Реализация базы данных, характеризующей потребление питательных веществ сельскохозяйственными животными, в реляционной модели

Для доступа к SVN-репозиторию в среду разработки STS были интегрированы библиотеки SVN-клиента (Subversive), выпускаемого под лицензией EPL v1.0.

Для сборки проекта был использован инструмент Maven (Apache License Version 2.0), позволяющий осуществлять поддержание зависимостей проекта и различных вариантов его сборки (компиляция, тестирование, упаковка, развертывание).

Для запуска и отладки приложения был использован контейнер сервлетов -Tomcat, выпускаемый под лицензией Apache License Version 2.0. Использование веб-сервера Tomcat позволило обеспечить запуск web-приложений (сервлетов), обмен данными между сервлетом и клиентами, идентификацию и авторизацию клиентов, организацию сессии для каждого из них.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Астапов, В. А. Изучение особенностей использования СУБД firebird в операционной системе linux ubuntu для автоматизации расчета рационов кормления сельскохозяйственных животных/ В. А. Астапов, Д. E. Белов// Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. -2014. - Т. 2. - № 7. - С. 463-468.

2. Белов, Д. E. Разработка модуля генерации отчетности, позволяющего экспортировать данные в форматы pdf, xls, doc / Д. E. Белов, А. Ф. Шалин, И. М. Кузнецов, М. В. Макеев // Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. - 2013. - Т. 2. - № 6 (1) . - С. 315-325.

3. Белов, Д. E. Технологии разработки систем управления информацией с открытым исходным кодом, про-блемы внедрения в животноводстве России / Д. E. Белов, В. В. Абонеев, А. Ф. Шалин // Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. - 2011. -Т. 1. - № 4-1. - С. 96-100.

4. Шалин, А. Ф. Перспективы разработки модуля зоотехнического и ветеринарного учета для информаци-он-но-вычислительной системы мониторинга овцеводства и козоводства/ А. Ф. Шалин, В. А. Астапов, А. E. Мищенко, С. М. Шишкин, А. Т. Грушко// Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. - 2015. - Т. 1. - № 8. - С. 649-652.

5. Шалин, А. Ф. Применение различных типов rfid-меток для идентификации определенных видов животных/ А. Ф. Шалин, А. E. Мищенко, В. А. Астапов, А. Т. Грушко// Сборник научных трудов Всероссийского на-уч-но-исследовательского института овцеводства и козоводства. - 2015. - Т. 1. - № 8. - С. 645-649.

6. 12. Eclipse Foundation // Eclipse Public License - v 1.0: [сайт] / URL: https://www.eclipse.org/legal/epl-v10.html

7. Free Software Foundation // Explaining Why We Don't Endorse Other Systems: [сайт] / URL: http://www.gnu. org/distros/common-distros.en.html

8. Free Software Foundation // Free GNU Linux distributions: [сайт] / URL: http://www.gnu.org/distros/free-distros. en.html

9. GNU/Linux Software in the Public Interest, Inc. // Debian: [сайт] / URL: https://www.debian.org/index.ru.html

10. MySvn.ru - хостинг // SVN & Trac: [сайт] / URL: http://www.mysvn.ru

11. Novell, Inc. / openSUSE: [сайт] // URL: https://ru.opensuse.org

12. OpenJDK // JDK 8 Debian, Ubuntu, etc.: [сайт] / URL: http://openjdk.java.net/install/index.html

13. Pivotal Software // Spring Framework: [сайт] / URL: http://projects.spring.io/spring-framework

14. Red Hat, Inc. / Fedora: [сайт] // URL: https://getfedora.org/ru

15. Red Hat, Inc. / Red Hat Enterprise Linux: [сайт] // URL: http://www.redhat.com/en/technologies/linux-platforms/ enterprise-linux

16. The CentOS Project // CentOS: [сайт] / URL: https://www.centos.org

17. The Trisquel Project // Trisquel GNU Linux: [сайт] / URL: http://trisquel.info

18. VirtualBox // Technical documentation: [сайт] / URL: https://www.virtualbox.org/wiki/GPL

19. Zorin OS // Zorin OS: [сайт] // URL: http://zorinos.com

УДК 004.3

РЕАЛИЗАЦИЯ БАЗЫ ДАННЫХ,

ХАРАКТЕРИЗУЮЩЕЙ

ПОТРЕБЛЕНИЕ

ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ

ЖИВОТНЫМИ, В РЕЛЯЦИОННОЙ

МОДЕЛИ

UDC 004.3

THE IMPLEMENTATION OF THE DATABASE, WHICH CHARACTERIZES NUTRIENT INTAKE OF FARM ANIMALS, IN THE RELATIONAL MODEL

Д.Е. Белов, А.Ф. Шалин, А. Е. Мищен- Belov D.E., Shalin A.F., Mischenko А.Е., ко, А.Т. Грушко, П.И. Кучеров Grushko A.T., Kucherov P.I.

