Проектирование и разработка информационной системы библиотеки

Введение

1. Описание и анализ предметной области

1.1 Описание объекта исследования

.2 Организационная структура библиотеки

1.3 Построение математической модели

2. Оптимизация и реинжиниринг бизнес-процессов

2.1 Оптимитизация математической модели

.2 Методологии, используемые в BPwin

.3 Оптимизированные модели бизнес - процессов

.3.1 Диаграммы декомпозиции

3. Проектирование ИС

3.1 Выбор архитектуры

3.1.1 Выбор архитектуры информационной системы

.1.2 Архитектура файл-сервер

.1.3 Архитектура клиент-сервер

.1.4 Многоуровневая архитектура

.1.5 Архитектура на основе интернет/интранет технологий

.1.6 Сравнительный анализ и выбор архитектуры

3.2 Проектирование БД

4. Реализация

4.1 Информационное обеспечение решения задачи

4.1.1 Режим работы задачи

.1.2 Информационная модель решения задачи

4.2 Описание входной информации

.3 Описание выходной информации

.4 Машинная реализация задачи

4.4.1 Характеристика технических средств

4.5 Математическое обеспечение

.6 Обоснование выбора языка программирования

.7 Описание программы

.8 Инструкция пользователю по работе с программой

.9 Установка программы

4.9.1 Установка в среде MS-DOS

.9.2 Установка в среде Windows

4.10 Запуск программы

4.10.1 Запуск в среде MS-DOS

.10.2    Запуск в среде Windows

.10.3 Работа с программой

5. Социальная значимость разработки

. Технико-экономическое обоснование разработки

6.1 Расчет затрат на проектирование

.2 Расчет эксплуатационных расходов

.3 Расчет экономии от увеличения производительности труда пользователя

.4 Расчет экономического эффекта от использования системы

.5 Сопоставление технико-экономических характеристик разработки с аналогом

7. Безопасность и экологичность разработки

7.1 Оценка напряженности трудового процесса

.2 Разработка мероприятий по улучшению условий труда

7.2.1 Организационные методы

.2.2 Организационно-технические методы

.2.3 Технические методы

.2.4 Основные требования к организации работы с ЭВМ

.3 Пожарная и электробезопасность

.3.1 Пожарная безопасность

.3.2 Электробезопасность

.4 Экологичность проекта

Заключение

Список использованной литературы

Введение

архитектура информационный программирование windows

Библиотека - культурно-просветительное и научно-вспомогательное учреждение, организующее общественное пользование произведениями печати. Библиотеки систематически занимаются сбором, хранением, пропагандой и выдачей читателям произведений печати, а также информационно-библиографической работой. Это информационное, культурное, образовательное учреждение, располагающее организованным фондом документов и представляющее их во временное пользование абонентам, а также осуществляющее другие библиотечные услуги.

Деятельность библиотеки складывается из трех основных составляющих: хранение, поиск, и выдача на определенное время, имеющихся в наличие книг.

Актуальность данной темы заключается в том, что многие библиотеки до сих пор придерживаются, традиционных библиотечных систем и процессов. Необходим, переход от бумажной коммуникации к коммуникации безбумажной, чтоб сократить время поиска необходимой литературы, информации о читателе и т.д.

В последнее время информационные технологии стали неотъемлемой частью нашей жизни. Экономические информационные системы, связанные с предоставлением и обработкой информации для всех уровней управления экономическими объектами, приобретают особую важность в общественной жизни. На данный момент невозможно представить какую-либо организацию, не применяющую компьютерных технологий. Это обусловлено и тем, что государственные структуры требуют обязательных отчетов в электронном виде, следовательно, необходима систематизированная информация.

Начальным этапом создания системы является изучение, анализ и моделирование деятельности организации для возможного улучшения и оптимизации методов работы. В курсовой работе используется инструментальное средство для моделирования BPwin и ERwin.

Целью данной дипломной работы является проектирование и разработка информационной системы библиотеки, которая позволит улучшить эффективность выполнения процессов, происходящих в библиотеке.

Основными задачами данной работы являются:

изучить теоретические особенности моделирования процессов организации средствами BPwin и ERwin - произвести исследование предметной области - библиотечной деятельности

на основании полученных знаний спроектировать модель деятельности библиотеки.

Объектом исследования является библиотека им. Маяковского.

Предметом исследования являются процессы, происходящие в библиотеке, такие как:

·        процесс записи в библиотеку новых читателей,

·        процесс записи новых книг,

·        процесс выдачи книг,

·        процесс приема книг,

·        процесс получения рейтинга книг,

·        процесс статистики посещений читателей.

.        Описание и анализ предметной области

1.1 Описание объекта исследования

Библиотека - это учреждение культуры, организующее сбор, хранение и общественное пользование произведениями печати и другими документами. Библиотеки систематически занимаются сбором, хранением, пропагандой и выдачей читателям произведений печати, а также информационно-библиографической работой, являются общедоступным источником знаний и основной базой для самообразования.

Основными направлениями работы любой библиотеки являются: комплектование и организация книжного фонда; обслуживание читателей.

Комплектование фондов библиотеки состоит из систематического выявления (путем просмотра библиографических источников и литературы) нужных для данной библиотеки изданий и приобретения их. От своевременности и полноты комплектования библиотеки в значительной мере зависит уровень обслуживания читателей.

