Теоретические основы проектирования информационных систем

Содержание
Введение	3
Глава 1 Теоретические основы проектирования информационных систем	4
1.1	Информационные системы	4
1.2 Язык программирования C#	5
1.3 Система управления базами данных MS SQL Server	7
1.4 Графический язык моделирования UML	8
1.5 Программное обеспечение для проектирования информационной системы	10
Глава 2 Проектирование информационной системы	14
2.1 Создание диаграмм на языке UML	14
2.2 Создание базы данных	15
2.3 Реализация графического интерфейса пользователя	21
Заключение	28
Список использованных источников	29
Приложения



     Введение
     Информационные технологии являются наиболее важной составляющей процесса использования информационных ресурсов общества. К настоящему времени они прошли несколько эволюционных этапов, смена которых определялась главным образом уровнем развития научно-технического прогресса, появлением более совершенных средств обработки информации.
     В данной курсовой работе разрабатывается информационная система средней общеобразовательной школы для хранения и обработки данных, быстрого поиска и отбора по вводимым критериям. 
     Актуальность данной работы связана с развитием научно-технического прогресса, который требует применения инновационных компьютерных технологий. Современный научно-технический прогресс немыслим без широкого внедрения и использования вычислительной техники во всех сферах жизни.
     Объект исследования: информационная система. 
     Предмет исследования: проектирование информационной системы «Средняя общеобразовательная школа».
     Целью данной курсовой работы является проектирование информационной системы «Средняя общеобразовательная школа», позволяющая хранить и обрабатывать данные, производить быстрый поиск и отбор по вводимым критериям. 
     Задачи:
     * Изучить методическую и научную литературу по проектированию информационной системы;
     * Изучить СУБДи создать базу данных «Средняя общеобразовательная школа»;
     * Разработать web-приложение информационной системы «Средняя общеобразовательная школа».
     Курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников.

     Глава 1 Теоретические основы проектирования информационных систем

     1.1 Информационные системы
     Под информационной системой обычно понимается прикладная программная подсистема, ориентированная на сбор, хранение, поиск и обработку текстовой и/или фактографической информации. Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем.
     В наиболее общем случае типовые программные компоненты, входящие в состав информационной системы, включают:
     * диалоговый ввод-вывод;
     * логику диалога;
     * прикладную логику обработки данных;
     * логику управления данными;
     * операции манипулирования файлами и (или) базами данных. [8]
     Наиболее широко информационные системы и технологии используются в производственной, управленческой и финансовой деятельности, хотя относительно необходимости их внедрения и активного применения начались подвижки в сознании людей, занятых и в других сферах. Это определило угол зрения, под которым будут рассмотрены основные области их применения. Главное внимание уделяется рассмотрению информационных систем и технологий с позиций использования их возможностей для повышения эффективности труда работников информационной сферы производства и поддержки принятия решений в организациях (фирмах). [3]
     Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных ими совокупность разнородных элементов. Системы значительно различаются между собой как по составу, так и по достигаемым целям. [3]
     Зарождение основ информационных систем можно отнести к концу 50-х гг. XX столетия, когда обработка счетов и расчет зарплаты производились на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к уменьшению объема рутинных операций и некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов. [3]
     Теоретическое и практическое развитие информационные системы получили начиная с 70-х гг. XX столетия, когда для разных сфер деятельности, и в первую очередь для производственной сферы, стали разрабатываться и внедряться автоматизированные системы управления (АСУ). Информация, полученная с их помощью, стала применяться для периодической отчетности. В качестве технической базы в этих системах использовались большие и малые ЭВМ, способные выполнять множество функций. [3]
     С 80-х гг. XX столетия информационные системы начинают широко использоваться в качестве средств управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений. [3]
     К началу 2000 гг. концепция использования информационных систем вновь изменилась. Они стали стратегическим источником информации и до настоящего времени продолжают использоваться на всех уровнях организации любого профиля. Информационные системы, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое. [3]
     
