|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Концептуальное проектирование объектной модели ⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4
Процесс проектирования информационной системы на основе принципов нормализации представляет собой последовательность переходов от неформального словесного описания информационной структуры исследуемой области к формализованному описанию объектов исследуемой области в терминах некоторой модели. Предварительное моделирование исследуемой области позволяет сократить время и сроки проведения проектировочных работ и получить более эффективный и качественный проект. Без проведения моделирования исследуемой области велика вероятность допущения большого количества ошибок в решении стратегических вопросов, приводящих к экономическим потерям и высоким затратам на последующее перепроектирование системы. Вследствие этого все современные технологии проектирования информационных систем основываются на использовании методологии моделирования исследуемой области. [7] В процессе проектирования информационной системы описываются сущности и атрибуты, которые будут храниться в БД, и то, как пользователи будут получать к ним доступ, оперировать ими и просматривать их. Описание концептуальной модели: Сущность «Группы» характеризуется следующими атрибутами: Код группы - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Студенты», «Ученик»; первичный ключ. Код специальности - внешний ключ для связи с сущностью «Специальность». Название группы. Сущность «Дисциплины» характеризуется следующими атрибутами: Код дисциплины - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Назначение», «Успеваемость», «Учеба»; первичный ключ. Название дисциплины. Сущность «Матрица компетенций» характеризуется следующими атрибутами: Номер по порядку - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Учебный план»; первичный ключ. Индекс УД или ПМ - внешний ключ для связи с сущностью «Наименование УД и ПМ». Название УД или ПМ - внешний ключ для связи с сущностью «Наименование УД и ПМ». Профессиональные компетенции Сущность «Наименование УД и ПМ» характеризуется следующими атрибутами: Индекс УД или ПМ - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Матрица компетенций», «ФГО стандарт»; первичный ключ. Название УД или ПМ - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Матрица компетенций», «ФГО стандарт»; первичный ключ. Сущность «Норма для преподавателей на группу» характеризуется следующими атрибутами: Код нормы - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Преподаватели»; первичный ключ. Фамилия преподавателя Имя преподавателя Отчество преподавателя Группа Дисциплина Норма часов Сущность «Образование» характеризуется следующими атрибутами: Код образования - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Студенты»; первичный ключ. Код студента - внешний ключ для связи с сущностью «Студенты». Образование Наименование учебного заведения Год окончания Серия документа Номер документа Сущность «Преподаватели» характеризуется следующими атрибутами: Код преподавателя - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Норма преподавателей на группу», «Назначение»; первичный ключ. Фамилия Имя Отчество Дата рождения Адрес Специализация Стаж работы Сущность «Студенты» характеризуется следующими атрибутами: Код студента - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Студенты», «Успеваемость», «Специальность»; первичный ключ. Код группы - внешний ключ для связи с сущностью «Группа», «Успеваемость», «Норма преподавателей на группу». Фамилия Имя Отчество Пол Дата рождения Адрес Серия паспорта Номер паспорта Кем выдан Дата выдачи Военная обязанность Дата поступления Сущность «Успеваемость» характеризуется следующими атрибутами: Код успеваемости - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Студенты», «Дисциплины», «Группы»; первичный ключ. Фамилия студента Имя студента Отчество студента Группа Дисциплина Оценка за 1 семестр Оценка за 2 семестр Средний бал Сущность «Учебный план» характеризуется следующими атрибутами: Номер по порядку - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Наименование УД или ПМ»; первичный ключ. Индекс УД или ПМ - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Матрица компетенций», «ФГО стандарт»; первичный ключ. Название УД или ПМ - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Матрица компетенций», «ФГО