Имеется 6 упражнений. В табл. 2.2 задано время обработки каждого упражнения на 1-й и 2-й машинах:

Таблица 2.2 Время выполнения каждого упражнения

Номер упражненияj	1	2	3	4	5	6
Время t1j	6	4	6	5	7	4
Время t2j	5	2	3	6	6	7

Изобразим процесс выполнения упражнений графически (см. рисунок 2.3) при условии, что упражнения обрабатываются подряд, начиная с первого:

Рис. 2.3 Процесс выполнения упражнений подряд.

Из рисунка 2.3 получаем T=29+12=41

Итак, видим что в нашем случае на выполнение всех операций (упражнений) тратится Т=41 минута на одного ученика. Нам необходимо уменьшить это время, для того чтобы ускорить прохождение практики.

2.5 Оптимизация процесса выполнения упражнений

Требуется выбрать такой порядок обработки, чтобы суммарное время выполнения всех упражнений на двух машинах было минимальным.

Воспользуемся алгоритмом Джонсона для решения этой задачи.

2.5.1 Алгоритм Джонсона

1. Поиск минимального элемента в исходной таблице.

2. Перестановка изделий.

Если минимальный элемент относится к первой машине, то соответствующее j-eупражнение поставить на первое место. Если минимальный элемент относится ко второй машине, то на последнее место. Если же несколько одинаковых минимальных элементов относятся к 1-й (2-й) машине, то на первое (последнее) место ставят упражнение, которому соответствует больший элемент, относящийся ко 2-й (1-й) машине.

3. Вычеркиваем из исходной таблицы переставленные изделия и переходим к п.1 до тех пор, пока не будет исчерпан список упражнений. В результате получим оптимальную последовательность обработки упражнений на двух машинах (табл.2.3).

Таблица 2.3

Номер упражнения j	6	4	5	1	3	2
Время t1j	6	4	6	5	7	4
Время t2j	5	2	3	6	6	7

Определяем графически время простоя второй машины:

Рис. 2.4 Процесс выполнения упражнений по алгоритму Джонсона

.

Таким образом, время простоя 2-й машины удалось сократить на 7 минут.

2.5.2 Оптимизированный процесс выполнения упражнений

После оптимизации процесса упорядочения упражнений его сценарий будет выглядеть следующим образом (Рис. 2.5).



Рис. 2.5 Сценарий процесса формирования практического занятия после оптимизации

После уменьшения времени простоя второго автомобиля остается еще одна задача- очередь из курсантов на автомобили. Необходимо определить оптимальную расстановку учеников по машинам для выполнения упражнений, при котором суммарное время на выполнение всех операций было бы минимальным.

В автошколе всего в наличии 7 автомобилей из них 3- с автоматической КП и 4- с ручной КП. Автоинструктор назначает 3 ученика на машины с автоматической КП и 4- с ручной КП. Время, которое каждый ученик тратит на выполнение упражнений уже определено в табл. 2.2.

2.6 Оптимизация очереди с помощью программного средства Excel

2.6.1 Общие сведения о табличном процессоре Excel

Называть Excel просто «электронной таблицей» - все равно, что употребить в отношении Word термин «текстовый редактор». Вроде бы все сказано, а на самом деле ничего. Так как по количеству возможностей, скрытым и открытым функциям и кругу решаемых задач Excel, вероятно может обскакать тот же Word, не говоря уже об остальных программах.

И это не удивительно. Любой текстовой редактор, и Word в том числе, программа одномерная, линейная. Пользователь же Excel живет и работает уже в двух измерениях, оперируя сотнями, а то и тысячами отдельных, автономных элементов информации.

Рабочее поле Excel поделено вертикальными и горизонтальными линиями на прямоугольные ячейки. Объединенные по вертикали ячейки составляют столбцы, а по горизонтали - строки. А заполнить эти клеточки можно чем угодно - текстом, численными значениями, даже графикой. Правда, для того, чтобы введенная вами информация обрабатывалась корректно, необходимо присвоить ячейке (а чаще - целому столбцу или строке) определенный формат:

§ Общий - это ячейки могут содержать как текстовую, так и цифровую информацию.

§ Числовой - для цифровой информации.

§ Денежный - для отображения денежных величин в заранее заданной пользователем валюте.

§ Финансовый - для отображения денежных величин с выравниванием по разделителю и дробной части.

§ Дата.

§ Время.

§ Процентный.

§ Дробный.

§ Экспоненциальный.

§ Текстовый.

§ Дополнительный - этот формат используется при составлении небольшой базы данных или списка адресов для ввода почтовых индексов, номеров телефонов, табельных номеров.

Операцию эту, как и многие другие, можно выполнить с помощью Контекстного меню ячейки или выделенного фрагмента таблицы. При этом объем информации, которую вы можете внести в клетки рабочего поля Excel, не ограничен видимой площадью клетки: как столбцы, так и строки обладают способностью услужливо растягиваться под напором пользовательской фантазии. Кроме того, «внутренности» каждой клетки могут иметь, куда большие размеры, чем видимая пользователю часть.

Рабочая книга - основной документ MicrosoftExcel, состоящий из листов, максимальное количество которых составляет 255.

Создание новой книги.

Файл/ Создать.

Группировка листов.

Ряд операций (копирование, перемещение, удаление, параллельный ввод информации на нескольких листах) могут выполняться как для одного листа, так и для группы листов одновременно.

Создание группы из смежных листов.

