Проектирование информационной системы для поддержки принятия решений в ситуационных центрах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Вологодский государственный технический университет»

Кафедра информационных систем и технологий

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Проектирование информационных систем»

тема: Проектирование информационной системы для поддержки принятия решений в ситуационных центрах

Выполнил студент гр. ИТ-41 Лукичева М.С.

Руководитель Сазонова Г.А.

Вологда 2013



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. ПРЕДПРОЕКТНАЯ СТАДИЯ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

1.1 Описание предметной области автоматизации

1.2 Примеры разработок проектов для аналогичных систем

1.3 Описание выбранной технологии, методов и средств проектирования

1.4 Описание выбранного метода проведения обследования

1.5 Описание выбранного метода сбора материалов обследования

1.6 Программа обследования и план-график выполнения работ на предпроектной стадии

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

2.1 Назначение, цели создания информационной системы

2.2 Характеристика объекта автоматизации. Документы предметной области

2.3 Требования к информационной системе

2.3.1 Требования к системе в целом

2.3.2 Требования к функциям (задачам)

2.3.3 Требования к видам обеспечения

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

3.1 Метод группового принятия решения с помощью кластеризации экспертных оценок альтернатив

3.2 Метод группового принятия решения на основе метода предпочтения

3.3 Метод группового принятия решения на основе балльного метода

4. ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

4.1 Построение контекстной диаграммы

4.2 Построение диаграмм IDEF0

4.3 Построение диаграммы IDEF3

4.4 Построение диаграммы потоков данных DFD

5. ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

5.1 Построение диаграммы вариантов использования

5.2 Построение диаграммы деятельности

5.3 Построение диаграммы классов

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭКРАННЫХ ФОРМ ДОКУМЕНТОВ

6.1 Проектирование формы первичного документа

6.2 Проектирование формы документа результатной информации

7. ОЦЕНКА ТРУДОЕМКОСТИ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА

7.1 Определение весовых показателей действующих лиц

7.2 Определение весовых показателей вариантов использования

7.3 Определение технической сложности проекта

7.4 Определение уровня квалификации разработчиков

7.5 Оценка трудоемкости проекта

Заключение

Список использованных источников



ВВЕДЕНИЕ

В последние годы в нашей стране активно внедряются ситуационные центры, призванные повысить эффективность управленческой и проектной деятельности. К примеру, система поддержки принятия решений в социально-экономической сфере Республики Башкортостан, информационно-аналитическая система Департамента региональной экономики Минэкономразвития России и ситуационный центр Минэкономразвития России.

Под ситуационными центрами (СЦ) будем понимать комплекс программно-технических средств, позволяющих осуществлять мониторинг и принятие управленческих решений при возникновении определенных событий (ситуаций).

По назначению СЦ можно разделить на три основных класса:

1 системы ситуационного отображения информации;

2 системы динамического моделирования ситуаций;

3 аналитические ситуационные системы.

В ситуационных центрах первого типа основной задачей является отображение ситуаций, возникающих в предметной области, на основе которых оперативный состав принимает решения в рамках своих задач. Аналитические СЦ (АСЦ) совмещают функции отображения и анализа ситуаций. Специально разработанных систем динамического моделирования ситуаций в настоящее время практически не существует, поэтому и проводится данная разработка с целью создания информационной системы поддержки принятия решений в ситуационных центрах.

Информационная система будет включать все этапы, необходимые для получения прогнозируемого решения от создания альтернатив и критериев оценки до вывода подробного отчета наилучших альтернатив, полученных с помощью всех представленных методов группового принятия решения.

Курсовой проект состоит из семи разделов.

В первом разделе описывается предпроектная стадия создания информационной системы, раздел содержит общее описание предметной области, примеры разработок проектов аналогов. Приводится описание выбранной технологии, методов и средств проектирования; выбранного метода проведения обследования; выбранного метода сбора материалов обследования. Дана разработанная программа обследования и план-график выполнения работ на предпроектной стадии.

Во втором разделе «Постановка задачи» описаны требования к информационной системе в целом, к функциям и к видам обеспечения, дается постановка задачи, представлены документы предметной области.

Третий раздел «Математическое описание предметной области» содержит описание всех представленных методов и блок-схемы их реализации.

Четвертый раздел «Функционально-ориентированное проектирование информационной системы» представлен построением моделей IDEF0, созданием диаграмм IDEF3, диаграмм потока данных DFD.

В пятом разделе «Объектно-ориентированное проектирование информационной системы» разработаны три диаграммы на языке UML: диаграмма вариантов использования, диаграмма деятельности и диаграмма классов.

В шестом разделе «Проектирование экранных форм» представлены формы первичных документов и формы документов результатной информации.

В заключительном седьмом разделе производится оценка трудоемкости разработки проекта.



1. ПРЕДПРОЕКТНАЯ СТАДИЯ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙСИСТЕМЫ

1.1 Описание предметной области автоматизации

Информационная система для поддержки принятия решений в ситуационных центрах предназначена для помощи принятия решения в аналитических ситуационных центрах.

В данной системе представлены следующие методы поддержки принятия решений:

- метод группового принятия решения с помощью кластеризации экспертных оценок альтернатив;

- метод группового принятия решения на основе метода предпочтения;

- метод группового принятия решения на основе балльного метода.

1.2 Примеры разработок проектов для аналогичных систем

Информационно-аналитическая система «Мониторинг, анализ и прогнозирование социально-экономического развития и финансового состояния регионов Российской Федерации» (далее Система) разработана в интересах Департамента региональной экономики Минэкономразвития России и предназначена для информационной, методической и инструментальной поддержки процессов подготовки и принятия управленческих решений в Департаменте.

Основные задачи Системы заключаются в интеграции информационных ресурсов субъектов Российской Федерации с использованием современных технологий: формирования и ведения хранилища данных и тематических баз данных социально-экономических и бюджетно-финансовых показателей; моделирования и анализа социально-экономической и финансовой деятельности субъектов Российской Федерации; сценарного и целевого прогнозирования социально-экономического развития субъектов Российской Федерации.

