Моделирование предметной области базы данных АИС деканата "Учет студентов"

· проверка того, что пользователь ввел данные.

· проверка допустимости вводимых пользователем данных (как правило, осуществляется при помощи регулярных выражений).

· обработка текста, введенного пользователем функцией htmlspecialchars для удаления HTML-тегов.

· обработка текста, введенного пользователем функцией stripslashes для удаления обратных слешей.

Все эти операции могут производиться только администратором базы данных. Для пользователя разрешается только просмотр и печать данных, а также ограничения доступа к БД и ввод только позволяемых администратором данных. Выходом является сформированная БД.

3.2.4.2 Описание задачи «Автоматизация процесса выборки данных»

Задача «Автоматизация процесса выборки данных» имеет в своем составе следующие подзадачи:

- тестирование информации;

- получение выбоки;

- вывод на экран;

- занесение в БД.

Описание подзадач дается ниже.

Тестирование информации: на вход этой подзадачи поступает информация. Данные проверяются на содержание ошибок. Если ошибки найдены, информация не может быть использована для последующей выборки. Ошибками считаются не соответствие данных в записях, неполное количество знаков разграничения в файлах.

Получение выборки и занесение в БД: после проверки файлов на ошибки, данные поступают в запрос. Если ошибок нет, данный запрос выполняется. Результат запроса выводится на экран и открывается доступ для загрузки данных в БД.

Вывод на экран: производится добавление в базу данных информации, если в выборке не обнаружено ошибок. Все данные заносятся в БД или выводятся на экран и используются для дальнейшего хранения.

Результаты данной задачи используются при формировании различных отчетов.

3.2.4.3 Описание задачи «Автоматизация процесса составления отчетов»

Задача «Автоматизация процесса составления отчетов» имеет в своем составе следующие подзадачи:

- индексирование файлов;

- формирование отчета на основе выборки;

- вывод отчета в файл и на экран;

- печать отчета.

3.3 Проектирование информационной базы данных

3.3.1 Общее описание

Информационное обеспечение представляет собой совокупность данных, языковых средств описания данных, методов организации, хранения, накопления и доступа к информационным массивам, обеспечивающих выдачу всей информации, необходимой в процессе решения функциональных задач АСУ и справочной информации абонентам системы.

Данные систематизируют в специальные массивы - информационную базу системы, в состав которой входят:

- нормативные и справочные данные, составляющие информационный базис системы;

- текущие сведения о состоянии управляемого объекта или процесса;

- текущие сведения, поступающие извне системы, требующие ответной реакции системы или влияющие на алгоритмы выработки решений;

- накапливаемые учетные и архивные сведения, необходимые для планирования и развития системы.

3.3.2 Исследование предметной области

Предметная область -- это часть реального мира, подлежащая изучению с целью создания базы данных для автоматизации процесса управления.

База данных -- это интегрированная совокупность структурированных и взаимосвязанных данных, организованная по определенным правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и обработки данных.

Базы данных (БД) применяются в информационных системах, автоматизирующих деятельность в той или иной предметной области.

Информационная система является совокупностью программно-аппаратных средств, способов и людей, которые обеспечивают сбор, хранение, обработку и выдачу информации для решения поставленных задач.

Проектирование баз данных включает несколько этапов:

1. Проектирование инфологической концептуальной модели БД.

2. Проектирование даталогической модели БД.

3. Проектирование физической модели БД.

4. Реализация БД.

Каждый этап подразумевает последовательное проектирование базы данных и включает ряд особенностей.

Инфологическая модель отображает реальный мир в некоторые понятные человеку концепции, полностью независимые от параметров среды хранения данных. Это обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных. В основу разработки инфологической модели должны быть положены концептуальные требования, отражающие представления, которые пользователи первоначально хотят иметь в проектируемой базе данных. Создание инфологической модели предполагает анализ предметной области и проблемной среды автоматизируемой сферы. Инфологическая модель данных предназначена для наглядного отражения представления пользователей об автоматизируемой предметной области, то есть является человеко-ориентированной.

Даталогическая модель отражает логические связи между элементами данных вне зависимости от их содержания и среды хранения. Даталогическое моделирование предполагает описание, создаваемое по инфологической модели данных.

Пользователям выделяются подмножества этой логической модели, называемые внешними моделями, отражающие их представления о предметной области. Внешняя модель соответствует представлениям, которые пользователи получают на основе логической модели. Другими словами, даталогическая модель в основном используется для реализации требований, выдвинутых конечными пользователями, то есть отражённых в инфологической концептуальной модели.

Таким образом, даталогическая модель реализуется, как модель представления данных. Следовательно, перед тем как строить даталогическую модель, необходимо определить какая модель данных будет положена в основу базы данных и, выбрать соответствующую систему управления базами данных (СУБД). Различают реляционные, иерархические и сетевые модели представления данных и соответствующие этим моделям СУБД.

Физическая модель данных -- модель, определяющая размещение данных на внешних носителях, методы доступа и технику индексирования. Она так же называется внутренней моделью системы, которая определяет и оперирует размещением данных и их взаимосвязями на запоминающих устройствах.

Физическая модель данных является полностью компьютерно-ориентированной и конечные пользователи не имеют никакого представления о том, каким образом данные запоминаются и извлекаются или каким способом организуются индексы в таблицах для быстрого поиска.

Завершающим этапом является реализация базы данных, внесение в неё информации и использование её для автоматизации определённой предметной области.

Последовательность этапов проектирования базы данных изображена на рис. 3.2.



Рисунок 3.2 - Этапы проектирования БД

Итак, инфологическое моделирование, то есть описание модели БД на естественном языке, является первым этапом проектирования и, следовательно, закладывает основу успешного функционирования БД.

На этапе инфологического моделирования могут применяться различные методы и подходы, технологии и инструментарий, но цель и основная суть его останутся неизменными: анализ предметной области предназначен для выявления, классификации и формализации информации обо всех аспектах предметной области, влияющих на свойства конечного результата проекта.

Инфологической моделирование (т.е. моделирование предметной области) можно свести к таким основным процессам:

- исследование предметной области и выявление требований конечных пользователей и решаемых задач;

- сбор и анализ основных данных (объекты, связи между объектами);

- построение ER-диаграммы базы данных.

