Разработка информационной системы садово–производственного кооператива

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Экономический факультет

Кафедра прикладной информатики и математики

Дипломная работа

Разработка информационной системы садово-производственного кооператива

Содержание

Введение

1. Обзорно-постановочная глава

1.1 Описание проблемы и объекта исследования. Постановка задачи. Обоснование целесообразности и актуальности

1.2 Обзор и анализ существующих методов решения задачи. Обоснование выбора метода решения или разработки нового

1.3 Обзор и анализ существующих инструментальных средств для реализации метода решения. Обоснование выбора инструментальных средств

2. Алгоритмы и структуры данных

2.1 Технологии реализации распределенных баз данных

2.2 Структура БД

2.3 Формализация задачи проектирования структуры распределённой БД

3. Практическая реализация

3.1 Структура информационной системы на модельном уровне. Описание особенностей реализации

3.2 Порядок работы с разработанными средствами

3.3 Анализ результатов работы, моделирования, эксперимента

4. Экономическое обоснование эффективности разработанных средств

Заключение

Введение

Одним из важных источников минимизации издержек, затрат предприятия и оптимизации методов ведения бизнеса, в соответствии с текущей рыночной ситуацией являются информационные системы (ИС). Новейшие достижения в области микроэлектроники привели к новым концепциям в организации информационных служб. Благодаря высокопроизводительным и экономичным микропроцессорам информационно-вычислительные ресурсы приближаются к рабочим местам менеджеров, бухгалтеров, плановиков, администраторов, инженеров и других категорий работников. Совершенствуются персональные системы обработки данных, упрощается документооборот, внедряются автоматизированные рабочие места на базе персональных компьютеров.

Подходя к современным требованиям, предъявляемых к качеству работы управленческого звена предприятия, нельзя не отметить, что эффективная работа его всецело зависит от уровня оснащения фирмы электронным оборудованием, таким, как компьютеры, средства связи, копировальные устройства, а также соответствующего программного обеспечения и оптимизации информационного обеспечения. И если предприятие стремится к высоким результатам, то оно должно уделять особое внимание компьютеризации во всех сферах своей деятельности.

Важным шагом к всеобъемлющей автоматизации стало применение распределенных информационных технологий (ИТ), которые позволили создать единое информационное пространство предприятий, функционирующее в реальном масштабе времени.

Распространение глобальных распределенных информационных систем (налоговой инспекции, пенсионного фонда и др.) и однотипных экономических и бухгалтерских программ ("1С", "Бэст-Офис" и др.) привело к тому, что представление бухгалтерской и прочей отчетности, а также документооборот между отделами и предприятиями ведется исключительно в электронном виде. На большинстве предприятий автоматизирован практически весь документооборот и большинство расчетных операций.

В настоящее время для повышения эффективности работы садово-производственных кооперативов необходимо применять современные компьютерные технологии. Именно они дают возможность повысить производительность предприятий за счет согласованной работы всех его подразделений.

В данной работе разработана распределенная ИС на базе информационно-вычислительной сети из пяти ЭВМ на примере садово-производственного кооператива (СК), в котором будет применяться ИС, которая автоматизирует основные функции бухгалтерии.

Для создания эффективной ИС данного предприятия исследованы и определены: задачи, источники информации и информационная база, необходимые для качественного расчета экономических, технических и хозяйственных показателей предприятия; стратегия функционирования информационных систем; основные общесистемные принципы, необходимые при создании ИС; модели стратегии создания и развития ИС.

Для новой информационной технологии характерны:

· работа пользователя в режиме манипулирования (непрограммирования) данными;

· сквозная информационная поддержка на всех этапах прохождения информации на основе интегрированных баз данных, предусматривающих единую унифицированную форму представления, хранения, поиска, отображения, восстановления и защиты данных;

· безбумажный процесс обработки документов;

· интерактивный режим решения задач;

· возможности коллективного исполнения документов на основе сетевой технологии клиент-сервер, объединенных средствами коммуникации;

· возможности, адаптивной перестройки форм и способа представления информации в процессе решения задачи.

информационный программный проектирование

1. Обзорно-постановочная глава

1.1 Описание проблемы и объекта исследования. Постановка задачи. Обоснование целесообразности и актуальности

Современный этап развития экономики характеризуется переходом предприятий на новые условия хозяйствования, необходимостью развития перспективных направлений науки и техники и увеличением эффективности производства с целью получения максимальных финансовых результатов.

Одним из эффективных направлений развития производства и совершенствования управления является разработка и внедрение на предприятии передовых информационных технологий, включающих в себя:

1. определение функций, которые должны быть решены с целью обеспечения служб предприятия надежной и качественной информацией для принятия решений;

2. определение задач, которые необходимо решить с целью обеспечения решения функций, определенных па первом этапе;

3. определение перечня количественных и качественных показателей информации, необходимых для решения задач определенных на втором этапе;

4. определение форм и методов, основываясь на которых и/или используя которые с помощью количественных и качественных показателей достигается решение требуемых задач и определение заданных функций для принятия необходимых решений.

В настоящее время для повышения эффективности работы садово-производственных кооперативов необходимо применять современные компьютерные технологии. Именно они дают возможность повысить производительность предприятий за счет согласованной работы всех его подразделений.

Рассматривая работу садово-производственных кооперативов можно заключить, что наибольшее влияние на эффективность работы предприятий оказывают такие факторы как продажа земельных участков, сдача их в аренду и др.

Следует учесть, что в процессе жизнедеятельности СПК происходят постоянные многочисленные изменения, которые должны регистрироваться в БД ИС. Одни участки продаются, другие сдаются в аренду, владельцы участков меняют место жительства и т.д. И все это должно отражаться в базе данных ИС.

