ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ВПО

Санкт-Петербургский Государственный университет

аэрокосмического приборостроения

Проектирование баз данных и информационных систем

Методические указания

к составлению пояснительной записки курсовой работы

Санкт-Петербург

2008

Составитель: Е.И. Култышев, Т.Ф. Осипова, Е.С. Морева

Рецензент:

Методические указания посвящены правилам составления пояснительной записки согласно требованиям к содержанию документов на проектирование баз данных и автоматизированных информационных систем. Приводится краткая характеристика содержания разделов и объема исследований, необходимых для выполнения курсовой работы. Проектирование должно вестись с применением структурного или объектно-ориентированного подхода на основе методологии быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development).или рационального унифицированного процесса RUP (Rational Unified Process).

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 35…….

1. Общие сведения

Целью курсовой работы является формирование навыков самостоятельного практического применения современных методов и средств проектирования автоматизированной информационной системы, построенной на основе базы данных. В курсовой работе предполагается выполнить: проект с применением объектно-ориентированного подхода с использованием CASE средства Rational Rose или структурного подхода с использованием CASE средств BPWin и ERWin c последующей реализацией в СУБД MS Access.

Одним из базовых понятий методологии проектирования ИС является понятие жизненного цикла ее программного обеспечения (ЖЦ ПО). ЖЦ ПО – это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости его создания и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации. ЖЦ формируется из определенных этапов (фаз, стадий) проекта и процессов (вех, операций). Состав этапов проекта зависит от выбранной технологии и подхода проектирования.

При разработке информационной системы должны быть определены цели, функции и задачи системы; проведено предпроектное обследование, построение моделей на основе выбранного подхода и ее реализация в виде приложения.

Предпроектное обследование включает:

• постановка задачи,

• описание предметной области,

• определение пользователей,

• установление требований к системе (в виде технического задания на проект согласно ГОСТ 34.601.-90 и Методическим указаниям РД50-43-90).

Модели должны формализовать основные требования системы и описывать

• постановку задачи хранения данных,

• логическую модель данных,

• схему базы данных,

• постановку задачи использования данных пользователями,

• определения состава задач и видов доступа к данным пользователями.

Реализация системы предполагает создание

• физической модели базы данных системы в СУБД,

• приложения пользователя,

• макета системы в определенной среде,

• испытание и коррекцию макета.

Информационная система – это система, которая хранит и обрабатывает текстовую и графическую информацию. Если в системе часто используют большое количество хорошо структурированных данных, для создания, поддержания и поиска которых необходимы специальные программные средства, то такую систему назовем системой с базой данных. При проектировании указанных информационных систем необходимо сначала разработать базу данных. Процесс создания базы данных необходимо вписать в процесс традиционного подхода разработки информационных систем.

К базе данных предъявляются специальные требования:

• минимальная избыточность – устранение вредной (неконтролируемой) и сведение к минимуму полезной (контролируемой) избыточности;

• целостность данных – поддержка правильности данных;

• безопасность и секретность – защита данных от сбоев и несанкционированного доступа;

• независимость данных – возможность изменения структуры базы данных без изменения прикладных программ пользователя;

• производительность – время ответа информационной системы, использующей разработанную базу данных, на запросы пользователей;

• гибкость и способность к расширению – способность базы данных к наращиванию данных, приложений и функций.

Запросами в СУБД называются программы, по которым осуществляется поиск и выдача информации. Например, в СУБД MS Access используется 3 механизма создания запроса:

• Запрос по образцу QBE – путем заполнения бланка запроса;

• Стандартный язык SQL

• Мастер запросов, позволяющий сформировать запрос, заполняя поля в последовательности диалоговых окон.

Основной целью информационных систем с базой данных является быстрый и удобный поиск или учет информации по определенным параметрам, просмотр результатов полученной информации в текстовом или табличном видах. В качестве единицы обрабатываемых данных принимается атрибут (поле) объекта (строки). Примерами могут служить информационные системы, решающие задачи учета продаж, банковских вкладов и др.