Моделирование предметной области можно назвать главным этапом разработки БД, так как модель -- это основа разработки БД.

На начальной стадии разработки информационного обеспечения производится анализ предметной области.

Каждая информационная система в зависимости от ее назначения имеет дело с той или иной частью реального мира, которую принято называть предметной областью системы. Предметная область информационной системы рассматривается, прежде всего, как некоторая совокупность реальных объектов (сущностей), которые представляют интерес для ее пользователей.

При проектировании информационной базы учета студентов для деканата ФИТТ, рассматриваются следующие объекты предметной области:

- студент;

- дисциплина;

- курс;

- преподаватель;

- сводная ведомость;

- договор;

- вид договора;

- группы;

- оценки;

- приложения к диплому;

- личная карточка;

- и др.

Каждый из объектов предметной области обладает определенным набором свойств (атрибутов).

Подробнее объекты и атрибуты будут описаны при составлении инфологической модели.

3.3.3 Построение инфологической модели

Так как проблемы автоматизации деканатов в основном схожи, можно провести исследование предметной области на примере деканата факультета информационных технологий и телекоммуникаций (ФИТТ) ГОУ ВПО Сев. Кав. ГТУ.

В штат факультета входят должность декана, заместителя декана, секретаря, методиста заочного отделения, заведующих кафедр.

Схема подчинённости личного состава факультета представлена на рис. 3.3.

Рисунок 3.3 - Схема подчиненности личного состава факультета

Руководство факультета имеет свои обязанности и функции. Они изложены в Должностной инструкции, которая находится в деканате.

В деканате проводится большой объём рутинной, повторяющейся работы, что, безусловно, обеспечивает неправильное распределение рабочего времени сотрудников деканата, тормозя и запутывая основные процессы деятельности деканата.

При поступлении абитуриента в ВУЗ личные дела абитуриентов, оформляемые при подаче документов на поступление, передаются в деканат, где они сортируются по группам. После чего на каждого студента заводится личная карточка студента. В нее заносится вся необходимая персональная информация.

Далее, на протяжении всего периода обучения в личных делах фиксируются все факты о любых изменениях статуса студента (перевод с курса на курс, с дневного отделения на заочное, перевод в другую группу, справки об академическом отпуске и т.п.).

Учёт и наблюдение контингента студентов является актуальной задачей в связи с потребностью деканатов в оперативном формировании таких документов, как зачётно-экзаменационные ведомости, проекты приказов, статистические отчеты по успеваемости и получении любой требуемой информации по конкретным студентам, а также по архивным данным.

Из этих документов извлекается вся необходимая информация, касающаяся учебного процесса.

Подразумевается, что эта информация может изменяться в течение всего периода обучения и может быть затребована в любое время за период обучения студента и даже после окончания его обучения, кроме того, данная информация может участвовать в формировании статистических данных о группе или курсе за любой временной промежуток.

Исходя из основных назначений деканата, определяем, что основной вид его деятельности - это делопроизводственная деятельность. Основной функцией деканата является координация и административное обеспечение учебного процесса.

Исследуя предметную область деканатов, наблюдаем выполнение большого числа процессов, которые можно условно сгруппировать в несколько пунктов:

1. Организация и управление учебным процессом.

2. Заполнение учётных документов.

3. Контроль успеваемости студентов.

Кроме того, за выполнение (или не выполнение) учебного плана студентов поощряют (или наказывают).

Общая схема деятельности деканата представлена на рис. 3.4. Следует отметить, что процессы, выполняемые в деканате, расположены по степени важности (по убывающей).

Организация и управление учебным процессом включает общий контроль над учебным процессом, что подразумевает распределение дисциплин по семестрам и специальностям для планирования расписаний и экзаменационных сессий; статистический учет студентов; организация учебной и производственной практики.

Рисунок 3.4 - Деятельность деканата

Основными документами, функционирующими в деканате, являются: матрикульная книга, карточка студента, сводная ведомость на каждого студента. Все эти документы требуют своевременного заполнения, для обеспечения учётной работы в деканате.

Контроль успеваемости студентов производится в результате экзаменационных сессий, где анализируется успеваемость каждого студента.

В результате контроля успеваемости становится возможным выявление лучших студентов и начисление им стипендии, материальной помощи, премии и т.п. (например, за успехи в учёбе, участие в соревнованиях, олимпиадах, написание научных работ и т.п.).

Из основных видов деятельности деканатов можно заключить, что предметной областью деканатов является непосредственно учебный процесс.

В учебном процессе принимают участие студенты, а контролирует учебный процесс деканат.

Анализ предметной области выявил основные недостатки существующего делопроизводства деканата:

- Устаревшие бумажные технологии регистрации, обработки и хранения информации.

- Дублирование информации в различных подразделениях, отчетах, сводках и т. п.

- Рутинные повторяющиеся операции обработки.

- Закрытость информации ряда подразделений (бухгалтерии, отдела кадров и др.).

Для моделирования предметной области БД деканата необходимо определить основные сущности учебного процесса, но перед этим следует определить, с помощью каких документов контролируется учебный процесс.

На рис. 3.5 представлена схема данных АПС в виде диаграммы, то есть, изображены типы сущностей, их атрибуты и связи между ними.

Рисунок 3.5 - Схема данных АПС «Учет студентов»

3.3.4 Разработка датологической модели

Системы управления базами данных (СУБД) - это программные средства, с помощью которых можно создавать базы данных, наполнять их и работать с ними. В мире существует немало различных систем управления базами данных. Многие из них на самом деле являются не законченными продуктами, а специализированными языками программирования, с помощью которых каждый, освоивший данный язык, может сам создавать такие структуры, какие ему удобны, и вводить в них необходимые элементы управления. К подобным языкам относятся Clipper, Paradox, FoxPro и другие.