За время существования кооператива все это привело к значительному увеличению объема информации и, как следствие, к снижению работоспособности СПК и увеличению времени выполнения типовых операций, что в свою очередь привело к появлению очередей в бухгалтерии кооператива.

Данная работа посвящена этой проблеме.

Указанные обстоятельства позволяют сделать вывод, что задача повышения эффективности работы СПК с помощью информационных систем на основе структуры РБД является актуальной.

Поэтому главной задачей этого дипломного проекта является разработка ИС садово-производственного кооператива, которая будет автоматизировать следующие функции работников бухгалтерии:

· учет членов кооператива;

· учет земельных участков;

· учет кассовых и банковских операций;

· формирование платежных документов;

· учет материальных средств.

При создании проекта необходимо учитывать следующие задачи:

· простота и понятность интерфейса программы, что не потребует дополнительного обучения или прохождения специальных курсов, особенно для работников, не посвященных в азы компьютеров и программного обеспечения;

· открытость для модификаций и дополнений последующими версиями и разработками;

· невысокая требовательность к системным ресурсам машины;

Программа должна предоставлять пользователю возможность:

1. Автозаполнения некоторых полей для ускорения работы;

2. Осуществлять поиск материалов по наименованию и выдавать его параметры;

3. Выводить на печать необходимые документы;

4. Обеспечение целостности и сохранности информации;

5. Обеспечение защиты информации от несанкционированного доступа.

Основной целью работы является:

· повышение быстродействия работы бухгалтерии кооператива, т.е. освободить персонал предприятия от рутинной ручной работы по учету, хранению и обработке информации;

· устранение очередей и возможности возникновения противоречий из-за хранения в разных местах сведений об одном и том же объекте;

· своевременно и качественно вести анализ хозяйственной деятельности предприятия;

· быстро и качественно принимать решения, связанные с управлением предприятия.

Таким образом, объектом исследований в данной работе является ИС СПК. Предметом исследований - база данных ИС СПК.

Для достижения цели дипломной работы были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать состав и структуру базы данных информационной системы СПК.

2. Разработать структуру и алгоритмы функционирования информационной системы СПК.

3. Рассмотреть методы построения и оптимизации реляционных баз данных.

4. Рассмотреть методы практической реализации распределенных информационных систем.

5. Разработать таблицы данных о членах кооператива, садовых участках, об оплате вступительных и членских взносов.

6. Разработать вывод справок о владельцах участков по номерам участков, о выплатах по участку.

7. Разработать отчёты о членах садоводческого кооператива, садовых участках и об оплате вступительных, членских и целевых взносов.

Для решения поставленных задач необходимо изучить и использовать методы теории реляционных баз данных, современные информационные технологии разработки и сопровождения распределенных информационных систем.

Исходя из изложенного, в работе проведено исследование садовых кооперативов и основываясь на том, что внедрение современных ИС является важнейшим обобщающим показателем эффективности работы предприятия, предложена реализация информационной системы, которая обеспечивает оперативный сбор и обработку информации, а также возможность принятия решений службами и руководством предприятия.

1.2 Обзор и анализ существующих методов решения задачи. Обоснование выбора метода решения или разработки нового

Основные идеи современной информационной технологии базируются на концепции, согласно которой данные должны быть организованы в базы данных с целью адекватного отображения изменяющегося реального мира и удовлетворения информационных потребностей пользователей.

База данных - это именованная совокупность взаимосвязанных информационных массивов, описывающая определенную предметную область. Основной концепцией баз данных является независимость БД от решаемых задач, что позволяет наращивать возможности любой ИС путем разработки новых информационных и расчетных задач, применяющих информацию из ранее разработанной базы данных, описывающей определенную предметную область, без изменения самой базы данных.

Эти базы данных создаются и функционируют под управлением специальных программных комплексов, называемых системами управления базами данных (СУБД).

Увеличение объема и структурной сложности хранимых данных, расширение круга пользователей информационных систем привели к широкому распространению наиболее удобных и сравнительно простых для понимания реляционных (табличных) СУБД. Для обеспечения одновременного доступа к данным множества пользователей, нередко расположенных достаточно далеко друг от друга и от места хранения баз данных, созданы сетевые мультипользовательские версии БД основанных на реляционной структуре. В них тем или иным путем решаются специфические проблемы параллельных процессов, целостности (правильности) и безопасности данных, а также санкционирования доступа.

Система управления базами данных (СУБД) должна предоставлять доступ к данным любым пользователям, включая и тех, которые практически не имеют или не хотят иметь представления о:

физическом размещении в памяти данных и их описаний;

механизмах поиска запрашиваемых данных;

проблемах, возникающих при одновременном запросе одних и тех же данных многими пользователями (прикладными программами);

способах обеспечения защиты данных от некорректных обновлений и (или) несанкционированного доступа;

поддержании баз данных в актуальном состоянии и множестве других функций СУБД.

При выполнении основных из этих функций СУБД должна использовать различные описания данных.

Естественно, что проект базы данных надо начинать с анализа предметной области и выявления требований к ней отдельных пользователей (сотрудников организации, для которых создается база данных). Подробнее этот процесс будет рассмотрен ниже, а здесь отметим, что проектирование обычно поручается человеку (группе лиц) - администратору базы данных (АБД). Им может быть как специально выделенный сотрудник организации, так и будущий пользователь базы данных, достаточно хорошо знакомый с машинной обработкой данных.

