97605

Разработка системы автоматизации рабочего места (АРМ) руководителя по управлению проектами в сфере производства отдельных видов продукции

Дипломная

Информатика, кибернетика и программирование

Разработать ЖЦ АИС, разработать методы и стадии разработки АИС, разработать этапы автоматизированных информационных систем, определить угрозы безопасности АИС, разработать экономическое обоснование АРМ фотостудии, предложить ПО для фотостудии, предложить оборудование для АРМ фотостудии, определить понятия документооборота...

Русский

2015-10-20

2.66 MB

16 чел.

Реферат  Образец

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка к дипломному проекту содержит:

Страницы - 80;

Таблицы – 4;

Схемы – 2;

Русунков – 10;

Использованная литература – 13;

Источников – 13.

АИС, СУБД, АРМ ФОТОСТУДИИ, CASE-ТЕХНОЛОГИИ, САПР, ТРЕХМЕРНОЕ ПРОСТРАНСТВО СВОЙСТВ, УСТАНОВКА И НАСТРОЙКА АРМ, ПО, ОБОРУДОВАНИЕ, ОХРАНА ТРУДА.

Цель работы: разработать ЖЦ АИС, разработать методы и стадии разработки АИС, разработать этапы автоматизированных информационных систем, определить угрозы безопасности АИС, разработать экономическое обоснование АРМ фотостудии, предложить ПО для фотостудии, предложить оборудование для АРМ фотостудии,  определить понятия документооборота, определить программные средства для несанкционированного доступа АИС, систематизировать охрану труда на АРМ.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение    Образец

 1. История создания, требования к АИС

 2. Жизненный цикл системы АИС

 3. Методы и стадии разработки АИС

 3.1. Методы разработки АИС

 3.2. Основные стадии создания АИС

 3.3. Содержание этапов создания АС на различных стадиях

 4. Этапы разработки автоматизированных информационных систем

 4.1. Этапы проектирования АИС и их характеристики

 4.2. Разработка и анализ бизнес-модели

 4.3. Основные понятия электронного документооборота

 5. Угрозы безопасности автоматизированным информационным системам (программные злоупотребления)

 5.1. По составу и последствиям

 5.2. Программные средства, используемые для получения несанкционированного доступа и нанесения ущерба АИС

 6.  APM фотостудии

 6.1. APM «Фотостудия»

 6.1.1. Устройства ввода изображения

 6.1.2.  Требования к ПК

 6.1.3 Устройства вывода изображения

 6.2. Оборудование APM

 6.3. Выбор программного обеспечения

 6.4. Установка и настройка АРМ

 7. Экономический расчет АРМ фотостудии

 7.1. Экономическое обоснование APM

 7.2. Смета затрат АРМ фотостудии

 8. Охрана труда

 Заключение

 Список литературы
 Источники информации

 Приложение

[1] Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов

[2] Введение

[3] 1 Предметная область и постановка задачи

[3.1] 1.1 Описание предметной области

[3.2] 1.2 Постановка задачи

[3.3] 1.3 Описание входных документов

[3.4] 1.4 Описание выходных документов

[4] 2 Разработка базы данных

[4.1] 2.1 Определение типов сущностей

[4.2] 2.2 Определение типов связей

[4.3] 2.3 Инфологическая модель

[4.4] 2.4 Переход к реляционной модели данных (определение отношений, атрибутов, потенциальных и первичных ключей)

[5] 3 ФИЗИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРИЛОЖЕНИЯ

[5.1] 3.1 Выбор СУБД

[5.2] 3.2 Физическая модель данных

[5.3] 3.3 Экранные формы

[5.4] 3.4 Запросы к данным

[5.5] 3.5 Отчеты

[5.6] 3.6 Пользовательский интерфейс

[6] Выводы

[7] Рекомендации

[8] Список использованной литературы

Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов

тип связи «один-ко-многим»

DDL

DataDefinitionLanguage – язык определения данных;

DML

Date Manipulation Language – языкоброботкиданных;

ER-модель

EntityRelationship – модель "сущность-связь";

FOREIGN KEY

определение внешнего ключа (синтаксис)

PRIMARY KEY

определение первичного ключа (синтаксис)

SQL

StructuredQueryLanguage – язык структурированных запросов;

АРМ

автоматизированное рабочее место;

БД

база данных;

РСУБД

реляционная система управления базами данных;

АИС                            

СУБД

––

Автоматизированная информационная система

система управления базами данных;

Введение

За последние двадцать лет значительно возрос объём и оборот информации во всех сферах жизнедеятельности человека: экономической, финансовой, политической, духовной. И процесс накопления, обработки и использования знаний постоянно ускоряется. Учёные утверждают, что каждые десять лет количество информации увеличивается вдвое. В связи с этим возникает необходимость использования автоматических средств, позволяющих эффективно хранить, обрабатывать и распределять накопленные данные.

Исходя из современных требований, предъявляемых к качеству работы управленческого звена крупного предприятия, нельзя не отметить, что эффективная работа его всецело зависит от уровня оснащения компании информационными средствами на базе компьютерных систем автоматизированного управления и учёта.

Компьютерный учёт имеет свои особенности и радикально отличается от обычного. Компьютер не только облегчает учёт, сокращая время, требующееся на оформление документов и обобщение накопленных данных для анализа хода торговой деятельности, необходимого для управления ею. Отчеты о положении дел на предприятии, получаемые с помощью компьютера, можно получить и без него - никакой особой математики в компьютере не содержится - но на расчёты уйдет столько времени, что они уже ни на что не будут нужны; или ими придется занять такое количество расчётчиков, что на их зарплату уйдёт значительно больше, чем будет получено прибыли в результате их расчётов. Таким образом, при применении компьютера "количество переходит в качество": увеличение скорости расчётов.

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.

Основное преимущество автоматизации - это сокращение избыточности хранимых данных, а следовательно, экономия объема используемой памяти, уменьшение затрат на многократные операции обновления избыточных копий и устранение возможности возникновения противоречий из-за хранения в разных местах сведений об одном и том же объекте, увеличение степени достоверности информации и увеличение скорости обработки информации; излишнее количество внутренних промежуточных документов, различных журналов, папок, заявок и т.д., повторное внесение одной и той же информации в различные промежуточные документы. Также значительно сокращает время автоматический поиск информации, который производится из специальных экранных форм, в которых указываются параметры поиска объекта.

Целью данного курсового проекта является разработка системы автоматизации рабочего места (АРМ) руководителя по управлению проектами в сфере производства отдельных видов продукции.

Основой задачей данной проектируемой системы является учёт и оперативное регулирование пользования услугами Интернет-провайдера, подготовки стандартных документов для внешней среды (ведомости, статистические данные). Автоматизация этих процессов позволит хранить информацию в одной базе, информация в которую вводится с помощью удобного интерфейса.

За счёт сокращения времени на выполнение долгих рутинных операций, можно повысить эффективность работы сотрудника, который может теперь выполнять не только свою работу, но и взять на себя ряд других обязанностей.

Создание собственной автоматизированной системы позволит учесть все особенности, разрабатывается только то, что нужно, и как нужно. Анализ по предприятиям, где уже используются разработанные на стороне программные продукты, показывает, что имеются некоторые проблемы с сопровождением, связанные, прежде всего, с тем, что автоматизируемое предприятие и разработчик находятся в разных городах. В связи с этим,

между заказом на какую-либо доработку и результатом проходит, как правило, не менее месяца.

История создания и развития АИС

Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных элементов. Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям.

Пример 1 Приведем несколько систем, состоящих из разных элементов и направленных на реализацию разных целей.

Таблица 1

Система

Элементы системы

Главная цель системы

Фирма

Люди, оборудование, материалы, здания и др.

Производство товаров

Компьютер

Электронные и электромеханические элементы, линии связи и др.

Обработка данных

Телекоммуникационная система

Компьютеры, модемы, кабели, сетевое программное обеспечение и др.

Передача информации

Информационная система

Компьютеры, компьютерные сети, люди, информационное и программное обеспечение

Производство профессиональной информации

Понятие "система" применяется к набору технических средств и программ или аппаратная часть компьютера. Системой может также считаться множество программ для решения конкретных прикладных задач, дополненных процедурами ведения документации и управления расчетами.

Понятие "система" + "информационная" отражает цель ее создания и функционирования. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области. Они помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.

Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Современное понимание информационной системы предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации персонального компьютера. В крупных организациях наряду с персональным компьютером в состав технической базы информационной системы может входить суперЭВМ. Кроме того, техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление, поэтому

АИС - это человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированную подготовку, поиск и обработку информации в рамках интегрированных сетевых, компьютерных и коммуникационных технологий для оптимизации экономической и другой деятельности в различных сферах управления.

На этой основе создаются различные автоматические и автоматизированные системы управления технологическими процессами. Типичным примером таких систем может служить в связи - автоматическая коммутационная станция. В этой системе управление осуществляется с помощью технических устройств типа процессоров или других более простых приборов. Человек-оператор не входит в контур управления, замыкающий связи объекта и органа управления, а лишь следит за ходом технологического процесса и по мере необходимости (например, в случае сбоя) вмешивается. Иначе обстоит дело с автоматизированной системой управления производственным процессом. В АС производственными процессами и объект и орган управления представляет собой единую человеко-машинную систему, человек обязательно входит в контур управления. По определению АС - это человеко-машинная система, предназначенная для сбора и обработки информации, необходимой для управления производственным процессом, то есть управления коллективами людей. Иначе говоря, успех функционирования таких систем во многом зависит от свойств и особенностей жизнедеятельности человеческого фактора. Без человека система АС производством самостоятельно не может работать, так как человек формирует задачи, разрабатывает все виды обеспечивающих подсистем, выбирает из выданных ЭВМ вариантов решений наиболее рациональный. И, разумеется, человек, что очень важно, в конечном счете юридически отвечает за результаты реализации принятых им решений. Как видим, роль человека огромна и не заменима. Человек организует программу подготовительных мероприятий перед созданием АС, следовательно, требуется помимо всего прочего специальное организационное и правовое обеспечение.

  1.  Этапы развития АИС

Изменение подхода к использованию информационных систем

Изменение подхода к использованию

Концепция использования информации

Вид информационных систем

Цель использования

1950-1960 гг.

Бумажный поток расчетных документов

Информационные системы обработки расчетных документов на электромеханических бухгалтерских машинах

Повышение скорости обработки документов Упрощение процедуры обработки счетов и расчета зарплаты

1960-1970 гг.

Основная помощь в подготовке отчетов

Управленческие ин формационные системы для производственной информации

Ускорение процесса подготовки отчетности

1970-1990 гг.

Управленческий контроль реализации (продаж)

Системы поддержки принятия решений

Системы для высшего звена управления

Выработка наиболее рационального решения

2000--- гг.