Федеральное государственное бюд- Federal State Budgetary Scientific Insti-жетное научное учреждение «Всерос- tution "All-Russian Research Institute for сийский научно-исследовательский Sheep and Goat Breeding" институт овцеводства и козоводства» Narvysh L.V.

Нарвыш Л.В. Stavropol branch of Federal State Bud-

Ставропольский филиал федераль- getary Educational Institution of Higher ного государственного бюджетного об- Education "Moscow Pedagogical State разовательного учреждения высшего University" образования «Московский педагогический государственный университет»

a.shalin@cloudinfosys.ru Одним из наиболее важных элемен- One of the most important elements of тов программного обеспечения, осно- the software based on the interaction with ванного на взаимодействии с базами databases, is the structure of the elements данных, является структура хранения storage in the relational model. Correctly элементов в реляционной модели. organized structure of the entity relation Правильно организованная структура ensures high system performance. This отношения сущностей позволяет обе- article describes the development of спечить высокую производительность the relational database model intended системы. В данной статье описана for later use in the automation of the разработка реляционной модели базы calculation of rations. данных, предназначенной для дальнейшего использования в автоматизации процесса составления рационов.

Ключевые слова: реляционная мо- Key words: relational model, databases, дель, базы данных, кормление сель- feeding of farm animals, nutrient скохозяйственных животных, нормы requirements, ration кормления, рацион

Проведенные исследования позволили сформировать, накопить и проанализировать массивы данных, характеризующие как питательную ценность кормов, входящих в состав рациона, так и суточные нормы потребления этих веществ различными видами и половозрастными группами сельскохозяйственных животных. А именно, были сформированы нормы потребления питательных веществ для следующих видов животных: крупного рогатого скота молочного направления продуктивности; крупного рогатого скота мясного направления; свиней и овец. При этом было установлено, что для различных видов животных составление рациона должно осуществляться по разным питательным веществам и/или кормовым факторам. Следует отметить, что в настоящей работе под кормовыми факторами понимаются как питательные вещества рациона, а именно: белки, жиры, углеводы, различные микро- и макроэлементы, - так и показатели, определяющие энергетическую питательность и влажность корма. Отсюда следует, что оптимизация рационов есть изменение количества кормов, входящих в состав рациона, для достижения суточной нормы потребления питательных веществ. Опираясь на вышеизложенное, мы разработали реляционная модель базы данных [1,6].

Рассмотрим основные таблицы данной реляционной модели более подробно. Одной из основных таблиц данной модели является S_GROUP (половозрастные

группы животных для расчета рационов), которая служит для хранения информации о видах животных и половозрастных группах. Данная таблица представлена пятью полями. Однако учитывая то, что поля Т1 и Т2 используются только при отладке программного кода, интерес представляют только поля ID, TOP_ID, NAME.

Поле ID используется как суррогатный первичный ключ, оно представлено целочисленным типом данных INTEGER и используется в виде счетчика с шагом +1 при добавлении каждой новой записи. Поле NAME содержит информацию о названии видов животных и половозрастных групп. TOP_ID является внешним ключом, который позволяет установить, к какому виду животных относится та или иная половозрастная группа.

Таблица ANIMAL_RELATION (параметры продуктивности различных групп животных) предназначена для связи половозрастных групп животных с параметрами продуктивности. Данная таблица содержит 937 записей параметров продуктивности для различных групп животных. Каждая запись состоит из комбинации различных параметров продуктивности и используется для определения потребности животных в питательных веществах.

В зависимости от половозрастной группы и параметров продуктивности животных формируется норма потребления питательных веществ, в более широком понимании - кормовых факторов [2,5].

В таблице KORM_FACTOR (кормовой фактор) содержится информация о параметрах кормов и дополнительном параметре - «Стоимость», который не является показателем питательности корма, однако оказывает существенное влияние на экономическую эффективность производства продукции животноводства.

При этом, учитывая, что для различных видов животных используются неодинаковые кормовые факторы для расчета рационов, была организована ссылочная зависимость кормовых факторов с нормами потребления и кормами, используемыми при составлении рационов.

Для организации ссылочной связи кормовых факторов - KORM_FACTOR c кормами - KOREM_LIST, нормами потребления питательных веществ - NORM_VALUE, продуктивностью - ANIMAL_RELATION и группами животных - S_GROUP были разработаны две промежуточные таблицы: KORM_FACTOR_S_GROUP и KORM_ FACTOR_VALUE, которые позволили связать данные в отношении «многие-ко-мно-гим» (рисунок). Таблицы KORM_FACTOR_VALUE и NORM_VALUE стали наиболее массивными в базе данных, количество записей в них составляет 12980 и 24211 соответственно [8,4].