Модели данных

Иерархическая модель данных

Иерархическая модель данных представляет собой иерархию в виде дерева. Данная модель данных базируется на сегменте, который представляет собой совокупность полей, характеризующих данный сегмент. Сегменты различаются по типу, а каждый тип характеризуется фиксированной длиной и конкретным разбиением на поля данных. Два связанных сегмента, расположенных на смежных уровнях называются исходным (более высокого уровня) и порожденным (более низкого). Иерархическая запись - система взаимосвязанных сегментов, в которой каждый порожденный сегмент представлен столько раз, сколько необходимо для полного раскрытия данного сегмента. В иерархической структуре есть сегмент, который не имеет исходного и называется головным или корневым. В этом сегменте обычно располагается идентификатор объекта, свойства которого раскрываются в сегментах второго и более низких уровней иерархии.

Для реализации данной модели на физическом уровне используется ряд стандартных методов размещения данных на запоминающих устройствах, которые могут размещать сегменты следующими иерархическими способами доступа: последовательный, индексно-последовательный, прямой, индексно-прямой. В соответствии со способами размещения сегментов устанавливается порядок доступа к ним. Установленный порядок доступа к сегментам обуславливает процедурность языка запросов и требует от пользователя знания путей доступа к данным, проходящим по ветвям дерева иерархической записи. Что является одним из недостатков данной модели. В качестве других недостатков можно отметить следующие:

· сложность реализации “многие ко многим”, требующая избыточности данных на физическом уровне, что приведет к нежелательному и не оправданному увеличению БД;

· требование повышенной корректности к операции удаления, поскольку удаление исходного сегмента влечет за собой удаление порожденных;

· доступ к любому порожденному сегменту возможен только через исходный, что увеличивает время ответа а запрос к БД.

В связи с тем, что иерархическая модель обладает большим количеством недостатков она не будет применятся для моделирования разрабатываемой АСИС.

Сетевая модель данных

Сеть - более общая структура в сравнении с иерархией. Узлами сети являются отдельные экземпляры записи. Узлы записи являются единицей доступа к БД. Поскольку отдельный узел может иметь несколько непосредственно старших узлов, так же, как и несколько непосредственно подчиненных, то данная структура обеспечивает прямое представление отношения “многие ко многим”. Для связи между записями-узлами существует связующая запись, все экземпляры которой помещаются в цепочку для связи двух экземпляров.

Основной конструкцией сетевой модели данных является набор. Для каждого типа набора, определяемого в схеме, должен быть указан определенный тип записи владельца набора, а так же произвольное число типов записи членов набора. Каждый экземпляр набора состоит из одного экземпляра-владельца и одного или более экземпляров записей-членов.

Каждый экземпляр записи-набора представляет иерархические связи между экземпляром записи-владельца и соответствующими экземплярами записей-членов. Это является следствием того ограничения, что ни один экземпляр записи-члена из набора на может принадлежать более, чем одному экземпляру набора. Способ, которым каждый экземпляр записи владельца связывается с соответствующими экземплярами записей-членов, определяется в схеме сети. Одним из способов организации таких связей является установление цепочки указателей, выходящих из экземпляра записи-владельца, проходящих через все экземпляры записей-членов и возвращающихся обратно к экземпляру записи-владельца, что обеспечивает высокую скорость обработки запросов.

Главный недостаток сетевой модели заключается в сложности структур памяти. Пользователь должен знать, какие цепочки существуют и какие отсутствуют. В результате язык запросов процедурный и требует программистских навыков.

Реляционная модель данных

Реляционная модель - множественное отношение которое представляет собой подмножество декартова произведения списка доменов. Домен - это множество значений, из которого извлекаются значения для данного атрибута. Другими словами в основе реляционной модели лежат простые таблицы, которые удовлетворяют определенным ограничениям, а потому могут рассматриваться как математические отношения. Строки таких таблиц называются кортежами, имена столбцов - атрибутами. Следует отметить, что все кортежи различны, а порядок столбцов произволен, чем упрощается процесс обработки кортежей. В отношении (таблице) выделяется несколько атрибутов, однозначно идентифицирующих кортежи и называемых ключами.

Основные операции реляционной алгебры были впервые предложены Коддом. Предложив реляционную модель данных, Э.Ф.Кодд создал и инструмент для удобной работы с отношениями - реляционную алгебру. Каждая операция этой алгебры использует одну или несколько таблиц (отношений) в качестве ее операндов и продуцирует в результате новую таблицу, т.е. позволяет "разрезать" или "склеивать". Он доказал, что запросы, формулируемые с помощью языка исчисления, могут быть сформулированы в языках реляционной алгебры и наоборот, т.е. запросы представленные с помощью языка реляционной алгебры могут быть использованы для выполнения запросов к разработанной БД.

Особенность реляционной модели заключается в том, что в отличии от сетевой и иерархической моделей реальные объекты и взаимосвязи между ними представляются в базе данных единообразно в виде нормализованных отношений.

Основной недостаток реляционной модели данных связывается с низкой производительностью реляционной СУБД. Но разработка современных СУБД таких как, ORACLE, InterBase, Acsses и др. позволило преодолеть и этот недостаток.

