Автоматизированное рабочее место преподавателя физкультуры

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение 

    В 70-е годы персональные компьютеры стремительно ворвались в нашу жизнь и буквально  перевернули наше представление  о месте и роли вычислительной техники в жизни общества. Теперь компьютеры стали ближе и доступнее каждому пользователю. Появилось множество программ, предназначенных для работы неподготовленных пользователей. Они были просты в использовании и интуитивно понятны. С большим внедрением компьютеров в науку и производство стали появляться программы, которые позволяли хранить значительные объёмы информации, они назывались системами управления базами данных. Эти системы позволяли автоматизировать многие учётные функции, которые раньше велись вручную. Так начались автоматизация производства.

    Целью курсовой работы являются проектирования автоматизированной информационной системы  автоматизированного рабочего места  преподавателя физкультуры.

    В курсовом проекте решается задача построения БД для преподавателя физкультуры, которая является средством автоматизации данного рабочего места. Система должна позволить более практичный метод предоставления документов, удобный доступ к группам, спискам учащихся и к их дисциплинам. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1 Теоретическая часть

    1.1 Жизненный цикл  ПО АИС

    В исторической последовательности развития данных систем сначала появилась автоматизированная информационная система, базирующиеся на иерархических, затем на сетевых и, наконец, на реляционных и постреляционных представлениях о структуре предметной области. В настоящее время наиболее распространенным подходом является реляционный (табличные базы данных) , что не исключает, конечно, включения элементов иерархических и сетевых представлений при проектировании автоматизированной информационной системы.

    Проблемы  совместного использования данных и периферийных устройств компьютеров и рабочих станций породили модель вычислений, основанную на концепции файлового сервера- сеть создает основу для коллективной обработки, сохраняя простоту использования персонального компьютера, позволяет совместно использовать данные и периферию.

    В этом смысле главной отличительной  чертой баз данных является использование  централизованной системы управления данными, причем как на уровне файлов, так и на уровне элементов данных. Централизованное хранение совместно используемых данных приводит не только к сокращению затрат на создание и поддерживание данных в актуальном состоянии, но и к сокращению избыточности информации, упрощению процедур поддержания непротиворечивости и целостности данных.

    Общие принципы разработки программного обеспечения.

    Программное обеспечение различается по назначению, выполняемым функциям, формам реализации. В этом смысле программное обеспечение  – сложная, достаточно уникальная программная  система. Однако можно полагать, что  существуют некоторые общие принципы, которые следуют использовать при разработке программное обеспечение.

    Частотный принцип. Основан на выделении в  алгоритмах и в обрабатываемых структурах действий и данных по частоте использования. Для действий, которые часто встречаются при работе программное обеспечение. обеспечиваются условия их быстрого выполнения. К данным, к которым происходит частое обращение, обеспечивается наиболее быстрый доступ. «Частые» операции стараются делать более короткими.

    Принцип модульности. Под модулем в общем случае понимают функциональный элемент рассматриваемой системы, имеющий оформление, законченное и выполненное в пределах требований системы, и средства сопряжения с подобными элементами или элементами более высокого уровня данной или другой системы.

    Способы обособления составных частей программное  обеспечение в отдельные модули могут быть существенно различными. Чаще всего разделение происходит по функциональному признаку. В значительной степени разделение системы на модули определяется используемым методом проектирования программное обеспечение.

    Принцип функциональной избирательности. Этот принцип является логическим продолжением частотного и модульного принципов и используется при проектировании программное обеспечение, объем которого существенно превосходит имеющийся объем оперативной памяти. В программное обеспечение выделяется некоторая часть важных модулей, которые постоянно должны быть в состоянии готовности для эффективной организации вычислительного процесса. Эту часть в программное обеспечение называют ядром или монитором. При формировании состава монитора требуется удовлетворить двум противоречивым требованиям. В состав монитора, помимо чисто управляющих модулей, должны войти наиболее часто используемые модули. Программы, входящие в состав монитора, постоянно хранятся в оперативной памяти. Остальные части программное обеспечение постоянно хранятся во внешних запоминающих устройствах и загружаются в оперативную память только по вызову, перекрывая друг друга при необходимости.

