Информационная модель ЧП «такси»

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

ИРКУТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

 

Кафедра информатики и математического  моделирования 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

По дисциплине: Проектирование информационных систем

 

Тема: «Информационная  модель ЧП «такси»»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка экономического

факультета, 4 курса,

спец.080801.65,

 Дырочкина Т.Е.

Проверила:

 Макагонова Н.Н.

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск, 2012

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

 

В настоящее время  эффективная автоматизации любого вида деятельности предприятия может  производиться только на основе применения информационных систем (ИС). Под автоматизацией можно понимать разработку ИС, или  ее выбор на рынке с последующей адаптацией под специфику предприятия, а также процесс внедрения, обслуживания и ведения с целью модернизации.

В качестве предметной области  для курсовой работы по проектированию информационной системы выбрана  фирма по оказанию услуг по перевозке заказчиков в черте города и района. В настоящее время фирма «Такси» является быстро развивающейся, и для того чтобы не потерять и укрепить свои позиции, она использует новейшие технические средства и программы. Причем программы постоянно совершенствуются и создаются новые улучшенные версии, также разрабатываются новые более совершенные базы данных. Последней из таких разработок является база данных «Диспетчер такси», которая позволит организовать на более качественном уровне хранение, учет, нахождение и отображение запрашиваемой информации. Данная база должна включать в себя все необходимые сведения о заявках [11] .

Основные цели, для достижения которых создана база данных «Такси»:

• Обеспечение работникам более быстрого и удобного поиска необходимой информации;
• Обеспечение порядка размещения уже хранящихся и поступающих данных;
• Тщательное отслеживание изменений данных;
• Обеспечение большей защиты информации от несанкционированного доступа;
• Осуществление учета заказов.

Автоматизированный учет информации позволяет наиболее достоверно, быстро и безошибочно собирать и производить различные операции с данными. А значит, позволит быстрее и качественнее выполнять работнику работу, не отвлекаясь на перепроверку данных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Теория  по проектированию ИС

 

В своей деятельности человек повсеместно использует модели, то есть создает образ, копию  того объекта, с которым ему приходится иметь дело. Продумывая план действий, представляя результат своих  действий, человек строит модель на уровне мысли.     

Модель - это искусственно созданный объект, дающий упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении, отражающий существенные стороны изучаемого объекта с  точки зрения цели моделирования. Моделирование - это построение моделей, предназначенных для изучения и исследования объектов, процессов или явлений. 
     Объект, для которого создается модель, называют оригиналом или прототипом. Любая модель не является абсолютной копией своего оригинала, она лишь отражает некоторые его качества и свойства, наиболее существенные для выбранной цели исследования. При создании модели всегда присутствуют определенные допущения и гипотезы. 
     Системный подход позволяет создавать полноценные модели. Особенности системного подхода заключаются в следующем. Изучаемый объект рассматривается как система, описание и исследование элементов которой не выступает как сама цель, а выполняется с учетом их места (наличие подзадач). В целом объект не отделяется от условий его существования и функционирования. Объект рассматривается как составная часть чего-то целого (сам является подзадачей). Один и тот же исследуемый элемент рассматривается как обладающий разными характеристиками, функциями и даже принципами построения. При системном подходе на первое место выступают не только причинные объяснения функционирования объекта, но и целесообразность включения его в состав других элементов. Допускается возможность наличия у объекта множества индивидуальных характеристик и степеней свободы. Альтернативы решения задач сравниваются в первую очередь по критерию "стоимость-эффективность". 
     Создание универсальных моделей - это следствие использование системного подхода.      

Моделирование (эксперимент) может быть незаменимо. Мы не можем, например, устроить ядерную катастрофу, чтобы выяснить масштабы возможного заражения, а с помощью компьютера возможен расчет (и достаточно точный) интересующих исследователей параметров. 
     Моделирование - исследование явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей - это основной способ научного познания. В информатике данный способ называется вычислительный эксперимент и основывается он на трех основных понятиях: модель - алгоритм - программа.     

Использование компьютера при моделировании возможно по трем направлениям: 
     1. Вычислительное - прямые расчеты по программе. 
     2. Инструментальное - построение базы знаний, для преобразования ее в алгоритм и программу.     

3. Диалоговое - поддержание  интерфейса между исследователем  и компьютером.

