Разработка автоматизированной информационной системы

2



содержание



	введение	2

	1. системный анализ предметной области проектируемой базы данных	5

	1.1. Характеристика предметной области	5

	1.2. Экономическая сущность комплекса экономических информационных задач	9

	1.3. Обособление проектных решений по программному обеспечению комплекса задач	11

	2. разработка информационной системы	13

	2.1. Описание структуры базы данных	13

	2.2. Технологическое обеспечение	18

	заключение	21

	список литературы	23




введение



Курсовой проект преследует цель оценить уровень подготовки студентов по общепрофессиональным и специальным дисциплинам, полученные ими теоретические знания, приобретенные навыки самостоятельной работы, умение синтезировать полученные знания и применять их к решению практических задач. 

Выполнение КП является одним из завершающих и наиболее значимым этапом обучения студентов по дисциплине «Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем». Его конечным результатом является представление и защита оформленной соответствующим образом работы, в которой отражается содержание изучаемой дисциплины и качество подготовки специалистов этого направления. 

Конечной целью КП является выявление уровня подготовки студента, степени готовности его к усвоению профессиональных знаний. 

Основными задачами выполнения КП является: 

выявление понимания студентом основных проблем и перспектив развития технологии проектирования автоматизированных информационных систем; 

выявление понимания студентом значимости своей будущей профессиональной деятельности, умения приобретать новые знания, особенно в области современных информационных технологий; 

выявление умения работать с технической и нормативной документацией, а также четко излагать свои мысли; 

выявление навыков решать поставленные практические задачи с использованием теоретических знаний. 

В процессе научных исследований, посвященных тому, как именно должна быть устроена СУБД, предлагались различные способы реализации. Самым жизнеспособным из них оказалась предложенная американским комитетом по стандартизации ANSI (American National Standards Institute) трехуровневая система организации БД: 

1. Уровень внешних моделей – самый верхний уровень, где каждая модель имеет свое «видение» данных. Этот уровень определяет точку зрения на БД отдельных приложений. Каждое приложение видит и обрабатывает только те данные, которые необходимы именно этому приложению. Например, система распределения работ использует сведения о квалификации сотрудника, но ее не интересуют сведения об окладе, домашнем адресе и телефоне сотрудника, и наоборот, именно эти сведения используются в подсистеме отдела кадров. 

2. Концептуальный уровень – центральное управляющее звено, здесь БД представлена в наиболее общем виде, который объединяет данные, используемые всеми приложениями, работающими с данной БД. Фактически концептуальный уровень отражает обобщенную модель предметной области (объектов реального мира), для которой создавалась БД. Как любая модель, концептуальная модель отражает только существенные, с точки зрения обработки, особенности объектов реального мира. 

3. Физический уровень – собственно данные, расположенные в файлах или в страничных структурах, расположенных на внешних носителях информации. 

Эта архитектура позволяет обеспечить логическую (между уровнями 1 и 2) и физическую (между уровнями 2 и 3) независимость при работе с данными. Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений, работающих с этой же БД. Физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с данной БД. Это именно то, чего не хватало при использовании файловых систем. 

Выделение концептуального уровня позволило разработать аппарат централизованного управления БД. 

Целью данного курсового проекта является инфологическое моделирование базы данных «Учебная часть». 


1. системный анализ предметной области проектируемой базы данных



1.1. Характеристика предметной области



Представим предметную область «Учебный процесс» как взаимодействие следующих сущностей: каждый «Студент» сдает экзамен или зачет по некоторому «Предмету» согласно учебному плану. В учебном процессе участвует «Преподаватель», который осуществляет чтение учебного курса и контроль знаний «Студента». В учебном процессе также участвует «Кафедра», которая организовывает работу «Преподавателя». Обучение «Студента» ведется в «Группе» совместно с его одногруппниками. 

На основании внимательного предметной области выделим следующие сущности модели «сущность-связь» («Entity Relationship» - ER-модели): «Студент», «Группа», «Кафедра», «Преподаватель», «Предмет учебного плана» и изобразим их в виде графических обозначений (прямоугольник, в верхней части которого записано имя сущности, а ниже перечисляются атрибуты, причем ключевые атрибуты помечаются подчеркиванием) – см. рис.10 – 14. 

Следует отметить, что для каждой сущности устанавливается свой код – ключевой атрибут, однозначно характеризующий сущность. Например, обычный номер студента в группе не может выполнять роль ключа, поскольку для каждой группы эти номера могут повторяться. Для преподавателя атрибут Табельный номер нежелательно брать в качестве ключевого, поскольку все-таки возможно изменение табельного номера. 