     1.2 Язык программирования C#
     Язык C# является наиболее известной новинкой в области создания языков программирования. В отличие от 60-х годов XX века – периода бурного языкотворчества – в нынешнее время языки создаются крайне редко. Чтобы новый язык получил признание, он должен действительно обладать принципиально новыми качествами. Язык C# именно такой. Разработанный компанией Microsoft (C# был создан в конце 90-х годов, а впервые увидел свет в середине 2000 года), будучи наследником C++, он с первых своих шагов получил мощную поддержку. Создателем языка является сотрудник Microsoft Андреас Хейлсберг (Andres Hejlsberg). [5]
     Как отмечал сам Андреас Хейлсберг, C# создавался как язык компонентного программирования, и в этом одно из главных достоинств языка, направленное на возможность повторного использования созданных компонентов. Из других объективных факторов отметим следующие:
     * язык C# создавался параллельно с платформой Framework.Net и в полной мере учитывает все его возможности;
     * C# является полностью объектно-ориентированным языком, где даже типы, встроенные в язык, представлены классами;
     * C# является мощным объектным языком с возможностями наследования и универсализации;
     * C# является наследником языков C/C++, сохраняя лучшие черты этих популярных языков программирования. Общий с этими языками синтаксис, знакомые операторы языка облегчают переход программистов от С++ к C#;
     * сохранив основные черты своего великого родителя, язык стал проще и надежнее;
     * мощная библиотека каркаса поддерживает удобство построения различных типов приложений на C#, позволяя легко строить Web-службы, другие виды компонентов, достаточно просто сохранять и получать информацию из базы данных и других хранилищ данных;
     * реализация, сочетающая построение надежного и эффективного кода, является немаловажным фактором, способствующим успеху C#. [5]
     Одна из причин разработки нового языка компанией Microsoft – это создание компонентно-ориентированного языка для новой платформы .NET. Другие языки были созданы до появления платформы .NET, язык же C# создавался специально под эту платформу. Еще одна из причин разработки компанией Microsoft нового языка программирования – это создание альтернативы языку Java. Многие разработчики хотели бы использовать современный язык, который позволял бы писать, читать и сопровождать программы с простотой Visual Basic и в то же время давал мощь и гибкость C++, обеспечивал доступ ко всем функциональным возможностям системы, взаимодействовал бы с существующими программами и легко работал с возникающими Web стандартами. Учитывая все подобные пожелания, Microsoft разработала язык – C#, в который входит много полезных особенностей – простота, объектная ориентированность, типовая защищенность, "сборка мусора", поддержка совместимости версий и многое другое. [5]
     При создании C#, его авторы учитывали достижения многих других языков программирования: C++, C, Java, SmallTalk, Delphi, Visual Basic и так далее. Надо заметить, что по причине того, что C# разрабатывался с чистого листа, у его авторов была возможность оставить в прошлом все неудобные и неприятные особенности любого из предшествующих ему языков. [5]
     
     1.3 Система управления базами данных MS SQL Server
     Microsoft SQL Server — система управления реляционными базами данных (СУБД), разработанная корпорацией Microsoft. Основной используемый язык запросов — Transact-SQL, создан совместно Microsoft и Sybase. Transact-SQL является реализацией стандарта ANSI/ISO по структурированному языку запросов (SQL) с расширениями. Используется для работы с базами данных размером от персональных до крупных баз данных масштаба предприятия; конкурирует с другими СУБД в этом сегменте рынка.[15]
     В отличие от традиционных языков, таких как С, С++ и Java, SQL является языком, ориентированным на множество. Это означает, что SQL может запрашивать множество строк из одной или более таблиц, используя всего лишь один оператор. Эта возможность является одним из наиболее важных преимуществ SQL, что позволяет использовать этот язык на логически более высоком уровне, чем тот уровень, на котором могли быть использованы традиционные языки. [7]
     Другим важным свойством SQL является его непроцедурность. Каждая программа, написанная на процедурном языке (С, С++, Java), описывает, как должна решаться задача шаг за шагом. В противоположность им SQL, как и любой другой непроцедурный язык, описывает, что хочет получить пользователь. Следовательно, система является ответственной за нахождение соответствующего способа удовлетворения требований пользователей. [7]
     SQL содержит два подъязыка: язык определения данных (Data Definition Language, DDL) и язык манипулирования данными (Data Manipulation Language, DML). Операторы DDL используются для описания схемы — таблиц базы данных. Язык DML содержит три обобщенных оператора: CREATE объект (создание объекта базы данных), ALTER объект (изменение характеристик объекта) и DROP (удаление существующего объекта). Эти операторы создают, изменяют и удаляют объекты базы данных, такие как сама база данных, таблицы, столбцы и индексы. [7]
     В отличие от DDL язык DML содержит все те операторы, которые манипулируют данными. Всегда существуют четыре основные операции манипулирования базой данных: поиск, добавление, удаление и изменение. [7]
     
