Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка средства автоматизации образовательного процесса в колледже

Содержание

• Глоссарий
• Введение
• 1 Общие сведения
• 1.1 Цели и задачи исследования
• 1.2 Объект исследования и предмет исследования
• 1.3 Методы исследования
• 1.4 Актуальность
• 1.5 Гипотеза исследования
• 2 Теоретический раздел
• 2.1 Исследование предметной области
• 2.2 Анализ входящей информации
• 2.3 Анализ исходящей информации
• 3 Проектирование программного средства
• 3.1 Логическая структура проектируемого ПС
• 3.2 Декомпозиция и взаимодействие блоков ПС
• 3.3 Потоки данных в ПС
• 3.4 Структура БД, структура таблиц, типы данных столбцов, связи в ПС
• Заключение
• Список использованных источников
• программная автоматизация образовательная колледж
• Глоссарий
• «ПС» - программное средство;
• «УЧ» - Учебная часть
• «SQL» - Structured Query Language
• «DFD» - Data Flow Diagrams

«СУБД» - система управления базами данных - система, предназначенная для создания на ЭВМ общей базы данных, используемой для решения множества задач;

«БД» - база данных - это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области;

Введение

Хакасский политехнический колледж образован в 1954 году на основании Постановления Совета Министров СССР и ЦК КПСС от 7 октября 1953 года и Приказа министерства лесной и бумажной промышленности СССР Г.М. Орлова от 8 июня 1954 года № 86.

Постановлением Красноярского Совнархоза № 175 от 2 июня 1959 года Абаканский лесотехнический техникум, объединившись с Красноярским учетно-плановым техникумом, был преобразован в Абаканский политехнический техникум и подчинен Министерству лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Колледж располагает тремя учебными корпусами, имеет гараж, учебно-производственные мастерские, имеющие в своем распоряжении слесарно-механический, сварочный, кузнечный участки, деревообрабатывающие мастерские, столовую, 2 общежития, стадион, учебный полигон, спортивный зал, стрелковый тир на 50 метров, два зала для занятий теннисом, тренажерный зал, сауна, здравпункт, библиотеку с фондом 50 тысяч книг, читальный зал, актовый зал на 300 посадочных мест, постоянно действующую выставку технического творчества, музей истории колледжа, 61 кабинет, 13 лабораторий, установлено 88 компьютеров, имеется 10 компьютерных классов, свыше 200 других технических средств обучения. В колледже обучается около 2000 студентов.

Все это было бы невозможным без четко отлаженной системы формирования графика занятий, планирования нагрузки преподавателей, утверждения учебного плана. Все эти функции выполняет один отдел - «Учебная часть ХПК».

В данной дипломной работе будет рассмотрена возможность автоматизации работы с графиком учебных занятий, создания единой базы данных информации, необходимой, для работы учебной части. Так же будет изучена возможность создания новых источников получения информации, как для преподавателей, так и для студентов о графике занятий, изменениях в этом графике.

1 Общие сведения

1.1 Цели и задачи исследования

Целью данной курсовой работы является разработка программного средства «Расписание» и внедрение его в работу учебной части Хакасского политехнического колледжа.

Для этого поставлены следующие задачи:

1. Изучить предметную область: работа «Учебной части ХПК», структура данного отдела, процесс обработки информации о преподавателях, предметах и группах, а также процесс составления графика учебных занятий, внесение изменений в график (замены);

2. Определить круг задач, которые должна решать программа: автоматизация работы с графиком учебных занятий ХПК;

3. Выбрать технологии и программные средства, необходимые для реализации системы: сервер баз данных и язык объектно-ориентированного программирования;

4. Разработать интуитивно-понятный пользовательский интерфейс;

5. Провести оценку качества, тестирование и отладка программного средства «Расписание».

1.2 Объект исследования и предмет исследования

Объектом работы является процесс хранения, изменения и предоставления сведений о преподавателях, группах и учебных предметах.

Предметом работы является создание программного средства «Расписание» для автоматизации сбора, хранения, обработки и дальнейшего предоставления данных о преподавателях, группах и учебных предметах Хакасского политехнического колледжа.

1.3 Методы исследования

В ходе работы были применены следующие методы:

1. информационное моделирование предметной области;

2. построение информационно-логической модели;

3. моделирование потоков данных внутри приложения.

1.4 Актуальность

Подобное программное средство в Хакасском политехническом колледже разрабатывается впервые. В данное время ни одно программное средство, используемый в учебной части и администрации, полностью не выполняет поставлены задачи. Программное средство «Расписание» будет разрабатываться в соответствии последними тенденциями в оформлении, и соответствовать всем эргономическим требованиям к продуктам подобного рода.

