Электронный журнал преподавателя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

на тему «Электронный журнал преподавателя»

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

1.1 Описание учебной и организационной работы преподавателя

1.2 Задачи автоматизации процессов в работе преподавателя

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА

2.1 Выбор модели жизненного цикла приложения

2.2 Построение концептуальной модели приложения

2.3 Построение диаграммы потоков данных

2.4 Проектирование базы данных

3. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ

3.1 Выбор среды разработки программного продукта

3.2 Выбор средств для хранения данных

3.3 Взаимодействие с базой данных в программе

3.4 Реализация пользовательского интерфейса

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВЫХ ИСПЫТАНИЙ

5. РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

6. ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ

7. АНАЛИТИЧЕСКАЯ БЛОК-СХЕМА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛОССАРИЙ

Атрибут - информация, описывающая объект и служащая его идентификатором (поименованная характеристика сущности). В записи данных атрибут представлен типом элемента данных.

База данных - это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области.

Данные - это описание любого явления (или идеи), которое представляется достаточно ценным, чтобы его сформулировать и точно зафиксировать.

Инфологическая модель - построение комплекса взаимосвязанных моделей данных.

Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области.

Информация - это приращение знаний, которое может быть выведено на основе данных.

Ключ - совокупность атрибутов, значение которых однозначно определяют кортеж в отношении.

Ключ базы данных - уникальный идентификатор, связанный с каждым экземпляром записей в базе данных (внутренний системный номер записи).

Объект - это совокупность сведений о какой-либо сущности, принимаемой как единое целое.

Связь - ассоциация между экземплярами примитивных или агрегированных объектов (записей) данных.

Система управления базами данных - набор программных средств, обеспечивающих хранение и обработку данных в базе данных.

Схема данных - графическое или формальное описание логической, физической структуры базы данных.

Тестирование - процесс многократного выполнения и работы с программой для обнаружения ошибок.

Целостность базы данных - свойство базы данных, при выполнении которого база данных содержит полную и непротиворечивую информацию, необходимую и достаточную для корректного функционирования приложений; это свойство сохраняется при всех манипуляциях с данными.

Эффективность - качество выполнения требуемых функций при минимальных затратах аппаратных и программных ресурсов. Для корректной оценки эффективности требуется провести тестирование программного продукта на наличие ошибок.

программный автоматизированный преподаватель интерфейс

СПИСОК АББРЕВИАТУР

БД - База Данных

ИС - Информационная Система

ПО - Программное Обеспечение

ПП - Программный Продукт

ПП - Программное Средство

СУБД - Система Управления Базами Данных

ADO - ActiveX Data Objects

DFD - Diagram Flow Data

ERD - Entity-Relationship Diagrams

MDI - Multiple Document Interface

RAD - Rapid Application Development

SADT - Structured Analysis and Design Technique

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время человечество вступает в новый этап своего развития - информационное общество. В информационном обществе изменится не только производство, но и весь уклад жизни, система ценностей, возрастет значимость культурного досуга по отношению к материальным ценностям. По сравнению с индустриальным обществом, где все направлено на производство и потребление товаров, в информационном обществе производятся и потребляются информация, знания, что приводит к увеличению доли умственного труда. От человека потребуется способность к творчеству, возрастет спрос на добывание знаний.

При переходе к информационному обществу возникает новая индустрия переработки информации на базе компьютерных и телекоммуникационных информационных технологий. Деятельность отдельных людей, коллективов и организаций уже сейчас все в большей степени начинает зависеть от их информированности и способности эффективно использовать и обрабатывать имеющуюся информацию. Поиск рациональных решений в любой сфере требует обработки больших объемов информации, что подчас невозможно без привлечения специальных технических средств.

Поэтому, одной из основных проблем функционирования современных предприятий и организации является нехватка или полное отсутствие автоматизированных систем, что затрудняет процесс обработки различной информации в ходе своей деятельности.

Данная проблема также характерна и для процесса функционирования образовательных учреждений. В частности, преподавателю, как и любому работнику образования, в ходе своей деятельности приходиться собирать и обрабатывать большое количество информации. Требуется много времени на монотонные типовые операции и подготовку различных отчетов. Для сокращения временных затрат и совершенствования работы преподавателя необходимо разработать приложение для автоматизации ряда учебных процессов.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

При разработке программного продукта для обеспечения его максимальной эффективности очень важно учитывать все особенности информационной среды, в которой будет происходить эксплуатация. Именно поэтому на стадии анализа необходимо уделить большое внимание описанию предметной области функционирования продукта. Анализ предметной области является первым этапом построения информационной системы. Здесь осуществляется сбор информации об этой области, определение источников информации, выделение функциональных областей и процессов, происходящих в этой сфере. Далее будут рассмотрены общие процессы сбора, обработки данных в работе преподавателя как заданной предметной области для исследования.

1.1 Описание учебной и организационной работы преподавателя

Основная цель информационной системы - упорядоченное хранение информации и предоставление ее по требованию. К информации может относиться все, что заслуживает внимания пользователя, использующего систему; иначе говоря, все необходимое для текущей работы данного пользователя.

Информация, касающаяся работы преподавателя, весьма разнообразна и вытекает из его должностных обязанностей:

· анализ проблем и результатов, перспективных возможностей работы по преподаванию дисциплин в виде предметных циклов;

· формы и содержание состоявшихся учебных занятий, лекций и других видов учебной деятельности;

· результаты успеваемости учащихся;

· планирование работы преподавателя в течение учебного года;

· разработка необходимой учебно-методической документации;

· работы по подготовке и проведению экзаменов;

· составление отчётов о работе преподавателя;

· контроль выполнения учебной нагрузки.

1.2 Задачи автоматизации процессов в работе преподавателя

В существующей сейчас схеме работы преподавателя со многими документами в бумажной форме основным недостатком является высокая трудоёмкость выполнения операций и, как следствие, низкая производительность труда, а также относительно высокая вероятность ошибки при обработке информации в таком виде.