Организация книжного фонда включает вопросы учета, расстановки, хранения литературы и доставки ее читателю. Правильная организация фонда облегчает читателю пользование литературой, библиотекарю - быстрое выполнение читательских требований, а также обеспечивает сохранность фондов как общественной собственности.

Обслуживание читателей библиотеки осуществляется различными путями:

выдача литературы, как в читальный зал, так и за пределы библиотеки;

помощь отдельным читателям и учреждениям в подборе необходимой им литературы;

раскрытие книжных фондов библиотеки через систему библиотечных каталогов;

составление информационно-библиографических пособий различного типа;

пропаганда наиболее ценной литературы;

репродуцирование текстов по заказам читателей и т.д.

Библиотечная деятельность связана с учетом большого количества операций, множество книг и читателей серьезно замедляют работу библиотекарей. Сложность поиска нужной книги в каталоге занимает длительное время, и целиком опирается на компетентность работников библиотеки.

В библиотеке ведется картотека читателей. Для ведения библиотечных каталогов, организации поиска требуемых изданий и библиотечной статистики в базе должны храниться сведения, большая часть которых размещаются в аннотированных каталожных карточках

В библиотеку приходит много книг из различных издательств. Каждой книге в библиотеке присваивают номер, а затем передают в различные отделы. При поступлении книги, учитывают такие данные как:

·        номер поступившей книги,

·        название книги,

·        название издательства, из которого поступила книга,

·        отдел, куда была передана книга;

·        адреса издательств,

·        названия издательства,

·        название и расположение отделов библиотеки.

Предусматривается автоматизация учета выдачи и сдачи книг, записи новых книг и читателей, а также хранения информации об имеющихся в наличии книгах, данные о сотрудниках библиотеки, сотрудниках хранилища библиотеки и читателях.

Каждая книга, хранящаяся в библиотеке, имеет следующие параметры:

·        автор,

·        издание,

·        год издания,

·        жанр,

·        ключевые слова,

·        количество страниц.

Каждая книга может присутствовать в нескольких экземпляров.

Так же в библиотеке ведется картотека читателей. О каждом читателе заносятся следующие сведения:

·        ФИО,

·        номер паспорта,

·        адрес,

·        телефон.

Каждому читателю присваивается номер читательского билета.

В случае выдачи экземпляра книги в библиотеке остается вкладыш, в котором указана дата выдачи, дата предполагаемого возврата и номер читательского билета.

Можно продлить книгу по телефону книгу назвав номер читательского билета и уникальный номер книги.

При возврате книги во вкладыше отмечается срок возврата. При просрочке возврата книги, читатель получает предупреждение. Когда предупреждений у читателя накапливается больше определенного предела, он лишается правом пользования библиотекой на определенный срок.

При потере книги читатель лишается правом пользования библиотекой на определенный срок, независимо от количества предупреждений.

В библиотеке есть ряд ограничений: нельзя выдавать книги больше установленного периода, нельзя выдавать больше определенного количества книг.

Объект исследования - библиотека.

Предмет исследования - процессы, происходящие в библиотеке, такие как:

·   процесс выдачи книг читателям;

·   процесс сдачи книг;

·   процесс поступления новых книг;

·   процесс записи новых читателей.

Субъекты - пользователи (читатели, администрация библиотеки, другие заинтересованные в получении информации лица)

Входная информация - информация:

·   о новых поступивших книгах;

·   о новых читателях, которые записываются в библиотеку;

·   о процессе выдачи книг, включает в себя:

- кто из сотрудников хранилища передал книгу сотруднику библиотеки;

кто из сотрудников библиотеки передал книгу читателю;

по заявке какого читателя была выполнена эта операция;

название книги;

дату выдачи книги;

срок, на который выдается книга;

Выходная информация - информация:

·        о статистике посещения клиентами библиотеки;

·        о книгах, которые наиболее часто были выданы читателям, то есть рейтинг книг.

При выдаче книг в базе данных необходимо фиксировать:

·   название книги;

·   дату выдачи;

·   ФИО читателя, которому выдается книга;

·   ФИО сотрудника библиотеки, выдающему книгу читателю;

·   ФИО сотрудника хранилища, который передал книгу (непосредственно из хранилища) сотруднику библиотеки по заявке читателя;

·   срок, на который выдается книга.

При сдаче книг в базе данных необходимо зафиксировать дату возврата сдаваемой читателем книги путем ввода ее названия в БД.

На каждого читателя заносятся следующие сведения:

·   №читательского билета;

·   ФИО читателя;

·   Телефон;

·   Адрес.

Каждая книга, хранящаяся в библиотеке, имеет следующие характеристики:

·   Название книги;

·   Уникальный шифр (ISBN);

·   Библиотечно-библиографическая классификация (ББК);

·   Раздел;

·   Автор;

·   Издательство;

·   Место издания (город);

·   Год издания.

Все книги различаются по своему уникальному шифру - ISBN.

