Автоматизированная информационная система «Фирма 3Dprint»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭКОНОМИКИ, СТАТИСТИКИ И ИНФОРМАТИКИ

(БЕЛГОРОДСКИЙ ФИЛИАЛ МЭСИ)

КАФЕДРА   ПРИКЛАДНОЙ ИНФОРМАТИКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине  «Проектирование информационных систем»

Тема: Автоматизированная информационная система «Фирма 3Dprint»»

 

 

 

Выполнила:

студентка группы

БЕ-ЗНЕ-201

Кононова М. Е.

Проверила:  Новогрудская Ю.В.

 

 

 

Белгород 2014

 

Содержание:

 

 

1.Введение

 

В рамках курсового проектирования необходимо разработать и реализовать автоматизированную информационную систему «Трехмерная печать», предназначенную для организации заказов в филиале на производство трехмерных моделей.

Целью курсового проектирования является получение практических навыков анализа предметной области, выявления закономерностей в ней, построения диаграмм, описывающих объекты и процессы предметной области.

 

 

2.Понятие автоматизированной информационной системы

 

Автоматизированная информационная система – взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения цели.

ИС используются для принятия решений, помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты. Информационные системы тесно связаны с информационными технологиями, но это различные понятия.

Информационная технология – это совокупность действий персонала по переработке информации. Основная цель технологии – получить выходную информацию. Информационная система – человек-компьютер, это такая система для принятия управленческого решения при производстве продуктов.

Основная цель системы – хранение и передача информации. Реализация информационной системы невозможна без информационной технологии.

Информационная технология может существовать и вне информационной системы.

 

2.1. Этапы развития информационных систем

 

Первые ИС появились в 50-годы. Были предназначены для обработки счетов и заработной платы, реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Приводили к сокращению времени на подготовку бумажных документов.

В 60-е годы ИС применялись для периодической отчетности, использовали компьютерное оборудование, широкого назначения.

В 80-е годы ИС начинают использовать для управленческого контроля, ускорения принятия решений.

В 90-е годы ИС становятся стратегическим источником информации, используются на всех уровнях организации, помогают предприятию достичь успеха.

Период	Использование информации	Вид ИС	Цель использования
1950 -1960	Бумажные расчетные документы	ИС на электромеханических машинах	Повышение скорости расчетов зарплаты и счетов
1960 -1970	Подготовка отчетов	Управленческие ИС для производства	Ускорение подготовки отчетов
1970 -1980	Контроль продаж	Поддержка принятия решений	Выработка рационального решения
1980 -2000	ИР для конкурентного преимущества	Стратегические ИС Автоматизированные офисы	Выживание и процветание фирмы

Таблица 1 «Этапы развития информационных систем»

 

2.2..Процессы в ИС

 

Схема 1. «Аппаратная и программная часть в информационной системе»

 

2.3.. Процессы в ИС

Основные процессы информационной системы:

1. 1.Ввод информации

• Обработка и представление информации в удобном виде

• Вывод в другую систему или потребителям
• Обратная связь – информация, переработанная людьми данной системы, для коррекции входной информации.

 

Внедрение ИС способствует:

• Получению рациональных вариантов решения управленческих задач за счет внедрения математических методов и интеллектуальных систем;
• Освобождению работников от рутинной работы за счет ее автоматизации;
• Обеспечению достоверности информации;
• Замене бумажных носителей на машинные;
• Совершенствованию структуры потоков информации и документооборота в фирме.
• Уменьшению затрат на производство продуктов и услуг
• Предоставлению уникальных услуг
• Отысканию новых рыночных ниш
• Закреплению за предприятием покупателей и поставщиков за счет системы учитываемых скидок и услуг.

 

2.4. Структура Информационной Системы

 

Структуру ИС составляет совокупность подсистем. Подсистема – часть системы, выделенная по некоторому признаку.

Общую структуру ИС рассматривают независимо от сферы применения.