Основным вариантом усовершенствования и устранения перечисленных выше проблем является автоматизация работы преподавателя с использованием компьютерных технологий, так как в этом случае применение вычислительной техники позволит уменьшить трудоёмкость, увеличить скорость работы и сократить количество возможных ошибок.

При автоматизации данных процессов программный продукт должен удовлетворять следующим требованиям:

· Программный продукт должен иметь простой и понятный пользовательский интерфейс для быстрого и удобного использования, ввода, редактирования и поиска требуемой информации;

· Информация в программе должна наглядно отображаться для последующего анализа и восприятия пользователем.

Программный продукт должен улучшить качество, надежность и удобство предоставления информации в процессе использования. Он также призван решать следующие задачи:

· освободить преподавателя от монотонной, рутинной работы;

· усовершенствовать обработку потоков различной информации;

· обеспечить достоверность, надежность хранения и быстрый поиск информации.

Электронный журнал преподавателя - это программный продукт для ведения различной учебной документации, нормативно-правовых, методических материалов, позволяющих удобно и оптимально структурировать и организовывать его деятельность в ходе учебной деятельности.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА

От правильного подхода к планированию разработки любого программного продукта зависит не только качество полученной разработки, но и время, затраченное на весь цикл разработки. Не менее важным этапом является разработка структуры базы данных, поскольку от качества модели представления данных зависит, насколько эффективно будет выполняться работа с ними.

Результатом разработки алгоритма работы программы является построение логической и физической модели базы данных, а также общего сценария работы программы.

2.1. Выбор модели жизненного цикла приложения

Жизненный цикл программного обеспечения - это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости его создания и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации. Понятие жизненного цикла программного обеспечения является одним из базовых понятий методологии проектирования информационных систем.

Технология создания и развития программных средств опирается на модели жизненного цикла информационных систем, программных средств. В моделях жизненный цикл структурируется рядом крупных фаз или этапов, каждый из которых характеризуется достаточно определенными целями и результатами. Модели жизненных циклов определяются выделением наиболее важных процессов, а также способами их группирования и отображения.

Основными моделями жизненного цикла, к настоящему времени получившими наибольшее распространение, являются каскадная и спиральная модели.

Каскадная модель характеризуется тем, что весь процесс разработки программного обеспечения разбивается на этапы, причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем. Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка была продолжена следующей командой разработчиков. Данная модель хорошо подходит для информационных систем, для которых с самого начала можно достаточно полно и точно сформулировать все требования. Взаимодействие с пользователем происходит только при переходах на следующий этап, в результате чего может получиться проект, который не устроит конечного пользователя. Обычно при создании программного обеспечения требования в процессе разработки уточняются и периодически происходит возврат к предыдущим этапам.

В спиральной модели основной упор делается на начальные этапы: анализ и проектирование. На этих этапах реализуемость технических решений проверяется путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии конечного продукта, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, и планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, уточняются и последовательно конкретизируются детали проекта, и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.

На рисунке 2.1.1 приведена общая схема процессов в спиральной модели разработки программного обеспечения.



Рис. 2.1.1 Спиральная модель жизненного цикла

В спиральной модели процесса разработки программного обеспечения последовательность этапов: «анализ требований > проектирование > реализация > тестирование» - выполняется, как правило, многократно. Таким образом, сам процесс разработки и развития ПП является итеративным. При создании сложных программных систем число итерационных этапов с использованием спиральной технологии может составлять более 20…30 и более. Общая идея спирального процесса заключается в том, чтобы на каждой ступени итерации строить очередную версию программы, используя в качестве основы ее предыдущую версию. Происходит постепенное улучшение качества продукта и расширение его функциональных возможностей.

Следует отметить, что, несмотря на то, что спиральная модель делает упор на этап анализа и проектирования, она вовсе не исключает изменение требований на более поздних этапах разработки. Отсюда следует, что спиральная модель жизненного цикла с ее итерациями образует единую схему проектирования, что позволяет обеспечить эффективное использование и производить обновление разработанного программного продукта. Последнее особенно важно, поскольку, как было отмечено изначально, предполагается сопровождение и развитие проекта в течение длительного времени и разными разработчиками.

Выбор в пользу спиральной модели жизненного цикла целесообразен для разрабатываемого программного обеспечения по следующим причинам:

· на основании наблюдений выявлять недостатки продукта и определять новые направления работы над ним;

· оперативно вносить изменения в программный код и общую логику функционирования компонентов программы в процессе опытной эксплуатации;

· проводить улучшение качества программного продукта и расширения его возможностей.

Наиболее приемлемой и эффективной, в данном случае, является технология нисходящего проектирования, кодирования, и тестирования, которая позволит реализовать все требуемые функции на каждом из этапов.

2.2 Построение концептуальной модели приложения

При разработке архитектуры программы использовались результаты исследования предметной области.

Работа пользователя состоит из 2-х этапов: ввод исходных данных, просмотр и вывод отчетов на печать.

Ввод, изменение и удаление информации осуществляется через специальный элемент управления записями TDBNavigator на панели инструментов формы (рисунок 2.2.1).

Рис. 2.2.1 Управление записями в программе

Изобразим варианты использования при помощи контекстной диаграммы (рис. 2.2.2). Диаграммы вариантов использования (use case diagram) описывают функциональное назначение системы или то, что система должна делать.

Разработка диаграммы преследует следующие цели:

· определить общие границы и контекст моделируемой предметной области;

· сформулировать общие требования к функциональному поведению проектируемой системы;

· разработать исходную концептуальную модель системы для ее последующей детализации в форме логических и физических моделей;

Суть диаграммы вариантов использования состоит в следующем. Проектируемая система представляется в виде множества сущностей или актеров, взаимодействующих с системой с помощью вариантов использования. При этом актером (actor) или действующим лицом называется любая сущность, взаимодействующая с системой извне. Это может быть человек, техническое устройство, программа или любая другая система, которая может служить источником воздействия на моделируемую систему так, как определит сам разработчик. Вариант использования служит для описания сервисов, которые система предоставляет актеру. Диаграмма вариантов использования может дополняться пояснительным текстом, который раскрывает смысл или семантику составляющих ее компонентов.