Для реализации дополнительных функций базы может потребоваться введение дополнительных атрибутов, например, номера зачетной книжки и домашнего телефона студента, домашнего адреса и домашнего телефона преподавателя, должности преподавателя, рабочей программы, даты сдачи экзамена (зачета) и т.д. 





СТУДЕНТ

Код студента

Номер зачетной книжки

Фамилия

Имя

Отчество

Год рождения

Адрес

Домашний телефон

Балл при поступлении

Определение сущности «Студент» в модели ER



ГРУППА

Код группы

Обозначение группы

Количество студентов

Средний балл в группе при поступлении

Определение сущности «Группа» в модели ER



КАФЕДРА

Код кафедры

Название кафедры

Телефон 

Заведующий

Определение сущности «Кафедра» в модели ER



ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

Код преподавателя

Табельный номер

Фамилия

Имя

Отчество

Домашний адрес

Домашний телефон

Должность

Ученая степень

Ученое звание

Определение сущности «Преподаватель» в модели ER



ПРЕДМЕТ УЧЕБНОГО ПЛАНА

Код предмета 

Наименование предмета

Программа

Часы

Вид занятия

Семестр

Вид сдачи

Оценка

Дата сдачи

Определение сущности «Предмет учебного плана» в модели ER



Будем считать для простоты все связи обязательными. Между выделенными сущностями можно выделить, например, следующие связи: 

1. «Студенты» объединены в «Группы» (связь М: 1). 

2. Работу «Преподавателей» организуют «Кафедры» (связь М: 1). 

3. «Преподаватели» преподают «Предметы учебного плана» (связь 1: М). 

5. «Студенты» сдают «Предметы учебного плана» (связь М: М). 

Покажем теперь эти связи между всеми сущностями графически с использованием нотации POWER DESIGNER. 

Связь между сущностями «Студент» и «Группа» представлена на рис.15. Будем считать для простоты, что все студенты обязательно объединены в группы. 




Объединяет

Входит в состав

Объединение в группы Моделирование связи между сущностями «Студент» и «Группа».



Показана версия полной ER-модели для базы данных «Учебный процесс». 



 

Моделирование связей между сущностями предметной области Учебный процесс».



1.2. Экономическая сущность комплекса экономических информационных задач



Пусть необходимо построить базу данных, содержащую информацию об учебном процессе текущего семестра: 

списки студентов групп; 

перечень изучаемых предметов; 

преподавательский состав кафедр, обеспечивающих учебный процесс; 

сведения о лекционных и практических занятиях в каждой из групп; 

результаты сдачи экзаменов (зачетов) по каждому из проведенных занятий. 

В результате анализа предметной области выявляются документы – источники данных для создания базы данных. 

Документы справочной информации. Справочная информация содержится в документах «Список студентов групп», «Список преподавателей кафедр», «Список изучаемых предметов». На рис.2, 3 приведены формы справочных документов для студентов и преподавателей. 

Документы учетной информации. Учетная информация про учебному процессу может быть представлена в планах проведения занятий в группах на текущий семестр, содержащих перечень лекционных и практических занятий по предметам (рис.4), а также в заполненных экзаменационных ведомостях (рис.5). 

Особо отметим, что документы предметной области не только дают возможность выявить структуру данных, но и являются основой для разработки форм ввода/вывода, отчетов для печати документов. 


Список студентов группы № _________

Номер студента

Фамилия И.О. 

Год рождения

Адрес

Балл 

при поступлении 















Количество студентов ___________________

Средний балл в группе при поступлении ___________



Рис.2. Форма документа со списком студентов группы

Список преподавателей кафедры

Название кафедры ____________

Код кафедры ________ Телефон ______

Заведующий ____________



Таб. номер

Фамилия И.О. 

Уч. степень

Уч. звание













Рис.3. Форма документа со списком преподавателей кафедры

План проведения занятий в группе

группа №___________ семестр__________/текущий/



Название предмета

Код предмета

ФИО преподавателя

Таб. номер преподавателя

Вид занятия

Часы 















Рис.4. Форма документа с перечнем занятий по предмету в группе



Экзаменационная ведомость

Название предмета ______________________Группа _______________

Преподаватель ______________________________

Вид сдачи ______________________________Дата _________________

№ п/п

Фамилия И.О. 

