Этапы проектирования информационных систем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
СТЕРЛИТАМАКСКИЙ ФИЛИАЛ
ФАКУЛЬТЕТ МАТЕМАТИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
КАФЕДРА МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
ПО ПРОГРАММЕ БАКАЛАВРИАТА
НАУМОВА ИРИНА ВЛАДИМИРОВНА
РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА КАФЕДРАЛЬНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
| Выполнил: Студентка 4 курса очной формы обучения Направление подготовки 02.03.03 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем Направленность Администрирование информационных систем | |
| Допущена к защите в ГЭК и проверено на объем заимствования: Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор ____________ / С.А. Мустафина «___»____________20____г. | Руководитель к.ф.-м.н., доцент ____________ / Д.В. Шаймухаметова |
СТЕРЛИТАМАК – 2018
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ 5
1.1. Основные понятия информационных систем 5
1.2. Этапы проектирования информационных систем 11
ГЛАВА 2. ИНСТРУМЕНТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 17
2.1. Выбор системы управления базами данных 17
2.2. Технология Activex Data Objects для создания приложения в среде Delphi 22
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА КАФЕДРАЛЬНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 27
|
|
|
3.1. Постановка задачи 27
3.2. Разработка инфологической, даталогической и физической модели 30
3.3. Разработка приложения в системе Embacadero Delphi 10.2 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 45
ВВЕДЕНИЕ
Современные информационные системы стали тесно взаимодействовать с любой сферой деятельности человека. Основой информационных систем являются базы данных. Они способствуют быстрому получению информации, что увеличивает эффективность труда.
Большую популярность получили клиент-серверные приложения, построенные на основе технологии базы данных. С помощью таких приложений открываются широкие возможности для вывода информации, которая необходима большому кругу пользователей. Систематизация и структурирование необходимой информации в единую базу данных сокращает время поиска информации и предоставляет удобный и понятный интерфейс.
Актуальность темы выпускной квалификационной работы состоит в том, что базы данных стали основой для компьютерного обеспечения информационных процессов. В разрабатываемой базе данных учета кафедральной документации будут систематизироваться документы, хранящиеся в хаотичном порядке на компьютере.
|
|
|
Целью выпускной квалификационной работы является разработка информационной системы учета кафедральной документации, которая обеспечит доступ к информации для конкретного пользователя. Задачи выпускной квалификационной работы:
1.Выделение основных понятий информационных систем и этапов проектирования.
2.Анализ предметной области и разработка ER-диаграммы предметной области.
3.Построение базы данных в Access на основе ER-диаграммы.
4. Разработка приложения в среде визуального программирования Embacadero Delphi 10.2 на основе разработанной базы данных.
Объектом исследования выпускной квалификационной работы является информационная система как средство систематизации и структурирования информации, а также автоматизации работы конечного пользователя.
Предметом исследования выпускной квалификационной работы является разработка информационной системы учета кафедральной документации.
ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Основные понятия информационных систем
Стремительное развитие компьютерной техники и информационных технологий послужило толчком к развитию общества, построенного на использовании информации и знаний, и получившего название информационного общества. Информационное общество выступает как тип общественной системы, которая является не только более перспективной и оптимально организованной с точки зрения технологического развития, но и в большей степени гуманно ориентированной.
|
|
|
Под системой в обобщенном понятии понимают совокупность объектов, компонентов или элементов произвольной природы, которые образуют некую целостность, например: система здравоохранения, солнечная система. Системы очень сильно различаются между собой составом, а также целями функционирования. Соединив понятия «информационная» и «система», отражается цель ее создания и функционирования.
Информационные системы (ИС) обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск информации и ее выдачу для принятия решений. Они помогают анализировать информацию, решать задачи и создавать новые информационные продукты. Рассмотрим, что же включает в себя информационная система:
1. Информационное обеспечение.
Оно определяет способы и формы отображения состояния объекта управления в виде данных внутри информационной системы, документации, чертежей и сигналов за пределами информационной системы. Информационное обеспечение делят на внешнее и внутреннее.
|
|
|
Внешнее информационное обеспечение состоит из комплекса обобщенных показателей, характеристика потоков информации, систему классификации и кодирования, документы.
Внутреннее информационное обеспечение – это комплекс средств с особой организацией данных, подверженных автоматизированной обработке, накоплению, хранению, поиску, передаче в виде, удобном для восприятия техническими средствами. Это файлы (массивы), базы и банки данных, базы знаний, а также их системы.
Техническое обеспечение.
Под техническим обеспечением понимается комплекс технических средств, участвующих в технологическом процессе изменения информации в системе, возможность эксплуатационной поддержки и документы на эти средства и технологические процессы, внутренние стандарты предприятия.