Информационное обеспечение. Назначение подсистемы – своевременное формирование достоверной информации для принятия решения. Информационное обеспечение – это совокупность унифицированных систем документации, схем информационных потоков предприятия и методология построения баз данных.

Унифицированные системы документации создаются на государственном, отраслевом и региональном уровнях.

Их главная задача – сопоставимость показателей различных сфер общественного производства. Разработаны стандарты, требования к унифицированным документам

Схемы информационных потоков – маршрут движения информации, ее объем, место возникновения первичной и использования результатной информации.

Схемы обеспечивают:

1). Исключение дублирующей и неиспользуемой информации

2). Классификацию и рациональное представление информации

3). Методология построения баз данных включает два этапа:

4).1-й этап - обследование подразделений фирмы для выяснения специфики ее работы.

5).2-й этап – построение концептуальной модели данных.

Для создания информационного обеспечения необходимо:

• Ясное понимание целей, задач, функций всей системы управления организацией.
• Выявление движения информации в виде схем информационных потоков от возникновения до использования.
• Совершенствование документооборота
• Использование классификации и кодирования
• Владение методологией создания концептуальных моделей, отражающих взаимосвязь информации.
• Создание массивов информации на машинных носителях

Техническое обеспечение – комплекс технических средств для работы ИС. включает:

• Компьютеры
• Устройства сбора, передачи, накопления и обработки информации
• Устройства передачи данных и линии связи
• Оргтехника, устройства автоматического съема информации
• Эксплуатационные материалы.

 

Существуют следующие формы организации технического обеспечения:

 

• Централизованное техническое обеспечение основано на использовании больших ЭВМ и вычислительных центров
• Децентрализация – расположение на персональных компьютерах на рабочих местах
• Частично децентрализованный подход – самый перспективный, техническое обеспечение на базе распределенных сетей персональных компьютеров и сервера. Математическое и программное обеспечение –математические методы, модели, алгоритмы, программы, реализующие цель информационной системы.

К ним относятся:

• Моделирование процессов управления
• Типовые задачи управления
• Методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания.
• В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программы, техническая документация.
• К общесистемному ПО относят программы, ориентированные на пользователей для типовой обработки информации.
• Специальное ПО – программы, разработанные при создании конкретной ИС: пакеты прикладных программ, реализующие модели функционирования системы.
• Техническая документация на разработку программных средств содержит описание задачи, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры.

 

Организационное обеспечение – совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации ИС

Правовое обеспечение – совокупность правовых норм, определяющих:

• создание, юридический статус и работу ИС
• порядок получения, преобразования и использования информации.

Правовое обеспечение этапа разработки ИС – нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика, регулирование отклонений от договора.

Правовое обеспечение этапа функционирования ИС включает:

 

• статус ИС;
• права, обязанности и ответственность персонала;
• правовое положение отдельных видов процесса управления;
• порядок создания и использования информации.

 

3.Программа Microsoft Visio

Microsoft Visio —  векторный графический редактор, редактор диаграмм и блок-схем  для Windows. Выпускается в трёх редакциях: Standard, Professional и Pro for Office.

Первоначально Visio разрабатывался и выпускался компанией Visio Corporation. Microsoft приобрела компанию в 2000 году, тогда продукт назывался Visio 2000, был выполнен ребрендинг, и продукт был включен в состав Microsoft Office

 

3.1Версии программы Microsoft Visio

 

Visio 1.0 (Standard, Lite, Home)

Visio 2.0

Visio 3.0

Visio 4.0 (Standard, Technical)

Visio 4.1 (Standard, Technical)

Visio 4.5 (Standard, Professional, Technical)

Visio 5.0 (Standard, Professional, Technical)

Visio 2000 (6.0; Standard, Professional, Technical, Enterprise)

Visio 2002 (10.0; Standard, Professional)

Visio Enterprise Network Tools, Visio Network Center

Visio for Enterprise Architects 2003 (VEA 2003) (based on Visio 2002 and included with Visual Studio .NET 2003 Enterprise Arch

Office Visio for Enterprise Architects 2005 (VEA 2005) (based on Visio 2003 and included with Visual Studio 2005 Team Suite and Team Architect editions)

Office Visio 2007 (12.0; Standard, Professional).