§ Щелкнуть клавишей мыши на первом листе ярлыка.

§ Нажать и удерживать Shift.

§ При нажатой клавише Shift щелкнуть по последнему ярлыку листа.

Создание группы из несмежных листов.

§ Щелкнуть клавишей мыши на ярлыки первого листа и нажать Ctrl.

§ Прощелкать остальные ярлыки листа.

§ В результате выделенные листы группы имеют подсвеченные ярлыки. Теперь можно осуществлять параллельный ввод данных и другие операции.

Для снятия выделенных листов нужно выполнить команду контекстного меню «Группировать листы».

Операции с листами.

§ Переименование: Формат/ Лист/ Переименовать (максимальная длина имени листа 31 символ).

§ Перемещение и копирование листа: Правка/ Переместить/ Скопировать.

§ Выделенные (сгруппированные) листы можно временно скрыть с помощью:Формат/ Лист/ Скрыть.

§ Для просмотра и открытия скрытых листов: Формат/ Лист/ Отобразить.

Примечание и индикатор.

Примечание и индикатор - маленький красный треугольник в верхнем правом углу ячейки.

Ввод примечания.

§ Выделить ячейки.

§ Команда Ставка/ Примечание.

§ Ввод текста.

Изменение примечания.

Вставка/ Изменить примечание.

Другие команды контекстного меню.

§ Удалить примечание.

§ Скрыть примечание.

§ Отобразить примечание.

Лист диаграммы.

На отдельном листе диаграмм может разместиться одна диаграмма. На листе электронной таблицы может разместиться произвольное количество диаграмм. Количество листов диаграмм в пределах одной книги не ограничено.

Панель инструментов «Рисование» позволяет включить дополнительные элементы для диаграммы.

Форматирование ячеек.

Формат/ Ячейки.

Прогрессии.

Создание прогрессии используется для автоматического заполнения больших блоков ячеек числами, значения которых подчиняются арифметической и геометрической прогрессии.

§ Выделение блока смежных или несмежных ячеек.

§ Правка/ Заполнить/ Прогрессия или команда контекстного меню «Прогрессия».

§ Задание параметров прогрессии.

Типы адресации ячеек в Excel.

Ссылки - адреса ячеек.

§ Относительный тип адресации - способ, при котором адрес ячейки определяется как пересечение столбца и строки. В этом случае Excel заполняет расположение относительной текущей ячейки. Этот тип адресации применяется при заполнении больших таблиц формулами.

§ Абсолютная адресация. Используется при копировании формул, когда требуется сохранить ссылку на конкретную ячейку или область ячейки. При задании этой ссылки используется знак - $.

§ Смешанная адресация - адресация, при которой один параметр адреса изменяется, а другой нет.

Ошибки при вводе или редактировании формул.

§ ##### - ширина ячеек недостаточна для отображения результата.

§ # ИМЯ ? - если программа не распознала имя функции или имя ячейки, которая используется в формуле.

§ # ЗНАЧ! - некорректное использование функции, например несоответствие данных установленному формату (вместо числа и даты в аргументе используется текст), либо если для функции, которая требует единственного значения аргумента, задан диапазон данных.

§ # ЧИСЛО! - возникают проблемы с представлением или использованием чисел, например функции с числовым аргументом используется аргумент нечислового формата.

§ # ССЫЛКА! - указывает на проблему с адресацией ячеек, участвующих в формуле, например, формула содержит ссылку на ячейку, которая уже удалена.

§ # ДЕЛ/0! - при попытке деления на 0 такая ситуация возникает из-за того что в качестве делителя используется ссылка на пустую ячейку или ячейку с нулем.

§ # ПУСТО! - в случае задания в ссылке пустого множества ячеек.

§ # Н/Д - сообщение говорит о наличии неопределенных данных.

Если после ввода формул не появились сообщения об ошибках, то это означает, что формулы введены правильно.

Для отладки программы часто необходимо использовать команду: Сервис/ Зависимости/ Панель зависимостей.

2.6.2 Процесс оптимизации очереди

автомат КП
	N1	N2	N3	N4	N5	N6	результат
J1	6	3,9	5,7	6,3	7,1	7	9,6
J2	5,8	4,2	6,2	6,5	7,4	6	11,8
J3	6,2	4,3	6	5,9	6,8	7,2	12,7
Время упр.	6	4	6	6	7	7	34,1
Мин. время	5,8	3,9	5,7	5,9	6,8	6	34,1
	N1	N2	N3	N4	N5	N6
J1	0	1	1	0	0	0
J2	1	0	0	0	0	1
J3	0	0	0	1	1	0
условие	1	1	1	1	1	1
ручная КП
	N1	N2	N3	N4	N5	N6	результат
J1	6,3	4,1	6	6,3	6,4	7,1	6,4
J2	6	3,8	6,2	6,4	7,1	7,2	3,8
J3	5,7	4	5,9	6,1	7,4	7,3	11,6
J4	6,5	4,3	6,5	5,85	7,5	6,8	21,8
Время упр.	6	4	6	6	7	7	43,6
Мин. время	5,7	3,8	5,9	5,85	7,1	6,8	35,15
	N1	N2	N3	N4	N5	N6
J1	0	0	0	0	1	0
J2	0	1	0	0	0	0
J3	1	0	1	0	0	0
J4	0	0	0	1	0	1
условие	1	1	1	1	1	1

Составленная таблица переменных решений показывает, что этих решений может быть 42. В связи с неделимостью ресурса (ученик) каждая переменная может принять только два значения- 0 или 1, что будет означать, что данный ученик допущен или не допущен на данное упражнение. Однозначно, что в каждом столбце будет только одна переменная равная 1, а остальные 0. С автоматической КП= 34,1 и с ручной КП= 43,6- эти значения являются ЦФ, которые нужно минимизировать. Условие, которое показано в таблицах это условие, что на каждую машину для выполнения заданий назначается только один ученик. Изменяя ячейки B11-G13, B28-G31 выполненный расчет дает результат в целевых функциях.