Ядро Системы образуют подсистемы, ориентированные на работу конечных пользователей. Выделяются следующие функциональные подсистемы: подсистема мониторинга, аналитическая подсистема, подсистема прогнозирования.

Ситуационный центр Минэкономразвития России (далее СЦ МЭРТ) представляет собой специализированный программно-информационый комплекс, использующий современные технологии визуального представления информации, средств моделирования и анализа ситуаций, обеспечивающий решение широкого круга задач ситуационного анализа макроэкономических и региональных процессов.

СЦ МЭРТ включает в себя следующие подситемы: подсистема аналитической обработки и представления информации, подсистема моделирования и прогнозирования, подсистема администрирования и информационной безопасности.

Ситуационный центр Минэкономразвития России для коллективной работы оснащен плазменными панелями, работа с базами данных осуществляется при помощи СУБД Oracle, для выполнения прикладных программ выделен сервер приложений, функционирует WEB-сервер. Оборудование СЦ МЭРТ подключено в локальную сеть министерства, тем самым обеспечена возможность доступа руководства и аналитиков МЭРТ к информационным ресурсам и модельному инструментарию СЦ.

1.3 Описание выбранной технологии, методов и средств проектирования

Для проектирования информационной системы для поддержки принятия решения в ситуационных центрах используется метод оригинального или индивидуального проектирования, так как проектные решения разрабатываются с нуля в соответствии с требованиями ИС.

По степени адаптивности проектных решений используется метод параметризации, т.е. когда проектные решения настраиваются в соответствии с изменяемыми параметрами.

Технология проектирования, применяемая при разработке информационной системы для поддержки принятия решения в ситуационных центрах, относится к классу индустриального автоматизированного проектирования с использованием CASE-технологий (BPWin, ERWin).

При проектировании данной ИС используются следующие средства проектирования:

- операционные средства, поддерживающие проектирование операций обработки информации;

- средства, поддерживающие проектирование отдельных компонентов;

- средства, поддерживающие разработку проекта на стадиях и этапах процесса проектирования.

1.4 Описание выбранного метода проведения обследования

Для проектирования информационной системы для поддежки принятия решений в ситуационных центрах использовались следующие методы проведения обследования:

1 по цели обследования - метод системного обследования, т.к. он применяется для изучения всего объекта с целью разработки для него проекта ИС в целом;

2 по числу исполнителей - индивидуальный метод, т.к. осуществляется одним проектировщиком;

3 по степени обхвата объекта - сплошное обследование, т.к. применяется при охвате всех подразделений системы;

4 по степени одновременности выполнения работ этапов предпроектной стадии - последовательное обследование, т.е. сначала собираются данные о предметной области, а потом они изучаются.

1.5 Описание выбранного метода сбора материалов обследования

Сбор материалов обследования для данной ИС проводился следующими методами:

1 метод анализа операций. Было в отдельности рассмотрены все составные части работы необходимые для принятия решения;

2 метод бесед и консультаций с руководителем. Были проведены беседы с руководителем курсового проекта по вопросам, которые относятся к определению функций и задач, которые должна реализовывать ИС;

3 метод анализа предоставленного материала. Были рассмотрены предоставленные методы группового принятия решения с математической точки зрения.

1.6 Программа обследования и план-график выполнения работ на предпроектной стадии

На основе собранного материала обследования о данном проекте составлена программа обследования, которая представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Программа обследования

№ п./п.	Наименование вопроса	Источник информации	Получатель информации
1	Цель функционирования объекта	Руководитель курсового проекта	Проектировщик
2	Организационно-функциональная структура объекта	Руководитель курсового проекта	Проектировщик
3	Состав объекта	Руководитель курсового проекта	Проектировщик



На основе программы обследования был составлен план-график выполнения работ на предпроектной стадии по разработке ИС, который представлен в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - План-график выполнения работ на предпроектной стадии

№ п.п	Наименование работы	Код работы	Исполнитель	Дата начала	Длительность выполнения	Дата окончания
1	2	3	4	5	6	7
1	Определение цели и параметров системы	001	Лукичева М.С.	22.04.13	3 дня	24.04.13
2	Определение организационной структуры	002	Лукичева М.С	25.04.13	3 дня	27.04.13
3	Определение функциональной структуры	003	Лукичева М.С	28.04.13	4 дня	01.05.13
4	Определение материальных потоков и процессов их обработки	004	Лукичева М.С	02.05.13	3 дня	04.05.13
5	Определение информационных потоков и процессов их обработки	005	Лукичева М.С	05.05.13	4 дня	08.05.13
6	Анализ материалов обследования	006	Лукичева М.С	09.05.13	4 дня	12.05.13



2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

2.1 Назначение, цели создания информационной системы

Информационная система для поддержки принятия решений в ситуационных центрах предназначена для упрощения принятия стратегических решений к поставленной задаче и получения наиболее верного пути дальнейшего развития. Это достигается путем сбора мнений всех экспертов и аналитиков, что упрощает задачу лицу принимающему решение. Целью создания информационной системы является упрощение принятия решения с помощью специально ориентированного программного приложения. Это дает возможность быстро и точно получить необходимые решения и соответствует нашему времени - веку информатизации общества.

2.2 Характеристика объекта автоматизации. Документы предметной области

Объектом автоматизации является процесс поддержки принятия решений. В него входит: создание альтернатив, критериев, оценка всех альтернатив по критериям и выявление наилучшей альтернативы.

Входные документы:

- данные о проблемных ситуациях представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Данные о проблемных ситуациях

Код ситуации	Наименование ситуации	Описание ситуации

- данные об альтернативах (вариантах) решения проблемной ситуации представлены в таблице 2.2.



