearman’s 𝑟 =.26, 𝑃 = 0,015). Судя по всему, кафетерии, которыми управляет профессионально организованная внешняя организация питания, предлагают менее здоровую пищу, чем кафетерии, которыми управляет школа.

Роль муниципальной службы здравоохранения
73% участвующих школ указали, что они получали поддержку от муниципальной службы здравоохранения, и большинство (очень) довольны этой поддержкой: достаточной (32%), хорошей (42%) и очень хорошо (17%). Только школы, которые начали программу в 2006-2007 и / или 2008-2009 учебном году, были опрошены о продолжении программы (𝑛 = 48).

Продолжение программы
Три мероприятия, которые часто предпринимались в качестве продолжения программы, — это структурное изменение продуктов питания, предлагаемых в кафетерии (69,2%), включение здорового питания в обычную учебную программу (64,1 %) и изменение политики школьного питания (61,5%).

Награда за стимулирование дополнительной ценности
Большинство (75,3%) директоров участвующих школ (полностью) согласились с тем, что конкурс на получение награды «Стимуляция» послужил стимулом для участия в программе «Здоровая школьная столовая».

Вовлечение родителей в программу и предложения кафетерия
59,2% учащихся и 47,9% родителей заявили, что они участвовали в программе с самого начала. Из родителей 15,2% сообщили, что они высказывались по поводу того, что продается в кафетерии, и почти половина родителей указали, что знают, что продается (48,3%).

Важность программы
55,3% учащихся и 80% родителей (полностью) согласились с утверждением о важности программы «Здоровая школьная столовая».

Стимулирующие факторы для школ, не участвующих в программе
Важными факторами для школ, не участвующих в программе, являются время и финансы: 78,5% указали, что достаточно времени (очень) важно, а 73,3% указали на наличие достаточных финансовых средств ( очень важно.

3.2. Интервью

Все 10 опрошенных директоров школ положительно отозвались о конкурсе на получение награды «Стимуляция» и считают его хорошей инициативой. Интервью также показали, что школы нуждаются в «школах для подражания» и опыте других школ для вдохновения.Все 10 опрошенных директоров школ указали, что поддержка учеников, учителей и родителей была создана, и что поддержка директора школы была достаточной. Семь директоров школ указали, что в ходе программы школе оказывала поддержку муниципальная служба здравоохранения, а 5 директоров школ указали, что они получали поддержку от Нидерландского центра питания. Все десять опрошенных директоров школ указали, что здоровое питание было включено в политику школьного питания.

3.3. Встречи экспертов

Во время встречи с представителями муниципальных служб здравоохранения присутствовали 12 специалистов.Ниже обсуждаются наиболее важные идеи.

Муниципальные службы здравоохранения считают, что конкурс на премию «Стимуляция» является важной частью программы «Здоровая школьная столовая», и, по их мнению, эта программа является хорошим способом подчеркнуть важность здорового питания в средних школах. Однако они указывают, что при участии в конкурсе на получение награды за стимулирование должно быть больше времени для выполнения программы, отчасти потому, что им нужно достаточно времени для набора школ.

4. Обсуждение

Похоже, что школы, участвующие в программе «Здоровая школьная столовая», добились успеха в улучшении предложения школьных столовых благодаря реализации программы, поскольку они сообщают, что предлагают более здоровые предложения по сравнению со школами, не участвующими в программе. Кроме того, конкурс на получение награды «Стимуляция» рассматривается как мотивирующий фактор для участия в программе как школами, так и муниципальными службами здравоохранения. Обнадеживает то, что и руководство школы, и учащиеся считают, что предложение их кафетерий положительно сдвинулось в сторону более здоровых, чем нездоровых пищевых продуктов.Недавнее исследование профилактики избыточного веса в средних школах в Нидерландах в 2010-2011 гг. Подтверждает этот вывод и заявляет, что в большом количестве школ улучшение качества столовой было достигнуто (по крайней мере частично) благодаря участию в программе «Здоровая школьная столовая». [3]. Общая картина показывает, что предложения школьных столовых в Нидерландах стали более здоровыми по сравнению с 2006-2007 годами. Вероятно, это во многом связано с увеличением количества предлагаемых здоровых продуктов и уменьшением количества нездоровых продуктов [3].

Программа «Здоровая школьная столовая» и настоящие результаты также актуальны в свете общей цели голландского правительства по созданию здоровых школьных столовых во всех школах Нидерландов к 2015 году. Настоящие результаты являются первым признаком того, что Здоровая школьная столовая Программа может внести значительный вклад в достижение этой цели. Эта цель была также принята в голландском пакте о здоровом весе. Этот Пакт является результатом сотрудничества в общей сложности 27 участников из (национальных и местных) правительств, промышленности и организаций гражданского общества, которые коллективно привержены борьбе с растущей тенденцией к избыточному весу и ожирению.Основными целями Пакта являются повышение осведомленности о рисках для здоровья, связанных с избыточным весом и ожирением, и остановка эволюции избыточного веса и ожирения у детей и взрослых. В рамках этого Пакта в 2011 году был реализован Манифест о более здоровой пище в школах, в котором стороны соглашаются работать вместе в школах, где еда, предлагаемая в школьном кафетерии, является полезной для здоровья минимум на 75% в соответствии с голландскими руководящими принципами здорового питания.

4.1. Отношения с другими инициативами

По всей Европе многие страны принимают меры для положительного изменения среды школьного питания.Например, английский шеф-повар Джейми Оливер стремился улучшить нездоровое питание и плохие кулинарные привычки в школах Соединенного Королевства с 2005 года, когда он запустил свою кампанию «Накорми меня лучше». С 2006 года нездоровая пища запрещена в британских школах, и были введены новые юридические стандарты школьного питания, основанные на пищевых продуктах. Наряду с Великобританией, Португалия также имеет обязательные правила предоставления школьных обедов [22]. Некоторые другие европейские страны также приняли меры, касающиеся питания в школах.Например, Франция запретила торговые автоматы и энергетические напитки в 2005 и 2008 годах соответственно [22], а Испания запретила продажу в школах продуктов питания и напитков, содержащих большое количество насыщенных жиров, трансжиров, соли или сахара. усилия по борьбе с растущей распространенностью избыточного веса и ожирения [23].

4.2. Практические рекомендации и критические замечания

Результаты показывают, что поддержка со стороны муниципальной службы здравоохранения очень ценится. Как упоминалось ранее, муниципальные службы здравоохранения не всегда имеют достаточно времени и кадров для оказания помощи всем школам, нуждающимся в поддержке в своем регионе.Поэтому рекомендуется сохранить «Бригаду столовых» в качестве важного компонента программы. Бригада дает школам индивидуальные советы, чтобы школы знали, с чего начать, какие продукты подходят для здорового питания и как создать здоровую школьную столовую. И действительно, школы все чаще обращаются к бригаде с просьбой помочь им изменить предложения в кафетерии. Еще одно преимущество развертывания бригады состоит в том, что она усиливает усилия муниципальных служб здравоохранения, например, выступая в качестве собеседника во время разговора с внешним поставщиком провизии.

Другая рекомендация по обеспечению продолжения программы, вытекающая из настоящих выводов, состоит в том, что школам всегда следует рекомендовать включать здоровое питание в свою политику школьного питания. Кроме того, школы должны стремиться к структурным изменениям в предложениях школьных столовых и включать здоровое питание в обычную учебную программу. Эти факторы должны увеличить потенциальный успех. Также школы могут быть проинформированы о «Методе здоровой школы» Центра здорового образа жизни.Этот метод продвигает интегрированный и структурированный подход к созданию здоровой школы, включая здоровое питание в кафетериях.

Последняя рекомендация касается муниципальных служб здравоохранения. Чтобы лучше удовлетворять их потребности, рекомендуется выделить им больше времени для набора школ для участия в конкурсе на получение награды за стимулирование.

Кроме того, некоторые критические замечания кажутся уместными. Во-первых, следует отметить, что в ближайшем будущем атмосфера кажется несколько менее благоприятной по сравнению с тем, что было пять лет назад.В 2006-2007 учебном году 59% средних школ ожидали, что в ближайшем будущем будут уделять больше внимания проблеме избыточного веса, по сравнению с 31% в 2011 году [3]. Кроме того, меньший процент средних школ (37% в 2011 году по сравнению с 46% в 2006-2007 учебном году) считают себя ответственными за профилактику избыточной массы тела среди учащихся [3]. Также стоит упомянуть тот факт, что предложение еды и напитков, похоже, стало более здоровым, но увеличилось предложение кусочков пиццы и сладких молочных продуктов [3].Такое развитие событий может стать угрозой для достижения цели создания здоровых школьных столовых во всех голландских школах в 2015 году.

Кроме того, необходимо устранить некоторые препятствия, касающиеся содержания программы, поскольку не все директора школ сообщают о переходе с преимущественно нездоровой пищи. предложения до программы в основном здоровые предложения в настоящее время. К сожалению, у нас нет полного представления о завершении программы: в исследование были включены школы, участвовавшие в конкурсе на премию «Стимуляция».Это означает, что они начали с программы, но иногда требуется несколько месяцев или даже лет, чтобы полностью изменить питание, предлагаемое в школьной столовой. В результате неизвестно, успешно ли школы реализовали программу. Кроме того, в этом вопросе может сыграть роль неподатливость практики. В некоторых школах всегда могут быть решающие факторы, которые негативно влияют на процесс. По опыту мы знаем, что чаще всего эти факторы связаны с нехваткой времени или отсутствием поддержки со стороны других важных сторон в школе.Следовательно, необходимо сделать больше для вовлечения других важных сторон, таких как учащиеся и родители. В качестве первого шага Нидерландский центр питания начал использовать вдохновляющие примеры из других школ, чтобы мотивировать школы к организации мероприятий для учащихся, например, давая им активную роль в составлении и подготовке предложений кафетерия. На самом деле это может работать как палка о двух концах, поскольку эти активно вовлеченные ученики могут восприниматься другими учениками как образцы для подражания, тем самым создавая положительную социальную норму, которая может побудить других учеников уделять больше внимания своему пищевому поведению.Еще один вопрос, который можно улучшить, — это информация о времени и финансах, необходимых для реализации программы. В частности, директора школ, не участвующих в программе, указывают, что время и финансы являются факторами, которые играют роль в принятии решения о том, участвовать или нет. Об этих факторах необходимо предоставить больше информации, чтобы школы могли принимать обоснованные решения. Чтобы удовлетворить эту потребность, будет составлен информационный бюллетень, который предоставит директорам необходимую им информацию.

Кроме того, школы нужно стимулировать, чтобы они убирали только вредные для здоровья продукты, а не добавляли их. Бригада школьной столовой Нидерландского центра питания будет играть в этом важную роль, обучая школы тому, как эффективно выполнять программы и как составлять полезные для здоровья предложения. Более того, в настоящем исследовании было обнаружено, что директора школ с поставщиком, управляемым самой школой, считали, что в их кафетериях есть более здоровое предложение, чем директора школ с поставщиком услуг внешнего питания.Это открытие требует внимания. Манифест о более здоровой пище может сыграть важную роль в изменении этой ситуации, обязывая различные стороны, в том числе внешних поставщиков, производить как минимум 75% полезных продуктов в соответствии с голландскими руководящими принципами в отношении здорового питания.

4.3. Площадки для будущих исследований

Здесь мы хотели бы подчеркнуть, что в настоящем описательном исследовании были измерены только восприятие пользователей, а количественные данные о запасах продуктов питания в школьных столовых участвующих и не участвующих школ не измерялись.Более того, в этом исследовании не измерялось влияние программы на фактическое пищевое поведение учащихся. Докажет ли, что программа окажется эффективной в изменении пищевого поведения учащихся, еще предстоит продемонстрировать. Однако предыдущие исследования показали, что изменение аспектов пищевой среды действительно может повлиять на пищевое поведение. Например, вышеупомянутое исследование TNO в Нидерландах ясно продемонстрировало, что более здоровые предложения могут изменить выбор студентов в положительную сторону и что изменения в ассортименте могут привести к изменениям в потреблении [15].Кроме того, оценочное исследование, проведенное в США в отношении школьной программы по замене продуктов с низкой питательной ценностью на более здоровые, показало, что это было эффективным средством снижения потребления учащимися нездоровой пищи [24]. Более того, не было доказательств так называемого эффекта компенсации: студенты не участвовали в компенсирующем потреблении нездоровой пищи дома. Кроме того, настоящая программа имеет сходство с теориями о «подталкивании», которые постулируют, что людей можно мягко «подтолкнуть» к выбору более здорового образа жизни, внеся незначительные изменения в свое окружение или архитектуру выбора [25].Суть подталкивающего подхода состоит в элегантном использовании общей эвристики принятия решений, которая обычно направляет людей к нездоровым решениям вместо того, чтобы подтолкнуть их в более здоровом или более выгодном направлении [26]. Например, исследования показали, что снижение доступности нездоровых продуктов помогает людям выбирать более здоровые варианты [26]. Вместе эти два направления исследований предоставляют косвенные доказательства того, что нынешний подход к созданию более здорового предложения в школьных столовых на самом деле может привести к выбору более здоровой пищи и пищевого поведения.Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, действительно ли имеет место такой положительный эффект.

Также необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять эффекты и препятствия, которые могут действовать на каждом из четырех различных этапов программы. Текущее исследование не приняло это во внимание. Кроме того, было бы интересно изучить, существуют ли различия между участвующими и не участвующими школами в таких областях, как проблемы со здоровьем и социально-экономический статус района.Дальнейшие исследования должны дать больше информации об этих различиях, поскольку это может стать новой отправной точкой для набора и стимулировать школы к участию в программе.

5. Выводы

Окружающая среда может оказывать сильное влияние на решения людей о еде. Поэтому для того, чтобы помочь учащимся делать более здоровый выбор продуктов питания и развивать привычки здорового питания, важно, чтобы среда школьного питания была здоровой. Программа «Здоровая школьная столовая» — это мероприятие, которое помогает школам сделать свою столовую более здоровой.Настоящее исследование показывает, что это вмешательство является многообещающим, поскольку директора и учащиеся школ-участниц считают, что предложение их кафетерия после реализации программы более здоровое, чем до ее реализации, а участвующие школы считают предложение своей столовой более здоровым, чем школы, не участвующие в программе.

Будет непросто мотивировать школы к участию в программе, чтобы к 2015 году все школьные столовые в Нидерландах были здоровыми.Хотя обнадеживает, что одна треть школ участвует (или участвовала) в программе, все же две трети школ еще не участвовали. И поскольку меньший процент средних школ считают себя ответственными за профилактику избыточного веса среди своих учеников, может быть необходимо и плодотворно изучить другие способы достижения этой цели. Возможно, мы могли бы взять в качестве примера Францию ​​и Испанию и использовать законодательство для создания здоровых школьных столовых в каждой школе в Нидерландах.

В условиях нынешней эпидемии ожирения и продолжающегося роста числа молодых людей в Нидерландах с избыточным весом любые меры, которые могут помочь в выборе здоровой пищи, заслуживают рассмотрения. В свете того, что правительство Нидерландов предпочитает стимулировать людей к принятию решений, касающихся их собственного здоровья, меры, направленные на создание более здоровой среды, которая позволяет людям принимать здоровые решения и облегчает их принятие, являются особенно плодотворным местом для дальнейшего изучения.

(PDF) Улучшение покупок здоровой пищи в онлайн-столовых: кластер RCT

10 WyseR, etal. BMJ Open 2019; 9: e030538. doi: 10.1136 / bmjopen-2019-030538

Открытый доступ

Заявление об ограничении ответственности NHMRC не участвовал в разработке исследования, как это указано в протоколе

, и не будет участвовать в сборе данных, анализе данных,

интерпретация данных и распространение результатов. Flexischools не участвовали в дизайне исследования

, анализе данных, интерпретации данных или написании рукописи.

Конкурирующие интересы Не заявлены.

Согласие пациента на публикацию Не требуется.

Одобрение этики Исследование было одобрено Комитетом по этике исследований

Университета Ньюкасла (H-2017-0402), Министерством образования штата Новый Южный Уэльс

и сообществ (SERAP) и епархиями католического управления образования Сиднея,

Парраматта, Лисмор, Мейтленд-Ньюкасл, Батерст, Канберра-Гоулберн, Вагга

Вагга, Вуллонгонг и Вильканния-Форбс.

Провенанс и экспертная оценка Не введен в эксплуатацию; внешняя экспертная оценка.

Открытый доступ Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с лицензией

Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC 4.0), которая разрешает другим лицам распространять, ремикшировать, адаптировать и использовать эту работу в некоммерческих целях. ,

и лицензировать свои производные работы на других условиях, при условии, что исходная работа

правильно процитирована, предоставлены соответствующие ссылки, любые внесенные изменения указаны, и использование

не является коммерческим.См .: http: // creativecommons. org / licenses / by- nc / 4.0 /.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

1. Австралийский институт здравоохранения и социального обеспечения. Исследование бремени болезней

в Австралии: влияние и причины болезней и смерти в Австралии

2011 [Интернет. Канберра: AIHW, 2016.

2. Мэйнард М., Ганнелл Д., Эммет П. и др. Фрукты, овощи и антиоксиданты

в детстве и риск рака у взрослых: когорта Boyd Orr

. J. Epidemiol Community Health 2003; 57: 218–25.

3. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). Глобальная стратегия по питанию, физической активности и здоровью

. Женева: Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), 2014.

4. Департамент здравоохранения и старения. Здоровый вес 2008 Австралия

Будущее 2003.

5. Белл А.С., Суинберн Б.А. На какие основные группы продуктов питания следует направить план

для предотвращения ожирения и улучшения питания в школах? Eur J Clin Nutr

2004; 58: 258–63.

6. Харди Л., Михршахи С., Дрейтон Б. и др.Физическое состояние школ штата Новый Южный Уэльс

Исследование активности и питания (SPANS) 2015: Полный отчет [Интернет.

Сидней: Департамент здравоохранения штата Новый Южный Уэльс, 2017.

7. Финч М., Сазерленд Р., Харрисон М. и др. Столовая закупка

практик для детей 1-6 классов начальной школы и ассоциация с

Ses и весовым статусом. Aust N Z J Public Health 2006; 30: 247–51.

8. Натан Н., Вольфенден Л., Белл А.С. и др. Эффективность вмешательства стратегии с несколькими

в увеличении внедрения овощей

и фруктовых ломтиков в австралийских начальных школах: нерандомизированное контролируемое исследование

.BMC Public Health 2012; 12: 651.

9. Натан Н., Вольфенден Л., Батлер М. и др. Овощные и фруктовые перерывы

в начальных школах Австралии: распространенность, отношение, препятствия и стратегии реализации

. Health Education Res 2011; 26: 722–31.

10. Вольфенден Л., Натан Н., Уильямс С.М. и др. Рандомизированное контролируемое испытание

вмешательства, направленного на более широкое внедрение политики здоровых столовых

в начальных школах Австралии: протокол исследования.

Реализация Sci 2014; 9.

11. Driessen CE, Cameron AJ, Thornton LE, etal. Влияние изменений

среды школьного питания на пищевое поведение и / или тело

Вес у детей: систематический обзор. Obes Rev 2014; 15: 968–82.

12. Woods J, Bressan A, Langelaan C, etal. Австралийские школьные столовые:

Соблюдение правил меню или отказ от них? Укрепление здоровья J Austr

2014; 25: 110–5.

13. Торндайк А.Н., Риис Дж., Зонненберг Л.М. и др.Световые этикетки и архитектура выбора

: содействие выбору здоровой пищи. Am J Prev Med

2014; 46: 143–9.

14. Даян Э., Бар-Хиллель М. Подталкивание к благородству II: позиции меню влияют на

заказов на еду. Судья Децис Мак 2011; 6: 333–42.

15. Шварц МБ. Влияние словесной подсказки на потребление фруктов в школьном обеде

: экспериментальное исследование. Закон Int J Behav Nutr Phys 2007; 5: 4–6.

16. Брюг Дж., Кэмпбелл М., ван Ассема П. Применение и влияние компьютерного персонализированного обучения питанию

: обзор литературы

.Советы по обучению пациентов 1999; 36: 145–56.