Необходимость программировать всегда сдерживала широкое внедрение баз данных в малом бизнесе. Крупные предприятия могли позволить себе сделать заказ на программирование специализированной системы "под себя". Малым предприятиям зачастую не по силам было не только решить, но даже и правильно сформулировать эту задачу. Положение изменилось с появлением в составе пакета Microsoft Office системы управления базами данных Access. С помощью Access 9x обычные пользователи получили удобное средство для создания и эксплуатации достаточно мощных баз данных без необходимости что-либо программировать. В то же время работа с Access 9x не исключает возможности программирования. При желании систему можно развивать и настраивать собственными силами. Для этого надо владеть основами программирования на языке Visual Basic.

Еще одним дополнительным достоинством Access 9x является интегрированность этой программы с Excel 9x, Word 9x и другими программами пакета Office 9x. Данные, созданные в разных приложениях, входящих в этот пакет, легко импортируются и экспортируются из одного приложения в другое. Мы будем рассматривать работу СУБД на примере Access 97, так как многие учебные заведения обладают ограниченными ресурсами для установки новых версий Access. Microsoft Access в настоящее время является одной из самых популярных среди настольных (персональных) программных систем управления базами данных. Среди причин такой популярности следует отметить:

- высокую степень универсальности и продуманности интерфейса, который рассчитан на работу с пользователями самой различной квалификации. В частности, реализована система управления объектами базы данных, позволяющая гибко и оперативно переходить из режима конструирования в режим их непосредственной эксплуатации;

- глубоко развитые возможности интеграции с другими программными продуктами, входящими в состав Microsoft Office, а также с любыми программными продуктами, поддерживающими технологию OLE;

- богатый набор визуальных средств разработки.

Нельзя не отметить, что существенной причиной такого широкого распространения MS Access является и мощная рекламная поддержка, осуществляемая фирмой Microsoft. В процессе разработки данного продукта на рынок представлялись его различные версии. Наиболее известными (в некотором смысле этапными) стали Access 2.0, Access 7.0 (он впервые был включен в состав программного комплекса MS Office 95). Позже появились версии Access 97 (в составе MS Office 97 и Access 2000 (в составе MS Office 2000).

Продуманность пользовательского интерфейса Access делает его особенно привлекательным в качестве средства решения задач организации и обработки данных для специалистов в области экономики и финансов, одновременно не имеющих квалификации или опыта в профессиональном программировании. Оговоримся, что здесь речь идет о приложениях, создаваемых таким специалистом для собственного пользования. В то же время, как только возникает необходимость в разработке средств для других пользователей, без программирования, как правил обойтись не удается. Можно перечислить более чем обширный список возможных приложений Access для решения финансово-экономических задач. Мы остановимся на достаточно условном примере, с помощью которого, однако, можно наглядно проиллюстрировать большинство наиболее важных функциональных возможностей этого программного продукта.

Предположим, что перед нами стоит задача автоматизации процесса управления торгами набором финансовых активов (ценных бумаг) на некотором ограниченном секторе рынка. Для ее решения (еще раз подчеркнем, при условии относительной ограниченности объемов информации) хорошо подходит СУБД MS Access.

Модули, в отличие от макросов, являются более тонким и мощным средством создания программных расширений в среде Access, максимально приближающимся по своим функциональным возможностям к таким профессиональным инструментам, как Delphi, Visual Basic или Power Builder. Одновременно применение модулей требует от пользователя навыков и квалификации программиста, а также знания основных принципов объектно-ориентированного программирования.

Для программирования в Access используется процедурный язык Visual Basic для приложений (VBA- Visual Basic for Applications) с добавлением объектных расширений и элементов SQL. Сам процесс создания программных расширений в среде Access предполагает активное использование технологии объектно-ориентшрованного программирования (ООП). В основе ООП лежит идея "упакованной функциональности", в соответствии с которой программа строится из фундаментальных сущностей, называемых объектами. Каждый из объектов характеризуется набором свойств (англ, -property) и операций, которые он может выполнять (англ. - method). Реализация взаимодействий между объектами ложится на исполняющую cpеду того средства разработки, на котором пишется программа, и поэтому работа программиста в рамках технологии ООП сводится к созданию объектов, описанию их свойств и реакций на те иди иные внешние события.

Фундаментальным понятием ООП является класс. Класс - это шаблон, на основе которого может быть создан конкретный программный объект. Созданный объект в таком случае становится экземпляром класса. К основополагающим принципам ООП относятся:

- инкапсуляция - объединение свойств и действий, присущих объекту, в едином пакете и сокрытие подробностей их реализации от окружающего мира. Это означает, что пользовательский доступ к объекту допускается только через его свойства и методы;

- наследование - предусматривает создание новых классов на базе существующих, что дает возможность классу-потомку иметь (наследовать) все свойства класса-родителя;

- полиморфизм - (от греч. "многоликость") означает, что порожденные объекты обладают информацией о том, какие методы они должны использовать в зависимости от того, где они находятся в цепочке наследования;

- модульность - объекты заключают в себе полное определение их характеристик, никакие определения методов и свойств объекта не должны располагаться вне его, что делает возможным свободное копирование и внедрение одного объекта в другие.

Многие программные объекты в Access совпадают с физическими объектами базы данных, такими как таблицы, формы, отчеты. Для названия составных объектов, которые включают в себя совокупность более простых объектов, используется термин семейство. Например, объект отчет входит в семейство отчеты. Помимо "видимых" объектов существует и большое количество "скрытых" объектов, управлять которыми можно только из программных приложений.

В Access существуют два типа модулей: стандартные и модули класса.

Стандартные модули содержат процедуры и функции, которые могут быть вызваны из любого окна базы данных. Как правило, такие модули содержат программный код универсального характера, предназначенный для применения в различных местах текущего приложения или даже в различных приложениях.

Модули класса используются, для создания новых классов объектов. При создании конкретного объекта, являющегося экземпляром такого класса, любые процедуры, определенные в модуле, становятся свойствами и методами этого объекта.

Модули форм и модули отчетов являются модулями класса, связанными с определенной формой или отчетом. Заметим, что в ранних версиях Access они являлись единственно возможным инструментом объектно-ориентированного программирования. Эти модули содержат процедуры обработки событий, запускаемых в ответ на их возникновение в форме или отчете. Процедуры обработки событий используются для управления поведением формы или отчета и их откликом на события, например такие, как нажатие кнопки.

