Ярошевская Е.Ю. Анализ и проектирование информационных систем. Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство образования Российской Федерации

____________

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

__________________________________________________________________________

Е. Ю. ЯРОШЕВСКАЯ

АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Санкт-Петербург

Издательство СПбГПУ

2003

Министерство образования Российской Федерации

____________

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

__________________________________________________________________________

Е. Ю. Ярошевская

АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Учебное пособие

Санкт-Петербург

Издательство СПбГПУ

2003

УДК 330.47 (075.8)

Ярошевская Е.Ю. Анализ и проектирование информационных

систем: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003. 48с.

Пособие соответствует государственному образовательному

стандарту дисциплины «Информатика» направления бакалаврской

подготовки 522300 «Информационные системы в экономике».

Рассмотрены основные этапы проектирования информационных

систем. Изложена методика разработки баз данных и пользовательского

интерфейса. Приведены материалы и рекомендации, необходимые для

выполнения курсовой работы по созданию информационных систем.

Предназначено для студентов экономического факультета,

изучающих курсы «Информатика» и «Информационные технологии в

управлении».

Ил. 11. Библиогр.: 6 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Санкт-Петербургского государственного политехнического

университета.

 Санкт-Петербургский государственный

политехнический университет, 2003

Введение

Машина должна работать, человек - думать.

Лозунг компании IBM

В истории компьютерной индустрии всегда можно было выделить

два основных направления: вычисления и накопление и обработка

информации. Как известно, возникновение компьютеров главным

образом стимулировалось необходимостью проведения массивных

расчетов для создания ядерного оружия и ракетной техники. Объемы

требуемых вычислений просто не позволяли произвести их в

приемлемое время традиционным коллективом расчетчиков. Итак,

первыми пользователями компьютеров и разработчиками

компьютерных программ стали математики.

Однако почти сразу на появление компьютеров обратили внимание

бизнесмены. Как правило, в гражданском бизнесе не требуются

массивные расчеты за исключением таких отраслей, как, например,

авиа- или автомобилестроение. В более распространенных видах

гражданского бизнеса (банковское дело, биржевые операции, системы

резервирования билетов или мест в гостиницах) основной проблемой

всегда являлись объемы информации, которые необходимо собирать,

надежно хранить и оперативно обрабатывать. Появление

информационных систем, основным назначением которых является

решение отмеченной проблемы, явилось ответом компьютерной

индустрии на требования мира бизнеса.

В настоящее время повсеместно – при покупке авиабилетов и

резервировании мест в гостинице, заправке автомобиля и посещении

«Максидома» - используются информационные системы (ИС).

ИС – это совокупность процедур обработки данных с

помощью средств вычислительной техники.

В зависимости от предметной области ИС могут сильно

различаться по своей архитектуре и реализации. Однако можно

выделить, по крайней мере, два свойства, которые являются общими

для всех информационных систем:

1. Основными функциями ИС являются:

• Накопление первичной информации.

• Систематизация накопленных данных.

• Обработка систематизированных данных.

• Представление обработанных данных в виде, удобном

пользователю (отчеты, графики, диаграммы).

Поэтому в основе любой ИС лежит среда хранения и доступа к

данным. Среда должна обеспечивать уровень надежности хранения и

эффективность доступа, соответствующие области применения ИС.

2. ИС ориентируются на конечного пользователя, не

обладающей высокой квалификацией в области применения

вычислительной техники. Поэтому приложения ИС должны обладать

простым, удобным, легко осваиваемым интерфейсом, который

предоставляет конечному пользователю все необходимые для работы

функции, но в то же время не дает ему возможность выполнять

лишние, ошибочные действия.

Таким образом, при разработке ИС приходится решать две главные

задачи:

• задачу разработки базы данных, предназначенной для хранения

информации;

• задачу разработки графического интерфейса пользователя.

Выпускникам специальности «Государственное муниципальное

управление» необходимо уметь пользоваться целым рядом

специализированных ИС, причем не слепо «тыкать кнопочки», а

участвовать в адаптации систем к меняющимся требованиям

предметной области и обслуживаемых клиентов (которые всегда

правы). Для этого специалист должен понимать не только

функциональные возможности ИС, но и ее устройство, то есть видеть

систему и снаружи, и изнутри. А лучший способ постижения и

структуры, и функций, и пользовательского интерфейса ИС – это

самостоятельная разработка такой системы. При этом следует

понимать, что общие принципы и разработки, и устройства, и

функционирования любой сверхсложной системы (например, системы

запуска космических кораблей) мало чем отличаются от простой

системы (например, доставки холодильников покупателям).

Таким образом, умение пройти весь путь от идеи до эксплуатации

обеспечит Вам необходимые навыки работы с ИС, окружающими нас в

любой сфере человеческой деятельности.

