Автоматизированные информационные системы (АИС). Системы автоматизированного проектирования АИС: этапы развития, классификация, характеристики CASE-средств: Rational Rose, ErWin, BpWin



Негосударственное образовательное учреждение

высшего образования

Московский технологический институт

ФакультетТехники и современных  КафедраИнформатики и

технологийавтоматизации

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплинеПроектирование автоматизированных информационных систем

на тему:

«Автоматизированные информационные системы (АИС). Системы автоматизированного проектирования АИС: этапы развития, классификация, характеристики CASE-средств: Rational Rose, ErWin, BpWin»

Уровень образованияБакалавриат

НаправлениеУправление в технических системах

Профиль (или магистерская программа)Системы и технические средства автоматизации и управления

Выполнил (а):

Студент (ка)3 курса

Форма обучениязаочная

Паньшин Антон Александрович

(ФИО полностью)

Москва 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Актуальность темы исследования состоит в том, что в современном мире робота специалистов любой сферы деятельности связана с обработкой большого количества информации.

В оптимизации работы предприятий, возникает проблема хранения больших информационных массивов и быстрого поиска в них необходимых данных. Обычно для решения этой задачи используют автоматизированные информационные системы, которые представляют собой совокупность логично связанных данных, обрабатываемых соответствующими программными средствами.

К основным преимуществам автоматизированной информационной системы можно отнести повышение производительности и эффективности управления системой, сбалансированность нагрузки, синхронизацию процессов сбора и обработки данных, а также сокращения затрат времени на поиск данных [1,c. 45].

Решение вопроса информатизации деятельности предприятия способствует внедрению новейших информационных технологий. Создаваемая автоматизированная информационная система предприятия обеспечивает информационную и технологическую поддержку процессов с целью их улучшения и совершенствования.

Важным этапом построения автоматизированной информационной системы является база данных. Формулировка требований к информационному обеспечению создаваемой базы данных определяет направления проектирования этой системы, построение концептуальной модели данных [2,c. 88].

Также можно сказать, что автоматизированная информационная система представляет собой систему, построенную на основе структурного аспекта, представляющего собой данные в виде набора отношений, аспекта целостности, где отношения отвечают определенным условиям обработки.

Значительное внимание исследованию различных автоматизированных информационных систем и средствам проектирования уделяют как зарубежные, так и отечественные ученые, а именно: Адамов С. А., Афанасиев А. В., Базаров С. А., Блинов Ю. А., Кармайкл Э., Хэйвуд Д., Синева П. А. и другие.

Объектом исследования являются автоматизированные информационные системы и средства автоматизированного проектирования.

Предметом исследования являются особенности проектирования автоматизированных информационных систем с помощью различныхcase средств.

Цель работы – сравнить существующие автоматизированные информационные системы и обобщить различные подходы их классификации, а также рассмотреть особенности проектирования с помощью различныхcase средств.

Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы следующие задачи:

- рассмотреть теоретические аспекты автоматизированных информационных систем;

- привести основные этапы развития и характеристикуcase средств;

- выполнить сравнительный анализ средств проектирования автоматизированных информационных систем;

- разработать автоматизированную информационную систему для предприятия с помощью различных средств проектирования.

1. Теоретические аспекты автоматизированных информационных систем

Сущность понятия автоматизированных информационных систем (АИС) можно рассматривать с точки зрения ее пользователя и непосредственно самой информационной системы. Для пользователя или разработчика автоматизированная информационная система представляет собой коллекцию логически связанных данных, представленных в виде файла хранящегося на локальном или удаленном компьютере [3,c. 5].

В настоящее время имеется возможность реализации автоматизированной информационной системы на нескольких платформах, использования удобных административных утилит, поддерживать несколько сценариев репликации, OLAP и создание хранилищ данных, выполнять распределенные запросы и транзакции, использовать различные средства проектирования данных для создания объектов.

Основными составляющими автоматизированной информационной системы являются база данных, клиентские компоненты, сервер, интерфейс для пользователя.

Другими словами, автоматизированная информационная система представляет собой программное приложение, которое можно использовать в для интеграции приложений пользователей.

Сервер базы данных позволяет обеспечить взаимодействие с клиентом в процессе обработки его запросов, тем самым осуществляя процессы управления и хранения данных [4,c. 89].

