Составление расписания в учебном отделе ВУЗа

После описания системы в  целом проводится разбиение ее на крупные фрагменты. Этот процесс  называется функциональной декомпозицией, а диаграммы, которые описывают  каждый фрагмент и взаимодействие фрагментов, называются диаграммами декомпозиции. После декомпозиции контекстной  диаграммы проводится декомпозиция каждого большого фрагмента системы на более мелкие и так далее, до достижения нужного уровня подробности описания. Диаграммы декомпозиции содержат родственные работы, то есть дочерние работы, имеющие общую родительскую работу. Работы на диаграммах декомпозиции обычно располагаются по диагонали от левого верхнего угла к правому нижнему. Такой порядок называется порядком доминирования. Согласно этому принципу расположения в левом верхнем углу располагается самая важная работа или работа, выполняемая по времени первой. На диаграмме декомпозиции работы нумеруются автоматически слева направо. Номер работы показывается в правом нижнем углу. В левом верхнем углу изображается небольшая диагональная черта, которая показывает, что данная работа не была декомпозирована. Взаимодействие работ с внешним миром и между собой описывается в виде стрелок. Стрелки представляют собой некую информацию и именуются существительными.

После каждого сеанса декомпозиции проводятся сеансы экспертизы предметной области. Такие экспертизы указывают  на соответствие реальных бизнес-процессов  созданным диаграммам. Найденные  несоответствия исправляются, и только после прохождения экспертизы без  замечаний можно приступать к  следующему сеансу декомпозиции. Так  достигается соответствие модели реальным бизнес-процессам на любом и каждом уровне модели. Синтаксис описания системы в целом и каждого  ее фрагмента одинаков во всей модели.

На рис. 1.3. представлена контекстная диаграмма модели процесса составления расписания. В качестве входной информации служат контингент студентов, список дисциплин, список специализаций и список кафедр. В организации составления расписания принимают участие начальник отдела, несущий ответственность за организацию учебного процесса, инженер-лаборант, обеспечивающий правильное составление учебных планов, рабочих планов, графиков учебного процесса, перечня дисциплин на учебный год, сверку расчета штатов, диспетчерская служба, занимающаяся составлением расписания. Также в реализации некоторых функций Учебного отдела принимают участие проректор по учебной части, сотрудники кафедр. Контролирующим механизмом является ГОС, нормы часов педагогической нагрузки. На основе ГОС составляется учебный план. Нормы часов педагогической нагрузки используются при заполнении расчета штатов ПВГУС и заполнении сетки часов.

Результатом деятельности учебного отдела является загрузка преподавателей по кафедрам, заполненный аудиторный фонд , расписание учебных занятий. 

На рис. 1.4. представлена диаграмма декомпозиции блока составления расписания. Составление расписания процесса начинается с составления учебного плана. Учебные планы формируют один раз в пять лет, как для дневного отделения, так и для заочного.

На основе учебного плана  составляются рабочие планы. Рабочие  планы формируют каждый год и  для каждой группы. График учебного процесса получают на основе рабочего плана, и он содержит информацию о  датах зачетной недели, экзаменационной  сессии, теоретического обучения, учебной  и производственной практиках, государственной  аттестации, выпускной квалификационной работе, каникулах.

На основе перечня дисциплин  производят расчет штатов. Перечень дисциплин  формируют на основе рабочих планов на год, где перечислены все дисциплины для групп. Перечень дисциплин формируется  из обязательных дисциплин по федеральному компоненту по циклам, обязательных дисциплин  по региональному компоненту по циклам, дисциплин по выбору. Бланк расчета  штатов передают кафедрам. Сотрудники кафедры на основе норм часов педагогической нагрузки, которые отражены в служебной  записке, полученной от отдела кадров, заполняют бланк. Сверку расчета  штатов производит инженер-лаборант и  сотрудник кафедры.

