АННОТАЦИЯ
Отчёт составлен по результатам прохождения практики по профилю специальности на кафедре проектирования компьютерных систем (ПКС) Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики (СПбГУ ИТМО). В отчете содержатся три раздела.
В первом разделе приведена общая структура предприятия и информационно-техническая структура отдела, рассмотрены вопросы техники безопасности на рабочем месте.
Во втором разделе отчета собраны данные о предметной области, выбран метод решения задачи, сформирована модель поставленной задачи, сформулированы требования к проектируемой системе и определены входные и выходные данные.
В третьем разделе обоснован выбор технических и программных средств, необходимых для решения поставленной задачи.
СОДЕРЖАНИЕ
Лист
ВВЕДЕНИЕ. 5
1. ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ И ТЕМАТИКИ ПРЕДПРИЯТИЯ.. 7
1.1. Общая структура предприятия, место отдела в структуре предприятия и задачи, решаемые отделом. 7
1.2. Информационно - техническая структура предприятия (отдела) 10
1.3. Техника безопасности в отделе (на рабочем месте) 10
2. ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛИ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ.. 14
2.1. Актуальность задачи. 14
2.2. Постановка задачи. 15
2.3. Сбор исходных материалов, изучение предметной области, изучение литературы и специальной документации. 15
2.4. Обоснование принципиальной возможности решения поставленной задачи (актуальность поставленной задачи) 16
2.5. Выбор методов решения задачи. 16
2.6. Формирование модели. 17
2.7. Требования к программе (проектируемой системе) 19
2.8. Определение структуры входных и выходных данных. 20
3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СРЕДСТВ.. 23
3.1. Программные средства. 23
3.2. Технические средства. 23
ВЫВОДЫ.. 25
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 26
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 СТРУКТУРА САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ.. 27
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 СТРУКТУРА ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ КАФЕДРЫ ПКС.. 30
ВВЕДЕНИЕ
В наш век высоких технологий практически все сферы жизнедеятельности человека каким-либо образом связаны с работой электронных вычислительных машин (ЭВМ). Это необязательно непосредственная работа с компьютерами, даже на предприятиях, далёких от сферы IT (от англ. information technology), учёт сотрудников или клиентов ведётся с помощью электронных информационных систем. Это связано с тем, что человеческий мозг не способен выполнять достаточный объем работы, и тогда на помощь ему приходят компьютеры с нужным программным обеспечением.
Одним из первых примеров системного применения ЭВМ в мировой практике были так называемые административные системы обработки данных: автоматизация банковских операций, бухгалтерского учета, резервирования и оформления билетов и т.п. Решающее значение для эффективности систем подобного рода имеет то обстоятельство, что они опираются на автоматизированные информационные системы (АИС). Это означает, что в памяти ЭВМ постоянно сохраняется информация, нужная для решения тех задач, на которые рассчитана система. Она и составляет содержимое информационной базы соответствующей системы.
При решении очередной задачи система нуждается во вводе только небольшой порции дополнительной информации, остальное берется из информационной базы. Каждая порция вновь вводимой информации изменяет информационную базу системы. Эта база находится, таким образом, в состоянии непрерывного обновления, отражая все изменения, происходящие в реальном объекте, с которым имеет дело система.
Хранение информации в памяти ЭВМ придает этой информации принципиально новое качество динамичности, т.е. способности к быстрой перестройке и непосредственному ее использованию в решаемых на ЭВМ задачах. Устройства автоматической печати, которыми снабжены современные ЭВМ, позволяют в случае необходимости быстро представить любую выборку из этой информации в форме представления на бумаге.
АИС ведения электронной документации подразумевает возможность использования информации из базы данных, уменьшение ввода информации вручную, что дает выигрыш во времени и в снижении количества ошибок. Один раз введенная информация позволяет в кратчайшие сроки формировать необходимые документы.
По результатам прохождения практики по профилю специальности в Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики на кафедре ПКС, было принято решение, что внедрение новых технологий на факультете среднего профессионального образования (СПО) СПбГУ ИТМО необходимо, так как программное обеспечение, ориентированное на секретарей, в данном учебном заведении ранее не использовалось.
1. ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ И ТЕМАТИКИ ПРЕДПРИЯТИЯ
1.1. Общая структура предприятия, место отдела в структуре предприятия и задачи, решаемые отделом
Местом прохождения практики по профилю специальности был выбран Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики (СПбГУ ИТМО). Университет является одним из лидеров в подготовке специалистов в области передовых информационных и оптических технологий; одним из старейших учебных заведений России. В 2010 году исполняется 110 лет со дня утверждения решения Государственного Совета Российской империи "Об учреждении механико-оптического и часового отделения Ремесленного училища цесаревича Николая".