Библиотечно-библиографическая классификация (ББК) распределяет издания по отраслям знания в соответствии с их содержанием. В ней используется цифробуквенные индексы ступенчатой структуры (например, ББК 32.973 Электронные вычислительные машины и устройства). Шифр ББК используется при выделении хранимым изданиям определенных комнат, стеллажей и полок, а также для составления каталогов и статистических отчетов. В библиотеке имеется база данных (БД). Она представляет собой совокупность данных обо всех происходящих процессах в библиотеке (книгах, читателях, проведенных мероприятиях и др.), построенную в хронологической последовательности, в виде таблиц и списков данных. Основное ее назначение - хранение данных, для их последующего целесообразного использования в будущем. БД находится на специальном компьютере в электронном виде, постоянно редактируется и изменяется работниками библиотеки. С базой данных библиотеки могут работать как руководители (администрация) библиотеки, так и работники библиотеки, заинтересованные в получении необходимой информации. При работе с системой библиотекарь должен иметь возможность решать следующие задачи:

·   Принимать новые книги и регистрировать их в библиотеке;

·   Относить книги к одной или к нескольким областям знаний;

·   Проводить каталогизацию книг, то есть назначение новых инвентарных номеров вновь принятым книгам;

·   Вести учет выданных книг читателям, при этом предполагается два режима работы: выдача книг читателю и прием от него возвращаемых им книг обратно в библиотеку. При выдаче книг фиксируется, когда и какая книга была выдана данному читателю и на какой срок выдается данная книга. При приеме книги, возвращаемой читателем, проверяется соответствие возвращаемого инвентарного номера книги выданному инвентарному номеру, название книги, и она ставится на свое старое место в библиотеке. Администрация библиотеки должна иметь возможность получать сведения о должниках - читателях библиотеки, которые не вернули вовремя взятые книги; сведения о наиболее популярных книгах, т.е. наиболее часто выдаваемых книгах. Основные функции библиотеки - информационная, культурная, образовательная, досуговая.

1.2 Организационная структура библиотеки

Организационная структура библиотеки представлена на рисунке 1.1

В Российской Федерации существует несколько законов, регулирующих и контролирующих деятельность библиотек, обеспечивающих создание правовой базы для формирования открытого информационного общества. Актуальной задачей российских библиотечных работников является реализация в полном объеме федеральных законов "О библиотечном деле", "Об информации, информатизации и о защите информации", "Об участии в информационном обмене". Задача библиотечного сообщества - использовать их в полной мере и защищать право каждого человека в России на свободное получение нужной ему информации.

Рисунок 1.1 - Организационная структура библиотеки 1.2 ЗАКОНЫ, 1.2.

ФЗ "О библиотечном деле". Принят Гос. Думой 23 ноября 1994 г. Федеральный закон является правовой базой сохранения и развития библиотечного дела в РФ. Он устанавливает принципы деятельности библиотек, гарантирующие права человека, общественных объединений, народов и этнических общностей на свободный доступ к информации, свободное духовное развитие, приобщение к ценностям национальной и мировой культуры, а также на культурную, научную и образовательную деятельность.

Закон регулирует общие вопросы организации библиотечного дела, взаимоотношений между государством, гражданами, предприятиями, учреждениями и организациями в области библиотечного дела в соответствии с принципами и нормами международного права.

В его состав входят: общие положения (основные понятия и основные виды библиотек), права граждан в области библиотечного дела (права на библиотечную деятельность и обслуживание, права пользователей библиотек, ответственность пользователей, учредитель библиотеки), обязанности и права библиотек (статус, обязанности и права библиотек), обязанности государства в области библиотечного дела, условия сохранения и использования культурного достояния в области библиотечного дела, организация взаимодействия библиотек, экономическое регулирование в области библиотечного дела (порядок создания, реорганизации и ликвидации библиотек, имущество библиотек, фонды развития и трудовые отношения работников библиотек). [4]

ФЗ "Об участии в международном информационном обмене". Принят Гос. Думой 5 июня 1996 г. Цели настоящего Федерального закона - создание условий для эффективного участия России в международном информационном обмене в рамках единого мирового информационного пространства, защита интересов Российской Федерации, субъектов Российской Федерации и муниципальных образований при международном информационном обмене, защита интересов, прав и свобод физических и юридических лиц при международном информационном обмене. Международный обмен конфиденциальной информацией, массовой информацией осуществляется в порядке, устанавливаемом данным законом.

В состав закона входят: цели и термины закона, объекты и субъекты международного информационного обмена (МИО), обязанности государства в сфере МИО, участие муниципальных образований в МИО, правовой режим участия в МИО (право собственности на информационные продукты, ограничения при осуществлении МИО, использование средств и ИС в МИО, доступ к средствам и координация деятельности МИО), контроль и ответственность при осуществлении МИО (сертификация, лицензирование, ответственность за нарушения). [6]

ФЗ "Об информации, информатизации и защите информации". Принят Гос. Думой 25 января 2005 г. Настоящий Федеральный закон регулирует отношения, возникающие при:

формировании и использовании информационных ресурсов на основе создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и предоставления потребителю документированной информации;

создании и использовании информационных технологий и средств их обеспечения;

защите информации, прав субъектов, участвующих в информационных процессах и информатизации.

Данный закон включает в себя: общие положение (сфера действия закона, термины, обязанности государства в сфере формирования информационных ресурсов и информатизации), информационные ресурсы (основы правового режима, документирование информации, о информационных ресурсах, о гражданах), пользование информационными ресурсами (доступ, гарантия предоставления информации, обязанности и ответственность владельца информационных ресурсов), информатизация, ИС и ИТ и средства их обеспечения (сертификация, создание, право собственности), защита информации (цели защиты, защита прав доступа).