2.7 Выводы по разделу

Итак, суммарное время, которое тратится на проведение всех операций составления расписания занятий:

Тобщ =T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7+T8+T 9 = 3 ч. 33 мин

С учетом оптимизации процесса формирования практического занятия, а именно сокращение времени простоя и оптимизации очереди имеем:

Тобщ =T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7+T8+T 9= 3ч. 11 мин.

Теперь можно сделать вывод о том, что проведенные мероприятия по улучшению бизнесс-процесса влекут за собой положительный результат: время работы системы уменьшено. Следовательно, многие показатели бизнеса будут возрастать.

3. Проектирование информационной системы

3.1 Анализ и выбор архитектуры информационной системы

По способу организации групповые и корпоративные информационные системы подразделяются на следующие классы (рис. 3.1):

· системы на основе архитектуры файл-сервер;

· системы на основе архитектуры клиент-сервер;

· системы на основе многоуровневой архитектуры;

· системы на основе интернет/интранет-технологий.

Рис. 3.1 Деление информационных систем по способу организации

В любой информационной системе можно выделить необходимые функциональные компоненты (табл. 3.1), которые помогают понять ограничения различных архитектур информационных систем. Рассмотрим более подробно особенности вариантов построения информационных приложений.

Таблица 3.1Типовые функциональные компоненты информационной системы

Обозначение	Наименование	Характеристика
PS	Presentation Services (средства представления)	Обеспечиваются устройствами, принимающими ввод от пользователя и отображающими результаты обработки.
PL	Presentation Logic(логика представления)	Управляет взаимодействием между пользователем и ЭВМ. Обрабатывает действия пользователя при выборе команды в меню, нажатии кнопки или выборе элемента из списка.
BL	Business or Application Logic (прикладнаялогика)	Набор правил для принятия решений, вычислений и операций, которые должно выполнить приложение.
DL	Data Logic (логика управления данными)	Операции с базой данных (SQL-операторы), которые нужно выполнить для реализации прикладной логики управления данными.
DS	Data Services (операции с базой данных)	Действия СУБД, вызываемые для выполнения логикиу правления данными, такие как: манипулирование данными, определение данных, фиксация или откат транзакций и т. п. СУБД обычно компилирует SQL-предложения.
FS	File Services (файловые операции)	Дисковые операции чтения и записи данных для СУБД (файловые операции) и других компонентов. Обычно являются функциями операционной системы (ОС)

3.1.1 Архитектура файл-сервер

Архитектура файл-сервер не имеет сетевого разделения компонентов и использует клиентский компьютер для выполнения функций диалога и обработки данных, что облегчает построение графического интерфейса. Файл-сервер только извлекает данные из файлов, так что дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь незначительную нагрузку на центральный процессор. Каждый новый клиент добавляет вычислительную мощность к вычислительной сети.

Объектами разработки в файл-серверном приложении являются компоненты приложения, определяющие логику диалога PL, а также логики обработки BL и управления даннымиDL. Разработанное приложение реализуется либо в виде законченного загрузочного модуля, либо в виде специального кода для интерпретации.

Однако такая архитектура имеет существенный недостаток: при выполнении некоторых запросов к базе данных клиенту могут передаваться большие объемы данных, которые загружают сеть и приводят к непредсказуемому времени реакции. Значительный сетевой трафик особенно сильно сказывается при организации удаленного доступа к базам данных на файл-сервере через низкоскоростные каналы связи. Одним из вариантов устранения данного недостатка является удаленное управление файл-серверным приложением в сети. При этом в локальной сети размещается сервер приложений, совмещенный с телекоммуникационным сервером (обычно называемым сервером доступа), в среде которого выполняются обычные файл-серверные приложения. Особенность такой организации состоит в том, что диалоговый ввод-вывод поступает от удаленных клиентов через телекоммуникации. Приложения не должны быть слишком сложными, иначе велика вероятность перегрузки сервера, или же нужна очень мощная платформа для сервера приложений.

3.1.2 Архитектура клиент-сервер

Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверной архитектуры путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является использование выделенных серверов баз данных, понимающих запросы на языкеструктурированныхзапросов SQL (Structured Query Language) и выполняющихпоиск, сортировку и агрегирование информации.

Отличительная черта серверов БД - наличие справочника данных, в котором записана структура БД, ограничения целостности данных, форматы и даже серверные процедуры обработки данных по вызову или по событиям в программе. Объектами разработки в таких приложениях помимо диалога и логики обработки являются, прежде всего, реляционная модель данных и связанный с ней набор SQL-операторов для типовых запросов к базе данных.

Большинство конфигураций клиент-сервер использует двухуровневую модель, в которой клиент обращается к услугам сервера. Предполагается, что диалоговые компоненты PS и PL размещаются на клиенте, что позволяет обеспечить графический интерфейс. Компоненты управления данными DS и FS размещаются на сервере, а диалог (PS, PL), логики BL и DL - на клиенте. Двухуровневая архитектура клиент-сервер использует именно этот вариант: приложение работает на клиенте, СУБД - на сервере (рис. 3.2).

