Информационно-справочная система средней общеобразовательной школы

- каждый учащийся может поступить для обучения в школу как в начале учебного года, так и вовремя него, а также выбыть из школы как по окончанию обучения, так и в любое другое время (болезнь, переезд на новое место жительства и т.п.).

В каждой школе имеется информация о родителях учеников. В случае наличия родителей у ученика должна учитываться следующая информация:

- полное имя родителя;

- адрес прописки родителя;

- место работы родителя;

- дата рождения родителя и его контактный телефон.

Проведенный анализ предметной области  позволил выявить следующий набор  сущностей:

- Учащийся – информация об учащихся средней школы;

- Родитель – информация о родителях учеников;

- Класс – информация о классах, которым соответствуют учащиеся;

- Предмет – информация о предметах, изучаемых школьниками;

- Оценка – сведения о получаемых учащимися по различным предметам оценках.

Построение ER-диаграммы предметной области осуществлялось при помощи программного средства Toad Data Modeler от Quest Software.

Данное средство не позволяет определять на диаграммах связи «многие ко многим», сразу вводя дополнительное отношение.

Диаграмма ER («сущность-связь»), построенная на основании выделенных сущностей предметной области и ее правил, имеет следующий вид:

 

Рис. 8. Диаграмма «сущность-связь»

Диаграмма на рис. 1 не отражает сведений о получаемых учащимися оценках  и соответствует следующим правилам:

- каждый учащийся имеет от 0 до 2-х родителей;

- каждый родитель имеет от 1 до N детей-учеников;

- в каждом классе обучается от 1 до N учеников;

- каждый ученик обучается в одном и только одном классе;

- каждый предмет изучают от 1 до N учеников (в средней общеобразовательной школе не бывает факультативных предметов);

- каждый ученик изучает от 1 до N предметов.

На диаграмме присутствуют 2 дополнительные сущности «РодителиУчащихся» и «УчащиесяПредметы», добавленных для избежания мнозначных зависимостей между родителями и учениками, а также учащимися и предметами, соответственно.

В связи с тем, что набор предметов  общеобразовательной средней школы фиксирован для каждого учебного года (соответственно, класса) и ученики не могут посещать предметы факультативно (соответственно, отсутствуют предметы, которые в данный конкретный момент времени никто не изучает), целесообразно будет учитывать не сведения об изучаемых учащимися предметами, а учебные программы, соответствующие каждому году обучения.

После добавления на диаграмму сущности, отражающей информацию об учебных программах для каждого года, диаграмма приобрела  следующий вид:

 

Рис. 8. Дополненная диаграмма «сущность-связь»

Каждый учащийся получает в ходе изучения определенных предметов оценки. Необходимо учитывать оценки по итогам учебных четвертей и каждого  учебного года. С учетом этого окончательный  вид ER-диаграммы:

 

Рис. 9. Окончательный вариант диаграммы «сущность-связь»

В ходе проектирования физической модели данных будет осуществлен переход  от описанного набора сущностей к  описанию физических таблиц БД, будут  подробно описаны их атрибуты.

Схемы ресурсов системы отображают конфигурацию блоков данных и обрабатывающих блоков, которая требуется для решения задачи или набора задач.

В ходе проектирования была предложена следующая схема ресурсов:

 

 Рис. 10. Схема ресурсов ПС

 

Схема ресурсов была построена на основании следующих правил обработки данных и конфигурации управляющих этой обработкой блоков:

- программный комплекс состоит из:

- хранилища данных Interbase;

- серверной компоненты, обслуживающей запросы клиентов;

- серверная компонента является многопоточной – для каждого подключившегося клиента создается отдельный поток обслуживания (thread);

- доступ сервера к БД осуществляется посредством интерфейса ODBC;

- настройка DSN осуществляется с помощью ODBC-администратора;

- клиенты могут взаимодействовать с сервером по локальной сети школы и через Интернет (клиенты для родителей учащихся, установленные на домашних компьютерах);

- для хранения параметров связи с сервером (адрес сервера и его порт) на стороне клиентов используется текстовый конфигурационный файл.

 

 

Отладка программного средства

 

Для отладки разработанного программного средства была применена стратегия тестирования методом «белого ящика». Это тестирование логики управления программы. Стратегия основана на анализе внутренней структуры программы. Стратегия «белого ящика» включает проверку (покрытие) операторов, решений, условий, покрытие решений и условий, комбинированное покрытие.

В качестве примера рассмотрим тестирование программного кода добавления новой  записи в справочник диагнозов программой-сервером.

Ниже приведен данный программный  код:

 

// добавить новый диагноз

case 102:

recv(r, (char *)&diag, sizeof(diag), 0); // принять

// проверка на наличие

fieldValue = "Select * from Diagnosis where DiagnosName = '";

fieldValue += diag.dName;

fieldValue += "'";

rs.Open( CRecordset::dynaset, _T(fieldValue) );

NumRec = rs.GetRecordCount();

 

//посылка сообщения  количества записей

send(r, (char *)&NumRec, sizeof(NumRec), 0);   

 

if (NumRec==0)

{

// give MAX for Code

tmp_rs.Open( CRecordset::dynaset, _T("SELECT MAX(DiagnosCode) AS NewCode FROM Diagnosis") );

tmp_rs.MoveFirst();

tmp_rs.GetFieldValue(_T("NewCode"), fieldValue);

NumRec = atoi(fieldValue); NumRec++;

// INC Code

diag.dCode = NumRec;

// SQL... INSERT...

itoa(NumRec, Stemp, 10);

