Содержание

Введение

       В последние годы в Мире стремительно растет документооборот,  а также работа с информационными запросами и их услугами,  которые необходимо автоматизировать.

     При разработке автоматизированных систем управления на этапах кодирования и  тестирования выявляется большое количество ошибок, исправление которых влекло за собой кардинальное изменение всей разрабатываемой системы. Учесть такие ошибки возможно только при моделировании и глубоком, детальном анализе создаваемых проектов. Моделирование позволяет «увидеть» проект в процессе разработки и создать предпосылки для анализа поведения системы в зависимости от начальных условий.

     В данной курсовой работе рассматриваются  информационные процессы и потоки на основе ИС продажи автобусных билетов.

     В рамках курсовой работы поставлены следующие задачи:

1. изучить теорию ИС;
2. рассмотреть информационную модель;
3. рассмотреть даталогическую и физическую модели;
4. изучить документооборот и информационные потоки, на основе информационной модели.

1. Теория ИС

1.1 Понятие и назначение  информационной системы

     Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных, взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов. Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям.

     1.Элемент  системы — часть системы, имеющая определенное функциональное назначение. Сложные элементы систем, в свою очередь состоящие из более простых взаимосвязанных элементов, часто называют подсистемами.

     2.Организация системы — внутренняя упорядоченность, согласованность взаимодействия элементов системы, проявляющаяся, в частности, в ограничении разнообразия состояний элементов в рамках системы.

     3.Структура системы — состав, порядок и принципы взаимодействия элементов системы, определяющие основные свойства системы. Если отдельные элементы системы разнесены по разным уровням и внутренние связи между элементами организованы только от вышестоящих к нижестоящим уровням и наоборот, то говорят об иерархической структуре системы. Чисто иерархические структуры встречаются практически редко, поэтому, несколько рас ширяя это понятие, под иерархической структурой обычно понимают и такие структуры, где среди прочих связей иерархические связи имеют главенствующее значение.

     4.Архитектура системы — совокупность свойств системы, существенных для пользователя.

     5.Целостность системы — принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств отдельных ее элементов (эмерджентность свойств) и, в то же время, зависимость свойств каждого элемента от его места и функции внутри системы.

     Информационная  система — организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы

1.2 Процессы в информационной  системе

     Процессы, обеспечивающие работу информационной системы любого назначения, условно  можно представить в виде схемы (рис. 1), состоящей из блоков:

     •   ввод информации из внешних или внутренних источников;

     •   обработка входной информации и  представление ее в удобном виде;

     •   вывод информации для представления  потребителям или передачи в другую систему;

     •   обратная связь — это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации.

     Рис.1 Процессы, обеспечивающие работу ИС.

1.3 Основные задачи, решаемые ИС

• Интерпретация данных.  Под интерпретацией понимается процесс определения смысла данных, результаты которого должны быть согласованными и корректными. Обычно предусматривается многовариантный анализ данных.
• Диагностика. Под диагностикой понимается процесс соотношения объекта с некоторым классом объектов и/или обнаружение неисправности в некоторой системе. Неисправность — это отклонение от нормы. Такая трактовка позволяет с единых теоретических позиций рассматривать и неисправность оборудования в технических системах, и заболевания живых организмов, и всевозможные природные аномалии.
• Проектирование. Проектирование состоит в подготовке спецификаций на создание «объектов» с заранее определёнными свойствами. Под спецификацией понимается весь набор необходимых документов -чертёж, пояснительная записка и т.д. Основные проблемы здесь — получение чёткого структурного описания знаний об объекте и проблема «следа».
• Прогнозирование. Прогнозирование позволяет предсказывать последствия некоторых событий или явлений на основании анализа имеющихся данных. Прогнозирующие системы логически выводят вероятные следствия из заданных ситуаций.
• Планирование. Под планированием понимается нахождение планов действий, относящихся к объектам, способным выполнять некоторые функции. В таких ЭС используются модели поведения реальных объектов с тем, чтобы логически вывести последствия планируемой деятельности.
• Управление. Под управлением понимается функция организованной системы, поддерживающая определенный режим деятельности. Такого рода ИС осуществляют управление поведением сложных систем в соответствии с заданными спецификациями.
• Поддержка принятия решений. Поддержка принятия решения — это совокупность процедур, обеспечивающая лицо, принимающее решения, необходимой информацией и рекомендациями, облегчающие процесс принятия решения. Эти ИС помогают специалистам выбрать и/или сформировать нужную альтернативу среди множества выборов при принятии ответственных решений.