Важнейшей областью применения объектно-ориентированного программирования в Access является программирование доступа к данным. Для решения данной задачи фирмой Microsoft был разработан специальный интерфейс - ОАО (Data Access Objects). DAO - это набор объектных классов, которые моделируют структуру реляционной базы данных. Они обеспечивают свойства и методы, которые позволяют выполнять такие операции, как создание базы данных, определение таблиц и индексов, задание связей между таблицами, формирование запросов и отчетов и т. п. Существенным достоинством объектной модели ОАО является ее универсальный характер: она доступна для большинства средств разработки программного обеспечения, поддерживаемых Microsoft, в частности, для Visual Basic. Классы объектов доступа к данным организованы по иерархической схеме. На ее вершине находится объект DbEngine, представляющий собой ядро базы данных. Далее следуют объекты, отвечающие за управление сеансами доступа пользователя к данным, - Workspace (от англ. "рабочая область"). Каждая рабочая область включает один или несколько объектов класса база данных - Database, а они, в свою очередь, содержат семейства объектов таблиц (TableDef), запросов (QueryDef), наборов записей (RecordSet) и т. д.

В заключение раздела, посвященного модулям, отметим, что мы сознательно не затрагиваем собственно вопросы теории и практики создания программ на VBA в среде Access, так как они являются весьма обширными. В случае необходимости читатели могут ознакомиться с ними в специальных профессиональных изданиях и руководствах.

3.3.5 Структура базы данных

Описание, создаваемое по инфологической модели данных, называют даталогической моделью данных. Даталогическая модель отражает логические связи между элементами данных вне зависимости от их содержания и среды хранения. Пользователям выделяются подмножества этой логической модели, называемые внешними моделями, отражающие их представления о предметной области. Внешняя модель соответствует представлениям, которые пользователи получают на основе логической модели, в то время как концептуальные требования отражают представления, которые пользователи первоначально желали иметь и которые легли в основу разработки инфологической модели.

Даталогическая модель отображается в физическую память, такую, как диск, лента или какой-либо другой носитель информации. Даталогическая модель в основном используется прикладными программистами для реализации требований, которые выдвинули конечные пользователи, отражённых в инфологической концептуальной модели.

Типы даталогических моделей уже обсуждались нами ранее. Это есть не что иное, как Модели представления данных, т.о. даталогическая модель данных может быть реляционной, иерархической или сетевой.

При разработке даталогической модели, кроме требований, предъявляемых для построения инфологической модели, предъявляются дополнительные требования:

· Загруженные в базу данных корректные данные должны оставаться корректными.

· Данные до включения в базу данных должны проверяться на достоверность.

· Доступ к данным, размещаемым в базе данных, должны иметь только лица с соответствующими полномочиями.

· Разрешение проблем, возникающих при одновременном запросе одних и тех же данных многими пользователями (прикладными программами).

· Способы обеспечения защиты данных от некорректных обновлений и (или) несанкционированного доступа.

Если инфологическая модель данных предназначена для наглядного отражения представления пользователей, т. е. является человеко-ориентированной, то даталогическая модель уже является компьютеро-ориентированной. С её помощью СУБД дает возможность программам и пользователям осуществлять доступ к хранимым данным лишь по их именам, не заботясь о физическом расположении этих данных.

Таким образом, если на этапе инфологического проектирования рассматриваются модели предметной области, то на датологическом этапе объект исследования - сами данные, их структурные композиции. Уровень представления на данном этапе не зависит от конкретной ЭВМ, это логический уровень. Программист должен хорошо представлять логические структуры. Схема базы данных может быть изображена в виде графической диаграммы или диаграммы Бахмана и в виде таблицы.

При построении диаграммы Бахмана тип записи обозначается прямоугольником. Наименование записи приводится над левым верхним углом, а внутри прямоугольника перечисляется композиция полей. При представлении типа записи необходимо выделить идентифицирующий атрибут.

3.3.6 Защита данных

Основываясь на датологической модели, в результате проектирования АПС были созданы таблицы базы данных со следующими спецификациями. Спецификации таблиц файла data.cl представлены в табл. 3.2.

