Введение в дисциплину

И.А. Загайнов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Конспект мультимедиа лекций для студентов специальностей

050704 – «Вычислительная техника и программное обеспечение»,

050703 – «Информационные системы».

 

Усть-Каменогорск

2008

УДК 004.78

       Загайнов И.А. Проектирование информационных систем:Конспект мультимедиа лекций для студентов специальностей 050704 – Вычислительная техника и программное обеспечение, 050703 – Информационные системы. / Изд-во ВКГТУ.- Усть-Каменогорск, 2008. – 111с.

 

       Конспект мультимедиа лекций (конспект) входит в состав электронного методического пособия по дисциплине.

       Конспект содержит текстовую часть всех слайдов мультимедиа лекций в формате MSWord в удобной для распечатки форме.

       Конспект лекций используется для:

- внесения пометок при прослушивании лекций;

- записи ответов на обсуждаемые вопросы;

- запись ответов на вопросы тренировочных тестов;

- фиксирования последовательности проектирования элементов, и т.д.

       В электронном виде конспект удобно использовать для копирования кода SQL – операторов, кода программ обработки событий компонентов.

 

Утверждено методической комиссией факультета информационных технологий и энергетики.

Протокол № _____ от ____________ 2008г.

 

© Издательство ВКГТУ

им. Д. Серикбаева, 2008

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение. 4

1 Введение в дисциплину. 5

2 Технологии и методы проектирования. 13

3 Системы управления базами данных. 28

4 Администрирование СУБД.. 40

5 Среда проектирования IBEXPERT.. 50

6 Триггеры.. 60

7 Хранимые процедуры.. 66

8 UDF.. 78

9 Клиент – серверная архитектура ИС.. 84

10 Технологии доступа к БД.. 92

11 Проектирование «тонкого» клиента. 99

12 Сетевое взаимодействие. 106

ВВЕДЕНИЕ

 

       Краткое описание дисциплины.

            Загайнов Иван Александрович – старший преподаватель кафедры «Информационные системы». 

Выпускник физического факультета Новосибирского Государственного университета по специальности "Автоматизация физико-технических измерений". На протяжении двадцати лет занимался разработкой и внедрением автоматизированных информационных комплексов на предприятиях города и области ("Проектно-конструкторского бюро АСУ", ОАО "Казахтелеком", СП "Arna-Sprint Data Communications"). Участвовал в открытии телекоммуникационного узла сети передачи данных "KAZNET" в городе Усть-Каменогорске, построении корпоративных сетей на всех крупных предприятиях региона, банках, государственных учреждениях, открытии первого узла доступа к сети Интернет. Комната Г3-311, тел. 540-356.

       Дисциплина Проектирование информационных систем (PIS) является профилирующей дисциплиной, выбираемой бакалаврами из блока KV 4302 Каталога элективных дисциплин специальности.

Читается, как правило, на старших курсах и входит в блок дисциплин для сдачи государственного экзамена.

       Основой сложных информационных систем (ИС) являются современные системы управления базами данных. Один из основных компонентов ИС представлен промышленными SQL – серверами. В рамках дисциплины слушатели изучают основы проектирования и построения сложных информационных комплексов с использованием клиент – серверной архитектуры, способных обеспечивать работу большого количества пользователей.

       Лекции дисциплины читаются в мультимедиа аудитории с демонстрацией основных приемов:

- управления SQL – сервером;

- проектирования и управления серверными базами данных;

- разработки приложений пользователей в среде Delphi.

Лекционная программа предусматривает тренировочное тестирование, изучение элементов учебных примеров.

       Лабораторный практикум и СРСП проводятся в компьютерных классах Технопарка «Алтай» и УВЦ ВКГТУ. Для выполнения всех заданий лабораторного практикума и курсовой работы используется один пример предметной области.

       Самостоятельное изучение обеспечено учебными примерами всех компонентов информационной системы, предусматривает работу с электронным учебным материалом на персональном компьютере обучающегося.

       Выполнение всех видов работ обеспечивает получение студентами навыков работы с технической периодической литературой, поиском дополнительной информации, включая информационные ресурсы сети Интернет. Студенты учатся самостоятельно осваивать Case - средства разработки ИС.

       Весь учебный материал дублируется электронными версиями, обеспечивающими занятия на персональном компьютере, выполнение, защиту и сдачу заданий лабораторного практикума и курсовых проектов в электронном виде.

       Знания и навыки, полученные при выполнении курсовых работ, помогают качественней выполнять дипломные работы.