Информация - стратегический ресурс, обеспечивающий конкурентное преимущество

Стратегические информационные системы

Автоматизированные офисы

Выживание и процветание фирмы

1 этап. Первые информационные системы появились в 50-х гг. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов.

2 этап. 60-е гг. знаменуются изменением отношения к информационным системам. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее.

3 этап. В 70-х - начале 80-х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений.

4 этап. К концу 90-х начала 2000 гг. концепция использования информационных систем вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля. Информационные системы этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.

Влияние АИС на эффективность работы организации

АИС оказывают влияние на многие характеристики организации.

Рассмотрим более подробно наиболее важные из них.

  1.  Производительность труда (операционная эффективность). Она имеет отношение к скорости, стоимости и качеству выполнения рутинных задач. Для повышения производительности труда в организациях применяют системы обработки транзакций. Например, для управления запасами на складе, чтобы сократить расходы, связанные с их содержанием. При этом компьютер определяет оптимальный запас изделий на складе, отслеживает текущее количество. Другой пример - повышение производительности труда работников офиса при помощи редакторов текста. При этом сокращается время подготовки текста, особенно в тех случаях, когда текст пересматривается несколько раз. Также производитель производительность труда в офисе повышается за счет применения систем настольного издательства и систем презентационной графики.
  2.  Функциональная эффективность может быть улучшена за счет применения СППР. Например, компания American Express, производящая кредитные карточки, для повышения эффективности функций разрешения кредита использует системы искусственного интеллекта. Эти системы объединяют в себе мастерство всех лучших менеджеров по кредиту.
  3.  Качество обслуживания клиентов. Примером может служить применение банковских машин (банкоматов). Нормальный банкомат работает 24 часа в сутки каждый день. Он позволяет снимать со счета наличные в любое время суток.
  4.  Создание и улучшение продукции. Продукция бывает двух видов: информационно-интенсивная и традиционная. Информационно-интенсивная продукция выпускается в банковской деятельности, страховании, финансовом обслуживании и т. д. Информационно-интенсивная продукция может быть создана и улучшена на основе современных информационных технологий.
  5.  ИС открывают перед компанией возможность изменения основ конкуренции. Например, в 70-х гг. один крупный дистрибьютор журналов и газет начал фиксировать информацию о еженедельных поставках и возврате печатной продукции от каждого продавца. После этого он использовал программу, которая определяла доход от единицы площади каждого издания для каждого продавца, затем - сравнивал полученные результаты, группируя их по экономически и этнически подобным районам. После этого дистрибьютор сообщал каждому из продавцов оптимальный для его района ассортимент изданий. Это позволило увеличить доход дистрибьюторам и розничным торговцам.
  6.  Закрепление клиентов и отдаление конкурентов.Информационные системы конкурентоспособных преимуществ (ИСКП) обслуживают стратегические потребности организации. ИСКП дают мгновенный и быстрый доступ к информации о важнейших факторах, влияющих на достижение фирмой своих задач. Но главное то, что ИСКП производят такие информационные продукты и услуги, которые содействуют привлечению клиентов к своей фирме за счет клиентов конкурента. Например, банковские пластиковые карточки дают более надежную защиту от кражи наличных денег, поэтому клиент нередко выбирает именно тот банк, который предоставляет услуги в виде пластиковых карточек. [1]

ИСКП - это фактически комплекс многих других видов ИС. Рыночные условия требуют от фирм, банков, корпораций постоянно изыскивать новые возможности для повышения конкурентоспособности. В последнее время весомые преимущества создаются за счет использования телекоммуникаций, локальных, корпоративных, и глобальных компьютерных сетей. Они, во-первых, позволяют привлекать клиентов сокращением времени обслуживания или предоставления им комфорта, во-вторых, повышают качество и оперативность работы менеджеров в процессе принятия решений за счет скоростного сбора данных от региональных подразделений и оперативного анализа данных.

3. Функции человека в ИС

Любая информационная система подразумевает участие в ее работе людей. Среди персонала, имеющего отношение к информационным системам, выделяют такие категории, как конечные пользователи, программисты, системные аналитики, администраторы баз данных и др.

Программистом традиционно называют человека, который составляет программы. Человека, использующего результат работы компьютерной программы, называют конечным пользователем. Системный аналитик - это человек, оценивающий потребности пользователей в применении компьютера, а также проектирующий информационные системы, которые соответствуют этим потребностям.

В сфере экономического менеджмента с информационными системами работают две категории специалистов: управляющие конечные пользователи и специалисты по обработке данных. Конечный пользователь - это тот, кто использует информационную систему или информацию, которую она выпускает. Специалисты по обработке данных профессионально анализируют, проектируют и разрабатывают систему.

Системы, применительно к АС, могут быть проклассифицированы по ряду признаков. Например:

  1.  По уровням иерархии (суперсистема, система, подсистема, элемент системы);
  2.  По степени замкнутости (замкнутые, открытые, условно-замкнутые);
  3.  По характеру протекаемых процессов в динамических системах (детерминированные, стохастические и вероятностные);
  4.  По типу связей и элементов (простые, сложные).

Системы делятся на примитивные элементарные (для них строятся автоматические системы управления) и большие сложные. Так как большие и сложные системы обладают свойством необозримости, то их можно рассматривать с нескольких точек зрения. Следовательно, классификационных признаков тоже много.

Классифицировать АС можно:

  1.  По уровню :
    1.  АСУ Отрасли ;
    2.  АСУ Производства;
    3.  АСУ Цеха;
    4.  АСУ Участка;
    5.  АСУ Т П ( технологического процесса).
  2.  По типу принимаемого решения:
    1.  Информационно-справочные системы, которые просто сообщают информацию ("экспресс", "сирена", "09");
    2.  Информационно-советующая (справочная) система, представляет варианты и оценки по различным критериям этих вариантов;
    3.  Информационно-управляющая система, выходной результат не совет, а управляющее воздействие на объект.
  3.  По типу производства:
    1.  АСУ с дискретно-непрерывным производством;
    2.  АСУс дискретным производством;
    3.  АСУс непрерывным производством.
  4.  По назначению:
    1.  Военные АСУ;
    2.  Экономические системы (предприятия, конторы, управляющие властные структуры);
    3.  Информационно-поисковые системы.
  5.  По областям человеческой деятельности:
    1.  Медицинские системы;
    2.  Экологические системы;
    3.  Системы телефонной связи.
  6.  По типу применяемых вычислительных машин:
    1.  Цифровые вычислительные машины (ЦВМ);
    2.  Средние;
    3.  Миниэвм, др.
    4.  Мобильные
    5.  Персональные

Разницу между компьютерами и информационными системами:

  •  Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом для информационных систем.
  •  Информационная система немыслима без персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями.

  1.  Жизненный цикл АИС и его этапы

Жизненный цикл (ЖЦ) - одно из базовых понятий методологии проектирования ИС. Это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания ИС и заканчивается в момент ее полного изъятия из эксплуатации.

Основным нормативным документом, регламентирующим ЖЦ, является международный стандарт ISO/IEC (ISO - International Organization of Standardization - Международная организация по стандартизации, IEC - International Electrotechnical Commission - Международная комиссия по электротехнике). Он определяет структуру ЖЦ, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ИС.

Структура ЖЦ по стандарту ISO/IEC базируется на трех группах процессов:

  •  основные процессы ЖЦ (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);
  •  вспомогательные процессы (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, аттестация, аудит, решение проблем);
  •  организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, улучшение самого ЖЦ, обучение).

Управление конфигурацией позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПО на всех стадиях ЖЦ.

Обеспечение качества проекта - верификация, тестирование ПО. Верификация - это процесс определения того, отвечает ли текущее состояние разработки требованиям данного этапа. Для этого проводится тестирование.

Управление проектом - планирование и организация работ, создание коллективов разработчиков, контроль за сроками и качеством выполняемых работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта, определение методов описания промежуточных состояний разработки, разработку методов и средств испытаний ПО, обучение персонала и т.п.

Модель ЖЦ - структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач, выполняемых на протяжении ЖЦ.

Наибольшее распространение получили две основные модели ЖЦ:

  •  каскадная модель (70-85 гг.);
  •  спиральная модель (86-90 гг.).

Каскадный способ - разбиение всей разработки на этапы, причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем (рис.1.2.1).

Положительные стороны применения каскадного подхода:

  •  на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности;
  •  выполняемые в логичной последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты.

Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении ИС, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования. В эту категорию попадают сложные расчетные системы, системы реального времени и другие подобные задачи.

Рисунок 1.2.1. Схема каскадного подхода

Однако реально в процессе создания ИС постоянно возникает потребность в возврате к предыдущим этапам, уточнении или пересмотре ранее принятых решений. Реальный процесс создания ИС принимает следующий вид (рис. 1.2.2):

Рисунок 1.2.2. Реальный процесс создания ИС на базе каскадной модели

Одно из использовавшихся в западной литературе названий такой схемы организации работ: "водопадная модель" (waterfall model).

Основным недостатком каскадного подхода является существенное запаздывание с получением результатов. Модели (как функциональные, так и информационные) автоматизируемого объекта могут устареть одновременно с их утверждением. Другой недостаток - такое проектирование ИС ведет к примитивной автоматизации (по сути - "механизации") существующих производственных действий работников.

В спиральной модели ЖЦ (рис. 1.2.3), делается упор на начальные этапы ЖЦ: анализ и проектирование. Реализуемость технических решений проверяется путем создания прототипов.


Рисунок 1.2.3. Спиральная модель ЖЦ

Каждый виток спирали соответствует созданию нового фрагмента или версии ИС, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка спирали. Один виток спирали при этом представляет собой законченный проектный цикл по типу каскадной схемы. Такой подход назывался также "Продолжающимся проектированием". Позднее в проектный цикл дополнительно стали включать стадии разработки и опробования прототипа системы. Это называлось: "быстрое прототипирование", rapid prototyping approach или "fast-track".

Однако применение таких методов наряду с быстрым эффектом дает снижение управляемости проектом в целом и стыкуемости различных фрагментов ИС. Основная проблема спирального цикла - определение момента перехода на следующий этап. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков.

Основы методологии проектирования АС на основе CASE-технологий (Computer Aided Software Engineering)

Возрастающая сложность современных автоматизированных систем управления и повышение требовательности к ним обуславливает применение эффективных технологий создания и сопровождения АС в течение всего жизненного цикла. Такие технологии, базирующиеся на методологиях подготовки информационных систем и соответствующих комплексах интегрированных инструментальных средств, а также ориентированные на поддержку полного жизненного цикла АС или его основных этапов, получили название CASE-технологий и CASE-средств. Для успешной реализации проекта АС должны быть построены полные и непротиворечивые функциональные и информационные модели системы управления. Накопленный опыт проектирования указанных моделей показывает, что это логически сложная , трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Однако во многих случаях проектирование АС выполняется в основном на интуитивном уровне с применением неформальных методов, основанных на искусстве, практическом опыте и экспертных оценках. Кроме того, в процессе создания и функционирования АС информационные потребности пользователей могут изменяться или уточняться, что еще более усложняет разработку и сопровождение автоматизированных систем управления. От перечисленных недостатков в наибольшей степени свободны подходы, основанные на программно-технических средствах специального класса - CASE-средствах, реализующих CASE-технологии создания и сопровождения АС.