    Принцип генерируемости. Основное положение этого принципа определяет такой способ исходного представления программное обеспечение, который бы позволял осуществлять настройку на конкретную кон фигурацию технических средств, круг решаемых проблем, условия работы пользователя.

    Принцип функциональной избыточности. Этот принцип учитывает возможность проведения одной и той же работы (функции) различными средствами. Особенно важен учет этого

         Принцип «умолчания». Применяется для облегчения организацией связей с системой как на стадии генерации, так и при работе с уже готовым программное обеспечение. Принцип основан на хранении в системе некоторых базовых описаний структур, модулей, конфигураций оборудования и данных, определяющих условия работы с программное обеспечение. Эту информацию программное обеспечение использует в качестве заданной, если пользователь забудет или сознательно не конкретизирует ее.

    Общесистемные принципы. При создании и развитии программное обеспечение рекомендуется применять следующие общесистемные принципы:

    • принцип включения, который предусматривает, что требования к созданию, функционированию и развитию программное обеспечение определяются со стороны более сложной, включающей его в себя системы;

    • принцип системного единства, который состоит в том, что на всех стадиях создания, функционирования и развития программное обеспечение его целостность будет обеспечиваться связями.

    • принцип развития, который предусматривает в программное обеспечение возможность его наращивания и совершенствования компонентов и связей между ними;

    • принцип комплексности, который заключается в том, что программное обеспечение обеспечивает связность обработки информации как отдельных элементов, так и для всего объема данных в целом на всех стадиях обработки;

    • принцип информационного единства, т.е. во всех подсистемах, средствах обеспечения и компонентах программное обеспечение используются единые термины, символы, условные обозначения и способы представления;

    • принцип совместимости, который состоит в том, что язык, символы, коды и средства обеспечения программное обеспечение согласованы, обеспечивают совместное функционирование всех его подсистем и сохраняют открытой структуру системы в целом;

    Принцип инвариантности, который предопределяет, что подсистемы и компоненты программное обеспечение инвариантны к обрабатываемой информации, т.е. являются универсальными или типовыми.

    Рассмотрим  жизненный цикл программного обеспечения, т.е. процесс его создания и применения от начала до конца. Этот процесс состоит  из нескольких стадий: определения требований и спецификаций, проектирования, программирования, отладки и сопровождения.

    Первая  стадия — определение требований и спецификаций — может быть названа стадией системного анализа. Общие требования к программное обеспечение — надежность, технологичность, правильность, универсальность, эффективность, информационная согласованность и т.д. Они дополняются требованиями заказчика, включающими пространственно-временные ограничения, необходимые функции и возможности, режимы функционирования, требования точности и надежности и т.д.

    Итогом  выполнения этого этапа являются эксплуатационные и функциональные спецификации, содержащие конкретное описание программное обеспечение. Разработка спецификаций требует тщательной работы системных аналитиков, постоянно контактирующих с заказчиками, которые в большинстве случаев не способны сформулировать четкие и реальные требования.

    Эксплуатационные  спецификации содержат сведения о быстродействии программное обеспечение, затратах памяти, требуемых технических средствах, надежности и т.д.

    Функциональные  спецификации определяют функции, которые  должно выполнять программное обеспечение, т.е. в них определяется, что надо делать, а не как это делать.

    Спецификации  должны быть полными, точными и ясными. Полнота исключает необходимость получения разработчиками программное обеспечение в процессе их работы от заказчиков иных сведений, кроме содержащихся в спецификациях. Точность не позволяет различных толкований. Ясность подразумевает легкость понимания как заказчиком, так и разработчиком при однозначном толковании.

    Вторая  стадия- проектирование программное обеспечение. На этом этапе:

    • формируется структура программное  обеспечение и разрабатываются  алгоритмы, задаваемые спецификациями;

    • устанавливается состав модулей с разделением их на иерархические уровни на основе изучения схем алгоритмов;

    • выбирается структура информационных массивов, составляющих базу данных;

    • фиксируются межмодульные интерфейсы. Результатом работы на этом этапе  являются спецификации на отдельные модули, дальнейшая декомпозиция которых нецелесообразна.

    Третья  стадия — программирование. На данном этапе проектные решения, полученные на предыдущей стадии, реализуются в виде программ. Разрабатываются отдельные блоки и подключаются к создаваемой системе. Одна из задач — обоснованный выбор языков программирования. На этой же стадии решаются все вопросы, связанные с особенностями типа электронно-вычислительных машин.