Рис. 2.2.2 Диаграмма вариантов использования

Отдельный вариант использования обозначается на диаграмме эллипсом, внутри которого содержится его краткое название или имя в форме глагола с пояснительными словами.

Цель варианта использования заключается в том, чтобы определить законченный аспект или фрагмент поведения некоторой сущности без раскрытия её внутренней структуры. В качестве такой сущности может выступать система или любой элемент модели, который обладает собственным поведением.

Каждый вариант использования соответствует отдельному сервису, который предоставляет моделируемая сущность по запросу актера, то есть определяет способ применения этой сущности. Сервис, который инициализируется по запросу актера, представляет собой законченную неделимую последовательность действий. Это означает, что после того как система закончит обработку запроса, она должна возвратиться в исходное состояние, чтобы быть готовой к выполнению следующих запросов.

Варианты использования могут применяться как для спецификации внешних требований к проектируемой системе, так и для спецификации функционального поведения уже существующей системы. Множество вариантов использования в целом должно определять все возможные стороны ожидаемого поведения системы. Кроме этого, варианты использования неявно устанавливают требования, определяющие, как актеры должны взаимодействовать с системой, чтобы иметь возможность корректно работать с предоставляемыми сервисами. Для удобства множество вариантов использования может рассматриваться как отдельный пакет.

В данном случае вариантами использования являются следующие действия: ввод данных, вывод требуемых отчетов, просмотр результатов и другие действия, выполняемые пользователем (актером - в терминологии языка UML).

Актер представляет собой любую внешнюю по отношению к моделируемой системе сущность, которая взаимодействует с системой и использует ее функциональные возможности для достижения определенных целей. При этом актеры служат для обозначения согласованного множества ролей, которые могут играть пользователи в процессе взаимодействия с проектируемой системой. Каждый актер может рассматриваться как некая отдельная роль относительно конкретного варианта использования. Стандартным графическим обозначением актера на диаграммах UML является пиктограмма «человечка», под которой записывается имя актера.

Актеры взаимодействуют с системой посредством обмена сообщениями с вариантами использования. Сообщение представляет собой запрос актером определенного сервиса системы и получение этого сервиса. Это взаимодействие может быть выражено посредством ассоциаций между отдельными актерами и вариантами использования или классами. Кроме этого, с актерами могут быть связаны интерфейсы, которые определяют, каким образом другие элементы модели взаимодействуют с этими актерами.

Два и более актера могут иметь общие свойства, то есть взаимодействовать с одним и тем же множеством вариантов использования одинаковым образом.

В нашем случае актером является преподаватель, проводящий работу с данными. Так как в общем случае актер всегда находится вне системы, его внутренняя структура не имеет значения при проектировании информационной системы. Сущность актера имеет значение только в том аспекте, как он воспринимается со стороны системы.

2.3 Построение диаграммы потоков данных

Диаграммы потоков данных (DFD) являются основным средством моделирования функциональных требований к проектируемой системе. С их помощью эти требования представляются в виде иерархии функциональных компонентов (процессов), связанных потоками данных. Главная цель такого представления - продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а так же выявить отношения между этими процессами.

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

внешние сущности;

системы, подсистемы;

процессы;

накопители данных;

потоки данных.

При разработке диаграмм потоков данных была выявлена следующая внешняя сущность: «Преподаватель».

Рис. 2.3.1 Диаграмма DFD приложения второго уровня детализации

Рассмотрим диаграмму потоков данных (рисунок 2.3.1) для приложения, подробнее остановимся на всех подсистемах и рассмотрим работу каждой.

1. Пользовательский интерфейс. Обеспечивает взаимодействие с пользователем.

2. Система безопасности. Основана на вводе имени и пароля для входа в систему.

3. Система хранения реквизитов аутентификации пользователей. Предназначена для изменения пароля учётной записи пользователя.

4. Система записи, чтения, изменения данных, открытия таблиц, выполнения запросов. Система, обеспечивающая интерфейс взаимодействия между программой и файлами базы данных, выполняющая все необходимые операции по работе с файлами и данными.

5. Система формирования отчетов. Обеспечивает построение отчётов по специальным запросам к базе данных.

6. Система сохранения отчетов. Предназначена для выгрузки подготовленных отчетов на внешний носитель с целью их модификации или распространения.

7. Система печати отчетов. Предназначена для копирования подготовленного программой отчета на бумажный носитель.

2.4 Проектирование базы данных

Целью разработки любой базы данных является хранение и использование информации о какой-либо предметной области. Для реализации этой цели удобным инструментом может служить реляционная модель базы данных.

Проектирование информационных систем, включающих в себя базы данных, осуществляется на физическом и логическом уровнях. Решение проблем проектирования на физическом уровне во многом зависит от используемой СУБД и зачастую автоматизированно и скрыто от пользователей.

Логическое проектирование заключается в определении числа и структуры таблиц, формировании запросов к БД, определении типов отчетных документов, разработке алгоритмов обработки информации, создании форм для ввода данных в базе данных и решения ряда других задач.

Логическая модель данных является начальным прототипом будущей базы данных. Логическая модель строится в терминах информационных единиц, но без привязки к конкретной СУБД. Более того, логическая модель данных необязательно должна быть выражена средствами именно реляционной модели данных. Основным средством разработки логической модели данных в настоящий момент являются различные варианты диаграмм «сущность-связь» (англ. Entity-Relationship - «сущность-связь»). Одну и ту же логическую модель можно преобразовать как в реляционную модель данных, так и в модель данных для иерархических и сетевых СУБД, или в постреляционную модель представления данных. Однако, так как мы рассматриваем именно реляционную СУБД, то можно считать, что логическая модель данных для нас формулируется в терминах реляционной модели.