 

 

 

Рис. 1.3. Контекстная диаграмма составления расписания

Рис. 1.4. Диаграмма декомпозиции блока составления расписания

Рис. 1.5. Детализация  контекстной диаграммы процесса «Контроль распределения групп  студентов по сетке аудиторного  фонда».

 

На основе данных оптимизированного  рабочего плана составляется сетка  часов и производится закрепление  штатов. Под оптимизацией учебного процесса подразумевается снижение аудиторной и преподавательской  нагрузок. Для этого группы объединяют в потоки, благодаря чему происходит экономия аудиторного и преподавательского времени. После распределения педагогической нагрузки и оптимизации учебного процесса производят закрепление штатов и составление сетки часов. Сетку  часов заполняют кафедры. Она отображает сведения о группах, наименование дисциплин групп, контингент студентов, потоки, часы лекционных занятий, лабораторных работ, семинарских занятий, ФИО преподавателя, ведущего предмет, аудитории. На основе сетки часов диспетчерская служба составляет расписание.

Рассмотрим более подробно процесс составления расписаний учебных и сессионных занятий. На рис. 1.5. представлена диаграмма детализации процесса составления расписания, который был выделен из общего учебного процесса для более детального рассмотрения. Первым делом при составлении расписания анализируется поступившая информация, а именно информация о сетке часов, рабочие планы на год, графики учебного процесса на год и контингент студентов. В процессе анализа информации происходит распределение сведений между инженерами-лаборантами по факультетам.

Следующим этапом на основании  полученных, проанализированных данных и руководствуясь общими принципами составления расписания, инженер-лаборант производит расстановку групп студентов  по сетке аудиторного фонда.

Затем по заполненной сетке  аудиторного фонда выверяются накладки, вносятся необходимые изменения. Так  же на этом этапе выверку проводит диспетчер отдела организации учебного процесса, который несет ответственность за составленное расписание и впоследствии будет проводить сверку факта проводимых занятий в аудиториях в соответствии с аудиторным фондом.

После окончательной проверки расстановки групп студентов  по сетке аудиторного фонда формируются  расписание занятий для вывешивания  на стендах расписаний, загрузка преподавателей по кафедрам для соответствующей  рассылки на кафедры и заполненный  аудиторный фонд по корпусам для текущей  работы диспетчера.

На рис.1.6. представлена диаграмма  дерева узлов функциональной модели.

 

Рис. 1.6. Диаграмма  дерева узлов функциональной модели

 

Дерево узлов - представление отношений между родительскими и дочерними узлами модели IDEF0 в форме древовидного графа. Диаграммы дерева узлов – это диаграммы, показывающие не взаимосвязи между функциями, а иерархическую зависимость функций. Диаграмма узлов использует традиционное дерево иерархий, в котором верхний узел (блок) соответствует контекстной диаграмме, а нижний уровень – декомпозицию потомков. На рис.1.6. представлена диаграмма дерева узлов, из которой видно, что функциональная модель состоит из следующих блоков:

• Составление расписания;
• Обработка поступающих данных;
• Распределение дисциплин и групп студентов по сетке аудиторного фонда;
• Контроль распределения групп студентов по сетке аудиторного фонда;

Блок «Контроль распределения  групп студентов по сетке аудиторного  фонда» декомпозируется на следующие  блоки:

• Проверка данных на соответствие;
• Корректировка сетки расписания;
• Заполнения бланков расписания.

4. Архитектура ИС

 

Сервером определенного ресурса в компьютерной сети называется компьютер (программа), управляющая этим ресурсом, клиентом - компьютер (программа), использующий этот ресурс. В качестве ресурса компьютерной сети могут выступать, базы данных, файловые системы, службы печати, почтовые службы. Тип сервера определяется видом ресурса, которым он управляет. Например, если управляемым ресурсом является база данных, то соответствующий сервер называется сервером базы данных.