стандарт»; первичный ключ. 1 семестр 2 семестр 3 семестр 4 семестр 5 семестр 6 семестр 7 семестр 8 семестр Сущность «Назначение» характеризуется следующими атрибутами: Код преподавателя - внешний ключ для связи с сущностью «Дисциплины», «Преподаватели». Код дисциплины - внешний ключ для связи с сущностью «Дисциплины», «Преподаватели». Сущность «Специальность» характеризуется следующими атрибутами: Код факультета - внешний ключ, служащий для связи с сущностями «Студенты», «Группы»; первичный ключ. Название факультета Сокращенное название Телефон При проектировании структуры информационной системы выявляется набор отношений, необходимых для представления сущностей, связей и атрибутов. Нормализация предназначена для приведения структуры базы данных к виду, обеспечивающему минимальную логическую избыточность, и не имеет целью уменьшение или увеличение производительности работы или же уменьшение или увеличение физического объёма базы данных. Конечной целью нормализации является уменьшение потенциальной противоречивости хранимой в базе данных информации. Общее назначение процесса нормализации заключается в следующем: - исключение некоторых типов избыточности; - устранение некоторых аномалий обновления; - разработка проекта базы данных, который является достаточно «качественным» представлением реального мира, интуитивно понятен и может служить хорошей основой для последующего расширения; - упрощение процедуры применения необходимых ограничений целостности. Устранение избыточности производится, как правило, за счёт декомпозиции отношений таким образом, чтобы в каждом отношении хранились только первичные факты (то есть факты, не выводимые из других хранимых фактов). Руководствуясь ранее выделенными сущностями, и, применив законы нормализации, получим следующее: Группы ( Код группы, код специальности, название группы). Дисциплины ( Код дисциплины, название дисциплины). Матрица компетенций ( Номер по порядку, индекс уд или пм, название уд или пм, профессиональные компетенции). Наименование УД и ПМ ( Индекс уд или пм, название уд или пм) Норма для преподавателей на группу ( Код нормы, фамилия преподавателя, имя преподавателя, отчество преподавателя, группа, дисциплина, норма часов). Образование ( Код образования, код студента, образование, наименование учебного заведения, год окончания, серия документа, номер документа). Преподаватели ( Код преподавателя. фамилия, имя, отчество, дата рождения, адрес, специализация, стаж работы) Студенты ( Код студента, код группы, фамилия, имя, отчество, пол, дата рождения, адрес, серия паспорта, номер паспорта, кем выдан, дата выдачи, военная обязанность, дата поступления) Успеваемость ( Код успеваемости, фамилия студента, имя студента, отчество студента, группа, дисциплина, оценка за 1 семестр, оценка за 2 семестр, средний бал). Учебный план ( Номер по порядку, индекс уд или пм, название уд или пм, 1 семестр, 2 семестр, 3 семестр, 4 семестр, 5 семестр, 6 семестр, 7 семестр, 8 семестр). Назначение ( Код преподавателя, код дисциплины) Специальность ( Код, Название факультета, сокращенное название, телефон) Создание схемы информационной системы на основе конкретной модели данных, называется даталогическое проектирование. Для реляционной модели данных даталогическая модель - набор схем отношений, обычно с указанием первичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи. Создаваемая информационная система будет содержать следующие таблицы: Группы, дисциплины, матрица компетенций, наименование уд и пм, норма для преподавателей на группу, образование, преподаватели, студенты, успеваемость, учебный план, назначение, специальность (Таблица 1 - 11). Таблица 1 - Структура таблицы Группы
Таблица 2 - Структура таблицы Дисциплины
Таблица 3 - Структура таблицы Матрица компетенций
Таблица 4 - Структура таблицы Наименование УД и ПМ
Таблица 5 - Структура таблицы Норма для преподавателей на группу
Таблица 6 - Структура таблицы Образование
Таблица 7 - Структура таблицы Преподаватели
Таблица 8 - Структура таблицы Студенты
Таблица 9 - Структура таблицы Успеваемость
Таблица 10 - Структура таблицы Учебный план
Таблица 11 - Структура таблицы Специальность
Результатом концептуального моделирования является спроектированная система, в которой описаны все ее сущности, атрибуты, связи и функции, формализованы варианты использования, методы передачи и обработки информации.