Под термином CASE (Computer Aided Software Engineering) понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения АС, включая анализ и формулировку требований, проектирование прикладного программного обеспечения и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы. CASE-средства вместе с системным программным обеспечением и техническими средствами образуют полную среду разработки АС.

Одним из базовых понятий методологии проектирования АС является понятие жизненного цикла ее программного обеспечения (ЖЦ ПО).

ЖЦ ПО - это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания ПО АС и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации

Структура ЖЦ ПО базируется на трех группах процессов: основные процессы ЖЦ ПО (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение); вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем); организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение). Разработка охватывает все работы по созданию ПО и его компонентов (анализ, проектирование и программирование) в соответствии с заданными требованиями, включая оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовку материалов, необходимых для проверки работоспособности и качества программных проектов, материалов, необходимых для организации обучения персонала, и т.д. Эксплуатация включает в себя работы по внедрению компонентов ПО (конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей, обеспечение эксплуатационной документацией, проведение обучения персонала и др.), локализация проблем, возникающих при эксплуатации с устранением причин их возникновения, модификацию ПО в рамках установленного регламента, подготовку предложений по совершенствованию, развитию и модернизации системы. Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами. Результатами анализа, в частности, являются функциональные модели, информационные модели и соответствующие им диаграммы.

1.3 Структура и классификация АИС

Структурная схема терминов

 

Структуру АИС составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами.

АС состоит из двух подсистем: функциональной и обеспечивающей. Функциональная часть АС включает в себя ряд подсистем, охватывающих решение конкретных задач планирования, контроля, учета, анализа и регулирования деятельности управляемых объектов. В ходе аналитического обследования могут быть выделены различные подсистемы, набор которых зависит от вида предприятия, его специфики, уровня управления и других факторов. Для нормальной деятельности функциональной части АС в ее состав входят подсистемы обеспечивающей части АС (так называемые обеспечивающие подсистемы).

Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем. Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.

Информационное обеспечение (ИО) - совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.

Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.

Унифицированные системы документации создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель - это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. Разработаны стандарты, где устанавливаются требования:

  •  к унифицированным системам документации;
  •  к унифицированным формам документов различных уровней управления;
  •  к составу и структуре реквизитов и показателей;
  •  к порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных форм документов.

Однако, несмотря на существование унифицированной системы документации, при обследовании большинства организаций постоянно выявляется целый комплекс типичных недостатков:

  •  чрезвычайно большой объем документов для ручной обработки;
  •  одни и те же показатели часто дублируются в разных документах;
  •  работа с большим количеством документов отвлекает специалистов от решения непосредственных задач;
  •  имеются показатели, которые создаются, но не используются, и др.

Поэтому устранение указанных недостатков является одной из задач, стоящих при создании информационного обеспечения.

Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации и ее объемы, места возникновения первичной информации и использования результатной информации. За счет анализа структуры подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей системы управления.

Пример: В качестве примера простейшей схемы потоков данных можно привести схему, где отражены все этапы прохождения служебной записки или записи в базе данных о приеме на работу сотрудника - от момента ее создания до выхода приказа о его зачислении на работу.

Построение схем информационных потоков, позволяющих выявить объемы информации и провести ее детальный анализ, обеспечивает:

  •  исключение дублирующей и неиспользуемой информации;
  •  классификацию и рациональное представление информации.

При этом подробно должны рассматриваться вопросы взаимосвязи движения информации по уровням управления (см. рис. 3.2). Следует выявить, какие показатели необходимы для принятия управленческих решений, а какие нет. К каждому исполнителю должна поступать только та информация, которая используется.

Методология построения баз данных базируется на теоретических основах их проектирования. Для понимания концепции методологии приведем основные ее идеи в виде двух последовательно реализуемых на практике этапов:

1-й этап - обследование всех функциональных подразделений фирмы с целью:

  •  понять специфику и структуру ее деятельности;
  •  построить схему информационных потоков;
  •  проанализировать существующую систему документооборота;
  •  определить информационные объекты и соответствующий состав реквизитов (параметров, характеристик), описывающих их свойства и назначение.

2-й этап - построение концептуальной информационно-логической модели данных для обследованной на 1-м этапе сферы деятельности. В этой модели должны быть установлены и оптимизированы все связи между объектами и их реквизитами. Информационно-логическая модель является фундаментом, на котором будет создана база данных.

Для создания информационного обеспечения необходимо:

  •  ясное понимание целей, задач, функций всей системы управления организацией;
  •  выявление движения информации от момента возникновения и до ее использования на различных уровнях управления, представленной для анализа в виде схем информационных потоков;
  •  совершенствование системы документооборота;
  •  наличие и использование системы классификации и кодирования;
  •  владение методологией создания концептуальных информационно-логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;
  •  создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения.

Техническое обеспечение (ТО) - комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.

Комплекс технических средств составляют:

  •  компьютеры любых моделей;
  •  устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации;
  •  устройства передачи данных и линий связи;
  •  оргтехника и устройства автоматического съема информации;
  •  эксплуатационные материалы и др.

Документацией оформляются предварительный выбор технических средств, организация их эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение. Документацию можно условно разделить на три группы:

  •  общесистемную, включающую государственные и отраслевые стандарты по техническому обеспечению;
  •  специализированную, содержащую комплекс методик по всем этапам разработки технического обеспечения;
  •  нормативно-справочную, используемую при выполнении расчетов по техническому обеспечению.

К настоящему времени сложились две основные формы организации технического обеспечения (формы использования технических средств): централизованная и частично или полностью децентрализованная.

Централизованное техническое обеспечение базируется на использовании в информационной системе больших ЭВМ и вычислительных центров.

Децентрализация технических средств предполагает реализацию функциональных подсистем на персональных компьютерах непосредственно на рабочих местах.

Перспективным подходом следует считать, по-видимому, частично децентрализованный подход - организацию технического обеспечения на базе распределенных сетей, состоящих из персональных компьютеров и большой ЭВМ для хранения баз данных, общих для любых функциональных подсистем.

Математическое и программное обеспечение (МО, ПО) - совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

К средствам математического обеспечения относятся:

  •  средства моделирования процессов управления;
  •  типовые задачи управления;
  •  методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.

В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация.

К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.

Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.

1.4 Информационное обеспечение (ИО) АИС

Информационное обеспечение - совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.

Структурная схема терминов

Понятие и структура ИО

Информация есть сообщение новых, ранее не известных сведений.

Получателем информации может быть человек, организация и машина. Единицей информации является количество информации, сообщенной в виде ответа <Да> или <Нет> на один вопрос. Например, одной единицы информации достаточно для того, чтобы узнать о положении выключателя: задается вопрос <Включен ли выключатель?>; ответ <Да> означает, что включен, ответ <Нет> - выключен. Значение информации определяется тем, что она является основой понятия управленческих решений, осуществляет взаимосвязь между подсистемами и задачами АИС. Единица информации получила название "бит", это сокращение английских слов binary digit -двоичная единица. Система счисления, в которой каждое число выражается с помощью двух цифр 0 и 1.

Информационное обеспечение (ИО) - предоставление информационных ресурсов в распоряжение какого-либо объекта или субъекта.

Цель информационного обеспечения -своевременная выдача необходимой достоверной информации для выработки и принятия управленческих решений.

ИО - совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, методология построения баз данных.

Данная подсистема предназначена для своевременного представления информации, принятия управленческих решений. ИО предприятия представляет собой информационную модель данного объекта. Для создания ИО нужно ясное понимание целей и задач, функций системы управления; совершение системы документооборота; выявление движения информации от момента ее возникновения и до ее использования на различных уровнях управления; наличие и использование классификации и кодирования информации; создание массивов информации на машинных носителях; владение методологией создания информационных моделей.

При организации ИО используется системный подход, обеспечивающий создание единой информационной базы; разработку типовой схемы обмена данными между различными уровнями системы и внутри каждого уровня; организацию единой схемы ведения и хранения информации; обеспечение решаемых задач исходными данными;

Основными функциями ИО являются наблюдение за ходом производственно-хозяйственной деятельности, выявление и регистрация состояния управляемых параметров и их отклонение от заданных режимов; подготовка к обработке первичных документов, отражающих состояние управляемых объектов; обеспечение автоматизированной обработки данных; осуществление прямой и обратной связи между объектами и субъектами управления.

ИО автоматизированных информационных систем состоит из внемашинного и внутримашинного ИО.


Внемашинное включает систему классификации и кодирования технико-экономической информации; систему документации; схему информационных потоков (документооборота: первичные, результативные, нормативно-справочные документы).

Внутримашинное ИО содержит массивы данных на машинных носителях и программу организации доступа к этим данным.

Внемашинное ИО - информация, которая воспринимается человеком без каких-либо технических средств (документы).

Под классификацией понимается условное расчленение множества элементов информации на подмножества на основании сходства или различия по какому-то признаку.

Классификация - система распределения объектов по классам в соответствии с определенным признаком (основание классификации). Объекты необходимо классифицировать для:

-выявления общих свойств информационного объекта, который определяется информационными параметрами (реквизиты).

-для разработки правил, алгоритмов обработки информации.

1.5 Техническое обеспечение (ПО) АИС

Техническое обеспечение (ТО) - комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.

Структурная схема терминов

Понятие и структура ТО АИС

Техническое обеспечение (ТО) - совокупность технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация по наладке, установке, монтажу, контролю этих технических средств.

ТО состоит из (структура ТО):

  1.  Комплекс технических средств (КТС);
  2.  Документация;
  3.  Кадры, занимающиеся установкой и обслуживанием технических средств (ТС) (некоторые не выделяют в отдельную группу).

КТС - совокупность взаимосвязанных единым управлением и автономных технических средств, предназначенных для сбора, хранения, накопления, обработки, передачи, вывода информации; а также средств оргтехники и управления ТС.

Документация:

  •  общесистемная - государственные отраслевые стандарты по ТО;
  •  специализированная - методики по всем этапам разработки ТО;
  •  нормативно-справочная - используется при выполнении расчетов по ТО.

Классификация технических средств

Основное подразделение: компьютеры и оргтехника.