студента

Оценка

Подпись преподавателя











Рис.5. Форма документа-бланка экзаменационной ведомости



1.3. Обособление проектных решений по программному обеспечению комплекса задач



Программное обеспечение для работы с базами данных используется на персональных компьютерах уже довольно давно. К сожалению, эти программы либо были элементарными диспетчерами хранения данных и не имели средств разработки приложений, либо были настолько сложны и трудны, что даже хорошо разбирающиеся в компьютерах люди избегали работать с ними до тех пор, пока не получали полных, ориентированных на пользователя приложений. 

Microsoft Access - это функционально полная реляционная СУБД. В ней предусмотрены все необходимые вам средства для определения и обработки данных, а также для управления ими при работе с большими объемами информации. Что касается легкости использования, то Microsoft Access совершил здесь настоящий переворот, и многие для создания своих собственных баз данных и приложений обращаются именно к нему. 

Система управления базами данных предоставляет вам возможность контролировать задание структуры и описание своих данных, работу с ними и организацию коллективного пользования этой информацией. СУБД также существенно увеличивает возможности и облегчает каталогизацию и ведение больших объемов хранящейся в многочисленных таблицах информации. СУБД включает в себя три основных типа функций: определение (задание структуры и описание) данных, обработка данных и управление данными. Все эти функциональные возможности в полной мере реализованы в Microsoft Access. В практике, как правило, необходимо решать и задачи с использованием электронных таблиц и текстовых процессоров. Например, после подсчета или анализа данных необходимо их представить в виде определенной формы или шаблоны. В итоге пользователю приходится комбинировать программные продукты для получения необходимого результата. В этом смысле все существенно упростят возможности, предоставляемые Microsoft Access. 

Базы данных (БД) составляют в настоящее время основу компьютерного обеспечения информационных процессов, входящих практически во все сферы человеческой деятельности. 

Действительно, процессы обработки информации имеют общую природу и опираются на описание фрагментов реальности, выраженное в виде совокупности взаимосвязанных данных. Базы данных являются эффективным средством представления структур данных и манипулирования ими. Концепция баз данных предполагает использование интегрированных средств хранения информации, позволяющих обеспечить централизованное управление данными и обслуживание ими многих пользователей. При этом БД должна поддерживаться в среде ЭВМ единым программным обеспечением, называемым системой управления базами данных (СУБД). СУБД вместе с прикладными программами называют банком данных. 


2. разработка информационной системы



2.1. Описание структуры базы данных



Реляционная схема базы данных «Учебный процесс» представлена следующими таблицами: 

«Группа» – содержит по одной строке для каждой из групп; 

«Студенты» – содержит по одной строке для каждого из студентов; 

«Кафедра» – содержит по одной строке для каждой из кафедр; 

«Преподаватель» – содержит по одной строке для каждого из преподавателей; 

«Предмет» – содержит по одной строке для каждого из предметов; 

«Учебный план» – содержит по одной строке для каждого вида занятия по каждому предмету отдельного семестра; 

«Успеваемость» – содержит по одной строке для каждого результата сдачи отдельным студентом отдельной дисциплины. 

Все таблицы базы данных «Учебный процесс» находятся в третьей нормальной форме: 

каждый столбец таблицы неделим, и в рамках одной таблицы нет столбцов с одинаковыми по смыслу значениями (1НФ); 

первичные ключи однозначно определяют запись и неизбыточны, все поля каждой из таблиц зависят от ее первичного ключа (2НФ); 

значение любого поля, не входящего в первичный ключ, не зависит от значения другого поля, тоже не входящего в первичный ключ (3НФ). 

В графической форме изображены перечисленные таблицы, их столбцы, первичные и внешние ключи. Задание первичных и внешних ключей сопровождается построением дополнительных структур – индексов, обеспечивающих быстрый доступ к данным через значение ключа. 




Структура базы данных «Учебный процесс»



Ниже, в табл.1–7 представлены параметры структуры таблиц базы данных «Учебный процесс» с типами данных столбцов и предлагаемыми ограничениями целостности. 



Таблица 1. Описание свойств полей таблицы СТУДЕНТ

Имя поля

Клю-чевое поле

Уни-кальное поле

Обяза-тельное поле

Тип данных

Размер

Число деся-тичных знаков

Код студента

Пер-вичн. 

Да

Да

Числовой

Длинное целое



Код группы

Внеш. 