Несмотря на расхождение в понятиях и различные точки зрения, требования предъявляемые к работоспособности автоматизированной информационной системы одинаковые и заключаются в следующем:

- автоматизированная информационная система должна поддерживать различные интерфейсы пользователя;

- в ней должна быть предусмотрена физическая и логическая независимость обработки и отображения данных;

- при разработке автоматизированной информационной системы должна быть выполнена оптимизация запросов и обеспечена целостность данных;

- при работе с автоматизированной информационной системой для пользователя должен быть обеспечен доступ, копирование и восстановление данных;

- автоматизированная информационная система должна быть обеспечена системой защиты данных.

Раскрытие краткого содержания требований, предъявляемых к автоматизированной информационной системе, приведено в таблице 1 [5,c. 21].

Таблица 1 -Раскрытие краткого содержания требований, предъявляемых к автоматизированной информационной системе

Название

Краткое содержание

Поддержка различных интерфейсов пользователя

Для ускорения и удобной работы пользователя в приложении должны быть предусмотрены меню, панель инструментов, конструктор и режим создания пользовательских запросов

Физическая и логическая независимость данных

В процессе разработки автоматизированной информационной системы, внесение в нее изменений не должно влиять на работу приложения и изменять ее логическую структуру

Оптимизация запросов и обеспечена целостность данных

При разработке автоматизированной информационной системы должны быть предусмотрены ограничения для соблюдения декларативной и процедурной целостности данных

Доступ, копирование и восстановление данных

Для исключения потери данных у пользователя должна быть возможность создания резервного копирования и восстановления данных

Система защиты данных

С целью обеспечения безопасности хранящихся в автоматизированной информационной системе должны быть предусмотрены режимы аутентификации и авторизации пользователей

Набор требований приведенный в таблице 1, необходимо дополнить тем, что автоматизированная информационная система должна обладать собственным набором данных или метаданными, которые можно описать с помощью модели данных.

Следовательно, автоматизированная информационная система – это набор интегрированных записей, которые хранятся в системном каталоге, обеспеченных метаданными, позволяющими обеспечить логическую и физическую независимость программ [6, c.27].

Обеспечение независимости логической и физической структуры позволяет распределить данные на нескольких уровнях представления, как это показано на рисунке 1.

Рисунок 1 - Распределение данных на уровнях представления

Как видно из рисунка 1, на логическом уровне представления данных определяется логика программы и формируются запросы, которые затем отправляются на вход интерфейсной части СУБД. В ней проводится анализ синтаксиса и семантики запроса с помощью метаданных и определяется унифицированная процедура, которая отвечает за выполнение данного запроса [7,c. 156].

Далее сформированная унифицированная процедура, включающая набор унифицированных программ, позволяющих производить манипуляции с данными выполняет запрос на физическом уровне.

По содержимому автоматизированные информационные системы разделяются на следующие группы [8,c. 58]:

- графические, которые предназначены для хранения данных графических форматов, как правило, это АИС для обработки фотографий, архивы изображений различного стилевого оформления. Данный вид автоматизированных информационных систем наиболее часто используется для разработки веб-приложений представляющих собой информационные сайты, Интернет-магазины, блоги;

- исторические, которые предназначенные для хранения текстовых данных представляющих историческую ценность, это, как правило, автоматизированные информационные системы для ведения исторических архивов предприятий, выдающихся деятелей искусства, культуры и науки. Данный вид наиболее часто используется для создания интерактивных информационных справочников, путеводителей в историю;

- научные, которые предназначенные для хранения текстовых и графических данных научных исследований, достижений. Данный вид автоматизированных информационных систем наиболее часто используется в сфере образования и выполнения научных исследований;

- мультимедийные АИС, которые предназначенные для хранения данных представленных в видео формате: автоматизированные информационные системы видеофильмов, музыки, проектов анимационных разработок.

Данные автоматизированные информационные системы представляют собой развлекательные интерактивные порталы, которые пользователи используют для прослушивания музыки, просмотра видеофильмов, мультимедийных игр различной направленности.

По технологии хранения данных выделяют фактографические, документальные и централизованные автоматизированные информационные системы, характеристики которых приведены на рисунке 2 [9,c. 82].

Рисунок 2 - Виды автоматизированных информационных систем по признаку технологии хранения данных

По степени распределенности автоматизированные информационные системы разделяются на локальные, групповые и распределенные.