IP ANIMAL_RELATION J ANIMAL_RELATION_COUNT: INTEGER

• ANIMAL_RELATION_S_GROUP_ID: INTEGER

WEIGHT: NUMERIC

MILK_PROD: NUMERIC

PLAN_MILK_PROD: NUMERIC

AGE_MONTH: NUMERIC

WEIGHT_GAIN: NUMERIC

NUM_PIGLETS: NUMERIC(15, 2) ANIMAL_RELATION_OLD_GROUP_COUNT: INTEGER

' ¿3 NORM_VALUE_COUNT: INTEGER_

-О О ANIMAL_RELATION_ID: INTEGER

О KORM_FACTOR_S_GROUP_COUNT: INTEGER О NORM_VALUE: NUMERIC

(j KORM_FACTOR

KORM_FACTOR_COUNT: INTEGER О KORM_FACTOR_ID: CHAR

» KORM_FACTOR_UrjIT: VARCHAR(2S) » KORM_FACTOR_DELETE: SMALLINT

S_GROUP ) ID: INTEGER

TOP_ID: INTEGER NAME: VARCHAR(255) Tl: INTEGER T2: INTEGER

KORM_FACTOR_S_GROUP KORM_FACTOR_S_GROUP_COUNT: INTEGER KORM_FACTOR_S_GROUP_ID: INTEGER KORM_FACTOR_COUNT: INTEGER

KORM_FACTOR_ANIMAL_GROUP_DELETE: SMALLIN

'l KORM_TYPE KORM_TYPE_COUNT: INTEGER KORM_TYPE_ID: CHAR

KORM_LIST

KORM_COUNT: INTEGER KORM_ID: CHAR

KORM_DELETE: SMALLINT

KORM

ACTOR_VALUE

ACTOR_VALUE_COUNT: INTEGER ACTOR_VALUE_ID: CHAR(16) OUNT: INTEGER ACTOR_COUNT: INTEGER

ACTOR_VALUE: NUMERIC(1S, 2) ACTOR_VALUE_DELETE: SMALLINT

Рисунок. - Взаимосвязь кормовых факторов с кормами, нормами потребления питательных веществ, продуктивностью и группами животных

При этом общее количество кормов, доступных для составления рационов, составило 295, а типов кормов (KORM_TYPE) - 32.

Для хранения информации о произведенных расчетах рационов была разработана таблица RATION_CALC. Данная таблица разработана таким образом, что позволяет хранить информацию не только о количестве кормов, используемых в рационе, но и дает возможность фиксировать значения каждого кормового фактора для всех сформированных рационов. Это обстоятельство имеет большую практическую значимость, так как базовая питательность кормов (количественное содержание в них тех или иных кормовых факторов) является справочной величиной, которая меняется в зависимости от условий хранения кормов и природно-климатических условий. Расчет рациона по справочным показателям является вынужденной мерой в тех случаях, когда нет данных о фактическом содержании питательных веществ в кормах, полученных по результатам лабораторных исследований [7, 10].

При составлении рационов необходимо учитывать не только фактическое содержание питательных веществ в рационе, но и их соотношение. Например, са-харо-протеиновое соотношение рациона является одним из важных факторов, который предотвращает развитие кетоза у коров, что обеспечивает высокие показатели продуктивности. Сахаро-протеиновое отношение должно находиться на уровне 1:1 с колебаниями ± 0,2 единицы, с повышением продуктивности животных требования к данному показателю возрастают.

Другим важным соотношением является кальциево-фосфорное, при этом следует учитывать, что на кальциево-фосфорный обмен влияет присутствие в организме витамина D. При недостатке одного из этих веществ в рационе кормления у животных развивается рахит. Кальциево-фосфоровое соотношение должно находиться в пределах 1-1,5 : 1 у сухостойных коров и 1,5-2,0 : 1 - у лактирующих [9, 11].

В таблице представлена информация об основных соотношениях, которые учитываются при составлении рационов в данном проекте.