Рис. 3.2 Классический вариант клиент-серверной информационной системы

Поскольку эта архитектура предъявляет наименьшие требования к серверу, она обладает наилучшей масштабируемостью. Однако сложные приложения, вызывающие большое взаимодействие с БД, могут жестко загрузить как клиента, так и сеть. Результаты SQL-запроса должны вернуться клиенту для обработки, потому что там находится логика принятия решения. Такая схема приводит к дополнительному усложнению администрирования приложений, разбросанных по различным клиентским узлам.

Для сокращения нагрузки на сеть и упрощения администрирования приложений компонент BLможно разместить на сервере. При этом вся логика принятия решений оформляется в виде хранимых процедур и выполняется на сервере БД. Хранимая процедура - процедура с операторами SQL для доступа к БД, вызываемая по имени с передачей требуемых параметров и выполняемая на сервере БД. Хранимые процедуры могут компилироваться, что повышает скорость их выполнения и сокращает нагрузку на сервер.

Хранимые процедуры улучшают целостность приложений и БД, гарантируют актуальность коллективно используемых операций и вычислений. Улучшается сопровождение таких процедур, а также безопасность данных (нет прямого доступа к данным).

Создание архитектуры клиент-сервер возможно и на основе многотерминальной системы. В этом случае в многозадачной среде сервера приложений выполняются программы пользователей, а клиентские узлы вырождены и представлены терминалами. Подобная схема информационной системы характерна для UNIX. В настоящее время архитектура клиент-сервер получила признание и широкое распространение как способ организации приложений для рабочих групп и информационных систем корпоративного уровня. Подобная организация работы повышает эффективность выполнения приложений за счет использования возможностей сервера БД, разгрузки сети и обеспечения контроля целостности данных.

Двухуровневые схемы архитектуры клиент-сервер могут привести к некоторым проблемам в сложных информационных приложениях с множеством пользователей и запутанной логикой. Решением этих проблем может стать использование многоуровневой архитектуры.

3.1.3 Многоуровневая архитектура

Многоуровневая архитектура стала развитием архитектуры клиент-сервер и в классической форме состоит из трех уровней (рис. 3.3)

- нижний уровень представляет собой приложения клиентов, выделенные для выполнения функций и логики представлений PS иPL и имеющие программный интерфейс для вызова приложения на среднем уровне;

- средний уровень представляет собой сервер приложений, на котором выполняется прикладная логика BL и с которого логика обработки данных DL вызывает операции с базой данных DS;

- верхний уровень представляет собой удаленный специализированный сервер базы данных, выделенный для услуг обработки данных DS и файловых операций FS (без использования хранимых процедур).



Рис. 3.3 Классический вариант многоуровневой информационной системы

Подобную концепцию обработки данных пропагандируют, в частности, фирмы Oracle, Sun, Borland и др.

Трехуровневая архитектура позволяет еще больше сбалансировать нагрузку на разные узлы и сеть, а также способствует специализации инструментов для разработки приложений и устраняет недостатки двухуровневой модели клиент-сервер.

Централизация логики приложения упрощает администрирование и сопровождение. Четко разделяются платформы и инструменты для реализации интерфейса и прикладной логики, что позволяет с наибольшей отдачей реализовывать их специалистами узкого профиля. Наконец, изменения прикладной логики не затрагивают интерфейс, и наоборот. Но поскольку границы между компонентами PL, BL и DL размыты, прикладная логика может появиться на всех трех уровнях. Сервер приложений с помощью монитора транзакций обеспечивает интерфейс с клиентами и другими серверами, может управлять транзакциями и гарантировать целостность распределенной базы данных. Средства удаленного вызова процедур наиболее соответствуют идее распределенных вычислений: они обеспечивают из любого узла сети вызов прикладной процедуры, расположенной на другом узле,передачу параметров, удаленную обработку и возврат результатов. С ростом систем клиент-сервер необходимость трех уровней становится все болееочевидной. Продукты для трехзвенной архитектуры, так называемые мониторы транзакций, являются относительно новыми. Эти инструменты в основном ориентированы на среду UNIX, однако прикладные серверы можно строить на базе Microsoft Windows NT с использованием вызова удаленных процедур для организации связи клиентов с сервером приложений. На практике в локальной сети могут использоваться смешанные архитектуры (двухуровневые и трехуровневые) с одним и тем же сервером базы данных. С учетом глобальных связей архитектура может иметь больше трех звеньев. В настоящее время появились новые инструментальные средства для гибкой сегментации приложений клиент-сервер по различным узлам сети.

Таким образом, многоуровневая архитектура распределенных приложений позволяет повысить эффективность работы корпоративной информационной системы и оптимизировать распределение ее программно-аппаратных ресурсов. Но пока на российском рынке по-прежнему доминирует архитектура клиент-сервер.

3.1.4 Интернет/интранет технологии

В развитии технологии интернет/интранет основной акцент пока что делается на разработке инструментальных программных средств. В то же время наблюдается отсутствие развитых средств разработки приложений, работающих с базами данных. Компромиссным решением для создания удобных и простых в использовании и сопровождении информационных систем, эффективно работающих с базами данных, стало объединение Интернет/интранет-технологии с многоуровневой архитектурой. При этом структура информационного приложения приобретает следующий вид: браузер - сервер приложений - сервер баз данных - сервер динамических страниц - web-сервер.