В 1994 году институту по итогам Государственной аттестации был присвоен статус технического университета, и он был переименован в Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет). В дальнейшем статус университета подтвержден Государственной аккредитацией вуза в 1998, 2003 и 2008 годах.
С 2003 года университет носит название Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики. В настоящее время Университет ИТМО является российским лидером в подготовке специалистов в области передовых и уникальных технологий, направленных на развитие науки и техники в нынешнем веке.
Ректором университета с 1996 года является Заслуженный деятель науки Российской Федерации, дважды Лауреат премии Президента Российской Федерации, Лауреат премии Правительства России, профессор Васильев Владимир Николаевич.
Дневное отделение Университета включает в себя 10 факультетов. В состав факультетов входят 69 кафедр (из них — 34 выпускающие).
В университете работает также вечерний факультет с различными сроками обучения, реализуются различные дополнительные программы по профессиональной переподготовке и повышению квалификации по реализуемым профессиональным образовательным программам, в том числе через Межотраслевой институт повышения квалификации и факультет повышения квалификации преподавателей.
В состав СПбГУ ИТМО входит Институт комплексного военного образования (факультет военного обучения), осуществляющий подготовку офицеров запаса Военно-Морского Флота по шести воинским специальностям.
Структура СПбГУ ИТМО – факультеты и входящие в них кафедры – представлена в приложении 1.
В состав университета входит учебно-научный центр «Оптика и научное приборостроение», осуществляющий учебную и научную деятельность совместно с ВНЦ «Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова», Институтом высокомолекулярных соединений РАН, Институтом химии силикатов РАН, Институтом аналитического приборостроения РАН, Библиотекой Академии наук России и рядом других организаций.
На базе университета с 1988 года работает Учебно-методическое объединение вузов России по образованию в области приборостроения и оптотехники, координирующее деятельность вузов по обеспечению качества и развитию содержания по техническим направлениям и специальностям высшего образования. Оно объединяет 54 вуза России и ближнего зарубежья.
В структуру университета входит Центр Международного Сотрудничества, отвечающий за международную деятельность университета.
Полный состав отделов и центров, входящих в СПбГУ ИТМО представлен в приложении 1 (см.прил.1).
В университете расположен Санкт-Петербургский узел Федеральной университетской компьютерной сети России RUNNet (крупнейшей академической сети России), объединяющей региональные сети и сети крупных научно-образовательных учреждений России. Через университетский узел осуществляется связь сети RUNNet с международными сервис-провайдерами и ее глобальная INTERNET-связность (по наземным и спутниковым каналам).
Кафедра проектирования компьютерных систем Университета, на которой осуществлялось прохождение практики, входит в состав факультета компьютерных технологий и управления (ФКТиУ). Кафедра осуществляет подготовку инженеров по специальности 220500 — «Конструирование и производство электронных вычислительных средств» для предприятий и фирм, разрабатывающих электронно-вычислительную аппаратуру, ее элементы и механизмы, а также предприятий других отраслей промышленности, разрабатывающих электронные системы.
Выпускники кафедры — специалисты широкого профиля, способные работать в области исследований, разработки, конструирования и производства электронно-вычислительной аппаратуры различного типа и входящих в нее элементов, механизмов и узлов.
Подготовка специалистов на кафедре осуществляется по трем основным разделам:
- конструкторское (студентам даются фундаментальные знания по конструированию и компьютерному дизайну ЭВС);
- системы автоматизированного проектирования (студенты знакомятся с основными методами автоматизированного проектирования электронных систем с использованием современных программных средств и технологий проектирования);
- микроэлектроника (изучаются вопросы, связанные с технологией изготовления гибридных схем и полупроводниковых интегральных схем, включая сверхбольшие интегральные схемы).
Навыки практической работы с современными компьютерными системами на всех этапах, от их проектирования до производства, студенты получают в учебных лабораториях, компьютерном классе кафедры и во время производственной практики на различных предприятиях и фирмах.
1.2. Информационно - техническая структура
кафедры
Всей сетью СПбГУ ИТМО управляет “Автоматизированная система управления ресурсами университета”.
Ниже по иерархии идут факультетские серверы, которые в свою очередь распределяют ресурсы между серверами кафедр.