Виды моделей. Информационная модель

Модель - общенаучное  понятие, означающее как идеальный, так и физический объект анализа. Важным классом идеальных моделей  является математическая модель - в  ней изучаемое явление или  процесс представлены в виде абстрактных  объектов или наиболее общих математических закономерностей, выражающих либо законы природы, либо внутренние свойства самих математических объектов, либо правила логических рассуждений. 
     Границы между моделями различных типов или классов, а также отнесение модели к какому-то типу или классу чаще всего условны. Рассмотрим наиболее распространенные признаки, по которым классифицируются модели:

• цель использования;
• область знаний;
• фактор времени;
• способ представления.

По целям использования  выделяются модели учебные, опытные, имитационные, игровые, научно-технические.

По области знаний выделяются модели биологические, экономические, исторические, социологические и  т.д.     

По фактору времени  разделяются модели динамические и  статические. Статическая модель отражает строение и параметры объекта, поэтому ее называют также структурной. Она описывает объект в определенный момент времени, дает срез информации о нем. Динамическая модель отражает процесс функционирования объекта или изменения и развития процесса во времени.     

Любая модель имеет конкретный вид, форму или способ представления, она всегда из чего-то и как-то сделана  или представлена и описана. В  этом классе, прежде всего, модели рассматриваются  как материальные и нематериальные.      

Материальные модели - это материальные копии объектов моделирования.  
     Они всегда имеют реальное воплощение, воспроизводят внешние свойства или внутреннее строение, либо действия объекта-оригинала. Примеры: глобус - модель формы земного шара, кукла - модель внешнего вида человека, робот - модель действий человека на вредном производстве. Материальное моделирование использует экспериментальный (опытный) метод познания.     

Нематериальное моделирование  использует теоретический метод  познания. По-другому его называют, абстрактным, идеальным. Абстрактные модели, в свою очередь, делятся на воображаемые и информационные. 
     Информационная модель - это совокупность информации об объекте, описывающая свойства и состояние объекта, процесса или явления, а также связи и отношения с окружающим миром.      

Информационные модели представляют объекты в виде, словесных  описаний, текстов, рисунков, таблиц, схем, чертежей, формул и т.д. Информационную модель нельзя потрогать, у нее нет  материального воплощения, она строится только на информации. Ее можно выразить на языке описания (знаковая модель) или языке представления (наглядная модель). 
     Одна и та же модель одновременно относится к разным классам деления. Например, программы, имитирующие движение тел (автомобиля, снаряда, маятника, лифта и пр.). Такие программы используются на уроках физики (область знания) с целями обучения (цель использования). В то же время они являются динамическими, так как учитывают положение тела в разные моменты времени, и алгоритмическими по способу реализации.      

Рассмотрим подробнее  класс информационных моделей с  позиции способов представления  информации. Форма представления  информационной модели зависит от способа  кодирования (алфавита) и материального  носителя.     

Воображаемое (мысленное  или интуитивное) моделирование - это мысленное представление об объекте. Такие модели формируются в воображении человека и сопутствуют его сознательной деятельности. Они всегда предшествуют созданию материального объекта, материальной и информационной модели, являясь одним из этапов творческого процесса. Например, музыкальная тема в мозгу композитора - интуитивная модель музыкального произведения.     

Вербальное моделирование (относится к знаковым) - это представление  информационной модели средствами естественного  разговорного языка (фонемами). Мысленная модель, выраженная в разговорной форме, называется вербальной (от латинского слова verbalize - устный). Форма представления такой модели - устное или письменное сообщение. Примерами являются литературные произведения, информация в учебных пособиях и словарях, инструкции пользования устройством, правила дорожного движения.     

Наглядное (выражено на языке  представления) моделирование - это  выражение свойств оригинала  с помощью образов. Например, рисунки, художественные полотна, фотографии, кинофильмы. При научном моделировании понятия часто кодируются рисунками - иконическое моделирование. Сюда же относятся геометрические модели - информационные модели, представленные средствами графики.

Схема 1. Образно – знаковые модели.

 

Схема 2. Образно – знаковые модели.

 

Образно-знаковое моделирование  использует знаковые образы какого-либо вида: схемы, графы, чертежи, графики, планы, карты (Схема 1.). Например, географическая карта, план квартиры, родословное дерево, блок-схема алгоритма. К этой группе относятся структурные информационные модели, создаваемые для наглядного изображения составных частей и связей объектов. Наиболее простые и распространенные информационные структуры - это таблицы, схемы, графы, блок-схемы, деревья (Схема 2).     

