Проектирование элементов информационной системы
Лабораторная работа 9.
Проектирование элементов информационной системы
Цель занятия – Изучение технологии разработки элементов информационной системы: базы данных и формы для ввода данных в две взаимосвязанные таблицы в СУБД MS Access.
В результате выполнения практического занятия студенты должны:
- знать содержание работ на различных стадиях проектирования информационных систем;
- получить представление о технологии проектирования информационных систем, о взаимодействии отдельных элементов информационных систем.
Теоретическая часть
Совокупность стадий и этапов, которые проходит информационная система в своем развитии от момента принятия решения о создании системы до момента прекращения функционирования системы, называется жизненным циклом ИС.
С точки зрения технологии проектирования ИС различают три модели жизненного цикла:
каскадная модель (до 70-х годов) – – последовательный переход на следующий этап после завершения предыдущего;
итерационная модель (70 – 80-е годы) – с итерационными возвратами на предыдущие этапы после выполнения очередного этапа;
спиральная модель (80 – 90-е годы) – прототипная модель, предполагающая постепенное расширение прототипа ИС.
Каскадная модель. Для этой модели жизненного Цикла характерна автоматизация отдельных несвязанных задач, не требующая выполнения информационной интеграции и совместимости, программного, технического и организационного сопряжения. В рамках решения отдельных задач каскадная модель жизненного цикла по срокам разработки и надежности оправдывала себя. Применение каскадной модели жизненного цикла к большим и сложным проектам вследствие большой длительности процесса проектирования и изменчивости требований за это время приводит к их практической нереализуемости.
Итерационная модель. Создание комплексных ИС предполагает проведение увязки проектных решений, получаемых при реализации отдельных задач. Подход к проектированию «снизу-вверх» обусловливает необходимость таких итерационных возвратов, когда проектные решения по отдельным задачам комплектуются в общие системные решения и при этом возникает потребность в пересмотре ранее сформулированных требований. Как правило, вследствие большого числа итераций возникают рассогласования в выполненных проектных решениях и документации. Запутанность функциональной и системной архитектуры созданной ИС, трудность в использовании проектной документации вызывают на стадиях внедрения и эксплуатации сразу необходимость перепроектирования всей системы. Длительный жизненный цикл разработки ИС заканчивается этапом внедрения, за которым начинается жизненный цикл создания новой ИС.
Спиральная модель. Используется подход к организации проектирования ИС «сверху-вниз», когда сначала определяется состав функциональных подсистем, а затем постановка отдельных задач. Соответственно сначала разрабатываются такие общесистемные вопросы, как организация интегрированной базы данных, технология сбора, передачи и накопления информации, а затем технология решения конкретных задач. В рамках комплексов задач программирование осуществляется по направлению от головных программных модулей к исполняющим отдельные функции модулям. При этом на первый план выходят вопросы взаимодействия интерфейсов программных модулей между собой и с базой данных, а на второй план – реализация алгоритмов.
Ручную технологию индивидуального (оригинального) проектирования, осуществляемого на уровне исполнителей без использования специальных инструментальных средств, позволяющих интегрировать выполнение элементарных операций, иначе называют каноническим проектированием. Как правило, каноническое проектирование применяется для небольших локальных ИС.
В основе канонического проектирования лежит каскадная модель жизненного цикла ИС. Процесс каскадного проектирования в жизненном цикле ИС в соответствии с применяемым в нашей стране ГОСТ 34601-90 «Автоматизированные системы стадий создания» делится на следующие семь стадий:
- исследование и обоснование создания системы;
- разработка технического задания;
- создание эскизного проекта;
- техническое проектирование;
- рабочее проектирование;
- ввод в действие;
- функционирование, сопровождение, модернизация.
В целях изучения взаимосвязанных приемов и методов канонического проектирования ИС перечисленные 7 стадий можно сгруппировать в часто используемые на практике четыре стадии процесса разработки ИС:
- предпроектная стадия;
- стадия проектирования;
- стадия внедрения;
- стадия эксплуатации и сопровождения.
На первой «Предпроектной стадии» принято выделять два основных этапа: сбор материалов обследования; анализ материалов обследования и разработка технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ).
В результате выполнения первого этапа проектировщики получают материалы обследования, которые должны содержать полную и достоверную информацию, описывающую изучаемую предметную область – предприятие, в том числе: цель функционирования; организационную структуру системы и объекта управления, т.е. его управленческие отделы, цехи, склады и хозяйственные службы; функции управления, выполняемые в этих подразделениях, протекающие в них технологические процессы обработки управленческой и экономической информации, а также материальные потоки и процессы их обработки, ресурсные ограничения.