Отдельными звеньями в университетской сети выступают отдел кадров и бухгалтерия. По иерархии они стоят на уровне факультетов.
Структура локальной сети кафедры ПКС представлена в приложении 2.
Кафедра имеет 4 компьютерных класса. В среднем в кабинете находится 14 персональных компьютеров (ПК). В двух классах установлены рабочие станции Pentium IV 2100 МГц с ОС Windows XP, и в двух - SUN Sparc с ОС UNIX. Первые два кабинета имеют один общий сервер, два других имеют свои отдельные сервера, соединённые между собой. С двумя из серверов соединены также ПК преподавателей, на которых установлена ОС Windows XP/NT. И, наконец, два сервера имеют выход в Интернет, что даёт возможность всем ПК локальной сети иметь доступ к всемирной сети.
1.3. Техника безопасности в отделе (на рабочем месте)
Основным назначением практики по профилю специальности было непосредственное выполнение работ с использованием компьютера. Перед началом работ каждый оператор обязан пройти инструктаж по технике безопасности в соответствии с инструкцией, разработанной в данном учебном учреждении. Действие инструкции распространяется на персонал, эксплуатирующий средства вычислительной техники и периферийное оборудование.
В данной инструкции описываются требования и правила безопасной работы сотрудников предприятия со средствами вычислительной техники и периферийным оборудованием. За нарушение инструкции виновные несут ответственность в административном и судебном порядке в зависимости от характера последствий нарушения.
Во всех помещениях, где происходит работа сотрудников с электрооборудованием, должны быть вывешены в доступном месте инструкции по технике безопасности. В них также должны быть определены действия сотрудников в случае возникновения аварий, пожаров, повреждений электропроводки.
Сотрудники, эксплуатирующие средства вычислительной техники и периферийное оборудование, могут подвергаться опасным и вредным воздействиям, которые подразделяются на следующие группы:
- поражение электрическим током;
- механические повреждения;
- электромагнитное излучение;
- инфракрасное излучение;
- опасность пожара;
- повышенный уровень шума и вибрации.
Для снижения или предотвращения влияния опасных и вредных факторов необходимо соблюдать санитарные правила и нормы, гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы (Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 3 июня 2003 г. N 118 "О введении в действие санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03").
Основные требования к технике безопасности при эксплуатации электронно-вычислительных машин следующие:
1) Необходимо следить за исправным состоянием электропроводки, выключателей, штепсельных розеток.
2) Запрещается:
- часто включать и выключать компьютер без необходимости;
- прикасать
- работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании, имеющих нарушения целостности корпуса, нарушения изоляции проводов, неисправную индикацию включения питания, с признаками электрического напряжения на корпусе;
- класть на средства вычислительной техники и периферийное оборудование посторонние предметы;
- очищать от пыли и загрязнения электрооборудование, находящееся под напряжением.
3) Ремонт электроаппаратуры производится только специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических требований.
4) Во всех случаях поражения человека электрическим током немедленно вызывают врача. До прибытия врача нужно приступить к оказанию первой помощи пострадавшему.
5) Во избежание пожароопасных ситуаций на рабочих местах сотрудникам запрещено:
- зажигать огонь и курить;
- включать электрооборудование, если в помещении пахнет газом;
- сушить что-либо на отопительных приборах;
- закрывать вентиляционные отверстия в электроаппаратуре.
После окончания работы необходимо обесточить все средства вычислительной техники и периферийное оборудование. В случае непрерывного производственного процесса необходимо оставить включенными только необходимое оборудование.
После прохождения инструктажа ответственным лицом производится запись в регистрационном журнале, где указывается фамилия работника, прошедшего инструктаж, и дата его проведения.
2. ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛИ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ
2.1. Актуальность задачи
В обязанности секретаря факультета среднего профессионального образования входят следующие функции:
- Работа с ведомостями (аттестационными, сводными за семестр, зачетными, экзаменационными, стипендиальными, учета учебных часов, пропущенных студентами).
- Работа со справками, выписываемыми студентам факультета (в налоговую инспекцию, в отдел социальной защиты населения и др.).
- Работа с различными видами списков (по курсу, по группе).
- Работа со статистическими данными, собранными по результатам сессии (количество студентов, занимающихся только на отлично, на хорошо и отлично, имеющих смешанные оценки; студентов, имеющих задолженности).
- Работа с журналами успеваемости студентов факультета.