Знаковое (символическое  выражено на языке описания) моделирование (Схема 3) использует алфавиты формальных языков: условные знаки, специальные символы, буквы, цифры и предусматривает совокупность правил оперирования с этими знаками. Примеры: специальные языковые системы, физические или химические формулы, математические выражения и формулы, нотная запись и т. д. Программа, записанная по правилам языка программирования, является знаковой моделью.

Схема 3. Знаковые модели.

 

Одним из наиболее распространенных формальных языков является алгебраический язык формул в математике, который позволяет описывать функциональные зависимости между величинами. Составление математической модели во многих задачах моделирования хоть и промежуточная, но очень существенная стадия. 
     Математическая модель - способ представления информационной модели, отображающий связь различных параметров объекта через математические формулы и понятия.     

В тех случаях, когда  моделирование ориентировано на исследование моделей с помощью компьютера, одним из его этапов является разработка компьютерной модели.      

Компьютерная модель - это созданный за счет ресурсов компьютера виртуальный образ, качественно  и количественно отражающий внутренние свойства и связи моделируемого  объекта, иногда передающий и его внешние характеристики.      

Компьютерная модель представляет собой материальную модель, воспроизводящую внешний вид, строение или действие моделируемого объекта  посредством электромагнитных сигналов [6].

3. Моделирование предметной области

 

Деятельность фирмы такси осуществляется по следующей схеме: клиент назначает заказ, а так же он может его забронировать. Диспетчер, принимая заказ, записывает время принятия звонка, номер заказа, и стоимость услуги. Затем, по позывному обращается к водителю узнает, свободен он или нет, если да то отдает заказ ему, если нет аналогично обращается к другому водителю. Далее диспетчер перезванивает заказчику и оповещает о марке и регистрационном номере машины, которая должна выполнить его заказ. Когда водитель забирает клиента с места назначения, он по позывному обращается к диспетчеру и говорит что «забрал» клиента, далее он приезжает на назначенный адрес и снова оповещает диспетчера, о том, что заказ выполнен и говорит насчитанный им километраж, диспетчер записывает время выполнения заказа и сообщает о стоимости проезда в зависимости от услуги. А затем водитель возвращается на базу и берет новый заказ.

Для моделирования деятельности такси используется функциональное моделирование.

3.1. Функциональная модель

 

Функциональная  модель предназначена для изучения особенностей работы (функционирования) системы и её назначения во взаимосвязи с внутренними и внешними элементами.

Функция — самая существенная характеристика любой системы, отражает её предназначение, то, ради чего она была создана. Подобные модели оперируют, прежде всего, с функциональными параметрами. Графическим представлением этих моделей служат блок-схемы. Они отображают порядок действий, направленных на достижение заданных целей. Функциональной моделью является абстрактная модель [5].

 

Рис.1. Обслуживание клиентов службы такси

 

На рисунке 1 представлен  основной бизнес процесс службы такси.

Декомпозиция — научный метод, использующий структуру задачи и позволяющий заменить решение одной большой задачи решением серии меньших задач, пусть и взаимосвязанных, но более простых.

Декомпозиция, как процесс  расчленения, позволяет рассматривать  любую исследуемую систему как  сложную, состоящую из отдельных  взаимосвязанных подсистем, которые, в свою очередь, также могут быть расчленены на части. В качестве систем могут выступать не только материальные объекты, но и процессы, явления и понятия[9].

 Рис.2. Декомпозиция бизнес процесса «обслуживание клиентов службой такси».

 

Результат декомпозиции показан на рисунке 2. Где входом в процесс является заказ, а выходом из нее выполненный заказ и наличие сводных машин. Управлением является технология работы службы. Механизмом выполнения данного процесса   являются диспетчеры и водители.

 

Рис.3. Декомпозиция бизнес процесса «принятие заказа».

 

На рисунке 3 представлен  результат декомпозиции процесса принятия заказа. Видно, что на входе участвуют  заказ, а на выходе заказ зарегистрированный в журнал. Элемент управления - технология работы службы такси, а механизм диспетчеры.

 

 

Рис.4. Декомпозиция бизнес процесса «подготовка к выполнению заказа».

 

На рисунке 4 представлен результат декомпозиции процесса подготовки к выполнению заказа. Видно, что на входе участвуют заказ и свободные машины, а на выходе выполненный заказ. Элемент управления-технология работы службы такси, а механизм диспетчеры и водители.

 

Рис.5. Декомпозиция бизнес процесса «выполнение заказа».