Таблица 2.2 - Данные об альтернативах

Код альтернативы	Код ситуации	Наименование альтернативы	Описание альтернативы

- данные о критериях оценки альтернатив представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Данные о критериях оценки альтернатив

Код критерия	Код ситуации	Описание критерия	Весовой коэффициент

- данные об экспертах представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Данные об экспертах

Код эксперта	ФИО эксперта	Коэффициент компетентности

- данные об аналитиках представлены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Данные об аналитиках

Код аналитика	ФИО аналитика

- данные о лицах принимающих решение представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Данные о лицах принимающих решение

Код ЛПР	ФИО ЛПР

- данные о методах принятия решения представлены в таблице 2.7.



Таблица 2.7 - Данные о методах принятия решения

Код метода	Наименование метода	Описание метода

- данные об оценках альтернатив по критериям представлены в таблице 2.8.

Таблица 2.8 - Данные об оценках альтернатив по критериям

Код критерия	Код альтернативы	Код ситуации	Код метода	Код эксперта	Оценка

Выходные документы:

- совокупный отчет об оценке альтернатив по критериям представлен в таблице 2.9.

Таблица 2.9 - Совокупный отчет об оценке альтернатив по критериям

Код альтернативы	Наименование альтернативы	Оценка по методу кластеризации	Оценка по методу предпочтений	Оценка по балльному методу

2.3 Требования к информационной системе

2.3.1 Требования к системе в целом

К системе предъявляется ряд требований:

- ИС должна обеспечить накопление и хранение в базе данных всей необходимой информации;

- ИС должна обеспечить точный расчет наилучшей альтернативы;

- ИС должна обеспечивать удобный, понятный интерфейс;

- ИС должна обеспечить работы для всех видов пользователей (аналитики, эксперты, ЛПР);

- работа ИС не должна зависеть от версии Windows;

- ИС должна работать на компьютерах различных конфигураций;

- ИС должна быть надежной, безопасной в эксплуатации.

2.3.2 Требования к функциям

Информационная система должна реализовывать следующие функции:

- выбор вида пользователя;

- ввод и редактирование данных о критериях и альтернативах;

- ввод экспертами оценок альтернатив по всем критериям;

- выбор метода группового принятия решения для расчета наилучшей альтернативы;

- создание результирующих отчетов о проделанной работе по принятию решений.

2.3.3 Требования к видам обеспечения

Информационная система создается на основе платформы 1С:Предприятие, поэтому имеем следующие требования:

Параметры информационных потоков.

- тип носителя информации - жесткий диск объемом до 10 Gb (непосредственно 1С:Предприятие будет занимать около 300Мб);

- объем информации - планируемый объем поступающей информации не должен превысить объема жесткого диска;

- информация будет представляться в виде отчетов (в электронном варианте), с возможностью отправки на печать.

Параметры аппаратных средств, необходимых для работы 1С:Предприятие: оперативная память: минимальный объём - 256 Мб, рекомендуемый - 1 Гб. Наличие монитора, мыши, клавиатуры.

Специализированных программных средств для 1С:Предприятие для нашей информационной системы не требуется, т.к. все необходимые компоненты поставляются вместе с конфигуратором.

Также: ОС - Windows 7 , Windows Server 2008 R2, Windows Server 2008, Windows Server 2003, Windows Server 2000, Windows Vista, Windows XP, Windows 2000.

Обоснование выбора комплексно-технических средств, операционной системы, программного обеспечения:

1 Факторы, относящиеся к эксплуатационным характеристикам компьютера - наиболее распространенная ОС во всем мире считается Windows;

2 Основные факторы, влияющие на выбор методов и средств проектирования программного обеспечения системы: совместимость, получение качественного продукта, сокращение времени и стоимостных затрат на проектирование, устойчивость к ошибке.



3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

В данном разделе рассматриваются подробно математические методы, которые применяются при описании предметной области.

3.1 Метод группового принятия решения с помощью кластеризации экспертных оценок альтернатив

Кластеризация - это процесс объединения альтернатив в группы, по принципу схожести по какому-либо признаку, показателю или критерию. Сами же группы принято также называть кластерами.

Групповое принятие решений с помощью процедуры кластеризации можно разделить на следующие этапы:

1. Каждому эксперту предлагается заполнить матрицу сравнения альтернатив по всем критериям. Если одна альтернатива по данному критерию лучше другой альтернативы, то ей выставляется более высокая оценка. В результате для каждой j-й альтернативы создается таблица оценок вида, которая представлена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Таблица оценок j-й альтернативы

	К1	К2	…	Кp
Эксперт 1	ev11	ev12	…	ev1p
Эксперт2	ev21	ev22	…	ev2p
…	…	…	…	…
Эксперт n	evn1	evn2	…	evnp

где - множество критериев оценки альтернатив;

- множество оценок альтернативы по каждому критерию (каждая оценка находится в диапазоне от 0 до 1).

2. Полученные результаты наносятся на график. Для большей наглядности и удобства ЛПР все оценки умножаются на 100, таким образом, оценки, выводимые на график, находятся в диапазоне от 0 до 100. По данным графикам распределения мнений экспертов ЛПР может определить согласованную оценку по каждому из критериев. График представлен на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - График оценки альтернатив

3. ЛПР выбирает один из предлагаемых методов кластеризации оценок каждой альтернативы и выполняет кластеризацию поочередно по всем критериям.

4. Производится вычисление центров масс образовавшихся кластеров. Понятие «центра масс» кластера введено для учета коэффициентов компетентности экспертов, задаваемых ЛПР. Расчет центра масс кластера с учетом компетентности экспертов осуществляется по формуле (3.1).

, (3.1)

где k_i - оценка, выставленная по рассматриваемому критерию i-м экспертом, входящим в данный кластер;

m_i - коэффициент компетентности i-го эксперта;

N - число экспертов, входящих в данный кластер.

В дальнейшем за согласованную оценку экспертов, находящихся в одном кластере, будем принимать центр масс соответствующего кластера.

5. Вычисляется «масса кластера» по формуле (3.2). За ее величину предлагается взять сумму коэффициентов компетентности экспертов входящих в кластер.