Благодаря интеграции Интернет/интранет-технологии и архитектуры клиент-сервер процесс внедрения и сопровождения корпоративной информационной системы существенно упрощается при сохранении достаточно высокой эффективности и простоты совместного использования информации.

3.1.5 Выбор архитектуры на основе технико-экономической эффективности

В таблице 3.2 приведены, на мой взгляд, наиболее актуальные параметры, по которым сравниваются рассматриваемые архитектуры ИС.

Далее проведем расчет выбора архитектуры ИС по выбранным параметрам на основании технико-экономической эффективности.

Оценим их по каждому i-ому показателю качества по 5-ти бальной шкале.

Определим каждому критерию весовой коэффициент k_j, причем k_j= 1.

Так же введем шкалу оценок представленную в таблице 3.3

Таблица 3.2 - Сравнительная характеристика архитектуры ИС

Параметры сравнения	Файл-сервер	Клиент-сервер	Многоуровневая система	Интернет/интранет технологии
Установка СУБД	На клиентском компьютере	Отдельный сервер	Несколько отдельных серверов	Несколько отдельных серверов
Объемы передаваемых данных	Малые	Большие	Очень большие	Очень большие
Применяемые на предприятии	Нет	Да	Нет	Нет
Знакомство обслуживающего персонала с представленными архитектурами	Да	Да	Нет	Нет

Таблица 3.3 - Шкала оценок

Параметр	Баллы	Оценка
	4	Отлично
	3	Хорошо
	2	Удовлетворительно
	1	Предельно допустимо
	0	Неприемлемо

Результаты сравнения сведем результаты сравнения в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Оценка технико-экономической эффективности

Параметры сравнения/оценка	Весовой коэффициент	Файл-сервер	Клиент-сервер	Многоуровневая система	Интернет/интранет технологии
		Ajf	kj •Ajf	Ajk	kj •Ajk	Ajm	kj •Ajm	Aji	kj •Aji
Установка СУБД	0,15	1	0,15	4	0,6	3	0,45	3	0,45
Объемы передаваемых данных	0,25	1	0,25	3	0,75	4	1	4	1
Применяемые на предприятии	0,35	0	0	4	1,4	0	0	0	0
Знакомство обслуживающего персонала с представленными архитектурами	0,25	2	0,5	3	0,75	1	0,25	1	0,25
Интегральный технико-экономический показатель, Q		Qf = 0,9	Qk = 3,5	Qm = 1,7	Qi = 1,7

Посчитаем интегральный технико-экономический показатель:

для файл-сервера Q_f:

для клиент-сервер Q_k:

для многоуровневой системы Q_m:

для интернет/интранет технологии Q_i:

Интегральный технико-экономический показатель между файл-серверной архитектурой и клиент-серверной равен:

Q = Q_k/ Q_f = 3,5/0,9 = 3,89

т.к. технико-экономический показатель больше 1 выбор в сторону клиент-серверной архитектуры.

Интегральный технико-экономический показатель между клиент-серверной архитектурой и многоуровневой системой равен:

Q = Q_k/ Q_m = 3,5/1,7 = 2,06

т.к. технико-экономический показатель больше 1 выбор в сторону клиент-серверной архитектуры.

Интегральный технико-экономический показатель между клиент-серверной архитектурой и интернет/интранет технологии равен:

Q = Q_k/ Q_m = 3,5/1,7 = 2,06

т.к. технико-экономический показатель больше 1 выбор в сторону клиент-серверной архитектуры.

3.1.6 Вывод касательно архитектуры разрабатываемой информационной системы

На основании проведенных расчетов можно увидеть, что клиент-серверная архитектура после приведенных сравнений, является самой приемлемой для разрабатываемой информационной системы и ее выбор можно считать обоснованным. Методика расчета была основана на технико-экономической эффективности и введении шкальных оценок связанных с лингвистическими переменными. Поэтому результаты проведенных расчетов можно считать вполне достоверными.

3.2 Структура базы данных

Перед проектированием базы данных будущей информационной системы необходимо определиться с моделью данных, которая ляжет в её основу.

Одна из главных функций администрации базы данных состоит в разработке концептуальной модели (или модели предметной области). Компонентами модели являются объекты и их взаимосвязи. Она обеспечивает концептуальное представление данных. Концептуальная модель служит средством общения между различными пользователями и поэтому разрабатывается без учета особенностей физического представления данных. Эта модель используется для выражения, организации, упорядочения и обмена представлениями. Она не зависит от применяемой СУБД.

С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи меду ними. Современные СУБД основываются на иерархической, сетевой или реляционной модели, на комбинации этих моделей или на их некотором подмножестве.

Концептуальную модель (называемую также «моделью предметной области») необходимо отобразить в логическую модель, обеспечиваемую конкретной СУБД, а логическую модель в свою очередь - в физическую. Логическая модель данных может быть либо реляционной, либо иерархической, либо сетевой.

Основное различие между указанными выше тремя моделями данных состоит в способах представления взаимосвязей между объектами.

Наилучшей, с точки зрения представления данных выбранной предметной области, является реляционная модель данных. Данная модель имеет значительное превосходство перед сетевой и иерархической моделями по количеству достоинств, хотя у нее, как и у других, есть свои недостатки. Но эти недостатки не так значительны по сравнению с сетевой и иерархической моделями данных.