1.5 Гипотеза исследования

Основное предназначение исследования - определение возможных путей автоматизации и упрощения процесса хранения, сбора, и анализа информации о преподавателях, группах, учебных предметах и графике учебных занятий в Хакасском Политехническом Колледже.

2. Теоретический раздел

2.1 Исследование предметной области

В учебной части за составлением и последующей корректировкой расписания учебных занятий отвечают трое сотрудников. Из оборудования, используемого при работе - один компьютер, сканер, принтер, копир.

За отведенный период до начала учебного года от начальника учебной части поступает вся необходимая информация, требуемая для составления расписания занятий: список учебных групп на следующий год, список преподавателей и предметов, «нагрузка» на преподавателя - количество часов в неделю, которое данный преподаватель будет «отводить» за неделю. Как только поступает вся необходимая информация, учебная часть начинает составления расписания учебных занятий. В среднем, на составления расписания занятий уходит от 15 до 20 дней.

В ходе учебного процесса могут возникать ситуации, когда возникает потребность в динамическом изменении расписания: срочно необходимо заменить одного преподавателя другим по причине болезни и т.д. Для этого подготавливается специальный журнал, в котором детально указывается группа и список преподавателей, причастных к учебному процессу, а также «нагрузка» на каждого из них. Все утверждаемые факты срочных изменений в расписании заносятся в специальный журнал «замен». В день может быть до 80 фактов изменений. Студент колледжа может получить информацию о графике занятий только из одного источника - стенда в фойе первого корпуса, там же вывешивают и график «замен». График учебных занятий для преподавателей находится находиться на стенде возле кабинета учебной части. Это доставляет массу неудобств, как студентам, так и преподавателям. Многие группы постоянно обучаются в других корпусах - идти в другой корпус, для того, что бы узнать расписания и «замены» крайне неудобно. Поиск необходимого преподавателя занимает очень много времени. Также иногда необходимо узнать, когда у определенной группы та или иная дисциплина, у какого преподавателя, сколько занятий в неделю.

Преподавателям необходимо получить полной график своих занятий на всю неделю - необходимо идти к расписанию в фойе. Программное средство «Расписание» будет разрабатываться для упрощения обращений к графику учебных занятий и списку срочных замен, как для преподавателей, так и для студентов.

В данное время механизм составления и последующего хранения графика никаким образом не автоматизирован: для этого используется масштабная таблица, которая постепенно заполняется «вручную» - рис.2.1.

Рис.2.1 - Таблица для составления графика занятий

В дальнейшем, вся работа осуществляется с использованием этой таблицы. Утеря или порча данного материала крайним образом осложнит весь учебный процесс. Так же все изменения и корректировки также необходимо вносить «вручную».

Структура данной таблицы довольно проста - рис. 2.2.

№

Ф.И.О преподавателя

Предмет

Понедельник

Вторник

Среда

Рис.2.2 - Структура таблицы для составления графика занятий

Описание структуры:

«№» - номер преподавателя в общем списке;

«Ф.И.О» - фамилия, имя , отчество преподавателя;

«Предмет» - наименование учебной дисциплины.

Далее идет непосредственно блок, в котором отображается расписание учебных занятий - столбцы наименованы по учебным дням календарной недели, имеют по 4 подстолбца, означающих максимум «учебных пар» в день - 4.

Исходя из этой таблицы, подготавливаются различные дополнительные материалы, также структурирующие учебный процесс: бланки меньшего размера, где соответствие дисциплины проводится уже не с преподавателем, а с учебной группой - рис.2.3, в остальном структура мало, чем отличается от основной таблицы.

Рис.2.3 - Бланк соответствия «дисциплина - группа»

Структура данной таблицы довольно проста -рис.2.4.

Группа

Понедельник

Вторник

Среда

Рис.2.4 - Структура бланка соответствия «дисциплина - группа»

«Группа» - обозначение учебной группы.

Далее идет непосредственно блок, в котором отображается расписание учебных занятий - столбцы наименованы по учебным дням календарной недели - с понедельника по пятницу, имеют по 4 подстолбца, означающих максимум «учебных пар» в день - 4.

Следующий документ - журнал, в котором детально указывается группа и список преподавателей, причастных к учебному процессу, а также нагрузка на каждого из них - рис.2.5.

Рис.2.5 - Журнал соответствия «группа- преподаватель- дисциплина»

Таблицы данного журнала обладают более сложной структурой - рис.2.6.

Группа

Преподаватель

Предмет

Часы

Кол-во часовв неделю

Сентябрь

Октябрь

Рис.2.6 - Структура журнала «группа- преподаватель- дисциплина»

Описание структуры:

«Группа» - обозначение учебной группы;

«Предмет» - наименование учебной дисциплины;

«Преподаватель» - фамилия, имя , отчество преподавателя;

«Часы» - общее число часов группы по данной дисциплине;

«Кол-во часов в неделю» - Количество учебных часов у группы по данной дисциплине за одну учебную неделю.