1.4 Структура ИС. Понятие подсистема ИС

1. По уровням  иерархии (суперсистема, система, подсистема, элемент системы);
2. По степени замкнутости (замкнутые, открытые, условно-замкнутые);
3. По характеру протекаемых процессов в динамических системах (детерминированные, стохастические и вероятностные);
4. По типу связей и элементов (простые, сложные).

     Подсистема - это набор объектов и подсистем, обеспечивающих некоторую функциональность, и взаимодействующих между собой в соответствии с их интерфейсами. Интерфейс подсистемы представляет собой подмножество объединения интерфейсов всех объектов и подсистем, составляющих эту подсистему. В состав подсистемы может входить один, или более взаимозависимых объектов и/или подсистем.

1.5 CASE-средства

     Моделирование работы информационной системы особенно важно на первых этапах её создания. Так как исправление допущенных на этом этапе ошибок обходится наиболее дорого, то и польза на этапе анализа  задачи и разработки логической модели её решения значительна.

     За  последнее десятилетие сформировалось новое направление в программотехнике - CASE (Computer-Aided Software/System Engineering). В настоящее  время не существует общепринятого  определения CASE. Содержание этого понятия обычно определяется перечнем задач, решаемых с помощью CASE, а также совокупностью применяемых методов и средств.

     CASE-средства  позволяют получить описание  работы создаваемой системы раньше, чем её построили. Потом с  их помощью можно анализировать работу системы и оптимизировать подготавливаемые решения. Для этого специально предусмотрен инструментарий проектирования.

     Обычно  к CASE-средствам относят любое программное средство, автоматизирующее ту или иную совокупность процессов жизненного цикла ПО и обладающее следующими основными характерными особенностями:

• мощные графические средства для описания и документирования ИС, обеспечивающие удобный интерфейс с разработчиком и развивающие его творческие возможности;
• интеграция отдельных компонент САSЕ-средств, обеспечивающая управляемость процессом разработки ИС;
• использование специальным образом организованного хранилища проектных метаданных.

     BPwin  является уникальной программой, которая позволяет создавать модели процессов и поддерживает в одной модели в дополнение к IDEF0 еще два стандарта (нотации) моделирования – DFD и IDEF3. Каждая из этих трех нотаций позволяет рассмотреть различные стороны деятельности предприятия:

1. диаграммы IDEF0 предназначены для описания бизнес-процессов на предприятии, они позволяют понять, какие объекты или информация служат сырьем для процессов, какие результаты производят работы, что является управляющими факторами и какие ресурсы для этого необходимы;
2. нотация IDEF0 позволяет выявить формальные недостатки бизнес-процессов, что существенно облегчает анализ деятельности предприятия;
3. диаграммы потоков данных (Data flow diagramming, DFD) используются для описания документооборота и обработки информации.

     Рассмотрев  возможности каждого стандарта  можно отдать предпочтение IDEF3, для описания логики взаимодействия информационных потоков она подходит больше, называемая также workflow diagramming – нотацией моделирования, использующая графическое описание информационных потоков, взаимоотношений между процессами обработки информации и объектов, являющихся частью этих процессов.

2. Информационные потоки

2.1 Понятие информационных  потоков

     Информационный  поток - это поток сообщений в  речевой, документной (бумажной и электронной) и других формах, сопутствующий материальному  или сервисному потоку в рассматриваемой логистической системе и предназначенный в основном для реализации управляющих воздействий.