Да

Числовой

Целое



Номер зачетной книжки



Да



Текстовый

10



Фамилия





Да

Текстовый

15



Имя





Нет

Текстовый

15



Отчество





Нет

Текстовый

15



Год рождения





Нет

Числовой

Целое



Адрес





Нет

Текстовый

25



Домашний телефон





Нет

Текстовый

10



Балл при поступлении





Нет

Числовой

Одинар. с плав. точкой

2




Таблица 2. Описание свойств полей таблицы ГРУППА

Имя поля

Клю-чевое уника-льное поле

Обяза-тель-ное поле

Тип данных

Раз-мер

Число деся-тичных знаков

Условие на значе-ние

Сооб-щение об ошибке

Код группы

Пер-вичн. 

Да

Числовой

Целое







Обозначение группы



Да

Текстовый

8







Количество студентов



Нет

Числовой

Байт



>=0

And <=35

Кол-во сту-дентов больше допуст. ! 

Средний балл в группе при поступлении



Нет

Числовой

Оди-нар. с плав. точ-кой

2

>2

And <=5

Or 0

Ошибка в оценке! 



Таблица 3. Описание свойств полей таблицы КАФЕДРА

Имя поля

Клю-чевое поле

Уни-кальное поле

Обяза-тельное поле

Тип данных

Размер

Код кафедры

Пер-вичн. 

Да

Да

Числовой

Целое

Название кафедры





Да

Текстовый

20

Телефон





Нет

Текстовый

10

Заведующий





Нет

Текстовый

15

Фото





Нет

Поле объекта OLE





Таблица 4. Описание свойств полей таблицы ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

Имя поля

Клю-чевое поле

Уни-кальное поле

Обяза-тельное поле

Тип данных

Размер

Код преподавателя

Пер-вичн. 

Да

Да

Числовой

Целое

Код кафедры

Внеш. 



Да

Числовой

Целое

Табельный номер



Да

Да

Текстовый

10

Фамилия





Да

Текстовый

15

Имя





Нет

Текстовый

15

Отчество





Нет

Текстовый

15

Домашний адрес





Нет

Текстовый

25

Домашний телефон





Нет

Текстовый

10

Должность





Нет

Текстовый

15

Ученая степень





Нет

Текстовый

15

Ученое звание





Нет

Текстовый

10



Таблица 5. Описание свойств полей таблицы ПРЕДМЕТ

Имя поля

Ключевое поле

Уникальное поле

Обяза-тельное поле

Тип данных

Размер

Код предмета

Табельный номер

Да

Да

Числовой

Целое

Наименование предмета





Да

Текстовый

20

Программа





Нет

Поле MEMO





Таблица 6. Описание свойств полей таблицы УЧЕБНЫЙ ПЛАН

Имя поля

Клю-че-вое поле

Уни-каль-ное поле

Обя-за-тель-ное поле

Тип данных

Размер

Число деся-тич-ных зна-ков

Усло-вие на значе-ние

Сооб-щение об ошиб-ке

Код учебного плана

Пер-вичн. 

Да

Да

Числовой

Целое







Код препода-вателя

Внеш. 



Да

Числовой

Целое







Код предмета

Внеш. 



Да

Числовой

Целое







Часы





Нет

Числовой

Целое



>0

And

<=300

Число часов не более 300! 

Вид занятия





Нет

Текстовый

10







Семестр





Нет

Числовой

Байт

2





Вид сдачи





Нет

Текстовый

10









Таблица 7. Описание свойств полей таблицы УСПЕВАЕМОСТЬ

Имя поля

Клю-че-вое поле

Уни-каль-ное поле

Обя-за-тель-ное поле

Тип данных

Размер

Число деся-тич-ных зна-ков

Усло-вие на значе-ние

Сооб-щение об ошиб-ке

Код студента

Внеш. 

Да, Пер-вичн. 

Да

Числовой

Длинноецелое







Код учебного плана

Внеш. 



Да

Числовой

Целое







Оценка





Нет

Числовой

Байт



>=0

And <=5



Ошиб-ка в оценке! 

Дата сдачи





Нет

Дата/время











Таким образом, мы уже имеем схему базы данных «Учебный процесс», которую получили, воспользовавшись общими правилами перехода к реляционной модели данных. Она является корректной, поскольку в ней уже отсутствуют нежелательные отношения. Теперь необходимо решить вопрос о том, какую СУБД будем использовать и, затем, описать концептуальную схему в терминах выбранной СУБД. Необходимо также произвести описание внешних моделей в терминах выбранной СУБД. 

Воспользуемся для простоты уже хорошо нами освоенной ранее (с точки зрения технологии работы) СУБД MS Access. Для начала необходимо решить вопрос о назначении типа данных для каждого атрибута каждой сущности. Ниже приведены некоторые сведения, необходимые для решения этого вопроса. 