     1.4 Графический язык моделирования UML
     Унифицированный язык моделирования (UML) – это язык визуального моделирования для решения задач общего характера, который используется при определении, визуализации, конструировании и документировании артефактов программной системы. С помощью языка UML можно фиксировать решения, принятые при создании различных систем. Он используется для того, чтобы лучше понимать, проектировать, поддерживать и контролировать эти системы. UML можно использовать со всеми методами, во всех предметных областях и на всех этапах программной разработки. Этот язык призван объединить в единый стандартный подход весь опыт, который был накоплен в процессе использования старых способов моделирования, а также все лучшее из современных методов программирования. Он включает в себя семантические концепции, нотацию и руководящие указания. UML состоит из четырех частей, описывающих различные аспекты системы: статические, динамические, организационные и относящиеся к окружению. Предполагается, что язык UML будет поддерживаться средствами для интерактивного визуального моделирования, включающими в себя генераторы кода и отчетов. Спецификация UML не определяет конкретный процесс разработки, однако использовать этот язык моделирования удобнее всего в итеративном процессе. Впрочем, его можно применять в большинстве существующих объектно-ориентированных процессов разработки. [9]
     UML не является языком программирования. Программный код можно получить на основе созданной модели с помощью инструментальных средств, поддерживающих UML и содержащих генераторы кода. С другой стороны, на основе исходного кода можно восстановить UML-модели уже существующих программ. [9]
     В UML используются следующие виды диаграмм.
      Диаграмма классов – статическая структурная диаграмма, описывающая структуру системы, демонстрирующая классы системы, их атрибуты, методы и зависимости между классами. [15]
      Диаграмма вариантов использования – диаграмма, на которой отражены отношения, существующие между актёрами и вариантами использования. [15]
      Диаграммавзаимодействия – разновидность диаграммы деятельности, включающая фрагменты диаграммы последовательности и конструкции потока управления. [15]
      Диаграмма компонентов – статическая структурная диаграмма, показывает разбиение программной системы на структурные компоненты и связи (зависимости) между компонентами. В качестве физических компонентов могут выступать файлы, библиотеки, модули, исполняемые файлы, пакеты и т. п. [15]
      Диаграмма объектов – демонстрирует полный или частичный снимок моделируемой системы в заданный момент времени. На диаграмме объектов отображаются экземпляры классов (объекты) системы с указанием текущих значений их атрибутов и связей между объектами. [15]
      Диаграмма пакетов – структурная диаграмма, основным содержанием которой являются пакеты и отношения между ними. Служат, в первую очередь, для организации элементов в группы по какому-либо признаку с целью упрощения структуры и организации работы с моделью системы. [15]
      Диаграмма деятельности – диаграмма, на которой показано разложение некоторой деятельности на её составные части. Под деятельностью понимается спецификация исполняемого поведения в виде координированного последовательного и параллельного выполнения подчинённых элементов – вложенных видов деятельности и отдельных действий, соединённых между собой потоками, которые идут от выходов одного узла к входам другого. [15]
     
