ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ВОПРОСЫ 1 Компоненты

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

ВОПРОСЫ 1. Компоненты автоматизированной информационной системы (АИС). 2. Место БД в АИС. 3. Архитектура БД. Модели данных, используемые на различных этапах проектирования БД. 4. Внешний уровень архитектуры БД. Описание уровня. 5. Анализ методов проектирования БД. 6. Информационно-логическая модель предметной области. Основные элементы ER-диаграммы.

Трехуровневая архитектура БД 1 Внешний уровень ПП 1 … ПП 2 ППк 2 Концептуальный уровень (концептуальная схема) 3 Внутренний уровень (внутренняя схема) БД ПП 1 – представление 1—го пользователя, ППк – представление к—того пользователя

Модели данных • Внешняя модель данных (описание предметной области на естественном языке) • Концептуальная модель (диаграмма, схема, рисунок) • Внутренняя модель (язык СУБД)

Модели данных, используемые при проектировании БД Уровень архитектуры БД Модель данных, как инструмент, используемый для формирования схемы БД Результат проектирования Внешний уровень Функциональные модели, модели на основе языка UML. Диаграмма иерархии функций, диаграмма потоков данных и др. Концептуальный уровень 1. Семантические модели ( «сущность—связь» ) 2. Модели на основе физических записей 1. ER—диаграмма предметной области – концептуальная информационно— логическая (инфологическая) модель (ИЛМ) предметной области 2. Логическая структура БД – концептуальная даталогическая модель (ДЛМ) БД. Внутренний уровень ЯОД СУБД 1. Техническое описание объектов БД. 2. SQL—скрипты объектов БД.

Жизненный цикл БД • • Планирование разработки БД Определение требований к системе Сбор и анализ требований пользователя Проектирование Выбор СУБД Разработка приложений Создание БД Конвертирование и загрузка данных из старой системы • Тестирование БД • Эксплуатация и сопровождение

Метод нисходящего проектирования Пр Обл – предметная область; ИЛМ – информационно—логическая модель предметной области; ДЛМ – даталогическая модель; НФ – нормальная форма; ФМ – физическая модель.

Современный метод проектирования • Инфологическое проектирование • Даталогическое проектирование • Физическое проектирование

Проектирование БД • Формирование внешнего уровня БД

Организационная структура предприятия. Информационные потоки Руководство предприятия (Директор) 1, 4 Бухгалтерия 1, 7 3, 4, 5, 6 4 4 1 3 2, 3 2 Планово экономический отдел Отдел кадров 6 Внешние организации Подразделение

Информационные потоки 1 – штатное расписание подразделения; 2 – заявление о приеме/увольнении; 3 – трудовой договор; 4 – приказ о приеме/увольнении; 5 – отчет о количественном составе контингента сотрудников; 6 – внешний отчет; 7 – отчет об исполнении штатного расписания

Состав функциональной подсистемы «Управление персоналом» Комплекс задач Задача Функция Организационно кадровая структура предприятия Ведение структуры Добавление, обновление Поиск по критериям, просмотр Аналитические отчеты по структуре Формирование, просмотр отчета. Передача данных отчета в MS Word для печати Штатное расписание (ШР) подразделений предприятия Планирование ШР Ведение справочников окладов, надбавок Ведение справочника должностей Формирование ШР подразделения Добавление, обновление единиц вакансий ШР подразделения Просмотр ШР заданного подразделения Просмотр ШР всего предприятия в целом Анализ исполнения ШР Формирование, просмотр отчета об исполнении ШР подразделения с выделением различных отклонений, просмотр. Передача данных отчета в MS Word для печати. Личная карточка сотрудника Создание личной карточки Добавление, обновление данных личной карточки Поиск сотрудника по критериям, просмотр личной карточки Приказы по перемещению сотрудников (прием, перевод, увольнение) Формирование приказа Передача данных отчета в MS Word для печати. Активизация приказа в БД после его подписи. Поиск по критериям, просмотр приказа. Отчеты по количественному и качественному составу кадров предприятия. Формирование отчета. Передача данных отчета в MS Word для печати. Ведение данных сотрудников

Функциональная иерархия Соединение с БД Ведение справочных данных Образование Добавление/Обновление Просмотр Ф 1 Ф 2 Ученое звание Добавление/Обновление Просмотр Ф 3 Ф 4 Ученая степень Добавление/Обновление Просмотр Ф 5 Ф 6 Типы адреса Добавление/Обновление Просмотр Ф 7 Ф 8 Добавление/Обновление Ф 18 (по критериям) Просмотр/Печать Ф 19 Ф 20 Справка по форме 1 Формирование Просмотр/Печать Ф 21 Ф 22 Справка по форме 2 Формирование Просмотр/Печать Ф 23 Ф 24 … Личная карточка сотрудника Поиск сотрудников Формирование документов

Отличия между классом объектов и свойством Характеристики класса объектов Характеристики свойства Вещь, о которой необходимо хранить информацию. Квалифицирует класс объектов. Имеет одно или более свойств. Собственных свойств не имеет (в противном случае это класс объектов или комбинация свойств, которой дали неудачное название). Для каждого экземпляра класса объектов имеет только одно значение. Может иметь несколько экземпляров и должна иметь значимую связь с другой класс объектов.