3.3 Реализация информационной системы «Организация учебного процесса в колледже»
В Access в полной мере реализовано управление реляционными базами данных. Система поддерживает первичные и внешние ключи и обеспечивает целостность данных на уровне ядра (что предотвращает несовместимые операции обновления или удаления данных). Кроме того, таблица в Access снабжены средствами проверки допустимости данных, предотвращающими некорректный ввод вне зависимости от того, как он осуществляется, а каждое поле таблицы имеет свой формат и стандартные описания, что существенно облегчает ввод данных. Access поддерживает все необходимые типы полей, в том числе: текстовый, числовой, счётчик, денежный, дата / время, МЕМО и логический. Если в процессе специальной обработки в полях не оказывается никаких значений, система обеспечивает полную поддержку пустых значений. [2] Работа в Access начинается с определения реляционных таблиц и их полей, которые будут содержать данные, как показано на рисунке 25.
Рисунок 25 – Структура таблиц базы данных «Организация учебного процесса в колледже»
Следующим этапом является определение реляционных связей между таблицами, что позволяет начинать ввод информации. В таблицах создаются при необходимости индексы, которые являются уникальными полями. Пример создания таблицы реляционной базы данных представлен на рисунках 26, 27.
Рисунок 26 – Описание структуры записи таблиц в базе данных
Рисунок 27 – Содержимое таблиц базы данных
Конечным результатом данного этапа является таблица реляционных связей, приведенная в схеме данных на рисунке 28.
Рисунок 28 – Схема данных таблиц базы данных предметной области «Организация учебного процесса в колледже»
Одним из основных средств для работы с базами данных в Access - использующиеся для ввода новых записей (строк таблиц), просмотра и редактирования уже имеющихся данных, задания параметров запросов и вывода ответов на них являются формы. Они представляют собой прямоугольные окна с размещенными в них элементами управления. Существует возможность создания форм динамически при исполнении программы, однако естественным режимом их создания является режим визуального конструирования, который представлен на рисунке 29.
Рисунок 29 – Структура форм базы данных предметной области «Организация учебного процесса
Элементами управления могут быть графические примитивы, надписи, рисунки и другие статические объекты, которые не изменяются при переходе между записями. Элементами управления являются кнопки команд, которые активизируют исполнение различных операций; объекты типа подчиненные формы (бланк таблицы, дочерней по отношению к форме); объекты, облегчающие восприятие данных, такие как календарь или счетчик; а также элементы пользователя. Если запросы - это специальные средства для отбора и анализа данных, то формы - это средства для ввода данных. Смысл их тот же - предоставить пользователю средства для заполнения только тех полей, которые ему заполнять положено. Одновременно с этим в форме можно разместить специальные элементы управления (счетчики, раскрывающиеся списки, переключатели, флажки и прочее) для автоматизации ввода. Преимущества форм раскрываются особенно наглядно, когда происходит ввод данных с заполненных бланков. В этом случае форму делают графическими средствами так, чтобы она повторяла оформление бланка - это заметно упрощает работу наборщика, снижает его утомление и предотвращает появление печатных ошибок. [8] В данном дипломном проекте созданы разные формы, которые представлены далее. Форма « Главная форма » является стартовой кнопочной формой, с помощью которой осуществляется доступ к остальным формам и отчетам (рисунок 30).
Рисунок 30 – Структура формы «Главная форма» Формы «Преподаватели», «Факультет», «Студенты» представляют пользователю информацию о преподавателях колледжа. Данная форма имеет режим «одиночная форма». На форме располагается подчиненные формы, которые показывает содержимое форм (рисунок 31). На формах имеются кнопки, такие как: - «Отчет норма на группу» - это отчёт показывающий норму часов преподавателя на определенную группу. - «Отчет по успеваемости» - это отчёт показывающий норму часов преподавателя на определенную группу. - «Норма на группу» - данная кнопка открывает содержимое формы Норма на группу. - «Группы» - данная кнопка открывает содержимое формы Группы. - «Дисциплины» - данная кнопка открывает содержимое таблицы Дисциплины. - «Образование» - данная кнопка открывает содержимое таблицы Образование. - «Успеваемость» - данная кнопка открывает содержимое таблицы Успеваемость. - «Закрыть форму» - данная кнопка закрывает форму.