Учитывая, что Вы - не программист, а менеджер, Вам не

потребуется разрабатывать собственную Систему Управления Базами

Данных (СУБД) – главный инструмент для создания ИС. Вы

воспользуетесь самой распространенной и удобной для освоения СУБД

- MS Access [1]. Навыки работы с этой СУБД Вы получите на

практических занятиях и самостоятельно, а в настоящем пособии

изложена методика, которая подойдет для любой СУБД и применима

для разработки ИС в любой предметной области.

Часть I. Анализ информационных систем

1. Задачи, решаемые информационными системами

Конкретные задачи, которые должны решаться информационной

системой, зависят от той прикладной области, для которой

предназначена система. Области применения информационных

приложений разнообразны: банковское дело, страхование, медицина,

транспорт, образование и т. д. Трудно найти область деловой

активности, в которой сегодня можно было бы обойтись без

использования информационных систем.

Но можно выделить общие для всех ИС задачи, не зависящие от

специфики прикладной области. Естественно, такие задачи связаны с

общими чертами ИС, рассмотренными в предыдущем разделе. Прежде

всего, кажется бесспорным мнение о том, что наиболее существенной

составляющей является информация, которая долго накапливается

и утрата которой невосполнима.

В качестве примера рассмотрим ситуацию, существующую в

Зеленчукской астрофизической лаборатории. В этой лаборатории в

горах в районе Нижнего Архыза установлен один из крупнейших в мире

зеркальных телескопов. Уникальные природные условия этого района

Северного Кавказа позволяют максимально эффективно использовать

возможности обсерватории. В самом Зеленчуке имеется крупнейший в

России радиотелескоп. Комбинированное использование этих ресурсов

в течение многих лет (более 10) позволило астрофизикам накопить

уникальную информацию относительно разного рода космических

объектов. К сожалению, компьютерные возможности лаборатории в

первые годы ее существования были весьма ограничены, и поэтому

накапливаемые данные хранились в основном на магнитных лентах.

Известно, что любой магнитный носитель стареет, а магнитные ленты

еще и пересыхают. В результате основной проблемой группы

поддержки информационных ресурсов уже несколько лет является

копирование старых магнитных лент на новые носители. Старые ленты

часто не читаются, и приходится тратить громадные усилия и средства

для их реанимирования. Здесь уже не до создания ИС. Успеть бы спасти

информацию. Хотя, конечно, астрофизикам очень нужны ИС,

позволяющие хотя бы частично автоматизировать огромные объемы

работ по анализу и обобщению накопленной информации.

Основной вывод, который можно сделать на основе этой

нравоучительной истории, состоит в том, что если некоторая

организация планирует долговременное накопление ценной

информации, то с самого начала должны быть обдуманы надежные

способы ее долговременного хранения. В частности, информация,

накопленная Зеленчукской лабораторией, должна храниться вечно.

Конечно, уровень надежности и продолжительность хранения

информации во многом определяются конкретными требованиями

корпорации к ИС. Например, можно представить себе малую торговую

компанию с быстрым оборотом, в информационной складской системе

которой достаточно поддерживать информацию о товарах, имеющихся

на складе, и об еще неудовлетворенных заявках потребителей. Но кто

знает, не потребуется ли впоследствии полная история работы склада с

момента основания компании.

Следующей задачей, которую должно выполнять большинство ИС,

- это хранение данных, обладающих разными структурами. Трудно

представить себе более или менее развитую ИС, которая работает с

одним однородным файлом данных. Более того, разумным требованием

к ИС является то, чтобы она могла развиваться. Могут появиться новые

функции, для выполнения которых требуются дополнительные данные

с новой структурой. При этом вся накопленная ранее информация

должна остаться сохранной.

Задача, общая для всех ИС, – поддержка целостности данных.

Будем понимать под целостным состоянием базы данных ИС такое ее

состояние, которое соответствует требованиям прикладной области

(или, вернее, требованиям модели прикладной области, на основе

которой проектировалась ИС).

Для правильного понимания целостности базы данных ИС

необходимо ввести одно из ключевых понятий теории ИС – понятие

транзакции.

Классической транзакцией называется последовательность

операций изменения базы данных и/или выборки из базы данных,

воспринимаемая СУБД как атомарное действие.

Это означает, что при успешном завершении транзакции СУБД

гарантирует наличие в базе данных результатов всех операций

изменения, произведенных при выполнении транзакции. Условием

успешного завершения транзакции является то, что база данных

находится в целостном состоянии. Если это условие не выполняется, то

СУБД производит полный откат транзакции, ликвидируя в базе

данных результаты всех операций изменения, произведенных при

выполнении транзакции. Тем самым легко увидеть, что база данных

будет находиться в целостном состоянии при начале любой транзакции

и останется в целостном состоянии после успешного завершения любой

транзакции. В качестве транзакции могут выступать операции,

моделирующие реальный платеж за услугу, заказ товара, выдачу чека и

т.п.