• Чем больше классов объектов будет выявлено в ходе анализа предметной области, тем более нормализованной затем будет структура реляционной базы данных. Почти любое существительное в предметной области имеет право быть определено как класс объектов, поскольку почти каждое существительное имеет, как минимум, набор из трех свойств: название объекта, краткое название объекта, числовой эквивалент названия объекта (код, номер, шифр).

Формализованное описание предметной области. Классы объектов, свойства. Объект/ Свойство Уникальн ый иденти фикатор Физические характерис тики свойства (тип, длина) Опциональ ность свойства (Да/ Нет) Логические ограничения свойства (диапазон значений, прописные, строчные буквы для символьных свойств и т. п. ) Процессы для значений свойств ЧЕЛОВЕК таб. номер У 1, П число, 10 Да > 0 Г, Пр ИНН У 2 число, 12 Нет > 0 Вв, Пр, Об имя симв. , 25 Да Первая буква заглавная Вв, Пр, Об дата рожд дата Нет ДД. ММ. ГГГГ Вв, Пр, Об ДОЛЖНОСТЬ

Правило чтения связи Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4 Каждый (ая, ое) Имя первого Опциональн Имя связи класса ость связи объектов (д. б. или м. б. ) Часть 5 Часть 6 Мощность связи (одна или много) Имя второго класса объектов

• В любой предметной области нет связей «многие_ко_многим» , в каждый момент времени всё определяется однозначно. Появление такой связи в проектной документации показывает, что предметная область не дообследована. Связь М: М может быть «разорвана» каким—либо документом или позицией документа.

Формализованное описание предметной области. Связи между классами объектов Связь главн. КО подч. КО ФИЗИ АДРЕС ЧЕСКОЕ ЛИЦО ФИЗИ ЗАПИСЬ ЧЕСКОЕ ТРУДО ЛИЦО ВОЙ КНИГИ ТРУДО ЗАПИСЬ ВАЯ ТРУДО КНИГА ВОЙ КНИГИ ДОЛЖ ЗАПИСЬ НОСТЬ ТРУДО ВОЙ КНИГИ Опциональность связи со стороны Название связи со стороны главн. КО подч. КО Тип связи со стороны главн. КО подч. КО 1 1 Д. б. прописан является по адресу местом прописки М. б. Д. б. имеет соответ ствует 1 М М. б. Д. б. имеет соответ ствует 1 М КО – класс объектов; Д. б. – должна быть, М. б. – может быть

Уровни доступа пользователей подсистемы "Управление персоналом" Пользователи Класс объектов Конечные пользователи При кладной Инспект Руководи Сотрудник Руковод Руково ор отдела тель планового и тель дитель прог отдела планово предпри раммист кадров го отдела ятия СТРУКТУРНАЯ ЕДИНИЦА ПРЕДПРИЯТИЯ КАТЕГОРИЯ ДОЛЖНОСТИ ДОЛЖНОСТЬ ФИЗИЧЕСКОЕ ЛИЦО КАДРОВЫЙ ПРИКАЗ ЗАПИСЬ КАДРОВОГО ПРИКАЗА ТИП ПЕРЕМЕЩЕНИЯ RIUDE R R RIUDE RIUDE R RIU RIU R R R RIUDE R R RIU R R

Проектирование БД • Разработка концептуального уровня БД

• Методология Ричарда Баркера. Используемые в методологии элементы: класс объектов, свойство класса объектов, уникальные идентификаторы, опциональность свойств, мощность (тип), опциональность и переносимость связей, уникальность объектов из связей, супертипы, подтипы, арки.

