Проектирование информационных систем
Лабораторная работа
назад

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЯ НА ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа 1 – Обследование предметной области

Лабораторная работа 2 – Разработка структурных моделей ИС

Лабораторная работа 3 – Разработка  объектно-ориентированных моделей ИС

Приложение А – Темы на проектирование ИС

Приложение Б - Основные показатели системы



ЗАДАНИЯ НА ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа 1 – Обследование предметной области

Для выполнения лабораторной работы1 необходимо предварительно изучить материал разделов №1 и №2  конспекта лекций по курсу.

При выполнении задания необходимо программное обеспечение для построения диаграмм UML: Rational Rose, Visio или Altova UModel.

Прежде, чем приступать к разработке модели вариантов использования, рекомендуется изучить материал раздела №7 конспекта лекций по курсу.

1.Провести детальный анализ работы заданного объекта информатизации (ОИ) и описать процесс его функционирования.

2.Выделить функциональные подсистемы в рамках заданного объекта информатизации (бухгалтерия, склад, торговый зал, др. отделы и структурные подразделения, выделенные по функциональному признаку) и перечислить возложенные на них задачи. Задачи нумеровать по порядку в пределах каждой подсистемы. Результаты описания представить в виде таблицы 1.1.

Таблица 1.1 Описание подразделений ОИ

№ п.п.

Наименование

Описание

Задачи

Наименование

 

 

 

 

 

3.Выделить и описать множество действующих лиц, задействованных в процессе функционирования ОИ. Результаты описания представить в виде таблица 1.2. В графе «Задачи» перечислить номера возложенных задач из табл. 1.1 в формате <Номер подсистемы>.<Номер задачи>.

Таблица 1.2 Описание действующих лиц

№ п.п.

Имя

Описание

Задачи

 

 

 

 

4.Выделить информационные потоки, имеющие место на исследуемом объекте. Результаты представить в виде таблиц 1.3 – 1.5. В графе «Обработчик» приводятся номера подразделений и действующих лиц из табл. 1.1 и 1.2 через разделитель «/».

Таблица 1.3 Реестр входных информационных потоков

Наименование и назначение потока (документа)

Обработчик

(Кто обрабатывает)

Корреспон­дент (Откуда поступает)

Характеристики обработки

Трудозатраты, чел×ч

Периодичность, регламент

Способ получения

 

Таблица 1.4 Реестр внутренних информационных потоков

Наименование и назначение потока (документа)

Обработчик

(Кто обрабатывает)

Корреспон­дент

(Кому передает)

Характеристики обработки

Трудозатраты, чел×ч

Периодичность, регламент

Способ получения

 

Таблица 1.5 – Реестр выходных информационных потоков

Наименование и назначение потока (документа)

Обработчик

(Кто обрабатывает)

Корреспон­дент

(Куда поступает)

Характеристики обработки

Трудозатраты, чел×ч

Периодичность, регламент

Способ получения

 

5.Изучить и описать реквизиты документов. Представить макеты документов.

6.Построить процессную модель проектируемой ИС в виде контекстной диаграммы в нотации IDEF0 при помощи пакета программ BPWin.

7.Перечислить автоматизированные функции проектируемой ИС, соответствующие потребностям заказчика (не менее 3). Определить цель (цели) (Зачем? Для чего?). Для каждой функции указать 2 – 4 функциональные особенности (всего не менее 9). Результаты описания представить в виде таблицы 1.6.

Таблица 1.6 Описание функциональности ИС

№ п.п.

Потребность

Цели

Функциональные особенности

 

8.Представить функциональную модель проектируемой ИС в виде вариантов использования. Рассмотреть модель. Произвести выделение абстрактных вариантов использования и действующих лиц. Окончательный вид функциональной модели подсистемы реализовать в пакете программ Rational Rose, Visio или Altova UModel.

9.Выполнить системное описание существующих подобных информационных систем (не менее двух), которые могут быть применены к данному объекту информатизации. Выделить основные преимущества и недостатки представленных систем.