3. Программное обеспечение.
Под программным обеспечением понимается комплексы программ, созданные для пользователей и служащие для решения основных задач обработки информации. Они нужны для увеличения функциональных возможностей процессов контроля и управления. В программное обеспечение включаются пакеты прикладных программ, которые создают экономико-математические модели любой степени адекватности, демонстрирующие работоспособность реального объекта.
4. Математическое обеспечение.
Под математическим обеспечением понимается совокупность математических методов, моделей, алгоритмов обработки информации, типовые задачи управления системами, теории массового обслуживания, теории игр и другие.
5.Лингвистическое обеспечение.
Под лингвистическим обеспечением понимается совокупность языковых средств, согласованных правил, методик, словарей, алгоритмических языков высокого уровня, языков управления и манипулирования данными, позволяющих специалистам, разработчикам, пользователям и эксплуатационникам говорить на одном языке, используемых в системе с целью повышения качества ее разработки и облегчения общения человека с машиной.
6.Организационное обеспечение.
Под организационным обеспечением понимается совокупность средств и методов организации производства и управления ими в условиях внедрения. Целью организационного обеспечения является: выбор и постановка задач управления, анализ системы управления и путей ее совершенствования, разработка решений по организации взаимодействия информационной системы и персонала, внедрение задач управления. Организационное обеспечение включает в себя методики проведения работ, требования к оформлению документов, должностные инструкции.
7.Кадровое обеспечение.
Под кадровым обеспечением понимается совокупность методов и средств по организации и проведению обучения персонала приемам работы с ИС. Его целью является поддержание работоспособности ИС и возможности дальнейшего ее развития. Кадровое обеспечение включает в себя методики обучения, программу курсов и практических занятий, технические средства обучения и правила работы с ними, состав специалистов, участвующих в создании и работе системы, штатное расписание и функциональные обязанности.
8. Методическое обеспечение.
Под методическим обеспечением понимается комплекс решений, регламентирующих процессы создания и функционирования как системы в целом, так и ее персонала. Это совокупность методов, средств и документов, регламентирующих взаимодействие модулей ИС, технических и технологических средств, персонала в процессе разработки, внедрения и эксплуатации ИС.
Информационные системы можно классифицировать по целому ряду различных признаков. Рассмотрим классификацию информационных систем, которые содержат в себе наиболее значимые признаки, определяющие функциональные возможности и особенности построения современных систем.
Схематично классификация информационных систем представлена на рис.1.1:
Рис. 1.1. Классификация информационных систем
По типу хранимых данных информационная система делится на фактографические и документальные. Фактографические системы служат для хранения и обработки структурированных данных в виде чисел и текстов. Над такими данными можно реализовать различные операции.
Что касается документальных систем, то в них информация реализована в виде документов, включающих в себя описания, тексты, наименования.
Опираясь на степень автоматизации информационных процессов в различных систем управления, информационные системы делятся на ручные, автоматические и автоматизированные.
Ручные информационные системы обуславливаются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций людьми.
В автоматических информационных системах все операции по переработке информации выполняются без вмешательства человека.
Автоматизированные информационные системы характеризуются совместным участием человека и технических средств. Главным образом здесь приоритет отдается вычислительному средству, которое обрабатывает сложные многочисленные операции.
В зависимости от характера обработки данных информационные системы делятся на информационно-поисковые и информационно-решающие.
Информационно-поисковые системы производят ввод, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных действий с данными. Например, библиотечное обслуживание, продажа билетов на транспорте.
Информационно-решающие системы реализуют операции переработки информации по установленному алгоритму. По характеру использования выходной информации такие системы подразделяются на управляющие и советующие.
Полученная от управляющих информационных систем итоговая информация, преобразуется в принятые человеком решения. Для таких систем лучшими являются задачи расчетного характера и вычисление больших объёмов информации. Например, информационная система планирования производства.
Советующие информационные системы доставляют информацию, которая учитывается человеком при формировании управленческих решений. Такие системы имитируют интеллектуальные процессы обработки знаний, а не данных. Например, экспертные системы.
В зависимости от сферы применения рассматриваются следующие типы информационных систем.
Информационные системы организационного управления предназначены для автоматизации функций управленческого персонала всех типов организаций. Их основные функции: своевременный контроль и регулирование, управление сбытом и снабжением, а также иные организационные задачи.
Информационные системы управления технологическими процессами предназначены для автоматизации функций производственного персонала по контролю и управлению производственными операциями. В таких системах развиты средства измерения параметров технологических процессов (температуры, давления).
