Проектирование автоматизированного рабочего места

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………...7

Глава 1.  Теория проектирования информационных систем……………………...8

1. Понятие и классификация АИС……………………………………….8
2. Структура информационной системы………………………………15
3. Этапы проектирования ИС…………………………………………...19

Глава 2. Проектирование баз данных и описание структуры реализованной базы данных………………………………………………………………………..22

1. Состав и функции СУБД……………………………………………..22
2. Требования к организации базы данных……………………………24
3. Основные концепции реляционных БД……………………………..26
1. Нормализация баз данных…………………………………….28
4. Шаги проектирования БД…………………………………………....32
5. Общее описание базы данных реализованной системы…………....37
1. Описание предметной области……………………..................37
2. Технические требования…………………………................…38
3. Описание структуры БД…………………………….................38

Глава 3. Описание программы "Сава-сервис"…………………………………....45

1. Выбор системы проектирования и реализации………………….....45
2. Задачи приложения "Сава-сервис"………………………………….48
3. Логическая структура программы…………………………………..49
4. Запуск и начальные установки программы………………………...50

Заключение………………………………………………………………………….63

Список использованных источников……………………………………………...65

Приложение А. ……………………………….………………………………….…67

Введение

Создание современных  электронно-вычислительных машин позволило автоматизировать обработку данных во многих сферах человеческой деятельности. Без современных систем обработки данных трудно представить сегодня передовые производственные процессы, управление экономикой на всех уровнях, научные исследования, образование, издательское дело, функционирование средств массовой информации и многое другое. В настоящее время наиболее актуальной проблемой является выбор нужной информационной системы в соответствии с решаемой задачей.

Целью данной дипломной  работы является проектирование автоматизированного рабочего места (АРМ). В качестве предметной области выбрано складское помещение завода «Сава-сервис».

Основной вид деятельности завода – сборка и ремонт мобильных зданий.

Данное АРМ предназначено для заведующего складом.

Функции заведующего складом состоят в следующем.

1. Учёт поступающих и расходуемых деталей.
2. Учёт готовой продукции.
3. Создание входящих и выходящих документов.

Исходя из этого, для автоматизации процесса учета и движения товара по заводу была создана АРМ «Сава-сервис». Разработанное приложение предоставляет возможность заведующему складом повысить производительность труда при выполнении повторяющихся операций по обработке информации: регистрации поступившего товара; учету товара на складе; учету движения товара на заводе. Позволяет ускорить и качественно улучшить процесс движения товара по заводу.

АРМ решает следующие  задачи:   

1. внедрение информационных технологий в сферу деятельности учреждений для повышения эффективности работы коллективов, руководящих работников и специалистов сферы за счет качества и оперативности решения планово-экономических, управленческих, методических и учетных задач на основе автоматизации;
2. оснащение руководителей и специалистов учреждений современным высокопроизводительным инструментом;
3. упорядочение учета и обработки информации, усовершенствование системы ведения документации.

Глава 1. Теория проектирования информационных систем

1. Понятие и классификация АИС

Автоматизированная информационная система (АИС) представляет собой совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенную для обработки информации и принятия управленческих решений.

АИС являются одним из наиболее распространенных классов систем обработки данных. Они используют ресурсы нескольких категорий – средства вычислительной техники, системное и прикладное программное обеспечение, информационные, лингвистические и человеческие ресурсы. К категории информационных систем часто относят многие системы обработки данных, которые не только поддерживают информационную модель предметной области, но и позволяют решать на ее основе некоторые классы задач управленческого, исследовательского, конструкторского или иного характера. Конкретные задачи, которые должны решаться информационной системой, зависят от той прикладной области, для которой предназначена система. Области применения информационных приложений разнообразны: банковское дело, страхование, медицина, транспорт, образование и т. д. [1]

Первые информационные системы появились в 50-х гг. В 70-х  – начале 80-гг. информационные системы  начинают широко использоваться в качестве управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений. К концу 80-х гг. концепция использования информационных систем вновь изменяется, они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля.