 

 

ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ

 

1.1 Содержание.

Учебный план дисциплины.

Определение информационной системы.

Теоретические основы проектирования ИС.

- компоненты ИС.

- декомпозиция, подсистемы.

- архитектура ИС.

- структура ИС.

Входной контроль по дисциплинам:

"Организация вычислительных систем и сетей"

"Инструментальные средства разработки программ"

"Моделирование информационных процессов и систем"

"Прикладное программирование (ИС)"

"Проектирование персональных баз данных (ИС)"

 

 

1.2 Цели дисциплины.

Участие в реализации проектов предприятий города, области, республики на всех этапах реализации ИС. 

Поиск тем для прохождения практики, дипломного проектирования.

Рекомендации по выбору тематики и мест прохождения дипломной практики и выполнения дипломных работ.

Поиск мест трудоустройства (без рекомендаций).

 

В результате изучения дисциплины бакалавры должны:

- знать основные принципы и этапы проектирования ИС, состав и содержание работ на каждом этапе, состав и содержание нормативов, регламентирующих процессы проектирования ИС, состав и содержание проектно-конструкторской и программной документации, методики оценки качества системотехнического решения;

- уметьразработать архитектуру ИС с учетом сформулированного критерия эффективности; на основе анализа информационных потребностей пользователя осуществить выбор состава функциональной и обеспечивающих компонентов ИС состав пользовательского интерфейса, спроектировать структуру и типовые подсистемы ИС, разработать соответствующие спецификации и документацию;

- иметь представление о способах и методах коллективной разработки проекта, методах сетевого планирования и управления, инструментальных средствах программной инженерии и case-технологии проектирования ИС.

 

 

       1.3 Вопрос.

Сколько программистов, сколько лет разрабатывают такие системы как Windows или «1С Предприятие»?

Объем работ должен соответствовать способностям студента.

 

 

       1.4 Распределение часов.

 

№	Название модуля	Часы
		Лекции	Лаб. Раб.	СРСП	СРС
1.	Теоретические основы проектирования ИС.	5	5	10	10
2.	Системы управления базами данных	5	5	10	10
3.	Средства поддержки целостности данных	5	5	10	10
4.	Механизм хранимых процедур	5	5	10	10
5.	Клиент – серверные архитектуры систем	5	5	10	10
6.	Технологии «тонкого» клиента	5	5	10	10
	Всего	30	30	60	60

 

 

1.5 Лекции.

Излагается общий теоретический материал, приводятся примеры внедрения ИС на предприятиях региона.

Проектируется пример лабораторных работ (телефонный справочник предприятия или тема, предложенная студентами).

Проводится подготовка к рубежному контролю (тестированию).

Защита материала к курсовым работам, для претендентов автоматического получения рейтинговой оценки.

Методическая помощь в выборе среды проектирования и разработки ИС.

Кто уже работает по специальности?

 

1.6 Лабораторные.

Выполнение и защита лабораторного практикума по индивидуальным темам (предметным областям).

Защита лабораторной работы это:

- ответы на вопросы;

- демонстрация навыков;

- выполнение заданий преподавателей.

Курс предусматривает выполнение шести лабораторных работ.

 

1.7 Лабораторная работа 1.

РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ.

Выбор студентом предметной области:

- определение бизнес - функции предприятия;

- выбор проектируемого бизнес – процесса, при необходимости его декомпозиция;

- определение бизнес – правил.

Изучение аппаратно – программного комплекса учебной аудитории.

 

1.8 Лабораторная работа 2.

SQL – СЕРВЕР INTERBASE.

Изучение функциональных возможностей SQL-сервера:

- инсталляция и настройка сервера.

- изучение основных функций администратора сервера. IBConsol – интегрированный графический пользовательский интерфейс.

- SQL - операторы создания серверных БД, таблиц (Tables), представлений (Views) и доменов (Domains).

- определение пользователей и их привилегий (Grant, Revoke).

- ведение данных на сервере (Insert, Update, Delete).

 

1.9 Лабораторная работа 3.

СРЕДСТВА ПОДДЕРЖКИ ЦЕЛОСТНОСТИ ДАННЫХ.

Проектирование средств поддержки ссылочной и смысловой целостности данных серверной БД. Реализации бизнес – правил на стороне SQL – сервера при помощи триггеров.

Проектированию подлежат:

- первичные ключи (Primary Keys).

- внешние ключи (Foreign Keys).

- проектирование реляционных связей таблиц.