Используются следующие соглашения: • класс объектов отображается в виде четырехугольника с закругленными углами. Имя класса объектов указывается внутри четырехугольника, это имя существительное в единственном числе, отображенное заглавными буквами; • свойства записываются внутри четырехугольника, отображающего класс объектов строчными буквами, это имя существительное в единственном числе;

• четырехугольник, отображающий класс объектов, можно увеличивать до любых размеров, четырехугольники могут быть разных размеров; • опциональность свойств помечается: обязательное свойство – звездочкой (*), необязательное – кружочком (о); • уникальный идентификатор помечается #, если уникальных идентификаторов несколько, тогда каждый помечается номером, указанным в скобках, например, # (1), #(2); • обязательная связь помечается сплошной линией, необязательная – пунктирной; • тип (мощность) связи «один» помечается линией, «много» — «вороньей лапой» .

В теории реляционных БД обычно выделяется следующая последовательность нормальных форм: • 1 НФ первая нормальная форма (First Normal Form – 1 NF); • 2 НФ вторая нормальная форма (Second Normal Form – 2 NF); • 3 НФ третья нормальная форма (Third Normal Form – 3 NF); • НФБК нормальная форма Бойса Кодда (Brice – Codd Normal Form BCNF): • 4 НФ четвертая нормальная форма (Fourth Normal Form – 4 NF); • 5 НФ или НФПС пятая нормальная форма или нормальная форма проек ции соединения Fifth Normal Form – ( 5 NF или PJ/NF); • ДКНФ – доменно ключевая нормальная форма (Domain/Key Normal Form, DK/NF).

Пример рекурсивной связи ФИЗИЧЕСКОЕ ЛИЦО #(1) * табельный номер #(2) * ИНН * фамилия * имя * отчество * дата рождения является супругом является супругой

Пример иерархии данных УНИВЕРСИТЕТ #(1) * номер #(2) * название * краткое название имеет в подчинении относится ФАКУЛЬТЕТ #(1) * номер #(2) * название * краткое название имеет в подчинении относится КАФЕДРА #(1) * номер #(2) * название * краткое название

Пример использования шаблона для моделирования иерархии данных. ТИП СТРУКТУРНОЙ ЕДИНИЦЫ #(1) * код * название * крат. название СТРУКТУРНАЯ ЕДИНИЦА ОРГАНИЗАЦИИ #(1) * номер #(2) * название * краткое название подчиняется имеет в подчинении

Разрыв связи М: М ПОЗИЦИЯ ДОГОВОРА # * номер * количество * цена за единицу ЮРИДИЧЕСКОЕ ЛИЦО # *номер * название ДОГОВОР # *номер * дата ТОВАР # * код * название

Неправильное моделирование ролей ДОГОВОР # * номер * дата * оплата ПОЗИЦИЯ ДОГОВОРА # * номер * количество * цена ТОВАР # * код * наименование ПОСТАВЩИК # * номер * имя ПОТРЕБИТЕЛЬ # * номер * имя

Правильное моделирование ролей ПОЗИЦИЯ ДОГОВОРА # * номер * количество * цена соответствует выступает в роли поставщика ДОГОВОР # * номер * дата * оплата ТОВАР соответствует выступ. в роли потребителя ЮРИДИЧЕСКОЕ ЛИЦО # * номер * имя # * код * наименование

Примеры моделирования ролей Предметная область Купля—продажа, поставка товара Неправильное моделирование Классы объектов: ПОКУПАТЕЛЬ, ПРОДАВЕЦ, ПОСТАВЩИК Правильное моделирование Классы объектов: ЮРИДИЧЕСКОЕ ЛИЦО или ФИЗИЧЕСКОЕ ЛИЦО. Связи (роли): покупает, продает, поставляет Образовательное учреждение, обучение Классы объектов: АБИТУРИЕНТ, СТУДЕНТ, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, АСПИРАНТ Классы объектов: ФИЗИЧЕСКОЕ ЛИЦО, РАБОТА ФИЗИЧЕСКОГО ЛИЦА, ОБУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ЛИЦА, ТИП ОБУЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ЛИЦА, ТИП ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ЛИЦА. Связи (роли): сдает документы, работает, обучается. Документооборот Классы объектов: ВХОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ, ИСХОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ, ПРИКАЗ, РАСПОРЯЖЕНИЕ Классы объектов: ДОКУМЕНТ, ПОЗИЦИЯ ДОКУМЕНТА, ТИП ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ДОКУМЕНТА. Связи (роли): относится (к типу)