Решение задач логического проектирования БД в основном определяется спецификой задач предметной области. Наиболее важной здесь является проблема структуризации данных, ей необходимо уделить максимум внимания. С проектированием базы данных непосредственно связано понятие нормализации.

Нормализация - это набор стандартов проектирования баз данных, называемых нормальными формами. Выделяют пять нормальных форм (НФ) и одну промежуточную НФ, находящуюся между третьей и четвертой НФ. Самой примитивной НФ является первая, а самой лучшей - пятая. Однако, достаточным условием для разработки базы данных является приведение таблиц к третьей НФ. Каждая последующая НФ включает в себя соответствие предыдущим НФ. Таким образом, данные, находящиеся в третьей НФ соответствуют первой и второй НФ.

Выполнение правил нормализации обычно приводит к разбиению первичной таблицы на несколько таблиц с меньшим количеством столбцов. Так как при создании проекта таблицы были приведены к третьей НФ, то имеет смысл кратко рассмотреть суть первых трех НФ.

Таблица будет соответствовать 1 НФ, если все её атрибуты будут иметь неделимые значения. Соответствие 2 НФ заключается в соответствии первой НФ и полной функциональной зависимости каждого не ключевого атрибута от его составного ключа. 3 НФ заключается в соответствии 2 НФ и не транзитивной зависимости каждого не ключевого атрибута от первичного ключа.

В реляционной модели данных поддерживаются только нормализованные отношения по следующим причинам: такой подход не налагает ограничений на то, что можно описывать с помощью нормализованных отношений; полученное упрощение в структуре данных ведет к соответствующим упрощениям в операторах манипулирования данными.

При проектировании структур данных для информационных систем можно выделить три основных подхода:

1. Сбор информации об объектах решаемой задачи в рамках одной таблицы (одного отношения) и последующая декомпозиция её на несколько взаимосвязанных таблиц на основе процедуры нормализации отношений.

2. Формулирование знаний о системе (определение типов исходных данных и их взаимосвязей).

3. Структурирование информации для использования в информационной системе в процессе проведения системного анализа на основе совокупности правил и рекомендаций.

Рассмотрим проектирование БД для электронного журнала преподавателя. База данных сформирована таким образом, что в ней происходит логическое деление на несколько основных таблиц по характеру содержащихся в них данных:

1. Данные об учениках;

2. Данные о преподавателях;

3. Данные об успеваемости (оценках);

4. Перечень учебных дисциплин (предметов);

5. Данные о пользователях программы.

Структура базы данных была нормализована и приведена к третьей нормальной форме. Связи между всеми таблицами осуществляется с помощью отношения «один-ко-многим».

В таблице 2.4 приведена логическая структура таблиц базы данных. В таблице представлены имена полей, отражены их сущности, а также определены типы и ограничения для каждого поля.

Эта логическая модель базы данных служит основой для создания реальной физической модели (реальной БД) в конкретной используемой СУБД. При создании физической модели базы данных также могут быть внесены уточнения и поправки, в зависимости от особенностей используемой реляционной СУБД и специфических требований к программе.

Таблица Логическая структура таблиц базы данных

Название таблицы	Имя поля	Тип данных	Сущность
Ученики	Код	Счетчик	Первичный ключ (уникальный)
	Фамилия	Текстовый	Фамилия ученика
	Имя	Текстовый	Имя ученика
	Отчество	Текстовый	Отчество ученика
	Дата рождения	Дата/время	Дата рождения ученика
	Класс	Текстовый	Класс (учебное подразделение)
	Адрес	Текстовый	Место проживания
	Телефон	Текстовый	Номер контактного телефона
Преподаватели	Код	Счетчик	Первичный ключ (уникальный)
	Фамилия	Текстовый	Фамилия преподавателя
	Имя	Текстовый	Имя преподавателя
	Отчество	Текстовый	Отчество преподавателя
	Предмет	Текстовый	Название основного предмета
	Должность	Текстовый	Должностное положение
	Адрес	Текстовый	Место проживания
	Телефон	Текстовый	Номер контактного телефона
Оценки	Код	Счетчик	Первичный ключ (уникальный)
	Ученик	Текстовый	Ф.И.О. ученика
	Предмет	Текстовый	Название предмета
	Тема	Текстовый	Название темы занятия
	Дата занятия	Дата/время	Дата проведения занятия
	Оценка	Числовой	Оценка на занятии
	Преподаватель	Текстовый	Ф.И.О. преподавателя
	Примечание	Текстовый	Дополнительные сведения
Предметы	Код	Счетчик	Первичный ключ (уникальный)
	Название	Текстовый	Наименование предмета
Пользователи	Код	Счетчик	Первичный ключ (уникальный)
	Логин	Текстовый	Имя учетной записи
	Пароль	Текстовый	Пароль учетной записи
	Доступ	Логический	Разрешение/запрет учетной записи

3. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ

После проектирования информационной системы, начинается ответственный этап программной реализации. На этом этапе необходимо определить и выбрать подходящие средства разработки программы.

3.1 Выбор среды разработки программного продукта

В качестве основного инструмента принята среда разработки Delphi 2010. Среда разработки приложений Delphi 2010 - одно из наиболее популярных решений, позволяющее на самом современном уровне создавать как отдельные прикладные программы, так и распределенные системы для работы в корпоративных сетях и сети Интернет. В качестве основного языка программирования в Delphi применяется Object Pascal. Это объектно-ориентированный язык программирования позволяющий организовать современный подход к построению программ и систем разного уровня сложности.

Следующий важный аспект применения Delphi заключается в широком использовании технологии быстрой разработки приложений (RAD). Это позволяет разрабатывать приложения в несколько раз быстрее более традиционных способов разработки. Одним из методов решения стало появление концепции визуальных языков программирования, где разработка интерфейса приложений упрощалась за счет библиотеки стандартных элементов управления. Такая концепция была впервые реализована в среде разработки Microsoft Visual Basic.