- определение целостности (Referential Integrity).

- триггеры серверной БД (Triggers).

Использование триггеров для каскадного обновления и удаления данных.

Использование триггеров для реализации бизнес - правил на стороне сервера

 

1.10 Лабораторная работа 4.

ХРАНИМЫЕ ПРОЦЕДУРЫ (Stored Procedure).

В процессе выполнения лабораторных работ студенты проектируют элементы бизнес логики системы (механизмы поиска данных, ведение данных, алгоритмические вычисления) при помощи хранимых процедур.

Проектированию подлежат:

- хранимые процедуры выбора, реализующие сложный поиск данных;

- хранимые процедуры действия для ведения данных;

- хранимые процедуры, реализующие алгоритмические вычисления.

Отладка хранимых процедур в локальном режиме.

Вызов хранимых процедур из приложения клиента.

 

1.11 Лабораторная работа 5.

Клиент – серверные архитектуры систем.

Выбор технологии доступа к БД (IBExpress, BDE, dbExpress, ADO).

Проектирование модуля данных клиентского приложения (DataModule).

Функции авторизации и подключения к серверу.

Проектирование функции управления транзакциями.

Формирование наборов данных (НД) клиентского приложения.

Проектирование функций хранения данных на стороне клиента.

 

1.12 Лабораторная работа 6.

Проектирование приложения клиента.

Функции ведения данных в серверной БД.

Проектирование управления данными в таблицах большого объема.

Разработка интерфейсной части клиентского приложения.

Тестирование разработанной информационной системы.

Определение времени выполнения сложного поискового запроса к БД.

Составление (спецификации) описания ПО.

 

1.13 Курсовая работа.

Содержит 5 разделов, материал работы всего учебного семестра.

Например, проектирование хранимых процедур на лабораторных занятиях.

Защита:

- пояснительная записка;

- демонстрация;

- знание предметной области;

- программные средства.

 

       1.14 Рейтинговая оценка.

Вид контроля	Наименование работ	Макс. балл	Мин. балл
Текущий контроль 1	Лабораторный практикум 1 модуля	10	5
	Отчет раздела курсовой работы	10	5
Текущий контроль 2	Лабораторный практикум 2 модуля	10	5
	Отчет раздела курсовой работы	10	5
Текущий контроль 3	Лабораторный практикум 3 модуля	10	5
	Отчет раздела курсовой работы	10	5
Рубежный контроль 1	Тест из 40 вопросов	40	20
Аттестация 1		100	50
Текущий контроль 4	Лабораторный практикум 4 модуля	10	5
	Отчет раздела курсовой работы	10	5
Текущий контроль 5	Лабораторный практикум 5 модуля	10	5
	Отчет раздела курсовой работы	10	5
Текущий контроль 6	Лабораторный практикум 6 модуля	10	5
	Отчет раздела курсовой работы	10	5
Рубежный контроль 2	Тест из 40 вопросов	40	20
Аттестация 2	Набранный за семестр балл	100	50

 

       1.15 Самостоятельная работа.

Для самостоятельного изучения предлагаются следующие темы:

- типы данных SQL – сервера InterBase.

- агрегатные функции SQL – сервера IB.

- проектирование и использование генераторов.

- изучение механизма индексов.

- механизм событий в многозвенных ИС.

- среда управления SQL – сервера - IBExpert.

 

 

       1.16 Учебный материал.

1. Лекционный материал.

2. Методические материалы лабораторного практикума.

3. Электронные методические пособия.

4. Литература библиотечного фонда.

5. Источники сети Интернет, материалы периодических изданий.

6. Промышленная документация по Delphi.

7. HELP среды разработки приложений Delphi.

8. Учебные примеры БД и приложений.

 

 

       1.17 Защита лабораторных работ.

При выполнении лабораторных работ необходимо использовать лекционный материал, материал учебного примера, операторы методического пособия.

При разработке выбранной предметной области, необходимо использовать как можно больше типов данных, агрегатных функций.

Выполняя работу, получить ответы на, приведенные к лабораторной работе, вопросы.

При защите, по заданию преподавателя, производить выполнение указанных операторов, создание объектов метаданных, пользователей их привилегий.

При защите лабораторных работ можно пользоваться всеми электронными справочниками. Умение использования справочников оценивается при защите работ.

 

 

       1.18 Вопрос.

Какой компонент не относится к информационной системе?

1. Технические средства (аппаратное обеспечение).

2. Программное обеспечение.

3. Персонал.