 

На рисунке 5 представлен результат декомпозиции процесса выполнения  заказа. Видно, что на входе участвуют заказ, а на выходе выполненный заказ. Элемент управления - технология работы службы такси, а механизм диспетчеры и водители [10].

3.2. Моделирование потоков данных

 

В основе данной методологии лежит построение модели анализируемой ИС - проектируемой или реально существующей. В соответствии с методологией модель системы определяется как иерархия диаграмм потоков данных (ДПД или DFD), описывающих асинхронный процесс преобразования информации от ее ввода в систему до выдачи пользователю. Диаграммы верхних уровней иерархии (контекстные диаграммы) определяют основные процессы или подсистемы ИС с внешними входами и выходами. Они детализируются при помощи диаграмм нижнего уровня. Такая декомпозиция продолжается, создавая многоуровневую иерархию диаграмм, до тех пор, пока не будет достигнут такой уровень декомпозиции, на котором процесс становятся элементарными и детализировать их далее невозможно.

Источники информации (внешние  сущности) порождают информационные потоки (потоки данных), переносящие  информацию к подсистемам или процессам. Те в свою очередь преобразуют информацию и порождают новые потоки, которые переносят информацию к другим процессам или подсистемам, накопителям данных или внешним сущностям - потребителям информации. Таким образом, основными компонентами диаграмм потоков данных являются:

• внешние сущности;
• системы/подсистемы;
• процессы;
• накопители данных;
• потоки данных[3].

Рис.6. Диспетчер такси.

 

На рисунке 6 представлен  внешний документооборот фирмы  такси.. Для обозначения элементов среды функционирования системы используется понятие внешней сущности. Внутри системы существуют процессы преобразования информации, порождающие новые потоки данных. Потоки данных могут поступать на вход к другим процессам, помещаться (и извлекаться) в накопители данных, передаваться к внешним сущностям.

 

Рис.7. Диспетчер такси.

 

На рисунке 7 в построенной модели на основании нотации DFD показан процесс работы и документооборота  в службе такси. Где потоки данных будут происходить параллельно между диспетчером, директором и заказчиком [8] .

 

3.3. Моделирование  потоков работ

 

IDEF3 — способ описания процессов с использованием структурированного метода, позволяющего эксперту в предметной области представить положение вещей как упорядоченную последовательность событий с одновременным описанием объектов, имеющих непосредственное отношение к процессу.

IDEF3 является технологией, хорошо приспособленной для сбора данных, требующихся для проведения структурного анализа системы.

В отличие от большинства технологий моделирования бизнес-процессов, IDEF3 не имеет жестких синтаксических или семантических ограничений, делающих неудобным описание неполных или нецелостных систем. Кроме того, автор модели (системный аналитик) избавлен от необходимости смешивать свои собственные предположения о функционировании системы с экспертными утверждениями в целях заполнения пробелов в описании предметной области.

IDEF3 также может быть использован как метод проектирования бизнес-процессов. IDEF3-моделирование органично дополняет традиционное моделирование с использованием стандарта  методологии IDEF0. В настоящее время оно получает все большее распространение как вполне жизнеспособный путь построения моделей проектируемых систем для дальнейшего анализа имитационными методами. Имитационное тестирование часто используют для оценки эксплуатационных качеств разрабатываемой системы [7].

Рис.8. Диспетчер такси.

На рисунке 8 представлен  поток работ происходящих в данной области «Такси». Здесь видно, что при определении наличия свободного водителя происходит один из перечисленных этапов.

3.4. Определение  узких мест, предлагаемое решение

Узкое место (bottleneck) - это  условие, при котором ограничения  одного из аппаратных компонентов не позволяют всей системе в целом  работать быстрее. С наибольшей вероятностью узким местом системы становится устройство, обладающее наименьшей производительностью, особенно в условиях его сильной загрузки. В этой ситуации повышение производительности любого другого устройства системы никогда не позволит повысить производительность системы в целом; результатом может явиться только низкая степень загрузки высокопроизводительных устройств [12].

Анализ исследуемой  модели показал, что сотрудники такси  затрачивают уйму времени на:

- большое количество документации;

- устаревшие технологии обработки данных;

- поиск нужной информации.

Для повышения эффективности  этих процессов предлагается внедрить ИС, которая поможет сотрудникам  такси  проводить  анализ прошлых заявок, на основе этого анализа быстро осуществлять заявку по нужному адресу. При наличии данной ИС сотрудник такси сможет спокойно искать нужную информацию, составлять отчетность при минимальных затратах времени. В данной ИС так же будет возможность просматривать все заявки который осуществил водитель.