Основные требования к АИС:

1. интегрируемость-способность взаимодействия системы с вновь подключаемыми компонентами или подсистемами;
2. масштабируемость - возможность расширения системных ресурсов и производительной мощности;
3. управляемость-возможность гибкого управления системой;
4. адаптивность-возможность системы приспосабливаться к условиям конкретной предметной области;
5. используемость-возможность реализации заложенных в систему функций;
6. реактивность-способность системы реагировать на внутренние и внешние воздействия;
7. безопасность-возможность предотвращения разрушения системы в результате несанкционированного доступа.

Качество АИС определяется совокупностью свойств, характеризующих  способность АИС удовлетворять  потребности ее пользователей. Выделяют функциональные, экономические и  эксплуатационные показатели качества АИС. Функциональные показатели характеризуют: функциональную полноту, адаптивность и корректность АИС. Экономические показатели - это стоимость создания или приобретения АИС, затраты на её внедрение и эксплуатацию, эффект, получаемый от функционирования АИС. Эксплуатационные - это показатели, определяющие набор требований к техническим средствам, характеризующие возможность работы в сети, характеризующие легкость и простоту установки, надежность программного обеспечения, удобство его освоения, качество помощи и пользовательского интерфейса, возможность защиты данных.[2]

Построение информационной системы должно осуществляться в  соответствии с основными принципами системного подхода к сложным информационным системам:

1. принцип конечной цели - абсолютный приоритет конечной (глобальной) цели. Предполагает, что на этапе разработки технического задания на систему в целом и на информационную систему необходимо четко и с максимальной детальностью сформулировать цели, достигаемые с помощью информационной системы, и способы их реализации. При этом должна быть рассмотрена возможность оценки на разных стадиях развития системы, степени ее соответствия намеченным целям;
2. принцип функционального разбиения - система разбивается на подсистемы по функциональному признаку;
3. принцип совмещения функциональной и организационной структур -  в каждой большой системе можно выделить собственно систему данного уровня и автономные системы более низких уровней. Система данного уровня делится на функциональные подсистемы, которые являются частями системы, выполняющими определенные функции. Функциональная подсистема не является автономной, она не может работать вне данной управляющей системы, в то время как автономная управляющая система выполняет все виды деятельности системы, но в меньшем масштабе. Таким образом, каждая большая система состоит из управляющей системы данного уровня и определенного количества автономных систем более низких уровней. Автономные системы самых низких уровней иерархии могут включать в себя только функциональные подсистемы;
4. принцип единства - совместное рассмотрение системы как целого и как совокупности частей (подсистем);
5. принцип функциональности - совместное рассмотрение структуры и функций с приоритетом функций над структурой. Принцип функциональности утверждает, что любая структура тесно связана с функцией системы и ее частей, и создавать структуру необходимо после четкого осознания функций системы;
6. принцип развития - учет изменяемости системы, ее способность к расширению, развитию, замене модулей;
7. принцип децентрализации - сочетание централизации и децентрализации в построении модулей и системы в целом. Принцип децентрализации рекомендует, чтобы управляющие воздействия и принятие решений исходили не только из главного модуля, как при полной централизации, но и из подсистем более низкого уровня;
8. принцип неопределенности - учет возможности возникновения непредвиденных или неопределенных ситуаций при эксплуатации системы. Для исключения влияния таких ситуаций на работоспособность системы  необходимо применять дублирование наиболее ответственных подсистем, оценивать при разработке наихудшие ситуации в системе и проектировать в расчете на них;
9. принцип защищенности информации - охватывает все меры, которые предпринимаются для обеспечения сохранности медико-санитарных данных от шагов, которые умышленно или неумышленно могут привести к изменениям, потере или раскрытию этих данных;
10. принцип унификации - близкие по своим функциям модули должны быть унифицированы;
11. принцип поэтапности ввода информационной системы в эксплуатацию;
12. принцип универсальности - предполагает возможность тиражирования модулей информационной системы.
13. Автоматизированные информационные системы классифицируются по ряду признаков:
1. Сфера функционирования объекта управления:
1. АИС промышленности;
2. АИС сельского хозяйства;
3. АИС транспорта;
4. АИС связи и т.д.
2. Виды процессов управления:
1. АИС управления технологическими процессами;
2. АИС управления организационно-технологическими процессами;
3. АИС организационного управления;
4. АИС научных исследований;
5. Обучающие АИС.
3. Уровень в системе государственного управления:
1. Отраслевые АИС;
2. Территориальные АИС;
3. Межотраслевые АИС.