Таблица 3.2 - Спецификации таблиц БД

Наименование таблицы	Наименование столбца	Ключ	Тип поля	Расшифровка атрибута
1	2	3	4	5
Специальности	Код специальности	*	Числовой	Идентифицирующий ключ
	Название специальности		Текстовый
Список студентов	Код студента	*	Числовой	Идентифицирующий ключ
	Фамилия		Текстовый
	Имя		Текстовый
	Отчество		Текстовый
	Номер зачетки		Числовой
	Год поступления		Числовой
	Группа		Текстовый
	Код группы		Числовой
Сводная ведомость	Номер ведомости		Числовой	Идентифицирующий ключ
	Форма обучения		Текстовый
	Учебный год		Числовой
	Семестр		Числовой
	Форма контроля		Текстовый
	Факультет		Текстовый
	Группа		Текстовый
	Курс		Числовой
	Дисциплина		Текстовый
	Преподаватель 1		Текстовый
	Преподаватель 2		Текстовый
	Дата сдачи		Дата/время
	Нсдачи		Дата/время
	Ксдачи		Дата/время
Группа	Код группы		Числовой	Идентифицирующий ключ
	Группа		Текстовый
Дисциплины	Код дисциплины		Числовой	Идентифицирующий ключ
	Название дисициплины		Текстовый
Факультеты	Код факультета		Числовой	Идентифицирующий ключ
	Название		Текстовый
Оценки	Семестр		Числовой	Идентифицирующий ключ
	Группа		Числовой	Идентифицирующий ключ
	Студент		Числовой	Идентифицирующий ключ
	Дисциплина		Текстовый
	Номер вед		Числовой
	Зачкнижка		Текстовый
	Зачет		Числовой
	Экзамен		Числовой
	Прописью		Текстовый
Приложение к диплому	Код студента		Числовой	Идентифицирующий ключ
	ФИО		Текстовый
	Дата рождения		Дата/время
	ДокОбразование		Текстовый
	ВступИспытания		Текстовый
	Поступил в		Текстовый
	ЗавершилОбуч в		Текстовый
	ПериодОбуч		Числовой
	НаправлСпец		Текстовый
	Специализация		Текстовый
	Курсовые		Числовой
	Практики		Числовой
	Госэкзам		Числовой
	КвалификацРабота		Текстовый
	НомерДиплома		Текстовый
	РегистрНомер		Числовой
	ДатаВыдачи		Дата/время
	ДатаПрисужд		Дата/время
	присуждена		Текстовый
Договор	Номер договора		Числовой	Идентифицирующий ключ
	Дата заключения
	Организация		Текстовый
	Код студента		Числовой	Внешний ключ
	код вида договораа			Внешний ключ
Вид договора	Код вида договора		Числовой	Идентифицирующий ключ
	Вид договора		Текстовый
Учебная карточка	Код студента		Числовой	Составной ключ
	ФИО		Текстовый
	Код факультета		Числовой	Составной ключ
	Код специальности		Числовой	Составной ключ
	Пол		Текстовый
	Фамилия		Текстовый
	Имя		Текстовый
	Отчество		Текстовый
	Дата рождения		Дата/время
	Место рождения		Текстовый
	Семейное положение		Текстовый
	Национальность		Текстовый
	Что окончил		Текстовый
	Год окончания		Числовой
	Адрес		Текстовый
	Телефон		Числовой
	Паспорт		Текстовый
	Год поступления		Числовой
	Курс		Числовой
	Код группы		Числовой
	Номер зачетки		Числовой
	Вид приема		Текстовый
	Изучаемый ин-яз		Текстовый
	Мать		Текстовый
	МАдрес		Текстовый
	Мработа		Текстовый
	Мдолжность		Текстовый
	Отец		Текстовый
	ОАдрес		Текстовый
	Оработа		Текстовый
	Одолжность		Текстовый
	Приказ о зачислении		Текстовый
	Приказ об отчислении		Текстовый
	Приказ об академе		Текстовый
	Приказ о повторном обучении		Текстовый
	Приказ о переводе		Текстовый
ДипломОценки	Код		Числовой	Идентифицирующий ключ
	номерДиплома		Текстовый	Внешний ключ
	Код студента		Числовой	Внешний ключ
	Регистр номер		Числовой
	Дисциплина		Текстовый
	КолЧасов		Числовой
	Оценка		Числовой

3.3.7 Защита данных

Защита данных - процесс, организуемый и обеспечиваемый в системе с целью предупреждения несанкционированного разрушения, получения и модификации данных в процессе их хранения или обработки.

Система защиты данных - организационная совокупность средств, методов, мероприятий, создаваемая и поддерживаемая с целью защиты данных.

Механизм защиты данных включает ряд функций:

1. Защита системы от посторонних лиц.

Заключается в создании надежных барьеров на всех возможных путях доступа к защищаемой информации от посторонних лиц.

2. Защита системы от пользователя.

При обеспечении пользователя всеми необходимыми для него возможностями обработки данных исключить следующие несанкционированные действия:

- доступ к общесистемным данным;

- доступ к данным других пользователей;

- возможность изменения программ;

- возможность сбора информации на регистрах и полях.

3. Защита пользователя друг от друга.

Подразумевает предупреждение несанкционированного доступа в процессе совместной обработки данных.

4. 3ащита пользователя от самого себя.

Это создание таких условий, при которых случайные ошибки не приводят к потере информации.

5. Защита системы от самой себя.

Это создание барьеров на путях потери информации в результате ошибок, возникающих в компонентах системы при сбоях.

Защита данных от посторонних лиц осуществляется с помощью организационных (физических) и программных средств защиты.

Программные средства защиты являются основными.

В разрабатываемоq АCУ предусмотрен пароль. При входе в систему происходит попытка идентифицировать пользователя. Если идентификации не происходит (пароль введен неверно), доступ к программе невозможен.

В будущем предусматривается организовать разграничение доступа различных пользователей к тем или иным пунктам меню, в зависимости от их идентификационного номера.

В программе разработана защита пользователя от самого себя. Все действия, способные привести к изменению данных, сопровождаются запросом, требующим подтверждения выбранного режима работы (модификация, удаление).

3.4 Разработка обобщенного алгоритма АПС

На рис. 3.3. приведена обобщенная блок-схема алгоритма АПС «Учет студентов».

Рисунок 3.3 - Обобщенная блок-схема алгоритма АПС «Учет студентов»

3.5 Выбор технического и программного обеспечения

Программное обеспечение - это совокупность программ регулярного применения, необходимых для решения функциональных задач АСУ и программ, позволяющих наиболее эффективно эксплуатировать вычислительную технику, обеспечивая пользователям наибольшие удобства в работе и минимум затрат труда на программирование задач и обработку информации.

При разработке данной АСУ используется СУБД Access, обладающая простыми надежными методами доступа к данным, простой и рациональной структурой хранения данных.

Техническое обеспечение - это комплекс технических средств, объединенных единым технологическим процессом.

В связи с тем, что в качестве операционной системы используется не ниже Windows XP, к техническому обеспечению предъявляются определенные требования:

- процессор с тактовой частотой не менее 1Ghz и выше;

- память 4Gb и выше;

- видеосистема, поддерживающая разрешения не ниже 800х600;

- жесткий диск 250Gb;

- при работе в сети наличие сетевого адаптера, не менее 100Мбит.

Для повышения эффективности работы системы желательно иметь высокоскоростной струйный или лазерный принтер.

Выводы

В данной главе дипломного проекта представлено описание АПС «Учет студентов» для системы Деканат.

Реализация данной АПС позволит оптимизировать скорость и качество обработки информации, увеличить степень ее многократного использования, минимизировать вероятность появления ошибок при расчетах, повысить эффективность работы специалистов деканата факультета инфрмационных технологий и телекоммуникаций.

В данной главе определена организационно-экономическая сущность задачи, разработана функциональная структура АПС деканата, спроектирована информационная база данных, сделан выбор программного и технического обеспечения. Расчет технико-экономической эффективности приведен в 5 главе дипломного проекта.

Программная реализация разработки описана в главе 4.