Локальные автоматизированные информационные системы, как правило, реализуются на одном автономном компьютере и рассчитаны на работу одного пользователя. Как правило, приложения разрабатываются с помощью локальных баз данных, к котором относятся:Clarion,Clipper,FoxPro,Paradox,dBase иMicrosoftAccess[10, с. 14].

Групповые автоматизированные информационные системы в локальной сети и рассчитаны на работу группы пользователей подключенных к одному серверу баз данных, которые называются SQL серверами. Наиболее часто используемыми являютсяOracle,DB2,MicrosoftSQLServer,Sybase,Informix.

Корпоративные автоматизированные информационные системы реализуются на больших предприятиях и могут поддерживать территориально разнесенные узлы в сети. Как правило, корпоративные АИС имеют иерархическую структуру, состоящую из нескольких уровней.

2. Особенности систем автоматического проектирования

2.1 Этапы развития и характеристика Case средств

На первоначальном этапе для проектирования автоматизированных информационных систем свое применение получила программа BPwin.

BPwin поддерживает три методологии моделирования: функциональное моделирование (IDEF0); описание объектов данных (IDEF3); диаграммы потоков данных (DFD) [11,c. 3].

Данная программа имеет достаточно простой и интуитивно понятный интерфейс пользователя.

При запуске BPwin по умолчанию появляется основная панель инструментов, палитра инструментов (вид которой зависит от выбранной нотации) и, в левой части, навигатор модели —ModelExplorer.

На следующем этапе развития автоматизированных средств проектирования функциональные возможности программыBPwin были реализованы в программе ERwinProcessModeler.

ERwin – это современное средство для моделирования предметной области, которое позволяет разработчику производить процесс моделирования в интерактивном режиме и содержит панель инструментов, позволяющую автоматически размещать сущности на диаграмме, а также визуализировать процесс [12, c.85].

С помощью средства проектирования ERwin можно получить модель бизнес процессов, а также данное средство проектирование содержит в своем функционале инструменты позволяющие проверить согласованность, генерацию отчетов и переход от логического к физическому моделированию, на основании которого может быть сгенерирован SQL-код, что значительно ускоряет процессы разработки базы данных.

Процесс моделирования предметной области с помощью ERwin включает в себя следующие этапы [13, c.54]:

- создание сущностей и определение атрибутов и ключевых полей;

- осуществление связи между сущностями с учетом значимости и распределения данных;

- преобразование логической модели в физическую модель с выбором базы данных и сервера;

- автоматическое получение отчета выполненных этапов проектирования, а также SQL-кода;

- экспорт SQL-кода в физическую среду и наполнение базы данных содержимым;

- генерация запросов и отчетов к базе данных;

Также необходимо отметить, что данное средство разработки поддерживает все требования к моделированию бизнес-процессов, которые будет поддерживать в дальнейшем база данных.

В настоящее время выделяют два уровня создаваемой физической модели в программеErwin, которая позволяет получить трансформационную модель, включающую информацию про отдельный проект, его предметную область, модель СУБД и автоматически сгенерировать SQL-код.

С использованием трансформационной модели проектировщики и разработчики баз данных получают представление про объекты баз данных, а с помощью модели СУБД можно выполнить перенос в физическую среду разработки [14,c.14].

При разработке физической модели для дальнейшего физического проектирования базы данных важным является выбор сервера.

Среда разработки «ErwinDataModeler r9» поддерживает работу со следующими серверамиSQLServer 2012,DB2forLUW 9.7,MySQL 5.x,ODBC 3.x,Oracle 11g,Sybase 12.5/15, которые выбираются при выборе новой модели, как это показано на рисунке 3.

Рисунок 3 - Выбор сервера при создании физической модели данных

Из рисунка 3 также видно, что программа«ErwinDataModelerr9», кроме создания логической и физической моделей позволяет создатьMatchtemplate, то есть создать физическую модель на основании имеющегося шаблона.

После выбора сервера баз данных на следующем этапе создаются сущности, для каждой из которых существует возможность установить поля и атрибуты. Программа «ErwinDataModelerr9» при создании сущностей и атрибутов учитывает максимальную длину имени и другие ограничения, предъявляемые базой данных [25].

Если при проектировании физической модели данных необходимо создать временные или вспомогательные таблицы, тогда необходимо использовать представления, которые позволяют каждому из разработчиков создать своей взгляд на обеспечение безопасности данных.