По процедурно-функциональному признаку:

  •  средства сбора и регистрации информации и устройства ввода-вывода;
  •  средства передачи данных и линии связи;
  •  средства обработки;
  •  средства хранения и вывода информации;
  •  средства оргтехники;
  •  средства сбора и регистрации информации и устройства ввода.

С появлением новых информационных технологий эти ТС имеют высокое значение. На предприятиях это средства сбора - датчики, счетчики и т.д.

Устройства ввода: 1) клавиатура; 2) графические планшеты (для ручного ввода графической информации); 3) сканеры, читающие автоматы; 4) манипуляторы (мышь, джойстик); 5) сенсорные экраны, 6) микрофоны и т.д.

1. Средства передачи информации

Информация может передаваться:

  1.  На самом предприятии между различными его подразделениями сейчас используются локальные вычислительные сети (в одном здании или в близлежащих)).

Основные компоненты локальной сети: кабели, передающая среда, рабочая станция; АРМ на основе рабочей станции; платы интерфейса сети; серверы сети.

Локальная сеть позволяет рабочим станциям обмениваться информацией и использовать общую информацию.

  1.  Информация может передаваться из одного предприятия в другое . Здесь используются: а)аппаратура и устройства передачи данных (АПД); б) каналы связи.

Аппаратура передачи данных и устройства передачи:

  •  телеграф, телетайп; телефакс, телекс; сетевые адаптеры.
  •  технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналом связи. Один адаптер обеспечивает сопряжение ЭВМ с одним каналом связи;
  •  мультиплексоры (многоканальные адаптеры) - устройства сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи;
  •  модемы (ЭВМ подключается к АТС). Это специальное устройство, способное преобразовывать (модулировать) цифровой сигнал на аналоговый и обратно. Модем на другом конце линии демодулирует сигнал обратно.
  •  терминалы (ПК);
  •  концентраторы (предназначены для сжимания информации, объединения каналов, передачи информации в высокоскоростном режиме связи);
  •  повторитель (в локальной сети, где кабель определенной длины, для увеличения его протяженности ставится повторитель (локальный и дистанционный)). Локальный повторитель соединяет фрагменты сетей, расположенных на расстоянии до 50 метров. Дистанционный - до 2000 метров;
  •  специальные шифровальные аппараты.

Каналы связи - узлы связи, включающие мощные ЭВМ, настроенные на передачу и управление информацией, а не на ее обработку; плюс ПО.

Три вида каналов связи: наземные; высокочастотные (обеспечиваются наземными ретрансляционными связями); спутниковые (при передаче на далекие расстояния).

Средства обработки данных. Это компьютеры - 4 класса: микро; малые (мини); большие и супер ЭВМ.

Главные характеристики ЭВМ - быстродействие и объем памяти.

МикроЭВМ - 2 группы:

  1.  Универсальные (многопользовательские и однопользовательские);
  2.  Специализированные (многопользовательские (серверы) и однопользовательские (рабочие станции)).

Многопользовательские - мощные ЭВМ, оборудованные несколькими терминалами и функционирующие в режиме разделения времени.

Персональные - ЭВМ, удовлетворяющие требованиям доступности и универсальности.

Рабочие станции - однопользовательские мощные ЭВМ. Специализирующиеся на выполнении одного вида работы.

Серверы - многопользовательские ЭВМ в сетях, выделенные для обработки запросов от всех станций сети.

ПК - основа АС. Существуют стационарные (настольные) и переносные.

Малые ЭВМ - могут работать в режиме разделения времени и в многозадачном режиме; надежные и простые в эксплуатации.

Большие ЭВМ - мейнфреймы. Характеристики: большой объем памяти; высокая отказоустойчивость и производительность; высокая надежность; защита данных; возможность подключения большого числа пользователей.

Супер ЭВМ - мощные многопроцессорные ЭВМ. Они приспособлены для многозадачного режима работы.

Серверы. Это компьютер, выделенный для обработки запросов от всех станций сети и представляющий этим станциям доступ к системным ресурсам и распределяющий эти ресурсы. Мощные серверы можно отнести к малым и большим ЭВМ. Сейчас лидером являются серверы Маршалл, а также существуют серверы Крэй (64 процессора).

Основные средства хранения:

  •  машинная память (основная и внешняя). Внешняя память используется для долговременного хранения информации - накопители.
  •  магнитные носители
  •  оптические CD-диски. Первые CD-диски предназначались только для считывания. В последние годы были созданы диски, на которых информация может записываться пользователем (Recordable CD).
  •  CD-ROM; базы данных; микрофильмы, микрокарты - системы хранения информации - информация на них заносится при помощи специальных устройств.

Устройства вывода:

Мониторы - это устройства, предназначенное для отображения информации, вводимой пользователем с клавиатуры или выводимой компьютером.

Принтеры - это устройство вывода на бумажный носитель текстовой и графической информации (струйный, матричный, лазерный).

Плоттеры (графопостроители) - устройства для вывода чертежей и схем больших форматов на бумагу.

Форма использования средств обработки данных

Наиболее распространенная форма - ЭВМ. Раньше чаще использовались вычислительные центры (ВЦ).

Вычислительный центр - организуется и специализируется на обработке информации. ВЦ обладают самостоятельностью, планируют свои деятельность, имеют юридический адрес.

По структуре ВЦ подразделяются на несколько отделов: отдел по подготовке задач, отдел по реализации машинного решения задач, техническое обслуживание парка, для выполнения управленческих работ. ТС, используемые в ВЦ: многомашинные вычислительные комплексы.

Распределенная обработка данных (РОД) - децентрализованная на 1 ЭВМ. Для получения общих результатов, все сводится на один компьютер. Распределенная обработка выполняется на несвязанных между собой ЭВМ, представляющих распределенную систему. Для реализации РОД были созданы многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из направлений: многомашинные вычислительные комплексы (ММВК), компьютерные сети.

ММВК - группа установленных рядом компьютеров, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющая совместно единый информационно-вычислительный процесс. Они могут быть локальными и дистанционными.

Локальные - компьютеры находятся в одном помещении и не требуют специальных средств сопряжения.

Дистанционные - компьютеры устанавливаются в соседних помещениях. Для передачи данных используются каналы связи.

Сеть - форма использования ТС. Это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных при помощи каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Отличия сети от ММВК: размерность (в состав ММВК входят 2-3 ЭВМ); разделение функций между ЭВМ (в ММВК функции обработки, передачи данных могут быть реализованы в 1 ЭВМ, а в сетях эти функции распределены между отдельными ЭВМ); необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений (сообщения от одной ЭВМ к другой могут идти по маршрутам).

Классификация сетей:

  1.  По функциональному назначению: информационные сети, вычислительные, смешанные.
  2.  По размещению информации в сети: сети с централизованным банком данных, сети с распределенным банком данных.
  3.  По территории расредоточенности: глобальные, региональные, локальные.

Глобальные сети - объединяют абонентов из разных стран.

Взаимодействие может осуществляться по телефону, радио, спутников.

Техническая основа - линии связи, узлы связи.

Региональные сети - объединяют абонентов в 1 регионе, городе.

Локальные сети - абоненты в пределах небольшой территории.

ЭВМ, объединенные в сеть подразделяются на основные и вспомогательные.

Основные - абонентские ЭВМ. Они выполняют все необходимые информационно-вычислительные работы. Это может быть любой компьютер. Вспомогательные ЭВМ (серверы) - отвечают за передачу информации от одной ЭВМ к другой.

В локальных сетях используется 2 режима работы: рабочая станция - "файл-сервер"; клиент-сервер.

Общее - схема обслуживания пользователя, различаются сложностью, объемом выполняемых функций, технической оснащенностью.

Рабочая станция - "файл-сервер" - обработка данных с использованием файлового сервера (на нем находится база данных и общие программы). Сервер обеспечивает доступ к базе данных. По сети идут копии баз данных. Т.е. станция посылает запрос, и к нему возвращается ВСЯ копия базы данных без разбора.

Клиент-сервер - выделение отдельного сервера. На нем находится не только общая база данных, но и программы поиска. Это позволяет запрашивать не все данные, а только те, которые необходимы пользователю. Пример этой технологии - "клиент-банк".

АРМ - Анализируя сущность АРМ, специалисты определяют их чаще всего как профессионально-ориентированные малые вычислительные системы, расположенные непосредственно на рабочих местах специалистов и предназначенные для автоматизации их работ. Это совокупность методических, языковых, технических, программных средств, позволяющих организовать работу конечных пользователей в некоторой области.

1.6 Программное обеспечение (ПО) АИС

Математическое и программное обеспечение (МО, ПО)- совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

Структурная схема терминов

Понятие и структура ПО

Для реализации на ЭВМ задач требуется создание математического, лингвистического и программного обеспечения.

ПО развивается исходя из требований других подсистем. ПО при обработке данных является связующим звеном между комплексом технических средств и другими подсистемами. Таким образом, ПО призвано оживить технические средства, то есть заставить их выполнять операции по обработке информации.

  •  ПО - совокупность комплекса различных по функциям и взаимосвязанных программ, участвующих в решении задач управления, и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ.
  •  Математическое обеспечение (МО) есть совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, использованная для создания автоматизированной системы

Программа - упорядоченная последовательность команд компьютера для решения задач.

Структура ПО - 3 части: общее ПО (общесистемное или системное ПО); прикладное (специализированное ПО); программная документация.

Прикладное ПО предназначено для решения прикладных задач, Общее ПО предназначено для обеспечения работы различных компонентов АИС.

Программная документация - нужна для пользователей ПО. Она описывает основные возможности программных средств, режимы, порядок их использования, а также требования к информационному и техническому обеспечению.

1. Общесистемное ПО

ОПО - совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ, т.е. это совокупность программ, рассчитанных на широкий круг пользователей и предназначенных для организации вычислительного процесса и решений часто встречающихся задач обработки информации. ОПО - 3 части: базовое ПО, системы программирования (языки программирования), сервисное ОПО.

Базовое ПО - включает: операционные системы, операционные оболочки (текстовые и графические), сетевые операционные системы.

Операционные системы - разрабатываются с учетом мощности ЭВМ и поставляются вмести с ЭВМ фирмой-изготовителем. ОС предназначены для выполнения пользовательских программ, для планирования и управления ресурсами ЭВМ. ОС планирует решение задачи, следит за ее осуществлением, создает различные режимы решения задач, управляет вводом-выводом. любая ОС содержит управляющие программы и обрабатывающие программы.

Управляющие программы нужны для управления работой оборудования ЭВМ в различных режимах. Функции управляющих программ: загрузка ОС в оперативную память с машинных накопителей; управление заданиями и одиночными программами; управление работой устройств ввода-вывода.

2. Управляющая часть называется супервизор

Обрабатывающие программы включают выполнение вычислительных процедур.