17. Just D, Price J, варианты D. Варианты по умолчанию, стимулы и еда

вариантов: данные, полученные от детей начальной школы. Общественное здравоохранение

Nutr 2013; 16: 2281–8.

18. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Результаты исследования политики и практики школьного здравоохранения

, 2014 г. Атланта, Джорджия: США:

Департамент здравоохранения и социальных служб, 2015 г.

19. Юн С.Л., Натан Н.К., Вайс Р.Дж., etal.Оценка школьной среды питания

: исследование в австралийских столовых начальной школы.

Am J Prev Med 2015; 49: 215–22.

20. Вайс Р., Юн С.Л., Доддс П. и др. Онлайн-столовые: осведомленность, использование,

препятствий для использования и приемлемость потенциальных онлайн-стратегий

для улучшения общественного питания в начальных школах. Пропаганда здоровья J

Austr 2017; 28: 67–71.

21. Делани Т., Вольфенден Л., Юн С.Л., etal.Кластерное рандомизированное контролируемое испытание

вмешательства в поведение потребителей для улучшения

здоровой пищи Покупки в онлайн-столовых. Азиатско-Тихоокеанский журнал

Clinical Oncology 2018; 14: 13–14.

22. Norman GJ, Zabinski MF, Adams MA, etal. Обзор мероприятий электронного здравоохранения

для изменения физической активности и диетического поведения. Am J

Prev Med 2007; 33: 336–45.

23. Fast Company & Inc. Скрытая психология онлайн-заказа еды

2016.

24. Департамент здравоохранения и старения. Национальные школьные столовые по здоровью

Evaluation Toolkit [Интернет], 2018. Доступно: http: // www. здоровье. губ.

а.е. / интернет / главная / издательство. nsf / content / 5FFB 6A30 ECEE 9321 CA25

7BF0 001DAB17 / $ File / Evaluation% 20Toolkit. pdf

25. Delaney T., Wyse R, Yoong SL, etal. Кластерное рандомизированное контролируемое исследование

, посвященное вмешательству в поведении потребителей для улучшения здоровья.

Покупки продуктов питания в онлайн-столовых: протокол исследования.BMJ Open

2017; 7: e014569.

26. Delaney T., Wyse R, Yoong SL, etal. Кластерное рандомизированное контролируемое испытание

, посвященное вмешательству в поведение потребителей с целью улучшения

покупок здоровой пищи в онлайн-столовых. Am J Clin Nutr

2017; 106: ajcn158329–20.

27. Flexischools. Flexischools [Интернет], 2013. Доступно: https: // www.

exischools. com. au /

28. Хиллз А., Натан Н., Робинсон К. и др. Улучшение соблюдения в начальной школе

стратегии здоровой школьной столовой штата Новый Южный Уэльс в 2007 году и

в 2010 году.Защита здоровья, журнал J Austr, 2015; 26: 89–92.

29. Hollands GJ, Shemilt I, Marteau TM, etal. Изменение микро-среды

для изменения поведения населения в отношении здоровья: к базе фактических данных

для вмешательств с архитектурой выбора. BMC Public

Здравоохранение 2013; 13: 1218.

30. Суинберн Б., Эггер Г., Раза Ф. Диссекция среды, вызывающей ожирение:

разработка и применение основы для определения

и определения приоритетности экологических вмешательств при ожирении.Prev Med

1999; 29: 563–70.

31. Wyse R, Delaney T, Nathan N. eLunch? Будут ли родители использовать онлайн-столовые

для покупки обеда для ребенка? Плакат представлен по адресу:

Ежегодное научное собрание Австралийско-Новозеландского общества ожирения, 2015 г.

Встреча, 2015 г.

32. Wellard L, Chapman K, Wolfenden L, etal. Кто отвечает за

за выбор детского фаст-фуда и какое влияние это

оказывает на энергетическую ценность выбранных блюд? Питание и диетология

2014; 71: 172–7.

33. Гланц К., Бадер МДМ, Айер С. Маркетинг продуктовых магазинов розничной торговли

стратегии и ожирение: комплексный обзор. Am J Prev Med

2012; 42: 503–12.

34. Департамент образования Нового Южного Уэльса. Здоровые школьные столовые: сводка

доказательств для пересмотренной стратегии [Интернет], 2016 г. Доступно:

https: // heal thys choo lcan teens. nsw. губ. au / about the- strategy / the-

revised- strategy [Доступно 21 мая 2018 г.].

35.Министерство здравоохранения Нового Южного Уэльса. Стратегия здоровой школьной столовой штата Новый Южный Уэльс:

критериев еды и питья. 3-е изд. Сидней, Новый Южный Уэльс: Министерство здравоохранения штата Новый Южный Уэльс,

Health, 2018.

36. French SA, Jeffery RW, Story M, etal. Ценообразование и рекламные эффекты

на покупку обезжиренных закусок в торговых автоматах: исследование чипсов. Am J Public

Health 2001; 91: 112-7.

37. Биллич Н., Аддерли М., Форд Л. и др. Относительная цена на здоровые и на

менее здоровые продукты, доступные в австралийских школьных столовых.Здоровье

Promot Int 2018; 104.

38. Тандон П.С., Райт Дж., Чжоу С. и др. Маркировка меню питания может привести к тому, что дети будут выбирать более низкокалорийные блюда в ресторане. Педиатрия

2010; 125: 244–8.

39. Доддс П., Вольфенден Л., Чепмен К. и др. Влияние маркировки энергии

и светофора на выбор фаст-фуда для родителей и детей: рандомизированное контролируемое исследование

. Аппетит 2014; 73: 23–30.

40. Даунс Дж. С., Лёвенштейн Дж., Уисдом Дж.Стратегии продвижения

вариантов более здоровой пищи. Am Econ Rev 2009; 99: 159–64.

41. Делани К., Мартин-Биггерс Дж. Т., Повис-Аллеман Г. и др. Nudges: fun,

мотивационных сообщений для поддержки и успокоения родителей в рандомизированном контролируемом исследовании

HomeStyles. Faseb J 2016; 30: 896–15.

42. Пикерас-Фисман Б., Спенс С. Сенсорные ожидания, основанные на

на внешних пищевых сигналах: междисциплинарный обзор эмпирических данных

и теоретических расчетов.Food Qual Prefer

2015; 40: 165–79.

43. Tait AR, Voepel-Lewis T., Brennan-Martinez C, etal. Использование анимированного

компьютерного текста и графики для изображения рисков и

преимуществ лечения. Am J Med 2012; 125: 1103–10.

Австралия. Защищено авторским правом. 19 мая 2020 г. в Медицинской библиотеке Флиндерс Университета Юга http://bmjopen.bmj.com/BMJ Открыто: впервые опубликовано как 10.1136 / bmjopen-2019-030538 5 сентября 2019 г. Загружено с

DFD для системы заказа еды

Система заказа еды на самом деле представляет собой тип программного обеспечения, которое позволяет менеджеру ресторана управлять и принимать размещенные заказы через Интернет или в ресторане.Давайте разберемся в работе системы заказа еды с помощью DFD (диаграммы потока данных). DFD для системы заказа еды показан ниже.

Здесь показаны различные уровни DFD для системы заказа еды, такие как DFD уровня 0, DFD уровня 1, DFD уровня 2 и DFD уровня 3.

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Ознакомьтесь со всеми важными концепциями теории CS для собеседований SDE с помощью курса CS Theory Course по приемлемой для студентов цене и будьте готовы к отрасли.

  1. Уровень 0 DFD —
    На этом уровне отображаются вход и выход системы.Система разработана и внедрена во всем мире с вводом и выводом на этом уровне.

    Система заказа еды имеет следующий ввод:

    • Продовольственный заказ вводится как заказ клиента на еду.

    Система заказа еды имеет следующий вывод:

    • Поступление заказа.
    • Для дальнейшей обработки заказа заказ еды передается на кухню.
    • Менеджер ресторана получает отчет от Bill and Management.
  2. Уровень 1 DFD —
    За обработку заказа отвечает процесс 1.0. Что касается продуктов питания, то хозяйственная деятельность представлена ​​процессами 2.0, 3.0 и 4.0. Подробная информация о ежедневно проданных товарах должна быть доступна для создания и управления отчетами, а список товаров, которые доступны «на складе», должен храниться путем ведения данных инвентаризации (описывает записи наборов данных, такие как их имя, их содержание, источник, много полезной информации и т. д.) в то же время.

    Следовательно, на этом уровне DFD используются два хранилища данных, указанные ниже:

    • База данных проданных товаров
    • База данных инвентаризации

    В конце концов, с использованием количества проданных за день товаров и ежедневного истощения запасов , легко подготовить отчет управления. Далее менеджер ресторана получает этот отчет управления.



  3. Уровень 2 DFD —
    Подробная информация о «Обработке заказа» представлена ​​ниже:

  4. Уровень 3 DFD —
    Более подробная информация о деятельности «Создание отчета об управлении» приведена дается на этом уровне DFD.Доступ к данным о проданных товарах и данных инвентаря должен быть доступен для формирования отчета руководства. Затем необходимо агрегировать как данные о твердых предметах, так и данные инвентаризации, после чего менеджер ресторана должен получить отчет руководства, подготовленный на основе вышеуказанных расчетов.

    Вышеуказанные данные показаны ниже:

Frontiers | Влияние обработанных пищевых продуктов (столовых и масляных отходов) на развитие личинок черной солдатской мухи (Hermetia illucens) и функции их кишечного микробиома

Введение

В условиях более динамично развивающегося общества в промышленно развитых странах количество пищевых отходов в этих странах равно общему чистому производству продуктов питания в странах Африки к югу от Сахары (FAO, 2011).Кроме того, недавнее исследование Verma et al. (2020) указывает на то, что количество пищевых отходов в мире может быть даже в два раза выше, чем предыдущие статистические данные, опубликованные Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций ФАО (2011). В отличие от потерь продуктов питания, которые происходят на ранних этапах цепочки поставок продуктов питания из-за снижения качества и неправильного обращения, объем пищевых отходов определяется ценностями, поведением и отношением потребителей (Principato, 2018). Этот образ мышления также отражается в пищевых отходах, накапливаемых в местах общественного питания, таких как столовые, кафетерии и буфеты.Столовые представляют собой важный источник пищевых отходов в центрах продуктивности человека, и в прошлом были определены многие параметры, влияющие на объем остатков: отсутствие гибкости в адаптации к предпочтениям потребителей, чрезмерные размеры порций, неудобные параметры потребления и временные ограничения для обеденные перерывы могут быть причиной отказа от еды (Boschini et al., 2020).

Как универсальный вид, черная муха-солдатик (BSF; Hermetia illucens , Diptera: Stratiomyidae) часто используется в качестве разлагателя органических отходов, в том числе кухонных (Nguyen et al., 2015) и навоз (Sheppard et al., 1994) с выделениями человека (Banks et al., 2014). Применение личинок BSF (BSFL) может варьироваться от небольших лабораторных популяций (Nakamura et al., 2016) и домашних систем выращивания (Klammsteiner et al., 2020c) до крупномасштабных промышленных операций по выращиванию (Wynants et al., 2018). ). Пищевые отходы неоднородны по своему составу. Повышенное содержание соли (NaCl) в пище часто обсуждается из-за его неблагоприятного воздействия на здоровье человека (например, высокое кровяное давление) и может составлять до 1.2% в горячих обедах и бутербродах, раздачаемых в столовых (Rasmussen et al., 2010). Cho et al. (2020) пришли к выводу, что BSFL подходят для обработки пищевых отходов с еще более высокими концентрациями соли, поскольку значительное ингибирование прироста биомассы и окукливания наблюдалось только при концентрациях> 3%.

Микробиом кишечника личинок считается важным для эффективного преобразования пищи BSFL. В целом, результаты исследований микробиома на BSFL может быть сложно сравнить из-за различий в биотических и абиотических факторах во время проведения экспериментов (De Smet et al., 2018; Bosch et al., 2020). Недавние исследования показывают, что, хотя микробиом кишечника личинок не остается незатронутым при воздействии различных биогенных отходов, разнообразное ядро ​​сообщества бактерий может способствовать перевариванию этих субстратов (Wynants et al., 2018; Zhan et al., 2019; Klammsteiner et al., 2020b). Хотя было показано, что микробиом кишечника BSFL приспосабливается к изменению диеты, совпадение между проживающими в кишечнике сообществами и сообществами, обнаруженными в соответствующих диетах, часто невелико (Wynants et al., 2018). Мало что известно о микробном метаболизме, происходящем в кишечнике личинок, поскольку прошлые исследования в основном были сосредоточены на выяснении филогенетической динамики в отношении рациона личинок. Детальных исследований метаболических процессов, происходящих у личинок, и попыток их использования в биотехнологических целях мало (Lee et al., 2018; Song et al., 2018; Zhan et al., 2019). Инструменты для вменения метагеномов в данные ампликонов на основе гена 16S рРНК, такие как PICRUSt (Langille et al., 2013) или Tax4Fun (Aßhauer et al., 2015) были использованы для понимания функциональных генов. Справочные базы данных, изначально разработанные для контекста микробиома человека, постоянно расширяются и для других животных и окружающей среды (Breitwieser et al., 2017; Kostanjšek et al., 2019). Чтобы соответствовать широко распространенному использованию секвенирования ампликонов, обе платформы недавно были обновлены до последующих версий (Douglas et al., 2020; Wemheuer et al., 2020). Методы вменения также стали ценным инструментом для понимания метаболических процессов у насекомых (Chen et al., 2016) и оценить влияние рационов на основе насекомых на домашний скот, например домашнюю птицу (Borrelli et al., 2017). Кроме того, они могут обеспечить эффективный подход к скринингу прокариотических сообществ на предмет новых биоактивных соединений и найти новые способы разложения ксенобиотиков, как это недавно было исследовано на морских губках (Steinert et al., 2019).

В этом исследовании мы определили влияние двух основных фракций органических отходов, образующихся в столовых (пищевые отходы из остатков и масляные отходы из маслоотделителей), на рост BSFL, бактериальную кишечную биоту и ее функциональный состав.Личиночный рацион был изменен в экспериментах с кормового рациона цыпленка (CFD) либо на корм (FWD), либо на рацион из жировых отходов (OWD) через 6 дней после вылупления личинок. Кишки извлекали в нескольких временных точках, чтобы определить изменения в составе и функции микробного сообщества во время их развития. Наконец, были задокументированы рост личинок, деградация отходов и время развития, и на основе этих данных были выведены значимые индексы процесса. Мы предположили, что из-за своей высокой питательной ценности пищевые отходы столовых представляют собой удобный субстрат для выращивания BSFL, но предположили, что они будут вызывать изменения в составе микробиома кишечника из-за различий в структуре питательных веществ.Более того, мы считали, что вызванные диетой изменения микробиоты кишечника личинок могут предоставить возможность идентифицировать специфические для диеты микробные биомаркеры.

Материалы и методы

Источник личинок черной солдатской мухи и содержание колонии

Шестидневные личинки были получены из лабораторной колонии BSF на кафедре микробиологии (Университет Инсбрука, Австрия). Адекватные и стабильные условия окружающей среды: 27 ° C, относительная влажность 60% и фотопериод свет: темнота 16: 8 ч с использованием светодиодных панелей, как описано в Heussler et al.(2018) были созданы в климатической камере Fitotron SGC 120 (Weiss Technik, Великобритания). Личинок, куколок и взрослых особей содержали в отдельных контейнерах, а плотность особей контролировали вручную. Для поддержания колонии использовали ad libitum молотого корма для курицы (CFD; Grünes LegeKorn Premium, Unser Lagerhaus, Австрия), смешанного с водой (40:60 вес / объем).

Подготовка к эксперименту и диеты

Через шесть дней после вылупления по 200 подсчитанных вручную личинок переносили в четыре дублирующих ящика для каждого рациона, что в сумме составляло 2400 личинок, равномерно распределенных по двенадцати отдельным ящикам с плотностью 1.2 личинки см –2 . BSFL содержали в тех же условиях, которые описаны для общего содержания колонии. Стерилизованный и высушенный сосновый перегной (20 г) добавляли в каждый ящик в качестве подстилки для регулирования влажности. Диеты были определены как OWD, FWD и CFD, аналогично содержанию колоний в качестве контрольной диеты. OWD и FWD были получены из местной столовой за один день (DMS: 47 ° 15′50,9 ″ северной широты, 11 ° 20′37,4 ″ восточной долготы). Для OWD верхние слои из содержимого сборного контейнера маслоотделителя были собраны и вручную гомогенизированы.Свежие отходы столовой для FWD измельчали ​​с помощью электрического блендера Vitamix TNC ® (Vitamix, Olmsted Falls, Огайо, США), тем самым уменьшая размер остатков пищи и гомогенизируя их компоненты. Рационы хранили при -20 ° C до начала эксперимента. Кормление происходило каждый второй день в течение максимум 18 дней (d 0–18 ), что приводило к максимум десяти кормлениям на один рацион. Через 20 дней (d 20 ) эксперимент был прекращен. Количество субстрата для введения на личинку в день рассчитывали с использованием содержания органических веществ в 100 мг CFD личинки –1 в качестве эталона.Таким образом, были добавлены OWD и FWD в количестве 70 и 170 мг личинки –1 день –1 , соответственно. Содержание воды и органических веществ определяли гравиметрически путем измерения потери массы после сушки образцов в сушильном шкафу (UF110, Memmert, Schwabach, Германия) при 105 ° C в течение 24 часов и последующего сжигания в муфельной печи (CWF 1000, Carbolite, Германия). Нойхаузен, Германия) при 550 ° C в течение 5 ч. Содержание воды в субстрате было адаптировано к наиболее влажному субстрату (FWD) путем добавления 70 и 100 мг воды к CFD и OWD, соответственно.Таким образом, все три диеты содержали одинаковое количество воды и органических веществ.

Сбор, подготовка и обработка проб

Отбор проб выполнялся по схеме, показанной на Рисунке 1, и образцы хранили при -20 ° C, если не подвергались немедленной обработке. Климатическая комната, работающая при 4 ° C, использовалась для медленного оттаивания замороженных образцов. Один образец личинок состоял из десяти случайно отобранных личинок, пять из которых были использованы для определения сухого вещества (DM) и летучих твердых веществ (VS), а еще пять были подвергнуты экстракции из кишечника.Свежие субстраты и остатки субстратов были физико-химически охарактеризованы до и после эксперимента, соответственно. Для подготовки образцов для количественного определения окисляемых органических веществ [химическая потребность в кислороде (ХПК)], аммония, общего белка и редуцирующих сахаров 10 г образца смешивали с 25 мл diH 2 O путем кратковременного встряхивания. После инкубации при комнатной температуре в течение 30 минут смеси центрифугировали при 12000 × g в течение 30 минут и затем фильтровали (MN 615 1/4 150 мм, Macherey-Nagel, Düren, Германия).Фильтрат использовали для дальнейших анализов.

Рис. 1. Схема эксперимента по кормлению личинок черной солдатской мухи ( Hermetia illucens ), отображающая отбор проб и события кормления после введения двух новых диет (OWD, диета с масляными отходами; FWD, диета с пищевыми отходами). 6-дневные личинки были получены из лабораторной популяции, содержавшейся на кормовой диете для цыплят (CFD), при этом контрольная группа продолжала придерживаться той же диеты, что и до начала эксперимента. Точки времени d 0–20 считают дни эксперимента, начиная с 6 дней после вылупления личинок.Кормление проводилось через день в течение максимум 18 дней.

Физико-химические анализы

Общее количество твердых веществ, отношение C / N, летучие твердые вещества и жирные кислоты

Общее содержание твердых веществ определяли гравиметрически после сушки образцов при 105 ° C в течение 24 часов. Разницу в свежей и сухой массе определяли по содержанию воды. Летучие твердые частицы были выведены из разницы в весе до и после сжигания сухих образцов в муфельной печи при 550 ° C в течение 5 часов. Образцы, высушенные при 105 ° C в течение 24 часов, были тонко измельчены с помощью пестика и ступки для количественного определения содержания C / N с использованием элементного анализатора (TruSpec CHN Elemental Determinator, Leco, St.Джозеф, штат Мичиган, США), следуя протоколу производителя. Для определения летучих жирных кислот 1 г на образец смешивали с 1 мл стерильной воды и центрифугировали в течение 15 мин при 15000 × g . Флаконы для высокоэффективной жидкостной хроматографии заполняли жидким супернатантом и использовали для анализа, следуя указаниям Wagner et al. (2017).