4. Бизнес - процессы.

5. Устройства для ручных операций.

 

 

       1.19 Определение системы.

Используемое понятие «комплекс средств автоматизации» в методических указаниях РД 50-680-88 и «автоматизированная система», определяемая как:

«В процессе функционирования автоматизированная система представляет собой совокупность комплекса средств автоматизации, организационно-методических и технологических документов и специалистов, использующих их в процессе своей профессиональной деятельности», трансформируется в системное определение ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207:99.

«Система (system) - это комплекс, состоящий из бизнес-процессов, технических и программных средств, устройств и персонала, обладающий возможностью удовлетворять установленным потребностям или целям».

 

 

       1.20 Система ISO/IEC TR 15271.

 

 

 

       1.21 Трансформация определения.

Основные направления трансформации:

- в основе лежит учет бизнес – целей участников;

- пользователь (потребитель услуг) рассматривается как участник системы;

- системный подход, в составе системы рассматривается все до последней скрепки, участвующей в реализации процессов.

       Системное проектирование (толкование INCOSE) - дисциплина разработки продуктов или процессов на основе концепции систем. Оно фокусируется на определении потребностей заказчика и требуемых функций системы, установлении требований, выполнении конструкторского синтеза и аттестации с согласованием, как бизнес - аспектов, так и технических аспектов данной задачи. Интегрирует необходимые дисциплины и группы специалистов в одну команду на протяжении всего жизненного цикла разработки (развития) системы.

 

 

       1.22 Стоимостный анализ.

Очень важной стороной новых стандартов является то, что они прямо ориентированы на деловой и финансовые аспекты приобретения, создания, эксплуатации систем.

В частности, рассматривается процесс управления инвестициями, часть которого является работой по развитию бизнеса, а другая, по сути, является одним из процессов управления проектами.

Закреплен переход к рассмотрению проектов и проектных программ как инвестиционных акций.

При этом в инвестиционной деятельности проекты анализируются и рассматриваются не как чисто финансовые акции, но с содержательной (в том числе - функциональной, архитектурной, технической) стороны.

 

       1.23 Классификация.

Классификация систем по размерам и стоимости.

Малые, локальные бухгалтерское и складское ПО. 500 – 5000 $.

       АРМ – автоматизированное рабочее место. «1С».

       FoxPro, Paradox, dBase, Access.

Интегрированные системы управления финансового учета.

       Примеры: «БЭСТ», «Галактика», «Scala», … 10 – 100 000$.

Системы управления предприятием (ERP/MRPII), реализующие:

ERP- Enterprise resource planning (планирование ресурсов предприятия).

MRP – Manufacturing resource planning.                    5 – 10 $ млн

 

       1.24 Функции ERP систем.

Финансовое управление и составление отчетности.

Обеспечение производственного процесса (планирование, управление).

Управление продажами.

Управление закупками.

Управление хранением и перемещением.

Управление техобслуживанием и ремонтом.

Управление персоналом.

       Примеры:

R/3(SAP), Triton (Baan), Oracle Application,…

 

 

       1.25 Компоненты.

Сервер (ы);

Клиентские станции;

Коммуникационные средства;

Серверное ПО (Операционные системы, системы администрирования, системы мониторинга, например, сетевой монитор или монитор транзакций);

СУБД (Inter Base, Microsoft SQL, Sybase SQL, Oracle);

Прикладное ПО (EPR – Система управления ресурсами предприятия);

Разработанное пользователем;

Проектировщики;

Пользователи;

Бизнес – процессы;

Все остальное (приспособления).

 

       1.26 Архитектура ИС.

1. Локальная архитектура. Один пользователь, один компьютер, одна среда работы, например:

БД,

BDE,

клиентское приложение.

Называется, как правило, АРМ – автоматизированное рабочее место.

 

2. Файл – серверная архитектура. Один файловый сервер, сеть, технология доступа к БД (BDE), небольшое количество клиентов, работающих с копиями наборов данных, обладающих одинаковыми правами.

       Целостность БД обеспечивается клиентскими приложениями.

 

3. Клиент серверная архитектура. Для управления базами данных используется специализированное программное обеспечение (СУБД), например SQL – сервер «Inter Base».

       Уменьшение сетевого трафика (объема передаваемых данных).

       Правила поддержки целостности данных переводятся на сервер и одинаковы для всех приложений.

 

       1.27 Трехзвенная архитектура.

Рисунок (пункт 9.10).

 

 

       1.28 Интернет.