Для выполнения этих функций работниками затрачивается большое количество времени, т.к. для формирования ведомостей, справок, статистических данных требуется постоянное обращение к спискам студентов факультета, данные о которых хранятся в документах, созданных средствами Microsoft Office Word и Excel, обновлять которые весьма трудоемкая задача (из-за обилия документации). Постоянно происходит дублирование информации (не исключено дублирование ошибочных данных, что влечет за собой дополнительную работу по исправлению ошибок).
Создание ведомостей для каждой из 23 групп ФСПО (на 2009-2010 учебный год) также требует немалых временных затрат.
Становится очевидной необходимость создания АИС, учитывающей все недостатки применявшейся ранее системы ведения документации секретарями ФСПО.
2.2. Постановка задачи
Для того чтобы в будущем можно было реализовать автоматизированную информационную систему ведения документации образовательного учреждения для СПбГУ ИТМО ФСПО, свободную от недостатков системы ведения документации секретарями учебной части, указанных в предыдущем пункте, на этапе прохождения практики по профилю специальности необходимо выполнить следующие действия:
· изучить и проанализировать предметную область, для которой создавалась АИС;
· выбрать метод, который будет использоваться при проектировании базы данных;
· спроектировать модель будущей системы;
· определить технические и программные средства, которые необходимы для решения поставленной задачи.
Созданный продукт должен быть оформлен в виде информационной системы, имеющей простой и доступный рядовому пользователю интерфейс.
2.3. Сбор исходных материалов, изучение предметной области, изучение литературы и специальной документации
В ходе изучения предметной области была собрана информация о методах ведения документации образовательного учреждения посредством встреч с потенциальными пользователями будущей системы.
При анализе полученных данных были выделены три основные группы данных: сведения о студентах, о преподавателях и предметах, преподаваемых в образовательном учреждении.
Первая группа данных начинает формироваться при поступлении студента в образовательное учреждение. В систему вносятся его личные данные, а также номер группы, в которую зачислен студент, номер студенческого билета, номер и дата приказа о зачислении.
Вторая группа данных формируется при принятии преподавателя в штат сотрудников образовательного учреждения.
Третья группа данных содержит в себе информацию о дисциплинах, преподаваемых в образовательном учреждении, включая название предмета, курс, на котором он ведется и преподавателя.
2.4. Обоснование принципиальной возможности решения поставленной задачи (актуальность поставленной задачи)
Тема актуальна и может представлять интерес для сотрудников, имеющих непосредственное отношение к ведению электронной документации образовательного учреждения. В современных условиях при выполнении любой работы важно иметь быстрый доступ к достоверной информации. В связи с развитием информационных технологий создание данной системы своевременно и значимо.
Сотрудники ФСПО СПбГУ ИТМО, для которых будет разрабатываться данная система, смогут быстро и эффективно работать с данными, хранящимися в базе данных, являющейся ядром системы. Система будет экономить время на поиск и обработку данных, необходимых для качественного ведения документации. Сотрудники смогут быстро получать необходимую отчетность по учебному процессу и статистические данные. Система позволит существенно повысить эффективность выполнения работ образовательного учреждения, в котором она будет использоваться. Ранее в данном учебном заведении подобные системы не применялись.
2.5. Выбор методов решения задачи
В течение нескольких последних лет наблюдается эволюция языков моделирования программных систем, одним из результатов которой стало появление и развитие Унифицированного Языка Моделирования - UML (Unified Modeling Language), объединившего под своим названием фактически несколько методологий. Он стал основой для целого спектра различных средств поддержки разработки программного обеспечения – CASE-средств (Computer-Aided Software Engineering).
CASE-средства представляют собой программные средства, поддерживающие процессы создания и/или сопровождения информационных систем, такие как: анализ и формулировка требований, проектирование базы данных и приложений, генерация кода, тестирование, обеспечение качества, управление конфигурацией и проектом. Основная цель CASE-систем и средств состоит в том, чтобы отделить проектирование программного обеспечения от его кодирования и последующих этапов разработки (тестирование, документирование и пр.), а также автоматизировать весь процесс создания программных систем.
UML хорошо известный инструмент, и его вполне достаточно для обсуждения рассматриваемой темы. Другие средства подобного класса, хотя и в разной степени, имеют особенности, аналогичные рассматриваемым.
Преимущества UML – это удобный, мощный и стандартизированный язык моделирования, предоставляющий удобный способ проектирования программных систем, создания их абстрактных моделей.