3.2.1 Логическая модель данных

Для построения логической модели БД мы воспользовались методологией проектирования ERwin.ERwin относится к средствам проектирования баз данных, обеспечивающих моделирование данных и разработку схем баз данных для основных СУБД [7].

ERwin реализует проектирование схемы БД, генерацию ее описания на языке целевой СУБД (Oracle, Sybase, MSSQLServer и др.) и реинжиниринг баз данных. С помощью Erwin разрабатываются небольшие ИС или крупные ИС с разбиением на подсистемы.

Логический уровень- это абстрактный взгляд на данные, на нем данные представляются так, как выглядят в реальном мире, и могут называться так, как они называются в реальном мире. Объекты модели, представляемые на логическом уровне, называются сущностями и атрибутами. Логическая модель данных является универсальной и никак не связана с конкретной реализацией СУБД.

В логической модели БД (рисунок 3.4) будут представлены следующие сущности и их атрибуты:

1. Инструктор (фамилия; имя; отчество; дата рождения; адрес; телефон; номер паспорта);

2. Учащийся (номер паспорта; фамилия; имя; отчество; дата рождения; адрес; телефон);

4. Практические занятий (номер занятия; ФИО учащегося; номер автомобиля номер площадки, время начала, дата, время выполнения);

5. Теоретические занятия (номер занятия; наименование, ФИО учащегося; номер аудитории; время начала; дата; длительность);

Рис. 3.4 Логическая модель данных

3.2.2 Физическая модель данных

Физическая модельданных зависит от конкретной СУБД, фактически являясь отображением системного каталога. В физической модели содержится информация о всех объектах БД. Поскольку стандартов на объекты БД не существует (например, нет стандарта на типы данных), физическая модель зависит от конкретной реализации СУБД. Следовательно, одной и той же логической модели могут соответствовать несколько разных физических моделей. Если в логической модели не имеет значения, какой конкретно тип данных имеет атрибут, то в физической модели важно описать всю информацию о конкретных физических объектах - таблицах, колонках, индексах, процедурах и т. д.

Физическая модель БД представлена на рисунке 3.5.

Рис. 3.5 Физическая модель данных

Построенные модели облегчат процесс создания базы данных для информационной системы юношеской автомобильной школы. SQL-код можно получить непосредственно из case-средста Erwin.

4. Реализация

Реализация включает в себя финальный этап разработки информационной системы. На нем выбирается язык программирования и СУБД.

Перед написанием программного кода очень важно описать все алгоритмы работы системы, просчитать все вероятные действия пользователя.

4.1 Выбор языка программирования

Основное достоинство языка программирования Delphiсостоит в объектно-ориентированном представлении. Так же существенно изменился принцип компиляции программ.

Delphi - это комбинация нескольких важнейших технологий:

- высокопроизводительный компилятор в машинный код;

- объектно-ориентированная модель компонент;

- визуальное (а, следовательно, и скоростное) построение приложений из программных прототипов;

- масштабируемые средства для построения баз данных.

Основной упор модели в Delphi делается на то,чтобы максимально производительно использовать код. Это позволяет очень быстро разрабатывать приложения, так как уже существуют заранее подготовленные объекты. А так же вы можете создавать свои собственные объекты, без каких-либо ограничений. Язык Delphi -- строго типизированный объектно-ориентированный язык, в основе которого лежит хорошо знакомый программистам Object Pascal.

В стандартную поставку Delphi входят основные объекты из 270 базовых классов. На этом языке очень удобно писать, как приложения к базам данных, так даже и игровые программы. Если принять во внимание и удобный интерфейс для создания графических оболочек, то можно с уверенностью заявить что язык Delphi - это очень доступный для понимания, но в то же время и очень мощный язык программирования.

Среди пользователей самой популярной операционной системой является Windows. И для разработчика несомненно очень важно,чтобы писать программы именно для этой оболочки. До недавнего времени практически все программы для этого пакета операционных систем писались на Borland С++, который в своё время мог освоить только пользователь с большим опытом программирования и требовал сёрьёзных знаний в теории.

Бурное развитие информационных технологий требовало качественной и быстрой разработке программного обеспечения. Именно для таких разработок проявил себя Borland Delphi и Microsoft Visual Basic. В основе систем быстрой разработки (RAD-систем, Rapid Application Development -- среда быстрой разработки приложений) лежит технология визуального проектирования и событийного программирования, и вам не надо будет думать над программным кодом и реализацией стандартных задач, все, что вам требуется - это подключить определённый модуль (в зависимости от задачи) и правильно построить интерфейс программы. Компилятор, встроенный в Delphi, обеспечивает высокую производительность, необходимую для построения приложений в архитектуре “клиент-сервер”. Он предлагает легкость разработки и быстрое время проверки готового программного блока, характерного для языков четвертого поколения (4GL) и в то же время обеспечивает качество кода, характерного для компилятора 3GL. Кроме того, Delphi обеспечивает быструю разработку без необходимости писать вставки на Си или ручного написания кода (хотя это возможно). Delphi предназначен не только для программистов-профессионалов, но и для малоопытных в программировании людей. С помощью данного языка программирования можно наиболее просто и эффективно реализовать поставленные задачи.

4.2 Выбор СУБД

Важным шагом в проектировании БД является выбор СУБД. От выбора СУБД зависит качество работы пользователя с данными.

4.2.1 Понятие БД. СУБД и приложения

База данных (БД) представляет собой совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области.