АИС управления технологическими процессами — это человеко-машинные системы, обеспечивающие управление технологическими устройствами, станками, автоматическими линиями.

АИС управления организационно - технологическими процессами представляют собой многоуровневые системы, сочетающие АИС управления технологическими процессами и АИС управления предприятиями.

Для АИС организационного управления объектом служат производственно - хозяйственные, социально - экономические функциональные процессы, реализуемые на всех уровнях управления экономикой, в частности:

1. банковские АИС;
2. АИС фондового рынка;
3. финансовые АИС;
4. страховые АИС;
5. налоговые АИС;
6. АИС таможенной службы;
7. статистические АИС;
8. АИС промышленных предприятий и организаций.

 АИС научных исследований обеспечивают высокое качество и эффективность межотраслевых расчетов и научных опытов. Методической базой таких систем служат экономико-математические методы, технической базой — вычислительная техника и технические средства для проведения экспериментальных работ моделирования.

Обучающие АИС получают широкое распространение при подготовке специалистов в системе образования, при переподготовке и повышении квалификации работников разных отраслей.

Отраслевые АИС функционируют в сферах промышленного и агропромышленного комплексов, в строительстве, на транспорте. Эти системы решают задачи информационного обслуживания аппарата управления соответствующих ведомств.

Территориальные АИС предназначены для управления административно - территориальными районами. Деятельность территориальных систем направлена на качественное выполнение управленческих функций в регионе, формирование отчетности, выдачу оперативных сведений местным государственным и хозяйственным органам.

Межотраслевые АИС являются специализированными системами функциональных органов управления национальной экономикой (банковских, финансовых, снабженческих, статистических и др.). Имея в своем составе мощные вычислительные комплексы, межотраслевые многоуровневые АИС обеспечивают разработку экономических и хозяйственных прогнозов, государственного бюджета, осуществляют контроль результатов и регулирование деятельности всех звеньев хозяйства, а также контроль наличия и распределения ресурсов.

Определяя АИС как  организованную для достижения общей  цели совокупность специалистов, средств  вычислительной и другой техники, математических методов и моделей, интеллектуальных продуктов и их описаний, а также способов и порядка взаимодействия указанных компонентов, следует выделить, что главным звеном и управляющим субъектом в перечисленном комплексе элементов был и остается человек, специалист.

В современных условиях функционирования информационных технологий нет четкого различия между пользователем системы, и разработчиком. Сегодня существуют готовые инструментальные программные средства, которые позволяют методом интерпретации быстро разрабатывать собственные программно - ориентированные продукты — пакеты прикладных программ. Для этого нужно быть хорошим специалистом в своей области и в меньшей степени владеть программированием. [3]

2. Структура информационной системы

АИС, как всякая другая система, состоит из элементов (подсистем), находящихся в определенных отношениях друг с другом. Множество этих отношений совместно с элементами образуют структуру АИС. Выделяют функциональную и обеспечивающую части АИС.

Функциональная часть представляет собой совокупность формализованных функциональных задач, обеспечивающих реализацию определенных функций управления. Она обслуживает определенные виды деятельности экономического объекта, характерные для его структурных подразделений или функций управления. Состав функциональной части АИС во многом определяется особенностями экономического объекта: его отраслевой принадлежностью, формой собственности, размером, характером деятельности.

Разделение функциональной части АИС на подсистемы зависит  от применяемого принципа декомпозиции:

1. предметный принцип;
2. функциональный принцип;
3. проблемный принцип;
4. смешанный (предметно-функциональный) принцип.

Если в основу функциональной части АИС положен предметный принцип, то подсистемы выделяют в соответствии с управлением отдельными ресурсами  экономического объекта:

1. сбыт готовой продукции;
2. производство;
3. материально-техническое снабжение;
4. финансы;
5. кадры.

При использовании функционального  принципа декомпозиции, подсистемы выделяют с учетом функций управления:

1. планирование;
2. регулирование;
3. учет и контроль;
4. анализ.

В соответствии с проблемным принципом декомпозиция функциональных подсистем отражает необходимость принятия управленческих решений по отдельным проблемам, например, бизнес-планирование, управление проектами др.