Но компания Borland Inc. (поcле 2009 года - Embarcadero Inc.) пошла гораздо дальше и расширила ее до концепции RAD. Тем самым, внедрив возможность не только быстро строить из готовых элементов интерфейс приложения, но так же включать другие объекты, реализующие различные аспекты логики программы, например, объекты доступа к базам данных или взаимодействия с сетью.

Система Delphi обеспечивает возможность визуального программирования на нем с помощью библиотеки визуальных компонентов VCL. Библиотека визуальных компонентов (Visual Component Library, VCL) содержит большое количество классов, предназначенных для быстрой разработки приложений. Библиотека написана на Object Pascal и имеет непосредственную связь с интегрированной средой разработки приложений Delphi. Несмотря на название, в VCL содержатся главным образом невизуальные компоненты, однако имеются и визуальные. Все классы VCL расположены на определенном уровне иерархии и образуют дерево (иерархию) классов.

Среда Delphi обеспечивает мощную программную поддержку большого количества различных современных СУБД: Microsoft SQL Server, Microsoft Access, MySQL, Oracle, SQLite и других продуктов для этих целей.

С помощью Delphi 2010 можно:

создавать эффективные приложения самого различного назначения, с применением технологии объектно-ориентированного программирования;

быстро создавать профессиональный, мультиязычный оконный интерфейс для любых приложений;

создавать мощные программные решения с локальными и удаленными базами данных многих типов с применением средств автономной отладки приложений;

создавать многозвенные распределенные приложения, основанные на различных технологиях;

создавать приложения, которые управляют другими приложениями, в частности, такими программами, как Microsoft Word, Excel, Access;

создавать кросс-платформенные приложения, которые можно выполнять как в Microsoft Windows, так и в Linux;

создавать профессиональные программы установки для приложений, учитывающие все требования и специфику целевой операционной системы;

создавать отчеты, библиотеки, компоненты.

3.2 Выбор средств для хранения данных

При анализе существующих популярных СУБД наиболее соответствующей одновременно всем необходимым требованиям стала СУБД Microsoft Access.

Microsoft Access - это реляционная СУБД, которая приобрела большую популярность во всем мире. Перечислим основные преимущества Microsoft Access:

гибкая система привилегий и разделения прав пользователей;

легкость управления таблицами, включая добавление и удаление ключей, полей, типов и прочих параметров;

относительно небольшие требования к ресурсам системы;

оптимизация связей с присоединением многих данных за один проход;

полная поддержка спецификаций API ODBC и ADO;

поддержка многих типов данных: чисел (integer, float, double, fixed и прочих), строк переменной длины, времени и даты;

пcевдонимы применимы как к таблицам, так и к отдельным колонкам в таблице;

надежность сохранения целостности данных (включая транзакции).

Достоинством Microsoft Access является то, что она имеет простой графический интерфейс, который позволяет создавать не только базы данных, но и достаточно сложные программные приложения с их использованием. В отличие от многих реляционных СУБД, Microsoft Access хранит всю информацию в одном файле, что упрощает развертывание и эксплуатацию приложений. Эти возможности полностью соответствуют целям разрабатываемого проекта.

3.3 Взаимодействие с базой данных в программе

Благодаря использованию системы драйверов ADO (ActiveX Data Object), организовано простое и эффективное использование базы данных в приложении.

ADO - это унифицированный программный интерфейс к любым базам данных, включая многие реляционные СУБД, текстовые и структурированные файлы. Одно из ключевых преимуществ ADO, как программного интерфейса для баз данных, заключается в его гибкости и удобстве применения. Эти возможности предоставляет набор интерфейсов OLE DB, обеспечивающих унифицированный доступ приложений к данным из разнообразных источников.

Ниже представлена физическая структура таблиц базы данных, созданной в среде Microsoft Access.

Таблица «Ученики»

Название поля	Тип поля	Размер поля	Индекс
Код	Счетчик	Длинное целое	Да (Совпадения не допускаются)
Фамилия	Текстовый	255
Имя	Текстовый	255
Отчество	Текстовый	255
Дата рождения	Дата/время
Класс	Текстовый	8
Адрес	Текстовый	255
Телефон	Текстовый	32



Таблица «Оценки»

Название поля	Тип поля	Размер поля	Индекс
Код	Счетчик	Длинное целое	Да (Совпадения не допускаются)
Ученик	Текстовый	255
Предмет	Текстовый	255
Тема	Текстовый	255
Дата занятия	Дата/время
Оценка	Числовой	2
Преподаватель	Текстовый	255
Примечание	Текстовый	255

Таблица «Предметы»

Название поля	Тип поля	Размер поля	Индекс
Код	Счетчик	Длинное целое	Да (Совпадения не допускаются)
Название	Текстовый	32

Таблица «Пользователи»

Название поля	Тип поля	Размер поля	Индекс
Код	Счетчик	Длинное целое	Да (Совпадения не допускаются)
Логин	Текстовый	32
Пароль	Текстовый	32
Доступ	Булевский

Таблица «Преподаватели»

Название поля	Тип поля	Размер поля	Индекс
Код	Счетчик	Длинное целое	Да (Совпадения не допускаются)
Фамилия	Текстовый	255
Имя	Текстовый	255
Отчество	Текстовый	255
Должность	Текстовый	255
Предмет	Текстовый	128
Адрес	Текстовый	255
Телефон	Текстовый	32



3.4 Реализация пользовательского интерфейса

Разработка пользовательского интерфейса программы базируется на многодокументном интерфейсе приложения (MDI).

При запуске программы отображается форма авторизации пользователя для доступа к основному интерфейсу управления приложением (рисунок 3.4.1).

Рис. 3.4.1 Форма ввода реквизитов учётной записи при входе в программу

После ввода корректных имени пользователя и пароля открывается главная форма приложения (рисунок 3.4.2). Если авторизация была неудачной (например, неверные реквизиты), тогда окно формы остается открытым до тех пор, пока не будет нажата кнопка «Отмена» или будут введены правильные реквизиты.