Химическая потребность в кислороде, аммоний, общее содержание белка и pH

После фильтрации (раздел «Сбор, подготовка и обработка образцов») образцы разбавляли diH 2 O в соответствии с протоколом, прилагаемым к наборам для быстрого тестирования Nanocolor COD 1500 и Nanocolor Ammonium 50 (Macherey-Nagel, Düren, Германия). , соответственно, и переносили в кюветы.Кюветы инкубировали при 160 ° C в течение 30 минут (Nanocolor Vario HC, Macherey-Nagel, Düren, Германия) и измеряли фотометрически (Nanocolor UV / VIS, Macherey-Nagel, Düren, Германия). Для определения общего содержания белка в фильтратах образцов использовался анализ белка Лоури, разработанный в соответствии с Ноблом и Бейли (2009). Для измерения pH 10 г субстрата смешивали с 25 мл diH 2 O и кратковременно встряхивали. После 60 мин инкубации при комнатной температуре pH определяли с помощью pH-метра 774 (Metrohm, Herisau, Switzerland).

Статистический анализ развития личинок и физико-химические измерения

Скорость роста, индекс потребления и приблизительная усвояемость были рассчитаны на основе Waldbauer (1968). Уменьшение количества субстрата и индекс уменьшения количества отходов определяли, как описано Jucker et al. (2020), а эффективность преобразования проглоченной и переваренной пищи рассчитывалась как у Медрано и Галла (1976). Применяемые формулы перечислены в таблице 1. Статистический анализ проводился в R (R Core Team, 2018).Обработка результатов анализа главных компонентов и иерархическая кластеризация проводились с использованием пакета factoextra (Kassambara, Mundt, 2020). Все рисунки были созданы с помощью ggplot2 (Wickham, 2016).

Таблица 1. Параметры роста и деградации личинок на основе данных, собранных во время испытаний кормления ( n = 4).

Заготовка кишок личинки

После оттаивания поверхность личинок стерилизовали путем кратковременной промывки их в чашке Петри, содержащей 70% EtOH.После испарения EtOH стерильным скальпелем от передней части личинок отрезали несколько миллиметров и вытаскивали кишку из этого разреза. В каждой временной точке × диете 0,05 г кишок были взяты из пяти личинок и перенесены в пробирку с шариками с помощью стерильного пинцета (Klammsteiner et al., 2020b).

Экстракция ДНК и секвенирование ампликона гена 16S рРНК

Для экстракции ДНК из свежих субстратов 10 г материала образца смешивали с 25 мл деионизированной воды. После встряхивания и последующей инкубации в течение 30 минут при комнатной температуре образцы встряхивали в течение 30 минут при 120 об / мин (шейкер для инкубатора с контролируемой средой, New Brunswick Scientific, США) перед их фильтрованием через складчатые фильтры (MN 615 1/4 150 мм, Машери-Нагель, Дюрен, Германия).ДНК фильтрата субстрата и кишечника экстрагировали в соответствии с руководством к используемому набору (NucleoSpin Soil, Macherey-Nagel, Düren, Германия). Качество и количество экстрактов оценивали с помощью электрофореза в агарозном геле и спектрофотометрии (NanoDrop 2000c, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, США) соответственно. Биологические копии образцов кишечника из трех разных ящиков для каждой обработки были собраны и подготовлены в каждый момент времени отбора образцов. Секвенирование ампликона, включающее двухэтапную подготовку библиотеки ПЦР с использованием набора Nextera Index Kit, очистку, объединение и демультиплексирование было выполнено Microsynth (Balgach, Швейцария) на Illumina MiSeq в соответствии с подходом с парными концами 2 × 250 п.н.Универсальный набор праймеров для бактерий и архей 515f / 806r (GTGCCAGCMGCCGCGGTAA / GGACTACHVGGGTWTCT AAT) был использован для амплификации области V4 гена 16S рРНК (Caporaso et al., 2011). Предоставленные чтения были вырезаны из адаптеров и праймеров поставщиком секвенирования.

Анализ данных секвенирования

Обрезанные необработанные последовательности анализировали с помощью mothur v.1.44.1 (Schloss et al., 2009). При первоначальном скрининге были удалены неоднозначные основания, гомополимеры длиной более восьми и последовательности> 275 оснований.База данных SILVA v.138 (Quast et al., 2013) использовалась в качестве справочника для этапов выравнивания и классификации. Потенциально химерные последовательности были идентифицированы и впоследствии удалены с использованием алгоритма vsearch. Последовательности, относящиеся к хлоропластным, митохондриальным, архейным, эукариотическим и неизвестным клонам, были отфильтрованы из данных. Последующий анализ проводился с использованием двух сравнительных подходов: (I) биннинг при 97% сходстве последовательностей и (II) идентификация уникальных вариантов последовательности ампликона (ASV).Для нормализации данных образцы из обоих подходов были разделены на (а) наименьший размер выборки, (б) 15 000 последовательностей и (в) 80 000 последовательностей. Матрицы расстояний, основанные на различии Брея-Кертиса, были рассчитаны из шести таблиц численности, и было проведено попарное сравнение матриц с помощью теста Мантеля (корреляция Пирсона, 1000 перестановок) для обеспечения стабильности последующих анализов (дополнительный рисунок 1). Усилия по отбору проб оценивались на основе кривых разрежения (дополнительный рисунок 2).Попарное сравнение α-разнообразия (индекс Шеннона; H ‘) в образцах, сгруппированных по диете и времени, проводилось с использованием дисперсионного анализа (ANOVA), попарного t -теста (включая поправку Бонферрони) и достоверно значимой разницы Тьюки (HSD). тест (дополнительная таблица 3). Для проверки однородности дисперсий применялся тест Бартлетта. Неметрическое многомерное масштабирование (NMDS), основанное на несходстве Брея-Кертиса, использовалось в качестве меры β-разнообразия на отфильтрованных данных микробиома кишечника (минимальная распространенность четыре в по крайней мере 10% образцов для удаления чрезмерно редких OTU).Общее влияние переменных диеты и времени на микробные сообщества было рассчитано ПЕРМАНОВОЙ (несходство Брея-Кертиса, 1000 перестановок). Все статистические тесты проводились с использованием веганской версии 2.5.6 (Oksanen et al., 2018). Ровность Пиелу (J) рассчитывалась как H ’/ log (количество видов). Конгруэнтные OTU из размера эффекта линейного дискриминантного анализа (LDA) (Segata et al., 2011), реализованные в mothur и многоуровневом анализе паттернов как часть пакета R indicspecies (De Cáceres and Legendre, 2009), рассматривались как виды-индикаторы.

Импутация бактериальных метаболических путей проводилась с использованием версии 1.1.5 пакета Tax4Fun2 R и базы данных KEGG (Kanehisa and Goto, 2000) в соответствии со стандартным СОП (Wemheuer et al., 2020). Контрольные последовательности были предварительно кластеризованы на 100% идентичность. Все рисунки были созданы в R с использованием пакета ggplot2 (Wickham, 2016).

Результаты

Созревание личинок и динамика деградации отходов

Эксперимент по кормлению наблюдали в течение максимального периода времени в 20 дней (d 20 ) для FWD как наиболее плодовитой диеты, в результате чего в конце эксперимента были получены 26-дневные личинки (рис. 1).Диетическое лечение прекращали, когда все личинки окукливались или погибали (CFD на день 18 , OWD на день 12 ). Личинки на CFD и FWD продемонстрировали одинаковый прогресс роста, при этом личинки, которым предлагали FWD, достигли немного более высокой биомассы на протяжении всего эксперимента (рис. 2A). Однако свежий вес в последнем образце был на 5% ниже в FWD, а пики биомассы были достигнуты за 2–6 дней до перехода к стадии куколки в CFD и FWD, соответственно. После достижения пика биомассы при 206 ± 9 мг личинки –1 на день 14 и продолжения их развития в сторону куколок, биомасса личинок, получавших FWD, значительно снизилась на 20 ± 3% до 20 ( p < 0.05, ANOVA; снижение CFD на 7 ± 5%). Сушка и последующее сжигание личинок дополнительно выявили аналогичные сухие вещества (35–37%, из которых 32–36% составляли летучие твердые вещества) и содержание воды (63–65%) по отношению к сырому весу (таблица 2). Однако BSFL, получавший OWD, сильно подавлялся в их росте и дополнительно ограничивался смертностью 96 ± 2%, что в конечном итоге привело к прекращению этого диетического лечения на 12 день. Летальный эффект стал очевиден после 5 d, и количество выживших личинок экспоненциально уменьшилось до 12 d.Ни одна личинка, подвергшаяся воздействию OWD, не перешла в стадию куколки. Конечная биомасса на личинку, выращенную на этой диете, составила 21,5 ± 1,1 мг и, таким образом, была на 87% ниже веса личинок, выращенных на CFD и FWD.

Рис. 2. Производительность личинок, куколок черной солдатской мухи и их трех рационов. (A) Пунктирные линии показывают влияние диеты на увеличение свежей массы личинок ( n = 4). Красной линией отмечена выживаемость личинок на OWD. (B) Столбцы показывают свежий вес куколок в зависимости от времени их сбора.Линии показывают долю личинок, которые перешли в стадию куколки в каждый момент времени отбора проб. Личинки, которых кормили OWD, не достигли стадии куколки и не показаны на графике ( n = 4). (C) Анализ основных компонентов на основе физико-химических свойств свежих субстратов (-S) и остатков субстратов (-R). Три кластера переменных, представленные стрелками, были определены с помощью кластеризации k-средних и отличаются разными оттенками серого (свежий: n = 3; остатки: n = 4). (D) Иерархическая кластеризация реплик образца. Серый фон представляет собой кластеры выборки, определенные методом статистики пробелов. CFD, кормовая диета для кур; FWD, диета с пищевыми отходами; OWD, диета из нефтяных отходов; HUM = сосновый перегной; Prot, белки; Nобщ ​​- азот общий; Cобщ, общий углерод; VS, летучие твердые вещества; ХПК — химическая потребность в кислороде; (i-) валер, (i-) валерат; (i-) бутырь, и-бутират; Форма, формат; Лакт, лактат; Ацет, ацетат. *** р <0,001.

Таблица 2. Конечная характеристика биомассы личинок и куколок ( n = 4).

При среднем времени развития 22 ± 3 дня, BSFL, выращенный на FWD, развивался немного медленнее и с большей изменчивостью, чем личинки в контрольной группе (21 ± 2 дня). На CFD и FWD первые куколки появились в d 12 со значительно более высокой начальной биомассой на куколку ( p <0,001) на FWD (Рисунок 2B). В то время как куколки от FWD демонстрировали постоянный свежий вес 169 ± 2 мг куколки –1 независимо от события отбора проб, куколки, выращенные на CFD, постепенно увеличивались с 116 ± 14 мг куколки –1 на день 12 до 152 ± 2 мг. pupa –1 в последнем событии эксперимента по отбору проб на d 18 .В FWD последние куколки были собраны на d 20 и показали наибольшие вариации по весу. Окукливание в CFD достигло своего пика на 16 день, когда биомасса была самой высокой (154 ± 5 ​​мг куколки –1 ), в результате чего около 40% личинок переходили в стадию куколки в этот момент времени.

И в CFD, и в FWD личинки показали сравнимые темпы роста (Таблица 1) с прибл. Прирост биомассы 8,5 мг в сутки. Хотя показатели сокращения субстрата, потребления и сокращения отходов, а также приблизительная перевариваемость были значительно выше при FWD, эффективность личинок по преобразованию проглоченной и переваренной пищи была более чем в два и четыре раза выше в контрольной диете CFD, соответственно.Личинки, выращенные на OWD, показали незначительное снижение содержания субстрата. Индексы потребления и сокращения отходов указали на незначительную деградацию скармливаемого рациона.

Физико-химические характеристики субстратов

Анализ основных компонентов проводился на основе физико-химических данных для свежих субстратов до обработки, используемых в качестве корма (CFD-S, FWD-S, OWD-S), и в остатках субстратов после обработки (CFD-R, FWD-R, OWD-R ). Два основных компонента на рисунке 2C объясняют комбинированную дисперсию 62.7% в данных. 15 наиболее влиятельных параметров, представленных стрелками, были объединены в три группы с помощью кластеризации k-средних, чтобы прояснить координацию выборок. Повышенное содержание NH 4 (в 20 и 30 раз для CFD-R и FWD-R, соответственно) и белка (в 10 раз для всех остатков) в значительной степени способствовало различению субстратов до и после обработки (дополнительная таблица 1) . Различия между свежими и остаточными образцами из OWD были менее очевидны из-за схожих физико-химических характеристик с высоким содержанием жира, от C до , и содержанием летучих твердых веществ, поэтому обе группы имеют одинаковую координацию.Свежий контрольный рацион CFD-S отличается от других диет повышенным содержанием лактата и формиата, а также более высокой химической потребностью в кислороде (ХПК). После обработки с помощью BSFL остатки контрольного рациона (CFD-R) отклонялись от своих исходных свойств и имели большее сходство с FWD-R, будучи лучше представлены более высоким pH и общим содержанием N . В то время как FWD-S характеризовался сравнительно скудным профилем VFA (дополнительная таблица 2) и более слабым соответствием по основным компонентам, остатки этого рациона (FWD-R) характеризовались высоким содержанием белка, NH 4 , (i-) валерата. , и (i-) концентрации бутирата.ЛЖК вместе с соединениями азота (белок, NH 4 , N всего ) оказали наибольшее влияние на разброс данных. Стерилизованный и высушенный сосновый перегной (HUM), используемый в качестве нейтральной среды для регулирования влажности во время эксперимента по кормлению, содержал незначительные концентрации ЛЖК, жиров и соединений азота. Отношения между группами субстратов до и после обработки были дополнительно определены иерархической кластеризацией (рисунок 2D). Анализ гэп-статистики (отсечка при k = 0.61) определили оптимальное количество из шести кластеров (из семи групп образцов), представленных серыми прямоугольниками, лежащими в основе дендрограммы, суммируя группы свежих и остаточных образцов OWD в одной группе.

Анализ микробиоты субстрата

После прохождения этапов контроля качества и фильтрации, всего 7,01 × 10 5 считываний из девяти свежих образцов субстрата (три биологических повтора на субстрат) были использованы для последующего анализа. ANOVA и PERMANOVA микробных сообществ, полученных из свежих субстратов, показали существенные различия между субстратами ( p <0.001) на уровне α-разнообразия (обозначено как H ’; фиг. 3A) и в общем составе сообщества, представленном β-разнообразием ( p <0,05), соответственно. Значимые попарные различия ( p <0,001) были дополнительно подтверждены с помощью парного t -теста и теста Tukey HSD post hoc (дополнительная таблица 3). Было обнаружено, что Firmicutes являются наиболее доминирующими типами как в FWD, так и в OWD с относительной численностью 92% и 57%. В CFD преобладали протеобактерии (44%), и в целом содержалось более низкое содержание Firmicutes (23%).Бактероидоты были наиболее распространены в группе OWD (38%), но менее распространены в группе FWD и CFD (28% и 14% соответственно).

Рис. 3. Характеристики бактериального сообщества в корме для кур (CFD), пищевых отходах (FWD) и масляных отходах (OWD), вводимых в качестве рациона в экспериментах по кормлению с личинками черной солдатской мухи ( n = 3). (A) Индекс разнообразия Шеннона, наблюдаемый в трех диетах. (B) Бактериальное сообщество в субстратах, представляющих таксоны с относительной численностью не менее 5%.

С долей 34,7 ± 3,5% редкие OTU с относительной численностью менее 1% внесли значительный вклад в сообщество в CFD по сравнению с 8,9 ± 0,4% в OWD и 5,2 ± 0,8% в FWD. H ’также указывает на неоднородное распределение численности среди нескольких OTU в FWD ( H ’ = 1,14 ± 0,14), описываемое низкой равномерностью ( J = 0,33 ± 0,03). CFD был определен более равномерным сообществом ( J = 0,79 ± 0,03), состоящим из множества менее распространенных OTU ( H ’= 4.15 ± 0,21). Для большей ясности на рис. 3В были включены только роды с численностью> 5%. На уровне рода в FWD в основном доминировали Leuconostoc (77%) из филума Firmicutes. В OWD ( H ’= 2,67 ± 0,02; J = 0,66 ± 0,02) Firmicutes были в основном представлены неклассифицированными Selenomonadaceae и разделяли их преобладание (31%) с аналогичным по численности Prevotella (36%).

Таксономическое исследование кишечной микробиоты

Секвенирование генетической области 16S рРНК V4 дало всего 3.50 × 10 6 считывается из 36 образцов кишечника BSFL (три биологических повтора за время × обработка) после прохождения этапов контроля качества и фильтрации. Тесты Mantel на матрицах расстояний, полученных с помощью различных подходов к кластеризации и подвыборке, описанных в разделе «Анализ данных секвенирования», не выявили существенных различий между сравниваемыми методами. Это подтвердило общую согласованность результатов независимо от метода кластеризации (97% сходство OTU или уникальные ASV) и размера подвыборки.Представленные результаты основаны на данных 97% -ного сходства с подвыборкой из 36 878 прочтений (наименьший размер выборки). Считывания были сгруппированы в 1583 OTU, представляющих 491 род в 39 типах. Наиболее многочисленными типами во всех кишечниках были Firmicutes (30%), Proteobacteria (26%), Bacteroidota (15%) и Actinobacteriota (7%). H ‘, а также J, наблюдаемые в исходной популяции 6-дневных личинок (INI; H ‘ = 1,89 ± 0,05, J = 0,37 ± 0,01), оставались стабильными на протяжении всей обработки CFD ( H ‘ = 1.65 ± 0,04, J = 0,35 ± 0,01), но значительно снизился в более поздних образцах, полученных после обработки FWD ( H ‘= 0,59 ± 0,18, J = 0,13 ± 0,04), p <0,05) (рис. 4А). Подобное снижение наблюдалось в более поздних образцах от личинок, получавших OWD ( H ’= 1,25 ± 0,07, J = 0,25 ± 0,02).

Рис. 4. Характеристики бактериального сообщества в кишечнике личинок черной солдатской мухи, выращенных на курином корме (CFD), пищевых отходах (FWD) и рационе с масляными отходами (OWD).Перед введением новых диет новорожденных личинок выращивали на CFD в течение 6 дней (INI). Данные для каждой временной точки представлены в виде сводки трех повторов ( n = 3). (A) Индекс разнообразия Шеннона, наблюдаемый в кишечнике BSFL. (B) Состав бактериального сообщества в кишечнике BSFL, представляющий таксоны с относительной численностью не менее 1%. (C) Виды-индикаторы, идентифицированные как линейным дискриминантным анализом величины эффекта, так и многоуровневым анализом паттернов с относительной численностью не менее 1%.