, (3.2)

где m_i - коэффициент компетентности i-го эксперта;

N - число экспертов, входящих в данный кластер.

Эта величина характеризует важность кластера с точки зрения количества и компетентности входящих в него экспертов.

6. За итоговую оценку j-й альтернативы по k-му критерию принимается величина, вычисляемая по формуле (3.3).

, (3.3)

где C_i- центр масс i-го кластера;

M_i - масса i-го кластера;

L - число кластеров.

7. Расчет итоговой оценки j-й альтернативы по всем критериям осуществляется по формуле (3.4).

, (3.4)

где v_i - значение весового коэффициента i-го критерия;

U_i - итоговая оценка альтернативы по i-му критерию;

p - число критериев.

8. Лучшей считается альтернатива, для которой итоговая оценка U_sum является наибольшей.

3.2 Метод группового принятия решения на основе метода предпочтения

Метод основан на ранжировании альтернатив, которое выполняется группой экспертов. Каждый из экспертов выполняет ранжирование альтернатив по каждому критерию отдельно.

1. Каждому эксперту предлагается выполнить ранжирование альтернатив по i-му критерию. Эксперт присваивает номер «1» альтернативе, которая по его мнению является наиболее предпочтительной по данному критерию; «2» - чуть менее предпочтительной альтернативе и т.д. Оценки, указанные экспертами, сводятся в таблицу (матрицу) размером MxN,где M - количество экспертов, N - количество альтернатив; K_n - критерий, по которому осуществляется ранжирование; p - количество критериев. Обозначим эти оценки как X^*_ij, i=1,…,M, j=1,…,N. Матрица оценок представлена в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Матрица оценок

Kn	A1	A2	A3	A4
Э1	3	4	2	1
Э2	1	4	2	3
Э3	4	3	1	2

2. Производится преобразование матрицы оценок по формуле (3.5).

, (3.5)

где X^*_ij - экспертная оценка.

Преобразованная матрица представлена в таблице 3.3.



Таблица 3.3 - Преобразованная матрица оценок

Kn	A1	A2	A3	A4
Э1	1	0	2	3
Э2	3	0	2	1
Э3	0	1	3	2

3. Вычисляются суммы преобразованных оценок по n-му критерию для j-й альтернативы по формуле (3.6).

, (3.6)

где j=1,…,N.

4. Вычисляется сумма всех оценок по формуле (3.7).

. (3.7)

Сумма всех оценок для каждого критерия будет одинаковой, т.к. фактически эта сумма рангов от 0 до (p-1).

5. Вычисляется итоговая ценность j-й альтернативы по n-му критерию по формуле (3.8).

. (3.8)

6. Суммирование произведений коэффициентов важности критериев на соответствующие численные значения альтернатив по каждому критерию производится по формуле (3.9).

, (3.9)



где W_Aj - общая ценность j-й альтернативы;

p - количество критериев;

kⁿ - вес n-го критерия;

Vⁿ_j - ценность j-й альтернативы по n-му критерию.

Решение о выборе наиболее предпочтительной альтернативы принимается на основе сравнения величин суммарных оценок альтернатив W_Aj. Та альтернатива, у которой эта оценка больше, считается более предпочтительной и, как следствие степень предпочтительности одной альтернативы над другой рассчитывается на основе сравнения данных величин.

3.3 Метод группового принятия решения на основе балльного метода

Метод основан на балльных оценках альтернатив, указываемых несколькими по каждому критерию.

1. Каждый их экспертов оценивает альтернативы по некоторой шкале (обычно 10-балльной). Чем более предпочтительной (по мнению эксперта) является альтернатива по данному критерию, тем более высокий балл для нее указывается. Оценки, указанные экспертами, сводятся в таблицу (матрицу) размером MxN,где M - количество экспертов, N - количество альтернатив; K_n - критерий, по которому осуществляется ранжирование; p - количество критериев. Обозначим эти оценки как X^*_ij, i=1,…,M, j=1,…,N. Матрица оценок представлена в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Матрица оценок

Kn	A1	A2	A3	A4
Э1	6	2	8	10
Э2	10	2	8	4
Э3	3	6	10	8

Далее вычисления выполняются точно также, как и для метода предпочтения. Отличием данного метода от предыдущего является то, что указывается на ранги альтернатив, а балльные оценки, которые могут быть одинаковыми и принимают любые значения в пределах указанной балльной шкалы.



4. ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Наиболее трудоемкими этапами разработки ИС являются этапы анализа и проектирования, в процессе которых CASE-средства обеспечивают качество принимаемых технических решений и подготовку проектной документации.

Для проектирования информационной системы для поддержки принятия решений в ситуационных центрах применялось такое CASE-средство как BPWin - средство функционального моделирования, реализующее методологию IDEF.

4.1 Построение контекстной диаграммы

Методология IDEF0 может использоваться для моделирования широкого круга предметных областей. Процесс моделирования какой-либо системы в IDEF0 начинается с построения контекстной диаграммы, т.е. наиболее абстрактного уровня описания системы в целом. Контекстная диаграмма является вершиной древовидной структуры диаграмм и представляет собой самое общее описание системы и ее взаимодействие с внешней средой.

Контекстная диаграмма модели ИС для поддержки принятия решения в ситуационных центрах представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Контекстная диаграмма модели ИС для поддержки принятия решения в ситуационных центрах

Вход представляет собой информацию, преобразуемую функциональным блоком. Для данной модели входной информацией является предметная деятельность. Управляющим механизмом являются условия для принятия решения, они отвечают за регулирование выполнения процесса принятия решения. Исполняющими механизмами являются: аналитики, эксперты и лица, принимающие решение (ЛПР). В качестве выходной информации служит вывод наилучшей альтернативы.