Рисунок 31 – Структура форм «Преподаватели», «Факультет», «Студенты» Форма «ФГОС» предоставляет возможность пользователю рассмотреть текстовую версию стандарта специальности. Режим формы «одиночная форма». На форме располагается три кнопки, которые в свою очередь позволяют закрывать форму, переходить на главную форму и закрывать приложение (рисунок 32).
Рисунок 32 – Структура формы «ФГОС» Форма «Наименование УД и ПМ» предоставляет пользователю информацию об учебных дисциплинах и профессиональных модулях, изучаемых на специальностях. Данная форма аналогична форме « ФГОС ». На данной форме располагается две кнопки (рисунок 33).
Рисунок 33 – Структура формы «Наименование УД и ПМ» Форма «Матрица компетенций» предоставляет информацию о профессиональных компетенциях. Данная форма имеет режим «одиночной формы». Эта форма предоставляет нам переход к отчетам по специальностям (рисунок 34).
Рисунок 34 – Структура формы «Матрица компетенций» Форма «Учебный план» представляют пользователю информацию о процессах, связанных с формированием учебного плана. Данная форма имеет режим «одиночная форма». На форме располагается подчиненные формы, которые показывает содержимое форм. На формах имеется группа кнопок, направленные на выбор семестра, в котором предполагается дальнейшее изучение учебной дисциплины или профессионального модуля (рисунок 35).
Рисунок 35 – Структура формы «Учебный план» Созданные формы можно изменять в процессе работы. Отчеты, как и формы, являются главными элементами интерфейса баз данных. Они позволяют выводить на печать информацию о содержимом базы в удобном для пользователя виде. Большая часть отчетов создается на этапе проектирования офисного приложения. Для создания отчета, который можно распечатать и распределить между потребителями, Access комбинирует данные в таблицах, запросах и даже формах. Распечатанная версия формы может служить отчетом. В данной дипломной работе строятся следующие основные отчеты: Отчет «Наименование УД и ПМ» - предоставляет все сведения о номере и наименовании учебной дисциплины и профессиональном модуле, изучаемых по каждой специальности (рисунок 36):
Рисунок 36 – Фрагмент отчета «Наименование УД и ПМ »
В отчете «Матрица компетенций» просматриваются все сведения о профессиональных компетенциях, изучаемых на учебных дисциплинах и профессиональных модулях (рисунок 37):
Рисунок 37 – Фрагмент отчета «Матрица компетенций»
Отчет «Успеваемость» предоставляет все сведения об успеваемости студентов за 2 семестра и выводит средний балл (рисунок 38):
Рисунок 38 – Фрагмент отчета «Успеваемость»
СУБД Access позволяет создавать запросы. Эти объекты служат для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде. С помощью запросов выполняют такие операции как отбор данных, их сортировку и фильтрацию. С помощью запросов можно выполнять преобразования данных по заданному алгоритму, создавать новые таблицы, выполнять автоматическое наполнения таблиц данными, импортированными из других источников, выполнять простейшие вычисления в таблицах и многое другое. К основным типам запросов относятся следующие запросы: 8. Запрос на выборку. Эти запросы позволяют извлечь информацию, рассчитать показатели и создать перекрестные ссылки, но не изменяют данные в таблицах; 9. Запрос на изменение. Запросы этого типа дают возможность корректировать информацию, которая содержится в таблицах. Существует четыре вида запросов на изменение: - Запрос на создание таблиц - создает новую таблицу на основе данных, уже содержащихся в одной или нескольких таблицах; - Запрос на удаление - удаляет все записи из одной или нескольких таблиц на основании критериев, задаваемых пользователем; - Запрос на присоединение - добавляет целые записи или только указанные поля в таблице; - Запрос на обновление - изменяет данные в существующих таблицах на основании информации в окне Конструктора. - Все запросы на изменение формируются в режиме Конструктора. 