PERMANOVA, основанный на несходстве Брея-Кертиса данных микробиома кишечника, подтвердил наблюдаемые различия в микробиоме кишечника личинок ( p <0,001) между точками отбора проб и диетическим лечением. Попарное соединение PERMANOVA с образцами, обобщенными на уровне диеты, указывало на значительное отклонение состава от INI в микробиоме кишечника личинок, получавших FWD и OWD, но показало стабильность в контрольной группе CFD (рисунок 4B и дополнительная таблица 3). В то время как Dysgonomonas (38%) и Providencia (30%) первоначально были широко распространены в FWD, со временем они были вытеснены Morganella (с 1% в d 2 до 88% в d 20 ; Рисунок 4B).Сравнимое развитие наблюдалось у OWD, что способствовало увеличению сходства с личинками, получавшими FWD. Анализ NMDS данных микробиома кишечника личинок (стресс <0,2) дополнительно объяснил пространственные отношения между рационами и подчеркнул композиционное перекрытие, обнаруженное у личинок, получавших FWD и OWD (Рисунок 5A). Линейный дискриминантный анализ размера эффекта обнаружил, что 30 OTU объясняют различия между группами, в то время как 49 OTU были идентифицированы как сильно связанные с соответствующим диетическим лечением с помощью многоуровневого анализа паттернов.Конгруэнтный набор из 17 OTU, распознаваемых обоими методами, был определен как индикаторный вид и отнесен к 15 различным родам (роды с относительной численностью> 1% на Рисунке 4C). Было обнаружено, что представители отряда Lactobacillales характерны для кишечника всех обработок, но не могут быть отнесены к описанному роду. Morganella с высокой численностью внесла свой вклад в дифференциацию средних и поздних стадий личинок FWD и OWD из контрольной группы. Тем не менее, личинки, получавшие CFD, содержали специфические группы бактерий в разной степени обилие в зависимости от стадии их роста.Было обнаружено, что Chryseobacterium характерны для ранних стадий, в то время как Actinomyces и Micrococcales в основном обнаруживаются на средних и поздних стадиях. Более того, более поздние образцы распространились дальше от исходного сообщества (INI), которое состояло преимущественно из Enterobacteriaceae (36%), Lactobacillales (29%) и Dysgonomonas (21%). Несмотря на сходство времени развития и скорости роста личинок, личинки, получавшие CFD и FWD, демонстрировали разную динамику наиболее распространенных таксонов в кишечнике.Стойкие роды с относительной численностью> 1% и присутствующие по крайней мере в трех случаях отбора проб показаны на рисунках 5B, C для личинок, питающихся CFD и FWD, соответственно.

Рис. 5. Композиционные отношения и динамика в кишках мух черных солдатиков ( n = 3). (A) Неметрическое многомерное масштабирование данных микробиома кишечника личинок на основе несходства Брея-Кертиса с эллипсами, представляющими 95% доверительный интервал. Данные были отфильтрованы так, чтобы они содержали OTU с преобладанием четырех по крайней мере в 10% выборок.INI — начальная популяция 6-дневных личинок; CFD, кормовая диета для кур; FWD, диета с пищевыми отходами; OWD, диета из нефтяных отходов. Динамика таксонов с относительной численностью> 1%, присутствующих по крайней мере в трех случаях отбора проб у личинок черной солдатской мухи, выращенных на курином корме (B) и пищевых отходах (C) .

Импутация основных метаболических путей кишечной микробиоты

Подходы с использованием метагеномного вменения, представленные R-пакетами Tax4Fun2, были использованы для вывода метаболических путей из данных ампликона на основе гена 16S рРНК.В среднем 70 ± 18% полученных последовательностей можно отнести к справочной базе данных и использовать для предсказания путей. Анализ PERMANOVA показал значительные различия в метаболических профилях, зависящие от времени и диеты ( p <0,001) (дополнительная таблица 3). Попарное сравнение данных, сгруппированных на уровне диеты с помощью попарного PERMANOVA, показало, что как OWD, так и FWD отличаются от контрольной группы CFD, но только OWD отклоняются от метаболических путей, обнаруженных в сообществах личиночного кишечника INI.В отличие от отклоняющегося развития FWD от INI на филогенетическом уровне, эта разница не наблюдалась в метаболическом контексте. В целом, различие между видами лечения на уровне метаболических путей было гораздо более размытым, чем на таксономическом уровне (Рисунки 4B, 6).

Рисунок 6. Наиболее распространенные функциональные пути в кишечной микробиоте личинок черной солдатской мухи до введения диетических обработок (INI) и после введения пищевых отходов (FWD) и масляных отходов (OWD) ( n = 3).Контрольную группу дополнительно кормили куриным кормом (CFD). Пути были получены из анализа Tax4Fun2 и суммированы на уровне 2 иерархии BRITE на основе ортологии KEGG.

Обсуждение

Две основные фракции отходов столовой — FWD и OWD — сравнивались с обычно используемым CFD. Было определено влияние на рост, профили кишечного микробиома и отклонение от исходной 6-дневной популяции BSFL.

Пищевые отходы столовых как легко разлагаемый и способствующий росту субстрат для BSFL

Пищевые отходы столовых очень неоднородны и в основном состоят из основных продуктов (картофель, рис, макаронные изделия), овощей / фруктов и зерновых продуктов с меньшим количеством мясных и рыбных отходов (Silvennoinen et al., 2015). Наш FWD был получен из одной партии смешанных органических отходов, скопившихся за один день в местной столовой. Мы обнаружили, что личинки, которых кормили FWD, проходили очень похожий курс прироста биомассы и развития, что и контрольная группа, получавшая CFD (Рисунки 2A, B). Однако конечная биомасса личинок, получавших FWD, была на 5% ниже среднего значения, измеренного в контроле. Эти результаты согласуются с ранее опубликованными данными о личинках, выращенных на курином корме (в среднем 158 ± 20 мг личинки –1 ; Barragán-Fonseca et al., 2017). В то время как личинки, получавшие CFD, не испытывали значительного снижения биомассы после достижения своего пикового веса, личинки, получавшие FWD, приближающиеся к стадии (до) куколки, постоянно теряли массу. Это имеет решающее значение для расчета экономической эффективности и разработки процессов крупномасштабного применения BSFL (Salomone et al., 2017). Пик биомассы, значительно более высокий за несколько дней до перехода в стадию куколки, предполагает не использовать способность личинок к самоуборке в промышленных условиях. Вместо этого более эффективным вариантом может быть периодическая система с запланированными механическими или ручными циклами сбора урожая в течение пятого возраста до начала миграции.Хотя выбросы парниковых газов и общий экологический след обработки органических отходов с помощью BSFL уже были низкими по сравнению с традиционным компостированием (Mertenat et al., 2019), выбор времени для сбора личинок может повысить эффективность операционных ресурсов. Следствием этого будет повышение выхода биомассы и более стабильная частота циклов выращивания. Преимущества сбора урожая перед последним возрастом также стали очевидны, когда личинки использовались для производства биодизеля, поскольку они содержали более высокую фракцию липидов и меньше хитина (Wong et al., 2019).

В процессе деградации FWD сильно модифицировалась личиночной и микробной активностью. На это указывают высокие концентрации ЛЖК, таких как валерат и бутират, а также более высокое содержание NH 4 (рис. 2C). Накопление соединений азота представляет интерес для коммерческого использования пожнивных остатков в качестве почвенной добавки (Klammsteiner et al., 2020a). Остатки из бытовых органических отходов, обработанных BSFL, показали аналогичные отношения C к и N к с FWD-R, полученным в нашем исследовании, и были идентифицированы как эффективный источник азота для роста растений (Kawasaki et al., 2020). Более того, обычно высокое содержание хитина в остатках, продуцируемых насекомыми, может улучшить защиту от фитопатогенов, вызывая иммунные реакции растений (Sharp, 2013).

Когда пищевые отходы остаются необработанными, микробная порча, в которой преобладают молочнокислые бактерии, может привести к быстрому падению pH до прибл. 4.3 в течение 7 часов (Aichinger et al., 2015; Wu et al., 2018). Аналогично низкий начальный pH 4,5 наблюдался в пищевых отходах, скармливаемых личинкам в нашем исследовании (дополнительная таблица 1), до перехода к более нейтральному значению в остатках после обработки (рис. 2C).Это особенно важно с точки зрения гигиены, поскольку эти кислые условия могут подавлять бактериальные патогены (Wu et al., 2018). Кроме того, было показано, что BSFL проявляет антимикробную активность против множества потенциально патогенных для человека бактерий, выделяя антимикробные соединения в окружающую среду (Erickson et al., 2004; Liu et al., 2008; Choi et al., 2012).

Личинки, получавшие FWD, показали значительно улучшенное восстановление субстрата, лучшую приблизительную перевариваемость субстрата и более высокий индекс потребления по сравнению с CFD (Таблица 1).Однако предположительно более низкая доступность питательных веществ в этой диете требовала приема больших количеств для достижения такой же биомассы личинок, как это наблюдалось в CFD (Таблица 2). Это подчеркивается сравнительно низкой эффективностью личинок, которых кормили FWD, по преобразованию проглоченной и переваренной пищи в их собственную биомассу. Корм для кур, обычно используемый для поддержания лабораторных популяций BSF, был разработан как сбалансированный, богатый энергией рацион для кур-несушек, а оптимальные количества для выращивания BSFL были исследованы Diener et al.(2009). Однако общая выгода, создаваемая использованием субстратов, полученных из отходов, может компенсировать более низкий выход биомассы и более медленное развитие. До сих пор неизвестно, адаптируются ли личинки к определенной диете с течением времени и сколько поколений необходимо для установления метаболической стабильности. Было обнаружено, что индуцированное питанием эпигенетическое наследование от предыдущих поколений влияет на фенотип потомства у других двукрылых, таких как Drosophila melanogaster (Wang et al., 2017). Потенциальное искажение и его степень во время оценки воздействия вновь введенных рационов на рост BSFL и взаимоотношения микробов и хозяев еще предстоит определить количественно.

Отходы маслоотделителя значительно сокращают развитие и выживаемость BSFL

Обработка OWD в основном происходит из жиров, масел и жиров (FOG), захваченных в виде надосадочной жидкости в сборном контейнере маслоотделителя. Помимо липидной фракции, он также содержал меньшую и неоднородную фракцию пищевых остатков, оставшихся после процесса приготовления. Жирные компоненты OWD представляют собой более проблематичную часть отходов столовой, поскольку для FOG обычно требуются более совершенные методы обработки (Husain et al., 2014). Подача их для анаэробного переваривания является часто выбираемой биологической обработкой (Long et al., 2012), но также компостирование соединений FOG дало многообещающие результаты (Lemus and Lau, 2002).

В нашем испытании OWD изменил свою консистенцию в течение нескольких дней и стал более вязким, что затрудняло перемещение личинок. Однако физико-химические свойства и профили летучих жирных кислот в основном не изменились (рисунки 2C, D и дополнительные таблицы 1, 2). Затвердевание и отложение ВОГ — широко распространенная проблема в канализационных системах, транспортирующих сточные воды предприятий общественного питания (He et al., 2013). Эти процессы, скорее всего, вызваны высокими концентрациями насыщенных жиров и кальция, тогда как содержание влаги является второстепенным (Keener et al., 2009). Из-за медленной скорости роста и незначительного восстановления субстрата параметры разложения не предоставили какой-либо значимой информации.

Сочетание подавленной подвижности и отсутствия легко разлагаемых питательных веществ могло привести к голоданию личинок. Более того, физическое блокирование дыхательных путей личинок маслом могло привести к их удушью (Taverner, 2002).Примерно через 7 дней степень этого эффекта стала очевидной по экспоненциальному увеличению смертности (рис. 2А). Отсутствие заметного проглатывания и переваривания субстрата не может быть оценено по индексу потребления и сокращения отходов (таблица 1). Глубоких исследований липидного метаболизма BSF еще не проводилось, но недавнее исследование показало, что BSFL не только биоаккумулируют жирные кислоты из своего рациона, но также способны сами синтезировать жирные кислоты (Hoc et al., 2020). Будущие исследования рационов, дополненных определенными комбинациями FOG, могут определить пределы толерантности BSFL к жирам в органических отходах, что позволит использовать FOG в кормах BSFL.

Диета с пищевыми отходами формирует микробиом кишечника BSFL

Личинки, получавшие корм для цыплят, сохраняли стабильное бактериальное разнообразие на протяжении всего эксперимента и не отличались по микробиому от исходной популяции 6-дневных личинок, выращенных на той же диете (Рисунки 4A, B). Эти наблюдения согласуются с данными Cifuentes et al. (2020), которые обнаружили, что рацион на основе куриного корма способствует общему стабильному микробиому кишечника во время развития личинок. Внедрение методов лечения FWD и OWD оказало решающее влияние на развитие микробиома кишечника BSFL.Со временем первоначально многочисленные Lactobacillales, Enterobacteriaceae и Dysgonomonas были вытеснены в основном Morganella в обоих рационах. Это изменение состава в дальнейшем привело к уменьшению α-разнообразия за счет вытеснения других групп и тем самым. Несмотря на то, что рост личинок (Таблица 2) и параметры деградации субстрата (Таблица 1) показали незначительную конверсию OWD, кишечные микробиомы этих личинок развивались аналогично личинкам, получавшим FWD (Рисунок 4B). Однако, в отличие от Raimondi et al.(2020), мы не смогли наблюдать значимого увеличения сложности микробиома кишечника с течением времени.

Как недавно заявили Раймонди и др. (2020), Proteobacteria, особенно Providencia , преобладали в кишечнике личинок, питающихся овощами, независимо от температуры выращивания, использованной в их исследовании. В нашем испытании, однако, Providencia в основном обнаруживался на ранних личиночных стадиях и в небольших количествах на протяжении всего развития личинок, питавшихся OWD. Это несоответствие, вероятно, вызвано различиями в питании между их стандартной овощной диетой и FWD и OWD, используемыми в нашем исследовании.Потребление личинками кукурузной муки, пшеничных отрубей и люцерновой муки, содержащихся в овощном рационе, может способствовать распространению Providencia (Raimondi et al., 2020).

Кроме того, грамотрицательный и подвижный род Morganella , преобладающий у личинок, получавших FWD и OWD, как известно, обладает несколькими биохимическими способностями, такими как (окислительное) дезаминирование определенных аминокислот с помощью Providencia (Manos and Belas , 2006). Ранее было обнаружено, что он играет значительную роль в микробиоме кишечника BSFL из-за его преобладания в различных схемах питания и стадиях развития личинок (Wynants et al., 2018; Cifuentes et al., 2020; Klammsteiner et al., 2020b; Лю и др., 2020; Раймонди и др., 2020). В нашем исследовании Morganella как вид-индикатор внесли большой вклад в отличие микробиомов кишечника в форме FWD и OWD от контрольной группы (рис. 4C). Это широко распространенный в окружающей среде род Enterobacterales, который пока состоит только из видов Morganella morganii , и часто встречается как комменсал в кишечнике человека (Manos and Belas, 2006). Из-за его способности вызывать серьезные инфекции, он был назван соответствующим патогенным микроорганизмом, связанным с насекомыми, выращиваемыми для корма и пищи (Schlüter et al., 2017; Раймонди и др., 2020). В отличие от выращивания BSFL, выращенного на CFD, пищевые отходы способствовали обогащению Morganella в кишечнике личинок. В свежих субстратах FWD и OWD Morganella присутствовала только в сравнительно низких относительных количествах 0,1–0,3%, тогда как свежие CFD содержали 6%, но не способствовали его накоплению в личинках. Кроме того, подавлялась обширная колонизация кишечника другими бактериями, как это ранее наблюдалось у падальщиков-падальщиков: в то время как эндогенные M.morganii не только способствовал стабилизации микробиома кишечника жука, но и помог преодолеть конкурирующие бактериальные сообщества и предотвратить колонизацию потенциально энтомопатогенными бактериями (Duarte et al., 2018; Wang and Rozen, 2018). О высокой численности этого вида сообщалось также для других двукрылых, таких как дикие популяции средиземноморской плодовой мухи Ceratitis capitata (De Cock et al., 2019). Напротив, для массового выращивания мексиканских плодовых мух ( Anastrepha ludens ) в субстрат вносят только 105 КОЕ / мл –1 из M.morganii привел к 100% гибели личинок, в то время как более низкие концентрации снизили вылет и способность к полету взрослых особей (Salas et al., 2017). Хотя Morganella не повлияла отрицательно на показатели BSFL в нашем исследовании, роль других энтомопатогенов как фактора риска в промышленном производстве H. illucens еще предстоит изучить. Иммунологические ответы личинок в форме антимикробных пептидов были изучены (Vogel et al., 2018). Тем не менее, микроорганизмы (бактерии, грибки и вирусы), потенциально представляющие опасность для растущей индустрии ЧФ, включая популяции мух, а также безопасность на рабочем месте, должны быть охарактеризованы (Joosten et al., 2020).

Поскольку ранее опубликованные исследования редко совпадают по условиям выращивания, протоколам и местам выращивания, подробные сравнения сильно ограничены (De Smet et al., 2018). Сдвиг и, таким образом, адаптация микробных сообществ кишечника к новым диетам может быть в первую очередь вызвана функциональными потребностями, связанными с разложением доступного субстрата. Путем выяснения того, является ли метаболическая компетентность в BSFL более предпочтительной по сравнению с обогащением проглоченных экзогенных микробов, можно дополнительно объяснить динамику накопления определенных филогенетических групп в личиночном кишечнике.В этом контексте изучение модификации внутреннего набора пищеварительных ферментов и морфологии клеток кишечника в связи с потреблением пищи представляет собой решающий подход для получения полной картины метаболизма личинок (Bruno et al., 2019; Bonelli et al., 2020) . Тем не менее, мы думаем, что особенно стремление преобразовать органические отходы, которые, как известно, несут высокую бионагрузку, в биомассу личинок, должно дать дополнительную мотивацию для поиска подходящих методов предварительной обработки субстратов.

Виды-индикаторы как признаки диетической адаптации микробных сообществ в кишечнике

Помимо Morganella , Lactobacillales проникали в кишечник после всех обработок (рис. 4C).Было установлено, что они являются общим движущим фактором расхождения групп диетического лечения. Хотя представители этой группы OTU не могут быть классифицированы на уровне рода, выбор Lactobacillales, происходящий на основе принятой диеты, вероятен. Этот заказ также включает молочнокислые бактерии, такие как Lactobacillus , Leuconostoc и Lactococcus . Было обнаружено, что у тщательно изученных медоносных пчел и плодовых мух пробиотические молочнокислые бактерии улучшают устойчивость к пестицидам и контролируют желудочно-кишечные патогены (Trinder et al., 2015; Daisley et al., 2017). Более того, инокуляция органических отходов Lactobacilli, как было показано, дает более высокий выход биомассы и лучший спектр питания в BSFL по сравнению с искусственными отходами с измененными кормами (Somroo et al., 2019). В зависимости от их распределения при более высоком филогенетическом разрешении (например, на уровне видов) лактобациллы, идентифицированные как виды-индикаторы, могут выступать в качестве биомаркеров-кандидатов для взаимодействий личинка-субстрат. Wu et al. (2018) обнаружили, что молочнокислые бактерии, и в частности Lactobacillales, сильно преобладают во время микробной деградации пищевых отходов и формируют их микробиом, изменяя физико-химические параметры.

В контрольной группе, получавшей CFD, наблюдалась временная последовательность малонаселенных индикаторных видов. Chryseobacterium определил кишечник первых личинок, получавших CFD, и ранее был связан с перевариванием рациона с высоким содержанием клетчатки в кишечнике американских тараканов (Dugas et al., 2001). Две актинобактерии, представленные Actinomyces и Micrococcales, оказались специфичными для личинок средней и поздней стадии. Эти результаты согласуются с наблюдениями, сделанными Raimondi et al.(2020), которые идентифицировали Micrococcales (в частности, Brevibacterium ) в качестве биомаркера в предкуколках. В предыдущем исследовании мы определили Actinomyces в качестве основного члена микробиома ядра кишечника у личинок, выращенных на диетах с низкой биологической нагрузкой, таких как коммерческий корм для кур (Klammsteiner et al., 2020b).

Основные метаболические особенности не определяются в первую очередь составом сообщества

Выведение метаболических путей из коротких считываний и численности микробов имеет ограничения, но может максимизировать информативность данных маркерных генов.В частности, образцы окружающей среды имеют больше недостатков по сравнению с образцами, полученными от человека. Следует иметь в виду меньшую доступность близкородственных эталонных геномов и зависимость от сравнительно коротких фрагментов последовательностей, которые часто очень похожи среди разных семейств бактерий (Knight et al., 2018). Однако установление связей между таксономией и функцией из данных ампликона на основе гена 16S рРНК также может быть предпочтительным методом метагеномного секвенирования, когда, например, ДНК генома хозяина сильно мешает сигналу микробиома на этапе секвенирования (Langille, 2018).Это может создать проблему при использовании метагеномного секвенирования для исследования микробных сообществ кишечника в BSFL, поскольку образцы все еще содержат ткани, полученные от хозяина.