Проектирование таких систем начинают с определения цели ее создания, формирования подсистем и функций, построения концептуальной модели данных. Затем переходят к построению логической модели данных. После выбора СУБД создают физическую модель. Дальнейшая работа состоит в создании приложения и удобного интерфейса пользователя. Приложение состоит из форм, запросов и программных модулей, которые решают задачи пользователя. Интерфейс обеспечивает удобство, дизайн и переход по задачам.

Рис. 1 Этапы разработки системы

Для сложных систем широко применяются CASE-средства. Все современные CASE-средства могут быть классифицированы в основном по следующим признакам:

1. применяемым методологиям: функционально-ориентированные, объектно-ориентированные, комплексно-ориентированные (набор методологий);

2. поддерживаемым графическим нотациям: фиксированной, наиболее распространенными;

3. степени интегрированности: локальные (tools), охватывающие большинство этапов (toolkit), полностью интегрированные (workbench);

4. режиму коллективной разработки проекта; не поддерживающие, объединение подпроектов;

5. доступным платформам;

6. архитектуре вычислительной технике: ориентированные на ПЭВМ, локальную сеть, глобальную, смешанного типа.

Разработка информационной системы должна осуществляться с помощью CASE-средства.

2. Структура пояснительной записки

• Титульный лист

• Задание

• Пояснительная записка

• Глоссарий

• Источники

• Приложение

1. Титульный лист и задание

Титульный лист должен быть оформлен по всем правилам и включать:

• название министерства и вуза, где Вы учитесь,

• полное название курсового проекта,

• факультет и группу,

• Ваши фамилию, имя, отчество

• руководителя проектирования,

• город и год.

Задание должно быть на бланке и подписано преподавателем.

Бланк задания приводится в Приложении.

2. Пояснительная записка

Разделы, которые должна включать пояснительная записка к эскизному проекту (по РД50.34-90):

• Общие положения.

• Описание процесса деятельности.

• Основные технические решения.

• Мероприятия по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие.

3. Глоссарий

Не забудьте включить в пояснительную записку

• словарь терминов,

• список используемых сокращений.

4. Источники

В пояснительной записке необходимо опираться на источники, которыми Вы руководствовались при ее составлении. В них обязательно должны входить ГОСТы, стандарты используемых методологий, литература и материалы заказчика.

5. Приложение

Приложение включает в себя материалы по предпроектному исследованию, анализ, варианты других решений при проектирование и прочее, представляющие интерес для заказчика и показывающие объем проделанной работы.

3. Обязательные документы в пояснительной записке

Пояснительная записка документирует все стадии создания жизненного цикла (ЖЦ) информационной системы. ЖЦ–формируется из определенных этапов (фаз, стадий) проекта и процессов (вех, операции). При составлении пояснительной записки необходимо опираться на действующие стандарты и руководящий документ (РД50-34-90). Стандарт выбирается в зависимости от выбранного инструментального средства проектирования (CASE-средства) и технологии.

ЖЦ по ГОСТ 34.601-90 и ISO/IEC 12207

Для разработки объемных ИС применяют ГОСТ 34.601-90 или комплекс международных стандартов ISO/IEC 12207. Требования к содержанию документов приведены в ГОСТ 34.601-90 и в методических указаниях РД50-34-90. Им соответствует комплекс международных стандартов ISO/IEC 12207.

Приведем пример существующих групп документов.

1.Формирование требований к системе	Обследование объекта и обоснование необходимости создания системы Формирование требований пользователя к системе Оформление отчета о выполненной работе и заявки на разработку системы (тактико-технического задания)
2.Разработка концепции системы	2.1. Изучение объекта 2.2. Проведение необходимых научно-исследовательских работ 2.3. Разработка вариантов концепции системы, удовлетворяющих требованиям пользователя 2.4. Оформление отчета о выполненной работе
3.Техническое задание на системы	3.1. Разработка и утверждение технического задания на системы
4.Эскизный проект	4.1. Разработка предварительных решений по системе и ее частям 4.2. Разработка документации на системы и ее части
5.Технический проект	5.1. Разработка проектных решений по системе и ее частям 5.2. Разработка документации на системы и ее части 5.3. Разработка документации на поставку изделий и/или технических требований на их разработку 5.4. Разработка заданий на проектирование интерфейса системы
6.Рабочая документация	6.1. Разработка рабочей документации на системы и ее части 6.2. Разработка или адаптация программ
7.Ввод в действие	7.1. Подготовка объекта автоматизации в вводу системы в действие 7.2. Подготовка персонала 7.3. Комплектация системы поставляемыми изделиями 7.4. Проведение приемочных испытаний
8.Сопровождение АС	8.1. Выполнение работ по гарантийным обязательствам 8.2. Послегарантийное обслуживание