    Четвертая стадия — отладка программное обеспечение, заключающаяся в проверке выполнения всех требований, всех структурных элементов системы и такого количества всевозможных комбинаций, какое только позволяет здравый смысл и бюджет. Этап предполагает выявление в программах ошибок, проверку работоспособности программное обеспечение, а также его соответствие спецификациям.

    Пятая стадия — сопровождение, т.е. процесс исправления ошибок, координации всех элементов системы в соответствии с потребностями пользователя, внесения всех нужных ему исправлений и изменений. Это вызвано как минимум двумя причинами: во-первых, в программное обеспечение остаются ошибки, не выявленные при тестировании; во-вторых, пользователи в ходе эксплуатации программное обеспечение могут настаивать на внесении в него изменений и его дальнейшем совершенствовании. 

    1.2 Архитектура АИС

    Логическая  структура данных автоматизированного  рабочего места преподавателя физкультуры. База данных документальной информационной поисковой системы автоматизированного рабочего места преподавателя физкультуры — это именованная совокупность массива документов и структурированных справочников, обеспечивающих эффективность поиска. Логическая структура баз данных документальной информационной поисковой системы  включает в себя следующие компоненты:

    • документ базы данных — структурированная  форма представления информации, определяется своим уникальным (в массиве документов базы данных) идентификатором и составом полей;

    • поле — часть документа, представляющая собой однозначно идентифицируемый в информационном массиве фрагмент, для которого определены тип, имя и характер обработки.

    • слово — фрагмент поля, выделяемый по формальным правилам, является единицей информации в операциях поиска.

    Логическая  связь именования, физического размещения и наполнения полей, образующих документ, а также стратегия поиска определяется схемой представления документа. Для одной базы данных может быть определено несколько разных схем, причем их количество не ограничено. Все схемы, используемые для работы с конкретной базой данных, в принципе равноправны. Каждая схема имеет свое логическое имя, хранится в библиотеке схем и может быть одновременно использована для определения документов в нескольких базах данных.

    Документ  определяется в схеме перечислением описаний отдельных полей. Логически непрерывный массив документов базы данных в общем случае размещается в нескольких физических файлах, данные в которых связаны через указатель логического следования. Справочник базы данных размещается отдельно от массива документов и имеет специализированную структуру. Поисковые справочники являются производными по отношению к массиву документов.

    Физическая  структура базы данных автоматизированного  рабочего места преподавателя физкультуры, В информационной поисковой системе автоматизированного рабочего места преподавателя физкультуры используется следующая иерархия понятий:

    • база данных — некоторый объем  файлового физического пространства для размещения данных, принадлежащих  одной логической базе;

    • файлы баз данных. Каждая база данных состоит не менее чем из двух типов  файлов — файлов данных и файлов инвертированных структур. Отдельный файл может принадлежать только одной базе данных;

    • экстент — пространство для хранения данных в базах данных, выделяется блоками (экстентами) по восемь следующих друг за другом страниц размером 8 Кбайт. Экстент является единицей выделения пространства;

    • страница. Файлы делятся на страницы размером по 8 Кбайт каждая. Логический номер страницы складывается из номера файла и номера страницы в файле. В рамках баз данных файлы нумеруются, начиная с 1, также нумеруются страницы в рамках файла.

    Словарные инвертированные структуры баз  данных хранятся в отдельной области  и представлены тремя типами страниц:

    • индексные страницы;

    • страницы текстового представления  словарных структур;

    • страницы инвертированных списков.

    Информационно-поисковый документальной информационной поисковой системе автоматизированного рабочего места преподавателя физкультуры. Информационно-поисковый запрос документальной информационной поисковой системе представляет собой совокупность отдельных предложений запроса, в общем случае синтаксически и семантически не связанных между собой. Однако, само понятие «Запрос» предполагает объединенную общей тематикой последовательность поисковых действий, направленных на получение обобщенного результата, что позволяет разрешать ссылки на результаты отельных предложений в рамках текущего запроса, объединять поисковые результаты, выделять общее множество релевантных документов и т.п.

