Разработка информационной системы управления учебным процессом

Сетевая модель имеет много общего с иерархической, только каждый элемент может быть связан с любым другим элементом  системы.

 

Рис. 2.10 Сетевая структура данных

 

Плюсом  данной структуры является её высокая эффективность при высоких нагрузках. Недостатком же такой структуры является сложность проектирования и дальнейшей модификация структуры. Иным, словом данная схема данных является жёсткой и при изменении программного обеспечения приведет к смене структуры базы данных, что в нашем случае не приемлемо.

Реляционная база данных - это хранилище данных, представленных в виде двумерных  таблиц, каждая такая таблица в  реляционной базе данных состоит  из записей и столбцов.

Реляционные базы данных построены на основе отношений, обычно называемых таблицами.[17]

На пересечении  строк и столбцов и строки находятся  значения содержащихся в таблице  данных.

Отличия данных в таблицах реляционной базы данных:

- Все значения, содержащиеся на пересечении строк и столбцов, должны быть конечными.

- Все значения одного столбца должны иметь один тип данных.

- В таблице не должно быть несколько записей на одном пересечении.

- Все поля базы данных имеют уникальные имена.

- Несущественна последовательность полей в таблице.

- Несущественна последовательность записей в таблице.

Часто встречается  ситуация, когда некоторые поля одних  объектов указывают на другие объекты. Для реализации под СУБД данного  механизма лучше всего объявить некоторые поля - ключи.[24]

Ключом  называется поле или комбинация полей, значения которых идентифицируют каждую запись таблицы. Если таблица имеет несколько таких ключей, то один из них выделяют в качестве первичного. Первичный ключ должен быть уникальным и не пустым для каждого поля таблицы.

Поле  значение, которого указывает на запись в другой таблице, называется внешним  ключом. Такое взаимоотношение между  разными таблицами называется связью.

Для работы с реляционными базами данных был  разработан язык SQL. SQL - это язык ориентированный специально на реляционные базы данных. Команды в SQL могут работать со всеми группами таблиц как с единым объектом и могут обрабатывать любое количество информации извлеченной или полученной из их, в виде единого модуля. [21]

Главным плюсом, благодаря которому реляционная модель приобрела популярность, заключается в её понятности, простоте использования и удобстве реализации, но и у реляционной модели есть свои минусы. Не правильное моделирование базы данных может привести к чрезмерной избыточности данных, что, при существенном увеличении, может привести к перенаполнению базы данных.

 

2.5.2 Создание логической модели  данных

Во время  анализа информационной структуры  был выделен ряд подсистем, функционирование которых требуется автоматизировать:

- студенты;

- преподаватели;

- кафедры;

- специальности;

- предметы;

- ведомости.

Определим одноименные сущности для проектируемой  ИС.

Часто в  средствах логической разработки используются связи типа сущность-связь - ER диаграммы.

Каждый  студент учится по своей специальности, следовательно, прослеживается связь между сущностями «Студенты» и «Специальность». Каждый студент находятся в группе - сущность «Группы».

Каждый  преподаватель закреплен за определенной кафедрой и ведет свои предметы, следовательно, имеется связи между  сущностями «Преподаватели», «Кафедры» и «Предметы». Каждый преподаватель имеет свою ученую степень на основе, которой ему начисляется заработная плата. Для этого потребуется создать отдельную сущность «Ученые степени» и связать её с сущностью «Преподаватели».

Сущность  «Ведомости» формируется за счет сущностей «Предметы» «Преподаватели», «Группы» и «Студенты». Общая логическая модель данных представлена на Рис 2.11.

 

Рис 2.11 Общая  логическая модель данных

 

Любые логические ER диаграммы могут быть представлены в реляционных базах данных как таблицы. Требуется только задать первичные и внешние ключи для каждой таблицы базы данных и провести нормализацию.

Нормализация  предназначена для приведения структуры  базы данных к виду, обеспечивающему минимальную избыточность, то есть нормализация не имеет целью уменьшение или увеличение производительности работы или же уменьшение или увеличение объёма БД.

Отношение находится в первой нормальной, когда  в любом допустимом значении отношения каждый его кортеж содержит только одно значение для каждого из атрибутов.

Отношение находится во второй нормальной форме, если оно находится в первой нормальной форме, и при этом любой его  атрибут, не входящий в состав потенциального ключа, функционально полно зависит от каждого потенциального ключа. Во второй нормальной форме нет не ключевых атрибутов, зависящих от части составного потенциального ключа.

Отношение находится в третьей нормальной форме, когда каждый не ключевой атрибут  отношения находится в прямой зависимости от потенциального ключа.

Отношение находится в нормальной форме  Бойса тогда и только тогда, когда  каждая ее нетривиальная и неприводимая слева функциональная зависимость  имеет в качестве своего детерминанта некоторый потенциальный ключ.

информационный моделирование  база данных

Таблица находится в четвёртой нормальной форме, если она находится в нормальной форме Бойса и не содержит нетривиальных  многозначных зависимостей.

Отношение находится в пятой нормальной форме, когда каждая нетривиальная зависимость соединения в нём определяется потенциальным ключом этого отношения.

Конечной  целью нормализации является уменьшение потенциальной противоречивости хранимой в БД информации.