Главное окно интерфейса программы содержит меню, стандартное для приложений в среде операционных систем Microsoft Windows, и панель инструментов с кнопками управления и навигации по записям в базе данных.

Рис. 3.4.2 Главная форма приложения (таблица «Оценки)

На панели инструментов имеются кнопки для добавления, удаления записей об оценках и форма для поиска записей по Ф.И.О ученика или преподавателя.

Рис. 3.4.3 Форма «Ученики»

Добавление или удаление данных в отображаемой таблице происходит при нажатии на кнопки «Добавить» или «Удалить», которые располагаются на главной форме. Для изменения данных - необходимо дважды щелкнуть мышью по нужному полю и ввести новые данные, после этого нужно нажать кнопку «Сохранить» или просто перейти курсором на другую запись.

Для выхода из программы необходимо нажать кнопку меню «Выход», которая располагается в пункте основного меню «База данных» на любой форме.

На рисунках 3.4.4 и 3.4.5 приведены виды форм «Преподаватели» и «Предметы».

Рис. 3.4.4 Форма «Преподаватели»

Форма «Предметы» содержит только один столбец данных, поэтому из панели инструментов убраны элементы поиска в таблице, так как обычно такая таблица содержит не более 20…35 записей.

Рис. 3.4.5 Форма «Предметы»

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВЫХ ИСПЫТАНИЙ

Тестирование является одним из важных этапов жизненного цикла ПП, направленным на повышение качественных характеристик. Тестирование - это процесс многократного выполнения программы с целью обнаружения ошибок. Цель тестирования - повысить уровень эксплуатационной надежности программы, то есть - выявить и устанить максимально возможное число скрытых ошибок, которые могли существенно повлиять на качество программного продукта.

На этапе разработки программы проводилось тестирование модели существующей системы. Проверялась полнота требований к программному обеспечению: не упущены ли какие-нибудь полезные функции, и нельзя ли какие-нибудь функции исключить, совместимы ли требования друг с другом и выполнимы ли они. Также проверялась полнота требований, их выполнимость и совместимость друг с другом.

В ходе работы над программой было выявлено, что данные в отдельных таблицах, при изменении данных в связанных с ними таблицах, не обновлялись. Эта проблема была решена добавлением требуемых связей в базе данных везде, где это было необходимо. Также были исправлены мелкие логические ошибки, допущенные из-за невнимательности при написании исходного кода.

После выяснения замечаний и пожеланий пользователей программы, были изменены некоторые формы. Изменения коснулись интерфейса основных форм. Некоторые замечания повлекли также небольшие изменение в структуре базы данных (поле «Примечание» в таблице «Оценки»), что выявило недостатки в изучении исходных требований на начальных этапах разработки. В период опытной эксплуатации программа показала хорошие результаты, и принципиальных ошибок обнаружено не было.

Благодаря использованию новой версии программы, по сравнению с прежней, и применению более продуманного и удобного интерфейса, сократилось время, необходимое пользователю для ввода и контроля данных.

5. РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

При создании программного продукта большая роль была уделена разработке удобному и понятного интерфейса приложения. Для упрощения использования программы используются всплывающие подсказки, которые позволяют непрофессиональному пользователю понять назначение всех элементов управления.

Для обеспечения работы приложения на компьютере пользователя должна быть установлена операционная система Microsoft Windows 2000 или более новая, а также пакет Microsoft Access 2003 или старше, любой редакции выпуска, или среда времени выполнения Microsoft Access 2003 Runtime или старше.

При запуске приложения на экране монитора отображается форма авторизации. После правильного ввода реквизитов учётной записи пользователя (имени, пароля) будет открыта главная форма программы. Если были указаны неверные или ошибочные реквизиты - программа завершит свою работу.

На главной форме имеется меню приложения и панель инструментов под ним. Главная форма приложения отображает все записи из таблицы «Оценки» в базе данных. На панели инструментов находятся кнопки для управления записями об учениках и текстовое поле поиска данных для ввода фразы или слова. Кнопки на панели инструментов позволяют выполнить добавление, редактирование, удаление записей и перемещение по ним для выбора требуемой записи в базе данных.

В главном меню любой немодальной формы приложения имеется пункт «Журналы», который позволяет отобразить формы с записями из таблиц «Оценки», «Преподаватели», «Ученики», «Предметы» и «Пользователи».

Все прочие формы программы также содержат аналогичное стандартное меню и панель инструментов с кнопками для управления записями в соответствующих таблицах, а также текстовое поле для поиска по записям.

Для выхода из программы можно использовать пункт «Выход» в меню «База данных» или просто закрыть главную форму с помощью кнопки закрытия диалога



6. ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ

unit LoginPrompt;

var

UserForm: TUserForm;

Login: string;

Dostup: boolean;

implementation

uses DataModule;

{$R *.dfm}

procedure TUserForm.Button2Click(Sender: TObject);

begin

Application.Terminate;

end;

procedure TUserForm.Button1Click(Sender: TObject);

begin

If (LoginEdit.Text <> '') and (PasswordEdit.Text <> '') then //поля не пустые

begin

DataModule1.UserQuery.Active := false;

DataModule1.UserQuery.Parameters.ParamByName('log').Value := LoginEdit.Text;

DataModule1.UserQuery.Active := true;

If DataModule1.UserQuery.RecordCount <> 0 then

begin

If DataModule1.UserQuery.FieldByName('Пароль').AsString = PasswordEdit.Text then

begin

login := LowerCase(LoginEdit.Text);

If DataModule1.UserQuery.FieldByName('Доступ').AsString = 'True' then Dostup := true //есть доступ

else Dostup := false;

Close;

end

else ShowMessage('Пароль неверный!');

end;

end

else ShowMessage('Введите имя пользователя и пароль!');//пустые поля

end;

procedure TUserForm.Button3Click(Sender: TObject);

begin

Messagedlg('Введите Ваши имя пользователя и пароль!', mtinformation,[mbOk], 0);

end;

end.