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2 Исследовательская  часть

    2.1 Описание модели  системы

    Итерационная  модель. Создание комплексных систем программных обеспечений предполагает проведение увязки проектных решений, получаемых при реализации отдельных задач. Подход к проектированию снизу вверх обусловливает необходимость таких итерационных возвратов, когда проектные решения по отдельным задачам комплектуются в общие системные решения и при этом возникает потребность в пересмотре ранее сформулированных требований. Как правило, вследствие большого числа итераций возникают рассогласования в выполненных проектных решениях и документации. Запутанность функциональной и системной архитектуры созданного программного обеспечения, трудность в использовании проектной документации вызывают на стадиях внедрения и эксплуатации сразу необходимость перепроектирования всей системы. Длительный жизненный цикл разработки программного обеспечения заканчивается этапом внедрения, за которым начинается жизненный цикл создания нового программного обеспечения.

Типовое решение  позволяет:

• автоматизировать систему накопления и обработки информации, что позволяет в значительной мере снизить время затрачиваемое на анализ полученных данных
• рационализировать рабочее время преподавателя;
• оптимально накапливать, систематизировать, непрерывно обновлять, беспрепятственно и полноаспектно использовать востребованную информацию
• накапливать и систематизировать информацию с последующим оперативным представлением необходимых сведений и данных о текущих результатах учебной деятельности;
• осуществлять оперативный контроль за качеством образовательного процесса;
• создавать и непрерывно обновлять банк данных, а также данных о перспективах улучшения качества образования.

      Данная программа, позволяет в  виде таблиц,  представить результаты  учебной деятельности студентов  на протяжении всего периода  обучения этому предмету. 

    2.2 Постановка задачи.

    Максимально формализованное описание задачи в  нашем примере будет выглядеть  следующим образом.

    Наименование  задачи: автоматизированное рабочее  место преподавателя физкультуры.

    Цель  работы преподавателя в плане  организации документов- автоматизировать систему накопления и обработки информации, рационализировать рабочее время преподавателя, систематизировать информацию с последующим оперативным представлением необходимых сведений и данных о текущих результатах учебной деятельности.

    Функции преподавателя:

• заполнение электронных журналов со списком студентов
• заполнение информации о студентах
• выставление оценок
• запись нормативов
• создавать планы на урок  

 

    Созданная такая АРМ позволит увеличить  увеличить автоматизацию работы учебных заведений, следовательно быстро осуществлять регистрацию поступающих студентов. По этому в курсовой работе поставлены следующие задачи:

• разработать структурную схему организации данных;
• построить ЕР-диаграмму АРМПФ
• создать схему данных для АРМ;
• создать таблицы баз данных, связи которых позволят оформить запросы к системе;
• смоделировать интерфейс пользователя.
• Таким образом создаваемая система может являться неотъемлемой частью автоматизации процессов преподавателя и его поиска.

 

       2.3 Построение ЕР-модели

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЕР-модель имеет  следующий вид: 

    2.4 Выбор и обоснование  СУБД

    Microsoft Access – это самая популярная  сегодня настольная система управления  базами данных. Ее успех можно  связывать с великолепной рекламной кампанией, организованной Microsoft, или включением ее в богатое окружение продуктов семейства Microsoft Office. Вполне возможно, что это так. Но корень успеха, скорее всего, заключается в прекрасной реализации продукта, рассчитанного как на начинающего, так и квалифицированного пользователя.

    СУБД Access 2007 для работы с данными использует процессор баз данных Microsoft Jet 4.0, объекты доступа к данным и  средство быстрого построения интерфейса — конструктор форм. Для получения  распечаток используются Конструкторы отчетов. Автоматизация рутинных операций может быть выполнена с помощью макрокоманд. На тот случай, когда не хватает функциональности визуальных средств, пользователи Access могут обратиться к созданию процедур и функций. При этом как в макрокомандах можно использовать вызовы функций, так и из кода процедур и функций можно выполнять макрокоманды. Несмотря на свою ориентированность на конечного пользователя, в Access присутствует язык программирования Visual Basic for Application, который позволяет создавать массивы, свои типы данных, вызывать DLL-функции, с помощью OLE Automation контролировать работу приложений, которые могут функционировать как OLE-серверы. Вы даже можете целиком создавать базы данных с помощью кодирования, когда в этом появляется необходимость.