     Информационные  потоки, возникающие при внешних  воздействиях на соответствующую среду, переносят информацию (сообщения) от ее источников к ее потребителям. Эти потоки могут иметь важное самостоятельное значение для оперативного управления и выработки стратегических решений, а могут соответствовать материальным и управлять ими. Различие скоростей материальных и информационных потоков может при наличии соответствия приводить к временному сдвигу между ними.

     Информационный  поток определяется следующими параметрами:

     1. Источником возникновения. 

     2. Направлением движения, либо адресатом. 

     3. Скоростью передачи, т. е. количеством  информации, передаваемой в         единицу времени.

     4. Общим объемом, т. е. общим  количеством информации, образующей  данный поток. 

     Скорость  передачи в теории информации или  в различных областях техники  связи обычно измеряется в бодах (один бод соответствует передаче одного бита в секунду). В практической деятельности скорость информационного потока может определяться числом документов или документострок во всех документах, передаваемых или обрабатываемых в единицу времени. Соответственно общий объем информационного потока может измеряться общим числом передаваемых или обрабатываемых документов или же суммарным числом содержащихся в них документострок.

     Информационный  поток может функционировать  в том же направлении, что и  соответствующий материальный поток, либо он может быть направлен навстречу "своему" материальному потоку. Направление информационного потока может в ряде случаев не иметь ничего общего с направлением движения соответствующего материального потока. Например, комплектующие изделия поступают от продуцента на входной склад, а соответствующие счета - в бухгалтерию.

     Если  удовлетворяются заказы на поставку сырья, материалов и комплектующих, информационный поток, образованный этими  заказами, оформленными в виде документов, направлен в сторону, противоположную  соответствующему материальному потоку. Он возникает раньше этого материального потока. Иными словами, этот информационный поток предваряет инициированный им материальный поток.

     Фактуры, накладные и необходимая эксплуатационная документация образуют информационный поток, двигающийся в том же направлении, что и соответствующий материальный поток и одновременно с ним.

     Информационный  поток, двигающийся навстречу материальному, может быть не только предваряющим, как уже описывалось выше, но и  отстающим. Например, поток информации, образованный документами о результатах приемки или отказе в приемке груза, различными претензиями, гарантийными документами и др.

     Таким образом, информационные потоки могут  опережать, отставать или быть синхронными  с соответствующими материальными потоками. Каждый их этих типов информационных потоков может двигаться в том же направлении, что и соответствующий материальный поток, быть встречным ему или же двигаться в не совпадающем с ним направлении.

2.2 Информационная модель

       Информационная  модель — модель объекта, представленная в виде информации, описывающей существенные для данного рассмотрения параметры и  переменные велечины объекта, связи между ними, входы и выходы объекта и позволяющая путём подачи на модель информации об изменениях входных величин моделировать возможные состояния объекта. Информационные модели нельзя потрогать или увидеть, они не имеют материального воплощения, потому что строятся только на информации. Информационная модель — совокупность информации, характеризующая существенные свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.

     В настоящее время при моделировании  структур баз данных одной из наиболее распространённых нотаций является модель данных Entity-Relation (Сущность-Cвязь), предложенная П. Ченом. При ER-моделировании в предметной области выделяются определенные классы реальных или логических объектов, называемые сущностями. Далее между сущностями устанавливаются различные связи и взаимозависимости, которые называют отношениями.

     Результаты ER-моделирования обычно представляют в виде ER-диаграмм, на которых в виде прямоугольников обозначаются моделируемые сущности, а в виде соединяющих их линий - отношения.

     Каждая  сущность обозначается прямоугольником, над которым нанесено его имя. Внутри прямоугольника приводится список входящих в состав сущности атрибутов. Список разделяется горизонтальной линией на две части. В верхней части размещается список ключевых атрибутов, которые уникально определяют записи данной сущности при установлении связей с другими. В нижнюю часть входят все остальные (неключевые) атрибуты. Для некоторых ключей после имени в скобках указывается код "(FK)", означающий, что данное поле участвует в установлении связей с другими сущностями.

     Отношения на ER-диаграммах обозначаются в виде линий, соединяющих соответствующие сущности.