При этом одно за другим приводятся описания существующих ИС, автоматизирующих объекты и процессы, подобные имеющим место в выбранной предметной области. Описание уместно сопровождать следующими иллюстрациями:

§  функционально-структурная схема системы;

§  обобщенная блок-схема алгоритма функционирования системы;

§  экранные формы основных частей пользовательского интерфейса;

§  таблицы и графики, отражающие статистические показатели функционирования ИС.

Для каждой системы указываются преимущества и недостатки: вообще, а не применительно к выбранному объекту.

10.  Выполнить сравнительную характеристику описанных систем; набор основных показателей для сравнения (определения показателей см. в приложении Б):

§  назначение системы;

§  эффективность системы;

§  гибкость системы;

§  защищенность системы;

§  живучесть системы;

§  надежность системы;

§  открытость системы;

§  оптимальность использования ресурсов;

§  удобство пользовательского интерфейса системы;

§  стоимость системы (в том числе затраты на тех. поддержку);

§  эргономичность.

Сделать вывод о возможности и целесообразности использования этих систем на выбранном объекте автоматизации.

 

Здесь выполняется сравнение представленных систем по нескольким показателям. Сравнение подкреплять количественными показателями (например, сроки внедрения, объем дискового пространства, кол-во единиц техники, стоимость программного обеспечения и т.п.). Также здесь уместно приведение статистических оценок в виде таблиц, диаграмм, графиков.

В подразделе 3 делается заключение о возможности применения рассмотренных систем к выбранному объекту информатизации. Оценивается степень этой возможности на предмет удобства и скорости настройки системы на данную предметную область, а также оптимальности их внедрения с учетом затрат на дальнейшее обслуживание и тех. поддержку.

В целом из материала отчета должно быть видно, какие из систем, автоматизирующих подобные выбранным объекты и процессы, существуют на отечественном и зарубежном рынке, и вообще в мире. Какой комплекс задач они позволяют решить, насколько оперативны и эффективны получаемые решения и насколько они соответствуют целям, поставленным при выполнении задания 1.

 

В отчете представить:

- название объекта информатизации;

- описание функционирования объекта информатизации;

- заполненные таблица 1.1 – 1.6;

- контекстную диаграмму функционирования проектируемой ИС;

- функциональную модель проектируемой ИС в виде диаграммы вариантов использования (Use Case Diagram), которая выполнена в одном из прикладных пакетов;

- выводы о возможности и целесообразности использования этих систем на выбранном объекте автоматизации.



Лабораторная работа 2 – Разработка структурных моделей ИС

Для выполнения лабораторной работы 2 необходимо предварительно изучить материал разделов №3 и  №4 конспекта лекций по курсу.

При выполнении задания необходимо программное обеспечение для построения моделей данных CASE-средство ERWin. Рекомендуемая версия – AllFusion ERWin Data Modeler 2007 года выпуска.

 

1. На основе анализа предметной области произвести идентификацию сущностей логической модели информационной базы ИС и связей между ними. Для этого необходимо:

- изучить массив входной нормативно-справочной (условно-постоянной) информации, определить состав соответствующих справочников.

- изучить массив входной оперативной (текущей) информации, структурировать его по ключевым сущностям с указанием всех атрибутов.

Как правило, документ с обычным "бумажными" таблицами разбивается по принципу: одна "бумажная" таблица — одна сущность. Соответственно, каждому входному документу, выделенному при выполнении лабораторной работы №1, поставить в соответствие одну сущность или (в результате нормализации) структуру связанных сущностей. Практика показывает, что набор сущностей логической модели данных сильно коррелирует с набором абстракций предметной области, выявленных при выполнении лабораторной работы №1.

2. Имена, атрибуты и назначение сущностей логической модели привести в таблице 2.1. Сущности в таблице 2.1 разделить на оперативные и справочные. При разработке модели определить сущности, их первичные и внешние ключи и атрибуты, а также связи между сущностями. Цель логического моделирования — это таблицы в нормальных формах высшего, минимум, третьего (НФ3) порядка.