При такой архитектуре  сервер базы данных обеспечивает выполнение основного объема обработки данных. Формируемые пользователем или приложением запросы поступают к серверу базы данных в виде инструкции языка SQL. Сервер базы данных выполняет поиск и извлечение нужных данных, которые затем передаются на компьютер пользователя. Достоинством такого подхода в сравнении с файл-сервером является заметно меньший объем передаваемых данных. Для создания и управления персональными базами данных и приложений, работающих с ними, используются СУБД, такие как Access и Visual FoxPro фирмы Microsoft, Paradox фирмы Borland.

Корпоративная база данных создается, поддерживается и функционирует  под управлением сервера баз  данных, например Microsoft SQL Server. В зависимости от размеров организации и особенностей решаемых задач ИС может иметь одну из следующих конфигураций: компьютер-сервер, содержащий корпоративную и персональную базы; компьютер-сервер и персональные компьютеры с ПБД; несколько компьютеров-серверов и персональных компьютеров с ПБД.

Использование архитектуры  клиент-сервер дает возможность постепенного наращивания ИС предприятия, во-первых, по мере развития предприятия; во-вторых, по мере развития самой ИС. Разделение общей базы данных на корпоративную  и персональные позволяет уменьшить  сложность проектирования баз данных по сравнению с централизованным вариантом, а значит снизить вероятность  ошибок при проектировании и стоимость  проектирования. Важнейшим достоинством применения базы данных в ИС является обеспечение независимости данных от прикладных программ, это дает возможность пользователям не заниматься проблемами представления данных на физическом уровне: размещение данных в памяти, методов доступа к ним (рис.1.7.).

 

 

Рис.1.7. Структура  информационной системы с клиент-сервером

 

Такая независимость достигается  поддерживаемым СУБД многоуровневым представлением данных в базе данных на логическом (пользовательском) и физическом уровнях. Благодаря СУБД и наличию логического уровня представления данных обеспечивается отделение концептуальной (понятийной) модели базы данных от ее физического представления в памяти ЭВМ. Важнейшим параметром крупной информационной системы является быстродействие при значительном количестве пользователей, а также надежность, масштабируемость и безопасность. Всё это обеспечивает архитектура "клиент-сервер". Такая архитектура позволяет оптимально распределить работу между клиентскими и серверной частями системы: теперь приложение, работающее на рабочей станции, не читает записи базы данных "напрямую", а посылает запросы на сервер, где они принимаются и последовательно отрабатываются специальными программами. В результате на рабочую станцию поступают только обработанные данные, что радикально сокращает информационные потоки в ЛВС.

 

 

2. Проектная часть

1. Модель процессов ИС с использованием методологии DFD

 

Для построения модели процессов  используется DFD. Диаграммы потоков данных (Data flow diagramming, DFD) используются для описания документооборота и обработки информации. Подобно IDEFO, DFD представляет модельную систему как сеть связанных между собой работ. Их можно использовать как дополнение к модели IDEFO для более наглядного отображения текущих операций документооборота в корпоративных системах обработки информации. DFD описывает:

• функции обработки информации (работы);
• документы (стрелки, arrow), объекты, сотрудников или отделы, которые участвуют в обработке информации;
• внешние ссылки (external references) , которые обеспечивают интерфейс с внешними объектами,  находящимися за границами моделируемой системы;
• таблицы для хранения документов (хранилище данных, data store).

Рассмотрим контекстную  диаграмму модели процесса «Учет  товара на складе», представленную на рис.2.1.

Рис. 2.1. Контекстная  диаграмма модели процесса «Организация учебного процесса»

Исходя из рисунка 2.1. видно, что к входной информации относятся «список преподавателей», «список дисциплин», «список групп» и «список аудиторий», к выходной - «график учебного процесса», «расписание занятий», «заполненный аудиторный фонд» и «рабочие планы», к управлению - «Стандарты Министерства образования РФ» и «нормативы ВУЗа», к механизмам - «методист», «инженер-лаборант», «диспетчер». Далее декомпозируем контекстную диаграмму «Организация учебного процесса» (рис.2.2.).