На практике чаще всего применяется  смешанный принцип декомпозиции:

1. перспективное развитие;
2. технико-экономическое планирование;
3. бухгалтерский учет и анализ хозяйственной деятельности;
4. техническая подготовка производства;
5. управление производством;
6. управление качеством продукции;
7. управление материально-техническим снабжением;
8. управление реализацией и сбытом готовой продукции;
9. управление кадрами.

Обеспечивающая часть АИС состоит из подсистем, являющихся общими для всей АИС, независимо от состава ее функциональной части. В состав обеспечивающей части входят подсистемы: программного обеспечения, информационного обеспечения,  технического обеспечения, организационного обеспечения, математического обеспечения, лингвистического обеспечения (рис. 1.1).[4]

Рис. 1.1. Структура информационной системы как совокупность обеспечивающих подсистем

Математическое обеспечение – это совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации.

К средствам математического обеспечения относятся:

1. средства моделирования процессов управления;
2. типовые задачи управления;
3. методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.

Программное обеспечение – это совокупность программ, реализующих функции и задачи АИС и обеспечивающих устойчивую работу технических средств.

В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация.

К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.

Специальное программное  обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ, реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.

Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры.

Информационное обеспечение – это совокупность решений по объемам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в АИС.

Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит  в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.

Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации, ее объемы, места возникновения первичной информации и использования результатной информации.

Методология построения баз данных базируется на теоретических основах их проектирования. Концепция методологии представлена в виде двух последовательно реализуемых на практике этапов:

1-й этап — обследование  всех функциональных подразделений  фирмы с целью:

1. понять специфику и структуру ее деятельности;
2. построить схему информационных потоков;
3. проанализировать существующую систему документооборота;
4. определить информационные объекты и соответствующий состав реквизитов.

2-й этап — построение  концептуальной информационно-логической  модели данных для обследованной на 1-м этапе сферы деятельности. В этой модели должны быть установлены и оптимизированы все связи между объектами и их реквизитами.

Техническое обеспечение – это комплекс технических средств, обеспечивающих работу АИС (средства сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения, размножения информации).

Организационное обеспечение - совокупность методов и средств, регламентирующих деятельность персонала в условиях функционирования АИС.

Правовое обеспечение - это совокупность правовых норм, и документов, регламентирующих правоотношения при создании и внедрения АИС.

В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти. В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционирование любой информационной системы, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.

Лингвистическое обеспечение включает совокупность научно-технических терминов и других языковых средств, используемых в АИС (традиционные языки: естественные, математические, алгоритмические, языки моделирования; языки специального назначения: информационно-поисковые языки, языки СУБД, языки операционных систем и входные языки пакетов прикладных программ).

Перечисленные подсистемы различаются по структурному признаку, т.е. каждой обеспечивающей подсистеме соответствует совокупность элементов независимо от сферы применения.[5]

3. Этапы проектирования ИС

Разработка АИС - это  трудоемкий, длительный и динамический процесс, состоящих из нескольких этапов.

Проектирование имеет  целью обеспечить эффективное функционирование АИС и её взаимодействие со специалистами, использующими в сфере деятельности конкретного экономического объекта  ПЭВМ и развитые средства коммуникации для выполнения своих профессиональных задач и принятия управленческих решений. Именно качественное проектирование обеспечивает создание такой системы, которая способна функционировать при постоянном совершенствовании ее технических, программных, информационных составляющих.

Проектированием ИС называется процесс составления описания еще не существующей системы на разных языках и с различной степенью детализации, в ходе, которого осуществляется оптимизация проектных решений. В процессе детализации описаний наступает момент, когда имеющиеся описания позволяют создать действующую систему и наступает период эксплуатации ИС.[6]

Жизненный цикл (ЖЦ) - период создания и использования АИС, охватывающей ее различные состояния, начиная  с момента возникновения необходимости  в данной автоматизированной системе и заканчивая моментом ее полного выхода из употребления у пользователей.