10.SQL-запрос. Эти запросы предназначены для решения более сложных задач. Они создаются с использованием операторов SQL. Перечислим варианты SQL-запросов: - Запрос на объединение - совмещает в одно поле поля, расположенные в одной или нескольких таблицах или запросах; - Запрос на определение данных - вносит изменения в структуру таблицы, т.е. позволяет формировать и удалять таблицы, добавлять в них поля и создавать их индексы; - Подзапрос - создает операторы внутри существующего запроса на выборку или изменение. Подзапрос выбирает подмножество записей, уже извлеченных главным запросом. [11] В данной дипломной работе необходимо использовать запрос на выборку данных, запрос с параметром и перекрестный запрос. Необходимо использовать в запросах вычисляемые поля и групповые операции. Результаты запроса будут представлены в виде таблицы, схожей с исходной. К примеру, конструкция запроса «Образование студентов» имеет следующий вид:
Рисунок 39 – Структура запроса «Образование студентов»
Как можно увидеть для создания этого запроса используются четыре таблицы базы данных («Фамилия», «Фамилия», «Отчество», «Образование»), соединённых между собой по первому типу связи: Объединение только тех записей, в которых связанные поля обеих таблиц совпадают (рисунок 39). Результат запроса «Образование студентов» представлен на рисунке 40, в котором необходимо отобразить информацию об образовании студента под фамилией Белоконь:
Рисунок 40 – Результат запроса «Образование студентов»
В дипломной работе также был организован запрос по значению текстового поля. Данный запрос позволяет получить информацию об успеваемости студента по всем дисциплинам, введя его фамилию. Результат работы данного запроса демонстрирует рисунок 41.
Рисунок 41 – Результат запроса по значению текстового поля
При вызове данного запроса на исполнение появляется диалоговое окно «Введите значение параметра» (рисунок 42), в котором необходимо указать фамилию студента.
Рисунок 42 – Диалоговое окно ввода параметра
Конструкция запроса с параметром представлен на рисунке 43.
Рисунок 43 – Структура запроса по значению поля
Все остальные запросы выглядят аналогично, кроме перекрестных запросов, которые в своей структуре используют соединение несколько таблиц и выбор данных по определенному параметру. К примеру, результат запроса «Отбор учебных дисциплин и профессиональных модулей, изучаемых ПК1 - ПК6 в 3 семестре» представлен на рисунке 44:
Рисунок 44 – Результат запроса «Отбор учебных дисциплин и профессиональных модулей, изучаемых ПК1 - ПК6 в 3 семестре»
SQL запрос «Отбор учебных дисциплин и профессиональных модулей, изучаемых ПК1 - ПК6 в 3 семестре» выглядит следующим образом: УчебныйПлан. Index_UDiPM, МатрицаКомпетенций. Name_UDiPM, МатрицаКомпетенций. [PK 11], МатрицаКомпетенций. [PK 12], МатрицаКомпетенций. [PK 13], МатрицаКомпетенций. [PK 14], МатрицаКомпетенций. [PK 15], МатрицаКомпетенций. [PK 16]МатрицаКомпетенций INNER JOIN УчебныйПланМатрицаКомпетенций. NomepM = УчебныйПлан. NomerМатрицаКомпетенций. [PK 11]=TrueУчебныйПлан. [3Semestr]=TrueУчебныйПлан. Index_UDiPM< > 'ПМ.01'МатрицаКомпетенций. [PK 12]=TrueУчебныйПлан. [3Semestr]=TrueУчебныйПлан. Index_UDiPM< > 'ПМ.01'МатрицаКомпетенций. [PK 13]=TrueУчебныйПлан. [3Semestr]=TrueУчебныйПлан. Index_UDiPM< > 'ПМ.01'МатрицаКомпетенций. [PK 14]=TrueУчебныйПлан. [3Semestr]=TrueУчебныйПлан. Index_UDiPM< > 'ПМ.01'МатрицаКомпетенций. [PK 15]=TrueУчебныйПлан. [3Semestr]=TrueУчебныйПлан. Index_UDiPM< > 'ПМ.01'МатрицаКомпетенций. [PK 16]=TrueУчебныйПлан. [3Semestr]=TrueУчебныйПлан. Index_UDiPM< > 'ПМ.01';
В данном дипломной работе используется множество запросов различных видов, которые можно посмотреть в приложении А. Все эти запросы в дальнейшем будут направлены на реализацию поставленных перед нами задач.