unit DataModule;

var

DataModule1: TDataModule1;

implementation

{$R *.dfm}



procedure TDataModule1.StudentTableAfterOpen(DataSet: TDataSet);

begin

DataModule1.StudentTable.IndexFieldNames := 'Фамилия';

end;

procedure TDataModule1.DataModuleCreate(Sender: TObject);

begin

ActiveDBFile := ExtractFilePath(ParamStr(0)) + 'LogTeacher.mdb';

ADOConnection1.Connected := false;

ADOConnection1.ConnectionString = 'Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;User ID=Admin;Data Source=';

ADOConnection1.ConnectionString := ADOConnection1.ConnectionString + ActiveDBFile;

ADOConnection1.ConnectionString := ADOConnection1.ConnectionString + ';Mode=ReadWrite;Jet OLEDB:System database="";Jet OLEDB:Registry Path="";Jet OLEDB:Database Password="";Jet OLEDB:Engine Type=5;Jet OLEDB:Database Locking Mode=1;';

ADOConnection1.ConnectionString := ADOConnection1.ConnectionString + 'Jet OLEDB:Global Partial Bulk Ops=2;Jet OLEDB:Global Bulk Transactions=1;Jet OLEDB:New Database Password="";Jet OLEDB:Create System Database=False;Jet OLEDB:Encrypt Database=False;';

ADOConnection1.ConnectionString := ADOConnection1.ConnectionString + 'Jet OLEDB:Don''t Copy Locale on Compact=False;Jet OLEDB:Compact Without Replica Repair=False;Jet OLEDB:SFP=False;';

ADOConnection1.Connected := true;

UserQuery.Active := true;

PointsTable.Active := true;

StudentTable.Active := true;

UsersTable.Active := true;

PrepodTable.Active := true;

PredmetTable.Active := true;

FIO_Students_ADOQuery.Active := true;

FIO_Prepod_ADOQuery.Active := true;

end;

procedure TDataModule1.PrepodTableAfterOpen(DataSet: TDataSet);

begin

DataModule1.StudentTable.IndexFieldNames := 'Фамилия';

end;

procedure TDataModule1.ShellAccessCommand(dbFile: WideString; command: WideString); // Вызов Microsoft Access для дополнительных возможностей

var hApp: HWND;

CmdWideChar: PWideChar;

CmdLine: WideString;

AccessSecurityRegKey: TRegistry;

begin

try

if (dbFile = '') OR (command = '') then exit; // Выход если не заданы параметры

// Отключение блокировки автоматизации текущей БД в центре управления безопасностью Microsoft Office

AccessSecurityRegKey := TRegistry.Create;

// Для Microsoft Office 2003

AccessSecurityRegKey.OpenKey('Software\Microsoft\Office\11.0\Access\Security\Trusted Locations\Location101', true);

AccessSecurityRegKey.RootKey := HKEY_CURRENT_USER;

AccessSecurityRegKey.WriteString('Description', 'База данных электронного журнала преподавателя');

AccessSecurityRegKey.WriteString('Path', ExtractFilePath(ParamStr(0)));

AccessSecurityRegKey.CloseKey;

// Для Microsoft Office 2007

AccessSecurityRegKey.OpenKey('Software\Microsoft\Office\12.0\Access\Security\Trusted Locations\Location101', true);

AccessSecurityRegKey.RootKey := HKEY_CURRENT_USER;

AccessSecurityRegKey.WriteString('Description', 'База данных электронного журнала преподавателя');

AccessSecurityRegKey.WriteString('Path', ExtractFilePath(ParamStr(0)));

AccessSecurityRegKey.CloseKey;

// Открываем экземпляр Microsoft Access в режиме run-time с передачей команд

hApp := 0;

CmdLine := '"' + dbFile + '" /runtime ' + command;

CmdWideChar := StringToOleStr(CmdLine);

ShellExecuteW(hApp, 'open', 'msaccess.exe', CmdWideChar, nil, SW_NORMAL);

except

exit;

end;

end;

end.

unit Points;

var

PointsForm: TPointsForm;

implementation

uses DataModule, Teachers, Students, Predmet, Users, LoginPrompt;

{$R *.dfm}

procedure TPointsForm.FilterFamEditChange(Sender: TObject); // Поиск по Ф.И.О ученика или преподавателя

begin

DataModule1.PointsTable.Filtered := False;

If FilterFamEdit.Text <> '' then

begin

DataModule1.PointsTable.Filter := '(Ученик LIKE ' + #39 + '' + FilterFamEdit.Text + '%' + #39 + ') OR (Преподаватель LIKE ' + #39 + '' + FilterFamEdit.Text + '%' + #39 + ')';

DataModule1.PointsTable.Filtered := True;

end;

end;

procedure TPointsForm.N8Click(Sender: TObject);

begin

DataModule1.PointsTable.Sort := 'Ученик';

end;

procedure TPointsForm.N3Click(Sender: TObject);

begin

Close;

end;

procedure TPointsForm.N6Click(Sender: TObject);

begin

StudentForm.Show;

Hide;

end;



procedure TPointsForm.N5Click(Sender: TObject);

begin

PrepodForm.Show;

Hide;

end;

procedure TPointsForm.MakeReportClick(Sender: TObject); // Открытие отчёта по текущей таблице

begin

DataModule1.ShellAccessCommand(DataModule1.ActiveDBFile, '/x ОтчётОценки');

end;

procedure TPointsForm.N2Click(Sender: TObject);

var s: integer;

i: integer;

begin

s := 0;

for i := 0 to DataModule1.PointsTable.RecordCount - 1 do s := s + 1;