Существует также межгосударственный стандарт ГОСТ 7.20 - 2000 "Библиотечная статистика", определяющий формирование статистики и учет объектов библиотек. Настоящий стандарт устанавливает единицы учета документов фондов библиотек и органов научно-технической информации (НТИ) и единицы учета обслуживания пользователей библиотек и органов НТИ. Включает: общие положения, учет отдельных видов изданий и неопубликованных документов (книги, периодические издания, неопубликованные документы, картографических, нотных и др. изданий), учет аудиовизуальных документов (видео, фото, аудио документы), также учет электронных изданий, пользователей библиотек, посещений, обращений, запросов на документы, отказов, мероприятий. [4]

Видоизменяя данные законы для применения на местном уровне, библиотеками создаются правила пользования книгами и изданиями, а также специальные положения, такие как:

·   Положение о краткосрочном абонементе в читальных залах;

·   Положение о платных услугах библиотеки;

·   Положение о системе каталогов и картотек;

·   Положение о сохранности фонда библиотеки;

·   Положение об организации обслуживания пользователей.

Данные положения не должны противоречить основным законам РФ, а, по возможности, дополнять и расширять область их применения.

.3 Построение математической модели

Особенность статистики заключается в том, что статистические данные сообщаются в количественной форме, т.е. библиотечная статистика говорит языком цифр, отображающих библиотечную жизнь во всем ее многообразии.

Без количественных характеристик невозможно проанализировать процессы, происходящие в библиотечном деле. Статистика исследует количественную сторону явлений библиотечной действительности (комплектование фонда, библиотечное обслуживание, справочно-библиографическая работа, поиск информации и т. п.) в неразрывной связи с их качественным содержанием в конкретных условиях места и времени. Она учитывает число книговыдач, пользователей, объем фондов, часы работы.

Основными задачами библиотечной статистики являются:

·        разработка системы показателей, характеризующих масштабы, темпы;

·        пропорции развития библиотечной деятельности;

·        создание методов расчета и взаимной увязки показателей;

·        анализ факторов, обусловливающих основные тенденции развития;

·        обеспечение наблюдения и контроля над библиотечной деятельностью в целях своевременного выявления проблем развития.

На формирование библиотечной статистики оказывает влияние ГОСТ 7.20-2000 "Библиотечная статистика". Данный стандарт устанавливает единые правила и требования к сбору и предоставлению статистических данных библиотеками. Он позволяет унифицировать статистическую отчетность на разных уровнях. Стандарт устанавливает единые сроки, определения и единицы учета, единый минимум статистических данных для библиотек всех ведомств. Для всех типов библиотек единые единицы учёта документов фондов и обслуживания пользователей установлены данным ГОСТ. [9]

Основные статистические показатели:

Учет читателей. Показывает количество человек, которые пользуются документами библиотеки. Единицей учета служит формуляр читателя.

Учет выдачи книг. Показывает количество документов (по отраслям знаний), использованных читателями во всех структурных подразделениях библиотеки. Учёт выдачи изданий производится по числу выданных экземпляров, зарегистрированных в формуляре читателя, листке читательского требования, книжном формуляре или иной документации, принятой в библиотеке, а также в электронной базе данных (БД).

Средние показатели работы библиотеки:

Читаемость (Ч) Показатель характеризует интенсивность чтения.

Среднее число книг, выданных одному читателю в год, исчисляется путем деления количества выданных за год документов (В) на число читателей, зарегистрированных за год (А)

Ч=В : А

Посещаемость (Пос.) Показатель характеризует активность посещения читателями библиотеки.

Исчисляется путем деления числа посещений за год (П), на число читателей.

Пос.= П : А

Обращаемость книжного фонда. (Об) Характеризует степень использования книжного фонда.

Исчисляется путем деления количества книговыдач за год (В) на количество книжного фонда библиотеки (Ф).

Об = В : Ф

Книгообеспеченность (К) Показатель характеризует величину книжного фонда в отношении к числу читателей, т. е. его достаточность.

Исчисляется путем деления количества документов имеющихся в библиотеке на конец года (Ф) на число зарегистрированных читателей (А)

К=Ф : А

Методика составления рейтинга книг. Рейтинг - понятие, характеризующее соотносительные значимость, место, вес, позицию данного объекта (книги) по сравнению с другими объектами этого класса (типа). В данном случае составляется и формируется в виде графика (например, 20 самых популярных книг) для обеспечения администрации библиотеки информации о наиболее читаемых книгах.

Составление рейтинга: Делает библиотекарь. Сначала библиотекарь ищет в базе данных (делает запрос) книги (по названиям), которые больше остальных были выданы на руки читателям (по количеству выдач), сразу выбирая сколько книг внести в список рейтинга, например 20. Далее полученный список группируется по названиям книг в алфавитном порядке по убыванию количества выдач. Таким образом, самая первая книга будет являться самой "популярной" у читателей, потому что была выдана наибольшее количество раз. И далее, следующая, но уже с меньшим рейтингом выдач и т.д. В итоге получается n-количество самых читаемых книг, по которому в дальнейшем в БД делается график либо в виде диаграммы, либо отчет в виде списка в порядке убывания. Данная информация может быть полезна администрации библиотеки для дальнейшего учета интересов и предпочтений читателей.

Методика формирования статистики посещения библиотеки читателями. Регулируется ГОСТ 7.20 -2000 "Библиотечная статистика":

Учет посещений и обращений.

