В современном мире эффективность работы медицинских учреждений напрямую зависит от скорости и точности обработки информации. Устаревшие методы бумажного документооборота или неэффективные электронные системы создают барьеры: данные трудно систематизировать, их редактирование занимает много времени, а одновременный доступ для нескольких специалистов практически невозможен. Цифровизация этих процессов не просто тренд, а острая необходимость. Внедрение специализированных веб-приложений позволяет кардинально повысить наглядность данных, обеспечивает гибкость их редактирования и открывает возможность параллельной работы для всего персонала.
Целью данной курсовой работы является разработка современного веб-приложения для комплексного учета данных больницы с использованием языков PHP и системы управления базами данных MySQL. Для достижения этой цели были поставлены следующие ключевые задачи:
- Провести детальный анализ предметной области и сформулировать требования к системе.
- Спроектировать реляционную базу данных, отвечающую принципам целостности и отсутствия избыточности.
- Выбрать технологический стек и разработать архитектуру приложения.
- Реализовать ключевые программные модули серверной и клиентской части.
- Провести тестирование разработанного продукта и подвести итоги работы.
В работе последовательно изложены все этапы создания приложения, от постановки задачи до анализа полученных результатов, что позволяет в полной мере оценить объем и качество проделанной работы.
Глава 1. Анализ предметной области и формулировка требований к системе
Перед началом проектирования любого программного продукта необходимо глубоко изучить бизнес-процессы, которые он должен автоматизировать. В контексте больницы ключевыми сущностями являются: Пациент (с его личными данными и историей болезни), Врач (со специализацией и графиком работы), Прием (запись на конкретное время к врачу) и Диагноз (результат консультации). Взаимодействие между ними формирует ядро всей системы: пациент записывается на прием к врачу, в результате чего формируется медицинская карта с диагнозами и назначенным лечением.
Анализ существующих аналогов, таких как готовые CRM-системы для клиник, показал, что многие из них либо перегружены избыточным функционалом, либо недостаточно гибки для адаптации под конкретные нужды учреждения. На основе этого анализа были сформированы четкие требования к разрабатываемому приложению.
Функциональные требования:
- Регистрация пациентов: Создание и ведение базы данных пациентов с их персональной информацией.
- Управление информацией о врачах: Добавление данных о врачах, их специализации и графике приёма.
- Запись на приём: Возможность для регистратора записывать пациентов к врачам на свободное время.
- Ведение медицинской карты: Фиксация диагнозов, назначений и истории лечения для каждого пациента.
- Управление услугами: Учет платных услуг, оказываемых клиникой.
- CRM-функционал: Базовые возможности для управления взаимоотношениями с пациентами, например, напоминания о приеме.
Нефункциональные требования:
- Безопасность: Система должна быть надежно защищена от распространенных веб-угроз, включая SQL-инъекции и XSS-атаки. Все передаваемые данные должны быть валидированы.
- Производительность: Приложение должно обеспечивать быстрый отклик интерфейса даже при работе с большими объемами данных.
- Удобство использования (Usability): Интерфейс должен быть интуитивно понятным для пользователей с разным уровнем компьютерной грамотности.
Глава 2. Проектирование базы данных как фундамента системы
База данных (БД) — это скелет любого информационного приложения. От качества ее проектирования зависит надежность, скорость и масштабируемость всей системы. Процесс проектирования начался с создания концептуальной модели при помощи ER-диаграммы (сущность-связь), которая визуально отображает все сущности и отношения между ними. Для этой цели использовался инструмент MySQL Workbench.
На основе ER-диаграммы была разработана логическая структура, включающая следующие ключевые таблицы:
patients: хранит личные данные пациентов (id, ФИО, дата рождения).doctors: содержит информацию о врачах (id, ФИО, специализация).appointments: таблица записей на прием, связывающая пациентов и врачей через внешние ключи (id, patient_id, doctor_id, appointment_time).medical_records: хранит историю болезни (id, appointment_id, diagnosis, treatment).
При проектировании особое внимание было уделено процессу нормализации. Структура базы данных была приведена к третьей нормальной форме (3НФ), что позволило полностью исключить избыточность и обеспечить целостность данных. В каждой таблице определен первичный ключ (PRIMARY KEY) для уникальной идентификации записей, а для связи таблиц между собой используются внешние ключи (FOREIGN KEY). Типы данных для полей выбирались исходя из принципа достаточности и эффективности: например, для дат и времени использовался тип DATETIME, для текстовых полей — VARCHAR, а для идентификаторов — INT.
Ниже приведен пример SQL-скрипта для создания одной из таблиц:
CREATE TABLE `patients` ( `id` INT NOT NULL AUTO_INCREMENT, `full_name` VARCHAR(255) NOT NULL, `birth_date` DATE NOT NULL, `phone_number` VARCHAR(20), PRIMARY KEY (`id`) );
Такой подход обеспечивает создание прочного и логически выверенного фундамента для всего приложения. Полный SQL-скрипт для развертывания базы данных представлен в Приложениях к работе.