После выполнения второго этапа проектировщики получают количественные и качественные характеристики информационных потоков, описание их структуры и мест обработки, объемов выполняемых операций и трудоемкости их обработки. На основе этих материалов разрабатываются два документа: «Технико-экономическое обоснование проектных решений» (ТЭО), содержащее расчеты и обоснование необходимости разработки ИС для предприятия и выбираемых технологических и проектных решений, и «Техническое задание» (ТЗ), в состав которого входят требования к создаваемой системе и ее отдельным компонентам: программному, техническому и информационному обеспечению и целевая установка на проектирование новой системы. Эти документы являются основными для последующего проектирования ИС в соответствии с заданными требованиями.
Для сложных ИС иногда на этой стадии включают третий этап -разработку «Эскизного проекта». На этапе «Эскизного проекта» сформулированные ранее требования служат основой для разработки предварительных решений по ИС в целом и отдельным видам обеспечения. Эти решения прорабатываются на логическом уровне, включая алгоритмы обработки информации, описание информационных потребностей пользователей на уровне названий документов и показателей.
Вторая стадия «Техно-рабочее проектирование» выполняется в два этапа: техническое проектирование и рабочее проектирование.
На этапе «Техническое проектирование» выполняются работы по логической разработке и выбору наилучших вариантов проектных решений, в результате чего создается «Технический проект». Этап «Рабочее проектирование» связан с физической реализацией выбранного варианта проекта и получением документации «Рабочего проекта». При наличии опыта проектирования эти этапы иногда объединяются в один, в результате выполнения которого получают «Техно-рабочий проект» (ТРП).
Третья стадия «Внедрение проекта» включает в себя три этапа: подготовка объекта к внедрению проекта; опытное внедрение проекта и сдача его в промышленную эксплуатацию.
На этапе «Подготовка объекта к внедрению проекта» осуществляется комплекс работ по подготовке предприятия к внедрению разработанного проекта ИС. На этапе «Опытное внедрение» осуществляют проверку правильности работы некоторых частей проекта и получают исправленную проектную документацию и «Акт о проведении опытного внедрения». На этапе «Сдача проекта в промышленную эксплуатацию» осуществляют комплексную системную проверку всех частей проекта, в результате которой получают доработанный «Техно-рабочий проект» и «Акт приемки проекта в промышленную эксплуатацию».
Четвертая стадия – «Эксплуатация и сопровождение проекта» включает этапы: эксплуатация проекта; сопровождение и модернизация проекта.
На этапе «Эксплуатация проекта» получают информацию о работе всей системы в целом и отдельных ее компонентов и собирают статистику о сбоях системы в виде рекламаций и замечаний, которые накапливаются для выполнения следующего этапа. На этапе «Сопровождение проекта» выполняются два вида работ: ликвидируются последствия сбоев в работе системы и исправляются ошибки, не выявленные при внедрении проекта, а также осуществляется модернизация проекта. В процессе модернизации проект либо дорабатывается, т.е. расширяется по составу подсистем и задач, либо производится перенос системы на другую программную или техническую платформу с целью адаптации ее к изменяющимся внешним и внутренним условиям функционирования, в результате чего получают документы модернизированного «Техно-рабочего проекта».
Задание для самостоятельной работы
1. Создать свою базу данных.
1.1. Откройте СУБД MS Access (Пуск/ Все программы/ MS Access).
1.2. Создайте базу данных под своей фамилией (Файл/ Создать базу данных).
2. Создать таблицы своей базы данных.
Создайте в своей базе данных в режиме «Конструктор» следующие таблицы: ГРУППА (рис.1); СТУДЕНТ; ПРЕДМЕТ; ИЗУЧЕНИЕ; УСПЕВАЕМОСТЬ; КАФЕДРА; ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (вкладка Таблицы/ Создать/ Конструктор).
Свойства полей таблиц приведены ниже.
Рис.1. Вид таблицы ГРУППА в режиме конструктора
Краткая справка. Свойства полей таблиц приведены ниже. Ключевое поле задавайте после создания всех полей таблицы и задания свойств каждого поля . Если в таблице необходимо задать несколько ключевых полей, то выделите поля и задайте их как ключевые (Правка/ Ключевое поле).
После создания таблиц база данных имеет вид, как на рис.2
Рис. 2. Объекты таблицы базы данных
3. Разработать макет формы для загрузки данных в таблицы «ГРУППА» и «СТУДЕНТ»; ввести исходные данные в эти таблицы.
Краткая справка. Таблицы ГРУППА и СТУДЕНТ не подчиняются другим таблицам, поэтому другие таблицы при построении формы не используются. Для обеспечения удобного ввода данных в форме необходимо предусмотреть основную форму с реквизитами группы и подчиненную форму с записями о студентах группы. Основной форме присвойте имя СПИСОК ГРУППЫ, подчиненной - СПИСОК СТУДЕНТОВ.
3.1. Создание основной и подчиненной формы.
Форма создается в режиме Мастер форм (Формы/Создать/Мастер форм). В окне Новая форма выберите таблицу ГРУППА, которая служит источником данных для основной части создаваемой многотабличной формы (рис.3).