Основываясь на этом перечне и руководствуясь стандартами, Вы отражаете те стадии и этапы, которые наиболее ярко описывают разработанную в курсовом проекте систему.

Для сокращения сроков разработки ИС используются методологии, технологии и инструментальные средства проектирования.

ЖЦ по RAD технологии

Одним из возможных подходов к разработке ПО в рамках спиральной модели ЖЦ является широкое распространение методологии быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development). Под эти термином понимают процесс разработки, содержащий 3 элемента:

• Небольшую команду программистов (2-10 человек);

• Короткий производственный график (2-6 месяцев);

• Повторяющийся цикл, при котором разработчики, номере того, как приложению начинает обретать форму, запрашивают и реализуют требования заказчика.

ЖЦ по методологии RAD состоит из 4-х этапов:

• Этап анализа и планирования требований;

• Этап проектирования;

• Этап построения

• Этап внедрения

На этапе анализа и планирования требований определяются функции системы, описывают информационные потребности. Результат: список функций и информационная модель ИС.

На этапе проектирования разрабатывается прототип приложения. Более подробно рассматривают процессы системы. Корректируется функциональная модель. Для каждого элементарного процесса создается частичный прототип: экран, диалог, отчет, устраняющий неясности и неоднозначности. Определяются требования разграничения доступа к данным. Происходит определение набора необходимой информации.

На этапе построения выполняется самая быстрая разработка приложения. Определяются требования не функционального характера. Пользователи оценивают результаты и вносят коррективы. Требования системы осуществляется в процессе разработки.

На этапе внедрения производится обучение пользователей, организационные изменения и параллельно с внедрением новой системы осуществляется работа с существующей.

В качестве итога перечислим основные принципы методологии RAD:

• Разработка приложений итерациями;

• Необязательность полного завершения работ на каждом из этапов жизненного цикла;

• Вовлечение пользователей в процесс разработки ИС;

• Применение инструментальных средств, обеспечивающих целостность разработки;

• Применения средств управления конфигурацией для внесения изменений в проект и сопровождения системы.

• Использование прототипа

• Тестирование и развитие проекта, осуществляемое вместе с разработкой;

• Четкое планирование и контроль за выполнения работ

ЖЦ по RUP-технологии

Одним из возможных подходов к разработке ПО является рациональный унифицированный процесс (Rational Unified Process) разработки информационных систем. Он приводит к RUP-технологии, в которой активно используется универсальный язык моделирования (Unified Modeling Language). Язык прошел процесс стандартизации в рамках консорциума OMG (Object Management Group) и сейчас является международным стандартом.

Методология RUP структурирована в двух направлениях:

• Время (разделение жизненного цикла системы на этапы).

• Компоненты процесса (набор средств для решения определенных задач).

Разработка состоит из следующих временных этапов:

• Задумка – определение общей задачи системы.

• Проработка – планирование необходимых работ и ресурсов.

• Создание – построение системы.

• Переходный период- поставка системы пользователю.

Заметим, что методология RUP в этой части хорошо согласуется с описанием процесса разработки системы, приведенном в комплексе ГОСТ34.

С точки зрения компонентов процесс разработки делится на следующие компоненты процесса:

• Построение бизнес - модели.

• Определение требований к системе.

• Анализ и проектирование.

• Реализация и внедрение.

На стадиях задумки и проработки используется язык UML для построения бизнес - модели, определения требований, анализа и проектирования системы. При этом документирование результатов хорошо автоматизировано с помощью пакета Rational Rose.