Глава 3. Выбор технологического стека и проектирование архитектуры приложения
Эффективность разработки и дальнейшей поддержки приложения во многом определяется выбором технологического стека. Для данного проекта был выбран следующий набор технологий:
- PHP (версии 7.4+): Как серверный язык программирования. Он обладает низким порогом вхождения, огромным сообществом и отличной поддержкой работы с базами данных, что делает его идеальным для веб-разработки.
- MySQL: В качестве системы управления базами данных. Это надежная, быстрая и широко распространенная СУБД, прекрасно интегрирующаяся с PHP.
- HTML, CSS, JavaScript: Стандартный набор технологий для создания клиентской части. HTML формирует структуру страниц, CSS отвечает за их визуальное оформление, а JavaScript добавляет интерактивность.
Приложение спроектировано на основе классической клиент-серверной архитектуры. В качестве основного архитектурного шаблона был выбран MVC (Model-View-Controller). Этот паттерн позволяет разделить бизнес-логику, данные и их представление, что значительно упрощает разработку, тестирование и дальнейшее сопровождение кода.
Структура MVC в рамках проекта выглядит следующим образом:
- Model (Модель): Отвечает за всю работу с данными. Она содержит логику для взаимодействия с базой данных MySQL — выполнение запросов на выборку, добавление, обновление и удаление информации. Модель ничего не знает о том, как эти данные будут выглядеть.
- View (Представление): Отвечает за отображение данных пользователю. Это HTML-шаблоны, которые получают данные от Контроллера и формируют конечную веб-страницу.
- Controller (Контроллер): Является связующим звеном. Он принимает HTTP-запросы от пользователя, обращается к Модели за нужными данными, а затем передает эти данные в Представление для отображения.
Такая архитектура делает систему гибкой: например, можно полностью изменить дизайн (View), не затрагивая при этом бизнес-логику (Model и Controller).
Глава 4. Реализация серверной части и ключевых бизнес-процессов
Серверная часть (бэкенд) является ядром приложения, где реализуется вся основная логика. Ключевым аспектом является безопасное взаимодействие с базой данных. Для подключения к MySQL и выполнения запросов использовался объектно-ориентированный интерфейс PDO (PHP Data Objects), который предоставляет единый метод доступа к различным БД и, что самое важное, имеет встроенные механизмы для защиты от SQL-инъекций через подготовленные выражения.
Основой серверной логики стала реализация CRUD-операций (Create, Read, Update, Delete) для всех ключевых сущностей системы. Например, для сущности «Пациенты» были созданы следующие методы:
createPatient($data)— добавление нового пациента в БД (операция INSERT).getPatientById($id)— получение информации о пациенте по его ID (операция SELECT).updatePatient($id, $data)— обновление данных пациента (операция UPDATE).deletePatient($id)— удаление записи о пациенте (операция DELETE).
Приведем пример кода для получения списка всех врачей с использованием PDO:
// Фрагмент кода из класса DoctorModel
public function getAllDoctors() {
$sql = "SELECT id, full_name, specialization FROM doctors ORDER BY full_name";
$stmt = $this->db->prepare($sql); // this->db - объект PDO
$stmt->execute();
return $stmt->fetchAll();
}
Помимо базовых CRUD-операций, была реализована и более сложная бизнес-логика. Например, алгоритм поиска свободных слотов для записи на прием, который анализирует график работы конкретного врача и уже существующие записи в таблице appointments. Для оптимизации некоторых сложных запросов, связанных с формированием отчетов, рассматривалась возможность использования хранимых процедур в MySQL, что позволяет перенести часть вычислительной нагрузки с веб-сервера на сервер баз данных.
Глава 5. Разработка пользовательского интерфейса и клиентской логики
Пользовательский интерфейс (фронтенд) — это лицо приложения, с которым напрямую взаимодействуют сотрудники больницы. Главной целью при его разработке было создание чистого, интуитивно понятного и адаптивного дизайна. Структура всех страниц была сверстана с использованием семантического HTML5, что улучшает доступность и индексацию.
Визуальный стиль был реализован с помощью CSS3. Была выбрана спокойная цветовая гамма (оттенки синего и серого), которая ассоциируется с медициной и не утомляет глаза при длительной работе. Все элементы управления, такие как кнопки и поля ввода, были стилизованы в едином ключе для создания целостного визуального восприятия.
Ключевую роль в повышении удобства работы с интерфейсом играет JavaScript. Он использовался для решения следующих задач:
- Валидация форм на стороне клиента: Перед отправкой данных на сервер JavaScript проверяет корректность заполнения полей (например, формат телефона или обязательное заполнение ФИО). Это снижает нагрузку на сервер и мгновенно информирует пользователя об ошибках.
- Динамическая подгрузка данных (AJAX): Для улучшения пользовательского опыта были применены AJAX-запросы. Например, при выборе врача в форме записи на прием, его расписание на неделю подгружается автоматически, без перезагрузки всей страницы. Это делает интерфейс более отзывчивым и быстрым.
Для наглядной демонстрации результата в курсовой работе приведены скриншоты ключевых страниц интерфейса: формы регистрации нового пациента, календаря записи на прием и карточки пациента с историей его посещений. Эти изображения подтверждают, что интерфейс получился не только функциональным, но и эстетически приятным.