3.4 Результат работы информационной системы «Организация учебного процесса в колледже» для составления учебного плана
Информационная система «Организация учебного процесса в колледже» была разработана для упрощенного процесса разработки учебного плана. С помощью нее можно расположить учебные дисциплины и профессиональные модули в правильном порядке, чтобы каждая профессиональная компетенция сначала изучалась на учебных дисциплинах, где закладываются теоретические понятия и основы, а затем уже переходила к практической реализации полученных знаний, применяя их на профессиональных модулях. Для того чтобы наглядно продемонстрировать работоспособность созданной системы, рассмотрим описание результатов тестирования системы, заключавшегося в проведении тестовых проверок. Рассмотрим составленный учебный план ГБОУ СПО Ейского педагогического колледжа Краснодарского по специальности 230701 Прикладная информатика (по отраслям) до применения информационной системы. Воспользуемся информационной системой «Организация учебного процесса в колледже» для правильного составления учебного плана по специальности 230701 Прикладная информатика (по отраслям). Работа начинается с загрузки кнопочной формы, с помощью которой осуществляется навигация по системе (рисунок 45):
Рисунок 45 – Главная кнопочная форма
После открытия главной формы необходимо перейти на следующую страничку, в которой и будет происходить формирование учебного плана, для этого необходимо нажать на кнопку Учебный план и загрузить новое окно. Окно «Учебный план» показано на рисунке 46.
Рисунок 46 – Окно Учебный план
Следующее, что необходимо сделать это выбрать необходимую специальность, в данном случае Прикладная информатика. Затем начинаем проверку наличия профессиональных компетенций в семестрах, сравниваем полученный результат с составленным учебным планом до применения информационной системы и получаем следующие результаты. Система выводит сообщение, что, например, изучение ПМ02 Разработка, внедрение и адаптация ПО отраслевой направленности не возможно изучение в 3 семестре, потому что профессиональные компетенции, изучаемые в этом модуле буду изучаться на учебных дисциплинах позже на 5 семестре (рисунок 47).
Рисунок 47 – Результат проверки профессиональных компетенций в 3 семестре Продолжая проверку по семестрам, выясняем, что изучение ПМ02 Разработка, внедрение и адаптация ПО отраслевой направленности возможно только на 5 семестре, потому что появляется учебная дисциплина Менеджмент, на которой изучается профессиональные компетенции этого модуля (рисунок 48).
Рисунок 48 – Результат проверки профессиональных компетенций в 5 семестре
Исходя из полученных данных необходимо сделать следующий вывод, что изучение Менеджмента необходимо начать раньше (в 3 семестре), для того чтобы изучение ПМ02 Разработка, внедрение и адаптация ПО отраслевой направленности можно было начать в 3 семестре. Перенос ПМ02 на 5 семестр не возможен из-за большого количества часов, отведенного на изучение данного профессионального модуля. Учебный план ГБОУ СПО Ейского педагогического колледжа Краснодарского по специальности 230701 Прикладная информатика (по отраслям) после применения информационной системы выглядит, как показано в таблице 12. Попытка проверки данных первоначально составленного учебного обрывается с помощью запросов в информационной системе и уведомляет пользователя об ошибках в учебном плане, на основании которых можно производить перестановку предметов в учебном плане. Результатом проделанной работы по внедрению в информационной системы «Организация учебного процесса в колледже» стали следующие результаты: - повысилась производительность труда; - достигнута значительная экономия времени на составление учебного плана; - структурировался порядок изучения дисциплин и профессиональных модулей в соответствии с изучаемыми профессиональными компетенциями; - образовалась согласованная межпредметная связь; - организация учебного процесса в колледже таким образом, что сначала закладываются теоретические понятия и основы на учебных дисциплинах, а затем уже происходит переход к практической реализации полученных знаний, применяемых на профессиональных модулях; - у методистов появилась эффективная система организации учебного процесса в колледже, позволяющая своевременно отслеживать положительные и отрицательные изменения в составлении учебных планов. |
Последнее изменение этой страницы: 2020-02-16; Просмотров: 167; Нарушение авторского права страницы