Функции обрабатывающих программ: управление архивами и каталогами данных, расположенных на внешних носителях; трансляция команд с различных языков программирования на машинный язык; редактирование и генерация программных модулей.

К обрабатывающим программам относятся: программы сортировки данных, программы объединения массивов, программы пересылки данных из одного устройства в другое.

Основной принцип построения ОС состоит в выделении отдельных функций и оформление их в виде отдельных блоков, т.е. модульный принцип построения.

Модуль - программный блок, который реализует определенную функцию

ОС для ПК: однопрограммные, многопрограммные (многозадачные), одно и многопользовательские, сетевые и несетевые. Т.о. основу общего ПО составляет операционная система (ОС). Она предназначена для управления ресурсами ЭВМ, аппаратными средствами, программами и данными. В состав общего программного обеспечения входят также тестовые программы, предназначенные для анализа работоспособности устройств вычислительного комплекса, а также обслуживающие программы, используемые для учета, копирования и контроля программ и данных. Часть средств общего ПО может поставляться отдельными компонентами. К ним относятся: программы, реализующие методы теледоступа; сетевые протоколы; программы машинной графики; программы обработки текстов; программы обработки речевых сигналов; системы управления базами данных.

Методы теледоступа задают режимы обмена данными между пользователем и ЭВМ по каналам связи.

Сетевые протоколы являются набором специальных программ и аппаратных средств, управляющих процессами обмена сообщениями в сети ЭВМ.

Машинная графика реализуется набором программ, обеспечивающих возможность отображения на устройствах вывода графической информации.

Средства обработки текстовой информации включают в себя программы редактирования (переименование, удаление, объединение, перенос и т.п.) включают в себя программы звуковых синтезаторов и анализаторов.

СУБД - набор языковых и программных средств для создания и ведения совместного использования БД.

Все перечисленные средства зависят от ОС ЭВМ.

ОС ЭВМ - это комплекс программ, осуществляющих управление выполнением программ пользователей, т.е. осуществляющих ввод-вывод программ и данных, отладку программ, оценку затраченных ресурсов, компиляцию, распределение памяти, организацию данных.

Состав ОС зависит от типа ЭВМ. ОС общего назначения содержат:

  •  управляющие программы, которые автоматизируют выполнение потоков заданий, осуществляют взаимодействие с устройствами ЭВМ, организацию мультипрограммной работы, а также работу всех обрабатывающих программ.
  •  системные обрабатывающие программы обеспечивают основные операции по обработке данных.

Сетевые ОС - комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу, хранение данных в сети. Сетевая ОС обеспечивает доступ ко всем ресурсам сети, распределяет и перераспределяет различные ресурсы сети. Наиболее распространены локальные сетевые ОС - Unix (для создания средних и больших сетей); Novell Netware 3.11 (для создания средних сетей: 20-30 пользователей).

Операционные оболочки - специальные программы, предназначенные для облегчения работы, общения пользователей с ОС. Это программная надстройка к ОС. Они существуют с текстовым интерфейсом и с графическим интерфейсом.

Объекты операционной оболочки: меню, которое предоставляет список возможностей; окна ввода-вывода; пиктограммы.

В зависимости от организации решения задач на ЭВМ различают следующие режимы работы операционной системы: индивидуальный; пакетный, мультипрограммирование, разделение времени.

При индивидуальном режиме ЭВМ постоянно или на время решения задачи находится полностью в распоряжении одного потребителя. Пакетная обработка предполагает, что пользователь не имеет непосредственного доступа к ЭВМ. Подготовленные им задачи в виде программ и исходных данных загружаются оператором в ЭВМ и решаются пакетами. Мультипрограммирование предполагает возможность одновременно решать несколько задач по различным программам с учетом приоритета. При этом в каждый момент времени решается одна задача. Если при решении задачи появилась необходимость решения другой с более высоким приоритетом, то решение задачи прерывается, решается вторая задача, а после ее решения продолжается решение первой задачи с того места, где произошла остановка.

Режим разделения времени предполагает одновременное решение нескольких задач. Соотношения скорости ЭВМ и реакции человека очень сильно отличаются, и у потребителя создается полная иллюзия работы в индивидуальном режиме.

Основными целями операционной системы являются: увеличение производительности вычислительной системы (ВС) путем обработки непрерывного входного потока заданий и совместного использования ресурсов ВС одновременно выполняющимися в ОП задачами (эффект мультипрограммирования); планирование использования ВС в соответствии с приоритетами отдельных заданий, ведение учета и контроля использования ресурсов обеспечение программистов средствами разработки и отладки программ; обеспечение оператора средствами управления ВС; универсальность операционной системы.

Сервисное ОПО - включает программы диагностики работоспособности компьютера, антивирусы, архивацию, обслуживание сети. Это программы, которые направлены на поддержание работы элементов системы в рабочем состоянии. Они называются утилитами и обеспечивают обслуживание ЭВМ, служат для выполнения вспомогательных операций по обработке. Наиболее распространены: Norton Utilities, PC-TOOLS, антивирусные программы, программы резервного копирования, программы защиты от несанкционированного доступа, программы криптографического шифрования. Антивирусные программы оцениваются по следующим критериям: точность обнаружения вируса, эффективное устранение вирусов, простое использование, стоимость, работа в локальной сети.

Технологические системы программирования - это совокупность инструментальных и языковых средств, поддерживаемых стандартными ОС, которые обеспечивают законченный цикл разработки и сопровождения программ для одной АСУ

Системы программирования - системы, которые автоматизируют процедуры создания программы. Они включают языки, трансляторы с языков, правила программирования.

Языки, на которых пользователи составляют программы, называются алгоритмическими.

Трансляторы - программы, обеспечивающие перевод с языка программирования на машинный язык.

Существует технология автоматизированной разработки ПО - КЕЙС-технология. Средства КЕЙС - технологии:

  •  встроенные в систему реализации - все решения по проектированию и реализации привязаны к выбранной системе управления;
  •  независимые от системы реализации - они ориентированы на унификацию начальных процессов жизненного цикла системы.

Специальное ПО АС - это совокупность программ, разрабатываемых при создании конкретной АСУ. Специальное ПО ориентированные на конкретного пользователя и используют серийные ОС. К ним относятся непосредственно прикладные программы для решения разнообразных классов задач функциональной подсистемы АСУ-СВЯЗЬ и пакеты прикладных программ (ППП) различного назначения. ППП - это совокупность взаимосвязанных программ, предназначенных для реализации функций или групп функций АСУ и настраиваемая при конкретном применении.

Проблемно-ориентированные ППП и конкретные программы разрабатываются для нужд АСУ различных отраслей в соответствии с ЕСПД (единой системой программной документации) и должны содержать:

  •  формуляр, где содержатся основные характеристики программы, описание ее комплектности и сведения об эксплуатации;
  •  описание применения, где содержатся сведения о назначении программы, области применения решаемых задач и о методах их реализации, ограничениях на применение, минимальной конфигурации технических средств;
  •  руководство системного программиста, где содержатся сведения для проверки, обеспечения функционирования и настройки программы на условия конкретного применения;
  •  руководство программиста, где описываются все конкретные сведения для эксплуатации программы;
  •  руководство оператора, где содержатся сведения для обеспечения процедуры общения оператора с ЭВМ в процессе выполнения программы.

Программы на носителе данных с программой и эксплуатационной документацией, разработанные и испытанные в соответствии с действующими стандартами и зарегистрированные в Государственном фонде алгоритмов и программ называются программной продукцией.

Пакеты прикладных программ - это мощное средство автоматизации программирования, которое представляет пользователю совокупность языковых и программных средств, ориентированных на определенный класс задач.

ППП различают по назначению:

  •  общего назначения в АС - это организация и ведение информационной базы; информационно-справочных систем; ввода-вывода, окружения СУБД;
  •  функционального назначения - это оперативное управление производством; техническая подготовка производства; бух. учет и финансы; кадры и т.д.

Рассмотрим ППП общего назначения. Предназначены для разнообразных пользователей и производство их конкретизируется в специализированных организациях. ППП состоят из комплекса программных модулей и документации, могут быть как простой так и сложной структуры.

ППП простой структуры - набор программных модулей, каждый из которых используется сам по себе или является подпрограммой. Модульная структура ППП модификацию и замену отдельных модулей и пополнение пакета. ППП простой структуры не могут настраиваться на изменения информационной потребности конкретного пользователя.

Например: ППП простой структуры - это библиотека стандартных программ для выполнения простейших мат. операций.

ППП сложной структуры обладают внутренней организацией и управлением и содержат:

  1.  Управляющую программу;
  2.  Транслятор с входного языка;
  3.  Модули пакета;
  4.  Обслуживающие программы.
  •  Управляющая программа определяет последовательность работы модулей ППП, обмен данными и взаимосвязь с ОС, в которой работает пакет.
  •  Транслятор с входного языка интегрирует или компилирует требования пользователя.
  •  Модули пакета рабочие программы.
  •  Обслуживающие программы обеспечивают отладку, диагностику, анализ ошибок. Документация на ППП составляется в соответствии с ЕСПД (единой системой программной документации) и содержит:
    1.  Пояснительную записку;
    2.  Описание содержания ППП и алгоритм реализации;
    3.  Описание применения ППП;
    4.  Схемы программ;
    5.  Руководство оператора;
    6.  Руководство программиста;
    7.  Исходные программы;
    8.  Эксплуатационные программы;
    9.  Описание контрольного примера;
    10.  Руководство по пользованию ППП;

Ведомость эксплуатационных документов.

ППП функционального назначения: (в связи)

  •  <АС комплексных расчетов за услуги связи (АСКР)>
  •  <АС ведения отраслевых классификаторов ТЭИ (АСВОК ТЭИ)>
  •  <АС контроля исполнения документов (АСКИ)>
  •  <АС подписных операций (подписка центр)>
  •  <Управление кадрами предприятий и организаций (кадры)>
  •  <Обработка смешанных таблиц>
  1.  Общая характеристика математического обеспечения (МО)
  2.  Назначение и структура имитационных моделей
  3.  МО АСУ - это совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемой при создании АСУ.

Математическое моделирование - метод исследования систем с помощью их моделей, т.е. описания математическими методами количественных и логических зависимостей, происходящих в элементах и между элементами системы. Модель не повторяет в точности исследуемый объект, она лишь воспроизводит его основные функции.

В АСУ-связь применяют следующие математические модели:

Теория массового обслуживания позволяет изучить массовый спрос при обслуживании клиентов предприятиями связи, для эффективного обслуживания случайного потока заявок при ограниченных ресурсах системы, при ремонте оборудования, а также для оценки работы вычислительных систем.

В системах связи теория позволяет определить качество обслуживания и затраты (технические, материальные, денежные), обеспечивающие достижение заданного качества.