Достоинства реляционной модели можно разделить на две группы:

достоинства для пользователя:

· реляционная БД представляет собой набор таблиц с которыми пользователь привык работать;

· не нужно помнить пути доступа к данным и строить алгоритмы и процедуры обработки своего запроса;

· реляционные языки легки для изучения и освоения, в то время как языки общения с иерархической и сетевой моделями предназначены для программистов и мало пригодны для пользователей;

достоинства обработки данных реляционной БД:

· связность. Реляционное представление дает ясную картину взаимосвязей атрибутов из различных отношений;

· точность. Направленные связи в реляционной БД отсутствуют. Отношения по своей природе обладают более точным смыслом и поддаются манипулированию с использованием таких средств, как алгебра и исчисление отношений [5], обеспечивающих наглядность и гибкость модели данных;

· гибкость. Операции проекции и объединения [17] позволяют разрезать и склеивать отношения, так что программист может получать разнообразные файлы в нужной форме;

· секретность. Контроль секретности упрощается. Для каждого отношения имеется возможность задания правомерности доступа, засекреченные показатели можно выделить в отдельные отношения с проверкой прав доступа;

· простота внедрения. Физическое размещение однородных (табличных) файлов намного проще, чем размещение иерархических и сетевых структур;

· независимость данных. БД должна допускать возможность расширения, т.е. добавления новых атрибутов и отношений.

Поскольку среди перечисленных логических моделей данных реляционная обладает значительными преимуществами и малыми недостатками, то она и будет взята в основу для построения СУБД.

Выбор концептуальной модели

Для выбора концептуальной модели данных рассмотрим три их разновидности:

· семантическая модель;

· фреймы;

· модель “сущность-связь”.

Семантическая модель основывается на построении семантической сети. Под семантической сетью понимают ориентированный граф, состоящий из помеченных вершин и дуг и задающий объекты и отношения предметной области. Семантические сети обладают рядом достоинств, а именно:

· описание объектов предметной области происходит естественным языком;

· все записи, поступающие в БД накапливаются в относительно однородной структуре.

Но, несмотря на эти преимущества, семантическая модель данных обладает рядом недостатков, один из которых и наиболее существенный, заключается в том, что построение реляционной модели данных на основе семантических сетей затруднено.

Фреймы выражаются структурами данных с привязанными процедурами обработки этих данных. Фреймы могут быть следующих видов: событийные, характеристики, логические предикаты. Использование фреймовой модели так же нецелесообразно, поскольку данная модель не отражает типы связей в реляционной модели данных.

Модель “сущность-связь” описывается в терминах сущность, связь, значение. Сущность - понятие которое может быть идентифицировано. Связь - соединение сущностей. Для представления связей и сущностей введен специальный метод: ER-диаграмма. Различаются сущности трех основных классов: стержневые, ассоциативные и характеристические. Стержневая сущность - это независимая сущность (ей свойственно независимое существование). Ассоциативная сущность или ассоциация рассматривается как связь между двумя или более сущностями типа "многие-ко-многим" или подобные им. Характеристическая сущность (или характеристика) представляет собой сущность, единственная цель которой, в рамках рассматриваемой предметной области, состоит в описании или уточнении некоторой другой сущности. ER-диаграма - графическое представление взаимосвязей сущностей. Каждое множество сущностей представляется прямоугольником, а множество связей - ромбом. Связи могут быть трех типов: “один к одному”, “один ко многим”, “многие ко многим” - данные типы связи присущи реляционной модели, как и сущности, которым в реляционной модели соответствуют таблицы.

В связи с тем, что модель “сущность-связь” наиболее близка по принципам организации к реляционной модели и реализация последней на основе первой наиболее удобна, то в качестве концептуальной модели выбрана модель “сущность-связь”.

Методы проектирования АСИС

Метод -- это последовательный процесс создания моделей, которые описывают вполне определёнными средствами различные стороны разрабатываемой программной системы. Методы важны по нескольким причинам:

Во-первых, они упорядочивают процесс создания сложных программных систем.

Во-вторых, они позволяют менеджерам в процессе разработки оценить степень продвижения и риск.

Методы проектирования делятся на три основные группы;

Метод проектирования сверху вниз;

Метод потоков данных;

Объектно-ориентированное проектирование.

Для структурного проектирования характерна алгоритмическая декомпозиция. Следует отметить, что большинство программ написано в соответствии с этим методом. Тем не менее структурный подход не позволяет выделить абстракции и обеспечить ограничение доступа к данным; он также не предоставляет достаточных средств для организации параллелизма. Структурный метод не может обеспечить создание предельно сложных систем, и он, как правило, неэффективен в объектных и объектно-ориентированных языках программирования. Поэтому данный метод не будет использоваться для проектирования данной ИС.

В методе потоков данных программная система рассматривается как преобразователь входных потоков в выходные. Метод потоков данных с успехом применялся при решении ряда сложных задач, в частности, в системах информационного обеспечения, где существуют прямые связи между входными и выходными потоками системы и где не требуется уделять особого внимания быстродействию. Но поскольку одним из основных требований предъявляемых к проектируемой ИС является увеличение скорости автоматизации учета членов кооператива, земельных участков, кассовых и банковских операций и материальных средств и уменьшение временных затрат на оформление платежных документов в кооперативе, то применение данного метода также нецелесообразно для проектирования ИС.

Объектно-ориентированное проектирование (object-oriented design, OOD) - это подход в основе которого лежит представление о том, что программную систему нужно проектировать как совокупность взаимодействующих друг с другом объектов, рассматривая каждый объект как экземпляр определённого класса, причём классы образуют иерархию. Объектно-ориентированный подход отражает топологию новейших языков высокого уровня, таких как Object Pascal, C++, Smalltalk [23] и др. Для данного метода проектирования присущи четыре главных элемента:

· абстрагирование;

· инкапсуляция;

· модульность;

· иерархия.

Абстрагирование позволяет выделить существенные характеристики проектируемого объекта, отличающие его от других объектов.

Инкапсуляция - процесс отделения друг от друга элементов объекта, определяющих его устройство и поведение. Она позволяет изолировать контрактные обязательства абстракции от их реализации.

Модульность - свойство системы, которая была разложена на внутренне связные, но слабо связанные между собой модули.