3. При помощи CASE-средства ERWin разработать ER-диаграммы логической и физической модели данных. В отличие от логической модели, физическая модель должна быть представлена в третьей нормальной форме.

В зависимости от предметной области количество сущностей в модели может быть различным.

Для логической модели это 3 – 7 сущностей, бóльшая часть из которых – справочные.

Для физической модели это 5 – 15 сущностей, примерно половина из которых – справочные.

 

Таблица 2.1  Сущности логической модели данных

Сущность

Атрибуты

Описание

Справочные

1

Сотрудники

ИНН, фамилия, имя, отчество, …

Информация о сотрудниках предприятия

……...

Оперативные

Продажи

Код, Дата, Код менеджера, Код клиента, …

Информация о продажах

……...

 

4. Средствами ERWin (меню Tools ® Forvard Engineer ® Schema Generation…) на основе физической модели данных выполнить генерацию SQL-кода для создания реляционной базы данных ИС (код представить в отчете, шрифт Courier New, размер 10 пт, междустрочный интервал: 1,0)

5. В среде SQL Server Management Studio посредством команды CREATE DATABASE создать пустую базу данных, после чего выполнить сгенерированный при выполнении п.4 SQL-код.

6. Доработать структуру БД с учетом возможной нормализации отношений, а также доработать структуру таблиц с учетом ограничений на значения полей. Сформировать ER-диаграмму физической модели данных.

7. Выполнить описание таблиц базы данных в формате таблицы 2.2. Краткое описание таблиц свести в таблицу 2.3. Описание связей в БД и условия целостности данных привести в виде табл. 2.4.

 

Таблица 2.2 – Структура сущности _________

Имя атрибута

Тип данных

Размер

Условие на значение

Значение по умолчанию

Примечание

 

Таблица 2.3 –  Список разработанных сущностей физической модели данных

№ п/п

Имя сущности

Описание

 

Таблица 2.4 –  Связи между сущностями физической модели данных

Родительская таблица

Дочерняя таблица

Тип связи

Название

Атрибут

Название

Атрибут

 

8. В соответствии с индивидуальным заданием на проектирование ИС, выполнить для контекстной диаграммы, построенной при выполнении л.р. №1 (пункт 6) при помощи CASE-средства BPwin 4.1, диаграмму декомпозиции А0. Процессы диаграммы должны соответствовать потребностям из табл. 1.6. Внутренние интерфейсные дуги должны соответствовать информационным объектам, описанным в табл. 1.4 при выполнении лабораторной работы №1.

Блоки описать в словаре Activity Dictionary. Интерфейсные дуги (стрелки), описать в словаре Arrow Dictionary.

Произвести компоновку блоков и стрелок с подписями так, чтобы дочерняя диаграмма была максимально читабельной.

Для всех функциональных блоков диаграммы А0 построить диаграммы декомпозиции А2. В качестве наименований блоков использовать функциональные особенности потребностей из табл. 1.6. Внутренние интерфейсные дуги диаграмм А2 должны соответствовать информационным объектам, описанным в табл. 1.4 при выполнении задания 1. Введенные интерфейсные дуги описать в виде таблицы 2.5, а также в словаре Arrow Dictionary.

Таблица 2.5  Стрелки диаграмм декомпозиции А2

Наименование стрелки

(Arrow Name)

 

Источник стрелки

(Arrow Source)

 

Тип стрелки источника

(Arrow Source Type)

Приемник стрелки

(Arrow Dest.)

 

Тип стрелки приемника

(Arrow Dest. Type)

 

Содержание отчета:

- логическая и физическая модели данных, таблицы 2.1 – 2.4

- перечень процессов, реализуемых при функционировании ИС (потребности из таблицы 1.6), с кратким описанием;

- дочерние диаграммы А0 и А2;

- содержимое словарей Activity Dictionary и Arrow Dictionary;

- содержимое словарей Activity Dictionary и Arrow Dictionary;

- описание стрелок диаграмм декомпозиции А2 в формате табл. 4.1.