·   Единицей учёта посещений является одно посещение, зарегистрированное в документации или БД, принятых в библиотеке.

·   Единицей учёта посетителей мероприятий является лицо, присутствующее на мероприятии и зарегистрированное в документах, принятых в библиотеке.

·   Учет посещений производится путем суммирования посещений, учтённых каждым структурным подразделением библиотеки.

·   Единицей учета обращений к электронной библиотечно-информационной сети является одно обращение на сервер библиотеки.

·   Учет общего числа посещений проводится суммированием посещений (обращений), учтенных каждым структурным подразделением библиотеки.

·   Учет ведется в первой части Дневника работы библиотеки "Учет состава читателей и посещаемости". Обращения входят в общее число посещений. [9]

Формирование: Библиотекарь делает запрос в базу данных о том, сколько читателей и в какой день посещали библиотеку, в результате выводится количественная информация по дням в рамках определенного периода, заданного библиотекарем. Например, за 2 квартал текущего года. Затем из этого списка либо таблицы делается график в виде диаграммы, которая детально отражает статистику посещений библиотеки читателями. По графику, например, можно зафиксировать в какой день 2-го квартала текущего года было наибольшее или наименьшее количество посещений.

Статистический учет, т.е. сбор исходных данных, производится для того, чтобы использовать собранный материал для выработки каких-либо оценок и управленческих решений. Без использования статистических показателей невозможно создание научно-обоснованных методик оценки деятельности библиотек. Статистике принадлежит определяющее место в системе управленческого учета, поскольку она выявляет "типичное, характерное, закономерное".

.        Оптимизация и реинжиниринг бизнес-процессов

2.1 Оптимизация математической модели

Выбор Case - средств

BPwin является мощным средством моделирования и документирования бизнес-процессов. Этот продукт использует технологию моделирования IDEF0 (Integration Definition for Function Modeling) - наиболее распространенный стандарт, который принят для моделирования бизнес-процессов. Этот стандарт был разработан в лаборатории военно-воздушных сил США в 1981 году и успешно использовался для разработки систем противовоздушной обороны.[1]

BPwin используется для анализа, документирования и реорганизации сложных процессов, в том числе, бизнес-процессов. Модель, созданная средствами BPWin, позволяет четко документировать различные аспекты деятельности - действия, которые необходимо предпринять, способы их осуществления, требующиеся для этого ресурсы и др. Таким образом, формируется целостная картина деятельности предприятия - от моделей организации работы в маленьких отделах до сложных иерархических структур. При разработке или закупке программного обеспечения модели процессов служат прекрасным средством документирования потребностей, помогая обеспечить высокую эффективность инвестиций в сферу IT. В руках же системных аналитиков и разработчиков BPWin - еще и мощное средство моделирования процессов при создании корпоративных информационных систем (КИС). Методологии моделирования, поддерживаемые BPwin. BPwin совмещает в одном инструменте средства моделирования функций (IDEF0), потоков данных (DFD) и потоков работ (IDEF3). [1]

2.2 Методологии, используемые в Bpwin

На начальных этапах создания информационной системы необходимо понять, как работает организация, которую собираются автоматизировать. Для описания работы предприятия необходимо построить модель. Такая модель должна быть адекватна предметной области, содержать в себе знания всех участников бизнес-процессов организации.

Наиболее удобным языком моделирования бизнес - процессов является IDEF0, предложенный более 20 лет назад Дугласом Россом и называвшийся первоначально SADT - Structured Analysis and Design Technique.

В IDEF0 система представляется как совокупность взаимодействующих работ или функций. Такая чисто функциональная ориентация является принципиальной - функции системы анализируются независимо от объектов, которыми они оперируют.

Под моделью в IDEF0 понимают описание системы (текстовое и графическое), которое должно дать ответ на некоторые заранее определенные вопросы.

Процесс моделирования какой-либо системы в IDEF0 начинается с определения контекста, т.е. наиболее абстрактного уровня описания системы в целом. В контекст входит определение субъекта моделирования, цели и точки зрения на модель.

IDEF0-модель предполагает наличие четко сформулированной цели, единственного субъекта моделирования и одной точки зрения.

Основу методологии IDEF0 составляет графический язык описания бизнес-процессов. Модель в нотации IDEF0 представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Каждая диаграмма является единицей описания системы и располагается на отдельном листе.

С помощью функционального моделирования (нотация IDEF0), можно провести систематический анализ процессов и систем, сосредоточившись на регулярно решаемых задачах (функциях), свидетельствующих об их правильном выполнении показателях, необходимых для этого ресурсах, результатах и исходных материалах (сырье).

Моделирование потоков данных (DFD), часто используемое при разработке программного обеспечения, сосредоточено вокруг потоков данных, передающихся между различными операциями, включая их хранение, для достижения максимальной доступности и минимального времени ответа. Такое моделирование позволяет рассмотреть конкретный процесс, проанализировать операции, из которых он состоит, а также точки принятия решений, влияющих на его ход.

Моделирование потоков работ (нотация IDEF3) позволяет рассмотреть конкретный процесс, проанализировать операции, из которых он состоит, а также точки принятия решений, влияющих на его ход.

При создании новой модели достаточно выбрать нужную методологию в диалоговом окне, появляющемся каждый раз при создании новой модели.

Модели BPwin дают основу для осмысления бизнес-процессов и оценки влияния тех или иных событий, а также описывают взаимодействие процессов и потоков информации в организации.