Показателями качества обслуживания являются: длина очереди; среднее время ожидания начала обслуживания; среднее число занятых каналов; вероятность отказа в обслуживании; степень загруженности обслуживающей системы и др. Для построения модели массового обслуживания задаются вероятностные характеристики входящих потоков, зависящие от моментов поступления требований в систему; структура системы обслуживания; вероятностные характеристики обслуживания требований в системе.

Теория информации используется для оценки работы систем связи при передаче сообщений.

Теория телетрафика - общетехническая дисциплина анализа и оптимального синтеза сложных систем: систем связи, вычислительных систем и систем управления. Для АСУ важным разделом теории является система управления сетями связи, которая позволяет получать количественные оценки качества сетей и передачи сообщений.

Теория сетей - математический аппарат анализа потоков на сетях связи. Теория сетей используется при управлении сетями, их проектировании, при решении задач оптимального распределения потоков сообщений.

К имитационным моделям прибегают в тех случаях, когда другие методы изучения систем не могут дать необходимого описания системы.

Имитационная модель (ИМ) - это совокупность воспроизводящих изучаемый процесс моделей, математического и программного обеспечения ЭВМ. Имитационное моделирование применяется для изучения сложная мх, развивающихся систем. Оно направлено на отыскивание оптимальных решений, которые получают в результате неоднократного проигрывания на модели определенных хозяйственных ситуаций с последующей оценкой выходных данных модели математическими методами.

ИМ содержит модели внешней среды и системы, состоящей из множества упрощенных моделей системы, блоки принятия решения и диалога между лицом, принимающим решение (ЛПР), и ЭВМ. (рис. 1)

Модель внешней среды служит для прогноза параметров, оказывающих воздействие на изучаемую систему.

Модель системы отражает все основные функции моделируемого объекта, причем отдельные элементы не только воспроизводят функции своих прообразов, но и решают задачи их оптимизации. Важным в ИМ является моделирование связей между отдельными элементами, учет временных задержек в реакциях элементов на то или иное внешнее или внутреннее воздействие.

Блок принятия решений служит для оценки поведения модели при различных хозяйственных ситуациях, которые задаются ЛПР из блока диалога.

Блок диалога предоставляет ЛПР возможность задавать, а затем проигрывать на моделях внешней среды и системы предполагаемые состояния спроса цен на оборудование и материалы, тарифы на услуги связи, состояние производственных фондов и трудовых ресурсов.

Рисунок 2.3.1. Структура имитационной модели

1 Предметная область и постановка задачи

1.1 Описание предметной области

Существует некое предприятие – Интернет-провайдер, которое предоставляет пользователю различные тарифы на свои услуги.

Под каждый тариф одному пользователю предоставляются различные логины.

Каждый пользователь, проживающий по конкретному адресу, может выбирать несколько тарифов, следовательно, иметь несколько логинов.

Смена тарифа под определенным логином запрещена, это ведет к предоставлению пользователю нового логина.

Новый логин создается только тогда, когда либо появляется новый пользователь, либо существующий пользователь меняет свой тариф.

Пользователь не может выбрать два и более раза один и тот же тариф.

Каждый пользователь должен иметь не менее 1 логина.

У каждого логина есть свой пароль и счет.

Тариф имеет следующие характеристики: наименование тарифа, стоимость 1 минуты пользования интернета, стоимость 1 мегабайта скачанной или отправленной информации.

Контроль над всеми выше перечисленными операциями осуществляет отдел статистики предприятия.

1.2 Постановка задачи

Задачей является проектирование и создание базы данных – хранилища информации об объектах, с которыми ведет работу остуд статистики, и о процессах, из которых состоит эта работа. Проектирование, разработка и отладка программы для работы пользователя с созданной базой данных с широкими возможностями и простыми и удобными средствами работы.

1.3 Описание входных документов

Исходя из описания предметной области и поставленной задачи, входными документами являются:

  1.  Регистрация пользователя:
    1.  код пользователя;
    2.  фамилия, имя, отчество (или фамилия и инициалы) пользователя;
    3.  место жительства пользователя.
  2.  Регистрация тарифа:
    1.  код тарифа;
    2.  название тарифа;
    3.  вид соединения;
    4.  стоимость 1 минуты использования;
    5.  стоимость 1 Мб принятой и отправленной информации;
    6.  максимальная скорость;
    7.  ежемесячная оплата.
  3.  Регистрация логина:
    1.  код логина;
    2.  логин;
    3.  пароль;
    4.  используемый тариф;
    5.  кто использует (пользователь);
    6.  состояний счета.
  4.  Регистрация использования Интернета:
    1.  какой логин пользовался услугой;
    2.  продолжительность;
    3.  объем принятой и отправленной информации;
    4.  оплата.

1.4 Описание выходных документов

Для эффективной работы предприятия выходные документы должны включать в себя следующие отчеты:

  1.  Отчет обо всех зарегистрированных пользователях:
    1.  фамилия, имя, отчество ((или фамилия и инициалы) пользователя;
    2.  место жительства пользователя;
  2.  Отчет обо всех используемых логинах:
    1.  логин;
    2.  фамилия, имя, отчество ((или фамилия и инициалы) пользователя;
    3.  название используемого тарифа;
    4.  вид соединения.
  3.  Отчет по статистике по каждому логину:
    1.  логин;
    2.  продолжительность;
    3.  объем принятой и отправленной информации;
  4.  Список всех тарифов:
    1.  название тарифа;
    2.  вид соединения;
    3.  стоимость 1 минуты использования;
    4.  стоимость 1 Мб принятой и отправленной информации;
    5.  максимальная скорость;
    6.  ежемесячная оплата.


2 Разработка базы данных

2.1 Определение типов сущностей

Принимая во внимание входную и результирующую информацию, основными типами сущностей, присутствующих в представлении данного пользователя о предметной области приложения являются: Тариф, Пользователь, Логин и Статистика.

Тогда в базе данных предполагается следующая семантика:

  •  Сущность Тариф. Каждый тариф имеет уникальный номер. Название тарифа является также уникальным значением. Также сущность Тариф характеризуется видом соединения, стоимостью 1 минуты, стоимость 1 Мб трафика, максимальной скоростью и ежемесячной оплатой.
  •  Сущность Пользователь. Каждый пользователь имеет уникальный номер, ФИО и адрес (место жительства)
  •  Сущность Логин. Каждый логин имеет свой уникальный номер, логин (также уникальный, т.к. не может быть одновременно в использовании двух одинаковых логинов), пароль, номер используемого тарифа, номер пользователя, а также состояние счета. Причем одному логину может соответствовать только один тариф.
  •  Сущность Статистика. Каждое использование услуги интернет-провайдера характеризуется следующими данными: уникальным номером, номером логина, продолжительностью, объемом принятой и отправленной информации, начисленной суммой к оплате, признаком того, оплачено ли это подключение или нет.

При дальнейшем пересмотре данных сущностей и их характеристик было принято решение выделить из атрибута Адрес сущности Пользователь улицу в отдельную сущность для того, чтобы избежать дублирования данных, или несколько некорректных данных при заполнении таблиц.

Таким образом, семантика проектируемой базы данных изменится. Предполагается, что:

  •  Сущности Тариф, Логин и Статистика остаются без изменений.
  •  Добавляется новая сущность Улица, которая характеризуется уникальным номером и уникальным названием улицы
  •  В сущность Пользователь вносятся изменения. Вместо адреса вводятся другие атрибуты: номер улицы, номер дома, номер квартиры.

Приведенное выше описание позволяет определить следующие типы сущностей: Тариф, Логин, Пользователь, Улица, Статистика.

Также можно определить сущности Тариф, Пользователь и Улица как сущности, содержащие постоянную информацию или справочники. Ведение данных постоянной информации позволяет исключить условно-постоянную информацию из первичных документов, что влияет на снижение трудоемкости их заполнения, а также позволяет автоматизировать отчетный процесс.

2.2 Определение типов связей

Сущность Логин содержит в себе информацию о пользователе и об используемом тарифе. Следовательно, сущность Логин служит для соединения других сущностей (Пользователь, Тариф).

Сущность Статистика содержит информацию о логине, который использовался для соединения с Интернетом. То есть сущность Статистика служит для связи служебной информации и сущности Логин.

Итак, база данных будет иметь следующие связи:

  •  Улица – Пользователь;
  •  Пользователь – Логин;
  •  Тариф – Логин;
  •  Логин – Статистика.

Все связи характеризуются одним типом связи: «один-ко-многим».

2.3 Инфологическая модель

Инфологическая модель применяется на втором этапе проектирования базы данных, то есть словесного описания предметной области. Инфологическая модель должна включать такое формализованное описание предметной области, которое легко будет «читаться» не только специалистами по базам данных. И это описание должно быть настолько емким, чтобы можно было оценить глубину и корректность проработки проекта базы данных (БД), и конечно, оно не должно быть привязано к конкретной системе управления базами данных (СУБД).

Инфологическое проектирование, прежде всего, связано с попыткой представления семантики предметной области в модели БД.

Существует несколько моделей данных. Для проектируемой базы данных применена модель "сущность-связь", которая стала фактическим стандартом при инфологическом моделировании баз данных. Инфологическая модель предметной области «Интернет-провайдер» представлена на рисунке 2.1.

Рис. 2.1 – Инфологическая модель «Интернет-провайдер»

Данная модель была получена из описанной ранее предметной области, а также из определения типов сущностей и определения типов связей.

2.4 Переход к реляционной модели данных (определение отношений, атрибутов, потенциальных и первичных ключей)

Согласно правилам преобразования ER-модели в реляционную, определяем отношения (базовые таблицы), их атрибуты, первичные и внешние ключи.

Сущности Тариф будет соответствовать отношение Tarif, свойства атрибутов указаны в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Свойства атрибутов отношения Tarif

Наименование колонки

Тип

Ключ

id_tarif

INT (AUTOINC)

NOT NULL

PRIMARY KEY

tname

CHR(15)

NOT NULL

CANDIDATE KEY

tkind

CHR(10)

NOT NULL

timecost

NUM(6, 2)

NOT NULL

trafcost

NUM(6, 2)

NOT NULL

maxspeed

INT(4)

NOT NULL

oplata

INT (4)

NOT NULL

Синтаксис для создания таблицы Tarif  на языке структурированных запросов (SQL) будет выглядеть, как показано в листинге на рисунке 2.2.

Рис. 2.2 – Создание с помощью SQL таблицы Tarif

Сущности Улица соответствует отношение Street; свойства атрибутов указаны в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Свойства атрибутов отношения Street

Наименование колонки

Тип

Ключ

id_street

INT (AUTOINC)

NOT NULL

PRIMARY KEY

strname

CHR(30)

UNIQUE

Синтаксис для создания таблицы Tarif  на языке структурированных запросов (SQL) будет выглядеть, как показано в листинге на рисунке 2.3.