Из-за известных ограничений мы решили провести наш сравнительный анализ на втором уровне иерархии KEGG вместо того, чтобы сосредотачиваться на отдельных путях и / или метаболических функциях. Хотя применяемые диеты вызвали явные сдвиги в составе микробных сообществ, различия в основных метаболических путях между диетическими режимами были не такими четкими (Рисунок 6).К аналогичному выводу пришли Zhan et al. (2019) на уровне транскриптома личинок: чтобы помочь в переваривании пищевых отходов, а также птичьего, свиного и молочного навоза, личинки используют общий генетический набор вместо экспрессии генов, специфичных для диеты. Эти основные результаты прямо согласуются с выводами Консорциума проекта микробиома человека (2012). Всестороннее исследование микробиома человека привело к выводу, что метаболические пути в основном стабильны, несмотря на большие различия в структуре микробного сообщества.Пути, отвечающие за общие и специфические метаболические функции (метаболизм углеводов, аминокислот, энергии, кофакторов и витаминов), мембранный транспорт и клеточную коммуникацию, были одними из самых распространенных путей в микробиомах кишечника BSFL.

До сих пор изучению метаболических функций микробиома кишечника BSFL уделялось мало внимания. Интеграция метагеномного и метатранскриптомического анализов в будущие исследования в качестве расширения условной метагеномики может помочь найти консенсус в описании функциональной основы, в которой BSFL преобразует органические отходы в биомассу.

Заключение

Децентрализованные центры сбора и обработки в центрах социальной активности могут стать реальным способом повышения ценности пищевых отходов. Путем предварительного смешивания отходов, собранных из различных источников, можно получить более средний и стабильный кормовой состав для личинок. Было обнаружено, что высокое содержание жира, масла и смазки во фракции масляных отходов отходов столовой является смертельным для BSFL, но преобразование фракции пищевых отходов происходило эффективно. Изменения микробиоты кишечника, вызванные диетой, наблюдались на протяжении всего личиночного развития.В отличие от адаптации к диете на филогенетическом уровне, общие функциональные способности, описываемые как метаболические пути, приводили к сходным моделям независимо от диеты. Это указывает на то, что метаболическая компетентность является сильным фильтром при выборе колонизаторов личиночного кишечника, а это означает, что разные сообщества могут выполнять одну и ту же работу. Тем не менее, многие аспекты метаболизма BSFL, особенно переваривание и накопление жирных кислот, а также взаимозависимости субстрат-личинка-микробиом, все еще в значительной степени не описаны.Особое внимание следует также уделять оценке факторов риска, таких как энтомопатогены и обогащение потенциально патогенных для человека микроорганизмов, занесенных загрязненными отходами.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, представленные в этом исследовании, можно найти в онлайн-репозиториях. Названия репозитория / репозиториев и номера доступа можно найти ниже: https://www.ebi.ac.uk/ena, PRJEB39545.

Авторские взносы

TK выполнила статистический и биоинформатический анализ данных, создала рисунки и написала рукопись.AW разработал и руководил экспериментом. TB проводил сбор и подготовку проб, физико-химические анализы и выделение ДНК. CH поддерживал колонию BSF, предоставлял личинок для эксперимента и помогал во время экспериментальных анализов. BS помогал с биоинформатическим анализом и написанием. FS, BS-S и HI внесли равный вклад в исследование, контролируя планирование, выполнение и анализ исследования, а также внесли научный вклад во время написания. Все авторы внесли важный интеллектуальный контент и одобрили окончательную версию рукописи для публикации.

Финансирование

Этот проект финансировался Австрийским научным фондом (FWF, номер проекта: P26444) и Федеральным министерством образования, науки и исследований Австрии (Marietta Blau Grant, ZI .: ICM-2019-13390).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы благодарим Джеффа К.Томберлину за ценные советы по определению нашей популяции черных солдатских мух, Сабине Вречко за ее работу в лаборатории, а также Андреасу Вагнеру и Любице Бегович за их помощь в аналитике. Благодарим Биотехнический факультет и факультет гражданского строительства Университета Любляны за размещение ТЗ во время биоинформатического анализа и написания рукописи. Кроме того, мы благодарны за рекомендации Отдела экологической инженерии (IUT, Университет Инсбрука) по отбору проб нефтяных отходов.Представленные здесь результаты вычислений были частично получены с использованием инфраструктуры LEO HPC Университета Инсбрука.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.619112/full#supplementary-material

Сокращения

ANOVA, дисперсионный анализ; BSF, муха черного солдата; BSFL, личинки черной солдатской мухи; CFD, кормовая диета для кур; ХПК — химическая потребность в кислороде; DM, сухое вещество; FOG, жиры и смазки; FWD, диета с пищевыми отходами; NMDS, неметрическое многомерное масштабирование; OTU, операционная таксономическая единица; OWD, диета из нефтяных отходов; ЛЖК, летучие жирные кислоты; VS, летучие твердые вещества.

Список литературы

Айхингер П., Куприан М., Пробст М., Инсам Х. и Эбнер К. (2015). Поставка энергии по запросу из хранимых биоотходов для биометанизации. Биоресурсы. Technol. 194, 389–393. DOI: 10.1016 / j.biortech.2015.06.147

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Aßhauer, K. P., Wemheuer, B., Daniel, R., and Meinicke, P. (2015). Tax4Fun: прогнозирование функциональных профилей на основе данных метагеномной 16S рРНК: Рис. 1. Bioinformatics 31, 2882–2884.DOI: 10.1093 / биоинформатика / btv287

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бэнкс, И. Дж., Гибсон, В. Т., и Кэмерон, М. М. (2014). Темпы роста личинок черной солдатской мухи, питающихся свежими человеческими фекалиями, и их значение для улучшения санитарных условий. Троп. Med. Int. Здоровье 19, 14–22. DOI: 10.1111 / tmi.12228

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Барраган-Фонсека, К. Б., Дике, М., и ван Лун, Дж. Дж.А. (2017). Пищевая ценность мухи черного солдата ( Hermetia illucens L.) и ее пригодность в качестве корма для животных — обзор. J. Корм ​​для насекомых 3, 105–120. DOI: 10.3920 / JIFF2016.0055

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бонелли, М., Бруно, Д., Брилли, М., Джанфранчески, Н., Тиан, Л., Теттаманти, Г., и др. (2020). Личинки черной солдатской мухи адаптируются к различным пищевым субстратам через морфологические и функциональные реакции средней кишки. Внутр. J. Mol. Sci. 21: 4955. DOI: 10.3390 / ijms21144955

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боррелли Л., Коретти Л., Дипинето Л., Бовера Ф., Менна Ф., Киариотти Л. и др. (2017). Рацион на основе насекомых, многообещающий источник питания, регулирует состав кишечной микробиоты и производство SCFA у кур-несушек. Sci. Реп. 7: 16269. DOI: 10.1038 / s41598-017-16560-6

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bosch, G., Oonincx, D. G. A. B., Jordan, H. R., Zhang, J., van Loon, J. J. A., van Huis, A., et al. (2020). Стандартизация количественных исследований конверсии ресурсов с личинками черной солдатской мухи. J. Корм ​​для насекомых 6, 95–109. DOI: 10.3920 / JIFF2019.0004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боскини, М., Фаласкони, Л., Чикатьелло, К., и Франко, С. (2020). Почему отходы? Масштабное исследование причин пищевых отходов в школьных столовых. Дж.Чистый продукт. 246: 118994. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2019.118994

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Брайтвизер, Ф., Лу, Дж. И Зальцберг, С. (2017). Обзор методов и баз данных для метагеномной классификации и сборки. Краткий биоинформ. 20, 1125–1136. DOI: 10.1093 / bib / bbx120

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бруно Д., Бонелли М., Кадамуро А. Г., Регуццони М., Гримальди А., Касартелли М. и др.(2019). Пищеварительная система взрослой особи Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae): морфологические и функциональные особенности. Cell Tissue Res. 378, 221–238. DOI: 10.1007 / s00441-019-03025-7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Капорасо, Дж. Г., Лаубер, К. Л., Уолтерс, В. А., Берг-Лайонс, Д., Лозупоне, К. А., Тернбо, П. Дж. И др. (2011). Глобальные паттерны разнообразия 16S рРНК на глубине миллионов последовательностей на образец. PNAS 108, 4516–4522. DOI: 10.1073 / pnas.1000080107

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chen, B., Teh, B.-S., Sun, C., Hu, S., Lu, X., Boland, W., et al. (2016). Биоразнообразие и активность кишечной микробиоты на протяжении всей истории жизни насекомого травоядного Spodoptera littoralis . Sci. Реп. 6: 29505. DOI: 10.1038 / srep29505

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чо, С., Ким Ч.-Х., Ким М.-Дж. и Чанг Х. (2020). Влияние микропластика и засоления на переработку пищевых отходов личинками черной солдатской мухи ( Hermetia illucens ). J. Ecol. Environ. 44: 7. DOI: 10.1186 / s41610-020-0148-x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Choi, W.-H., Yun, J.-H., Chu, J.-P., and Chu, K.-B. (2012). Антибактериальный эффект экстрактов личинок Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae) в отношении грамотрицательных бактерий. Энтомол.Res. 42, 219–226. DOI: 10.1111 / j.1748-5967.2012.00465.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cifuentes, Y., Glaeser, S.P., Mvie, J., Bartz, J.-O., Müller, A., Gutzeit, H.O., et al. (2020). Изменение микробиоты кишечника и пищевых остатков при выращивании личинок Hermetia illucens . Антони ван Левенгук 113, 1323–1344. DOI: 10.1007 / s10482-020-01443-0

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дэйсли, Б.А., Триндер, М., Макдауэлл, Т. У., Велле, Х., Дуб, Дж. С., Али, С. Н. и др. (2017). Чувствительность к патогенам, вызванная неоникотиноидами, снижается иммунной стимуляцией Lactobacillus plantarum в модели Drosophila melanogaster . Sci. Реп. 7: 2703. DOI: 10.1038 / s41598-017-02806-w

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Де Касерес, М., и Лежандр, П. (2009). Связи между видами и группами сайтов: индексы и статистический вывод. Экология 90, 3566–3574. DOI: 10.1890 / 08-1823.1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Де Кок, М., Вирджилио, М., Вандам, П., Августинос, А., Бурцис, К., Виллемс, А., и др. (2019). Влияние сохранения образцов и манипуляции с ними на профилирование микробиома кишечника насекомых: тестовый случай с плодовыми мушками (Diptera, Tephritidae). Фронт. Microbiol. 10: 2833. DOI: 10.3389 / fmicb.2019.02833

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Де Смет, Дж., Wynants, E., Cos, P., and Campenhout, L.V (2018). Динамика микробного сообщества при выращивании личинок черной солдатской мухи ( Hermetia illucens ) и ее влияние на потенциал эксплуатации. заявл. Environ. Microbiol. 84, 2722–2717. DOI: 10.1128 / AEM.02722-17

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Динер С., Цурбрюгг К. и Токнер К. (2009). Преобразование органического материала личинками черной солдатской мухи: определение оптимальных норм кормления. Управление отходами. Res. 27, 603–610. DOI: 10.1177 / 0734242X038

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дуглас, Г. М., Маффей, В. Дж., Заневельд, Дж. Р., Юргель, С. Н., Браун, Дж. Р., Тейлор, К. М. и др. (2020). PICRUSt2 для предсказания функций метагенома. Нац. Biotechnol. 38, 685–688. DOI: 10.1038 / s41587-020-0548-6

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дуарте, А., Велч, М., Суоннак, К., Вагнер Дж. И Килнер Р. М. (2018). Стратегии управления конкурирующими бактериальными сообществами: уроки закапывания жуков. J. Anim. Ecol. 87, 414–427. DOI: 10.1111 / 1365-2656.12725

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дугас, Дж. Э., Зурек, Л., Пастер, Б. Дж., Кедди, Б. А., и Ледбеттер, Е. Р. (2001). Выделение и характеристика штамма Chryseobacterium из кишечника американского таракана, Periplaneta americana . Arch. Microbiol. 175, 259–262. DOI: 10.1007 / s002030000243

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эриксон, М.С., Ислам, М., Шеппард, К., Ляо, Дж., И Дойл, М. П. (2004). Уменьшение содержания Escherichia coli o157: h7 и Salmonella enterica serovar enteritidis в курином помете личинками мухи «черный солдат». J. Food Prot. 67, 685–690. DOI: 10.4315 / 0362-028x-67.4.685

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

ФАО (2011 г.). Глобальные продовольственные потери и пищевые отходы: масштабы, причины и профилактика. Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций.

Google Scholar

Хе, Х., де лос Рейес, Ф. Л., Леминг, М. Л., Дин, Л. О., Лаппи, С. Э., и Дюкост, Дж. Дж. (2013). Механизмы образования масложировых отложений в канализационных сетях. Water Res. 47, 4451–4459. DOI: 10.1016 / j.watres.2013.05.002

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хойсслер, К.Д., Вальтер, А., Оберкофлер, Х., Инсам, Х., Артофер, В., Шлик-Штайнер, Б. С. и др. (2018). Влияние трех искусственных источников света на откладывание яиц и период полураспада черной мухи-солдата, Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae): Улучшение выращивания в небольших помещениях. PLoS One 13: e0197896. DOI: 10.1371 / journal.pone.0197896

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hoc, B., Genva, M., Fauconnier, M.-L., Lognay, G., Francis, F., и Капаррос Мегидо, Р. (2020). О липидном обмене у Hermetia illucens (L. 1758): о происхождении жирных кислот в предкуколках. Sci. Реп. 10: 11916. DOI: 10.1038 / s41598-020-68784-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хусейн, И. А. Ф., Алхатиб, М. Ф., Джамми, М. С., Миргани, М. Е. С., Зайнудин, З. Б., и Хода, А. (2014). Проблемы, контроль и обработка жиров, масел и жиров (FOG): обзор. J. Oleo Sci. 63, 747–752.DOI: 10.5650 / jos.ess13182

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Йостен, Л., Лекок, А., Йенсен, А. Б., Хенен, О., Шмитт, Э., и Эйленберг, Дж. (2020). Обзор риска заражения насекомыми-патогенами черной мухи-солдата ( Hermetia illucens ) и руководящие принципы надежного производства. Энтомол. Exp. Прил. 168, 432–447. DOI: 10.1111 / eea.12916

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джакер, К., Лупи, Д., Мур, К.Д., Леонарди, М. Г., Саволделли, С. (2020). Повторное улавливание питательных веществ из отходов ферм насекомых: биоконверсия с Hermetia illucens (L.) (Diptera: Stratiomyidae). Устойчивое развитие 12: 362. DOI: 10.3390 / su12010362

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кассамбара, А., Мундт, Ф. (2020). factoextra: Извлечение и визуализация результатов многомерного анализа данных. Вена: R Core Team.

Google Scholar

Кавасаки, К., Кавасаки, Т., Хираясу, Х., Мацумото, Ю., Фудзитани, Ю. (2020). Оценка удобрения остатков, полученных после обработки бытовых органических отходов с личинками черной солдатской мухи ( Hermetia illucens ). Устойчивое развитие 12: 4920. DOI: 10.3390 / su12124920

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кламмштайнер Т., Туран В., Хуарес М. Ф.-Д., Обереггер С. и Инсам Х. (2020a). Пригодность муки черной солдатской мухи в качестве улучшения почвы и ее значение для гигиены органических отходов. Агрономия 10: 1578. DOI: 10.3390 / agronomy10101578

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кламмштайнер Т., Вальтер А., Богатай Т., Хойсслер К. Д., Стрес Б., Штайнер Ф. М. и др. (2020b). Ядро кишечного микробиома личинок черной солдатской мухи (> Hermetia illucens ), выращенных на диетах с низкой бионагрузкой. Фронт. Microbiol. 11: 993. DOI: 10.3389 / fmicb.2020.00993

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кламмштайнер, Т., Уолтер, А., Пан, Х., Гасснер, М., Хойсслер, К. Д., Шермер, М., и др. (2020c). «У всех на слуху: насекомые для еды и корма», в материалах 5th Austrian Citizen Science Conference 2019 — PoS (ACSC2019) (Trieste: SISSA Medialab), doi: 10.22323 / 1.366.0006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Knight, R., Vrbanac, A., Taylor, B.C., Аксенов, A., Callewaert, C., Debelius, J., et al. (2018). Лучшие практики для анализа микробиомов. Нац. Rev. Microbiol. 16, 410–422. DOI: 10.1038 / s41579-018-0029-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Костаньшек, Р., Продан, Ю., Стрес, Б., и Тронтель, П. (2019). Состав кожного бактериального сообщества пещерной амфибии Proteus anguinus. FEMS Microbiol. Ecol. 95: физ007. DOI: 10.1093 / фемсек / fiz007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лангиль, М. Г. И., Заневельд, Дж., Капорасо, Дж. Дж., Макдональд, Д., Knights, D., Reyes, J.A., et al. (2013). Прогнозирующее функциональное профилирование микробных сообществ с использованием последовательностей маркерного гена 16S рРНК. Нац. Biotechnol. 31, 814–821. DOI: 10.1038 / NBT.2676

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, К.-М., Ким, С.-Й., Сонг, Дж., Ли, Ю.-С., Сим, Дж .-С., и Хан, Б.-С. (2018). Выделение и характеристика галотолерантной и устойчивой к протеазам α-галактозидазы из метагенома кишечника Hermetia illucens . J. Biotechnol. 279, 47–54. DOI: 10.1016 / j.jbiotec.2018.05.003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лемус, Г. Р., и Лау, А. К. (2002). Биоразложение липидных соединений в синтетических пищевых отходах при компостировании. Банка. Биосист. Англ. 44, 33–36.

Google Scholar

Лю К., Яо Х., Чепмен С. Дж., Су Дж. И Ван К. (2020). Изменения в кишечных бактериальных сообществах и встречаемости генов устойчивости к антибиотикам во время деградации антибиотиков личинками черной солдатской мухи. Environ. Int. 142: 105834. DOI: 10.1016 / j.envint.2020.105834

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю, К., Томберлин, Дж. К., Брэди, Дж. А., Сэнфорд, М. Р., и Ю, З. (2008). Личинки черной солдатской мухи (Diptera: Stratiomyidae) уменьшают содержание Escherichia coli в молочном навозе. Environ. Энтомол. 37, 1525–1530. DOI: 10.1603 / 0046-225x-37.6.1525

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лонг, Дж.Х., Азиз, Т. Н., де лос Рейес, Ф. Л., и Дюкост, Дж. Дж. (2012). Совместное анаэробное переваривание жира, масла и смазки (FOG): обзор производства газа и ограничений процесса. Process Saf. Environ. 90, 231–245. DOI: 10.1016 / j.psep.2011.10.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Манос Дж. И Белас Р. (2006). «Роды Proteus , Providencia и Morganella » в The Prokaryotes , ред. М. Дворкин, С. Фалькоу, Э.Розенберг, К.-Х. Шлейфер и Э. Стакебрандт (Нью-Йорк: Springer), 245–269. DOI: 10.1007 / 0-387-30746-X_12

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Медрано, Дж. Ф., и Галл, Г. А. Э. (1976). Потребление пищи, эффективность корма, скорость метаболизма и использование глюкозы в линиях Tribolium castaneum , выбранных для 21-дневной массы куколки. Генетика 83, 393–407.

Google Scholar

Мертенат А., Динер С. и Цурбрюгг К. (2019).Обработка биологических отходов черной солдатской мухи — оценка потенциала глобального потепления. Управление отходами. 84, 173–181. DOI: 10.1016 / j.wasman.2018.11.040

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Накамура, С., Ичики, Р. Т., Симода, М., и Мориока, С. (2016). Маломасштабное выращивание мухи черного солдата, Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae), в лаборатории: недорогое и круглогодичное выращивание. заявл. Энтомол. Zool. 51, 161–166.DOI: 10.1007 / s13355-015-0376-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нгуен, Т. Т. X., Томберлин, Дж. К., и Ванлаерховен, С. (2015). Способность личинок черной солдатской мухи (Diptera: Stratiomyidae) перерабатывать пищевые отходы. Environ. Энтомол. 44, 406–410. DOI: 10.1093 / ee / nvv002

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нобл, Дж. Э., и Бейли, М. Дж. А. (2009). «Глава 8: количественное определение белка» в «Методы в энзимологическом руководстве по очистке белков» , 2-е издание, ред.Р. Берджесс и М. П. Дойчер (Кембридж: Academic Press), 73–95. DOI: 10.1016 / S0076-6879 (09) 63008-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Оксанен, Дж., Бланше, Ф. Г., Френдли, М., Киндт, Р., Лежандр, П., МакГлинн, Д. и др. (2018). vegan: Пакет «Экология сообщества». Вена: R Core Team.