Информационные системы автоматизированного проектирования предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков при проектировании новой технологии. Основные функции таких систем: инженерные расчеты, создание графической документации, моделирование объектов.
Интегрированные информационные системы воплощают в жизнь автоматизацию всех функций предприятия и оберут на себя весь список работ от планирования деятельности до сбыта продукции.
Информационные системы построены на комплексе баз данных, то есть основой информационных технологий являются данные. Данные – это информация, сгруппированная в специальном виде, которая дает возможность систематизировать и автоматизировать ее сбор, хранение и в будущем дальнейшую обработку человеком или информационной системы.
Данные преобразованы в специальные структуры – базы данных – в целях адекватного отображения изменяющейся реальности удовлетворения информационных потребностей пользователя.
Базы данных – это совокупность данных, имеющая собственное название и отражающая состояние системы объектов и их отношений в определенной предметной области.
Современные базы данных могут хранить самые разные виды информации, том числе, целые файлы. Обычно к хранению файлов непосредственно в базе данных стараются не прибегать, так как это приводит к усложнению процесса разработки, как самой базы данных, так и клиентского приложения. А, также к увеличению размера базы данных. Однако в целом ряде случаев именно такой подход становится наилучшим решением. Файл–это фактическое место, где хранится информация. В файле имеется структура и сами данные. Структура файла не меняется, а вот данные, хранимые в файле, меняются при операциях обращения к файлу.
Можно утверждать, что появление баз данных стало одним из важнейших достижений в области программного обеспечения. Базы данных лежат в основе автоматизированных информационных систем (АИС). Автоматизированная информационная система — это система, реализующая автоматизированный сбор, хранение, обработку информации, состоящая из технических средств, программное обеспечение и рабочий персонал. Желание выделить часть информационных систем, которая была бы предназначена для управления сложных структурированных данных, явилось причиной реализации системы управления базами данных.
Поэтому, система управления базами данных позволяет управлять данными, организуя выполнение многочисленных запросов; определять базу данных и создавать для нее ограничения; обеспечивать целостность данных; контролировать процессы совместного доступа к данным.
Этапы проектирования информационных систем
Любая база данных раскрывает информацию о конкретной предметной области. Предметная область представляет собой часть реального мира, которая представляет интерес для проектирования.
Под моделью данных понимается представление «реального мира» (реальных объектов и событий, семантических связей между ними). В данном представлении отображаются только важные части «реального мира» для разработчиков базы данных, все остальное упраздняется.
Целью построения модели данных является представление данных пользователя в удобном виде, который можно применить при разработке базы данных.
Концептуальное (инфологическое) проектирование — это построение семантической (смысловой) модели конкретной предметной области. Данная модель создается без привязки к какой-либо определенной системе управления базами данных и модели данных.
Вид и содержание концептуальной модели базы данных определяется выбранным для этого форматом, использующим графические нотации, подобные ER-диаграммам.
На первом шаге проектирования информационной системы производится разработка инфологической модели предметной области. Еще на предварительной стадии строится инфологическая модель, которая уточняется на более поздних этапах проектирования.
Инфологическая модель базы данных обязана включать в себя:
· описания всех информационных объектов и понятий предметной области и связей между ними.
· описания ограниченной целостности, то есть набора требований к допустимым значениям данных и к связям между ними.
Модель «сущность-связь», она же ER-модель представляет собой высокоуровневую концептуальную модель данных с возможностью графического представления информации в виде ER- диаграмм.
Выделим основные концепции ER-диаграммы:
1.Объекты (типы сущностей).
Типы объектов (типы сущностей) – множество объектов реального мира с одинаковыми свойствами, которые характеризуются независимым существованием и могут быть объектом как с реальным (физическим) существованием (например, «студент», «зачетная книжка», «ректор»), так и с объектом с абстрактным (концептуальным) существованием (например, «стаж преподавания», «проверка курсовой»). Каждый тип объекта идентифицируется уникальным именем и обязательным списком свойств.
Объект (экземпляр типа объекта или сущность) – экземпляр типа сущности, предмет, который может быть четко идентифицирован на основе свойств (так как обладает уникальным набором свойств среди всех объектов одного типа).
Типы объектов классифицируются на сильные и слабые:
– слабый тип объектов (дочерний или подчиненный) – тип объекта, существование которого зависит от какого-то другого типа объекта;
– сильный тип объекта (родительский или владелец) – тип объекта, существование которого не зависит от какого-то другого типа объекта.
Представляются объекты на диаграмме в виде прямоугольника с именем внутри него.
2.Свойства (атрибуты) служат для описания типов объектов или отношений. Значения свойств каждого типа извлекаются из соответствующего множества значений (в этом множестве определяются все потенциальные значения свойства, различные свойства могут использовать одно множество значений).