Глава 6. Проведение тестирования и анализ результатов
После завершения разработки был проведен комплексный этап тестирования, чтобы убедиться в качестве, надежности и соответствии приложения заявленным требованиям. Тестирование проводилось на нескольких уровнях.
- Модульное (юнит) тестирование: Проверялась корректность работы отдельных функций и методов на серверной части. Например, тесты для CRUD-операций проверяли, что данные корректно добавляются, читаются, обновляются и удаляются из базы данных.
- Интеграционное тестирование: На этом этапе проверялось взаимодействие между различными модулями системы. Например, корректность работы связки «Запись на прием -> Создание записи в медкарте».
- Пользовательское тестирование (UAT): Приложение было передано в опытную эксплуатацию фокус-группе. Пользователи работали с системой по заранее подготовленным сценариям (тест-кейсам) и давали обратную связь по удобству интерфейса и общей логике работы.
Приведем пример простого тест-кейса для функции «Регистрация нового пациента»:
- Шаг 1: Открыть форму регистрации пациента.
- Шаг 2: Заполнить все поля корректными данными.
- Шаг 3: Нажать кнопку «Сохранить».
- Ожидаемый результат: Появляется сообщение об успешном создании записи, а новый пациент появляется в общем списке.
- Фактический результат: Соответствует ожидаемому.
Особое внимание уделялось тестированию аспектов безопасности, в частности, проводились попытки внедрения SQL-кода и межсайтового скриптинга (XSS) в поля ввода, которые были успешно заблокированы системой. Найденные в ходе тестирования мелкие ошибки и недочеты были оперативно исправлены. По итогам тестирования был сделан вывод, что разработанное веб-приложение полностью функционально, надежно и готово к эксплуатации.
Заключение
В ходе выполнения данной курсовой работы была успешно достигнута поставленная цель — разработано веб-приложение для учета данных больницы на PHP и MySQL. Все задачи, сформулированные во введении, были полностью решены.
Ключевые результаты работы:
- Проведен системный анализ предметной области и сформированы детальные требования к программному продукту.
- Спроектирована и реализована нормализованная база данных на MySQL, обеспечивающая целостность и надежное хранение информации.
- Разработана гибкая и масштабируемая архитектура приложения на основе паттерна MVC.
- Реализованы все основные серверные модули для управления пациентами, врачами и записями на прием, а также создан интуитивно понятный пользовательский интерфейс.
- Проведено комплексное тестирование, подтвердившее работоспособность и надежность системы.
Таким образом, созданный программный продукт является готовым решением для автоматизации ключевых процессов в работе регистратуры и врачей небольшой клиники. Дальнейшее развитие проекта может идти по нескольким направлениям: создание мобильной версии для врачей и пациентов, интеграция с внешними сервисами (например, с лабораторными системами) или внедрение модуля аналитических отчетов для руководства клиники.
Список литературы и Приложения
Завершающими разделами курсовой работы являются список использованных источников и приложения. В разделе «Список литературы» приведен перечень всех материалов — книг, научных статей и онлайн-ресурсов, которые использовались при анализе предметной области и изучении технологий. Список оформлен в строгом соответствии с требованиями ГОСТ.
Раздел «Приложения» содержит дополнительные технические материалы, которые были бы избыточны в основном тексте работы. Сюда вынесен полный листинг SQL-скрипта для создания всех таблиц базы данных, а также наиболее объемные и показательные фрагменты исходного кода на языках PHP и JavaScript, на которые давались ссылки в соответствующих главах. Каждое приложение имеет свой номер и заголовок для удобства навигации.
Список использованной литературы
- Будилов В.А., PHP 5. Экспресс-курс. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 240 с.: ил.
- Жадаев А.Г., PHP для начинающих. – СПб.: Питер, 2014. – 288 с.: ил.
- Кириллов В.В., Введение в реляционные базы данных / В. В. Кириллов, Г. Ю. Громов. – СПб.: БХВ-Петербург, 2009. – 464 с.: ил.
- Колисниченко Д.Н., PHP5/6 и MySQL 6. Разработка Web-приложений. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 560 с.: ил.
- Кузнецов М.В., Симдянов И.В., Самоучитель MySQL 5. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 560 с.: ил.
- Мержевич В.В., HTML и CSS на примерах. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 448 с.: ил.
- Мирошниченко Г.А., Реляционные базы данных: практические приемы оптимальных решений. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 400 с.: ил.
- Никсон Р., Создаем динамические веб-сайты с помощью PHP, MySQL, JavaScript и CSS. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2013. – 560 с.: ил.
- Сейед Тахагхогхи, Хью Е. Вильямс, Руководство по MySQL / Пер. с англ. – М.:Издательство «Русская редакция», 2007. – 544 стр.: ил
- Скляр Д., PHP. Рецепты программирования, 2-е изд.: Пер. с англ. / Д. Скляр, А. Трахтенберг – М.: Издательство «Русская Редакция»; СПб.: «БВХ-Петербург», 2007. – 736 с.: ил