Пример моделирования ролей ТИП СТРУКТУРНОЙ ЕДИНИЦЫ ПРИКАЗ О ПЕРЕМЕЩЕНИИ # *номер * название #(1) * номер # (2) * название О краткое название * дата ПОЗИЦИЯ ПРИКАЗА О ПЕРЕМЕЩЕНИИ # *номер * дата начала *дата окончания СТРУКТУРНАЯ ЕДИНИЦА ПРЕДПРИЯТИЯ #(1) * номер # (2) * название *краткое название ФИЗИЧЕСКОЕ ЛИЦО ДОЛЖНОСТЬ # (1) * код # (2) * название * краткое название * нижняя граница раз-да * верхняя граница раз-да ВИД ПЕРЕМЕЩЕНИЯ #(1) * номер # (2) * название * краткое название #(1) * табельный номер * фамилия * имя * отчество # (2) * ИНН * дата рождения КАТЕГОРИЯ ДОЛЖНОСТИ #(1) * номер # (2) * название * краткое название

Пример супертипа и подтипов

Пример использования арка ЮРИДИЧЕСКОЕ ЛИЦО # * номер * название АДРЕС # * номер * дом о корпус о квартира ФИЗИЧЕСКОЕ ЛИЦО # * номер * имя НАСЕЛЕННЫЙ ПУНКТ # * код * название УЛИЦА # * код * название

Пример классов объектов, отображающих данные во времени Предметная область Классы объектов Комментарий Аренда недвижимости ФИЗИЧЕСКОЕ ЛИЦО, ЮРИДИЧЕСКОЕ Договор аренды заключается либо с ЛИЦО, ПОМЕЩЕНИЕ, ДОГОВОР АРЕНДЫ физическим, либо с юридическим лицом. (номер, дата начала, дата окончания) Управление персоналом СТРУКТУРНАЯ ЕДИНИЦА ПРЕДПРИЯТИЯ, ФИЗИЧЕСКОЕ ЛИЦО, ДОЛЖНОСТЬ, ПРИКАЗ, ЗАПИСЬ ПРИКАЗА О ПЕРЕМЕЩЕНИИ (номер, дата начала, дата окончания, ставка), ТИП ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Перемещение – это перемещение сотрудника в организации – прием на работу, перевод, увольнение, избрание по конкурсу, уход на службу в ряды российской армии и т. п. В каждом приказе может быть несколько записей. Складской учет СТРУКТУРНАЯ ЕДИНИЦА ПРЕДПРИЯТИЯ, ТОВАР, ДОКУМЕНТ, ПОЗИЦИЯ ДОКУМЕНТА (номер, количество), ТИП ДОКУМЕНТА, ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ Тип документа – это тип, отражающий приход или расход того или иного товара. В каждом документе может быть несколько позиций.

Нормализация на уровне ER—диаграммы СЧЕТ # *номер * остаток * дата откр. *местополож. банка СЧЕТ # *номер * остаток * дата открытия БАНК * код * название МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ БАНКА

Пример модели предметной области ФИРМА # * номер * название ДОГОВОР НА АРЕНДУ # * номер * дата начала о дата окончан. ФИЗИЧЕСКОЕ ЛИЦО # * номер * имя ПОМЕЩЕНИЕ # * номер * кол. кв. м о описание

Пример иерархии функций Ведение справочных данных Фирма Добавление/ Обновление Ф 1 Просмотр Ф 2 Физ. лицо Добавление/ Обновление Ф 3 Просмотр Ф 4 Помещение Добавление/ Обновление Ф 5 Просмотр Ф 6 Аренда помещений Формирование договора Добавление Ф 7 Отчетные документы Отчет1. Список арендованных физическими Формирование/ Просмотр лицами помещений за заданный период времени Ф 8 Отчет2. Список арендованных фирмами помещений за заданный период времени Ф 9 Формирование/ Просмотр

Пример формализации перекрестной проверки Функции Классы объектов ПОМЕЩЕНИЕ ДОГОВОР ФИРМА ФИЗ. ЛИЦО Ф 1 I, U Ф 2 R Ф 3 I, U Ф 4 R Ф 5 I, U Ф 6 R Ф 7 R I R R Ф 8 R R R Ф 9 R R R

Даталогическое проектирование

Адрес Номер ПК Дом Корпус Квартира Код ФЛ ВК 1 Код ЮЛ ВК 2 Код улицы ВК 3 Код НП ВК 4 Физическое лицо Код ПК Имя Юридическое лицо Код ПК Название Улица Населенный пункт Код ПК Название Код ПК Нзвание ПК – первичный ключ, ВК – внешний ключ, ФЛ – физическое лицо, ЮЛ – юридическое лицо, НП – населенный пункт.

Идентификация — это точное установление личности пользователя на основании различных признаков. Использование пароля – идентификация пользователя по одному признаку. Идентификация позволяет системе установить имя пользователя. Аутентификация — процедура проверки прав пользователя на доступ к данным и прав выполнения определенных действий с этими данными. Аутентификация не может определить личность пользователя, зато может точно указать, какими правами он обладает