4.2 Построение диаграмм IDEF0

Процесс проектирования ИС для поддержки принятия решения в ситуационном центре состоит из трех этапов: «Создание критериев», «Создание альтернатив», «Выбор и реализация метода». Диаграмма декомпозиции первого уровня представлена на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Диаграмма декомпозиции первого уровня

Этап «Выбор и реализация метода» состоит из трех функциональных блоков: «Выбор метода расчета», «Расчет итоговых оценок альтернатив» и «Выбор наилучшей альтернативы». Диаграмма декомпозиции второго уровня представлена на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 -Диаграмма декомпозиции второго уровня

Основные элементы модели «ИС для поддержки принятия решения» представлены в таблицах 4.1 - 4.3.

Таблица 4.1 - Основные элементы модели

Название проекта: ИС для поддержки принятия решений
Цель проекта: Реализация структурной функциональной модели ИС для поддержки принятия решений
Технология моделирования: метод функционального моделирования IDEF0
Инструментарий: программный продукт BPWin 4.0
Список данных	Перечень функций
1	2
Предметная деятельность Условия для принятия решения Аналитики Эксперты ЛПР Наилучшая альтернатива	А0.ИС для поддержки принятия решений в ситуационном центре
Предметная деятельность Условия для принятия решений Аналитики Эксперты ЛПР Критерии Весовые коэффициенты Альтернативы Наилучшие решения	A1.Создание критериев А2.Создание альтернатив А3.Выбор и реализация метода
Предметная деятельность Условия для принятия решений Альтернативы Критерии Весовые коэффициенты Метод Итоги оценок ЛПР Эксперты Наилучшие решения	А31.Выбор метода расчета А32.Расчет итоговых оценок альтернатив А33.Выбор наилучшей альтернативы



Таблица 4.2 - Словарь

Термины	Определение
Информационная система	Совокупность программных приложений, баз данных, используемых для управления
Информационная система для поддержки принятия решений	компьютерная автоматизированная система, целью которой является помощь людям, принимающим решение в сложных условиях для полного и объективного анализа предметной деятельности.
Ситуационный центр	будемпониматькомплекс программно-технических средств, позволяющих осуществлять мониторинг и принятие управленческих решений при возникновении определенных событий (ситуаций)
Аналитик	Основной задачей аналитиков является сбор и первичная обработка информации, необходимой для мониторинга ситуации и принятия решений.
Эксперт	Эксперты анализируют полученную информацию и дают свои оценки предлагаемым вариантам решения проблемы или разрабатывают сами варианты.
ЛПР	Лицо, принимающее решениена основе собранной информации и с учётом мнений экспертов выбирает наиболее оптимальный с его точки зрения вариант.
Предметная деятельность	Данные, предоставляемые от внешнего источника

Таблица 4.3 - Описание функциональных блоков

Наименование блока	Описание решаемых задач
А1.Создание критериев	На этом этапе аналитики составляют список критериев оценки альтернатив, а ЛПР утверждают его
А2.Создание альтернатив	На данном этапе аналитики составляют список альтернатив (вариантов решений)
А3.Выбор и реализация метода	На данном этапе ЛПР выбирает метод группового принятия решения, эксперты расставляют оценки альтернатив по всем критериям в зависимости от выбранного метода и производится выбор наилучшей альтернативы
А31. Выбор метода расчета	На данном этапе ЛПР выбирает метод группового принятия решения, с помощью которого будет производится выбор лучшей альтернативы
А32.Расчет итоговых оценок альтернатив	На данном этапе эксперты согласно выбранному методу расставляют оценки для каждой альтернативы по всем критериям.
А33.Выбор наилучшей альтернативы	На данном этапе мы получаем все оценки альтернатив и производится выбор наилучшей альтернативы

4.3 Построение диаграммы IDEF3

Методология IDEF3используется для разработки моделей процессов, в которых можно понять последовательность выполнения действий. IDEF3 используется как дополнение к IDEF0. Диаграмма IDEF3 - технология, приспособленная для сбора данных требующихся для проведения структурного анализа систем.

Диаграмма IDEF3 модели ИС для поддержки принятия решения в ситуационных центрах представлена на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 - Диаграмма IDEF3 модели ИС для поддержки принятия решения в ситуационных центрах

Диаграмма IDEF3 состоит из действий. Для декомпозиции блока «Выбор метода расчета» выделено пять действий: «Анализ предметной деятельности», «Выбор метода принятия решений с помощью кластеризации экспертных оценок альтернатив», «Выбор метода принятия решений с помощью метода предпочтения», «Выбор метода принятия решений на основе балльного метода» и «Подтверждение выбранного метода». После выполнения первого действия - «Анализ предметной деятельности» идет разворачивающее соединение, которое означает, что одно и только одно конечное действие может быть инициировано. Аналогично, сворачивающее соединение, одно и только одно исходное действие может быть завершено. Завершает диаграмму действие «Подтверждение выбранного метода» и выходными данными является информация о выбранном методе принятия решений.

Основные элементы модели представлены в таблицах 4.4 - 4.6.

Таблица 4.4 - Основные элементы модели

Название проекта: ИС для поддержки принятия решений
Цель проекта: Реализация структурной функциональной модели ИС для поддержки принятия решений
Технология моделирования: метод описания бизнес-процессов IDEF3
Инструментарий: программный продукт BPWin 4.0
Перечень действий	Тип соединения
	Название	Вид
1.Анализ предметной деятельности	Соединение «Эксклюзивное ИЛИ» J1	Разворачивающее
1.Выбор метода принятия решения с помощью кластеризации экспертных оценок альтернатив 2.Выбор метода принятия решения с помощью метода предпочтения 3.Выбор метода принятия решения на основе балльного метода	Соединение «Эксклюзивное ИЛИ» J2	Сворачивающее



Таблица 4.5 - Словарь

Термины	Определение
Разворачивающее соединение «Эксклюзивное ИЛИ»	Разбивает потоки. Одно и только одно конечное действие инициируется
Сворачивающее соединение «Эксклюзивное ИЛИ»	Объединяет потоки. Одно и только одно исходное действие должно завершиться