Иерархия - упорядочивание абстракций, расположение их по уровням.

Абстракция и инкапсуляция дополняют друг друга. Абстрагирование направлено на наблюдение поведения объекта извне, а инкапсуляция определяет четкие границы между различными абстракциями, т.е. наблюдение за поведением объекта изнутри.

Использование этих элементов проектирования и позволяет значительно увеличить производительность любой проектируемой системы.

Таким образом, для проектирования данной ИС используется объектно-ориентированный подход, основанный на реляционной модели данных. Применение реляционной модели данных обусловлено использованием реляционной алгебры и соответствующих алгоритмов и операций для выполнения действий над данными. Использование алгоритмов реляционной алгебры позволяет обеспечить высокую производительность работы с базой данных.

Этапы проектирования базы данных

Определение цели создания базы данных

На первом этапе проектирования базы данных необходимо определить цель создания базы данных, основные ее функции и информацию, которую она должна содержать.

База данных должна отвечать требованиям тех, кто будет непосредственно с ней работать. Для этого нужно определить темы, которые должна покрывать база данных, отчеты, которые она должна выдавать. Так же необходимо проанализировать бумажные или какие-либо иные формы, которые в настоящий момент используются для записи данных, сравнить создаваемую базу данных с подобной ей базой, которая, возможно, используется в настоящее время.

Определение таблиц, которые должна содержать база данных

Одним из наиболее сложных этапов в процессе проектирования базы данных является разработка таблиц, так как результаты, которые должна выдавать база данных (отчеты, результаты запросов) не всегда дают полное представление о структуре таблицы.

При проектировке таблиц, рекомендуется руководствоваться следующими основными принципами:

Необходимо использовать как можно меньше разрозненных данных в разных таблицах. Рекомендуется объединять связанные по смыслу данные в одну таблицу. Это повышает эффективность работы с такими данными.

Сведения на разные темы обрабатываются намного быстрее, если они находятся в разных таблицах. При необходимости обработки таких данных совместно, вводятся дополнительные поля, по которым записи «связываются».

Определение необходимых в таблице полей

Каждая таблица содержит информацию на свою тему, а каждое поле в таблице содержит отдельные сведения по теме таблицы.

При разработке полей для каждой таблицы необходимо помнить:

Каждое поле должно быть связано с темой таблицы.

Не рекомендуется включать в таблицу данные, которые являются результатом выражения.

В таблице должна присутствовать вся необходимая информация.

Информацию следует разбивать на наименьшие логические единицы (Например, поля «Имя» и «Фамилия», а не общее поле «Имя»).

Задание индивидуального значения каждой записи

Для того чтобы Delphi мог связать данные из разных таблиц, каждая таблица должна содержать поле или набор полей, которые будут задавать индивидуальное значение каждой записи в таблице. Такое поле или набор полей называют «ключом» или ключевым полем.

Определение связей между таблицами

После распределения данных по таблицам и определения ключевых полей необходимо выбрать схему для связи данных в разных таблицах. Для этого нужно определить связи между таблицами.

Желательно изучить связи между таблицами в уже существующей базе данных и на основе полученных сведений, построить свою схему связей. Если же прототипа создаваемой базы данных не существует, то схему связей необходимо определить исходя из того, в каких таблицах данные должны добавляться, изменяться или удаляться совместно.

Корректировка структуры базы данных

После проектирования таблиц, полей и связей необходимо еще раз просмотреть структуру базы данных и выявить возможные недочеты. Желательно это сделать на данном этапе, пока таблицы не заполнены данными. Если изменения структуры производить в таблицах, в которые уже занесена информация, то возможна порча или даже потеря данных.

Для проведения проверки необходимо после создания таблиц определить связи между ними ввести несколько записей в каждую таблицу, а затем посмотреть, отвечает ли база данных поставленным требованиям. Для проведения полного контроля структуры создаваемой базы данных рекомендуется также создать формы и отчеты и проверить, выдают ли они требуемую информацию.

Кроме того, необходимо исключить из таблиц все возможные повторения данных.

Добавление данных и создание других объектов базы данных

Если проведенная проверка дала положительные результаты, то можно создать окончательный вариант форм и отчетов и начинать ввод данных.

На этом этапе так же рекомендуется следить за работой программы и отслеживать все нарушения в структуре данных, которые не были обнаружены на предыдущих этапах.

Более подробно реализация будет рассмотрена в следующей главе.

1.3 Обзор и анализ существующих инструментальных средств для реализации метода решения. Обоснование выбора инструментальных средств

Современные средства разработки ПО характеризуются большим разнообразием критериев, используя которые разработчик имеет возможность автоматизировать процесс разработки приложений. Так, в настоящее время инструментальные средства позволяют:

· создавать интерфейс используя стандартные компоненты;

· передавать управление различным процессам, в зависимости от состояния системы;

· создавать оболочки для баз данных, как и сами базы данных;

· разрабатывать более надежное ПО, путем обработки исключительных ситуаций возникающих при некорректной работе ПО.

Современные средства разработки характеризуются следующими параметрами:

· поддержка объектно-ориентированного стиля программирования;

· возможность использования CASE-технологий, как для проектирования разрабатываемой системы, так и для разработки моделей реляционных баз данных;

· использование визуальных компонент для наглядного проектирования интерфейса;

· поддержка БД;

· возможность использования алгоритмов реляционной алгебры для управления реляционными базами данных;

· возможность синхронизации составных частей проекта (предоставляется при разработке больших программных комплексов).

Вышеперечисленными свойствами обладают языки программирования, например: Delphi, С, Visual C++, Borland С++ Biulder, Visual FoxPro и другие.