    MS Access из всех рассматриваемых средств  разработки имеет, пожалуй, самый  богатый набор визуальных средств.  Тем не менее кодировать в  Access приходится исходя из собственного  опыта авторы берутся утверждать, что ни одно приложение, не предназначенное для себя лично, создать хотя бы без одной строчки кода невозможно.

    Главное качество Access, которое привлекает к  нему многих пользователей, – тесная интеграция с Microsoft Office. К примеру, скопировав в буфер графический образ таблицы, открыв Microsoft Word и применив вставку из буфера, мы тут же получим в документе готовую таблицу с данными из БД.

    Вся работа с базой данных осуществляется через окно контейнера базы данных. Отсюда осуществляется доступ ко всем объектам, а именно: таблицам, запросам, формам, отчетам, макросам, модулям. Посредством драйверов ISAM можно получить доступ к файлам таблиц некоторых других форматов: DBASE, Paradox, Excel, текстовым файлам, FoxPro 2.x, а посредством технологии ODBC – и к файлам многих других форматов.

    Access 2007 может выступать как в роли OLE контролера, так и ОЕЕ сервера.  Это значит, что вы можете контролировать  работу приложений Access из любого  приложения, при условии, что оно  может выступать в роли OLE контролера и наоборот.

    Встроенный SQL позволяет максимально гибко  работать с данными и значительно  ускоряет доступ к внешним данным. Пользователям, малознакомым с понятиями  реляционных баз данных, Access дает возможность разделять свои сложные  по структуре таблицы на несколько, связанных по ключевым полям.

    Для того чтобы не возникали проблемы сохранности и доступа к данным, имеет смысл воспользоваться  средствами защиты, которые предоставляет Access. При этом вы можете воспользоваться  Мастером, если не уверены, что сами правильно установите права и ограничения для пользователей.

    В отличие от других рассматриваемых  средств разработки, СУБД Access имеет  русифицированный интерфейс и частично переведенный на русский язык файл контекстной помощи. Как мы уже  отмечали, причина этого отрадного факта заключена в позиционировании этой СУБД на конечного пользователя.

    При создании многих объектов и элементов  управления в Access предоставляется несколько  возможностей реализации поставленной задачи. Как правило, большая часть  объектов создается визуально, путем нажатия кнопки Создать. При этом необходимо находиться в контейнере базы данных на той вкладке, объекты которой вас интересуют. В качестве альтернативы можно воспользоваться меню Вставка и выбрать в нем соответствующий объект.

    3 Практическая часть

    3.1 Описание таблиц

    На  следующем этапе мы должны составить  проекты таблиц, которые будут  в дальнейшем реализованы в проектированной  СУБД.

    Таблица- Группы

    Код специальности- поле для записи кода специальности группы.

    Специальность- поле для записи названия специальности группы.

    Группа- поле для записи группа.

    Куратор группы- поле для записи ФИО куратора данной группы. 
 
 
 
 

    Таблица- Данные студента

    № студента- поле для записи личного номера студента.

    ФИО- поле для записи ФИО студента.

    Дата  рождения- поле для записи даты рождения студента.

    Адрес- поле для записи адреса, по которому проживает студент.

    Дом. Телефон- поле для записи домашнего телефона.

    ФИО отца- поле для записи ФИО отца студента.

    Тел. Отца- поле для записи телефона отца студента.

    ФИО матери- поле для записи ФИО матери студента.

    Тел. Матери- поле для записи телефона матери студента.

    Состояние здоровья- поле для записи физического состояния здоровья студента. 
 

    Таблица- Журнал

    №- поле для записи номера студента по списку.

    ФИО- поле для записи ФИО студента.

    № недели- поле для записи номера учебной недели.

    Понедельник…суббота- поле для записи отметок студента с понедельника по субботу. 
 
 
 
 
 
 
 

    Таблица- КТП

 

    № занятия- поле для записи номера занятия.

    Дата- поле для записи даты занятия.

    Тема- поле для записи темы занятия.

    Количество  часов- поле для записи количества часов.

    Преподаватель- поле для записи ФИО преподавателя.

    Домашнее  задание- поле для записи домашнего  задания.