Особенностью БД является тот факт, что она рассчитана на использование при создании различных независимых программ и приложений. В этом основное отличие БД от обычных файлов данных - они используются только в конкретно разработанном для них приложении.

Система управления базой данных - специальная программа и/или пакет программ, которые предназначены для создания, управления работой БД, обеспечения доступа к данным и их централизованного управления.

Приложение представляет собой программу или комплекс программ, обеспечивающих автоматизацию обработки информации для прикладной задачи. Мы рассматриваем приложения, использующие БД. Приложения могут создаваться в среде или вне среды СУБД - с помощью системы программирования, использующей средства доступа к БД. Приложения, разработанные в среде СУБД, часто называют приложениями СУБД, а приложения, разработанные вне СУБД,- внешними приложениями.

4.2.2 Особенности СУБД Microsoft SQL Server

Важнейшие характеристики СУБД MicrosoftSQLServer- это:

1. Простота администрирования;

2. Возможность подключения к Web;

3. Быстродействие и функциональные возможности механизма сервера СУБД;

4. Наличие средств удаленного доступа.

В комплект средств административного управления данной СУБД входит целый набор специальных мастеров и средств автоматической настройки параметров конфигурации. Также данная БД оснащена замечательными средствами тиражирования, позволяющими синхронизировать данные ПК с информацией БД и наоборот. Входящий в комплект поставки сервер OLAP дает возможность сохранять и анализировать все имеющиеся у пользователя данные.

В принципе, данная СУБД представляет собой современную полнофункциональную база данных, которая идеально подходит для малых и средних организаций. Необходимо заметить, что SQL Server уступает другим СУБД по двум важным показателям: программируемость и средства работы. При разработке клиентских БД приложений на основе языков Java, HTML часто возникает проблема недостаточности программных средств SQL Server и пользоваться этой СУБД будет труднее, если перечисленные языки необходимы. SQL Server функционирует только в среде Windows. Поэтому использование SQL Server целесообразно, по нашему мнению, только если для доступа к содержимому БД используется исключительно стандарт ODBC, в противном случае лучше использовать другие СУБД.

MicrosoftSQLServer относится к классу многопользовательских систем. Данная СУБД развивается и совершенствуются уже в течение многих лет и реализуется как коммерческий программный продукт. Эту СУБД можно характеризовать как основу для промышленных решений в области обработки данных.

Т. к. разрабатываемая информационная система предназначена для небольшой страховой компании с малым количеством сотрудником, то применение СУБД MicrosoftSQLServer будет оптимальным.

4.3 Аппаратные требования

Данная система не требует наличия высокоскоростных рабочих станцийсо стороны клиентов.

Минимальные аппаратные требования для клиента. Для работы клиентской станции достаточно следующей конфигурации:

- процессор Pentium 75;

- память 32 Мб;

- VGA совместимый видеоадаптер;

- сетевой адаптер;

- клавиатура;

- манипулятор “Мышь”.

Минимальные аппаратные требования со стороны сервера. Для работы сервера достаточно следующей конфигурации:

- процессор Pentium(Celeron) 400;

- память 64 Мб;

- VGA совместимый видеоадаптер;

- сетевой адаптер;

- накопитель на Жестком Магнитном Диске 2 Гб.

5. Социальная значимость разработки

Необходимым условием борьбы за клиента стало поддержание должного уровня обслуживания, подразумевающего качественное и своевременное выполнение обязательств. Достичь этого без автоматизации бизнес-процессов невозможно.

Информационные технологии сами по себе не являются конкурентным преимуществом, но без их внедрения уже невозможно добиться превосходства над конкурентами. Автошколы, чьи системы автоматизации выстроены качественно, работают более эффективно, их конкурентоспособность выше, поскольку они оперативно вписываются в постоянно меняющиеся реалии современной жизни.

Целью дипломной работы является разработка автоматизированной системы составления расписаний в юношеской автомобильной школе «Светофор».

Основной проблемой в области обучения водительскому мастерству является проблема удержания клиента и привлечения нового. Ее можно решить с помощью автоматизации. За счет:

- снижения числа ошибок, обусловленных «человеческим фактором;

- решения проблемы миграции кадров, вместе с которыми порой уходит и значительная часть клиентского портфеля. Раньше, когда инструктора уходили из компании, они, по сути, уводили с собой клиента, унося о нем всю информацию, которая никак не могла быть получена другим способом. Теперь эта информация лежит в базе данных, что позволяет не персонифицировать бизнес с конкретным инструктором и таким образом снизить риски ухода клиента;

- ускоренной обработки данных по клиентскому портфелю, облегчения поиска новых клиентов.

Иногда внедрение ИС означает перетряску организационно-штатной структуры, серьезные изменения в мотивации персонала. А это требует и времени, и усилий, и денежных вложений, которые подчас сопоставимы со стоимостью самого внедрения. Но при внедрении ИС, построенной на основе описанной ранее модели, эти отрицательные факторы практически сойдут на нет.

Использование средств вычислительной техники в производственных процессах, позволило пользователю существенно сократить трудоемкость выполняемых операций. Операции с большими массивами данных, требуют от работника постоянного внимания и усидчивости. Поэтому разработки информационных систем в области составления расписаний повышают производительность рабочего персонала, что напрямую связано с развитием предприятия.

Требования к интеллектуальному, нравственному развитию человека должны существенно возрасти - человеку необходимо "опережать" компьютерный прогресс, выступая "заказчиком" новых компьютерных услуг.