Office Visio 2010 (14.0; Standard, Professional, Premium).

Office Visio 2013 (15.0; Standard, Professional, Pro for Office 365)

 

Файловые форматы:

VSD — диаграмма  или схема,

VSS — фигура,

VST — шаблон,

VDX — диаграмма  в формате XML,

VSX — фигура XML,

VSS — фигура,

VST — шаблон,

VDX — диаграмма  в формате XML,

VSX — фигура XML,

VTX — шаблон XML,

VSL — надстройки.

VSDX — OPC/XML диаграмма,

VSDM — OPC/XML диаграмма, содержащая макрос

 

Visio 2010 и  более ранние версии Microsoft Visio поддерживают  просмотр и сохранение диаграмм  в форматах VSD и VDX. VSD является собственным  бинарным файловым форматом, который  используется во всех предыдущих  версиях Visio. VDX является хорошо задокументированным XML "DatadiagramML" форматом.

Начиная с версии Visio 2013, сохранение в формате VDX больше не поддерживается в пользу новых VSDX и VSDM файловых форматов. Созданные на основе стандарта Open Packaging Conventions (OPC - ISO 29500, Часть 2), VSDX и VSDM файлы состоят из группы архивированных XML-файлов, находящихся внутри ZIP-архива. Единственная разница между VSDX и VSDM файлами состоит в том, что VSDM файл может содержать макросы. Из-за подверженности таких файлов макровирусам, программа обеспечивает строгую безопасность для них.

 

Visio 2010 и  более ранние версии Microsoft Visio используют VSD формат как формат по умолчанию, Visio 2013 использует VSDX формат по умолчанию.

 

DatadiagramML используется многими другими  инструментами по управлению  бизнес-процессами (BPM), такими как  Agilian, ARIS Express, Bonita Open Solution, ConceptDraw, OmniGraffle или IBM WebSphere. OmniGraffle Pro для Mac OS X поддерживает просмотр VSD и VDX форматов и сохранение в VDX формат.

Начиная с версии 3.5 LibreOffice поддерживает просмотр VSD файлов, созданных в Microsoft Visio 2000-2013. LibreOffice 4.0 beta1 поддерживает просмотр всего спектра Visio файлов, начиная с Visio 1.0 и заканчивая Visio 2013, включая VSDX, VSDM и VDX файловые форматы.

 

VisiTouch позволяет просматривать диаграммы Visio на iPad и iPhone, открывая VSD, VDX и VSDX файлы, созданные с помощью MS Visio 2000-2013.

 

4.Разработка  автоматизированной информационной  системы «3D Print»

 

4.1.Рамки системы

 

Рамки системы – граница компетенции системы. Определяют предметную область, в которой будет работать система а так же основных исполнителей, которые будут взаимодействовать с ней. Рамки АСУ «3Dprint» представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Рамки системы

 

4.2.Исполнители и задачи

 

Клиент – его задачей является придти в филиал фирмы “3Dprint” и заказать для себя трехмерную модель, предоставив свои личные данные.

Касса – обслужить клиента, выслушав его требования и создав для этого соответствующий заказ.

Менеджер – назначение оператора на обслуживание принтера для печати модели.

Оператор – слежение за процессом печати принтера и устранение неисправностей.

Администратор - Добавляет и удаляет пользователей. Следит за функционированием системы

Принтер – должен распечатать трехмерную модель.

Доставщик – доставить изготовленную модель по адресу.

 

4.3.Прецеденты  информационной системы.

Прецедент – набор сценариев использования, в котором каждый экземпляр сценария представляет собой последовательность действий, выполняемых системой для достижения ощутимого для конкретного исполнителя результата.