Таблица 4.6 - Описание функциональных блоков

Наименование блока	Описание решаемых задач
1. Анализ предметной деятельности	Производится анализ входной информации
2. Выбор метода принятия решения с помощью кластеризации экспертных оценок альтернатив	Для получения наилучшей альтернативы выбирается данный метод принятия решения
3. Выбор метода принятия решения с помощью метода предпочтения	Для получения наилучшей альтернативы выбирается данный метод принятия решения
4. Выбор метода принятия решения на основе балльного метода	Для получения наилучшей альтернативы выбирается данный метод принятия решения
5. Подтверждение выбранного метода	ЛПР подтверждает, что расчет наилучшей альтернативы будет производится с помощью выбранного метода

4.4 Построение диаграммы потоков данных DFD

Диаграммы DFD моделируют систему как набор действий, соединенных друг с другом стрелками. Диаграммы содержат два новых типа объектов:

1) хранилища данных - объекты, собирающие и хранящие информацию;

2) внешние сущности - объекты, моделирующие взаимодействие с теми частями системы, которые выходят за границы моделирования.

В данном курсовом проекте присутствует четыре объекта типа «хранилища данных» (критерии, весовые коэффициенты, альтернативы, итоговые оценки альтернатив) и два объекта типа «внешние сущности» (выбранный метод, эксперты).

Диаграммы DFD по проектированию данной автоматизированной системы представлена на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 - Диаграмма DFD

Основные элементы модели представлены в таблицах 4.7 - 4.9.

Таблица 4.7 - Основные элементы модели

Название проекта: ИС для поддержки принятия решений
Цель проекта: Реализация структурной функциональной модели ИС для поддержки принятия решений
Технология моделирования: метод построения диаграмм потоков данных DFD
Инструментарий: программный продукт BPWin 4.0
Список данных	Перечень объектов
Способ расчета Анализ полученной информации Критерии оценки альтернатив Весовые коэффициенты критериев Предлагаемые альтернативы Итоги расчета	Функциональные блоки: 1. Расчет
Способ расчета Анализ полученной информации	Внешние сущности: 1. Выбранный метод 2. Эксперты
Критерии оценки альтернатив Весовые коэффициенты критериев Предлагаемые альтернативы Итоги расчета	Хранилища данных: 1.Критерии 2.Весовые коэффициенты 3.Альтернативы 4.Итоговые оценки альтернатив

Таблица 4.8 - Словарь

Термины	Определение
Способ расчета	Данные о методе поддержки принятия решений
Анализ полученной информации	Мнения экспертов о предлагаемое предметной деятельности
Критерии оценки альтернатив	Критерием, по которым оцениваются альтернативы
Весовые коэффициенты критериев	Значимость каждого из критериев
Предлагаемые альтернативы	Варианты решения предоставленной задачи
Итоги расчета	Отчет о всех оценках альтернатив по критериям каждого эксперта

Таблица 4.9 - Описание объектов

Наименование объекта	Описание функций
1	2
Функциональные блоки:
1. Расчет	Процесс расставления оценок экспертами и реализация выбранного метода поддержки принятия решений
Внешние сущности:
1. Выбранный метод	Наименование и алгоритм реализации выбранного метода поддержки принятия решений
2. Эксперты	Пользователь, который расставляет оценки альтернатив по всем критериям в соответствии с выбранным методом
Хранилища данных:
1.Критерии	Здесь собирается и хранится информация о критериях
2.Весовые коэффициенты	Здесь собирается и хранится информация о весовых коэффициентах критериев
3.Альтернативы	Здесь собирается и хранится информация о вариантах решения
4.Итоговые оценки альтернатив	Здесь собирается и хранится информация о всех оценках альтернатив



5. ОБЪЕКТНО - ОРИЕНТИРОВАННОЕПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Для объектно-ориентированного проектирования используется унифицированный язык проектирования UML (UnifiedModelingLanguage).

5.1 Построение диаграммы вариантов использования

Для описания функционального назначения системы построена диаграмма вариантов использования (usecasediagram). Диаграмма вариантов использования является исходным концептуальным представлением или концептуальной моделью системы в процессе ее проектирования и разработки.

Разработка диаграммы вариантов использования преследует следующие цели:

- определить общие границы и контекст моделируемой предметной области на начальных этапах проектирования системы;

- сформулировать общие требования к функциональному поведению проектируемой системы;

- разработать исходную концептуальную модель системы для ее последующей детализации в форме логических и физических моделей.

Суть данной диаграммы состоит в следующем: проектируемая система представляется в форме так называемых вариантов использования, с которыми взаимодействуют некоторые внешние сущности или актеры. При этом актером или действующим лицом называется любой объект, субъект или система, взаимодействующая с моделируемой системой извне. В свою очередь вариант использования служит для описания сервисов, которые система предоставляет актеру.

Построение диаграммы использования является первым этапом процесса объектно-ориентированного анализа и проектирования, цель которого - представить совокупность функциональных требований к поведению проектируемой системы.

Система имеет трех актеров: аналитик, эксперт и ЛПР. Базовыми вариантами использования являются «Первичная информация », «Критерии», «Альтернативы», «Коэффициент компетентности», «Метод».

Разработанная диаграмма вариантов использования представлена на рисунке 5.1.

автоматизация кластеризация проектирование информационный

Рисунок 5.1 - Диаграмма вариантов использования

Для уточнения и детализации последовательности действий, совершаемых системой при выполнении ее вариантов использования, рекомендуется дополнять этот тип диаграмм текстовыми сценариями. Для этой цели предложен шаблон представленный в таблице 5.1.



Таблица 5.1 - Шаблон для написания сценария отдельного варианта использования

Главный раздел	Раздел «Типичный ход событий»	Раздел «Исключения»	Раздел «Примечания»
Имя варианта использования	Типичный ход событий, приводящий к успешному выполнению варианта использования	Исключение №1 Исключение №2	Примечания
Актеры
Цель
Краткое описание
Тип
Ссылки на другие варианты использования

На основе предложенного шаблона разработан текстовый сценарий. Он будет дополнять диаграмму, раскрывая содержание отдельных действий, выполняемых системой и актерами в процессе формирования заданий. В этом случае сценарий удобно представить в виде трех таблиц, каждая из которых описывает отдельный раздел шаблона, при этом раздел «Примечания» отсутствует.