4. Описание программного средства

4.1 Условия применения

Разработанная программа предназначена для автоматизации сбора информации, контроля правильности, поступивших данных, подготовки и вывода на печать отчетной информации. Данная программа будет использоваться сотрудниками деканата ФИТТ.

Разработанное программное средство может использоваться на компьютерах с процессором не ниже Pentium 1Ghz в среде Windows.

Для быстрого и надежного функционирования программы необходимо не менее 1Gb оперативной памяти и не менее 250 Gb места на жестком диске. Для быстрого и качественного получения выходных форм желательно использовать высокоскоростной струйный или лазерный принтер.

4.2 Описание применения

4.2.1 Функциональное назначение

Программа выполняет ряд функций, которые перечислены ниже.

1. Создание и ведение таблиц: «Список студентов», «Сводная ведомость», «Дисциплины», «Группы», «Приложение к диплому», «Договор», «Вид договора», «Оценка», «Учебная карточка», «Преподаватели» - ввод данных, их корректировку, контроль.

Данные таблицы используются для формирования и подготовки отчетов.

2. Сохранение информации в файл с расширением *.accdb, *.mde.

3. Считывание информации из файла с расширением *.accdb, *.mde, проводя предварительно тест на наличие ошибок.

4. Составление и обработку отчетов.

5. Выдача справочной информации по студентам. Личные карточки могут быть просмотрены на экране, и выведены на печать.

4.2.2 Входные данные

В работе программы используются следующие документы:

- личные карточки абитуриентов;

- документы приемной комиссии.

Выше перечисленные документы импортируются из системы «Абитуриент».

4.2.3 Выходные формы

В процессе работы программы могут быть получены следующие выходные таблицы:

- личная карточка студента;

- отчетность по 3НК и другие отчетные документы.

4.2.4 Описание логической структуры

Программное средство состоит из множества функций по работе с данными БД.

Ниже приведено описание этих функций.

1. Открытие главной формы.

2. Выбор необходимых действий с информацией по средствам главной формы.

3. Форма позволяет осуществлять выборки данных и формировать отчеты, выводив их на печить или экран, а также в файл.

4.3 Руководство пользователя

4.3.1 Установка и запуск программы

Программа поставляется на лазерном диске. Для того чтобы установить программу необходимо:

- создать на жестком диске компьютера директорию, в которую вы бы хотели поместить программу;

- скопировать содержимое лазерного диска в эту директорию;

- создать директорию для файлов, данных о преподавателях;

- запустить файл «uchetstudentov.mde».

Для запуска программы необходимо выделить значок этой программы в менеджере программ Windows и нажать клавишу Enter, или же дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на этом значке.

4.3.2 Работа с программным средством

После проведения действий, описанных выше, на экране появляется окно главной формы, подставленное в приложении.

С помощью клавиш управления курсором или указателя мыши пользователь может переходить по кнопкам главной формы и тем самым выбирать необходимые для работы действия с данными БД.

Выбор может быть произведен при помощи клавиши Enter. Выбор одного из пунктов меню приводит к выполнению соответствующий этому пункту меню набора функций.

Выводы

В данной главе дипломного проекта описано программное средство, составляющее АПС «Учет студентов», описано руководство пользователя данным программным средством, в следующий главе будет показана экономическая эффективность проекта.

5. Технико-экономическое обоснование внедрения системы

5.1 Краткая характеристика проекта

В деканате ФИТТ ГОУ ВПО Сев. Кав. ГТУ в ходе его функционирования, выполняется большая работа по расчету и распределению учебной нагрузки. В связи с тем, что контроль версий и изменений, внесенных в данные версии, очень трудно контролировать и синхронизировать обычным ручным трудом сотрудников деканата (что так же отнимает много времени на работу, напрямую не связанную с их специализацией).

Таким образом, требуется внедрить систему, которая автоматизировала бы операции хранения данных, а так же проводила автоматический контроль версий и синхронизацию данных версий. Так же система должна обеспечивать распределение полномочий доступа к хранимой в системе информации. Внедрение подобной системы способно сократить нагрузку на персонал, а так же снизит время разработки за счет уменьшения времени, необходимого на полную синхронизацию данных. Так же система способна понизить время разработки за счет распараллеливания процессов проектирования (сотрудники будут одновременно работать над проектом, при этом обеспечивается достоверность и непротиворечивость информации).

5.2 Определение трудоемкости выполняемых работ

Для определения общей трудоемкости выполняемых работ, необходимо сначала определить трудоемкость шести этапов проектирования автоматизированной информационной подсистемы:

а) описание задачи;

б) исследование предметной области;

в) разработка блок-схемы;

г) составление программы;

д) отладка программы;

е) подготовка документации.

Затраты труда на описание задачи То принимают ориентировочно То = 36 чел.- ч.

Затраты труда на исследование предметной области Ти с учетом уточнения описания и квалификации программистов определяются по формуле:

(5.1)

где, Чоп.общ - общее число операторов, ед., рассчитывается по формуле 5.2;

Кузт - коэффициент увеличения затрат труда, вследствие недостаточного описания задачи (Кузт = 1,35);

Чоп.u - количество операторов, приходящееся на 1 чел.-ч (Чоп.u = 82 ед / чел.-ч);

kk - коэффициент квалификации программиста (так, как программист, разрабатывающий, данную автоматизированную подсистему имеет опыт работы 3 года, то его коэффициент равен 1).

Для расчета общего числа операторов используется следующая формула:

(5.2)

где, Чоп - число операторов, ед.;

Ксз - коэффициент сложности задачи (Ксз = 1,45);

Ккп - коэффициент коррекции программы, учитывающий новизну проекта (программа новая, поэтому Ккп = 0,1).

С учетом всего вышесказанного, после подстановки данных, получаем:

Рассчитаем затраты труда на Та разработку алгоритма решения (блок-схемы), по формуле:

(5.3)

где Чоп.а - количество операторов, приходящееся на 1 чел.-ч (Чоп.а = 24 ед./чел.-ч.)

Подставим значения:

Затраты труда на составление программы по готовой блок-схеме Тп рассчитываются по формуле:

(5.4)

где Чп.n - количество операторов, приходящееся на 1 чел.-ч (Чп.n = 23 ед./чел.-ч.)