Для привязки к информационным потокам в модели тех параметров документов, с которыми они связаны, в BPwin существует специальный механизм, предназначенный для описания информационных потоков - так называемый "словарь данных" (Arrow data).

Процесс моделирования какой-либо системы в IDEF0 начинается с определения контекста, т. е. наиболее абстрактного уровня описания системы в целом. В контекст входит определение субъекта моделирования, цели и точки зрения на модель.

2.3 Оптимизированные модели бизнес - процессов

Контекстная диаграмма (А-0) является вершиной древовидной структуры диаграмм и представляет собой общее описание системы и ее взаимодействия с внешней средой (Рисунок 2.1)

Рисунок 2.1 − Контекстная диаграмма

Основные информационные потоки:

Входящие потоки:

·        Данные о читателях (паспортные данные читателей);

·        Данные о книгах (название, издательство, год издания и др.).

Управляющие потоки:

·        Законодательство РФ (законы, ГОСТ, правила);

·        Методика формирования статистики посещения библиотеки читателями;

·        Методика подсчета рейтинга книг.

Ресурсные потоки:

·        База данных библиотеки (БД "Библиотека");

·        Библиотекарь.

Выходящие потоки:

·        Статистика посещения клиентами библиотеки (график);

·        Рейтинг книг (график).

Созданная модель описывает деятельность библиотеки.

Объектом моделирования является библиотека.

Система рассматривается с точки зрения директора библиотеки.

.3.1 Диаграммы декомпозиции

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. Так достигается соответствие модели реальным процессам на любом и каждом уровне модели. Синтаксис описания системы в целом и каждого ее фрагмента одинаков во всей модели.

После декомпозиции контекстной диаграммы "Библиотечная система" возникло пять диаграмм декомпозиции:

·        Управление личными карточками читателей;

·        Управление карточками книг;

·        Выдача/прием книг;

·        Получение рейтинга книг;

·        Получение статистики посещений.

Рис. 2.2 − Диаграммы декомпозиции

Управление личными карточками читателей контролируется законами и приказами РФ. На основании документов идентифицирующих читателей в базе данных в специальные формы для ввода вносятся данные (ФИО, Телефон, Адрес, №читательского билета и др.) Добавление, редактирование данных и удаление пациента из БД осуществляется библиотекарем, что, соответственно отражается в БД в виде записей (какому читателю, когда и насколько была выдана книга).

Управление карточками книг контролируется законами РФ и методическими рекомендациями по управлению карточками книг. В базе данных в специальные формы для ввода вносятся данные о поступивших книгах: (Название книги, уникальный шифр (ISBN), библиотечно-библиографическая классификация (ББК), раздел, автор, издательство, место издания (город), год издания).

Выдача/прием книг. Регулируется также нормативно-правовыми актами о деятельности библиотеки. При выдаче книг в базе данных необходимо фиксировать: (название книги, дату выдачи, ФИО читателя, которому выдается книга, ФИО сотрудника библиотеки, выдающему книгу читателю, ФИО сотрудника хранилища, который передал книгу (непосредственно из хранилища) сотруднику библиотеки по заявке читателя, срок, на который выдается книга)

При сдаче книг в базе данных необходимо зафиксировать дату возврата сдаваемой читателем книги путем ввода ее названия в БД.

Получение рейтинга книг, рейтинг - понятие, характеризующее соотносительные значимость, место, вес, позицию данного объекта (книги) по сравнению с другими объектами этого класса (типа). В данном случае составляется и формируется в виде графика (например, 20 самых популярных книг) для обеспечения администрации библиотеки информации о наиболее читаемых книгах.

Основные статистические показатели: (учет читателей, учет выдачи книг).

Получение статистики посещений. Методика формирования статистики посещения библиотеки читателями. Регулируется ГОСТ 7.20-2000 "Библиотечная статистика". [9]

Декомпозиция управление личными карточками читателей

Рисунок 2.3 - Управление личными карточками читателей

3.      Проектирование ИС

.1 Выбор архитектуры

3.1.1 Выбор архитектуры информационной системы

По способу организации групповые и корпоративные информационные системы разделяются на следующие архитектуры:

·    системы на основе архитектуры файл-сервер;

·              системы на основе архитектуры клиент-сервер;

·              системы на основе многоуровневой архитектуры;

·              системы на основе Интернет/интранет-технологий.

В любой информационной системе можно выделить необходимые функциональные компоненты (табл. 3.1), которые помогают понять ограничения различных архитектур информационных систем.

Таблица 3.1 - Типовые функциональные компоненты информационной системы

3.1.2 Архитектура файл-сервер

Архитектура файл-сервер не имеет сетевого разделения компонентов диалога PS и PL и использует компьютер для функций отображения, что облегчает построение графического интерфейса. Файл-сервер только извлекает данные из файлов, так что дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь незначительную нагрузку на центральный процессор. Каждый новый клиент добавляет вычислительную мощность к сети.

Объектами разработки в файл-серверном приложении являются компоненты приложения, определяющие логику диалога PL, а также логику обработки BL и управления данными DL. Разработанное приложение реализуется либо в виде законченного загрузочного модуля, либо в виде специального кода для интерпретации.