Рис. 2.3 – Создание с помощью SQL таблицы Street

Сущности Пользователь соответствует отношение Users; свойства атрибутов указаны в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Свойства атрибутов отношения Users

Наименование колонки

Тип

Ключ

id_user

INT (AUTOINC)

NOT NULL

PRIMARY KEY

fio

CHR(30)

NOT NULL

id_street

INT(4)

NOT NULL

FOREIGN KEY

n_house

CHR(7)

NOT NULL

n_flat

CHR(4)

NULL

 Синтаксис для создания таблицы Users  на языке структурированных запросов (SQL) будет выглядеть, как показано в листинге на рисунке 2.4.

Рис. 2.4 – Создание с помощью SQL таблицы Users

Сущности Логин соответствует отношение Login; свойства атрибутов указаны в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Свойства атрибутов отношения Login

Наименование колонки

Тип

Ключ

id_login

INT (AUTOINC)

NOT NULL

PRIMARY KEY

login

CHR(10)

NOT NULL

parol

CHR(8)

NOT NULL

id_tarif

INT(4)

NOT NULL

FOREIGN KEY

id_user

INT(4)

NOT NULL

FOREIGN KEY

account

NUM(8, 2)

NOT NULL

Синтаксис для создания таблицы Login на языке структурированных запросов (SQL) будет выглядеть, как показано в листинге на рисунке 2.5.

Рис. 2.5 – Создание с помощью SQL таблицы Login

Сущности Статистика соответствует отношение Statistics; свойства атрибутов указаны в таблице 2.5.

Таблица 2.5 – Свойства атрибутов отношения Statistics

Наименование колонки

Тип

Ключ

id_stat

INT (AUTOINC)

NOT NULL

PRIMARY KEY

id_login

CHR(10)

NOT NULL

FOREIGN KEY

contin

NUM(6, 2)

NOT NULL

trafic

NUM(10, 3)

NOT NULL

oplata

NUM(8, 2)

NOT NULL

paid

LOGICAL

NOT NULL

Синтаксис для создания таблицы Statistics на языке структурированных запросов (SQL) будет выглядеть, как показано в листинге на рисунке 2.6.

Рис. 2.6 – Создание с помощью SQL таблицы Statistics

Параметр DEFAULT служит для задания значения по умолчанию при добавлении новой записи в таблице.

В данных отношениях используются внешние ключи, поэтому для каждого внешнего ключа необходимо определить:

  •  Что должно случиться при попытке удалить объект ссылки внешнего ключа?
  •  Что должно случиться при попытке обновить потенциальные ключ, на который ссылается внешний ключ?
  •  Что должно произойти при попытке добавления значение, которого нет в родительской таблице?

Исходя из задачи, которая стоит перед проектируемой базой данных, целесообразно для каждого внешнего ключа:

  •  «ограничить» операцию удаления, т.е. удаление «запрещается» пока есть хоть одна ссылка на этот объект;
  •  «ограничить» операцию вставки, т.е. вставка новой строки «запрещается», если значению внешнего ключа не соответствует ни одно значение из родительской таблицы;
  •  «каскадировать» операцию обновления, обновляя также внешний ключ в дочерней таблице.

Создаваемые отношения являются не избыточными и приведенными к третьей нормальной форме. Дальнейшая нормализация отношений не имеет смысла, так как приводит к увеличению количества таблиц и связей между ними, что ведет к усложнению при работе с базой данных.


3 ФИЗИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРИЛОЖЕНИЯ

3.1 Выбор СУБД

Следующим этапом для физической реализации спроектированной базы данных является выбор СУБД.

Инфологическая модель, описанная в 2.3, не привязана ни к какой конкретной реляционной системе управления базами данных (РСУБД). Это позволяет создать базу данных практически в любой современной РСУБД.

В качестве такой реляционной СУБД выбрана СУБД VisualFoxPro 9.0. Обоснованием данного выбора является следующее:

  •  быстро и удобно различными способами создаётся БД любой сложности;
  •  содержит набор инструментов для создания таблиц и отношений между связанными таблицами;
  •  содержит средства администрирования базы данных;
  •  имеет развитый пользовательский интерфейс, который позволяет получить доступ к информации, хранящейся в базе
  •  имеет средства разработки приложений, использующих базы данных;
  •  есть возможность создавать "клиент-серверное" приложение;
  •  позволяет переносить данные на платформу другой СУБД;
  •  содержит полнофункциональный язык объектно-ориентированного программирования. [4]

3.2 Физическая модель данных

Имея встроенный язык SQL, СУБД VisualFoxPro позволяет создать базу данных, применив программный код, предложенный и описанный в подразделе 2.4. Единственным дополнением здесь будет - это создание самой базы данных, которое выполняется в самом начале. Создаётся база данных с именем Provider, рисунок 3.1.

Рис 3.1 – Создание базы данных Provider

Итак, для создания базы данных и входящих в нее таблиц с соответствующими связями используются команды CREATEDATABASE и CREATETABLE (для модификации – ALTERTABLE), которые относятся к подъязыку определения данных (DDL) языка SQL.

В результате создания базы данных «Интернет-провайдер» и входящих в нее таблиц схема базы данных будет выглядеть, как показано на рис 3.2.

Рис 3.2 – Схема базы данных Provider

Проверка целостности данных осуществляется средствами базы данных и определена согласно описаниям в подразделе 2.4. Как определены условия целостности, данных показано на рисунке 3.3.

Рис 3.3 – Определение условий целостности данных

Из рисунка 3.3 видно, что при попытке обновить значение первичного ключа в родительской таблице произойдет каскадное обновление соответствующих значений внешнего ключа в дочерней таблице. При попытке удаления записи в родительской таблице будет запрещено выполнение операции «удаление» до тех пор, пока хотя бы одна запись в дочерней таблице ссылается на соответствующую запись в родительской таблице. При попытке вставки записи в дочернюю таблицу операция «вставить» будет запрещена до тех пор, пока в родительской таблице не будет данного значения, используемого как значение внешнего ключа в дочерней таблице.

3.3 Экранные формы

Созданную базу данных необходимо вести. Под «ведением» здесь подразумевается: добавление, изменение и удаление информации из БД. С этой целью разработан ряд экранных форм.

Для работы с базой данных необходимы следующие входные данные:

  •  регистрация пользователей;
  •  работа со справочником улиц;
  •  регистрация тарифа;
  •  регистрация логина;
  •  ведение статистики;
  •  пополнение счета.

Выполним проектирование экранных форм.

На рисунке 3.4 представлена экранная форма для ведения справочника Тарифов.

Рис 3.4 – Экранная форма для ведения справочника Тарифы

Данная экранная форма позволяет: просматривать и корректировать существующие данные; добавлять новые и удалять ненужные; осуществлять поиск по заданному условию и отправлять отчет на печать. Ниже дано описание функциональных кнопок экранной формы:

– перейти на самую первую запись;

– перейти на предыдущую запись;

– перейти на следующую запись;

– перейти на последнюю запись;

– найти запись, появляется диалог поиска нужной записи;

– печать отчета;

– добавит / сохранить запись;

– редактировать / восстановить запись;

– удалить запись;

– выйти из формы.

На рисунке 3.5 представлена экранная форма для ведения справочника Улицы.

Рис 3.5 – Экранная форма для ведения справочника Улицы

На рисунке 3.6 представлена экранная форма для ведения справочника Пользователи.

Рис 3.6 – Экранная форма для ведения справочника Пользователи

На рисунке 3.7 представлена экранная форма для ведения справочника Логин.

Рис 3.7 – Экранная форма для ведения справочника Логин

На рисунке 3.8 представлена экранная форма для ведения Статистики.

Рис 3.8 – Экранная форма для ведения Статистики

На рисунке 3.9 представлена экранная форма для выполнения операции Пополнение счета.

Рис 3.9 – Экранная форма для операции Пополнение счета.

При работе с данными через формы использованы команды (операторы) подъязыка управления данными (обработки данных) (DML) языка SQL. Так, например, при добавлении определенных данных в таблицу Улицы (Street) оператор добавления новой записи будет выглядеть, как показано в листинге на рисунке 3.10.

Рис. 3.10 – Пример добавления записи в таблицу Street

В приведенном примере добавляется новая запись в таблицу Street; в поле id_street значение заносится автоматически, а в поле strname заносится название улицы – «Мелитопольское шоссе». Аналогичным образом применяется оператор INSERTINTO и при добавлении новых записей в другие таблицы базы данных.

При необходимости изменить значение в таблице применяется команда UPDATE языка SQL. В листинге на рисунке 3.11 показан пример использования этой команды для таблицы

Рис. 3.11 – Пример обновления записи в таблице Login

В приведенном примере происходит обновление записи с логином равным log1’. В поле Parol существующее значение меняется на NewParol.

Для удаления записей в таблицах используется команда языка SQLDELETEFROM. В листинге на рисунке 3.12 показан пример использования этой команды для таблицы.

Рис. 3.12 – Пример удаления записи в таблице Users

В приведенном примере на рисунке 3.12 выполняется удаление записи из таблицы Users, где код пользователя равен 3002.

3.4 Запросы к данным

Одним из основных назначений разработанного приложения является быстрый поиск информации в базе данных и получение ответов на разнообразные вопросы. Для этих целей в СУБД используются средства, называемые запросами. Для запросов к базе данных применяется команда языка SQLSELECT.

В подразделе 1.4 дано описание выходных документов, однако не всегда есть необходимость иметь печатную копию отчета. Чтобы повысить оперативность работы достаточно просмотреть необходимую информацию на экране монитора. Для разрабатываемого автоматизированного рабочего места сконструировано ряд запросов.

К справочникам Тарифы (таблица Tarif)иУлицы (таблица Street) сконструировано по одному простому запросу. На рисунке 3.13 представлен код простого запроса к таблице УлицыStreet.

Рис. 3.13 – Простой запрос к таблице Street

В результате запроса в отчет попадают все поля и все записи таблицы Street, рисунок 3.14.

Рис. 3.14 – Результат простого запроса к таблице Street

На рисунке 3.15 представлен код простого запроса к таблице ТарифыTarif.

Рис. 3.15 – Простой запрос к таблице Tarif

В результате запроса в отчет попадают все поля и все записи таблицы Tarif, рисунок 3.16.

Рис. 3.16 – Результат простого запроса к таблице Tarif

Для отображения логинов, имеющих отрицательный баланс на счету, служит запрос, представленный на рисунке 3.17.

Рис. 3.17 – Простой запрос к таблице Login

Результат выполнения запроса представлен на рисунке 3.18.

Рис. 3.18 – Результат простого запроса к таблице Login

Программный код запроса одновременно к нескольким таблицам (Login, Users, Tarif) – многотабличный запрос приведен на рисунке 3.19.