 

Бизнес процесс	Инициатор	Прецедент
Ввод личных данных о клиенте	Касса	Составление заказа
Выбор желаемой модели	Касса	Составление заказа
Запуск ПК, выключение ПК	Менеджер	Инициация работы системы
Запись или удаление ползователей в системе. Изменение прав доступа пользователей	Системный администратор	Управление пользователями
Установка необходимого ПО для безопасности системы	Системный администратор	Обеспечение безопасности системы
Назначить оператора на работу с моделью	Менеджер	Назначение сотрудников
Слежение за процессом печати	Оператор	Печать трехмерной модели
Печать модели	Принтер	Печать трехмерной модели
Составить статистику по заказам	Менеджер	Составление статистики
Доставить модель	Доставщик	Доставка модели

 

Таблица 2 «Таблица прецедентов информационной системы»

 

Далее в соответствии со списком исполнителей и их задач строится диаграмма прецедентов (Приложение 1), которая иллюстрирует способ использования системы внешними исполнителями.

Прецедент «Составление заказа»

Клиент приходит в филиал фирмы “3Dprint” и его целью является заказ трехмерной модели. Касса в свою очередь беседует с клиентом, обговаривая условия заказа, затем берет его личные данные – ФИО, домашний адрес, который впоследствии станет адресом доставки и счет кредитной карты. После осуществления этих операций касса создает новый заказ.

Прецедент «Инициация работы системы»

Менеджер заставляет функционировать всю систему, включая ПК.

Прецедент «Назначение сотрудников»

Менеджер, получая новые заказы в базе, проверяет есть ли свободные операторы. Если свободные операторы находятся, то менеджер назначает ответственного оператора.

Прецедент «Управление пользователями»

Системный администратор добавляет, удаляет и изменяет права доступа пользователей, зарегистрированных в системе.

Прецедент «Обеспечение безопасности системы»

Системный администратор устанавливает необходимое ПО для безопасности. В него входят: firewall, антивирусы, антитрояны и др.

Прецедент «Печать трехмерной модели»

Оператор, получив соответствующие указания от менеджера включает трехмерный принтер для печати соответствующей модели. В процессе печати он следит за отсутствием неисправностей, и исправляет их если они возникают.

Прецедент «Составление статистики»

После печати менеджер указывает в заказе статус готовности модели к отправке доставщиком. После чего он собирает статистику количества, общей цены, себестоимости производства трехмерных моделей за последнее время.

Прецедент «доставка модели»

Когда модель получает статус готовности к отправке, доставщик забирает ее на складе и отвозит клиенту по указанному им адресу.

 

4.4.Словарь терминов системы

 

Кассир – Сотрудник отделения, работающий с клиентами и принимающий их заказы.

Заказ – документ с личными данными о клиенте, его адресе проживания и выбранных моделей для печати.

Процесс печати – процесс создания трехмерной модели. Для осуществления процесса печати за принтером должен наблюдать соответствующий оператор, который в случае неисправностей будет их устранять.

 

5.Модели информационной  системы

 

5.1.Модель предметной  области

 

Модель предметной области широко используется в качестве основы для разработки программных объектов и обеспечивает важную входную информацию для создания нескольких последующих артефактов.

Модель предметной области отображает основные (с точки зрения моделирующего) классы понятий (концептуальные классы) предметной области. Она является наиболее важным артефактом, создаваемым на этапе объектно-ориентированного анализа. Основной задачей объектно-ориентированного анализа является идентификация большого количества разнообразных объектов или понятий, а также точная оценка усилий в терминах отдачи на стадиях проектирования и реализации.

Идентификация классов понятий или концептуальных классов – составная часть исследования предметной области. Модели предметной области на языке UML строятся в форме диаграмм классов.

Исходная модель предметной области представлена на рисунке 2.

 

Рисунок 2. Исходная модель предметной области

 

В процессе разработки модели предметной области необходимо идентифицировать связи (ассоциации) между концептуальными классами, удовлетворяющие информационным требованиям разрабатываемых на текущей итерации сценариев, а также выделить те из них, которые способствуют лучшему пониманию модели предметной области.