Выделим ключевые атрибуты для каждой сущности (Таблица 1)

 

Таблица 2.1

Атрибуты  сущностей

Сущность	Атрибуты
Студенты	id, Фамилия, Имя, Отчество, Специальность, Год поступления, id группы, Номер зачетной книжки
Преподаватели	Id, Фамилия, Имя, Отчество, id ученой степени, id кафедры, id преподаваемых предметов
Кафедры	id, Название, Заведующий кафедрой
Предметы	id, Название
Специальности	id, Название
Ученые степени	id, Название
Группы	id, Название, год обучения, номер группы
Список_Ведомостей	Id, id предмета, id группы, дата
Ведомости	Id, id ведомости, id студента, оценка

 

Ниже  приведен полный список таблиц и использованных в них полей. Пометка PK рядом с атрибутом означает - первичный ключ, пометка FK - внешний ключ, UN - уникальный ключ.

 

 

Таблица 2.2

Таблица «Студенты»

Название столбца	Тип данных	Пометка
id	Целое	PK, UN
Фамилия	Строка
Имя	Строка
Отчество	Строка
Id специальности	Целое	FK
Год поступления	Дата
id группы	Целое	FK
Номер зачетной книжки	Строка	UN

 

Таблица 2.3

Таблица «Преподаватели»

Название столбцаТип данныхПометка
Id	Целое	PK, UN
Фамилия	Строка
Имя	Строка
Отчество	Строка
id ученой степени	Целое	FK
id кафедры	Целое	FK
id преподаваемых предметов	Строка	FK

 

Таблица 2.4

Таблица «Кафедры»

Название столбца	Тип данных	Пометка
Id	Целое	PK, UN
Название	Строка
Заведующий кафедрой	Строка

 

Таблица 2.5

Таблица «Предметы»

Название столбца	Тип данных	Пометка
Id	Целое	PK, UN
Название	Строка

 

 

Таблица 2.6

Таблица «Специальности»

Название столбца	Тип данных	Пометка
Id	Целое	PK, UN
Название	Строка

 

Таблица 2.7

Таблица «Ученые степени»

Название столбца	Тип данных	Пометка
Id	Целое	PK, UN
Название	Строка

 

Таблица 2.8

Таблица «Группы»

Название столбца	Тип данных	Пометка
Id	Целое	PK, UN
Название	Строка
Номер группы	Целое
Год обучения	Целое

 

Таблица 2.9

Таблица «Список ведомостей»

Название столбца	Тип данных	Пометка
Id	Целое	PK, UN
id предмета	Целое	FK
id группы	Целое	FK
дата	Дата

 

Таблица 2.10

Таблица «Ведомости»

Название столбца	Тип данных	Пометка
Id	Целое	PK
id ведомости	Целое	FK, UN
id студента	Целое	FK
оценка	Строка

 

Концептуальная  модель базы данных информационной системы  изображена на рис. 2.12.

 

Рис. 2.12 Концептуальная модель базы данных информационной системы

Выводы

 

Во второй главе осуществлено проектирование информационной системы для филиала  РГГУ г. Всеволожск.

Проведено проектирование содержания и функционала информационной системы. При помощи CASE-средств построены диаграммы, описывающие функционал и работу системы. Проведено UML моделирование основных функций информационной системы.

Для проектирования базы данных информационной системы  выбрана реляционная модель данных. Построены логические и концептуальные модели базы данных. В процессе разработки использована нормализованная модель базы данных.

 

ГЛАВА 3. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИНОФРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УЧЕБНЫМ ПРОЦЕССОМ

3.1 Выбор инструментальных средств

 

Для разработки информационной системы для филиала  РГГУ г.Всеволожск были выбраны следующие  инструментальные средства:

. NetBeans 6.9 - NetBeans IDE является интегрированной средой разработки для Linux, Mac, Windows и Solaris. NetBeans является open-source IDE и позволяет разработчикам быстро создавать веб-приложения для мобильных и настольных приложений с помощью Java, JavaFX, PHP, JavaScript и Ajax, Ruby и Ruby On Rails, Groovy и Grails, и C / C + +. Для автора интересна поддержка PHP, Javascript и HTML+CSS. Из полезных функций можно отметить - запоминание и подсказки css-селекторов в html коде. Еще одним плюсом использования NetBeans является поддержка таких Фреймворков как Zend Framework и Symfony.- это серверный язык создания сценариев (или стороны сервера), разработанный специально для Web.Код PHP интерпритируется Web-сервероми генерирует HTML или иной вывод, наблюдаемый посетителем страницы.[17]. PHP поддерживается почти на всех известных платформах и во всех операционных системах на самых разных серверах.[11]

. Adobe Dreamweaver CS4 - позволяет используя визуальные методы с легкостью проектировать веб-дизайн приложений. Программа имеет полную поддержку формата CSS (Cascading Style Sheets - каскадные таблицы стилей). Данная программы была выбрана потому, что она представляет собой профессиональное средство для верстки веб страниц с богатым набором функций для разработки веб приложений прекрасно сочетающее в себе смешанный режим работы код+дизайн.

. Для  редактирования графических элементов  информационной системы автором будет использоваться Adobe Photoshop CS 4.

. Quanta Plus - открытая версия HTML редактора для web-разработчиков в среде KDE. Используется автором для быстрого редактирования HTML кода при тестировании.

5. phpMyAdmin - приложение позволяющее выполнять всю удаленную работу с базами данных MySQL посредством браузера. Будет использоваться для создания, настройки и редактирования базы данных информационной системы.