Google Scholar

Принципато, Л. (2018). Пищевые отходы на потребительском уровне: всесторонний обзор литературы. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: издательство Springer International Publishing, DOI: 10.1007 / 978-3-319-78887-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Quast, C., Pruesse, E., Yilmaz, P., Gerken, J., Schweer, T., Yarza, P., et al. (2013). Проект базы данных генов рибосомных РНК SILVA: улучшенная обработка данных и веб-инструменты. Nucl. Acids Res. 41, D590 – D596. DOI: 10.1093 / nar / gks1219

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

R Основная команда (2018). R: язык и среда для статистических вычислений. Вена: Фонд R для статистических вычислений.

Google Scholar

Раймонди, С., Спампинато, Г., Макавей, Л. И., Лугли, Л., Кандельер, Ф., Росси, М., и др. (2020). Влияние температуры выращивания на рост и состав микробиоты Hermetia illucens . Микроорганизмы 8: 902. DOI: 10.3390 / микроорганизмы8060902

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Расмуссен, Л. Б., Лассен, А. Д., Хансен, К., Кнутсен, П., Саксхольт, Э., и Фагт, С. (2010). Содержание соли в столовых и блюдах быстрого приготовления в Дании. Food Nutr. Res. 54: 2100. DOI: 10.3402 / fnr.v54i0.2100

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Салас, Б., Конвей, Х. Э., Шуэнцель, Э. Л., Хопперстад, К., Витек, К., и Вачек, Д. К. (2017). Morganella morganii ( Enterobacteriales : Enterobacteriaceae ) является смертельным возбудителем личинок мексиканской плодовой мухи (Diptera: Tephritidae). Fla Entomol. 100, 743–751. DOI: 10.1653 / 024.100.0422

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саломоне Р., Сайя Г., Монделло Г., Джаннетто А., Фасуло С. и Савастано Д. (2017). Воздействие на окружающую среду биоконверсии пищевых отходов насекомыми: применение оценки жизненного цикла к процессу с использованием Hermetia illucens . J. Clean Prod. 140, 890–905. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2016.06.154

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Schloss, P.Д., Весткотт, С. Л., Рябин, Т., Холл, Дж. Р., Хартманн, М., Холлистер, Э. Б. и др. (2009). Представляем mothur: программное обеспечение с открытым исходным кодом, независимое от платформы, поддерживаемое сообществом для описания и сравнения сообществ микробов. заявл. Environ. Microbiol. 75, 7537–7541. DOI: 10.1128 / AEM.01541-09

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шлютер О., Рампольд Б., Хольцхаузер Т., Рот А., Фогель Р. Ф., Квазигрох В. и др. (2017). Аспекты безопасности производства продуктов питания и пищевых ингредиентов от насекомых. Мол. Nutr. Food Res. 61: 1600520. DOI: 10.1002 / mnfr.201600520

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сегата, Н., Изард, Дж., Уолдрон, Л., Геверс, Д., Миропольский, Л., Гаррет, В. С. и др. (2011). Открытие и объяснение метагеномных биомаркеров. Genome Biol. 12: R60. DOI: 10.1186 / GB-2011-12-6-r60

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шарп Р. Г. (2013). Обзор применения хитина и его производных в сельском хозяйстве для модификации растительно-микробных взаимодействий и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Агрономия 3, 757–793. DOI: 10.3390 / agronomy3040757

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шеппард, Д. К., Ньютон, Г. Л., Томпсон, С. А., и Сэвидж, С. (1994). Система управления навозом с добавленной стоимостью с использованием мухи черного солдата. Биоресурсы. Technol. 50, 275–279. DOI: 10.1016 / 0960-8524 (94) -3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Silvennoinen, K., Heikkilä, L., Katajajuuri, J.-M., and Reinikainen, A. (2015). Объем и происхождение пищевых отходов: тематические исследования в финском секторе общественного питания. Управление отходами. 46, 140–145. DOI: 10.1016 / j.wasman.2015.09.010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сомро, А. А., ур Рехман, К., Чжэн, Л., Цай, М., Сяо, X., Ху, С. и др. (2019). Влияние Lactobacillus buchneri на совместную конверсию остатков соевого творога личинками черной солдатской мухи ( Hermetia illucens ) для производства продуктов питания и сырья. Управление отходами. 86, 114–122. DOI: 10.1016 / j.wasman.2019.01.022

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сонг, Дж., Kim, S.-Y., Kim, D.-H., Lee, Y.-S., Sim, J.-S., Hahn, B.-S., et al. (2018). Характеристика устойчивой к ингибиторам эндо-1,4-β-маннаназы из метагенома кишечной микрофлоры Hermetia illucens . Biotechnol. Lett. 40, 1377–1387. DOI: 10.1007 / s10529-018-2596-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Steinert, G., Wemheuer, B., Janussen, D., Erpenbeck, D., Daniel, R., Simon, M., et al. (2019). Прокариотическое разнообразие и паттерны сообществ губок континентального шельфа Антарктики. Фронт. Mar. Sci. 6: 297. DOI: 10.3389 / fmars.2019.00297

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тавернер П. Д. (2002). «Утопление не машет? взгляд на способы, которыми полученные из нефти масла убивают членистоногих вредителей растений », в Spray Oils Beyond 2000: Sustainable pest and Disease Control Spray Oils Beyond 2000: Sustainable pest and Disease Management , ed. А. Битти (Сидней, Нью-Йорк: Университет Западного Сиднея), 78–88.

Google Scholar

Триндер, М., Бисанц, Дж. Э., Бертон, Дж. П., и Рид, Г. (2015). Пробиотические лактобациллы: потенциальное профилактическое средство для снижения абсорбции пестицидов людьми и дикой природой. Benef Microbes 6, 841–847. DOI: 10.3920 / BM2015.0022

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Верма, М., ван ден, Б., Врид, Л., де, Ахтербош, Т., и Руттен, М. М. (2020). Потребители выбрасывают гораздо больше продуктов питания, чем многие считают: оценки пищевых отходов в мире с использованием подхода энергетического разрыва и эластичности пищевых отходов по достатку. PLoS One 15: e0228369. DOI: 10.1371 / journal.pone.0228369

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фогель, Х., Мюллер, А., Хекель, Д. Г., Гутцайт, Х., Вилчинскас, А. (2018). Пищевая иммунология: диверсификация и зависимая от диеты экспрессия антимикробных пептидов у чернокожих мух-солдатиков Hermetia illucens . Dev. Комп. Иммунол. 78, 141–148. DOI: 10.1016 / j.dci.2017.09.008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вагнер, А.О., Маркт, Р., Пуэмпел, Т., Илмер, П., Инсам, Х., Эбнер, К. (2017). Подготовка, консервация и хранение проб для количественного определения летучих жирных кислот на биогазовых установках. англ. Life Sci. 17, 132–139. DOI: 10.1002 / elsc.201600095

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вальдбауэр, Г. П. (1968). Потребление и использование пищи насекомыми. Adv. Насекомое Phys. 5, 229–288. DOI: 10.1016 / S0065-2806 (08) 60230-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Ю., и Розен, Д. Э. (2018). Кишечная микробиота жука-кладезя, Nicrophorus vespilloides , обеспечивает устойчивость к колонизации против личиночных бактериальных патогенов. Ecol. Evol. 8, 1646–1654. DOI: 10.1002 / ece3.3589

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Ю., Лю Х. и Сунь З. (2017). Ламарк восстает из могилы: эпигенетическое наследование, вызванное родительской средой, у модельных организмов и людей. Biol. Преподобный Камб. Филос.Soc. 92, 2084–2111. DOI: 10.1111 / brv.12322

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wemheuer, F., Taylor, J. A., Daniel, R., Johnston, E., Meinicke, P., Thomas, T., et al. (2020). Tax4Fun2: прогнозирование функциональных профилей и функциональной избыточности, специфичных для среды обитания, на основе последовательностей гена 16S рРНК. Environ. Микробиом 15:11. DOI: 10.1186 / s40793-020-00358-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уикхэм, Х.(2016). ggplot2: Элегантная графика для анализа данных. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Спрингер.

Google Scholar

Wong, C.-Y., Rosli, S.-S., Uemura, Y., Ho, Y.C., Leejeerajumnean, A., Kiatkittipong, W., et al. (2019). Потенциальные источники белка и биодизеля из личинок черной солдатской мухи: информация о возрастной стадии сбора личинок и ферментированной питательной среде. Энергия 12: 1570. DOI: 10.3390 / en12081570

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ву, С., Xu, S., Chen, X., Sun, H., Hu, M., Bai, Z., et al. (2018). Изменения бактериальных сообществ при порче пищевых отходов. Sci. Реп. 8: 8220. DOI: 10.1038 / s41598-018-26494-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wynants, E., Frooninckx, L., Crauwels, S., Verreth, C., De Smet, J., Sandrock, C., et al. (2018). Оценка микробиоты личинок черной солдатской мухи ( Hermetia illucens ), выращенных на потоках органических отходов в четырех разных местах в лабораторных и крупных масштабах. Microb. Ecol. 77, 913–930. DOI: 10.1007 / s00248-018-1286-x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhan, S., Fang, G., Cai, M., Kou, Z., Xu, J., Cao, Y., et al. (2019). Геномный ландшафт и генетические манипуляции с черной мухой-солдатом Hermetia illucens , переработчиком природных отходов. Cell Res. 30, 50–60. DOI: 10.1038 / s41422-019-0252-6

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

ПОДКУЛЬТУРА ПОЛИЦИИ (СТОЛОВА)

: Признательность JSTOR

Абстрактный

Субкультура полиции часто изображается как всепроникающее, зловредное и мощное влияние на поведение офицеров.Основания для такого изображения, однако, несущественны и, похоже, больше полагаются на осуждающий потенциал концепции, чем на ее объяснительную силу. В этой статье проводится обзор литературы о полицейской субкультуре и делается вывод о том, что то, что происходит в столовой, является выразительной речью, призванной придать смысл и смысл изначально проблемному профессиональному опыту. Столовая — это отдельная от улицы арена действий, где, в отличие от последней, офицеры выступают перед аудиторией своих сверстников.

Информация о журнале

Британский журнал криминологии: международный обзор преступности и общества — один из ведущих криминологических журналов в мире. Он публикует работы высочайшего качества со всего мира и по всем областям криминологии. BJC — ценный ресурс для ученых и исследователей в области преступности, будь то из криминологии, социологии, антропологии, психологии, права, экономики, политики или социальной работы, а также для профессионалов, занимающихся преступностью, правом, уголовным правосудием, политикой и пенологией.

Информация об издателе

Oxford University Press — это отделение Оксфордского университета. Издание во всем мире способствует достижению цели университета в области исследований, стипендий и образования. OUP — крупнейшая в мире университетская пресса с самым широким присутствием в мире. В настоящее время он издает более 6000 новых публикаций в год, имеет офисы примерно в пятидесяти странах и насчитывает более 5 500 сотрудников по всему миру. Он стал известен миллионам людей благодаря разнообразной издательской программе, которая включает научные труды по всем академическим дисциплинам, библии, музыку, школьные и университетские учебники, книги по бизнесу, словари и справочники, а также академические журналы.

Система автоматизации столовой

(обновленная) — PDFCOFFEE.COM

Система автоматизации столовой ОБЗОР ОСНОВНОГО ПРОЕКТА Представлено: Санилом Шармой Пранчалом Джайном Ринши Джайном Рошни Гуптой 0206C

Просмотры 64 Загрузок 11 Размер файла 4 МБ

Отчет DMCA / Copyright

СКАЧАТЬ ФАЙЛ

Рекомендовать истории
Предварительный просмотр цитирования

Система автоматизации столовой ОБЗОР ОСНОВНОГО ПРОЕКТА Представлено: Санилом Шармой Пранчалом Джайном Ринши Джайном Рошни Гуптой

0206CS131121 0206CS131095 0206CS131110 0206CS131114

2OR 97 ENGINEER в рамках присвоения степени 97 ИНЖЕНЕР В РАБОТЕ С 97 НАЧИНАЮЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ 97 для 97 ИНЖЕНЕРА

97 ОТДЕЛЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК И ТЕХНИКИ

ГЯН ГАНГА ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИИ И НАУК ДЖАБАЛПУР (М.P.) РАДЖИВ ГАНДИ ПРОДИОГИКИ ВИШВАВИДЯЛАЯ, БХОПАЛ (член парламента) (ДЕКАБРЬ-2016)

СЕРТИФИКАТ

Настоящий документ подтверждает, что краткое содержание основного проекта, озаглавленного «Система автоматизации столовой», представленное Санилом Шармой, Ринши Джайном, Рошни Гуптой и Пранчалом Джаптой, было выполняется под моим руководством и контролем. Отчет по проекту одобрен для представления для частичного выполнения требования о присуждении степени БАКАЛАВРА ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК И ИНЖЕНЕРИИ от РАДЖИВА ГАНДИ ПРОУДИОГИКИ ВИШВА-ВИДЯЛАЯ, БХОПАЛ (М.П).

Доктор Прити Рай Руководство Департамента компьютерных наук и инженерии

Профессор Ашок Верма HOD Департамент компьютерных наук и инженерии

СЕРТИФИКАТ

Настоящим удостоверяется, что Санил предоставил отчет о крупном проекте под названием «Система автоматизации столовой». Шарма, Ринши Джайн, Рошни Гупта и Пранчал Джайн за частичное выполнение требования о присуждении степени БАКАЛАВРА ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК И ТЕХНИКИ от РАДЖИВА ГАНДИ ПРОУДИОГИКИ ВИШВАВИДЯЛАЯ, БХОПАЛ (М.П).

Внутренний экзаменатор

Внешний экзаменатор

Дата:

Дата:

ДЕКЛАРАЦИЯ

Настоящим мы заявляем, что проект под названием «Система автоматизации столовой», представленный как частичное выполнение требования для присуждения степени бакалавра

Машиностроение

в

Компьютер

Наука

и

Машиностроение

до

РАДЖИВ

ГАНДИ

ПРОУДЬОГИКИ ВИШВАВИДЯЛАЯ, БХОПАЛ (М.P.) представляет собой подлинный отчет о нашей собственной работе, выполненной под руководством доктора Прити Рай, Департамент компьютерных наук и инженерии, ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИИ И НАУК ГЯНА ГАНГА, ДЖАБАЛПУР. Дело, о котором идет речь в этом проекте, ранее не подавалось на присуждение какой-либо другой степени.

Дата: Место:

JABALPUR

ПОДТВЕРЖДЕНИЕ

Мы искренне выражаем признательность уважаемому и уважаемому руководителю доктору Прити Рай из Департамента компьютерных наук и инженерии за его неоценимое руководство, надзор и поддержку на протяжении всей работы.Без его доброго покровительства и руководства синопсис не сложился бы. Мы пользуемся этой возможностью, чтобы выразить глубокую благодарность профессору Ашоку Верма, главе Департамента компьютерных наук и инженерии, за его поддержку и любезное одобрение. Также мы благодарим его за предоставление компьютерного класса. Мы хотели бы выразить ему нашу искреннюю благодарность за советы и рекомендации время от времени. Мы искренне благодарим все факультеты факультета компьютерных наук и инженерии за их советы и рекомендации время от времени.

Дата

:

Место:

JABALPUR

Sanil Sharma Rinshi Jain Pranchal Jain Roshni Gupta

СОДЕРЖАНИЕ Серийный номер

1.

2.

3.

4.

9000 Название

Номер страницы

РЕЗЮМЕ

1

ВВЕДЕНИЕ

2

1.1 Цель проекта

2

1.2 Обзор проекта и продукта

3

1.3 Архитектура команды

4

1.4 Общее описание

5

ЗАЯВЛЕНИЕ О ПРОБЛЕМЕ

6

2.1 Бизнес-требования

7

2.1.1 Точка входа

7

2.1.2 Выбор продукта

7

2.1.3 Отчеты

7

2.2 Системные требования

7

2.2.1 Юзабилити

7

ПОНИМАНИЕ ДОКУМЕНТОВ ПРОЕКТА

8

3.1 Цель проекта

8

3.2 Цель

8

ТРЕБОВАНИЯ

9

4.1 Особые требования

9

4.1.1 Требования к внешнему интерфейсу

9

4.1.2 Аппаратные требования

9

4.1.3 Программный интерфейс

9

4.2 Функциональные требования

10

4.3 Нефункциональные требования

11

ТЕХНИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

12

5.1 HTML

12

5.2 PHP

13

5,3 MySQL

13

6.

УРОВЕНЬ АРХИТЕКТУРЫ.

14

7.

МОДЕЛЬ ПРОГРАММНОГО ПРОЦЕССА

16

7.1 Почему не эволюционные модели?

16

7.2 Почему не модель Waterfall?

16

7.3 Почему стоит использовать инкрементную модель RAD?

16

7,4 Наблюдение

17

7,5 Определение осуществимости проекта

17

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

18

8.1 ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

18

8.2 ДИАГРАММА КЛАССОВ

21

8.3 ДИАГРАММА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

25

8.4 ДИАГРАММА ER

29

8.5 ТАБЛИЦА ДАННЫХ

31

34

10.

БИБЛИОГРАФИЯ

37

5.

8.

СПИСОК ЦИФР

Серийный номер 1.

2.

3.

Название рисунка

Стр.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СХЕМА 1.1 Диаграмма вариантов использования для входа в систему 1.2 Диаграмма вариантов использования для регистрации 1.3 Схема вариантов использования для заказа, оплаты и обновления ДИАГРАММА КЛАССОВ 2.1 Схема классов для входа в систему 2.2 Схема классов для регистрации 2.3 Схема классов для заказа и обновления 2.4 Схема классов для ДИАГРАММА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ платежей 3.1 Диаграмма последовательности для входа в систему 3.2 Диаграмма последовательности для регистрации 3.3 Диаграмма последовательности для платежа Диаграмма последовательности для размещения заказа 3.5 Диаграмма последовательности для обновления меню

18 18 19 20

21 21 22 23 24

3.4

25 25 26 27 28 28

СХЕМА ER 4. 5.

29 ДИАГРАММА ПОТОКА ДАННЫХ 5.1 DFD для администратора 5.2 DFD для владельца столовой 5.3 DFD для клиента

31 32 33 33

ТАБЛИЦА БАЗЫ ДАННЫХ

НАЗВАНИЕ ТАБЛИЦЫ

СТРАНИЦА NO.

1. Клиент

34

2. Администратор

35

3. Владелец столовой

35

4. Меню

36

5. Заказ

36

6. Оплата

36

РЕЗЮМЕ: Проект «Система автоматизации столовой» позволяет конечным пользователям регистрироваться онлайн, читать и выбирать еду из карточки электронного меню и заказывать еду онлайн, просто выбирая еду, которую пользователь хочет иметь, используя приложение для Android.Результаты после выбора блюда из карточки электронного меню будут непосредственно отображаться на экране рядом с шеф-поваром, который будет готовить для вас еду. Система представляет собой сочетание Android и веб-приложения. С помощью этого приложения работа официанта сокращается, и мы также можем сказать, что работа аннулирована. Преимущество этого заключается в том, что в случае спешки в столовой есть вероятность, что официанты будут недоступны, и пользователи смогут напрямую заказать еду шеф-повару онлайн с помощью этого приложения.У пользователя будет имя пользователя и пароль, с помощью которых он сможет войти в систему. Это означает, что клиент является постоянным пользователем столовой. Ручная система включает в себя бумажную работу в форме ведения различных файлов и руководств. Сохранение важной информации в файлах и руководствах сопряжено с риском и утомительно. Включая структуру, показывающую, как постепенно применять Интернет-технологии по мере роста навыков и уверенности, проект демонстрирует путь от адаптации материалов к разработке онлайн-среды.В наши дни людям не так много времени проводить в столовой, просто ожидая, пока официант примет их заказ. Многие клиенты посещают столовую во время обеденного перерыва и перерыва, поэтому у них ограничено время, чтобы поесть и вернуться в свой офис и колледж. Таким образом, это программное обеспечение помогает им экономить время и заказывать еду, когда они хотят, не звоня официанту снова и снова.