      Рассмотрим  ER-модель базы данных на основе информационной модели продажи автобусных билетов.

2.3 Даталогическая и физическая модели

      Базу  данных обрабатывает СУБД, которая  используется разработчиками и пользователями, обращающимися к СУБД, напрямую или  косвенно, через прикладные программы.

      БД  является самодокументальной,  то есть одной из ее составляющих является описание собственной структуры. Это описание называется метаданными. Так как СУБД предназначены для хранения таблиц и манипуляции ими, большинство из них хранят метаданные в форме таблиц, иногда называемы системными таблицами.

      В приложении 1. Представлены два примера примера хранения медиаданных в системных таблицах. В таблице SysTables перечислены все таблицы, имеющиеся в БД, и для каждой указаны количество столбцов и имена одного или нескольких столбцов служащих первичным ключом. Такой столбец или набор столбцов является уникальным идентификатором строки. В таблице SysColumns перечислены столбцы, имеющиеся в каждой таблице, а также тип данных и ширина каждого столбца.

      Приложение  БД состоит из форм, запросов, отсчетов, меню и прикладных программ.

      Формы, запросы, отсчеты можно создавать  с помощью средств, поставляемых с СУБД. Прикладные программы должны быть написаны либо на входном языке  СУБД, либо на одном из стандартов языков и затем посредством СУБД соединены  с БД

      При запросе из формы, клиент вводит критерии запроса в форму для ввода данных и нажимает кнопку поиска. СУБД находит все данные, которые соотвтествуют заданным критериям.

      На  основе ИС продажи автобусных билетов, к странице регистрации в БД  клиент может обращаться через интернет браузер.

      При регистрации  клиента, СУБД автоматически создает  новую строку в таблице клиента  и присваивает значение столбцу  ID клиента.

2.4 Методология DFD.

     Диаграммы потоков данных (DFD) являются основным средством моделирования функциональных требований проектируемой системы. С их помощью эти требования разбиваются на функциональные компоненты (процессы) и представляются в виде сети, связанной потоками данных. Главная цель таких средств - продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессами.

     В основе данной методологии (методологии Gane/Sarson) 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

  Рис.2 Диаграмма потоков данных «Продажа билета».

     Потоки  данных формируются следующим образом: клиент в базе данных  билетов выбирает себе подходящий рейс, дату и время,  после этого клиент отправляет заявку  в  БД о клиенте, где указывает свою контактную информацию и личные данные.

     Из  БД о клиенте заявка отправляется оператору, после чего оператор связывается  по телефону с клиентом и подтверждает его заявку. Далее оператор уточняет, какую форму оплаты за услугу приема на консультацию, клиент предпочитает. После этого оператор формирует счет и отправляет его на e-mail клиента.

3. Информационные процессы

3.1 Понятие информационных  процессов 

     Информационный  процесс – процесс создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и потребления информации.

     Процессы, обеспечивающие работу информационной системы любого назначения, условно  можно представить состоящими из следующих блоков:

     • ввод информации из внешних или внутренних источников;

     • обработка входной информации и  представление ее в удобном виде;

     • вывод информации для представления  потребителям или передачи в другую систему;

     • обратная связь — это информация, переработанная людьми данной организации  для коррекции входной информации.

     Информационные  процессы реализуются с помощью  информационных процедур, реализующих  тот или иной механизм переработки  входной информации в конкретный результат.

     Различают следующие типы информационных процедур:

     1. Полностью формализуемые, при  выполнении которых алгоритм переработки информации остается неизменным и полностью определен (поиск, учет, хранение, передача информации, печать документов, расчет на моделях).

     2. Неформализуемые информационные  процедуры, при выполнении которых  создается новая уникальная информация, причем алгоритм переработки исходной информации неизвестен (формирование множества альтернатив выбора, выбор одного варианта из полученного множества).

     3. Плохо формализованные информационные  процедуры, при выполнении которых  алгоритм переработки информации может изменяться и полностью не определен (задача планирования, оценка эффективности вариантов экономической политики).

3.2. Методология описания процессов IDEF3.