 

fieldValue = "INSERT INTO Diagnosis VALUES(";

fieldValue += Stemp;

fieldValue += ", '";

fieldValue += diag.dName;

fieldValue += "')";

DB.ExecuteSQL(fieldValue);

 

// Send diag with Code back

send(r, (char *)&diag, sizeof(diag), 0);//посылка

}

 

break;

 

Блок-схема алгоритма, который реализует  приведенный код, показана на рисунке:

 

 

Рис. 11. Фрагмент последовательности действий сервера при добавлении нового значения в справочник диагнозов

 

Известно, что для программ, содержащих только одно условие на каждом принятии решения, минимальным является набор тестов покрытия решений. Поскольку приведенный алгоритм содержит только одно условие и в целях минимизации ресурсных затрат было принято решение ограничиться минимальным набором тестов, т.е. покрытием решений. Разработанный набор тестов и результаты проведенного тестирования приведены в таблице:

 

Таблица 1 – Результаты тестирования

Маршрут	Значения	Ожидаемый результат	Результат
А	Наименование diag.dName отсутствует в таблице БД, NumRec = 0	Отправка клиентскому приложению структуры diag с новым значением кода и наименования добавляемого диагноза	Отправка клиентскому приложению структуры diag с новым значением кода и наименования добавляемого диагноза
В	Наименование diag.dName есть в таблице БД, NumRec != 0	Передача управления оператору Switch	Передача управления оператору Switch

 

Результаты такого тестирования покажут  насколько соответствует ожидаемый  результат действительному, полученному в ходе проведенного тестирования.

Остальной программный код будет  протестирован аналогичным образом.

Следует отметить, что при проектировании и разработке программного обеспечения  особое внимание будет уделяться  качеству кода. При этом будет минимизироваться количество условных переходов, циклов и прочих команд передачи управления.

Такой подход к написанию кода обусловлен как парадигмой объектно-ориентированной  разработки, так и в целях оптимизации  процесса тестирования разработанного программного обеспечения. Вследствие этого разработанные программные средства практически полностью покрываются при тестировании минимальным набором достаточно простых тестов, что существенно уменьшает как время, необходимое для тестирования, так и возможность появления и обнаружения ошибок в программном коде разработанных программных средств.

 

Получение и  анализ результатов работы ПС

 

После внедрения информационной системы  общеобразовательной школы преподаватели и администрация могут осуществлять мониторинг учебного процесса: вести расписание, электронный классный журнал, календарно-тематическое планирование, получать разнообразные отчеты и т.д.

Администрация школы и учителя с помощью разработанной системы могут осуществлять пересмотр организации собственного труда, их трудовая деятельность может изменяться в сторону наибольшей эффективности.

 

Анализ полученных результатов практики с точки  зрения достоинств и недостатков, областей применения и перспектив развития

 

Разрабатываемое ПС будет реализовано с использованием языка программирования Delphi на основе технологии  «клиент-сервер».

Применение архитектуры «клиент-сервер»  предоставляет пользователям возможность  с различных компьютеров обращаться к серверу за необходимой информацией. Сервер предоставляет возможность для клиента для работы с базой данных. Он выступает в качестве посредника между клиентом и базой данных. Он принимает запросы от клиента, их обрабатывает и направляет в базу данных. Также он перенаправляет запросы назад клиенту.

Клиент имеет возможность работы с информацией, хранимой в базе данных. Такая информация представлена в виде таблиц базы данных. Клиент может просматривать, редактировать, осуществлять поиск и т.д. необходимой ему информации.

Применение базы данных в качестве хранилища информации позволяет оптимально и эффективно хранить информацию, ее структурировать. Реализованный многопоточный сервер позволяет производить распараллеливание работы сразу нескольких клиентов в разных потоках.

Особенностями данной разработки являются:

- использование для хранения данных БД Interbase. Это решение вызвано тем фактом, что для использования данной БД требует минимальных финансовых затрат, минимальных системных требований а также минимальных действий с базой для выполнения операций. В качестве альтернативы могла использоваться бесплатная версия СУБД SQL Server (Microsoft SQL Express Server), однако для установки данной версии требуются персональные компьютеры, характеристики которых существенно превосходят характеристики персональных компьютеров, достаточных для функционирования разработанного программного комплекса. Кроме того, в указанной версии СУБД существуют ограничения на количество данных, которые могут храниться в таблицах.

- взаимодействие программного комплекса с СУБД организовано с использованием интерфейса ODBC. С учетом быстроты смены политики руководства государства в сфере использования ПО это является достаточно обоснованным решением, обеспечивая унификацию работы с данными. Но при этом исключается возможность использования специфических возможностей каждой конкретной СУБД, поэтому программный комплекс использует только стандартные обращения к БД.

Достаточно очевидно и основное направление развития разработанного программного комплекса. В данной версии будет реализован только базовый набор отчетов по ученикам и преподавателям, который достаточен только для информационной и некоторой вычислительной деятельности системы в целом.

Вместе с тем, структура хранимой в базе данных информации об успеваемости предполагает создание произвольного количества более детальных и специфических отчетов, которые позволят проводить более глубокий анализ успеваемости и факторов, оказывающих влияние на ее изменение. В таком случае данный комплекс уже может рассматриваться как некий прототип системы поддержки принятии решений для корректировки учебных планов либо других параметров обучения. Но данная задача, возможно, будет выходить за рамки моего дипломного проекта, поскольку потребует активного участия в создании аналитических отчетов педагогических работников с достаточным объемом теоретических и практических знаний.