Лабораторная работа 3 – Разработка  объектно-ориентированных моделей ИС

Для выполнения лабораторной работы 3 необходимо предварительно изучить материал разделов №5 – 9 конспекта лекций по курсу. Особое внимание следует уделить определению отношений между классами (раздел №9).


1.Проанализировать основной поток событий с альтернативными вариантами и потоками ошибок, полученный при выполнении лабораторной работы №1, на предмет выявления набора абстракций предметной области проектируемой ИС. В качестве предварительных кандидатов в абстракции принять подлежащие, выделенные из текста анализируемого потока событий.

2.Разделить выделенные абстракции на три типа: абстракции сущности, абстракции поведения, абстракции интерфейсы. Результат представить в виде таблицы 3.1.

Таблица 3.1 Абстракции подсистемы

Абстракция

Тип

Описание

 

3.Провести классификацию обнаруженных абстракций по классическому подходу. Заполнить таблицу 3.2.

Таблица 3.2 Классификация абстракций

Класс

Список абстракций

1

Люди

 

2

Места

 

3

Предметы

 

4

Организации

 

5

Концепции

 

6

События

 

 

4.Проанализировать поведение выделенных абстракций. Выделить возможное поведение каждой абстракции в пределах рассматриваемой функции (потребности, табл. 3.1). Заполнить таблицу 3.3.

 

Таблица 3.3 – Абстракции подсистемы и их поведение

Абстракция

Поведение

Описание поведения

 

5.Построить диаграмму объектов, показав на ней экземпляры классов, взаимодействующие для реализации выбранной функции системы. Для построения диаграммы объектов использовать диаграмму классов в нотации UML, указывая при этом лишь имена классов без указания свойств и методов класса. Пример диаграммы приведен на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 Пример диаграммы классов

6.Выполнить сравнительный анализ полученной логической модели с ER-диаграммой информационной базы, разработанной при л.р.№2. При необходимости скорректировать диаграмму классов. Наполнить секции атрибутов.

7.Выявить в тексте анализируемого потока событий сказуемые и наполнить секции операций.

 

8.На основе опыта выполнения л.р.№1 и с учетом процессных моделей вариантов использования, построенных при выполнении л.р. №2 записать потоки событий для каждого варианта использования. Каждый основной поток должен учитывать альтернативные потоки и потоки ошибок для данного варианта использования.

9.Для каждого потока построить диаграммы Состояния.

10.  Для каждого потока построить диаграммы Деятельности в виде дорожек с привязкой к исполнителям конкретных операций алгоритма. При построении ориентироваться на результаты построенные структурные и объектно-ориентированные модели, описывающие функциональность ИС.

11.  Для каждого потока выделить список объектов участвующих во взаимодействии в этом потоке, заполнить таблицу 3.4.

Таблица 3.4 –  Список объектов для каждого потока событий

№ п.п.

Наименование потока

Объект

Описание объекта

 

12.  Создать диаграммы Последовательности для перечисленных потоков событий.

13.  Из диаграмм Последовательности создать Кооперативные диаграммы и доработать их, если это необходимо.

14.  Сделать выводы.



ПРИЛОЖЕНИЕ А – Темы на проектирование ИС

(Номер темы выбирается по двум последним цифрам пароля)

1. Обменный пункт: сотрудники пункта, виды валют, курсы валют, операции обмена.

2. Ювелирный магазин: названия изделий, комитенты (кто сдал изделия на комиссию), журнал сдачи изделий на продажу, журнал покупки изделий.

3. Поликлиника: врачи, пациенты, виды болезней, журнал учета прихода пациентов.

4. Кондитерский магазин: виды конфет, поставщики, торговые точки, журнал поступления и отпуска товара.

5. Автобаза: автомашины, водители, рейсы, журнал выезда машин на рейсы.

6. Парикмахерская: клиенты, прайс услуг, сотрудники, кассовый журнал.

7. Склад: поставщики товара, список товара, получатели товара, кладовщики.

8. Школа: учителя, предметы, ученики, журнал успеваемости.

9. Оплата услуг на дачных участках: виды услуг, список владельцев, сотрудники управления, журнал регистрации оплат.

10.  Гостиница: проживающие, сотрудники гостиницы, номера, журнал регистрации проживающих.

11.  Книжный магазин: авторы, книги, продавцы, покупатели, регистрация продаж.

12.  Ремонтная мастерская: виды работ, исполнители, заказы на ремонт, заказчики.

13.  Аптечный киоск: номенклатура лекарств, работники аптеки, покупатели, журнал регистрации продаж.

14.  Выставка: стенды, стендисты, экскурсии, посетители.

15.  Охранная служба: список постов охраны, список охранников, журнал выхода на дежурство, журнал учета замечаний.

16.  Столовая: продукты, блюда, меню, журнал заказов

17.  Фото мастерская: заказчики работ, прайс работ, журнал поступления заказов, исполнители.

18.  Ветеринарная лечебница: список животных, список болезней, список хозяев, журнал посещений.

19.  Сельское хозяйство: список растений, список угодий, список работников, журнал посевной.

20.  Холдинг: список регионов, список предприятий, список показателей, журнал учета отчетных данных.

21.  Фонды предприятия: список основных средств, список категорий основных средств, список материально ответственных лиц, журнал учета состояния основных средств.

22.  Учет расхода материалов в компании: список статей затрат, список сотрудников, журнал учета расхода канцтоваров, список департаментов.

23.  Фильмотека: список фильмов, список клиентов, список библиотекарей, журнал выдачи фильмов.

24.  Цирк: список категорий артистов, список артистов, журнал выхода артистов на работу, список цирковых площадок.

25.  Спортивные заведения: список спортсменов, список видов спорта, список стадионов, журнал учета выступлений спортсменов.

26.  Компьютерные занятия: список слушателей курсов, список предметов, список преподавателей, журнал учета успеваемости.

27.  Сбор урожая: список видов продукции, список сборщиков, список бригад, журнал учета сбора урожая.

28.  Фирма по обслуживанию населения: список заказчиков, список товаров, список разносчиков, журнал заказов.

29.  Партийная работа: список членов партии, список мероприятий, журнал учета выхода на мероприятие, список городов

30.  Экономическая база данных: список регионов, список показателей, список отраслей, отчетные статистические данные.

31.  Журнальные статьи: список тем, список авторов, список названия статей, список журналов.

32.  Анализ причин заболеваемости: список больных, список болезней, список районов, журнал учета заболевших.

33.  Отдел кадров: список сотрудников, штатное расписание, список отделов, журнал перемещения сотрудников по службе.

34.  Делопроизводство: список видов документов, карточка документа, список исполнителей, список департаментов

35.  Расчет нагрузки на преподавателя: список преподавателей, список кафедр, предметов, журнал нагрузки.

36.  Проектные работы: список проектов, список специалистов, список должностей, журнал учета работ.

37.  Учет компьютерного оборудования: список типов оборудования, список материально ответственных лиц, список департаментов, журнал регистрации выдачи оборудования.

38.  Прививки детям: список прививок, список детей, список родителей, журнал учета сделанных прививок.

39.  Начисление налогов в бюджет: виды налогов, список отраслей, список предприятий, журнал учета поступления налогов.

40.  Экспертная система: список оцениваемых объектов, список экспертов, список регионов, журнал учета оценок.

41.  Ремонтная мастерская электронного оборудования: список работ, список мастеров, список запасных частей, журнал учета выполненных работ, список поступившего оборудования.

42.  Магазин по продаже автомобилей: список фирм производителей, список автомобилей, журнал поступления автомобиля, список водителя пригнавшего машину.

43.  Автомобильный гараж: список владельцев, список автомобилей, список сторожей, журнал прихода и ухода автомобилей.

44.  Учет криминогенной ситуации в городе: список районов, список типов преступлений, список дежурных, журнал регистрации преступлений.

45.  Система здравоохранения: список регионов, список санаториев, список пенсионеров, журнал регистрации выдачи путевок в санатории.

46.  Туристические агентства: список туров, список стран, список клиентов, журнал регистрации продаж туров.

47.  Продажа билетов на рейсы: список рейсов, прайс билетов, список компаний, журнал продаж билетов.

48.  Продажа пиломатериалов: виды пиломатериалов, регионы поставщики, список заказчиков, журнал учета продаж пиломатериалов.

49.  Склад металлоконструкций: прайс товара металлоконструкций, список поставщиков, список продавцов, журнал учета продаж.

50.  Система поддержки решений: список экспертов, список тем обсуждений, список департаментов, журнал учета предложений.

51.  Детский сад: список родителей, список детей, список групп, журнал посещения детского сада.

52.  Дом творчества молодежи: список кружков, список руководителей, список детей, журнал регистрации посещения кружков.



Приложение - Б Основные показатели системы

Целостность – способность системы противостоять (сохранять информационное содержание и однозначность интерпретации смысла) изменениям, искажениям или порче при возникновении сбоев или ошибок.

Рациональность – подразумевает, что при функционировании оптимальным образом используются имеющиеся в распоряжении системы ресурсы: время, оборудование (память), люди.

Численность задействованного персонала

Работоспособность – способность системы выполнять свои функции с эксплуатационными показателями не ниже заданных.

Производительность – характеристика системы, отражающая ее способность производить определенный объем работ в единицу времени, например, пропускная способность, время ответа, доступность, число продуктов, полученная прибыль, быстродействие.

Гибкость – Возможность модификации обеспечивающей части системы, обычно возникает по двум причинам: чтобы отразить в системе изменение требований или чтобы исправить ошибки, внесённые ранее в процессе разработки. Гибкость заключается в возможности адаптации, наращивания, изменения средств.

Открытость - прозрачность функциональной части системы и возможность ее модификации без нарушения процесса функционирования.

Защищенность (Безопасность) - способность обеспечения защиты данных от разрушения, искажения или преднамеренных фальсификаций злоумышленником. Характеризует возможное отсутствие риска, связанного с нанесением некоторого ущерба

Потенциальная управляемость – возможность компенсировать возмущение быстрее, чем успеют измениться эти возмущения.

Наблюдаемость основных параметров управляемого процесса

Надёжность – свойство системы сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность системы выполнять требуемые функции в заданных режимах и эксплуатации.

Степень оперативности и надежности управления –

Безотказность – свойство системы сохранять работоспособность в течение требуемого интервала времени непрерывно без вынужденных перерывов. Безотказность является наиболее важной компонентой надёжности, так как она отражает способность длительное время функционировать без отказов. Один из показателей надежности системы.

Живучесть – свойство системы сохранять работоспособность в условиях возмущающих воздействий внешней среды и отказов компонентов системы с минимальной частотой отказов, а в случае их возникновения эффективно восстанавливать утраченные функции и ресурсы.

Прогрессивность компьютерных и информационных технологий, задействованных в системе

Наглядность интерфейса — должен быть удобным, интуитивно понятным и продуманным с точки зрения инженерной психологии, эргономики и методов технической эстетики

Долговечность свойство системы сохранять работоспособность до наступления предельного состояния. Зависит от долговечности технических средств и подверженности системы моральному старению.

Модифицируемость – возможность дальнейшей модернизации и развития системы

Эффективность – получение от функционирования системы существенного технико-экономического, социального или другого эффекта.

Стоимость – овеществленный в товаре труд разработчиков. Определяется количеством труда, материала, энергии и информации, затраченных на производство товаров, и измеряется количеством, например эквивалента рабочего времени.

Наличие тех. поддержки. Введенная в эксплуатацию готовая система требует определенной технической поддержки. Это обусловлено, прежде всего, динамичностью информационных процессов: совершенствованием документооборота, появлением дополнительных структур данных и автоматизированных функций, что является обычным явлением для любых развивающихся систем.




наверх



назад