ShowMessage('Название таблицы: ' + Datamodule1.PointsTable.TableName + #13 + 'Количество записей: ' + IntToStr(s));

end;

procedure TPointsForm.N10Click(Sender: TObject);

begin

DataModule1.PointsTable.Sort := 'Дата_занятия DESC';

end;



procedure TPointsForm.N11Click(Sender: TObject);

begin

MessageDlg('Электронный журнал преподавателя'#10#13'© 2015 Программа для курсовой работы'#10#13'Версия 1.0', mtInformation,[mbok],0);

end;

procedure TPointsForm.N12Click(Sender: TObject);

begin

UsersForm.ShowModal;

end;

procedure TPointsForm.N14Click(Sender: TObject);

begin

DataModule1.PointsTable.Sort := 'Предмет';

end;

procedure TPointsForm.N16Click(Sender: TObject);

begin

PredmetForm.Show;

Hide;

end;

procedure TPointsForm.FormCreate(Sender: TObject);

begin

if login = 'admin' then n12.Visible := true

else N12.Visible := false;

if Dostup = false then begin DBGrid1.Enabled := false;

DbNavigator1.VisibleButtons := [nbFirst,nbNext,nbPrior,nbLast,nbRefresh];

DbGrid1.Font.Style := [fsBold];

end;

end;

end.

unit Predmet;

var

PredmetForm: TPredmetForm;

implementation

uses DataModule, Teachers, LoginPrompt, Users, Points, Students;

{$R *.dfm}

procedure TPredmetForm.ByFamItemClick(Sender: TObject);

begin

DataModule1.PredmetTable.Sort := 'Название';

end;

procedure TPredmetForm.ExitItemClick(Sender: TObject);

begin

PointsForm.Close;

end;

procedure TPredmetForm.ProgrammInfoClick(Sender: TObject);

begin

MessageDlg('Электронный журнал преподавателя'#10#13'© 2015 Программа для курсовой работы'#10#13'Версия 1.0', mtInformation,[mbok],0);

end;

procedure TPredmetForm.TableInfoItemClick(Sender: TObject);

var s: integer;

i: integer;

begin

s := 0;

for i := 0 to DataModule1.PredmetTable.RecordCount - 1 do s := s + 1;

ShowMessage('Название таблицы: ' + Datamodule1.PredmetTable.TableName + #13 + 'Количество записей: ' + IntToStr(s));

end;

procedure TPredmetForm.CategoryPrepodClick(Sender: TObject);

begin

PrepodForm.Show;

Hide;

end;

procedure TPredmetForm.MakeReportClick(Sender: TObject); // Открытие отчёта по текущей таблице

begin

DataModule1.ShellAccessCommand(DataModule1.ActiveDBFile, '/x ОтчётПредметы');

end;

procedure TPredmetForm.N1Click(Sender: TObject);

begin

PointsForm.Show;

Hide;

end;

procedure TPredmetForm.N2Click(Sender: TObject);

begin

UsersForm.ShowModal;

end;

procedure TPredmetForm.N5Click(Sender: TObject);

begin

StudentForm.Show;

Hide;

end;

procedure TPredmetForm.FormActivate(Sender: TObject);

begin

If login = 'admin' then N2.Visible := true

else n2.Visible := false;

end;

procedure TPredmetForm.FormClose(Sender: TObject; var Action: TCloseAction);

begin

PointsForm.Show;

Hide;

end;

procedure TPredmetForm.FormCreate(Sender: TObject);

begin

if Dostup = false then begin DBGrid1.Enabled := false;

PredmetNavigator.VisibleButtons := [nbFirst,nbNext,nbPrior,nbLast,nbRefresh];

DbGrid1.Font.Style := [fsBold];

end;

end;

end.

unit Students;

var

StudentForm: TStudentForm;

implementation

uses DataModule, Teachers, LoginPrompt, Users, Points, Predmet;

{$R *.dfm}

procedure TStudentForm.ByFamItemClick(Sender: TObject);

begin

DataModule1.StudentTable.Sort := 'Фамилия';

end;

procedure TStudentForm.ByClassItemClick(Sender: TObject);

begin

DataModule1.StudentTable.Sort := 'Класс';

end;

procedure TStudentForm.ExitItemClick(Sender: TObject);

begin

PointsForm.Close;

end;

procedure TStudentForm.FilterFamEditChange(Sender: TObject); // Поиск по Ф.И.О. ученика

begin

DataModule1.StudentTable.Filtered := False;

If FilterFamEdit.Text <> '' then

begin

DataModule1.StudentTable.Filter := '(Фамилия LIKE ' + #39 + '' + FilterFamEdit.Text + '%' + #39 + ') OR (Имя LIKE ' + #39 + '' + FilterFamEdit.Text + '%' + #39 + ')' + ' OR (Отчество LIKE ' + #39 + '' + FilterFamEdit.Text + '%' + #39 + ')';

DataModule1.StudentTable.Filtered := True;

end;

end;

procedure TStudentForm.ProgrammInfoClick(Sender: TObject);

begin

MessageDlg('Электронный журнал преподавателя'#10#13'© 2015 Программа для курсовой работы'#10#13'Версия 1.0', mtInformation,[mbok],0);

end;

procedure TStudentForm.TableInfoItemClick(Sender: TObject);

var s: integer;

i: integer;

begin

s := 0;

for i := 0 to DataModule1.StudentTable.RecordCount - 1 do s := s + 1;

ShowMessage('Название таблицы: ' + Datamodule1.StudentTable.TableName + #13 + 'Количество записей: ' + IntToStr(s));

end;

procedure TStudentForm.CategoryPrepodClick(Sender: TObject);

begin

PrepodForm.Show;

Hide;

end;

procedure TStudentForm.MakeReportClick(Sender: TObject); // Открытие отчёта по текущей таблице

begin

DataModule1.ShellAccessCommand(DataModule1.ActiveDBFile, '/x ОтчётУченики');

end;

procedure TStudentForm.N1Click(Sender: TObject);

begin

PointsForm.Show;

Hide;

end;

procedure TStudentForm.N2Click(Sender: TObject);

begin

UsersForm.ShowModal;

end;

procedure TStudentForm.N5Click(Sender: TObject);

begi...