После создания представления необходимо установить связь с основной таблицей, для которой будет использоваться данное представление.

Окно создания представления в «ErwinDataModelerr9», приведено на рисунке 4.

Рисунок 4 -Окно создания представления в «ErwinDataModeler»

Как видно из рисунок 4, окно представления содержит следующие вкладки:

- общие «General», на которой устанавливаются общие свойства представления;

- вкладка выбор «Select», позволяющая выбрать которые включаются в представление и которые отображаются в представлении;

- вкладка «From», позволяющая выбрать таблицы, с которыми будет связано представление, при этом таблица представления может иметь альтернативное имя;

- вкладка «Where», позволяет создать информацию на основании которой формируется SQL-запрос;

- вкладка «UserDefinedSQL», позволяет задать настойки для пользователя по умолчанию, которая становиться активной только после создания SQL-запроса;

- вкладка «SQL», позволяет создать запрос для представления.

В программе«ErwinDataModelerr9» имеется возможность создания именованных блоков кода SQL, которые позволяют на сервере повышать производительность выполнения запросов – это триггеры и хранимые процедуры.

Хранимая процедура представляет собой набор команд предварительно откомпилированных на SQL, вызываемый из клиентского приложения или другой хранимой процедуры, а триггер – это процедура, автоматически выполняемая как реакция на событие [15,c.5].

Одной из важнейших функций является использование триггера для сообщения базе данных, что нужно выполнить для создания большей эффективности работы сервера.

Генерация триггера в программе «ErwinDataModeler» происходит на основании использования шаблона или специального скрипта, который позволяет создать макрокоманды.

Для переопределения триггера программа использует тип ссылочной целостности, шаблон триггера – для связи или для сущности.

После создания сущностей, а в случае необходимости триггеров, хранимых процедур, ограничений в программе«ErwinDataModelerr9» имеется возможность создания процесса прямого проектирования.

Для этого необходимо в меню «Tools» выбрать настройки «Options» как это показано на рисунке 5.

Рисунок 5 – Окно для выполнения генерирования SQL-кода

Как видно из рисунка 5, программа имеет возможность создания SQL-кода для таблиц, процедур, функций, назначить права для пользователей. Кроме генерации имеется возможность создания отчета, с указанием подробных шагов выполнения процесса и перед выполнением генерации осуществить просмотр [16,c. 10].

RationalRose в отличие от подобных средств проектирования способна проектировать системы любой сложности, то есть инструментарий программы допускает как высокоуровневое (абстрактное) представление (например, схема автоматизации предприятия), так и низкоуровневое проектирование (интерфейс программы, схема базы данных, частичное описание классов) [17,c.45].

Работа программы базируется всего на 7 диаграммах, которые в зависимости от ситуации способны описывать различные действия, что будет рассмотрено более детально в практической части курсовой работы.

В настоящее время свое развитие получили комплексные системы проектирования.

Система управления бизнес-процессами ELMA позволяет реализовать концепцию BPM, в основу которой заложена разработка информационных систем способных оперативно внедряться, в изменяющейся бизнес среде компании [26].

За счет механизмаWorkflow, который находится в основе ELMA происходит быстрая настройка системы на выполнение требований компании в среде ее функционирования.

Основным пакетом ELMA является ECM+, который позволяет выполнить наладку движения документов и операционную деятельность предприятия. Для реализации сквозных процессов используется пакет CRM+.


Похожие работы, которые могут быть Вам интерестны.

1. Автоматизированные системы управления непроизводственными объектами: автоматизированные охранные системы

2. Разработка системы хранения информации о ВКР, защищённых на кафедре «Информационные системы»

3. Преимущества использования и развития отечественного BIM: системы для трехмерного проектирования Renga

4. Информационные технологии и информационные системы

5. Онтофилогенетические механизмы формирования пороков развития сердца и сосудов у человека. Пороки развития нервной системы. Пороки развития мочевыделительной и половой системы

6. Информационные системы роботов

7. Информационные системы на предприятии

8. Информационные системы в землеустройстве и кадастре

9. Информационные системы управления финансами на предприятии

10. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ БУХГАЛТЕРСКОГО УЧЕТА НА ПРИМЕРЕ «1С: БУХГАЛТЕРИЯ»