В результате расчетов получаем:

Затраты труда на отладку программы рассчитываются по формуле:

(5.5)

где Чоп.отл - количество операторов, приходящееся на 1 чел.-ч (Чоп.отл = 5 ед /чел.-ч.)

Подставим значения:

Затраты труда на подготовку документации по задаче Тд определяются по формуле:

(5.6)

где Тдр - затраты труда на подготовку материалов в рукописи, определяются по формуле:

(5.7)

где Чоп.др - количество операторов, приходящееся на 1 чел.- ч (Чоп.др = 15 ед/чел.- ч.)

Затраты труда на редактирование, печать и оформление документов:

(5.8)

Все полученные значения трудоемкости, представлены в таблице 5.1

Таблица 5.1 - Определение трудоемкости разработки программного обеспечения

Виды затрат труда	Трудоемкость, чел.- ч
Затраты труда на описание задачи, То	36
Затраты труда на исследование предметной области, Ти	41,23
Затраты труда на разработку блок-схемы, Та	103,34
Затраты труда на программирование, Тп	108,88
Затраты труда на отладку программы, Тотл	500,83
Затраты труда на подготовку документации, Тд	292,15
Итого затраты труда на разработку программного продукта, Тпо	1083,42

Полученное общее значение трудоемкости Тпо корректируется с учетом уровня языка программирования:

Т = Тпоkкор = 1083,42 * 0,9 = 975,08 (5.9)

где kкор - коэффициент, учитывающий уровень языка программирования (для системы MS Access, kкор = 0,9).

5.3 Расчет затрат на разработку программного продукта

Для расчета себестоимости разработки автоматизированной подсистемы учета выставок музея-усадьбы, необходимо рассчитать:

- расходы на материалы и запасные части;

- заработную плату сотрудников, которые занимались разработкой программного продукта;

- дополнительную заработную плату (премии);

- отчисления на социальные нужды;

- затраты на электроэнергию;

- затраты на амортизацию и ремонт вычислительной техники.

Затраты на материальные ресурсы и запасные части представлены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Затраты на материальные ресурсы и запасные части

Наименование материального ресурса	Единица измерен.	Кол-во из расход. матер.	Цена за единицу, руб	Сумма, руб.
Монитор 17'' LG L1742SE-BF black	шт.	1	4649	4649
Материнская плата S-775 Gigabyte GA-P43T-ES3G P43/ICH10 (FSB 1600MHz), ATX, PCI-E x16/1xPCI-E x1/5xPCI, 4xDDR3 1600, 6xSATAII/1xPATA, ALC888, LAN 1Gbit)	шт.	1	2445	2445
HDD 150Gb Seagate ST3500418AS, 16mb cache	шт.	1	2000	2000
Адаптер Ethernet 10/100 Ethernet	шт.	1	250	250
Клавиатура и мышь A4Tech	шт.	1	550	550
ОЗУ DDR II DIMM 1Gb PC6400, 800Mhz, Hynix original;	шт.	1	1850	1850
Процессор S-775 Celeron E3400 (2600MHz/800MHz/1MB) tray	шт.	1	4100	4100
Бумага для принтера	пачка	2	260	520
ИТОГО затраты на материальные ресурсы и запасные части	16364

Общая сумма затрат на материальные ресурсы и запасные части (ЗМ) определяется по формуле 5.10:

(5.10)

где Pi - расход i-го вида материального ресурса, натуральные единицы; Цi - цена за единицу i-го вида материального ресурса, руб.; i - вид материального ресурса; n - количество видов материальных ресурсов.

Подставив значения из таблицы 5.2, получаем ЗМ =16364 рублей.

Затраты на оплату труда производственного персонала (всех работников, занятых разработкой программного продукта) приведены в таблице 5.3

Таблица 5.3 - Основная заработная плата производственного персонала

Категория работника	Квалификация	Трудоемкость разработки, чел. ч	Часовая ставка, руб./ч.	Сумма, руб.
Программист	Опыт работы 3 года	975,08	41,67	40628,38
ИТОГО основная заработная плата	40628,38

Общая сумма затрат на оплату труда (Ззп.о) определяется по формуле:

(5.11)

где ЧСi - часовая ставка i-го работника, руб.;

Тi - трудоемкость разработки автоматизированной информационной системы, чел.ч;

i - категория работника;

n - количество работников, занятых разработкой автоматизированной информационной системы.

Часовая ставка работника может быть рассчитана по формуле:

(5.12)

где ЗПi - месячная заработная плата i-го работника, руб.

ФРВi - месячный фонд рабочего времени i-го работника, час (по данным бухгалтерии).

Дополнительная заработная плата производственного персонала Ззп.д рассчитывается по формуле:

(5.13)

где Кдоп.зп - коэффициент дополнительной заработной платы.
(Кдоп.зп = 0,1).

Отчисления на социальные нужды,

Затраты на потребляемую энергию Зэ определяются по формуле:

(5.14)

где Рв - мощность ЭВМ, кВт;

tв - время работы вычислительного комплекса, ч;

цэ - стоимость 1 кВт-ч электроэнергии, руб./кВт-ч.

Затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт рассчитываются по формуле:

(5.15)

где Кв - балансовая стоимость вычислительной техники;

tв.г - годовой фонд рабочего времени вычислительной техники

(tв.г = 2112 ч).

б = 4% норма отчислений на ремонт.

Таблица 5.4 - Себестоимость создания автоматизированной информационной системы

Статья затрат	Сумма, руб.
1	2
Расходы на материалы и запасные части, Зм	16364,00
Основная заработная плата производственного персонала, Ззп.о	40628,38
Дополнительная заработная плата производственного	4062,84
персонала, Ззп.д
Отчисления на социальные нужды, Зсн	15284,40
Затраты на электроэнергию, Зэ	819,07
Затраты на амортизацию и ремонт вычислительной техники, Зр	654,56
Итого затрат, Зобщ	77813,24

Полные затраты на создание программного продукта составят:

Зобщ = Зм + Ззп.о + Ззп.д + Зсн + Зэ + Зр=77813,24руб. (5.16)

5.4 Расчет экономической эффективности проекта

Расчет экономической эффективности проекта позволяет определить прибыль от использования разработанного программного продукта. Вычислить прибыль можно, по формуле:

(5.17)

где Э - стоимостная оценка результатов применения программного продукта в течение года, руб. Рассчитывается по формуле 5.18.