Однако такая архитектура имеет существенный недостаток: при выполнении некоторых запросов к базе данных клиенту могут передаваться большие объемы данных, загружая сеть и приводя к непредсказуемости времени реакции. Значительный сетевой трафик особенно сильно сказывается при организации удаленного доступа к базам данных на файл-сервере через низкоскоростные каналы связи. Одним из вариантов устранения данного недостатка является удаленное управление файл-серверным приложением в сети. При этом в локальной сети размещается сервер приложений, совмещенный с телекоммуникационным сервером (обычно называемым сервером доступа), в среде которого выполняются обычные файл-серверные приложения. Особенность состоит в том, что диалоговый ввод-вывод поступает от удаленных клиентов через телекоммуникации. Приложения не должны быть слишком сложными, иначе велика вероятность перегрузки сервера, или же нужна очень мощная платформа для сервера приложений.

Одним из традиционных средств, на основе которых создаются файл-серверные системы, являются локальные СУБД. Однако такие системы, как правило, не отвечают требованиям обеспечения целостности данных (в частности, они не поддерживают транзакции). Поэтому при их использовании задача обеспечения целостности данных возлагается на программы клиентов, что приводит к усложнению клиентских приложений. Однако эти инструменты привлекают своей простотой, удобством использования и доступностью. Поэтому файл-серверные информационные системы до сих пор представляют интерес для малых рабочих групп и, более того, нередко используются в качестве информационных систем масштаба предприятия.

3.1.3 Архитектура клиент-сервер

Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является использование выделенных серверов баз данных, понимающих запросы на языке структурированных запросов SQL (Structured Query Language) и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации.

Отличительная черта серверов БД - наличие справочника данных, в котором записана структура БД, ограничения целостности данных, форматы и даже серверные процедуры обработки данных по вызову или по событиям в программе. Объектами разработки в таких приложениях помимо диалога и логики обработки являются, прежде всего, реляционная модель данных и связанный с ней набор SQL-операторов для типовых запросов к базе данных.

Большинство конфигураций клиент-сервер использует двухуровневую модель, в которой клиент обращается к услугам сервера. Предполагается, что диалоговые компоненты PS и PL размещаются на клиенте, что позволяет обеспечить графический интерфейс. Компоненты управления данными DS и FS размещаются на сервере, а диалог (PS, PL), логика BL и DL - на клиенте. Двухуровневое определение архитектуры клиент-сервер использует именно этот вариант: приложение работает у клиента, СУБД - на сервере (рис. 1.5).

Поскольку эта схема предъявляет наименьшие требования к серверу, она обладает наименьшей масштабируемостью. Однако сложные приложения, вызывающие большое взаимодействие с БД, могут жестко загрузить как клиента, так и сеть. Результаты SQL-запроса должны вернуться клиенту для обработки, потому что там находится логика принятия решения. Такая схема приводит к дополнительному усложнению администрирования приложений, разбросанных по различным клиентским узлам.

Рисунок 3.1 - Классический вариант клиент-серверной информационной системы

Для сокращения нагрузки на сеть и упрощения администрирования приложений компонент BL можно разместить на сервере. При этом вся логика принятия решений оформляется в виде хранимых процедур и выполняется на сервере БД.

Хранимая процедура - процедура с операторами SQL для доступа к БД, вызываемая по имени с передачей требуемых параметров и выполняемая на сервере БД. Хранимые процедуры могут компилироваться, что повышает скорость их выполнения и сокращает нагрузку на сервер.

Хранимые процедуры уменьшают целостность приложений и БД, гарантируют актуальность коллективно используемых операций и вычислений. Уменьшается сопровождение таких процедур, а также безопасность (нет прямого доступа к данным).

Следует помнить, что перегрузка хранимых процедур прикладной логикой может перегрузить сервер, что приведет к потере производительности. Эта проблема особенно актуальна при разработке крупных информационных систем, в которых к серверу может одновременно обращаться большое количество клиентов. Поэтому в большинстве случаев следует принимать компромиссные решения: часть логики приложения размещать на стороне сервера, часть - на стороне клиента. Такие клиент-серверные системы называются системами с разделенной логикой. Данная схема при удачном разделении логики позволяет получить более сбалансированную загрузку клиентов и сервера, но при этом затрудняется сопровождение приложений.

Создание архитектуры клиент-сервер возможно и на основе многотерминальной системы. В этом случае в многозадачной среде сервера приложений выполняются программы пользователей, а клиентские узлы вырождены и представлены терминалами. Подобная схема информационной системы характерна для UNIX.

3.1.4 Многоуровневая архитектура

Многоуровневая архитектура стала развитием архитектуры клиент-сервер и в своей классической форме состоит из трех уровней:

·    нижний уровень представляет собой приложения клиентов, выделенные для выполнения функций и логики представлений PS и PL и имеющие программный интерфейс для вызова приложения на среднем уровне;

·              средний уровень представляет собой сервер приложений, на котором выполняется прикладная логика BL и с которого логика обработки данных DL вызывает операции с базой данных DS;

·              верхний уровень представляет собой удаленный специализированный сервер базы данных, выделенный для услуг обработки данных DS и файловых операций FS (без риска использования хранимых процедур).

Подобную концепцию обработки данных пропагандируют, в частности, фирмы Oracle, Sun, Inprise и др.

Трехуровневая архитектура позволяет еще больше сбалансировать нагрузку на разные узлы и сеть, а также способствует специализации инструментов для разработки приложений и устраняет недостатки двухуровневой модели клиент-сервер.