2.6. Формирование модели
В ходе проектирования модели были созданы UML-диаграммы, которые наиболее полно отражают структуру создаваемого проекта. Были выбраны диаграмма вариантов использования (use case diagram) (рис.2.1.) и диаграмма классов (class diagram) (рис.2.2.).
Диаграмма вариантов использования описывает функциональное назначение системы. При разработке use case диаграммы преследовались следующие цели:
· определение общих границ и контекста моделируемой предметной области;
· формулировка общих требований к функциональному поведению проектируемой системы;
· разработка исходной концептуальной модели системы для ее последующей детализации в форме логических и физических моделей.
Суть диаграммы вариантов использования состоит в следующем. Проектируемая система представлена в виде актера, являющегося прототипом пользователя – секретаря образовательного учреждения, взаимодействующего с системой с помощью вариантов использования – отдельных сервисов, которые предоставляет моделируемая система по запросу актера.
Рис.2.1 Диаграмма вариантов использования
Диаграмма классов (class diagram) была выбрана для моделирования логической схемы будущей системы.
Рис.2.2 Диаграмма классов
2.7. Требования к программе (проектируемой системе)
Разрабатываемая информационная система должна соответствовать следующим требованиям:
· устойчивое функционирование – способность программы функционировать и обрабатывать информацию в соответствии с программными документами при отсутствии сбоев технических средств, а также способность обеспечить продолжение работы программы после вызванных сбоями технических средств ошибками входных данных и обслуживания;
· высокая скорость работы – способность программы выполнять заданные действия в интервал времени, отвечающий заданным требованиям;
· удобство эксплуатации – соответствие процесса обработки данных и форм представления результатов характеру решаемых задач;
· программная документация понятна и наглядна для взаимодействия пользователя с программой;
· выходные данные предоставляются пользователю в удобном виде;
· программа устойчива к ошибкам ввода исходных данных.
2.8. Определение структуры входных и выходных данных
Входными данными будет являться информация о студентах, преподавателях и предметах образовательного учреждения.
Выходными данными являются формы, отчеты, результаты выполнения запросов пользователя системы.
Пример внешнего вида заполняемых форм для базы данных представлен на рисунках 2.3.-2.4.
Пример выходных данных при работе с системой представлен на рисунках 2.5.-2.6.
Рис.2.3 Информация о студентах факультета
Рис.2.4 Информация о студенте
Рис.2.5. Список для журнала
Рис.2.6 Зачетно-экзаменационная ведомость
3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СРЕДСТВ
3.1. Программные средства
Для разработки АИС ведения документации образовательного учреждения была выбрана среда Microsoft Office Access.
Microsoft Access является настольной системой управления базами данных (СУБД) реляционного типа, которая имеет все необходимые средства для выполнения функций определения данных (описания структуры баз данных), обработки данных и управления данными.
В отличие от других настольных СУБД, Access хранит все данные в одном файле, хотя и распределяет их по разным таблицам.
Достоинствами Access является то, что она имеет очень простой графический интерфейс; имеет широкий спектр функций, включая связанные запросы, связь с внешними таблицами и базами данных, встроенный язык программирования Visual Basic for Applications (VBA).
Сейчас Access остается самым популярным инструментом для разработки баз. На нем написано больше всего приложений, связанных с расчетами и хранением информации. Именно поэтому СУБД Access была выбрана для разработки новой АИС.
3.2. Технические средства
Для корректной работы требуется персональный компьютер с установленной операционной системой Microsoft Windows 98/2000/XP/Vista, а также Microsoft Office 2003 и более поздних версий.
Минимальные требования к компьютеру:
· Pentium – компьютер с частотой микропроцессора 700 МГц;
· 512 Mb оперативной памяти;
· 200 Мb свободной памяти на жестком диске;
Необходимые периферийные устройства:
· монитор;
· клавиатура;
· мышь.
ВЫВОДЫ
В результате прохождения практики было проведено ознакомление со структурой и тематикой предприятия, изучена техника безопасности на рабочем месте, сформирована модель поставленной задачи, обоснован выбор используемых программных и технических средств. По проделанной работе был оформлен отчет.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Рамбо Дж., Якобсон А., Буч Г. UML: специальный справочник. - СПб: «Питер», 2001. - 656 с
2. В. Е. Кошелев Access 2003. Практическое руководство «Бином-Пресс», 2008 – 464 с
3. Кен Блюттман, Уайн Фриз Анализ данных в Access – «Питер», 2008 – 352 с
4. http://www.intuit.ru/ – интернет-университет информационных технологий
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Структура Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Структура локальной сети кафедры ПКС