З - стоимостная оценка затрат при использовании программного продукта, руб.

(5.18)

где Зручн - затраты на ручную обработку информации в руб.; Рассчитывается по формуле 5.19.

Завт. - затраты на автоматизированную обработку информации, руб.; Рассчитывается по формуле 5.20.

Эдоп - дополнительный экономический эффект, связанный с уменьшением числа используемых бланков, высвобождением рабочего времени и т. д., руб.

(5.19)

где: tp - время, затрачиваемое на обработку информации вручную, ч;

цч - цена одного часа работы оператора, руб.;

kd - 1,75 - коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени на логические операции.

(5.20)

где ta - затраты времени на автоматизированную обработку информации, ч.

5.5 Оценка основных технико-экономических показателей проекта

При разработке любой автоматизированной подсистемы, всегда ведется работа в нескольких направлениях, как в техническом (непосредственно разработка программного обеспечения), так и в экономическом (расчеты экономической эффективности системы, технико-экономических показателей и т.д.). Причем экономическая сторона вопроса, не менее важна, чем техническая (в некоторых случаях даже более важна), что вполне естественно, ведь программное обеспечение должно быть рентабельно, иначе необходимость в его разработке и вовсе пропадает.

Для оценки экономической эффективности инвестиционного проекта используют различные системы и методы, наибольшее распространение получил метод с использованием четырех основных показателей: чистого дисконтированного дохода, индекса доходности, внутренней нормы доходности и срока окупаемости капитальных вложений.

Чистый дисконтированный доход от использования программного продукта определяют по формуле:

(5.21)

где: п - расчетный период, год;

Пk - прибыль от использования программного продукта за k-й год его эксплуатации, руб.;

Е - норма дисконта;

К - капиталовложения при внедрении программного продукта.

Для реализации автоматизированной информационной системы АПС «Выставки» требуются инвестиции в размере 77,81 тыс. руб.

Чистые денежные притоки по годам ориентировочно составят (тыс. руб.):

1-й год ? 30;

2-й год ? 33;

3-й год ? 36;

4-й год ? 40.

Ставка дисконта Е = 20%

Подставив данные значения в формулу 5.21 получаем следующее уравнение:

Рассчитаем ВНД автоматизированной подсистемы по формуле:

(5.22)

где Е1 ? значение процентной ставки в дисконтном множителе, минимизирующее положительное значение показателя ЧДД;

Е2 ? значение процентной ставки в дисконтном множителе, максимизирующее отрицательное значение ЧДД.

Таблица 5.5 - Исходные данные для расчета ВНД

Шаги расчетного периода, т	Денежный поток Ф(т), тыс. руб.	Расчет для E1	Расчет для Е2
0	-77,8132369	1,00	-77,81	1,00	-77,81
1	30	0,91	-50,54	0,83	-52,81
2	33	0,83	-23,27	0,69	-29,90
3	36	0,75	3,78	0,58	-9,06
4	40	0,68	31,10	0,48	10,23

В результате ВНД будет иметь значение:

Рассчитаем срок окупаемости автоматизированной подсистемы, без учета дисконтирования денежных поступлений на основе среднегодовой величины притока денежных средств, по формуле 5.23:

(5.23)

Где, Э рассчитывается:

Рассчитаем срок окупаемости с учетом дисконтирования денежных средств при норме дисконта Е = 0,2

На основании полученных данных денежного потока определим среднегодовую величину его:

Срок окупаемости:

Таблица 5.6 - Основные технико-экономические показатели разрабатываемого проекта

Основные технико-экономические показатели проекта	ед. измерения	Значение показателя
Итоговая трудоемкость разработки	чел-ч.	975,08
Полные затраты на создание программного продукта	руб.	77813,24
Годовой эффект от внедрения программного продукта	руб.	68324
Чистый дисконтированный доход от использования программного продукта	тыс. руб.	10,23
Внутренняя норма доходности (норма рентабельности инвестиций)	%	24,9
Срок окупаемости проекта	год	3,54

Выводы

В результате оценки, экономической эффективности разработки автоматизированной информационной подсистемы учета студентов, целевых договоров сотрудниками деканата ФИТТ, были получены следующие результаты:

– Трудоемкость разработки автоматизированной подсистемы, которая составила 975,08 чел-ч или 122 рабочих дня одного программиста;

– Затраты на создание программного обеспечения, сложенные из цены расходных материалов и техники необходимой для работы специалиста, а так же заработной платы разработчика и некоторых других факторах. Полные затраты составили 77813,24 рублей;

– Годовой эффект от внедрения программного продукта, который составил 68324рублей;

– Чистый дисконтированный доход от использования программного продукта - 10,23 тыс. руб.;

– Норма рентабельности инвестиций, составившая 24,9%;

– Срок окупаемости проекта, который составил 2,24 года, без учета дисконтирования денежных поступлений и 3,54 года с учетом дисконтирования денежных средств

На основании этих данных, был сделан вывод, что разработка автоматизированной информационной подсистемы учета студентов, заключаемых целевых договоров необходима и актуальна, поскольку чистый дисконтированный доход оказался больше 0, значение нормы рентабельности инвестиций больше цены привлекаемых финансовых ресурсов, срок окупаемости проекта немного больше двух лет, что так же является хорошим результатом.

6. Безопасность и экологичность проекта

6.1 Общая характеристика опасных и вредных факторов на рабочем месте

В настоящее время ЭВМ используются во многих областях производства различного рода товаров и услуг. Применение ЭВМ позволяет снизить нагрузку работника, передав часть осуществляемых им функций специализированным информационным системам. Но помимо облегчения труда работников производства, ЭВМ являются источником вредных и опасных факторов на производстве.

К вредным факторам на рабочем месте относятся:

наличие электромагнитного, рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного излучения;