Каждое из этих средств содержит весь спектр современного инструментария, который был перечислен ранее. Главное отличие состоит в области использования рассматриваемых средств.

Так С - главный инструмент системного программиста на сегодняшний день. Си создавался программистами Bell laboratories для себя как инструмент для разработки ОС UNIX и получил первоначальное распространение как базовый язык этой операционной системы. Си имеет очень приятный набор операторов (исключение составляет неструктурный switch) и неудачный конструктор типов. Серьезный недостаток (для языка системного программирования) - почти полное отсутствие механизмов раздельной компиляции. Поскольку Си доминирует на американском рынке средств разработки ПО, ему гарантирована долгая жизнь, несмотря на многочисленные попытки модернизировать его (например, такие, как С++ или Java).

Visual C++ обычно используется при разработке приложений предназначенных для работы с ОС Windows, использующих основные свойства ОС, а так же выполняющих большое количество вычислений. Одним из недостатков данного средства разработки приложений является высокое требование к аппаратным ресурсам при разработке программного обеспечения, недостаточно высокая скорость компиляции программного кода и при реализации конечного продукта (ПО), используя этот продукт необходимо больше дискового пространства, чем при создании аналогичного ПО другими средствами разработки.

Borland С++ Biulder обычно используется при разработке приложений предназначенных для работы с ОС Windows, использующих основные свойства ОС, а так же выполняющих большое количество вычислений. Одним из недостатков данного средства разработки приложений является высокое требование к аппаратным ресурсам при разработке программного обеспечения, недостаточно высокая скорость компиляции программного кода и при реализации конечного продукта (ПО), используя этот продукт необходимо больше дискового пространства, чем при создании аналогичного ПО другими средствами разработки. Этот язык обладает еще одним, не менее важным недостатком - разработка баз данных на базе языка SQL и их поддержка ограничена.

Система разработки Visual FoxPro предъявляет наименьшие требования к системным ресурсам, но ее применение ограничено неудобством в визуальном создании интерфейса разрабатываемого приложения.

Недостаток Delphi состоит в том, что при его использовании нет достаточного доступа к функциям ОС, но данный недостаток несущественен, поскольку разрабатываемое приложение ориентировано на поддержку БД, а не на работу с ОС. Немалое значение при выборе Delphi в качестве средства для разработки ИС играет возможность использования большого количества встроенных визуальных компонент, как для разработки интерфейса, так и для создания СУБД.

При создании данного программного продукта главным критерием выбора программных средств разработки явились:

· скорость разработки приложений;

· возможность быстрого внесения изменений в программу;

· возможность редактирования и просмотра БД, используя средства разработки.

Как дополнение к перечисленному, можно указать, что время разработки зависит от: поддержки выбранного инструментария ОС, аппаратной поддержки, необходимой для их оптимального функционирования; наличия предварительного опыта у разработчиков в использовании соответствующих программных средств. Обеспечить минимальное время разработки можно только при выполнении этих условий.

Исходя из приведенных требований, выделим следующие характеристики средств разработки программного обеспечения:

· требования по ресурсам;

· поддержка операционной системы;

· наглядность разработки интерфейса;

· предоставляемые возможности работы с базами данных;

· доступность;

· скорость работы разработанного программного обеспечения;

· обработка исключительных ситуаций;

· время создания разработанного программного обеспечения;

· удобство эксплуатации.

В результате выполненного анализа инструментальных средств мною было выявлено, что в качестве средства разработки программного продукта будет использован язык программирования Object Pascal в интегрированной среде визуального программирования Delphi, как наиболее оптимальное средство разработки с точки зрения разработчика. Это один из наилучших для меня языков программирования. Он является наиболее доступным и более простым в применении, с ним легко работать и его возможности очень широки.

Используя Delphi можно создавать приложения для MS Windows95/98/NT с минимальными затратами времени т.к. в её основе лежит концепция быстрого создания приложений (RAD).

Основные сведения о Delphi:

Базируется на расширении языка Pascal - Object Pascal.

Интегрированная среда разработки приложений - позволяет создавать, компилировать, тестировать и редактировать проект или группу проектов в единой среде программирования.

Визуальная технология разработки программ - позволяет быстро создавать приложения путём размещения в форме стандартных компонентов. При этом соответствующий код программы автоматически генерируется Delphi. Такая технология освобождает разработчика от рутинной работы по созданию пользовательского интерфейса и позволяет уделить больше внимания внутренней организации данных и обработке данных.

Технология Two Ways Tools делает более эффективной работу с компонентами. При изменении программного кода в окне редактора Delphi соответствующим образом изменяет и сами компоненты. С другой стороны, при изменении свойств компонентов в инспекторе редактора объектов (Object Inspector) они немедленно отражаются в окне редактора кода.

Библиотека компонентов содержит множество стандартных компонентов, которые можно использовать при создании приложений. Сюда относятся элементы управления в стиле Windows 95 и IE 4.0, а также шаблоны для форм и экспертов.

Поддержка баз данных в среде Delphi осуществляется двояко. С одной стороны в ней широко используются компоненты, предназначенные для работы с базами данных. С их помощью можно создавать простые приложения, предназначенные для обработки данных, и приложения типа клиент/сервер. Особенностью этих компонентов является то, что во время создания приложения Delphi отображает результаты обработки данных, и позволяет проанализировать различные ситуации, которые могут сложиться в процессе работы программы. С другой стороны поддержка баз данных в Delphi осуществляется с помощью набора драйверов соединений с SQL-северами Borland SQL Links for Windows, которые позволяют интегрированному в Delphi ядру процессора баз данных Borland, (BDE) Borland Database Engine, получать доступ к локальным базам данных Paradox, dBASE, Access, FoxPro, а также SQL-северам InterBase, Informix, Oracle, Sybase, DB2, Microsoft SQL.