Новый так называемый "безбумажный" этап в развитии социальных коммуникаций позволил существенно увеличить эффективность информационного обмена, снять остроту информационного кризиса, сформировать визуально-образную культуру. Бумага на этом этапе необходима только для воспроизводства визуально оформленных документов. Функции же систематизации, хранения, переработки информации, а также передачи ее на длительные расстояния взяла на себя электронная техника.

Таким образом, использование информационной системы, разработанной на основе модели, позволяет сократить расходы, на управление учреждениями, сокращается время обработки и предоставления информации, что повышает оперативность в принятии решений.

6. Технико-экономическое обоснование проекта

Необходимо произвести анализ экономической эффективности разработки системы, в современных условиях рыночной экономики, оценить затраты на проектирование. Одним из важнейших моментов при проектировании системы, является обоснование экономической эффективности от внедрения системе [9].

6.1 Расчет интегрального показателя качества

Потребительская ценность продукции зависит не только от эксплуатационных показателей качества, но и от целого ряда других потребительских ценностей, прямо или косвенно характеризующих продукцию. Количественная характеристика одного или нескольких свойств продукции, составляющих ее качество, называется показателем качества продукции [10].

6.1.1 Анализ рынка

Данная система будет пользоваться спросом у малых и средних автошкол, желающих автоматизировать процесс составления расписаний. Автоматизация процесса составления расписаний предоставляет расширенный спектр возможностей, которые вручную выполнить достаточно трудоёмко.В связи с массовой автоматизацией предприятий разработка будет актуальна.Подобный программный продукт может быть реализован в единичном экземпляре либо тиражирован и реализован некоторому числу заказчиков. Важным фактором, влияющим на процесс формирования цены, является конкуренция на рынке, необходимость учета которой очевидна.

6.1.2 Выбор системы-аналога

В настоящее время существует масса систем для автоматизации бизнес-процессов составления расписания. Они ориентированы как на небольшие организации, так и на предприятия-гиганты. Я остановил свой выбор на малых учреждениях, в силу причин, описанных ранее.

Первое, на что стоит обратить внимание при изучении системы, это состав ее информационных объектов. Именно они характеризуют информационную мощность системы, т. е. определяют, какими понятиями и с какой степенью детализации можно оперировать при выполнении работ по моделированию.

Для сравнения с разработанной системой, мы выбрали наиболее подходящую по функциональности и общим характеристикам систему. Это система "Ректор+". Именно ее мы будем рассматривать при составлении базы сравнения и вычисления интегрального показателя качества.

В таблице 6.1 приведено сопоставление основных критериев сравнения по 10-бальной шкале разрабатываемой модели информационной системы и существующей системы-аналога.

Таблица 6.1 - Сопоставление технико-экономических критериев

Критерий	Весовой коэффиц., qi	Оценка модели, А1i	qi·A1i	Оценка аналога, А2i	qi·A2i
Учет договоров	0,3	10	3,0	10	3,0
Поддержка андеррайтинга	0,3	10	3,0	7	2,1
Разграничение доступа	0,1	6	0,6	6	0,6
Совместимость	0,2	8	1,6	6	1,2
Использование СУБД	0,2	8	1,6	8	1,6
ИТОГО:	1,0		9,8		8,5

6.1.3 Интегральный показатель качества

По данным сравнительной характеристики рассчитаем интегральный технический показатель разрабатываемой системы и выбранного аналога.

Он будет равен:

для разрабатываемой системы:

И₁ = ? A_1iq_i = 9,8

для аналога:

И₂ = ? A_2iq_i = 8,5,

где A_1i и A_2i соответствующая характеристика проекта и аналога;q_i - весовые коэффициенты.

Относительная технико-экономическая эффективность разработанного продукта:

K_и = И₁ / И₂ = 1,153.

Полученное значение K_и показывает целесообразность и экономическую эффективность разработки.

6.2 Расчет себестоимости системы

Под разработкой информационной системы будем понимать совокупность работ, которые необходимо выполнить, чтобы разработать программный продукт, выполняющий все описанные на этапе моделирования функции.

Для расчета затрат на этапе проектирования необходимо определить продолжительность каждой работы. Продолжительность работ определяется либо по нормативам (с использованием специальных справочников), либо расчетом с помощью экспертных оценок по формуле (6.1):

, (6.1)

где Т_о - ожидаемая длительность работ;Т_min и Т_max - наименьшая и наибольшая, по мнению эксперта, длительность работ.

Все расчеты сведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Определение продолжительности работ

Наименование работ	Длительность работ (дней)
	tmin	tmax	t0
Разработка ТЗ	5	9	6,6
Анализ ТЗ	4	6	4,8
Поиск и изучение источников*	12	16	13,6
Разработка алгоритма	14	20	16,4
Разработка программы*	20	34	25,6
Тестирование и отладка программы*	20	25	22,0
Оформление сопроводительной документации*	7	14	9,8
Машинное время	59	89	71,0
Итого:	82	124	98,8

Ленточный график работ представлен на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Ленточный график

Всего было затрачено 99 дней (из них с использованием ЭВМ - 71 день). Себестоимостьразработанной системы рассчитаем по формуле (6.2):

К = Z_п + М_п + Н_р, (6.2)

где Z_п - заработная плата проектировщика на всем этапе проектирования; М_п - затраты на использование ЭВМ на этапе проектирования; Н_р...