     1.5 Программное обеспечение для проектирования информационной системы
     Имея дело с ASP.NET, для разработки веб-приложений на выбор доступно несколько вариантов. При желании можно написать код для каждой веб-страницы и класса вручную в обычном текстовом редакторе. Такой подход довольно прямолинеен, но требует значительных усилий и чреват допущением ошибок в случае сложных страниц. Поэтому профессиональные разработчики ASP.NET редко к нему прибегают. [4]
     Вместо этого почти все крупномасштабные веб-сайты ASP.NET создаются с помощью Visual Studio. В состав этого профессионального средства для разработки входит развитый набор инструментов для проектирования, в том числе легендарные инструменты для отладки и механизм IntelliSense, способный перехватывать ошибки и предлагать варианты по мере ввода. Кроме того, в Visual Studio поддерживается мощная модель отделенного кода, которая позволяет разделять создаваемый код .NET и дескрипторы разметки веб-страницы. И наконец, в Visual Studio имеет встроенный тестовый веб-сервер, который значительно упрощает процесс отладки веб-сайтов. [4]
     IDE-среда Visual Studio предлагает набор высокоуровневых функциональных возможностей, которые выходят за рамки базового управления кодом. Ниже перечислены основные преимущества IDE-среды Visual Studio. [4]
     1. Наличие в Visual Studio интегрированного веб-сервера позволяет запускать веб-сайт прямо из среды проектирования, а также повышает безопасность, исключая вероятность получения доступа к тестовому веб-сайту с какого-нибудь внешнего компьютера, поскольку тестовый сервер может принимать соединения только с локального компьютера. [4]
     2. Visual Studio позволяет писать код на своем языке или любых других предпочитаемых языках, используя все время один и тот же интерфейс (IDE). Более того. Visual Studio также еще позволяет создавать веб-страницы на разных языках, но помещать их все в один и тот же веб-сайт. Существуют лишь два ограничения, о которых следует помнить: не использовать более одного языка в одной и той же веб-странице (что может вызвать очевидные проблемы на этапе компиляции) и обязательно применять модель веб-сайта без проекта (а не веб-проект). [4]
     3. Для создания большинства приложений требуется приличное количество стандартного стереотипного кода, и веб-страницы ASP.NET тому не исключение. Например, добавление веб-элемента управления, присоединение обработчиков событий и корректировка форматирования требует установки в разметке страницы ряда деталей. В Visual Studio такие детали устанавливаются автоматически. [4]
     4. По умолчанию Visual Studio форматирует код по мере его ввода, автоматически вставляя необходимые отступы и применяя цветовое кодирование для выделения элементов типа комментариев. Такие незначительные отличия делают код более удобным для чтения и менее подверженным ошибкам. [4]
     5. Многие из функциональных возможностей Visual Studio направлены на то, чтобы помочь разработчику делать свою работу как можно быстрее. Удобные функции, такие как IntelliSense (которая умеет перехватывать ошибки и предлагать правильные варианты), поиск и замена (которая позволяет отыскивать ключевые слова как в одном файле, так и во всем проекте) и автоматическое добавление и удаление комментариев (которая может временно скрывать блоки кода), позволяют разработчику работать быстро и эффективно. [4]
     6. Предлагаемые в Visual Studio инструменты отладки являются наилучшим средством для отслеживания загадочных ошибок и диагностирования странного поведения. Разработчик может выполнять свой код по строке за раз, устанавливать интеллектуальные точки останова, при желании сохраняя их для использования в будущем, и в любое время просматривать текущую информацию из памяти. [4]
     В Visual Studio поддерживаются два пути создания веб-приложений на базе ASP.NET, которые иногда приводят к некоторой путанице. [4]
     * Разработка на основе проекта. При создании веб-проекта в Visual Studio генерируется файл проекта с расширением .csproj (при условии, что код пишется на языке С#), в котором фиксируется информация обо всех включаемых в состав проекта файлах и сохраняются кое-какие отладочные параметры. При запуске веб-проекта перед открытием веб-браузера Visual Studio сначала компилирует весь написанный код в одну сборку. [4]
     * Разработка без использования проекта. Это альтернативный подход, который подразумевает создание просто веб-сайта безо всякого файла проекта. При таком подходе Visual Studio предполагает, что каждый файл в каталоге веб-сайта (и всех его подкаталогах) является частью веб-приложения. В этом случае Visual Studio не требуется предварительно компилировать код. Вместо этого ASP.NET компилирует уже сам веб-сайт при первом запросе какой-нибудь входящей в его состав страницы. [4]
     В первой версии Visual Studio для .NET использовалась модель разработки на основе проекта. В Visual Studio 2005 эта модель была удалена и заменена разработкой без использования проекта. Однако это вызвало возмущение среди разработчиков. Осознав, что для определенных сценариев все-таки больше подходила проектная разработка, Microsoft выпустила доступный для загрузки пакет, который возвращал в Visual Studio 2005 опцию проектной модели. В версии Visual Studio 2010 поддерживаются оба подхода.[4]




.......................