Жизненный цикл АИС позволяет  выделить четыре основные стадии (рис. 1.2)

                                    Предпроектное обследование

                                    Проектирование

                                Ввод системы в действие

                             Промышленная эксплуатация

Рис.1.2. Стадии жизненного цикла АИС

1 стадия - предпроектное  обследование:

1-й этап – сбор  материалов для проектирования  – формирование требований, изучение  объекта проектирование, разработка  и выбор варианта концепции  системы;

2-й этап – анализ  материалов и формирование документации  – создание и утверждение технико-экономического обоснования и технического задания на проектирование системы на основе анализа материалов обследования, собранных на первом этапе.

2 стадия – проектирование:

1-й этап – техническое  проектирование, где ведется поиск  наиболее рациональных проектных решений по всем аспектам разработки, создаются и описываются все компоненты системы, а результаты работы отражаются в техническом проекте;

2-й этап – рабочее  проектирование, в процессе которого  осуществляется разработка и  доводка программ, корректировка структур баз данных, создание документации на установку технических средств и инструкций по их эксплуатации, подготовка для каждого пользователя системы обширного инструкционного материала, оформленного в виде должностных инструкций исполнителям-специалистам, реализующим свои профессиональные функции с использованием технических средств управления. Технический и рабочий проекты могут объединяться в единый документ – техно-рабочий проект.

3 стадия – ввод  системы в действие:

1-й этап – подготовка  к внедрению – установка и ввод в эксплуатацию технических средств, загрузка баз данных и опытная эксплуатация программ, обучение персонала;

2-й этап – проведение  опытных испытаний всех компонентов  системы перед передачей в  промышленную эксплуатацию, обучение  персонала;

3-й этап (завершающая  стадия создания АИС) – сдача  в промышленную эксплуатацию; оформляется  актами приема-передачи работ.

4 стадия – промышленная  эксплуатация – кроме повседневного функционирование включает сопровождение программных средств и всего проекта, оперативное обслуживание и администрирование баз данных.

Жизненный цикл образуется в соответствии с принципом нисходящего  проектирования и, как правило, носят  итерационный характер: реализованные  этапы, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением ограничений и т.д. На каждом этапе проектирования определяется набор документов и технических решений, при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, полученные на предыдущем этапе. Этап завершается проверкой предложенных решений и документов на их соответствие сформулированным требованиям и начальным условиям.

Главная особенность  разработки АИС состоит в концентрации сложности на стадиях предпроектного обследования и проектирования и относительно невысокой сложности и трудоемкости последующих этапов. Более того, нерешенные вопросы и ошибки, допущенные на этапах анализа и проектирования, порождают на этапах внедрения и эксплуатации трудные, часто неразрешимые проблемы и, в конечном счете, приводят к отказу от использования материалов проекта.[7]

Глава 2. Проектирование баз данных и описание структуры реализованной базы данных

1. Состав и функции СУБД

СУБД – система  данных, организованных специальным  образом, сюда относятся базы данных, программные, языковые, организационно-метрические средства, которые предназначены для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Состав системы управления базой данных.

Функции СУБД:

1. Определение данных. СУБД должна допускать определения данных (внешние схемы, концептуальную схему, внутреннюю схему, а также все связанные отображения) в исходной форме и преобразовывать эти определения в форму соответствующих объектов. СУБД должна включать в себя компонент языкового процессора, должна понимать синтаксис языка определений данных.
2. Обработка данных. СУБД должна уметь обрабатывать запросы пользователя на выборку, изменение, добавление данных, должна включать в себя компонент процессора языка обработки данных.
3. Безопасность и целостность данных. СУБД должна контролировать пользовательские запросы и пресекать попытки нарушения правил безопасности и целостности.
4. Восстановление и дублирование данных. СУБД должна осуществлять необходимый контроль над восстановлением и дублированием данных.
5. Словарь данных. СУБД должна обеспечить функцию словаря данных (в данном случае подразумевается «хранилище данных» и «энциклопедия данных»). Словарь содержит данные о данных (метаданные), расширенный словарь включает перекрестные ссылки, показывающие, какие из программ какую часть БД используют.
6. Производительность. СУБД должна выполнять все перечисленные функции с максимальной эффективностью.[8]

2. Требования к организации базы данных

Ядром СУБД является база данных (БД). База данных представляет собой совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных при наличии  такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений. Данные запоминаются так, чтобы они были независимы от программ, использующие эти данные; открыты для добавления новых или модификации существующих данных. Для поиска данных в базе применяется общий управляемый способ.