Теперь можно уточнить задачу надежности хранения данных в ИС.

Под надежностью хранения данных мы понимаем гарантию того, что

последнее по времени целостное состояние базы данных будет

сохранено СУБД при любых обстоятельствах.

2. Классификация ИС

ИС классифицируются по разным признакам. Рассмотрим наиболее

часто используемые способы классификации.

2.1. Классификация по масштабу

По масштабу ИС подразделяются на следующие группы:

• одиночные;

• групповые;

• корпоративные.

Одиночные ИС реализуется, как правило, на автономном

персональном компьютере (сеть не используется). Такая система может

содержать несколько приложений, связанных общим информационным

фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы

пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место. Подобные

приложения создаются с помощью так называемых локальных систем

управления базами данных (СУБД). Среди локальных СУБД наиболее

популярными являются: FoxPro, Paradox, dBase и Microsoft Access.

Групповые ИС ориентированы на коллективное использование

информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе

локальной вычислительной сети. При разработке таких приложений

используются серверы баз данных (называемые также SQL-серверами)

для рабочих групп. Среди них наиболее известны такие серверы баз

данных, как Oracle, DB2, Microsoft SQL Server, InterBase.

Корпоративные ИС являются развитием систем для рабочих

групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать

территориально разнесенные узды и сети. Для таких систем характерна

многоуровневая архитектура. При разработке ИС этого класса

используются те же серверы баз данных, что и при разработке

групповых ИС: Oracle, DB2 и Microsoft SQL Server.

2.2. Классификация по сфере применения

По сфере применения ИС подразделяются на четыре группы:

• системы обработки транзакций;

• системы поддержки принятия решения;

• информационно-справочные системы;

• офисные информационные системы.

Системы обработки транзакций могут быть реализованы в

пакетном или оперативном режиме. В ИС управления преобладают

системы оперативной обработки транзакций. Для этих систем

характерен интенсивный поток довольно простых транзакций,

играющих роль заказов, платежей, запросов и т.п.

В системах поддержки принятия решений производится

сложный отбор и анализ данных по временным, географическим и

другим показателям. К этому классу относятся экспертные системы.

Обширный класс информационно-справочных систем основан

на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие

такие ИС получили в сети Интернет. Среди них можно выделить

гипертекстовые системы, а также геоинформационные системы.

Класс офисных ИС нацелен на перевод бумажных документов в

электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление

документооборотом.

2.3. Классификация по способу организации

По способу организации групповые и корпоративные ИС

подразделяются на следующие классы:

• системы на основе архитектуры файл-сервер;

• системы на основе архитектуры клиент-сервер;

• системы на основе многоуровневой архитектуры;

Архитектура файл-сервер не имеет разделения в сети операций

чтения и записи данных в СУБД. Файл-серверные ИС представляют

интерес для малых рабочих групп и часто используют в качестве ИС

масштаба предприятия.

Традиционным методом организации ИС является архитектура

клиент-сервер (рис. 1). В этом случае вся прикладная часть ИС

выполняется на рабочих станциях (т. е. дублируется), а на стороне

сервера осуществляется только доступ к базе данных.

Рис. 1. Традиционная структура клиент-сервер

Многоуровневая архитектура стала развитием архитектуры

клиент-сервер и состоит из 3-х уровней (рис.2.):

Рис. 2. Многоуровневая архитектура

В этой архитектуре кроме клиентской части системы и сервера базы

данных вводится промежуточный сервер приложений. На стороне

клиента выполняются только интерфейсные действия, а вся логика

обработки информации поддерживается в сервере приложений.

3. Жизненный цикл ИС

Жизненный цикл является одним из базовых понятий методологии

проектирования ИС.

Жизненный цикл ИС представляет собой непрерывный

процесс, который начинается с момента принятия решения о

создании ИС и заканчивается в момент полного изъятия ее из

эксплуатации.

Существует международный стандарт, регламентирующий

жизненный цикл ИС – ISO/IEC 12207. Согласно данному стандарту в

структуру жизненного цикла ИС входят три основных процесса:

• разработка;

• эксплуатация;

• сопровождение.

Разработка ИС включает в себя все работы по созданию

информационного программного обеспечения в соответствии с

заданными требованиями. В этот процесс также входит оформление

проектной и эксплуатационной документации, разработку материалов,

необходимых для обучения персонала. Именно разработка ИС является

целью Вашей курсовой работы.

Эксплуатационные работы можно подразделить на

подготовительные и основные. К подготовительным относятся

конфигурирование рабочих мест пользователя и обучение персонала.

Основные эксплуатационные работы включают непосредственно

эксплуатацию, устранение проблем, развитие и модернизацию системы.

Службы технической поддержки играют весьма заметную роль в

жизни любой ИС. Они проводят постоянный анализ состояния

оборудования, квалификации персонала. Сопровождение также