Схема данных базы данных «Учебный процесс» в реляционной СУБД MS Access».





Окно определения структуры таблицы в режиме конструктора.



2.2. Технологическое обеспечение



Технологическое обеспечение включает описание организации технологии сбора, передачи, обработки и выдачи информации и отражает последовательность операций, начиная от способа сбора первичной информации, включающей два типа документов (документы, данные из которых используются для корректировки НСИ и документы, представляющие оперативную информацию, используемую для расчетов) и заканчивая формированием результатной информации, ее передачи и мероприятиям по переходу на новую отчетную дату. Затем приводится схема технологического процесса сбора, передачи, обработки и выдачи информации и инструкционные карты основных операций технологического процесса, отражающие пооперационное описание технологии. 

Для работы с программным продуктом используется простой, интуитивно понятный интерфейс. Последовательность работы с объектами формы определяется доступностью командных кнопок, целостность данных определяется набором используемых в программе проверок. 







Формы предназначены и для заполнения базы данных пользователями. Создадим в режиме автоформы формы «Группа» и «Студент» и введем в формы данные. В соответствующих таблицах базы данных появились новые, введенные нами, данные для группы ДХГ-31. 

Аналогично в режиме автоформы следует создать формы «Кафедра», «Преподаватель», «Предмет», «План», «Успеваемость». 






Для вывода на печать документов на основе данных из базы используются отчеты. Отчеты во многом похожи на формы, но имеют иное функциональное назначение – они служат для форматированного вывода данных на печатающие устройства и, соответственно, при этом должны учитывать параметры принтера и параметры используемой бумаги. 

Создадим отчет «Список студентов по группам» в режиме мастера отчетов на основании запроса «Список студентов по группам», выполненного ранее. Отредактируем в режиме конструктора отчет, если это требуется, чтобы привести отчет в пригодный для печати вид. 







Следует также отметить, что внешние схемы базы данных обычно конструируются на стадии разработки приложений. 


заключение



Использование данной автоматизированной системы электронного документооборота в реальных условиях приведет к улучшению ряда экономических показателей:

- улучшение значений показателей качества обработки информации (повышение степени достоверности обработки информации, степени ее защищенности, повышение степени автоматизации получения первичной информации);

- увеличение числа обслуживаемых клиентов. 

К составляющим эффективность при использовании данной системы электронного документооборота можно отнести также следующее:

- во всех подразделениях и в организации в целом вводится унифицированная, формализованная и строго регламентированная технология делопроизводства;

- организация становится полностью управляемой. Появляется возможность ответить на любой вопрос по документам и исполнителям, осуществлять анализ и управление документационной деятельностью;

- система автоматизации делопроизводства, по сути, является носителем строго формализованной и документированной технологической информации о правилах и порядке работы с документами. В результате уменьшается зависимость организации от персонала как физического носителя технологических знаний и правил работы с документами. 

- создаются условия для резкого ускорения прохождения документов по организации, особенно при организации электронного документооборота. 

- минимизируется трудоемкость делопроизводственных операций. При этом, однако, надо иметь в виду, что необходимость ввода полной и точной информации о документе, скажем, при первичной регистрации может потребовать дополнительных усилий на некоторых рабочих мест, тогда как трудоемкость работы на других рабочих местах, использующих эту информацию, может сократиться, как показывает опыт, в несколько раз. 

- качественный выигрыш достигается организации взаимоувязанного электронного документооборота между организациями, поскольку полностью отпадают проблемы, связанные изготовлением и пересылкой бумажных документов, а затем - в повторном вводе реквизитов текстов полученных документов. 

Сегодня эффективность управленческой деятельности зависит в первую очередь от автоматизации всех управленческих процессов. Таким образом, успешная автоматизация управления предприятием будет зависеть от правильного выбора автоматизированной системы. 


список литературы



	Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных. – М.: Финансы и статистика, 1983. – 320 с. 

	Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. – М.: Финансы и статистика, 1989. – 351 с. 

	Голицина О.Л., Максимов Н.В., Попов И.И. Базы данных: Учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. – 352 с. 

	Джексон Г. Проектирование реляционных баз данных для использования с микроЭВМ. - М.: Мир, 1991. – 252 с. 

	Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. – СПб.: Питер, 2002. – 304 с. 

	Кириллов В.В. Структуризованный язык запросов (SQL). – СПб.: ИТМО, 1994. – 80 с. 

	Корнеев И.К., Машурцов В.А. Информационные технологии в управлении. – М.: ИНФРА-М, 2001. – 158 с.