Рис.3. Создание формы мастером форм на основе таблицы ГРУППА
В следующем окне Мастера выберите поля, которые войдут в проектируемый макет формы из таблицы ГРУППА (все поля) (рис.4).
Рис.4. Выбор всех полей таблицы ГРУППА
Затем выберите таблицу СТУДЕНТ (источник данных для подчиненной формы) и из списка доступных полей выберите все поля, кроме НГ (рис.5).
Рис.5. Выбор полей таблицы СТУДЕНТ
Очередное окно Мастера отображается макет формы с перечнем полей в основной части формы и в подчиненной форме. В этом окне выделена таблица ГРУППА как источник записей основной части формы; таблица СТУДЕНТ как источник данных подчиненной формы. Для непосредственного включения подчиненной формы выберите вариант «Подчиненные формы» (рис.6).
Рис.6. Выбор варианта «Подчиненные формы»
В последующих диалоговых окнах Мастера выберите внешний вид подчиненной формы – ленточный и стиль оформления Стандартный.
В последнем окне Мастера задайте имя основной формы - СПИСОК ГРУППЫ и подчиненной формы - СПИСОК СТУДЕНТОВ, а также укажите дальнейшие действия мастера – Открытие формы для просмотра и ввода данных (рис.7).
Рис.7. Задание имен основной и подчиненной формы
В результате будет получена форма, изображенная на рис.8.
Рис.8. Двухтабличная форма до редактирования (в режиме Конструктор)
3.2. Редактирование основной и подчиненной формы.
Доработка формы в режиме Конструктора заключается в изменении надписей и размещения полей как на рис.8, а также в создании кнопок для управления формой.
Переход к подчиненной форме в режиме Конструктора осуществляется двойным щелчком в ее поле или открытием подчиненной формы из окна «Формы» базы данных. Ключевое поле НГ не включено в подчиненную форму, так как оно присутствует в основной части формы.
3.2.1. Создание кнопок в заголовке основной формы.
Для того, чтобы в форме можно было переходить к следующей и предыдущей записям таблицы ГРУППА, создадим соответствующие кнопки управления в основной части формы.
Активизируйте на Панели элементов кнопку «Мастер элементов», а затем используйте инструмент «Кнопка».
После переноса кнопки курсором мыши в нужное место формы (область заголовка формы) и вычерчивания ее рамки запустится мастер «Создание кнопок». В окне мастера нужно выбрать действие, которое выполняется при нажатии кнопки.
В группе «Категория» выберите строку «Переходы по записям», в группе «Действия» выберите строку Предыдущая запись (рис.9).
Рис.9. Выбор варианта действия кнопки
В следующим сеансе диалога с мастером определяется вид кнопки - Рисунок (варианты: Текст или Рисунок) и выбирается подходящий рисунок из списка (рис.10).
Рис.10. Выбор вида кнопки
После нажатия кнопки «Готово» мастер встраивает кнопку в нужное место на форме. Аналогичные действия выполняются при встраивании кнопок перехода к последующей записи таблицы и кнопки закрытия формы.
3.2.2. Редактирование подчиненной формы.
Редактирование подчиненной формы сводится к уточнению подписей полей-столбцов, а также размеров полей.
Окончательный вид формы СПИСОК ГРУППЫ в режиме формы приведен на рис.11.
Рис.11. Окончательный вид формы СПИСОК ГРУППЫ в режиме формы
3.3. Ввод исходных данных в таблицы ГРУППА и СТУДЕНТ.
Исходные данные вводятся одновременно в обе таблицы - ГРУППА и СТУДЕНТ.
В главную форму введите данные для гр.101 по таблице ГРУППА, затем в подчиненную форму введите данные о студентах этой же группы из таблицы СТУДЕНТ (гр.101 - четыре студента).
Затем в главную форму введите данные для гр.102 по таблице ГРУППА и в подчиненную форму введите данные о студентах этой же группы из таблицы СТУДЕНТ (гр.102 – три студента).
Последовательно повторите эти же действия для группы 103 и т.д. Обратите внимание, что в группах 105-204 нет сведений о студентах, поэтому вводите только данные о группах в основную форму.
Контрольные вопросы
- Какие стадии входят в жизненный цикл ЭИС?
- Какие существуют модели жизненного цикла ЭИС?
- Что такое каноническое проектирование ЭИС и каковы особенности его содержания?
- Какие работы выполняются в процессе канонического проектирования?
Источники и литература.
1. Проектирование экономических информационных систем: Учебник/ Г.Н. Смирнова, А.А. Сорокин, Ю.Ф. Тельнов; Под ред. Ю.Ф. Тельнова. – М.: Финансы и статистика, 2003. – 512 с.
2. Харитонова И.А., Михеева В.Д. Microsoft Access 2000. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 1999. - 1088 с.: ил.
3. Шнайдер Г. Access 2000. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000. - 480 с.: ил. - (Справочник).