Централизация логики приложения упрощает администрирование и сопровождение. Четко разделяются платформы и инструменты для реализации интерфейса и прикладной логики, что позволяет с наибольшей отдачей реализовывать их специалистам узкого профиля. Наконец, изменения прикладной логики не затрагивают интерфейса, и наоборот. Но поскольку границы между компонентами PL, BL и DL размыты, прикладная логика может появиться на всех трех уровнях. Сервер приложений с помощью монитора транзакций обеспечивает интерфейс с клиентами и другими серверами, может управлять транзакциями и гарантировать целостность распределенной базы данных. Средства удаленного вызова процедур наиболее соответствуют идее распределенных вычислений: они обеспечивают из любого узла сети вызов прикладной процедуры, расположенной на другом узле, передачу параметров, удаленную обработку и возврат результатов.

С ростом систем клиент-сервер необходимость трех уровней становится все более очевидной. Продукты для трехзвенной архитектуры, так называемые мониторы транзакций, являются относительно новыми. Эти инструменты в основном ориентированы на среду UNIX, однако прикладные серверы можно строить на базе Microsoft Windows NT с использованием вызова удаленных процедур для организации связи клиентов с сервером приложений. На практике в локальной сети могут использоваться смешанные архитектуры (двухуровневые и трехуровневые) с одним и тем же сервером базы данных. С учетом глобальных связей архитектура может иметь больше трех звеньев. В настоящее время появились новые инструментальные средства для гибкой сегментации приложений клиент-сервер по различным узлам сети.

Таким образом, многоуровневая архитектура распределенных приложений позволяет повысить эффективность работы корпоративной информационной системы и оптимизировать распределение ее программно-аппаратных ресурсов. Но пока на российском рынке по-прежнему доминирует архитектура клиент-сервер.

.1.5 Архитектура на основе интернет/интранет технологий

Интернет/интранет-технологии. В развитии технологии Интернет/интранет основной акцент пока что делается на разработке инструментальных программных средств. В то же время наблюдается отсутствие развитых средств разработки приложений, работающих с базами данных. Компромиссным решением для создания удобных и простых в использовании и сопровождении информационных систем, эффективно работающих с базами данных, стало объединение Интернет/интранет-технологии с многоуровневой архитектурой. При этом структура информационного приложения приобретает следующий вид: браузер - сервер приложений - сервер баз данных - сервер динамических страниц - web-сервер.

Благодаря интеграции Интернет/интранет-технологии и архитектуры клиент-сервер процесс внедрения и сопровождения корпоративной информационной системы существенно упрощается при сохранении достаточно высокой эффективности и простоты совместного использования информации.

.1.6 Сравнительный анализ и выбор архитектуры

Определим наиболее важные критерии для разрабатываемой ИС, по которым впоследствии произведем оценку представленных архитектур в таблицу 3.2.

Для выявления подходящего средства разработки воспользуемся методом вариантных обоснований. Этот метод предназначен для выбора наилучшего варианта из нескольких предложенных и состоит из следующих этапов:

· Определение критериев, по которым будет произведено сравнение и степени их важности.

·        Каждый вариант оценивается по определенному перечню критериев. Получается численное значение - оценка показателю качества по 5-ти бальной шкале.

·        Нахождение общего количества баллов для каждого из вариантов (можно учитывать важность критериев).

·        Наилучшим считается вариант, который набрал максимальное количество баллов. [12].

Таблица 3.2 - Сравнение архитектур.

Вывод: В результате выполненного анализа архитектур выявили, наибольшее соответствие архитектуры на основе "интернет/интранет" для разрабатываемой ИС.

Таким образом, для реализации ИС выбор архитектуры останавливаем на архитектуре основанной на интернет/интранет технологиях, так как в настоящее время данная архитектура получила признание и широкое распространение как способ организации приложений для рабочих групп и информационных систем корпоративного уровня. Подобная организация работы повышает эффективность выполнения приложений за счет использования возможностей сервера БД, разгрузки сети и обеспечения контроля целостности данных.Указанные преимущества делают архитектуру клиент-сервер наиболее подходящей для построения информационных систем, удовлетворяющих современным требованиям.

3.2 Проектирование БД

С развитием компьютерной техники возросла сложность информационных систем и объемы баз данных. В настоящее время разработка таких систем - это задача для коллективов разработчиков, требующая специальных методик и инструментов. Наиболее распространенных программ - ERwin фирмы PLATINUM. Эта программа позволяет не только спроектировать, но и создать базу данных на сервере.

ERwin-CASE - cсредство для проектирования и документирования баз данных, которое позволяет создавать, документировать и сопровождать базы данных, хранилища и витрины данных. Модель данных помогают визуализировать структуру данных, обеспечивая эффективный процесс организации, управления и администрирования таких аспектов деятельности предприятия, как уровень сложности данных, технологий баз данных и среды развертывания. [1]

Целью создания информационной системы является автоматизация деятельности библиотеки.

Пользователем данной ИС будет библиотечный служащий. Следовательно, он должен при помощи системы выполнять следующие функции: внесение данных в ИС, сортировки и поиске нужного издания, читателя в БД, выдачи необходимой информации.

При исследовании предметной области для проектирования были выделены семь сущностей представленных в таблице 3.2

Таблица 3.2 − Сведения о типах сущностей

Сведения о типах связей между сущностями представлены в таблице 3.3