3.5. Техническое задание на разработку ИС

Техническое задание  для ИС «Такси» 

1.Общие  сведения:

ИС «Такси», предназначена  для работников частного предприятия, оказывающего населению услуги такси, и позволяет им повысить эффективность  своей работы за счет систематизации и быстрого поиска нужной им информации.

Свободный доступ к электронным  материалам.

Разработчик- студентка  ИрГСХА Дырочкина Татьяна Евгеньевна

2.Назначение  и цели.

Цель:

Сокращение времени  на обслуживание клиентов такси.

Назначение:

  ИС «Такси» ориентирована на следующих пользователей ЧП:

- руководителей ЧП;

- сотрудников ЧП;

- для организаций осуществляющих  проверки по данному ЧП.

3.Характеристика объекта автоматизации.

- Поэтапное внедрение дополнительных модулей автоматизированной системы  и в связи с этим совершенствование технологических процессов.

- Предоставление сотрудникам новых форм сервисных услуг.

- Совершенствование ИС ЧП.

4. Требования к системе.

4.1. Требования к системе в целом:

 - сбор, организация хранения и обеспечение сохранности данных в ИС;

- целенаправленное создание  информационных массивов.

4.2. Требования к инструментальным средствам:

- Развёртывание CASE средства BpWin и ErWin;

- Развёртывание СУБД Access;

5. Состав и содержание работ по созданию системы:

- Создание пользовательского интерфейса.

- Создание рабочей документации, в том числе инструкции для пользователя по  работе в системе.

- Установка на рабочее место ИС,  заполнение БД, пробная эксплуатация.

- Возможные исправления в работе, структуре ИС и полная загрузка ИС.

  6. Порядок контроля и приемки:  Заказчик имеет право получать отчеты от разработчиков  о каждом этапе создания ИС, вносить изменения и поправки, оговоренные в договоре.

7.Требования  к составу и содержанию работ  по подготовке объекта к вводу  системы в действие:  Все работы по подготовке и внедрению информационной системы проводятся разработчиком в сотрудничестве со специалистами, которые дают  информацию, необходимую для построения ИС.

8. Требования  к документированию: документация будет включать общее описание системы и  правил работы с ней, а также документацию по установке и сопровождению.

9. Источники  разработки ИС: опрос персонала и руководством фирмы, анализ документации фирмы и должностных инструкций сотрудников фирмы.

4. Проектирование БД

 

Проектирование баз  данных — процесс создания схемы  базы данных и определения необходимых  ограничений целостности.

Проектирование БД является очень важным этапом, от которого зависят  последующие этапы разработки СУБД. Время, затраченное разработчиком  на проектирование БД, обычно окупается высокой скоростью реализации проекта.

Перед созданием базы данных необходимо располагать описанием  выбранной предметной области, которое  должно охватывать реальные объекты  и процессы, иметь всю необходимую  информацию для удовлетворения предполагаемых запросов пользователя и определить потребности в обработке данных.

На основе такого описания на этапе проектирования базы данных осуществляется определение состава  и структуры данных предметной области, которые должны находиться в базе данных и обеспечивать выполнение необходимых запросов и задач пользователя. Структура данных предметной области может отображаться информационно-логической моделью. На основе этой модели легко создается реляционная база данных [1].

Основные задачи проектирования баз данных:

- Обеспечение хранения в БД всей необходимой информации.

- Обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам.

- Сокращение избыточности и дублирования данных.

-Обеспечение целостности данных (правильности их содержания): исключение противоречий в содержании данных, исключение их потери и т.д.

Модели «сущность-связь» (ER-модель данных)

Модель «сущность-связь» (англ. “Entity-Relationship model”), или ER-модель, предложенная П. Ченом в 1976 г., является наиболее известным представителем класса семантических (концептуальных, инфологических) моделей предметной области. ER-модель обычно представляется в графической форме, с использованием оригинальной нотации П. Чена, называемой ER-диаграмма, либо с использованием других графических нотаций (Crow's Foot, Information Engineering и др.).

Основные преимущества ER-моделей:

- наглядность;

- модели позволяют проектировать базы данных с большим количеством объектов и атрибутов;

- ER-модели реализованы во многих системах автоматизированного проектирования баз данных (например, ERWin).

Основные элементы ER-моделей:

- объекты (сущности);