Universita di Pisa. Sistema di back end di un porto

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1 Universita di Pisa Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria Informatica per la Gestione d Azienda Progetto di Tecnologie Informatiche per la Gestione Aziendale Sistema di back end di un porto Autori: Nigi Fabio Sucameli Giuseppe

2 Introduzione Propositi Questo documento si propone di accompagnare e integrare il sistema software fornendo una descrizione a diversi livelli di dettaglio del sistema stesso. Tale documento, infatti, è rivolto a diverse categorie di lettori e ognuna di queste può trarre l'appropriato livello d informazioni in merito al sistema. L'utente del sistema software potrà acquisire una panoramica sulle funzionalità offerte, una descrizione sufficiente per apprendere l'utilizzo del software e un insieme di potenzialità e limiti dello stesso. Il lettore che intende acquisire una conoscenza più dettagliata del sistema software, della sua architettura, implementazione e delle scelte di progetto, troverà in questo documento un opportuno livello di dettaglio, che consentirà, sia di poter semplicemente riutilizzare e sviluppare, sia di modificare e integrare singoli moduli oppure il sistema nel suo complesso. System Requirement Specification Quanto segue è una descrizione approfondita del sistema software in questione. Dopo un introduzione generale al prodotto segue una panoramica delle funzionalità previste che viene ampliata in dettaglio nei paragrafi successivi. Segue poi un analisi del design strutturale del sistema e dei suoi componenti. In appendice sono riportati documenti utili alla comprensione del sistema dal punto di vista dell'utente, del progettista e dello sviluppatore.

3 Panoramica Generale Specifica del cliente: Una darsena portuale utilizza un sistema informatico con tecnologia RFID per la gestione delle attività. Tale sistema tiene traccia delle merci presenti nei container in attesa di essere inviate ai centri di distribuzione. La darsena è costituita da uno spazio che può ospitare al più mille container e un magazzino che può contenere 3000 unità di merce sfusa. Si supponga che un container può alloggiare al più 50 unità della stessa merce. Nel porto possono attraccare tre tipi di nave diverse, con le seguenti caratteristiche: Cargo, che trasporta al più 10 container, e non più di 50 unità di merce sfusa di diverso tipo; Portacontainer, che trasporta al più 50 container e nessuna merce sfusa; Mercantile che trasporta al più 100 unità di merce sfusa di diversi tipi senza che per ogni tipo possano esserci più di 49 unità. Una sola nave alla volta può attraccare nel porto, le altre in attesa rimangono al largo aspettando che la nave attualmente in scarico concluda le operazioni. Nella postazione di scarico sono presenti dei lettori RFID che tracciano tutti i container e le merci sfuse aggiungendole al database della darsena. In relazione allo spazio disponibile nella darsena, se vi sono navi in attesa, il responsabile della darsena seleziona la nave che è sicuro di poter scaricare completamente. Se ad esempio sono rimasti 5 posti per i container e il magazzino è vuoto a metà il responsabile selezionerà solo i mercantili, anche se vi è un Cargo in attesa con 5 container (si suppone che il responsabile non conosca quello che realmente è presente su ogni nave in attesa, ma solo i massimali che può trasportare ogni tipologia di nave). All interno della darsena vi lavorano 3 operai e 15 motrici che compiono le seguenti operazioni: Le motrici selezionano un container, dando priorità ai container che alloggiano più merce, e lo trasportano al centro di distribuzione; appena varcano il cancello un sensore RFID individua il container e lo elimina dal database; solo una motrice alla volta può varcare il cancello; le motrici partono ogni 10 secondi più un tempo random compreso fra 10 e 20, per arrivare al

4 centro di distribuzione e ritornare scarichi impiegano 30 sec. Gli operai cercano di riempire i container utilizzando la merce in magazzino o svuotando un container per caricarne completamente un altro. Nel caso nella darsena vi sono dei container vuoti un operaio seleziona la merce che è presente nel magazzino con più quantità e la mette nel container vuoto. Ogni operaio impiega tra i 15 e i 30 secondi per completare un operazione di carico. Alla fine di ogni operazione di carico viene aggiornato lo stato del database della darsena. Due operai non posso lavorare sullo stesso container. Nel caso non vi sia lavoro che possono eseguire gli operai rimangono in attesa. Nella darsena arrivano 20 tipi di merce diversa. Le navi vengono generate casualmente, sia il tipo che il carico(rispettando i vincoli), ogni 20 secondi, una volta scaricate non vengono più considerate dal sistema. Al largo possono sostare al più 10 navi. Realizzare il progetto utilizzando java SE e un database MySQL. Glossario: TERMINE Darsena DESCRIZIONE Rappresenta il sistema da gestire sinonimi: Porto Merce Conteiners Nave Cargo Portacontainer Mercantile Responsabile Motrice Insieme di merci sfuse di uno stesso tipo Contenitore di merci di un dato tipo Può essere di diversi tipi e arriva al porto con un certo carico che deve essere scaricato Tipo di nave che può trasportare sia conteiner che merci sfuse Tipo di nave che può trasportare soltanto conteiner Tipo di nave che può trasportare soltanto merci Seleziona tra le navi in attesa la nave da scaricare in base allo spazio nella darsena Selezionano e spostano i conteiner dallo spazio conteiner