Ассоциация – это связь между типами (или точнее, экземплярами типов), отражающая некоторое значимое и полезное отношение между ними.

В языке UML ассоциации описываются как "семантические взаимосвязи между двумя или несколькими классификаторами и их экземплярами".

Модель предметной области с ассоциациями изображена на рисунке 3.

Рисунок 3. Модель предметной области с ассоциациями

 

Необходимо идентифицировать атрибуты концептуальных классов, которые удовлетворяют информационным требованиям разрабатываемых в текущий момент сценариев.

Атрибут –  это абстрактное свойство объекта.

В модель предметной области включаются те атрибуты, для которых определены соответствующие требования (например, прецеденты) или для которых необходимо хранить определенную информацию.

Можно вместе с атрибутами сразу же указать типы данных, которые будут в них хранится. Модель предметной области с ассоциациями, атрибутами и типами данных представлена на рисунке 4.

Рис.4 «Модель предметной области»

 

5.2.Модель данных

 

Так как построение моделей и реализация АСУ «3Dprint» осуществляется в программной среде CaseBerry, то для хранения данных выбрана СУБД Microsoft SQL 2000.

CaseBerry на основе диаграммы классов в автоматическом режиме генерирует структуру базы данных и создает эту базу на сервере баз дынных.

Логическая модель полученной базы данных представлена на рисунке 8

Рисунок 8. Логическая модель данных

 

5.3.Модель реализации

 

Так как построение диаграмм осуществляется в программном комплексе CaseBerry в качестве основного языка программирования целесообразно выбрать язык программирования C#. CaseBerry оснащён функцией автоматической генерации программного кода основываясь на диаграмме классов.

Для того чтобы приступить к генерации кода необходимо создать стадию. При генерации стадии создается диаграмма представлений, которая содержит определения всех классов (рисунок 9).

Рисунок 9. Диаграмма представлений

 

С помощью диаграммы представлений можно изменять и другие параметры будущего приложения, такие как: кнопки панели инструментов, заголовки и др.

После внесения всех необходимых изменений можно запустить генерацию программного кода и сборку приложения.

После сборки CaseBerry предлагает запустить приложение (рисунок 10).

 

Рисунок 10. Запуск приложения

 

После запуска приложения загружается основное окно программы (рисунок 11).

Рисунок 11. основное окно программы

 

При желании, в сгенерированный исходный код приложения можно вносить изменения.

В приложении 4 представлен исходный код классов.

 

 

6.Диограммы информационной  системы «3D Print»

 

6.1Диаграмма деятельности

 

Диаграмма деятельности — диаграмма, на которой показано разложение некоторой деятельности  на её составные части. Под деятельностью понимается спецификация исполняемого поведения в виде координированного последовательного и параллельного выполнения подчинённых элементов — вложенных видов деятельности и отдельных действий, соединённых между собой потоками, которые идут от выходов одного узла к входам другого.

Диаграммы деятельности используются при моделировании бизнес-процессов, технологических процессов, последовательных и параллельных вычислений.

Диаграмма деятельностей для основного успешного сценария с возможными альтернативными потоками представлена в 
приложении 2.

 

6.2.Диаграмма  взаимодействия

 

Диаграмма взаимодействия - это диаграмма, на которой представлено взаимодействие, состоящее из множества объектов и отношений между ними, включая и сообщения, которыми они обмениваются. Этот термин применяется к видам диаграмм с акцентом на взаимодействии объектов (диаграммах кооперации, последовательности и деятельности).

Диаграммы взаимодействия представлены диаграммами последовательностей и кооперации.

 

6.3 Диаграмма последовательностей

 

Диаграмма последовательностей - диаграмма взаимодействия, в которой основной акцент сделан на упорядочении сообщений во времени.

Диаграмма последовательности для задачи «Сделать заказ» представлены на рисунке 5.

 

Рисунок 5. Диаграмма последовательности

 

6.4.Диаграмма сотрудничества (кооперации)

Диаграмма кооперации - диаграмма взаимодействий, в которой основной акцент сделан на структурной организации объектов, посылающих и получающих сообщения.