Свойства делят по характеристикам:
– простые и составные: простое свойство состоит из одного компонента с независимым существованием (не может быть разделено на более мелкие компоненты; например «зарплата», «пол»); составное свойство – состоит из нескольких компонентов, каждый из которых характеризуется независимым существованием (могут быть разделены на более мелкие части, например «адрес: «город», «улица», «дом»).
– однозначные и многозадачные: однозначное свойство – свойство, которое может содержать только одно значение для одного объекта; многозначное свойство – может содержать несколько значений для одного объекта (например, «телефон вуза»).
– производные и базовые: производное свойство – представляет значение, производное от значения связанного с ним свойства или некоторого множества свойств, принадлежащих некоторому типу объектов (необязательно одному), например «стаж преподавателя»; базовое – не зависит от других свойств.
– ключевые и неключевые: ключ–свойство (набор свойств), которое однозначно выделяет объект из всех объектов данного типа, (например «номер зачетки»).
Свойства представляются на диаграмме в виде эллипса с уникальным именем (уникальность среди множества атрибутов) внутри него, присоединенных линией к типу объекта; для производных свойств – эллипс окружен пунктирным контуром, для многозначных – двойным; имя свойства, которое является первичным ключом, – подчеркивается.
3.Отношения (типы связей).
Типы отношений (типы связи) – осмысленная ассоциация (связь) между типами объектов.
Экземпляр отношения – ассоциация (связь) между экземплярами объектов, включающая по одному экземпляра объекта с каждой стороны связи.
Объекты, включенные в отношение, называются участниками этого отношения. Количество участников данного отношения называется степенью этого отношения (два участника – бинарная, три – тернарная). Существуют унарные (рекурсивные) отношения – в них одни и те же типы объектов участвуют несколько раз и в разных ролях. Число направлений связи (приложения функциональности связи к объектам) зависит от числа экземпляров объектов, участвующих в связи, и всегда больше единицы, то есть любая связь не является однонаправленной.
Также, не стоит забывать, что на участников отношения в ER-модели накладываются ограничения, называемые мощностью отношения.
Мощность отношения – максимальное количество элементов одного типа объекта, связанных с одним элементом другого типа объекта. Обычно рассматриваются следующие типы связей:
– «один-к-одному» – максимальная мощность отношения в обоих направлениях равная одному.
– «один-ко-многим» – максимальная мощность отношения в одном направлении равная одному, а в другом – многим.
– «многие-ко-многим» – максимальная мощность отношения в обоих направлениях равна многим.
На диаграмме отношения представляются в виде ромба с указанным на нем именем связи и соединенного линиями с участниками отношения.
Описание концепций не является жестким, что позволяет трактовать различные части реального мира как одну из концепций в зависимости от значимости данной части для создаваемой концептуальной модели. Создание концептуальной модели является скорее творческой работой, чем механической и требует формирования определенного представления ситуации у разработчика.
Далее на основе инфологической модели производится построение даталогической модели, которое осуществляется по классическим алгоритмам и формализованным правилам.
Логическое (даталогическое) проектирование — создание схемы базы данных с привязкой к конкретной модели данных (реляционная модель данных). Для реляционной модели данных логическая модель представляется в виде набора схем отношений, в которых необходимо указать первичные ключи, и связи между отношениями.
Переход от концептуальной модели к логической модели происходит по стандартным порядкам в достаточно автоматизированном виде.
На следующем этапе датологическая модель привязывается к среде хранения, с помощью модели данных физического уровня, тоесть разрабатывается физическая и внешняя модель данных. Их построение может происходить в любой последовательности относительно друг друга.
На физическом уровне определяют используемые запоминающие устройства, способ физической организации данных в среде хранения.
Схема хранения представляет собой описание физической структуры базы данных, Этап проектирования базы данных соответствующей данному описанию называется физическим проектированием. Система управления базами данных имеет разные возможности по организации данных на физическом уровне, поэтому для конкретных систем различаются сложность и трудоемкость физического проектирования, набор выполняемых шагов.
Взаимосвязь этапов проектирования базы данных представлена на рис. 1.2. В процессе проектирования базы данных возможны возвраты на предыдущие этапы двух типов. Первый тип возврата вызван необходимостью устранения результатов проектирования (для улучшения полученных характеристик). Второй тип возврата обусловлен необходимостью корректировки предыдущей модели (обычно-инфологической) для того чтобы получить дополнительную информацию для проектирования, либо при получении противоречий в модели.
Рис. 1.2. Взаимосвязь этапов проектирования базы данных.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 645; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!