Таблица. - Основные соотношения питательных веществ, учитываемые при составлении рационов

RATION SUM RELATION NAME COUNT КАТ10^иМ_КЕ1_АТЮМ_МАМЕ

1 Сахар/Протеин

2 Фосфор/Кальций

3 РРП/СП, %

4 НРП/СП, %

5 Концентрация обменной энергии в1 кг СВ, МДж

6 Количество переваримого протеина на 1 ЭКЕ, г

7 Содержание сырого протеина в 1 кг СВ, %

8 Содержание сырой клетчатки в 1 кг СВ, %

9 Количество каротина на 1 ЭКЕ, мг

10 Количество витамина Д на 1 ЭКЕ, МЕ

11 Количество витамина Е на 1 ЭКЕ, мг

Кроме структуры базы данных, был разработан ряд хранимых процедур, которые позволяют производить часть вычислений и формирование наборов данных, удобных для дальнейшей обработки [3].

Список литературы:

1 Астапов В. А., Разработка информационно-аналитической системы «веб-эксперт» на базе свободного программного обеспечения и её внедрение в Ставропольском крае для анали-за системы образования / В. А. Астапов, А. Ф. Шалин / В сборнике: Информационные техно-логии в обеспечении федеральных госу-

дарственных образовательных стандартов матери-алы Международной научно-практической конференции. -2014. - С. 215-220.

2 Астапов, В. А. Изучение особенностей использования СУБД firebird в операционной систе-ме linux ubuntu для автоматизации расчета рационов кормления сельскохозяйственных животных/ В. А. Астапов, Д. Е. Белов// Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. -2014. - Т. 2. - № 7. - С. 463-468.

3 Белов, Д. Е. Разработка модуля генерации отчетности, позволяющего экспортировать дан-ные в форматы pdf, xls, doc / Д. Е. Белов, А. Ф. Шалин, И. М. Кузнецов, М. В. Макеев // Сбор-ник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животновод-ства и кормопроизводства. - 2013. - Т. 2. - № 6 (1) . - С. 315-325.

4 Жмайлов, Б. Б. Преимущества и недостатки разработки Java-программ без использования IDE-средств. /Б.Б. Жмайлов // Журнал «Вестник компьютерных и информационных техно-логий» № 6, 2006 г

5 Калашников, А. П. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справоч-ное пособие. / А. П. Калашников, Н. И. Клейменов и др. - М.: Агропромиздат, 1985,

6 Калашников, А. П. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. 3-е изд. перераб. и доп. Справочник. /А.П. Калашников, В. И. Фисинин и др. - М.: Россельхозакаде-мия, 2003. - 456 с.

7 Куприянов, С. В. Использование премикса и ферментного препарата в кормлении молодня-ка мясных свиней /С.В. Куприянов, Б. Т. Абилов //Зоотехния. - 2007. - № 11. - С. 15-17

8 Семенов, В. В. Способ улучшения конверсии корма /В.В. Семенов, С. И. Кононенко //Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. -2012. - Вып.5. - С. 114-117.

9 Шалин, А. Ф. Перспективы разработки модуля зоотехнического и ветеринарного учета для информационно-вычислительной системы мониторинга овцеводства и козоводства/ А. Ф. Шалин, В. А. Астапов, А. Е. Мищенко, С. М. Шишкин, А. Т. Грушко// Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. - 2015. - Т. 1. - № 8. - С. 649-652.

10 Шалин, А. Ф. Применение различных типов rfid-меток для идентификации определенных видов животных/ А. Ф. Шалин, А. Е. Мищенко, В. А. Астапов, А. Т. Грушко// Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. 2015. - Т. 1. - № 8. - С. 645-649.

УДК 004.3

ИССЛЕДОВАНИЕ И ИНТЕГРАЦИЯ БИБЛИОТЕК, РЕАЛИЗУЮЩИХ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ

Д.Е. Белов, А.Ф. Шалин, А. Е. Мищенко, А.Т. Грушко, П.И. Кучеров Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт овцеводства и козоводства» Поддубная Т.С., Иванников А. А.

UDC 004.3

RESEARCH AND INTEGRATION OF LIBRARIES THAT IMPLEMENT THE MATHEMATICAL METHODS OF OPTIMIZATION

Belov D.E., Shalin A.F., Mischenko A.E., Grushko A.T., Kucherov PI. Federal State Budgetary Scientific Institution "All-Russian Research Institute for Sheep and Goat Breeding" Poddubnaya T.S., Ivannikov A.A. Stavropol branch of Federal State Bud-

Ставропольский филиал федераль- getary Educational Institution of Higher

Education "Moscow University"

ного государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский педагогический государственный университет»

a.shalin@cloudinfosys.ru В данной статье приведены резуль- This article таты исследования программных библиотек, распространяющихся под статусом свободной лицензии, реализующих алгоритмы линейного программирования с описанием проблем, возникших в процессах интеграции, и использованием данных модулей в ходе реализации проектов.

Pedagogical State

presents the results of research of software libraries distributed under a free license status, implementing linear programming algorithms with a description of the problems encountered in the process of integration, and with the use of these modules in the course of project implementation.