32-битовый компилятор Delphi генерирует исполняемые EXE-файлы. При этом существует возможность генерировать либо простые EXE-файлы, либо сложные приложения, требующие подключения DLL-библиотек.

Delphi - это первый инструмент в котором быстрое проектирование сочетается с использованием оптимизирующего компилятора. Кроме того, в Delphi может быть использована технология масштабирования баз данных, являющаяся самой мощной и сложной технологией программирования, которая когда-либо использовалась для персональных компьютеров. В отличие от большинства других инструментов, предназначенных для быстрой разработки приложений, Delphi является расширяемым инструментом. Ниже приведен краткий список особенностей, обеспечивающих расширяемость Delphi:

· непосредственный доступ к интерфейсу приложений API;

· встроенный Ассемблер; обработка строк, написанных на Ассемблере вставленных в текст программ Delphi;

· возможность создания пользовательских объектов VCL и OCX;

· возможность создания DLL-библиотек и других "вторичных" объектов среды Windows;

· объектная ориентация - возможность создавать новые классы, наследующие свойства существующих классов, либо, начав с нуля, строить свои собственные.

Одним из основных критериев, при выборе инструмента разработки приложений баз данных является масштабируемость возможность работать с данными в различных платформах. Масштабируемость в Delphi достигается благодаря следующим свойствам:

· поддержка как локальных таблиц, так и находящихся на удаленных серверах баз данных;

· поддержка сложных запросов и доступ из одного приложения ко многим Системам Управления Базами Данных (СУБД), построенным на различных платформах;

· свободное перемещение приложения из одной СУБД в другую, осуществляемое посредством ядра Borland Database Engine, которое организует доступ к базам данных, невзирая на различия в платформах;

· наличие собственных быстрых драйверов для основных платформ типа клиент/сервер;

· полная поддержка ODBC.

Delphi, как СУБД, полностью ориентирован на реляционную модель данных и имеет встроенный язык запросов к базам данных SQL (Structured Query Language).

Сочетание возможностей быстрого прототипирования приложений с технологиями уровня предприятия обеспечивает плавное и предсказуемое развитие проектов любого масштаба. Следование стандартам индустрии и открытость к взаимодействию с любыми частными решениями гарантирует успех проектов, разрабатываемых с использованием Delphi.

Для разработки ИРС садового кооператива применялась визуальная среда программирования Delphi 6.0. БД ИРС была разработана в формате СУБД DBase IV.

Данный формат за предыдущие 20 лет его применения хорошо себя зарекомендовал. БД типа "dbf" практически всегда восстанавливаются при аварийных сбоях компьютера, обеспечивают достаточно быстрый доступ к данным и поддерживаются абсолютно всеми программными продуктами, в которых есть доступ к БД.

2. Алгоритмы и структуры данных

2.1 Состав, структура и общий алгоритм функционирования ИРС

Разработка любой конкретной ИРС, имея ряд общих подходов и характеристик, должна быть прежде всего ориентирована на эффективное решение задач, возлагаемых на ИРС. То есть, состав, структура и алгоритм функционирования должны быть согласованы с функциональным назначением и режимами работы ИРС.

В соответствии с поставленной задачей обобщенный алгоритм функционирования выглядит следующим образом (рис. 1).

Рис. 1 Обобщенный алгоритм функционирования ИРС



Следует отметить, что абсолютное большинство современных средств программирования (Delphi, C-Builder, Visual-C, Visual-Basic, Visual-FoxPro и др.) основаны на объектно-ориентированном подходе и программы, разработанные на их основе носят в большей степени событийный характер, а не алгоритмический. Современная программа - это не последовательный набор операций, а распределенная структура, состоящая из множества объектов, взаимодействующих посредством сообщений, генерируемых событиями. При этом события в каждом объекте обрабатываются своими процедурами - обработчиками событий. Для взаимодействия с другими объектами вызываются сообщения изменения их свойств и формируются события через методы других объектов (например, активация другой формы методом ShowModal в результате нажатия пункта меню) (рис. 2).

Рис. 2 Структура программы, разработанной на основе объектно-ориентированного подхода

В связи с тем, что количество объектов, их свойств, методов, генерируемых событий и процедур их обработки составляет тысячи единиц, а сами события генерируются как автоматически, так и в результате действий пользователя программы, то представление полного алгоритма функционирования программы является достаточно затруднительным. Для упрощения представления алгоритма функционирования ИРС целесообразно разбить его на уровни представления в соответствии с трехуровневой моделью ANSI (рис. 3).

Рис. 3 Трехуровневая модель представления программ баз данных (ИРС, ИСС) АNSI

Пользовательский (внешний) уровень представляет собой интерфейс информационно-расчетной системы и выполняемые ею функции с точки зрения пользователя. Целесообразно представить пользовательский уровень в виде обобщенного алгоритма функционирования, приведенного выше.

Прикладной (физический) уровень представления ИРС составляет описание организации процедур, обеспечивающих выполнение функций ИРС, а также структуру базы данных ИРС.

Концептуальный (средний) уровень является промежуточным звеном между пользовательским и прикладным уровнем и составляет взаимосвязанную структуру функциональных элементов (подсистем) ИРС.

Рассмотрим более подробно концептуальный уровень как основополагающий для организации разработки ИРС.

Структурно информационно-расчетная система садово-производственного кооператива имеет все основные составные части классической ИРС и состоит из следующих подсистем (рис. 4).