Главный раздел сценария представлен в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Главный раздел

Вариант использования	Формирование заданий
Актеры	Аналитик, эксперт, ЛПР
Цель	Формирование всех действий и полномочий для всех видов пользователей ИС для поддержки принятия решений в ситуационном центре
Краткое описание	Аналитик собирает информацию, на основе ее формирует альтернативы и критерии. ЛПР утверждает выбранные критерии и выбирает метод, с помощью которого будет производится расчет наилучшей альтернативы. Эксперт оценивает альтернативы и получает коэффициент своей компетентности по данной предметной деятельности.
Тип	Базовый



В следующем разделе сценария описывается последовательность действий, которая приводит к успешному выполнению данного варианта использования. В данном случае инициатором действий выступает один из актеров (Эксперт). Типичный ход событий представлен в таблице 5.3.

Таблица 5.3 - Раздел «Типичный ход событий»

Действия актеров	Отклик системы
1.Эксперту присуждает коэффициент компетентности	2. Система добавляет информацию о компетентности эксперта в БД
3. Эксперт знакомится с информацией о предметной деятельности	4. Система выводит на экран информацию о предметной деятельности
5. Эксперт знакомится с инструкциями, как необходимо выставлять оценки Исключение №1: ЛПР еще не выбрал метод	6. Система выдает на экран инструкции для реализации, выбранного метода
7. Эксперт оценивает альтернативы по всем критериям, согласно полученным инструкциям Исключение№2: Отсутствуют альтернативы или критерии	8. Система добавляет информацию об оценках альтернатив в БД

В третьем разделе сценария описываются последовательности действий, которые должны выполняться при возникновении исключительных ситуаций (исключений). Раздел «Исключения» представлен в таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Раздел «Исключения»

Действия актеров	Отклик системы
Исключение №1: ЛПР еще не выбрал метод
9. Эксперт приостанавливает свою работу	Система предлагает ЛПР выбрать метод поддержки принятия решения
Исключение №2: Отсутствуют альтернативы или критерии
10. Эксперт приостанавливает свою работу	Система предлагает аналитику составить критерии или альтернативы



5.2 Построение диаграммы деятельности

Диаграмма деятельности применяется для моделирования поведения системы в рамках различных вариантов использования или моделирования деятельности. Она отображает потоки работ во всех взаимосвязанных вариантах использования.

Суть данной диаграммы состоит в следующем: проектируемая система представляется в форме графа деятельности, вершинами которого являются состояния действия, а дугами - переходы от одного состояния к другому. Каждое состояние на диаграмме соответствует некоторой элементарной операции. При этом состояния действия - это специальные случаи состояния с некоторыми входными действиями и, по крайней мере, одним переходом, выходящим из состояния. Переход переводит деятельность в последующее состояние, как только закончится действие в предыдущем состоянии. Переход предполагает, что входное действие уже завершилось.

Представленная диаграмма включает одиннадцать состояний действий: постановка проблемной ситуации, создание списка критериев, создание списка альтернатив, выбор метода, утверждение списка критериев, определение весовых коэффициентов, метод кластеризации, метод предпочтения, балльный метод, оценка альтернатив по всем критериям, вывод наилучшей альтернативы.

Для начала пользователю предлагается ввести данные о предметной деятельности - постановка проблемной ситуации, далее пользователь создает списки критериев и альтернатив. Списку критериев необходимо подтверждение и определение его весового коэффициента. После того, как вся исходная информация готова, предлагается выбрать метод, с помощью которого будет производиться расчет наилучшей альтернативы. На выбор пользователю предлагается три метода: кластеризации, предпочтенияи балльный. После производится оценка альтернатив по всем критериям и в заключении из списка выбирается наилучшая альтернатива.

Разработанная диаграмма деятельности представлена на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - Диаграмма деятельности

5.3 Построение диаграммы классов

Применяется для моделирования статистической структуры классов системы и связей между ними. Отображает структуру совокупности взаимосвязанных классов объектов, аналогично ER диаграмме.

Класс - абстрактное описание в языке UML или представление свойств множества объектов, которые обладают одинаковой структурой, поведением и отношениями с объектами из других классов.

Класс изображается в виде прямоугольник, которые дополнительно может быть разделен на секции или разделы.

Между собой классы связаны отношениями. Существует несколько видов отношений:

1) отношение ассоциаций - оно соответствует наличию производственного отношения или взаимосвязи между классами;

2) отношение обобщения - является отношением классификации между более общим элементом и более частным элементом;

3) отношение агрегаций - имеет место между несколькими классами в том случае, если один из классов представляет собой некоторую сущность, которая включает в себя в качестве составных частей другие сущности;

4) отношение композиции - является частным случаем отношения агрегации и служит для спецификации более сильной формы отношения «часть-целое», когда составные части тесно взаимосвязаны с целым;

5) отношение зависимости - оно указывает некоторое семантическое отношение между двумя элементами модели или двумя множествами таких элементов.

При построении диаграммы классов используются расширяющие возможности языка UML, а именно управляющий класс (ИС ППР) - отвечает за координацию действий других классов.

Диаграмма классов по теме курсового проекта представлена на рисунке 5.3.



Рисунок 5.3 - Диаграмма классов

Данная диаграмма включает пять классов: ИС ППР, Критерии, Альтернативы, Оценки, Метод.