Диаграмма сотрудничества на основе основного успешного события представлена на рисунке 6.

 

Рисунок 6. Диаграмма сотрудничества

 

Описание операций:

1. Предоставить личные данные() – кассир, принимая очередного клиента вводит его личные данные в систему.
2. Ввести данные() – клиент, увидев что все введено верно, подтверждает правильность ввода и данные проходят дальше.
3. Отобразить() – при надобности заказ отображается на экране в виде листа А4 с возможностью распечатать.
4. Передать() – готовый заказ передается системе для дальнейшей работы с ним.
5. Заполнить() – система определяет внутренние переменные (номер модели, номер клиента в системе и тп) и заполняет соответствующие поля в заказе.
6. Присвоить ID() – система присваивает заказу уникальный ключ.
7. записать в БД() – заказ в готовом виде сохраняется в БД.
8. Печать() – готовый заказ с полями, заполненными внутренними переменными передается на печать и передается клиенту.
9. Подписать() – клиент подписывает бумажную версию договора и оставляет ее себе. Цифровая версия договора шифруется и клиент получает открытый ключ цифровой версии документа, который может скопировать себе.

 

6.5.Диаграмма классов

 

Диаграмма классов — диаграмма языка UML, на которой представлена совокупность декларативных или статических элементов модели, таких как классы  с атрибутами и операциями, а также связывающие их отношения.

Класс — абстрактное описание множества однородных объектов, имеющих одинаковые атрибуты, операции и отношения с объектами других классов.

Атрибут — содержательная характеристика класса, описывающая множество значений, которые могут принимать отдельные объекты этого класса.

Кратность — спецификация области значений допустимой мощности, которой могут обладать соответствующие множества.

Операция - это сервис, предоставляемый каждым экземпляром или объектом класса  по требованию своих клиентов, в качестве которых могут выступать другие объекты, в том числе и экземпляры данного класса.

Диаграмма классов для разрабатываемой АСУ «3Dprint» представлена на рисунке 7.

Рисунок 7. Диаграмма классов

 

 

Заключение

 

При выполнении курсового проектирования был создан прототип автоматизированной информационной системы «трехмерная печать». В процессе проектирования были закреплены навыки составления UML диаграмм и анализа предметной области.

Это позволит в дальнейшем абитуриенту эффективно оперировать своими приобретенными знаниями для создания реально существующих систем. Последующие системы будут профессионально проектироваться, моделироваться и поддерживаться разработчиком. Все работы будут проведены на достаточно высоком уровне, что сложит удачную характеристику об абитуриенте и поможет укрепиться ему на новом месте работы.

В проектировании будут задействованы средства построения UML диаграмм, средства управления разработкой, относящейся к классу Rational Unified Process (RUP), а также, возможно, и программно-ориентированная среда для проектирования и разработки CASEBERRY. Данный продукт хорошо позиционирует себя на рынке CASE-средств и отлично выполняет возложенные на него функции.

 

Список используемой литературы:

 

1. Гагарина Л.Г., Киселев Д.В., Федотова Е.Л. Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем DJVU

Москва: ИД «ФОРУМ» - ИНФРЛ-М, 2007. - 384 с. - ISBN 978-5-8199-0316-2 (ИД «ФОРУМ») ISBN 978-5-16-003008-1 (ИНФРА-М

2. Емельянова Н.З., Партыка Т.Л., Попов И.И. Основы построения автоматизированных информационных систем DJVU

Учебное пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. - 416 с.

3. Аргарян Е.В. Информационно-управляющие комплексы и системы DOC Лекции. - Таганрог: ТИ ЮФУ, 2009. - 32с.

4. Касюк С.Т. Разработка программного обеспечение автоматизированной системы PDF. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006. — 158с.

5. Качановский Ю.П. Применение методов экспертных оценок при проектировании автоматизированных систем PDF ЛГТУ, 2008. - 46 с.