1. Задание на курсовое проектирование

В рамках курсового проектирования для заданной предметной области необходимо разработать и создать самостоятельную справочно-информационную систему городского масштаба. Исходные данные к проекту:

1.На основе анализа предметной области в рамках среды MS Access нужно создать базу данных, разработать пользовательский интерфейс и реализовать не менее пяти разноплановых запросов.

2.Пользовательский интерфейс должен обеспечивать пассивный и активный режимы работы с базой данных. Пассивный режим должен обеспечивать поиск и просмотр информации, а в активном режиме должны быть реализованы функции добавления, удаления и изменения информации.

3.При построении системы должны быть решены вопросы целостности информации.

4. Построенные отношения должны соответствовать 1, 2, 3 нормальным формам.

5.Запросы к базе данных должны быть реализованы на языке SQL.

При написании расчетно-пояснительной записки должны быть описаны следующие вопросы.

• Введение.

• Анализ технического задания и предметной области.

• Разработка обобщенной структурной схемы системы.

• Разработка таблиц и схемы данных системы.

• Разработка дерева форм пользовательского интерфейса системы

• Создание запросов на языке SQL.

2. Концептуальное проектирование информационной системы

2.1. Диаграммы прецедентов

Для описания информационных моделей в терминах объектного подхода используют язык UML (UnifiedModelingLanguage – унифицированный язык моделирования). Язык представляет собой систему графических обозначений, дающих возможность описывать моделируемые системы с различных позиций – статики, динамики, функционального наполнения, структурной организации. Графическое описание на UML используют для проектирования, документирования, анализа объектных моделей, а также генерации программного кода. В последнем случае абстрактное описание модели позволяет синтезировать экземпляр информационной системы, которая работает соответственно модели.

Описание объектных моделей в UML реализуется набором диаграмм. Каждая диаграмма строится из определённого набора графических элементов. Использование всех определённых в UML диаграмм в каждом конкретном случае не является обязательным. Далее будут рассмотрены несколько виды диаграмм, которые применяются наиболее часто.

Диаграммы прецедентов (Usecasediagram) описывают возможности, которые предоставляет система каждому из классов предполагаемых пользователей. Внутренняя организация системы значения не имеет. Описание диаграммами прецедентов играет важную роль на начальном этапе создания модели и завершающем этапе её тестирования.

П

Рис. 1. Нотация для диаграмм прецедентов

ервые шаги создания информационной модели – это определение круга задач, которые с её помощью будут решаться. Правильность постановок задач определяет как практическую полезность модели, так и направления последующего абстрагирования. Неверно поставленные задачи приведут к построению бесполезной модели. На практике задачи ставят пользователи, поэтому диаграммы, наглядно описывающие подобные взаимосвязи, помогают сформулировать базовые принципы использования конечного результата. Разработчик модели и пользователь модели пользуются диаграммами прецедентов как инструментом согласования представлений о создаваемом предмете. Успешное согласование позволяет снизить вероятность ошибки на начальных этапах разработки модели, стоимость устранения которой в конечном продукте очень высока.

Тестирование информационной модели на завершающем этапе, перед использованием предусматривает обязательный контроль выполнения всего того, что планировалось моделировать в начале. Диаграмма прецедентов в этой ситуации играет роль эталона для построения программы тестирования результата.

Диаграммы прецедентов состоят из элементов, показанных на рис. 1. Актор – это класс пользователей модели. Чем сложнее модель, тем меньше вероятность того, что любой пользователь нуждается во всех её функциях. Поэтому для простых моделей актор может не указываться, но для сложных это делается обязательно.

Прецедент на диаграмме прецедентов – это вариант использования модели актором. Прецеденты связываются стрелками, если между ними существует смысловая связь. Тем самым отмечаются общие для разных акторов области использования, что позволяет снизить громоздкость реализации модели.

В качестве примера рассмотрим диаграмму прецедентов для информационной картографической модели, которую предполагается использовать в системе управления городом (Рис.2).

Детали того, где и как будет реализована модель, пока не рассматриваются. Важно выяснить и описать то, что получат от модели её пользователи.