6. ПОСТРОЕНИЕ ЭКРАННЫХ ФОРМ ДОКУМЕНТА

6.1 Проектирование форм первичного документа

Для проектирования форм первичных документов используются следующие типовые формы:

1) линейная форма - в ней каждому типу реквизитов соответствует только одно значение этого реквизита, и они располагаются по горизонтали;

2) анкетная форма - используется также для однозначных реквизитов, но набор реквизитов располагается по вертикали;

3) табличная форма - используется для многозначных реквизитов; столбцы содержат типы реквизитов, а строки отражают значения типов;

4) комбинированная форма - применяют для первичных документов, имеющих однозначные и многозначные реквизиты.

В проектируемой информационной системе для экранной формы первичного документа «Данные о проблемной ситуации» используются следующие реквизиты: код ситуации, наименование ситуации, описание ситуации. Так как каждому типу реквизита соответствует только одно значение этого реквизита, то используем анкетную форму для проектирования первичного документа. Форма первичного документа «Данные о проблемной ситуации» представлена в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Данные о проблемных ситуациях

Код ситуации	Наименование ситуации	Описание ситуации

Для экранной формы первичного документа «Данные об альтернативах» используются следующие реквизиты: код альтернативы, наименование ситуации, наименование альтернативы, описание альтернативы. Так как каждому типу реквизита соответствует только одно значение этого реквизита, то используем анкетную форму для проектирования первичного документа. Форма первичного документа «Данные об альтернативах» представлена в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Данные об альтернативах

Код альтернативы	Наименование ситуации	Наименование альтернативы	Описание альтернативы

Для экранной формы первичного документа «Данные о критериях оценки альтернатив» используются следующие реквизиты: код критерия, наименование ситуации, описание критерия, весовой коэффициент. Так как каждому типу реквизита соответствует только одно значение этого реквизита, то используем анкетную форму для проектирования первичного документа. Форма первичного документа «Данные о критериях оценки альтернатив» представлена в таблице 6.3.

Таблица 6.3 - Данные о критериях оценки альтернатив

Код критерия	Наименование ситуации	Описание критерия	Весовой коэффициент

Для экранной формы первичного документа «Данные об экспертах» используются следующие реквизиты: код эксперта, ФИО эксперта, коэффициент компетентности. Так как каждому типу реквизита соответствует только одно значение этого реквизита, то используем анкетную форму для проектирования первичного документа. Форма первичного документа «Данные об экспертах» представлена в таблице 6.4.

Таблица 6.4 - Данные об экспертах

Код эксперта	ФИО эксперта	Коэффициент компетентности

Для экранной формы первичного документа «Данные об аналитиках» используются следующие реквизиты: код аналитика, ФИО аналитика. Так как каждому типу реквизита соответствует только одно значение этого реквизита, то используем анкетную форму для проектирования первичного документа. Форма первичного документа «Данные об аналитиках» представлена в таблице 6.5.

Таблица 6.5 - Данные об аналитиках

Код аналитика	ФИО аналитика

Для экранной формы первичного документа «Данные о лицах, принимающих решение» используются следующие реквизиты: код ЛПР, ФИО ЛПР. Так как каждому типу реквизита соответствует только одно значение этого реквизита, то используем анкетную форму для проектирования первичного документа. Форма первичного документа «Данные о лицах, принимающих решение» представлена в таблице 6.6.

Таблица 6.6 - Данные о лицах принимающих решение

Код ЛПР	ФИО ЛПР

Для экранной формы первичного документа «Данные о методах принятия решения» используются следующие реквизиты: код метода, Наименование метода, Описание метода. Так как каждому типу реквизита соответствует только одно значение этого реквизита, то используем анкетную форму для проектирования первичного документа. Форма первичного документа «Данные о методах принятия решения» представлена в таблице 6.7.

Таблица 6.7 - Данные о методах принятия решения

Код метода	Наименование метода	Описание метода

Для экранной формы первичного документа «Данные об оценках альтернатив по критериям» используются следующие реквизиты: Наименование проблемной ситуации, Наименование метода, ФИО эксперта, критерий 1-5, альтернатива 1-4, оценка 1.1-4.5. Так как здесь присутствуют как однозначные, так и многозначные реквизиты, то используем комбинируемую форму для проектирования первичного документа. Форма первичного документа «Данные об оценках альтернатив по критериям» представлена в таблице 6.8.

Таблица 6.8 - Данные об оценках альтернатив по критериям

Наименование проблемной ситуации
Наименование метода
ФИО эксперта
	Критерий 1	Критерий 2	Критерий 3	Критерий 4	Критерий 5
Альтернатива 1	Оценка 1.1	Оценка 1.2	Оценка 1.3	Оценка 1.4	Оценка 1.5
Альтернатива 2	Оценка 2.1	Оценка 2.2	Оценка 2.3	Оценка 2.4	Оценка 2.5
Альтернатива 3	Оценка 3.1	Оценка 3.2	Оценка 3.3	Оценка 3.4	Оценка 3.5
Альтернатива 4	Оценка 4.1	Оценка 4.2	Оценка 4.3	Оценка 4.4	Оценка 4.5

6.2 Проектирование формы документа результата информации

Для экранной формы результатного документа «Совокупный отчет об оценке альтернатив по критериям» используются следующие реквизиты: Наименование проблемной ситуации, Наименование альтернативы, Наименование метода, оценка. Так как здесь присутствуют как однозначные, так и многозначные реквизиты, то используем комбинируемую форму для проектирования первичного документа. Форма результатного документа «Совокупный отчет об оценке альтернатив по критериям» представлена в таблице 6.9.



Таблица 6.9 - Совокупный отчет об оценке альтернатив по критериям

Наименование проблемной ситуации
	Метод кластеризации	Метод предпочтения	Балльный метод
Альтернатива 1	Оценка	Оценка	Оценка
Альтернатива 2	Оценка	Оценка	Оценка
Альтернатива 3	Оценка	Оценка	Оценка
Альтернатива 4	Оценка	Оценка	Оценка



7. ОЦЕНКА ТРУДОЕМКОСТИ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА

Наиболее распространенная методика оценки трудоемкости разработки проекта основана на вариантах использования.

7.1 Определение весовых показателей действующих лиц