5 Operaio Magazzino Spazio Conteiner Riempie i conteiner nello spazio conteiner tramite la merce in magazzino o tramite altri conteiner Spazio riservato al deposito di merci sfuse Spazio riservato al deposito dei conteiner Requisiti: requisiti funzionali Per quanto riguarda i requisiti non funzionali, in accordo alla natura dell applicazione, ci si è maggiormente focalizzati su: Sicurezza o Il sistema deve impedire gli accessi non autorizzati. Affidabilità o Il sistema dovrà garantire la consistenza e la persistenza dei dati anche in presenza di malfunzionamenti. Manutenibilità o Il sistema potrà essere facilmente modificabile o estensibile in accordo all evoluzione dei requisiti. Efficienza o Il sistema dovrà garantire determinate prestazioni essenzialmente legate al tempo di risposta, sebbene vi siano dei vincoli temporali non particolarmente stretti.

6 Analisi e Progettazione Database: Il programma dovrà interfacciarsi con il database per salvare e recuperare i dati relativi allo stato dei conteiner e del magazzino. Il DBMS prescelto, come richiesto dalle specifiche anche per le sue caratteristiche di affidabilità e robustezza, è MySQL. Abbiamo preferito integrare nel codice tutto il sottosistema di creazione del database e delle tabelle, prestando cura particolare alla gestione delle eccezioni onde evitare di doversi interfacciare al database tramite riga di comando e aumentare il valore del prodotto in termini di usabilità e diminuire i tempi di installazione. In particolare avevamo in principio pensato di sviluppare un oggetto che facesse il mapping delle classi tramite riflessione (sullo stile di ciò che realizza Hibernate), rendendoci conto tuttavia che ciò è conveniente realizzarlo nel caso il progetto preveda di mappare su database un numero cospicuo di classi. Poiché il nostro progetto prevede di mappare sul database solo 2 classi, Goods e Conteiner (ovvero Merci e Conteiner), e poiché inoltre quello che ci apprestiamo a relizzare è un progetto a se stante, per il quale non sono previste successive modifiche, siamo convenuti che realizzare un tool del genere o comunque utilizzare Hibernate avrebbe richiesto uno sforzo maggiore di scrivere le query che realizzano le medesime funzioni. Tabelle: Le due tabelle da realizzare, come già detto sopra, sono: 1. Goods, mantiene lo stato del magazzino della darsena memorizzando tipo e quantità di ogni merce 2. Conteiner, mantiene lo stato dei conteiners nella darsena memorizzando la quantità e il tipo di merce contenuta in ogni conteiner

7 Secondo quanto scritto nelle specifiche, le merci possono essere di più tipi, ma una volta inserita in magazzino la merce è indistinguibile se non per il tipo. Per questo motivo essa verrà memorizzata utilizzando come chiave proprio il tipo di merce. La tabella Goods è così definita: CAMPO TIPO INFO DESCRIZIONE type INT Chiave primaria Tipo della merce quantity INT Quantità della merce Secondo quanto scritto nelle specifiche un conteiner è un contenitore di merci di un determinato tipo. Ogni conteiner deve essere individuabile all'interno della darsena, per cui deve contenere un campo univoco denominato id. La tabella Conteiner è così definita: CAMPO TIPO INFO DESCRIZIONE id INT Chiave primaria Identificativo del conteiner type INT Tipo della merce quantity INT Quantità della merce Thread: Il programma dovrà essere realizzato in modo da funzionare in multithread per permettere la gestione concorrente della darsena da parte del gestore, delle motrici e degli operai. Questo vuol dire anche prestare la massima attenzione alla consistenza dei dati relativi allo stato della darsena, cioè sia quelli relativi alla coda delle navi in attesa, sia quelli relativi al magazzino, sia quelli relativi ai conteiner. Si è scelto altresì di utilizzare un ulteriore thread che realizzi la generazione casuale delle navi e simuli il loro arrivo nella darsena.