     Наличие в диаграммах DFD элементов для  описания источников, приемников и хранилищ данных позволяет более эффективно и наглядно описать процесс документооборота. Однако для описания логики взаимодействия информационных потоков более подходит IDEF3, называемая также workflow diagramming - методологией моделирования, использующая графическое описание информационных потоков, взаимоотношений между процессами обработки информации и объектов, являющихся частью этих процессов. Диаграммы Workflow могут быть использованы в моделировании бизнес-процессов для анализа завершенности процедур обработки информации. С их помощью можно описывать сценарии действий сотрудников организации, например последовательность обработки заказа или события, которые необходимо обработать за конечное время, Каждый сценарий сопровождается описанием процесса и может быть использован для документирования каждой функции.

     IDEF3 - это метод, имеющий основной целью дать возможность аналитикам описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также описать объекты, участвующие совместно в одном процессе.

     Техника описания набора данных IDEF3 является частью структурного анализа. В отличие  от некоторых методик описаний процессов IDEF3 не ограничивает аналитика чрезмерно жесткими рамками синтаксиса, что может привести к созданию неполных или противоречивых моделей.

     IDEF3 может быть также использован  как метод создания процессов. IDEF3 дополняет IDEFO и содержит все  необходимое для построения моделей, которые в дальнейшем могут быть использованы для имитационного анализа.

     Модель, выполненная в IDEF3, может содержать следующие элементы:

• Единицы работы (Unit of Work) - основной компонент диаграммы IDEF3 близкий по смыслу к работе IDEF0.
• Связи (Links) - Связи, изображаемые стрелками, показывают взаимоотношения работ. В IDEF3 различают три типа связей:
• Связь предшествования (Precedence) – показывает, что прежде чем начнется работа-приемник, должна завершиться работа-источник. Обозначается сплошной линией.
• Связь отношения (Relational) - показывает связь между двумя работами или между работой и объектом ссылки. Обозначается пунктирной линией.
• Поток объектов (Object Flow) – показывает участие некоторого объекта в двух или более работах, как, например, если объект производится в ходе выполнения одной работы и потребляется другой работой. Обозначается стрелкой с двумя наконечниками.

  Рис.3 Диаграмма для описания логики взаимодействия информационных потоков в «Обработке заказа». 

     Процесс выбора рейса и формы оплаты происходит следующим образом: первым действием клиент выбирает интересующий его маршрут, после чего отсылается запрос в базу данных билетов, где проверяется наличие свободных мест в данном рейсе, при отсутствии мест, клиенту будет предложено повторно выбрать интересующий его маршрут и выбрать иной рейс. При наличии свободных мест, клиент вносит в форму свои личные данные. Далее клиенту предоставляется возможность выбрать форму оплаты заказа. После ввода всех необходимых данных происходит оформление билета.

  На  выходе данной диаграммы может быть 2 случая:

  1 данные для оформления заказа ;

  2. отказ от оформления.

3.3 Плавающие дорожки 

     Swim Lane (Рис.4) является визуальным элементом, используемых в процессе технологических схем, которые описывают то, что или кто работает на определенной части процесса. «Плавательные дорожки» расположены либо по горизонтали или по вертикали и используется для группировки процессов или задач в соответствии с обязанностями этих ресурсов, ролей или отделов.

     Рис. 4 Распределение потоков между клиентом и сервером.

     Swim lane схема отличается от других в том, что блок-схемы процессов и решений, сгруппированы визуально путем размещения их в полосы. Параллельная линия делит схему на полосы движения, с одной полосой движения для каждого человека, группы или процесса. Линии помечены, чтобы показать, каким образом организована диаграмма. В сопроводительном примере, продольное направление представляет собой последовательность событий в общем процессе, в то время как боковые отделы изображают то, что процесс выполняет этот шаг. Стрелки между полосами представляют, каким образом информация или бизнес-элементы передаются между задачами. При использовании в схеме бизнес-процесса, когда существует более чем один департамент, диаграмма может разъяснить не только действия, и кто несет ответственность за них, но и задержки.