Ввиду того, что система городского управления носит организационный характер, в её состав входят несколько классов пользователей. На диаграмме показаны 6 классов:

-

Рис. 2. Диаграмма прецедентов для картографической модели

работники муниципалитета (чиновники администрации). Картографические материалы ими используются на уровне представления о пространственном размещении районов города, структуре застройки и ландшафта, основных транспортных магистралей, диспозиции промышленных и торговых предприятий;

- работники сферы управления строительством. Данная категория пользователей использует детальную картографическую информацию для привязки объектов к местности, расчёта сметной стоимости проектов строительства;

- городская служба архитектуры использует карты и топографические планы и схемы для планирования городской застройки. Это требует детальной информации о существующих зданиях, сооружениях, наземных и подземных коммуникациях, землепользовании;

- службы водоснабжения и теплоснабжения решают узкоспециализированные задачи управления поставками ресурсов. Соответствующие технические средства снабжающих подсистем образуют городскую инфраструктуру, знание которой необходимо всем субъектам системы городского управления. Картографические данные, используемые ими, организованы в тематические карты, привязанные к географической основе;

- работники службы по чрезвычайным ситуациям нуждаются в картографической информации самого различного назначения. Принятие решений в чрезвычайной ситуации – сложный процесс, требующий информационной поддержки. Поэтому пользователи данного класса особенно нуждаются в актуальных и достоверных картографических сведениях.

Приведённое описание акторов картографической модели является первым результатом процесса построения информационной модели, поскольку неявно выделены объекты и явления реального мира, подлежащие отображению в модели. Кроме этого, отчётливее вырисовываются прикладные задачи картографирования территории – проекции, масштабы, тематика карт и планов.

Центральным прецедентом диаграммы является возможность использования географической основы карты местности. Для всех акторов это даёт минимально необходимую информационную поддержку, без которой картографическая модель теряет смысл.

Прецеденты «Зуммирование» и «Панорамирование» отражают возможность традиционного визуального анализа электронной карты. Визуальный анализ карт и схем является привычным для специалистов всех перечисленных выше классов. Именно таким образом становится доступным богатое информационное наполнение карт, именно таким образом порождаются образы пространства, стимулируется интеллектуальный процесс поиска решений поставленной задачи.

Прецедент «Поиск» логически привязан к географической основе. Тем самым предполагается, что базой поиска являются элементы карты, т.е. поисковые запросы формулируются в терминах картографических объектов и их атрибутов. Таким образом, модель исключает прямой поиск в информационных хранилищах подсистем городского управления – например, системе электронного документооборота администрации, архивах технической документации служб теплоснабжения и водоснабжения.

Расширение информационного содержания карты связывается с наложением на картографическую основу тематических слоёв. Прецедент «Управление слоями» отображает такую возможность. Заметим, что связь данного прецедента с прецедентом «Картографическая основа» на диаграмме подчёркивает независимость возможности манипулирования слоями от класса актора. Таким образом, управление слоями должно реализоваться в качестве общей процедуры.

Аналогичным образом рассматривается прецедент «Картометрия». Функции измерения расстояний, периметров и других показателей рассматриваются единообразно для всех акторов. Заметим, что такой вариант использования не является единственным. Если картометрические функции носят узкоспециализированный характер, их следует связывать с соответствующими классами акторов. Например, измерение гидросопротивлений трубопроводов, интенсивности потока рабочей среды, расхода относится напрямую к актору Водоснабжение.

Возможность трёхмерного моделирования (прецедент «Управление 3D») доступна ограниченному набору классов пользователей. На диаграмме это акторы Архитектор, Строительство и Чрезвычайные ситуации. Явное выделение акторов позволит снизить избыточность строящихся объёмных моделей: в состав визуализируемых объектов, трёхмерных сцен будут включены элементы, необходимые перечисленнымакторам. Учитывая повышенные требования к вычислительным ресурсам для трёхмерной визуализации, снижение избыточности играет важную роль.Логически связан с прецедентом «Управление 3D»прецедент «Облёт». Данная возможность динамического анализа трёхмерных изображений становится всё более доступной благодаря росту вычислительной мощности персональных компьютеров. Возможно, на текущий момент подобная возможность не является строго необходимой акторам. Но её упоминание на диаграмме может рассматриваться как компонент перспективного развития модели.

Прецедент «Редактирование» на диаграмме даёт представление о планировании механизмов обновления информационного содержания карты. Как видно из диаграммы, доступ к изменению имеют только акторы Архитектор, Водоснабжение, Теплоснабжение и Строительство. Очевидно, что соответствующие городские службы напрямую влияют на инфраструктуру территории. Предполагается, таким образом, что обновление картографических данных будет вестись децентрализовано и параллельно. Заметим, что возможны иные варианты реализации. Например, функции ведения электронной карты могут быть возложены на группу администрирования картографического сервера (на диаграмме отсутствует). В этом случае все модификации должны осуществляться централизованно, что положительно влияет на качество вносимых данных. Платой за качество являются затраты на содержание группы администрирования. Таким образом, диаграмма прецедентов является результатом решения технико-экономических вопросов реализации модели.