Стр. | 1

1. ВВЕДЕНИЕ: В наш век быстрой автоматизации столовых в столовых многие столовые решили сосредоточиться на быстрой подготовке и быстрой доставке заказов.До недавнего времени доставка заказов осуществлялась по телефону, но у этой системы есть много недостатков, в том числе неудобство, связанное с необходимостью для клиента иметь физическую копию меню, отсутствие визуального подтверждения того, что заказ был выполнен. правильно размещены, и в столовой должен быть сотрудник, отвечающий на телефонные звонки и принимающий заказы. Основное преимущество системы онлайн-заказов заключается в том, что она значительно упрощает процесс заказа как для клиента, так и для столовой.Когда покупатель посещает веб-страницу заказа, ему предоставляется интерактивное и актуальное меню со всеми доступными опциями и корректировкой цен в зависимости от выбранных опций. После того, как вы сделали выбор, товар добавляется в их заказ, детали которого покупатель может просмотреть в любое время перед оформлением заказа. Это обеспечивает мгновенное визуальное подтверждение того, что было выбрано.

Эта система также значительно снижает нагрузку на столовую, так как весь процесс приема заказов автоматизирован.После того, как заказ размещен на веб-странице, он вводится в базу данных, а затем извлекается практически в реальном времени веб-приложением на стороне столовой. В этом приложении все элементы в заказе отображаются вместе с соответствующими параметрами и деталями доставки в краткой и удобной для чтения форме. Это позволяет сотрудникам столовой быстро просматривать заказы по мере их размещения и производить необходимые товары с минимальными задержками и путаницей.

1.1. ЦЕЛЬ ПРОЕКТА Система автоматизации столовой — это система, в которой клиенты заказывают еду и получают еду в столовой без каких-либо задержек, поскольку они могут сразу пойти и забрать то, что они заказали, не дожидаясь очереди или времени ожидания.Эта система направлена ​​на ускорение выполнения заказов клиентов и систему заказов клиентов, используемую сотрудниками для принятия заказов клиентов. Цель системы — разработать простую систему автоматизации столовой и внедрить ее, которая позже будет использоваться для веб-приложения. Предлагаемая «Система автоматизации столовой» экономически целесообразна, потому что: 

Система требует гораздо меньше временных факторов по сравнению с ручной системой

Страница | 2

Система обеспечит быструю и эффективную автоматизированную среду вместо медленной и подверженной ошибкам ручной системы, тем самым сокращая время и человеческие ресурсы, затрачиваемые на работу системы.Система будет иметь графический интерфейс, и для ее изучения потребуется гораздо меньше обучения пользователей.

1.2. ОБЗОР ПРОЕКТОВ И ПРОДУКЦИИ Полная система автоматизации столовой позволяет работникам столовой с легкостью более точно отслеживать общую повседневную бизнес-аналитику. Это увеличивает присутствие столовой, привлекает основных клиентов к вашему пищевому бизнесу, что приводит к увеличению продаж. Объединяя все необходимое в одном месте, система автоматизации столовой приносит пользу как пользователю, так и владельцу столовой.В конечном итоге все бизнес-операции станут безумно проще и в одиночку с необходимыми встроенными функциями. Система автоматизации столовой работает аналогично интернет-магазину. Когда ваши клиенты заняты своей работой, вместо того, чтобы приходить к вам в столовую, они могут просто открыть ваш веб-сайт, выбрать меню, которое им нравится, и просто заказать еду. Как только заказ будет размещен, вы сразу же получите уведомление, чтобы вы могли начать обработку заказа. Одним из основных преимуществ системы автоматизации столовой является то, что детали заказа точны по сравнению с системой заказов по телефону или ручной системой.

1.3. КАК ЕГО ПРЕИМУЩЕСТВА Система автоматизации CANTEEN Canteen экономит время столовой, избегая заказов на еду по телефону, которые приходится делать вручную. Полностью автоматизировав процесс заказа, вы увеличиваете рентабельность и производительность столовой с меньшими затратами рабочей силы. Кроме того, это позволяет вам быть на шаг впереди ваших конкурентов, которые не работают в Интернете. Система автоматизации столовой помогает даже обычной столовой и обеспечивает дополнительный источник дохода. Это позволяет владельцу столовой легко обновлять онлайн-меню, продукты питания и т. Д. И помогает оставаться на связи с клиентами, предлагая скидки и целевые акции.Благодаря упрощенному процессу управления система онлайн-заказов позволяет легко управлять несколькими столовыми из централизованного приложения

1.4. КАК ЭТО ПРЕИМУЩЕСТВУЕТ КЛИЕНТУ Сейчас обычные люди заняты своей работой, и благодаря тому, что онлайн-столовая, несомненно, экономит время клиентов. Это позволяет им заказывать еду через Интернет, создавая гибкую платформу для заказов и вовремя подавать их. Клиент может выбрать продукты из онлайн-меню на веб-сайте столовой и сделать заказ в соответствии со своими интересами.Фактически, страница | 3

они могут размещать заказы на еду в рамках своего бюджета, добавляя или удаляя продукты питания в соответствии с колебаниями стоимости. Эта система автоматизации столовой полезна как для столовой, так и для клиентов, поскольку система автоматизации столовой также экономит время рабочих столовой. клиентов и экономит рабочую силу.

1.5 АРХИТЕКТУРА КОМАНДЫ В нашем проекте было четыре участника. Полный проект разделен на две команды.

КОМАНДА 1: СБОР И ПЛАНИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ Планирование определяет все предоставляемые услуги, описывает помещения и определяет работу, чтобы предоставить подробные сведения о лабораторных данных факультетам.Эта проблема планирования начинается с определения потребностей пользователей, которые должны быть удовлетворены с помощью производственного плана. В этом контексте возможности, предоставляемые пользователям, являются главной задачей, которую необходимо сконцентрировать. Это включает в себя самый простой и эффективный способ предоставить им незанятую лабораторию. Следовательно, все поля нужно сохранить при разработке. Обычно проблема планирования возникает из-за ограниченных производственных ресурсов, которые нельзя хранить от периода к периоду. Необходимо выбрать, какие ресурсы включить и как моделировать их возможности и поведение, а также их затраты.Кроме того, может существовать неопределенность, связанная с производственной функцией, например, неопределенная урожайность или время выполнения заказа. В задачу планирования можно включить только наиболее важный или ограничивающий ресурс. Здесь появляется роль надлежащего сбора требований. Если требования пользователя ясны, разработчику будет проще выполнить все его потребности. Поскольку он может изучить все необходимые ресурсы и при правильном планировании и оценке затрат, он сможет создать свое программное обеспечение. Таким образом, правильное планирование и сбор требований приводят к созданию эффективной программной системы.КОМАНДА 2: ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОБРАБОТКА Дизайн — самая важная и самая эффективная функция при разработке программного обеспечения. Без надлежащего дизайна очень сложно разработать соответствующее программное обеспечение, которое удовлетворяет почти все потребности пользователей. Следовательно, управление проектированием в организации является критически важным видом деятельности. Дизайнер должен сделать так, чтобы созданный им дизайн был легко понят для всех членов команды разработчиков. Правильный дизайн позволит кодировщику перейти на страницу | 4

правильно реализовать планирование развития системы.Точно так же внутренняя часть, которая включает в себя управление базой данных, играет ключевую роль в любой из систем. Таким образом, команда, работающая в этой области, должна уметь правильно обращаться с базой данных и ее инструментами и управлять ими.

1.6

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

Экономия времени: наша система автоматизации столовой разработана с основной целью «Экономия времени. Клиент может заказывать еду, и это также эффективно для работников столовой, потому что эта система занимает меньше времени по сравнению с системой на основе телефона или вручную.Никаких осложнений: Основное осложнение для системы автоматизации столовой — добавление продукта или управление разделом продуктов. В нашей системе автоматизации столовой нет сложной детали в управлении секциями; мы очень внимательно отнеслись к этому разделу и устранили все сложности, которые делают эту систему точной и уникальной. Рентабельность: это дешевле. Вам не нужно покупать несколько копий программного обеспечения для установки на несколько компьютеров. Создание нескольких копий часто требует от вас уплаты нескольких лицензионных сборов, но, поскольку вы на самом деле не покупаете какое-либо программное обеспечение с онлайн-системой, это не проблема.Безопасность: онлайн-системы так же безопасны. Большинство программ онлайн-систем автоматизации столовых позволяют создавать несколько учетных записей пользователей с различными уровнями доступа. Ваши данные хранятся на безопасных, защищенных серверах, на которых установлены брандмауэры и другие программы онлайн-безопасности.

1,7

ПЕРСПЕКТИВА ПРОДУКТА

Система будет разработана с использованием PHP, HTML, CSS и других веб-инструментов. Функции продукта Разработанный продукт предоставит пользователю легкий доступ для управления и изменения автоматизации столовой в соответствии с потребностями.Общие ограничения   

Ограничение по стоимости включает заказ дополнительного оборудования для работы новой системы. Нет необходимости обновлять систему безопасности текущего веб-сайта для онлайн-поиска.

Допущения

Стр. | 5

 

Система поддерживает все браузеры. Процессор должен быть как минимум с двойным ядром и может быть любым другим последним и т. Д.

2. ПОЯСНЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ Проблемы, с которыми сталкивается ручная система в столовых, — это эффективность и удовлетворенность клиентов.Заказ в большинстве столовых быстрого питания неприятен покупателям. Клиенты должны выстраиваться в длинные очереди перед размещением заказа, а когда заказ размещен, они должны ждать возле прилавка, пока заказ не будет подготовлен. Другой проблемой является эффективность, которую столовая должна поддерживать в своих стандартных операциях и поддерживать качество своих продуктов и услуг, независимо от того, сколько людей присутствует в столовой, но они должны поддерживать эффективность, а также качество продукта.Однако мы думаем, что существует некоторая проблема, связанная с традиционным способом заказа еды в столовых. Основные проблемы заключаются в следующем 

Устное общение между кассиром и покупателем или, можно сказать, телефонное общение: устное общение между двумя сторонами для размещения заказа и информация о счете также должны приводить к ошибке, значит, ошибка также возникает в понимании того, что человеку хочется сказать и особенно в часы пик в столовых. Когда место очень многолюдно и шумно, недопонимание — обычное дело.Проблема еще больше усугубляется, если кассир и / или покупатели не говорят на родном языке.

Настройка продуктов питания. Возможность настройки продуктов питания была важной бизнес-стратегией в пищевой промышленности со времен кампании McDonald’s «Я люблю это». Настройка продуктов питания обеспечивает некоторую гибкость для клиентов, у которых есть особые запросы (меньше льда для газировки, без солений и т. Д.), И особенно необходима для клиентов, у которых аллергия на некоторые ингредиенты. В настоящее время кассир должен запоминать эти запросы, поскольку существующая система делает это. не поддерживают какие-либо средства записи такого запроса.В результате повар забывает о просьбе или ее не понимают.

Отображение меню: сегодняшняя конкуренция между столовыми с едой побуждает каждую столовую чаще запускать новые элементы в своем меню. Однако меню в большем количестве столовых обычно прикреплено к стене за прилавком, и покупатель не знает об этом новом элементе, потому что меню не обновлено. Кроме того, не все пункты в списке меню имеют графическую иллюстрацию, чтобы помочь клиентам легко принять решение, что они хотят.Отпечаток иногда бывает мелким, поэтому его не видят покупатели. Страница | 6

Стр. | 7

2.1 ТРЕБОВАНИЯ К БИЗНЕСУ: 2.1.1

ТОЧКА ВХОДА Система должна иметь две точки входа:

1) Прямое управление столовой: Прямая точка входа в управление столовой — это место, где менеджер может управлять столовой и обслуживать клиента Запросы. 2) Связывание клиентов: точка входа в систему «Связывание клиентов» — это место, где потенциальный клиент может просмотреть подробную информацию о продуктах и ​​разместить свой заказ.2.1.2

ВЫБОР ТОВАРА

По запросу заказчика оценивается возможность поставки продукта. Запрос клиента выполняется согласно размещенному заказу. 2.1.3

2.2

ОТЧЕТЫ 

Годовые отчеты

Ежемесячные отчеты

Отчеты о продажах

Тенденции клиентов

ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ

Производительность и масштабируемость: Система необходима для масштабирование для поддержки объема транзакций.Веб-страницы должны быть легкими и быстро отображаться.

2.2.1 УДОБСТВО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Веб-формы должны быть понятными и удобными. Мы не хотим, чтобы потенциальные клиенты уходили с сайта, потому что они не понимали формы и находили их громоздкими.

Стр. | 8

3.

ДОКУМЕНТЫ ПО ПРОЕКТУ

3,1

ЦЕЛЬ ПРОЕКТА

Система автоматизации столовой — это система, в которой клиенты заказывают еду и получают еду в столовой без каких-либо задержек, поскольку они могут сразу пойти и забрать то, что они заказали не дожидаясь очереди или времени ожидания.Эта система направлена ​​на ускорение выполнения заказов клиентов и систему заказов клиентов, используемую сотрудниками для принятия заказов клиентов. Цель системы — разработать простое программное обеспечение для автоматизации столовой и внедрить его, которое позже будет использоваться для веб-приложения. Предлагаемая «Система автоматизации столовой» является экономически целесообразной, поскольку 

 3,2

Система требует гораздо меньше временных факторов по сравнению с ручной системой. Система обеспечит быструю и эффективную автоматизированную среду вместо медленной и подверженной ошибкам ручной системы, таким образом сокращение времени и рабочей силы, затрачиваемых на работу системы.Система будет иметь графический интерфейс, и для ее изучения потребуется гораздо меньше обучения пользователей. ЦЕЛЬ

Наша цель — создать платформенно-независимое приложение для ведения базы данных всех заказов, заказанных из различных источников, и всех различных услуг, требуемых каждым из них. Установленные методы автоматизации столовой должны обеспечивать необходимую связь и подотчетность между этими двумя операционными подразделениями, а при правильном управлении повышать эффективность обеих операций.

Регистрация

Заказ

Оплата

Обновление

Выше представлены модули системы автоматизации столовой.

Стр. | 9

4.

ТРЕБОВАНИЯ

4.1

ОСОБЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

4.1.1 ТРЕБОВАНИЯ К ВНЕШНЕМУ ИНТЕРФЕЙСУ Внешняя система должна взять на себя полную ответственность за функции хранения, а также за управление складом и контроль всего склада.Интерфейсы в этом разделе определяются путем документирования: имени и описания каждой схемы, источника или входа, назначения или выхода, диапазонов, точности и допусков, единиц измерения, времени, форматов отображения и организации, а также форматов данных. Пользовательский интерфейс, который необходимо разработать для системы, должен быть удобным и привлекательным. Интерфейс между пользователем и системой будет WIMP (Windows, значки, меню, указатели) с учетом того, что система должна запускаться через веб-браузер.Все операции будут выполняться не по принципу «точка и щелчок», при этом вся навигация будет осуществляться через окна системы, в частности кнопки и меню: Кнопки: кнопка активируется, когда пользователь щелкает левой кнопкой мыши в пределах кнопки. Таким образом, будет выполнено связанное с ним действие. Меню: все операции будут организованы.

4.1.2 ТРЕБОВАНИЯ К ОБОРУДОВАНИЮ Вот что вам нужно для использования системы автоматизации столовой для онлайн-записей: • • • • •

Жесткий диск 20 ГБ 256 МБ ОЗУ Процессор Pentium IV Устройства ввода: клавиатура, мышь Устройства вывода: монитор, принтер

4.1.3 ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ  

Операционная система: Window XP и выше. Браузеры: Chrome или любая другая последняя версия веб-страницы, поддерживающая браузер.

Страница | 10

4.2 Функциональные требования: Пользователям системы автоматизации столовой, а именно клиентам столовой, должны быть предоставлены следующие функции:  Создать учетную запись.  Управлять своей учетной записью.  Войдите в систему.  Навигация по меню столовой.  Выберите элемент в меню.  Настроить параметры для выбранного элемента.  Добавить элемент в их текущий порядок. Просмотрите их текущий порядок.  Удалить элемент / удалить все элементы из текущего порядка.  Предоставьте платежные реквизиты.  Оформить заказ.  Получите подтверждение в виде номера заказа.

Система управления меню Система управления меню будет доступна только сотрудникам столовой и, как следует из названия, позволит им управлять меню, которое отображается для пользователей системы онлайн-заказов. Функции, предоставляемые системой управления меню, предоставляют пользователю возможность с помощью графического интерфейса:  Добавить новую / обновить / удалить категорию продуктов питания в / из меню.

Добавить новый / обновить / удалить элемент питания в / из меню.

Добавить новый / обновить / удалить параметр для данного продукта питания.

Обновить параметры по умолчанию для данного продукта питания.

Обновление дополнительной информации (описание, фото и т. Д.) Для данного продукта питания.

Стр. | 11

Система поиска заказов Из трех компонентов система поиска заказов является самой простой в функциональном отношении. Как и система управления меню, она предназначена для использования только сотрудниками столовой и предоставляет следующие функции: 

Получение новых заказов из базы данных.

Отображение заказов в удобочитаемом графическом виде.

Отметить заявку как обработанную и удалить ее из списка активных заявок.

Характеристики пользовательского интерфейса: Каждый из компонентов системы будет иметь свой собственный уникальный интерфейс. Они описаны ниже.

Система заказов через Интернет. Пользователи системы заказов через Интернет будут взаимодействовать с приложением через ряд простых форм. Каждая категория продуктов питания имеет свою собственную форму, которая представляет собой раскрывающееся меню для выбора того, какой конкретный элемент из категории следует добавить в заказ.Добавление элемента в заказ осуществляется одним нажатием кнопки. Пользователи выбирают, какую категорию продуктов питания они хотят заказать и, следовательно, какую форму следует отображать, с помощью навигации по строке меню — подход, который должен быть знаком большинству пользователей. Аналогичным образом осуществляется ввод сделок по доставке и оплате. Пользователь получает форму и должен заполнить обязательные поля, включая раскрывающиеся и текстовые поля, прежде чем оформить заказ и получить номер подтверждения.

4.3 Нефункциональные требования: Критерии эффективности: 

Время: Прошедшее время между процессом подачи заказа между покупателем и кассиром в столовой должно быть как можно меньше.

Удобный для пользователя:

Страница | 12

Наша система автоматизации столовой должна быть более удобной для пользователей. Пользовательский интерфейс должен быть простым и лаконичным. Поскольку с этим процессом будут взаимодействовать разные типы людей, наш проект должен быть очень простым для понимания.

Гибкость: наш проект должен быть настолько гибким, чтобы в любой момент, когда мы захотим внести в него изменения, это можно было бы легко сделать.

Расширяемость: он должен уметь учитывать такие вариации, как: 1. Другой порядок должен обрабатываться легко. 2. Должен быть вариант наложенного платежа, оплата картой между покупателем и столовой.

5.

Переносимость: наш проект должен быть переносимым на любую платформу и доступным на веб-сайтах легко и с большей скоростью, чем другие.

Повторное использование: все веб-страницы клиентов, которые используются для информации о клиентах, должны легко обрабатываться, чтобы многие клиенты могли очень легко и очень быстро взаимодействовать с нами без какого-либо уничтожения информации.