Рис. 3.19 –Запрос к таблицам Login, Users, Tarif

Данный запрос выводит логин, ФИО владельца этого логина, используемый тариф и тип соединения. Пользователь получает результат в виде, представленном на рисунке 3.20.

Рис. 3.20 – Результат многотабличного  запроса

Довольно часто при работе в приложении возникает ситуация, когда известен логин, и необходимо просмотреть статистику использования по конкретному заданному логину. С этой целью создан программный код к таблице Statistics,  приведенный на рисунке 3.21.

Рис. 3.21 – Параметризованный запрос

В качестве параметра используется переменная памяти ilog, которая объявляется в программе до выполнения запроса. При выполнении открывается диалоговое окно (рисунок 3.22), в котором пользователю предлагается ввести значение параметра.

Рисунок 3.22 – Диалоговое окно для ввода значения параметра

В результате выполнения запроса пользователь получит результат следующего вида, рисунок 3.23.

Рис 3.23 – Результат выполнения параметризованного запроса

3.5 Отчеты

Отчет представляет собой форматированное представление данных, выводимое на экран, принтер или файл.

В подразделе 1.4 было определено, что для эффективной работы предприятия перечень выходных документов должен включать в себя ряд обязательных отчетов. С этой целью разработаны следующие отчеты:

  •  Отчет обо всех зарегистрированных пользователях (приложение А);
  •  Список всех тарифов (приложение Б);
  •  Отчет обо всех используемых логинах (приложение В);
  •  Отчет по статистике по каждому логину (приложение Г);

Наглядное отображение данных позволяет пользователю удобно, быстро и правильно проанализировать ситуацию и принять необходимое решение.

3.6 Пользовательский интерфейс

Интерфейс пользователя – способ взаимодействия человека с программой и программы с человеком через основной элемент – меню. Меню – это один из основных элементов графического интерфейса пользователя и одно из средств реализации интерактивного режима взаимодействия пользователя с вычислительной системой.

Для взаимодействия пользователя в базой данных «Интернет-провайдер» разработан интерфейс программы и меню пользователя. Общий вид интерфейса АРМ «Интернет-провайдер» показан на рис. 3.24.

Рис. 3.24 – Общий вид интерфейса АРМ «Интернет-провайдер»

Из опции главного меню Справочник (рисунок 3.25) можно работать с любым из справочников данного приложения: Список улиц (рисунок 3.5), Список тарифов (рисунок 3.4).

Рис. 3.25 – Работа со справочниками АРМ «Интернет-провайдер»

Опция меню ввод данных (рисунок 3.26) служит для вызова спроектированных форм:

– Логин (рисунок 3.7);

– Пользователь (рисунок 3.6);

– Улица (рисунок 3.5);

– Тариф (рисунок 3.4);

– Статистика (рисунок 3.8);

– Пополнение счета (рисунок 3.9).

Рис. 3.26 – Опция главного меню для работы с формами

Опция главного меню Отчеты (рисунок 3.27) служит для вывода обязательных отчетов при работе с АРМ «Интернет-провайдер», а именно:

  •  Отчет обо всех зарегистрированных пользователях (приложение А);
  •  Список всех тарифов (приложение Б);
  •  Отчет обо всех используемых логинах (приложение В);
  •  Отчет по статистике по каждому логину (приложение Г);

Рис. 3.27 – Опция главного меню для работы с отчетами

Опция главного меню Запрос (рисунок 3.28) служит для вывода «оперативных» отчетов, сгенерированных с помощью запросов к базе данных:

– статистика по логину (рисунок 3.21 – 3.23);

– пользователи с отрицательным балансом (рисунок 3.17 – 3.18);

– список улиц (рисунок 3.13 – 3.14);

– список тарифов (рисунок 3.15 – 3.16);

– список логинов и их владельцев (рисунок 3.19 – 3.20).

Рис. 3.28 – Опция главного меню для работы с запросами

Опция главного меню Рассчет  (рисунок 3.29) служит для выполнения программного кода, отвечающего за:

  •  перерасчет баланса логина исходя из использования услуг Интернет-провайдера (приложение Д);
  •  перерасчет баланса логина исходя из ежемесячной оплаты за выбранный тариф.

Рис. 3.29 – Опция главного меню для выполнения автоматических расчетов

Опция главного меню Сервис (рисунок 3.30) состоит из:

  •  Восстановление БД: выполняются необходимые процедуры по восстановлению базы данных;
  •  Сжатие БД: выполняются процедуры по сжатию базы данных;
  •  Резервное копирование БД: выполняется процедура резервного копирования БД на внешнее устройство

Рис. 3.30 – Опция главного меню для сервисных настроек

Для корректного закрытия базы данных и всего приложения в целом используется  опция главного меню Выход или кнопка закрытия окна программы с изображение крестика .


Выводы

Главным результатом проведённой работы является проектирование базы данных и создание функционирующего автоматизированного рабочего места, которое выполняет требуемый круг задач по ведению и использованию базы данных для предприятия.

Реализация данного проекта была проведена без привлечения мощных средств работы с базами данных, которые очень громоздки, поскольку носят универсальный характер и к тому же требуют необходимую базу знаний по теории баз данных.

Использование мощных средств СУБД VisualFoxPro по созданию приложений работающих в операционной системе Windows и в частности приложений баз данных, позволило создать программный продукт максимально ориентированный на конечного пользователя, который не искушён в вопросах теории баз данных.

Вся необходимая работа по осуществлению методов доступа к информации хранимой в базе данных, её модификации, поддержании базы данных в целостном виде скрыта внутри, и пользователю нет необходимости знать о ней, чтобы успешно решать весь круг возникающих задач связанных с использованием информации хранимой в базе данных. Более того, программный интерфейс максимально облегчает работу по обращению с базой данных. Даже обращение к базе данных со сложными запросами осуществляется в таком виде, что структура возвращаемых данных видна ещё до его исполнения.

Круг предъявляемых задач довольно широк. Они решаются в рамках данной СУБД с максимальной простотой, удобством и скоростью. Данный продукт без сомнения может конкурировать с уже существующими подобными приложениями, базами данных и средствами управления ими.


Рекомендации

Исходя из проделанной работы, можно рекомендовать следующее.

Перед началом работы необходимо в первую очередь максимально заполнить справочники информацией (Тарифы, Улицы, Пользователи), затем только приступать к дальнейшей работе. Если есть данные об использование услуги до установки АРМ, то рекомендуется осуществить ввод этих данных. Это позволит получать любую информацию и формировать отчеты за прошлые отчетные периоды.

Что касается работы по проектированию самой базы данных и приложения в целом, что необходимо продолжить работы по автоматизации заполнения базы данных, создание планировщика для некоторых задач. Также есть смысл проводить работы по исследованию и разработке сетевой версии данного приложения.


Список использованной литературы

  1.  Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. – СПб.: Питер, 201. – 304 с.: ил.
  2.  ДейтК.Дж. Введение в системы баз данных. Пер. с англ. – К., М., СПб.: Издательский дом «Вильямс», 2000. – 848 с.: ил – Парал. тит. англ., уч. пос.
  3.  Коннолли Томас, Бегг Каролин, Страчан Анна. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2000. – 1120 с.: ил – Парал. тит. англ., уч. пос.
  4.  БазиянМенахем и др. Использование VisualFoxPro 6. Специальное издание. Полное справочное руководство: Пер. с англ. – М.: Издательский дом “Вильямс”, 2000. – 928 с.: ил. – Парал. тит. англ., уч. пос.
  5.  Мейер М. Теория реляционных баз данных. – М.: Мир, 1987. – 608 с.
  6.  Государственный стандарт Украины. ДСТУ 3008–95. Документация. Отчеты в сфере науки и техники. Структура и правила оформления. – Киев: Госстандарт Украины, 1995. – 38 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54599. Товар и его свойства: полезность и цена 19.14 KB
  Товар – это тип организации общественного производства, при котором экономические отношения между людьми осуществляются через рынок, куплю-продажу их труда.
54600. Страны Зарубежной Европы 70 KB
  Зарубежная Европа по отношению к странам СНГ занимает территорию в 54 млн. Эта страна опережает все страны Европу по запасам гидроэнергии. Страна расположена на самом обширном из европейских архипелагов Великобритания. Католическая страна с однородным национальным составом развитой угольной промышленностью и черной металлургией имеет старый район текстильной промышленности является крупным производителем ржи и картофеля Польша.
54601. Теория потребительского поведения, Механизм, организующий поведение потребителя 20.02 KB
  Действия, непосредственно связанные с обретением, потреблением и избавлением от продуктов, услуг, идей, включая процессы принятия решений, предшествующих этим и следующим за ними действиями, характеризуют поведение потребителя.
54602. Символіка орнаменту й кольору в народній творчості. Писанка – вид народного мініатюрного живопису України 4.83 MB
  Обладнання: роздатковий матеріал для учнів; писанки з різною символікою; шаблони писанок графітовий і кольорові олівці фломастери папір клей ПВА. Чудові чарівні прекрасні – такими епітетами нагороджують шанувальники оригінальні зразки народного мініатюрного розпису писанки. Майстерність художнього вивершення української писанки багатство сюжетних і орнаментальнодекоративних композицій неповторність кольорових гам – усе це поєднує давнє традиційне і вічно молоде рукомесництво котре не поступається перед знаменитими китайськими та...
54603. Кругооборот благ и доходов 69.92 KB
  Чтобы понять, как производятся и потребляются экономические блага, рассмотрим простейшую экономическую модель «Кругооборот благ и доходов», предложенную швейцарским экономистом Л. Вальрасом (1834—1940)
54604. Ценовая эластичность спроса. Факторы, влияющие на эластичность спроса 19.73 KB
  Наличие товаров-заменителей: чем их больше, тем эластичнее спрос. При этом следует заметить, что чем более агрегированный товар мы рассматриваем, тем относительно ниже эластичность
54605. Ценовая эластичность предложения. Факторы, влияющие на эластичность предложения 28.26 KB
  Понятие эластичности предложения. Чувствительность объема предложения к изменению рыночной цены показывает эластичность предложения. Эластичность предложения можно определить, как степень изменения количества предлагаемых к продаже товаров и услуг в ответ на изменение рыночной цены.
54607. Методы решения иррациональных уравнений (их таксономия) 460 KB
  Тип урока: по критерию ведущей цели урок повторения закрепления таксономии методов решения иррациональных уравнений на основе деятельностного подхода в обучении; по критерию ведущего дидактического метода урок эвристической беседы урок проблемного воссоздания методов решения иррациональных уравнений; по критерию ведущего математического содержания – урок одной задачи одного уравнения урок – практикум; по критерию типа информационного взаимодействия учащихся и учителя – урок сотворчества сотрудничества и соревновательности....