Рис. 4 Общая структурная схема ИРС

Управляющая подсистема предназначена для определения режима функционирования ИРС и включает основную экранную форму с главным меню. В соответствии с обобщенным алгоритмом функционирования главное меню включает три подменю для вызова:

· подсистемы ведения БД;

· подсистемы формирования справок;

· подсистемы формирования отчетов;

· подсистема защиты информации.

База данных ИРС предназначена для хранения информации, необходимой для формирования справок и документов о садовых участках, членах кооператива, выплатах членских и целевых взносов и прочей необходимой информации для обеспечения работы администрации кооператива.

Программно каждой подсистеме и ее отдельной функции соответствует своя экранная форма или функциональное окно, которые будут описаны далее.

Необходимо предусмотреть пароль при запуске программы. Следует заметить, что в коммерческих ИРС применяются более совершенные системы защиты информации, включающие привязку к конкретной ЭВМ, криптографическую защиту информации в БД, разграничение доступа между пользователями ИРС.

2.2 Структура базы данных

Проектирование структуры базы данных ведется за четыре этапа.

Рис. 5 Схема проектирования базы данных



Анализ предметной области заключается в получении от пользователя неструктурированных описаний прикладных задач базы данных, выработке четкого определения и классификации элементов рассматриваемой предметной области. На основе собранной информации строится вербальная модель предметной области.

Концептуальное проектирование состоит в формализации вербальной модели предметной области путем формирования ее концептуальной модели в виде схемы "сущность-связь" либо ER-схемы. Главной целью этого этапа является определение объектов предметной области, формализованного описания их атрибутов, идентифицирующих атрибутов (идентификаторов, ключей) и функциональных связей между объектами.

На этапе логического проектирования осуществляется преобразование концептуальной схемы предметной области в логическую схему, отображающую структуру таблиц БД и связей между ними, осуществляемых через общие атрибуты.

Физическое проектирование состоит в размещении спроектированных таблиц БД на ЭВМ в формате выбранной СУБД.

Этап 1. Построение вербальной (описательной) модели данных.

На первом этапе необходимо описать требуемые для работы данные. При этом анализируются структура формируемых справок и документов. Далее в таблице приведены данные, используемые для формирования документов и справок.

Следует отметить, что целью первого этапа является не только описание требуемых для решения различных задач данных, но и их обобщение путем ликвидации дублирования с последующей интеграцией всех данных в единый список.



Табл. Данные, необходимые для формирования справок и документов

№ п/п	Информационный элемент	Данные
1.	Справка "Поиск владельца по номеру участка"	- Номер участка - Лицевой счет владельца - Фамилия, имя, отчество владельца - Дата рождения - Паспортные данные - Домашний адрес - Телефон - Наличие льгот
2.	Справка "Поиск участка по владельцу"	- Фамилия, имя, отчество владельца - Номер участка - Дата вступления (покупки) - Статус участка (приватизирован/не приватизирован, в залоге и т.д.) - Площадь участка (в сотках) - Строения на участке - Подключение воды - Подключение света - Садовые насаждения - Параметры огородного участка
3.	Справка "Выплаты по участку"	- Номер участка - Лицевой счет владельца - Фамилия, имя, отчество владельца - Назначение платежа - Дата платежа - Сумма платежа
4.	Отчет "Члены садового кооператива"	- Лицевой счет владельца - Фамилия, имя, отчество владельца - Дата рождения - Паспортные данные - Домашний адрес - Телефон - Наличие льгот
5.	Отчет "Садовые участки"	- Фамилия, имя, отчество владельца - Лицевой счет владельца - Номер участка - Дата вступления (покупки) - Статус участка (приватизирован/не приватизирован, в залоге и т.д.) - Площадь участка (в сотках) - Строения на участке - Подключение воды - Подключение света - Садовые насаждения - Параметры огородного участка
6.	Отчет "Оплата вступительных, членских и целевых взносов	- Номер участка - Лицевой счет владельца - Фамилия, имя, отчество владельца - Назначение платежа - Дата платежа - Сумма платежа

Таким образом, получим следующую структуру данных.

- Номер участка

- Лицевой счет владельца

- Фамилия, имя, отчество владельца

- Дата рождения

- Паспортные данные

- Домашний адрес

- Телефон

- Наличие льгот

- Дата вступления (покупки)

- Статус участка (приватизирован/не приватизирован, в залоге и т.д.)

- Площадь участка (в сотках)

- Строения на участке

- Подключение воды

- Подключение света

- Садовые насаждения

- Параметры огородного участка

- Назначение платежа

- Дата платежа

- Сумма платежа

Этап 2. Концептуальное проектирование

На данном этапе необходимо построить концептуальную модель данных, которая не зависит от методов последующей реализации БД.

Сначала необходимо выделить основные объекты предметной области и определить характер их взаимосвязей. В качестве основных объектов целесообразно выделить следующие:

- садовые участки;

- члены кооператива;

- выплаты взносов.

Рис. 6 Основные объекты предметной области

Далее для каждого объекта формируются группы их атрибутов (свойств), которые их описывают. При этом необходимо выделить ключевые атрибуты, которые однозначно определяют конкретный экземпляр объекта.

На данном рисунке приведена концептуальная модель данных в виде модели "сущность-связь". Ключевые атрибуты объектов на рисунке выделены подчеркиванием. Следует отметить, что если один член кооператива приобрел 2 и более участка, то для бухгалтерии это будут разные экземпляры объекта "Член кооператива" с разными лицевыми счетами несмотря на идентичность остальных параметров.

Рис. 7 Концептуальная модель данных

Этап 3. Логическое проектирование

Логическое проектирование БД по сути состоит из трех подэтапов:

...