МЕТОДЫ ДИЗАЙНА Дизайн сайта был выполнен с использованием следующих технологий:  HTML, CSS

5.1

PHP

MySQL

HTML: HYPER TEXT MARKUP LANGUAGE

In computing, Hypertext Язык разметки (HTML) — это язык разметки, предназначенный для создания веб-страниц с гипертекстом и другой информацией, отображаемой в веб-браузере.HTML используется для структурирования информации, обозначающей определенный текст в виде заголовков, абзацев, списков и т. Д., И может использоваться для описания, в некоторой степени, внешнего вида и Page | 13

семантика документа. Грамматическая структура HTML — это HTML DTD, созданный с использованием синтаксиса SGML. Формат документа HTML используется в Интернете. Веб-страницы построены с помощью HTML-тегов (кодов), встроенных в текст. HTML определяет макет страницы, шрифты и графический элемент, а также гипертекстовые ссылки на другие документы в Интернете.Каждая ссылка содержит URL-адрес или адрес веб-страницы, находящейся на том же сервере или любом сервере по всему миру, отсюда «World Wide Web». HTML 2.0 был определен Инженерной группой Интернета (IETF) с базовым набором функций, включая возможность интерактивных форм. В последующих версиях было добавлено больше функций, таких как мигающий текст, настраиваемый фон и оглавление. Однако каждая новая версия требует согласования используемых тегов, и браузеры должны быть изменены для реализации этих тегов. HTML — это язык разметки (ML в HTML), который использует фиксированный набор тегов разметки.Язык разметки также можно рассматривать как «язык представления», но это не язык программирования. Вы не можете «если это — сделайте то», как в Java, JavaScript или C ++. Однако для того, чтобы сделать страницы интерактивными, программный код может быть встроен в HTML-страницу. Например, для этой цели на веб-страницах (HTML-страницах) широко используется JavaScript. HTML был задуман как простой язык разметки для визуализации исследовательских документов. Никто не предполагал, что веб-страницы превратятся в мультимедийные феерии.HTML-страницы были переработаны, переработаны и расширены до полноценных приложений. В результате исходный код современных веб-страниц часто представляет собой отвратительную смесь тегов и сценариев.

CSS: КАСКАДНЫЕ ТАБЛИЦЫ СТИЛЕЙ

Каскадные таблицы стилей (CSS) — это язык таблиц стилей, используемый для описания внешнего вида и форматирования документа, написанного на языке разметки. Хотя этот язык чаще всего используется для изменения стиля веб-страниц и пользовательских интерфейсов, написанных на HTML и XHTML, его можно применять к любому типу XML-документа, включая простой XML, SVG и XUL.Наряду с HTML и JavaScript, CSS является краеугольной технологией, используемой большинством веб-сайтов для создания визуально привлекательных веб-страниц, пользовательских интерфейсов для веб-приложений и пользовательских интерфейсов для многих мобильных приложений. [1] 5.2 PHP PHP — это язык сценариев на стороне сервера, предназначенный для веб-разработки, но также используемый как язык программирования общего назначения. По состоянию на январь 2013 года PHP был установлен на более чем 240 миллионах веб-сайтов (39% из отобранных) и 2,1 миллионах веб-серверов.2 Первоначально созданная Расмусом Лердорфом в 1994 году эталонная реализация PHP (работающая на движке Zend Engine) в настоящее время произведенный PHP Group.Первоначально PHP означал персональную домашнюю страницу, теперь это означает PHP: препроцессор гипертекста, который является рекурсивным бэкронимом. Страница | 14

Код PHP можно просто смешать с кодом HTML или использовать в сочетании с различными механизмами создания шаблонов и веб-фреймворками. Код PHP обычно обрабатывается интерпретатором PHP, который обычно реализуется как собственный модульный исполняемый файл интерфейса общего шлюза (CGI) веб-сервера. После того, как PHP-код интерпретирован и выполнен, веб-сервер отправляет результат своему клиенту, обычно в форме части сгенерированной веб-страницы — например, PHP-код может генерировать HTML-код веб-страницы, изображение или некоторые другие данные. .PHP также эволюционировал, чтобы включить возможность интерфейса командной строки (CLI) и может использоваться в автономных графических приложениях.

5,3

MySQL Современные веб-сайты, похоже, все больше и больше полагаются на сложные системы баз данных. Эти системы хранят все свои критические данные и в некоторых случаях упрощают обслуживание. Язык структурированных запросов (SQL) — очень популярный язык баз данных, и его стандартизация упрощает хранение, обновление и доступ к данным. Один из самых мощных SQL-серверов называется MySQL, и, как ни странно, он бесплатный.Некоторые из функций MySQL включают в себя: Обрабатывает большие базы данных с более чем 50 000 000 записей. Никаких утечек памяти. Протестировано коммерческим детектором утечки памяти (очистить). Система привилегий и паролей, которая очень гибкая и безопасная, позволяющая проводить проверку на уровне хоста. Пароли защищены, поскольку весь парольный трафик при подключении к серверу зашифрован.

6. ЯРУСНАЯ АРХИТЕКТУРА. Различные классы, полученные из диаграммы бизнес-классов, подразделяются на следующие категории: Форма проекта

Уровень приложения или представления

Класс

Бизнес-уровень или логический уровень

Класс

Уровень данных или уровень доступа к данным

Трехуровневая архитектура состоит из трех уровней: Уровень презентации — веб-сайт или приложение Windows Forms называется уровнем презентации.Уровень представления является наиболее важным просто потому, что его все видят и используют. Даже при хорошо структурированном уровне бизнеса и данных, если уровень представления плохо спроектирован, это дает пользователям плохое представление о системе. Уровень представления — это форма, в которой мы проектируем элементы управления, такие как текстовое поле, метки, командные кнопки и т. Д. Страница | 15

Бизнес-уровень. Хотя веб-сайт может напрямую взаимодействовать с уровнем доступа к данным, он обычно проходит через другой уровень, называемый бизнес-уровнем.Этот уровень представляет собой класс, который мы используем для написания функции, которая работает как посредник для передачи данных из уровня данных уровня приложения или уровня представления. В трехуровневой архитектуре мы никогда не позволяем уровню доступа к данным взаимодействовать с уровнем представления. Этот уровень также является классом, в котором мы объявляем переменную, соответствующую полям базы данных, которые могут потребоваться для приложения, и делаем свойства так, чтобы мы могли получать или устанавливать данные, используя эти свойства в переменных.Эти свойства являются общедоступными, поэтому мы можем получить доступ к их значениям. Одна из лучших причин для повторного использования логики заключается в том, что приложения, начинающие с малого, обычно расширяются в функциональности. Например, компания начинает разрабатывать веб-сайт и, осознавая потребности своего бизнеса, позже решает добавить интеллектуальное клиентское приложение и службу Windows в дополнение к веб-сайту. Бизнес-уровень помогает переместить логику на центральный уровень для «максимального повторного использования». Бизнес-уровень был представлен с двумя ролями: • клиентское приложение • серверный компонент. Пример бизнес-уровня. Бизнес-уровень имеет функции, функции которого берут параметры из примера, приведенного на уровне представления.Когда пользователь вводит значения данных, на бизнес-уровне вызываются соответствующие функции, которые затем передаются через уровень данных, где вызываются соответствующие процедуры и данные обновляются. Бизнес-уровень — это класс, в котором мы пишем функции, которые получают данные из уровня приложения и проходят через уровень доступа к данным. Уровень данных. Ключевым компонентом большинства приложений являются данные. Данные должны каким-то образом подаваться на уровень представления. Уровень данных — это отдельный компонент, единственная цель которого — обслуживать данные из базы данных и возвращать их вызывающей стороне.Этот уровень также является классом, который мы используем для получения или установки данных в базу данных туда и обратно. Этот слой взаимодействует только с базой данных. Мы пишем запросы к базе данных или используем хранимые процедуры для доступа к данным из базы данных или для выполнения каких-либо операций с базой данных. ПРЕИМУЩЕСТВО ТРЕХУРОВНЕВОЙ АРХИТЕКТУРЫ 

Клиент-серверная архитектура является двухуровневой архитектурой, поскольку клиент не различает уровень представления и уровень бизнеса.

Возрастающие требования к элементам управления с графическим интерфейсом пользователя вызвали трудности с управлением смесью исходного кода от графического интерфейса пользователя и бизнес-логики.

Стр. | 16

Кроме того, клиент-серверная архитектура недостаточно поддерживает управление изменениями. Предположим, что правительство увеличивает ставку налога на развлечения с 4% до 8%, тогда в случае клиент-сервер мы должны отправлять обновление каждому клиенту, и они должны обновляться синхронно в определенное время, в противном случае мы можем сохранить недействительные или неверная информация.

Архитектура клиент-сервер также является бременем для сетевого трафика и ресурсов.Предположим, что около пятисот клиентов работают на сервере данных, тогда у нас будет пятьсот ODBC-соединений и несколько наборов неумелых записей, которые необходимо передать с сервера клиентам.

Эта категоризация приложения делает функцию более простой для повторного использования, и становится слишком легко найти функции, которые были написаны ранее. Если программист хочет произвести дальнейшее обновление в приложении, он легко поймет ранее написанный код и сможет легко обновить его.

НЕДОСТАТКИ    

Повышение сложности / усилий Сложнее построить трехуровневую архитектуру, а не двухуровневую. Количество точек связи увеличено вдвое. Инструменты обслуживания в настоящее время не подходят для обслуживания серверных библиотек.

7.

МОДЕЛЬ ПРОГРАММНОГО ПРОЦЕССА

7.1

Почему не эволюционные модели?

Эти модели лучше всего подходят для нечетких требований. Эти модели лучше всего подходят для систем, требования к которым постоянно меняются.Но для нашей системы требования кристально ясны, поэтому принять какую-либо из эволюционных моделей невозможно.

7.2 Почему не модель Waterfall? Модель водопада

может быть принята, потому что в нашем случае требования известны

Страница | 17

заранее, но есть некоторые ограничения модели водопада, из-за которых невозможно принять:  

Отсутствие параллельности работы.

Занимает много времени 7,3

Почему инкрементальная модель RAD?

Инкрементная модель рекомендуется там, где требования ясны и время разработки меньше.Отличительной особенностью инкрементальной модели является то, что каждый модуль может быть завершен и выпущен по мере возникновения потребности из-за нехватки времени. Как и в нашей системе, многие модули не связаны между собой, поэтому их можно выпускать изолированно. Таким образом, пользователь может получить представление об этих модулях и дать свой отзыв, который может быть использован для того, чтобы сделать программное обеспечение более удобным для пользователя и в соответствии с требованиями пользователя. Мало того, что крайний срок, установленный для этого проекта, составляет 3 месяца, и нам нужна модель высокой адаптации, и мы снова будем концентрироваться на параллелизме, потому что наша команда будет работать над другим модулем одновременно.Кроме того, мы будем использовать новейшие инструменты, такие как Visio, Project Manager, в результате чего мы сможем работать намного быстрее. Итак, изучив все эти требования, мы пришли к выводу, что модель инкрементального RAD лучше всего подходит для нашей системы, поскольку она позволяет команде разработчиков создать полностью функциональную систему за очень короткий период времени. 7,4

Наблюдение

Мы заметили, что наша система, которая представляет собой систему автоматизации столовой, будет огромной помощью для клиента, поскольку в настоящее время все делается вручную, что приводит к большим затратам времени, подвержено ошибкам, а также увеличивает экономическое бремя в форма оплаты, не оплачиваемая покупателями.К тому же такая ручная система управления столовой довольно неструктурирована. Наша система будет эффективной, точной и простой в использовании. 7.5

Определение осуществимости проекта

Технико-экономическое обоснование не является полноценным исследованием системы. Скорее, технико-экономическое обоснование используется для сбора обширных данных, чтобы принять решение о том, продолжать ли исследование системы. Осуществимость системного проекта оценивается по трем основным направлениям: 

Экономически

Технически

Оперативно Страница | 18

Экономическая осуществимость Организация оценила стоимость программного и аппаратного обеспечения, необходимого для системы, включая хранение данных.Ожидаемые выгоды от системы изучаются для оценки снижения затрат благодаря новой системе. Техническая осуществимость: Организация продемонстрировала готовность приобрести все аппаратные и программные инструменты, которые мы рекомендуем для успешного внедрения системы. Следовательно, технически ограничений на развитие системы нет. Таким образом, проект технически осуществим. Операционная осуществимость: Операционная осуществимость зависит от людей, которые будут использовать программное обеспечение, когда оно будет готово и установлено для использования.Программа будет иметь удобный интерфейс, который будет намного удобнее, чем текущая ручная процедура. Таким образом, проект осуществим с практической точки зрения.

8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ 8.1

Диаграмма вариантов использования

Сценарий использования — это описание того, как конечные пользователи будут использовать программный код. Он описывает задачу или серию задач, которые пользователи будут выполнять с помощью программного обеспечения, и включает ответы программного обеспечения на действия пользователя.

Стр. | 19

Рис. 1.1 Пример использования для входа в систему Страница

Страница | 20

Фиг.1.2 Схема сценариев использования для регистрации

Стр. | 21

Рис. 1.3 Пример использования для заказа, оплаты и обновления

8.2

Страница диаграммы классов | 22

В унифицированном языке моделирования (UML) диаграмма классов — это тип статической структурной диаграммы, которая описывает структуру системы, показывая классы системы, их атрибуты и отношения между классами.

Рис. 2.1 Схема классов входа в систему Страница

Страница | 23

Фиг.2.2 Схема классов для регистрации

Страница | 24

Рис. 2.3 Схема классов заказа и обновления

Страница | 25

Рис. 2.4 Схема классов для оплаты

Страница | 26

8.3

Диаграмма последовательности:

Диаграмма последовательности в Unified Modeling Language (UML) — это своего рода диаграмма взаимодействия, которая показывает, как процессы взаимодействуют друг с другом и в каком порядке. Это конструкция диаграммы последовательности сообщений. Диаграммы последовательностей иногда называют диаграммами событий, сценариями событий и временными диаграммами.

Рис. 3.1 Последовательность входа в систему

Страница | 27

Рис. 3.2 Схема последовательности действий при регистрации

Страница | 28

Рис. 3.3 Схема платежа

Страница | 29

Рис. 3.4 Схема последовательности размещения заказа

Рис. 3.5 Схема последовательности обновления страницы меню | 30

8.4 ДИАГРАММА ER

Диаграмма «сущность-связь» (ER) — это специализированная графика, которая иллюстрирует взаимосвязи между сущностями в базе данных.На диаграммах ER часто используются символы для представления трех различных типов информации. Для представления символов, используемых в диаграмме «сущность-связь», обычно используются следующие поля:

Представляет сущность данных. Представьте соединение Администратор Соедините два объекта или отношение Один к одному. Представьте отношения. сущности. Ромбы обычно используются для обозначения отношений, а овалы — для обозначения атрибутов.

Стр. | 31

Рис. 4.1

Страница | 32

8.5 ДИАГРАММА ПОТОКА ДАННЫХ

Уровень 0 DFD I / P Admin

Система автоматизации столовой

O / P Проверка колледжа

Система автоматизации столовой

I / P владельца столовой

O / P

Система автоматизации столовой

Клиентская документация

Техническая столовая

Размещение заказа O / P

Рис. 5.1

Страница | 33

УРОВЕНЬ 1 DFD

Клиент Новый пользователь

Меню I / P1

Выход клиента

Подтверждение размещения заказа

Клиент

Клиент

Форма регистрации информации о клиенте

Существующее меню пользователя2 en

Отзыв

Сделать платеж Verify

OK

Customer Verify

OK

Заказ размещен

Принято / отклонено

Клиент

Платеж выполнен

OK Отзыв

Дисплей клиента

Клиент

Дисплей

Рис.5.2

Владелец столовой института

I / P

Новый институт

Принято / отклонено

Страница информации об институте | 34

Регистрационная форма

Меню1 Существующий институт Меню2 en

Выйти из обслуживания счетов Институт

Меню обновления Проверить

Проверить

Управляемый аккаунт Управляемый

Обновить меню списка действий Проверить

OK

OK

OK

Меню

Обновлено меню

Институт

Список обновлен

Меню

Меню

Дисплей

Меню дисплея1 en

I / P

Admin

Verifying Institute

Удаление института Verify

Verify OK

Institute Колледж подтвержден ОК

Институт

Колледж исключен

Институт

Институт Дисплей

Дисплей

9.ТАБЛИЦЫ БАЗ ДАННЫХ Некоторые сокращения перечислены ниже  PK — страница первичного ключа | 35

      

FK — Внешний ключ NN — Не нулевой (обязательно) UC — Уникальное ограничение SLT — Одна строка текста MLT — Несколько строк текста PG — Человек или группа Да / Нет (флажок ) — Да / Нет

9.1 CUSTOMER Название таблицы Описание Первичные ключи

Customer Эта таблица будет содержать личную информацию о клиенте, который размещает заказ в столовой. Cust_Id

Имя поля Cust_Id Имя Фамилия Идентификатор электронной почты Имя пользователя Пароль Номер мобильного телефона

Тип данных Int varchar (50) varchar (50) varchar (50) varchar (50) varchar (25) varchar (10)

Адрес Город Штат Страна Почтовый индекс

varchar (100) varchar (20) varchar (20) varchar (50) varchar (8)

Ограничения PK NN NN NN NN

Комментарии

Должен содержать 8 символов Это может быть дом или ячейка, должно занимать более одного и разрешать числа + текст, например Home-408888-3333, ячейка -408-888-9999

Таблица 1.1

9.2 Имя таблицы ADMIN Описание Первичные ключи Внешние ключи

Администратор Эта таблица будет содержать личную информацию администратора, который проверяет регистрацию в колледже.Admin_Id College_Id

Страница | 36

Имя поля Admin_Id College_Id Имя Фамилия EmailId Имя пользователя Пароль Мобильный номер Адрес Город Штат Страна Почтовый индекс

Тип данных Int Int varchar (50) varchar (50) varchar (50) varchar (50) varchar (25) varchar (10) varchar (100) varchar (20) varchar (20) varchar (50) varchar (8)

Ограничения PK FK NN NN NN NN

Комментарии

Должен содержать 8 символов Это может быть дом или ячейка

Таблица 1.2 9.3 CANTEEN ВЛАДЕЛЕЦ Имя таблицы Описание

Владелец столовой Эта таблица будет содержать личную информацию владельца столовой.

Первичные ключи Внешние ключи

College_Id Cust_Id, Order_Id, Item_No

Имя поля College_Id Cust_Id Order_Id Item_Id FirstName LastName EmailId UserName Password Mobile No. Address City State Country Zipcode

Data type Int Int Int Int varchar (50) ) varchar (50) varchar (50) varchar (25) varchar (10) varchar (100) varchar (20) varchar (20) varchar (50) varchar (8)

Ограничения PK FK FK FK NN NN NN NN

Комментарии

Должен содержать 8 символов Это может быть дом или ячейка

Таблица 1.3 9.4 МЕНЮ Таблица Название Описание

Меню Эта таблица будет содержать все детали карты меню.

Первичные ключи Внешние ключи

Item_Id College_Id, Cust_Id, Order_Id

Страница | 37

Имя поля Item_Id College_Id Order_Id Item_Id Cust_Id ItemName Quantity

Тип данных Int Int Int Int Int varchar (50) Int

Ограничения PK FK FK FK FK NN NN

Комментарии

Таблица 1.4 9.5 ORDER 9000 Название таблицы Описание

9.5 Имя таблицы ORDER7 Заказ Эта таблица будет содержать подробную информацию о Заказе, который делает заказчик.

Первичные ключи Внешние ключи

Order_Id College_Id, Cust_Id, Bill_Id, Item_Id

Имя поля Order_Id Item_Id College_Id Bill_Id Item_Id Cust_Id

Тип данных Int Int Int. Таблица 1.5 9.6 Таблица PAYMENT Название Описание

Payment Эта таблица будет содержать детали платежа, произведенного клиентом.

Первичные ключи Внешние ключи Имя поля Bill_Id College_Id Order_Id Item_Id Cust_Id Payment_mode Сумма Credit / Debit_card_no

Bill_Id College_Id, Cust_Id, Order_Id, Item_Id Тип данных Ограничения Комментарии Int PK Int Int FK Int FKN NN

Таблица 1.6

БИБЛИОГРАФИЯ

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ 1.) Линн Бейли и Майкл Моррисон (2008). Сначала возглавьте PHP и MySQL 2.) Робин Никсон (2010). Изучение PHP, MySQL, JavaScript и CSS Страница | 38

3.) Ян Соммервилл (2010). Разработка программного обеспечения

СПРАВОЧНИК ВЕБ-САЙТА www.google.com www.tutorialpoint.com www.w3schools.com

Стр. | 39

.
Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *