Проектирование базы данных и соответствующее приложение, сопровождающее процесс

В качестве информационных потоков можно выделить:

распоряжения директора о длительности пар, времени начала и окончания пар;

распоряжения зам.директора об изменении расписания;

пожелания преподавателей;

запросы на поиск незанятых аудиторий, расписания на группу, занятости аудиторий;

результаты запросов о поиске;

педагогические нагрузки, отрезки.

Все данные вводит инспектор учебного отдела.

Основными источниками информации данной информационной системы являются:

преподаватели;

зам.директор;

директор;

инспектор учебного отдела;

староста группы.

Определим перечень функций, подлежащих автоматизации:

формирование расписания;

редактирование расписания;

определение занятости аудиторий на определенное время;

определение занятости преподавателя на определенное время;

формирование расписания для групп;

поиск свободных аудиторий.

Для иллюстрации содержания работ рассмотренного этапа и построения по результатам обследования модели «AS - IS» для объекта автоматизации «Учебный отдел» определим сначала перечень функций, подлежащих автоматизации. К которым относятся:

составление расписания;

редактирование расписания;

определение занятости аудиторий на определенное время;

поиск незанятых аудиторий;

ведение справочников;

формирование расписания для группы;

определение занятости преподавателей на определенно время.

 Рассмотрим эти функции инспектора  учебного отдела в виде DFD-диаграммы (рис.1.1).

 

Рис.1.1. DFD-диаграмма информационной системы

Основными компонентами DFD-диаграммы являются диаграммы, все функции информационной системы (подсистемы) и интерфейсы на которых представлены как блоки и дуги соответственно. Подсистема (система) и процесс обозначаются прямоугольником с закруглёнными углами, на котором выделены три области: идентификационный номер системы, подсистемы или процесса, имя, механизм.

Процесс представляет собой преобразование входных потоков данных в выходные в соответствии с определённым алгоритмом. Информация, помещённая в поле «Механизм» блока процесса, показывает какое подразделение организации, сотрудник, аппаратное устройство выполняет данный процесс.

Накопитель данных – это абстрактное устройство для хранения информации, которую можно в любой момент поместить в накопитель и извлечь через некоторое время, причём способы перемещения и извлечения могут быть любыми. Накопитель данных может быть физически реализован в виде картотеки, файла, массива в оперативной памяти и т.д. На диаграмме потоков данных накопитель обозначается буквой «D» и произвольным числом. Имя накопителя выбирается из соображений наибольшей информативности для проектировщика.[5]

 

1.3. Обоснование актуальности темы

Составление и редактирование расписания занятий является одной из важнейших задач работы учебного отдела. Она представляется трудоемкой и требующей большого затрата времени. Уменьшить затраты времени и трудоемкость решения задач подобного типа призваны современные информационные технологии и соответствующие программные продукты. Однако, в настоящее время на российском рынке нет типовых программных продуктов, позволяющих  автоматизировать процесс формирования и редактирования расписания.

При анализе деятельности учебного отдела были выделены следующие задачи, для решения которых и будет разработана база данных данного курсового проекта:

составление расписания;

редактирование расписания;

определение занятости аудиторий на определенное время;

поиск незанятых аудиторий;

ведение справочников;

формирование расписания для группы;

определение занятости преподавателей на определенное время.

Разработка базы данных для вышеперечисленных задач позволит повысить эффективность и оперативность деятельности инспектора учебного отдела на различных стадиях ведения процесса питания. Уменьшение времени, затраченного на данные процессы, позволит инспектору учебного больше внимания уделить другим аспектам своей деятельности.

Если формирование основного расписания автоматизировать практически невозможно и составлять его все равно приходится инспектору учебного отдела, то редактирование его можно сделать гораздо эффективней с помощью данного приложения. На данный момент, чтобы внести изменения в расписание, инспектору приходится по бумагам искать свободную аудиторию, группу и преподавателя. Это процесс довольно длительный, учитывая в каком виде хранится эта информация. Автоматизация этого процесса заметно сократит временные затраты, связанные с осуществлением данной деятельности. К тому же, кроме расписания занятий очного отделения, существуют также занятия студентов заочных форм обучения, курсов, консультаций и т.д. Поэтому чтобы найти свободную аудиторию инспектору приходится учитывать и эти аспекты.

Как уже говорилось, кроме очного отделения, в аудиториях занимаются также и студенты-заочники, и абитуриенты, и слушатели курсов.

Чтобы размещать их по аудиториям, инспектору учебного отдела нужно представлять, какие аудитории свободны в данный момент. Для этого нужен поиск свободных аудиторий на определенное время. С помощью запросов к базам данных это делается легко и в секунды времени, в то время как при работе с бумажными документами занимает немало времени.

Иногда необходимо также найти не только свободные аудитории, а проверить, какие занятия проводятся в определенной аудитории в определенное время.

Определение занятости преподавателя на определенное время также является необходимой задачей для редактирования расписания. Автоматизация этой задачи важно также для самих преподавателей: им можно будет оперативно определить, есть ли у них занятия в определенный момент, если есть, то какие и т.д. Очень удобно, например, преподавателю выбрать расписание только на себя.

Также к критериям выбора можно отнести выбор по группе. Это облегчает работу студентам при работе с расписанием. Не обязательно стоять и переписывать расписание вручную, достаточно, например, старосте группы зайти в учебный отдел и получить расписание занятий на группу, а затем просто копировать его учащимся группы.

Ведение справочников позволяет оперативно вносить изменения в расписание. К справочникам можно отнести список групп, аудиторий, дисциплин, преподавателей, времени начала пар. При изменении какого-либо параметра в этих списках, с помощью приложения быстро внесется изменение в расписание в целом.

При сложении экономии времени осуществления всех этих задач, получается существенная эффективность от автоматизации данной информационной среды. Использование приложения с базами данных заметно сокращает затраты труда и времени инспектора учебного отдела на выполнение данных функций и позволяет ему заниматься другими аспектами своей деятельности.

Из вышесказанного следует, что внедрение автоматизированной информационной системы с приложением базы данных целесообразно и актуально для учебного отдела. 

 

 

ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА СОСТАВЛЕНИЯ И РЕДАКТИРОВАНИЯ РАСПИСАНИЯ УЧЕБНОГО ОТДЕЛА

2.1. Инфологическое моделирование предметной  области

Инфологическое моделирование данных – это процесс создания логического представления структуры базы данных. Правильно сконструированная модель данных должна поддерживать все пользовательские представления данных. Моделирование данных является наиболее важной задачей при разработке эффективных приложений баз данных. Если база данных будет неверно отражать пользовательское представление данных, то пользователи найдут её приложения неудобными, неполными и не оправдывающими ожиданий.

Итак, вторым этапом проектирования базы данных является построение инфологической модели (концептуальной схемы) предметной области. В простых случаях для построения инфологической модели (концептуальной схемы) используют традиционные методы агрегации и обобщения. При агрегации объединяются информационные объекты (элементы данных) в один в соответствии с семантическими связями между объектами. При обобщении информационные объекты  (элементы данных) объединяются в родовой объект. [6]

Существует два различных подхода к моделированию данных. Первый подход определяется моделью «Сущность - связь», второй – семантической объектной моделью.

Модели «Сущность-связь», дающие возможность представлять структуру и ограничения реального мира, а затем трансформировать их в соответствии с возможностями промышленных СУБД, являются весьма распространенными.

Под сущностью понимают основное содержание того явления, процесса  или объекта, о котором собирают информацию для базы данных. Сущность – это некоторые объекты, процессы или явления, идентифицируемые в рабочей среде пользователя. В качестве сущности могут выступать место, вещь, личность, явление и т.д. При этом различают тип сущности и экземпляр сущности. Под типом сущности обычно понимают набор однородных объектов, выступающих как целое. Понятие «экземпляр сущности» относится к конкретному предмету. [1]

У сущностей есть атрибуты или свойства, которые описывают характеристики сущностей. Экземпляры сущностей имеют идентификаторы – атрибуты, с помощью которых эти экземпляры именуются или идентифицируются.

Взаимоотношения между сущностями называются связями. Модель «Сущность – связь» включает в себя классы связей и экземпляры связей. Классы связей – это взаимоотношения между классами сущностей, экземпляры связи - взаимоотношения между экземплярами сущностей.

Существует три типа бинарных связей между сущностями или классами сущностей. Это связи: один – к – одному (1:1), одни – ко – многим (1: N), многие – ко – многим (N:M).

 Другим способом представления информационной модели предметной области являются семантические объектные диаграммы. Основными понятиями при построении указанной модели являются семантические объекты. Семантический объект – это объект, который в определённой степени моделирует смысл пользовательских данных. Семантические объекты моделируют восприятие пользователя более точно, чем модель «Сущность - связь». Если определять более формально, то семантический объект – это именованная совокупность атрибутов, которая в достаточной степени описывает отдельный феномен. Семантические объекты группируются в классы. Подобно сущностям, семантические объекты имеют атрибуты. Атрибуты объекта бывают простыми – состоящими из одного элемента и групповыми - представляющими совокупность других атрибутов. Примером простого атрибута семантического объекта «Сотрудник» является табельный номер, примером группового атрибута является адрес места жительства. При использовании семантической объектной модели результатом инфологического моделирования предметной области при проектировании базы данных является семантическая объектная диаграмма. Понятия связи между объектами на семантической объектной диаграмме явно не изображается, оно моделируется с помощью использования составных, гибридных, ассоциативных объектов, а также объектов вида родитель – подтип.[8]

Для инфологического моделирования предметной «составление распаисания» будет применена модель «Сущность - связь». 

Выделим основные информационные объекты в рассматриваемой предметной области.

Объекты:

    1. Объект «Список аудиторий»  имеет следующие атрибуты:

ключ;

название аудитории;

корпус;

дополнительное описание.

    2. Объект «список преподавателей»  имеет следующие атрибуты:

         ключ;

          ФИО преподавателя.

    3. Объект «Список групп»  имеет следующие атрибуты:

ключ;

название группы.

    4. Объект «Список дисциплин»  имеет  следующие атрибуты:

ключ;

наименование дисциплины.

    5. Объект «Время начала  пар» имеет следующие атрибуты:

         ключ;

         время начала  пары.

    6. Объект «Дни недели»  имеет  следующие атрибуты:

ключ;

наименование.

7. Объект «вид занятий» имеет  следующие атрибуты:

ключ;

наименование вида занятий.

8. Объект «Расписание общее»  имеет следующие атрибуты:

ключ;

день недели (код);

аудитория (код);

преподаватель (код);

группа (код);

№ пары (код);

дисциплина (код);

вид занятий.

9. Объект «Расписание на период  времени» имеет атрибуты:

ключ;

дата;

день недели;

аудитория (код);

преподаватель (код);

группа (код);

№ пары (код);

дисциплина (код);

вид занятий.

Когда информационные объекты определены, следует выявить информационные связи между ними. Такого рода отношения удобно представлять в виде таблицы. Для этого следует составить таблицу (см. табл. 2.1).

Таблица 2.1

Информационные связи между информационными объектами в предметной области «составление расписания»

Наименование и тип связи	Сущность	Сущность
ВключаетN:1	Расписание общее	Список аудиторий
Включает N:1	Расписание общее	Список преподавателей
Включает N:1	Расписание общее	Список групп
Включает N:1	Расписание общее	Список дисциплин
Включает N:1	Расписание общее	Время начала пар
Включает N:1	Расписание общее	Дни недели
Включает N:1	Расписание на период времени	Список аудиторий
Включает N:1	Расписание на период времени	Список преподавателей
Включает N:1	Расписание на период времени	Список групп
Включает N:1	Расписание на период времени	Список дисциплин
Включает N:1	Расписание на период времени	Время начала пар
Включает N:1	Расписание на период времени	Дни недели
Включает N:1	Расписание на период времени	Вид занятий
Включает N:1	Расписание на период времени	Расписание общее