Далее идет непосредственно блок, в котором отображается количество проведенных занятий - столбцы наименованы по учебным дням календарной недели, имеют по 4 подстолбца, означающих максимум «учебных пар» в день - 4.

Исследование показывает, насколько сложна система составления графика учебных занятий на данный момент, а также насколько мало источников получения информации, так необходимой в ходе учебного процесса .

2.2 Анализ входящей информации

Исходя из исследования предметной области, был составлен перечень, необходимых для формирования графика учебных занятий и графика загруженности преподавателей информации.

За ввод информации в программное средство «Расписание» отвечает администратор. Входящей информацией будут считаться следующие данные:

· Информация о преподавателях.

«Фамилия» - фамилия преподавателя;

«Имя» - имя преподавателя;

«Отчество» - отчество преподавателя;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.7 - Примерная форма ввода информации о преподавателях

· Информация об учебных группах.

«Группа» - наименование группы (сокращенное название специальности, курс)

Информация об учебных дисциплинах

«Дисциплина» - наименование учебной дисциплины

Рис. 2.9 - Примерная форма ввода информации о дисциплинах

· Информация об учебных аудиториях

«Аудитория» - определяется корпусом нахождения, этажом и положением на этаже.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.10 - Примерная форма ввода информации об учебных аудиториях

Информация о графике учебных занятий

«Группа» - учебная группа, для которой заноситься расписание

«Дисциплина» - дисциплина данной группы;

«№ ауд.» - номер учебной аудитории, в которой будет проходить занятие;

«Преподаватель» - преподаватель по указанной дисциплине.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.11 - Примерная форма ввода информации о графике учебных занятий

Также входящей информацией будут считаться параметры запросов, осуществляемых пользователем:

· Запрос поиска по условию «Ф.И.О. преподавателя»



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.12 - Примерная форма ввода запроса по условию «Ф.И.О. преподавателя»

· Запрос поиска по условию соответствия «Ф.И.О. преподавателя - группа»

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.13 - Примерная форма ввода запроса по условию соответствия «Ф.И.О. преподавателя - группа»

· Запрос поиска по условию соответствия «Ф.И.О. преподавателя - группа»

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.14 - Примерная форма ввода запроса по условию соответствия«Ф.И.О. преподавателя - дисциплина»

2.3 Анализ исходящей информации

Исходящей информацией является непосредственно сам план учебных занятий ХПК с установлением соответствия между преподавателями, дисциплинами, аудиториями и учебными группами, который вызывается с помощью запросов пользователя. Также возможны вариации графиков, в зависимости от параметров запроса.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.15 - Примерная форма вывода расписания занятий для корректировки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.16 - Примерная форма вывода расписания по условиям соответствия.

3. Проектирование программного средства

3.1 Логическая структура проектируемого ПС

При проектировании программного средства «Расписания» была выбрана «Клиент-серверная» структура. Клиент-сервер - технология, при которой определенные компьютеры, называемые клиентами (пользователями), обращаются к ресурсам или службам других компьютеров, называемых серверами, с целью получения ответа.

Рис.3.1 - Логическая структура проектируемого ПС

3.1 Обоснование выбора ПО, СУБД для разработки и хранения данных

Для разработки программного средства был выбран объектно-ориентированный язык программирования - «Object Pascal», в среде разработки «Borland Delphi 7». Достоинства Delphi -поддержка RAD, что позволяет в кратчайшие сроки разработать программу.

Использование MDI средств Delphi способствует созданию многодокументного интерфейса, для более удобного использования программного продукта. Delphi имеет стандартные компоненты для работы с протоколом TCP/IP (TCPServer.pas, TCPClient.pas) и компоненты для работы с удаленной базой данных (ADO Connection.pas). Компилятор Delphi исключает множество синтаксических ошибок, которые могли повлиять на правильное выполнение приложения. Delphi CPU Debugger отслеживает сбои на этапе выполнения приложения и при критических ошибках, позволяет отладить приложение с максимальной надёжностью. Все эти достоинства послужили для выбора именно Delphi 7 Как альтернатива, был рассмотрен язык программирования «Visual Basic», но этот вариант был отвергнут т.к. «Visual Basic» не дает таких широких возможностей при работе с СУБД.

Программная реализация базы данных осуществляется при помощи языка запросов SQL. Язык SQL является основой многих СУБД, т.к. отвечает за физическое структурирование и запись данных на диск, а также за чтение данных с диска, позволяет принимать SQL-запросы от других компонентов СУБД и пользовательских приложений. Таким образом, SQL - мощный инструмент, который обеспечивает пользователям, программам и вычислительным системам доступ к информации, содержащейся в реляционных базах данных.

Основные достоинства языка SQL заключаются в следующем:

· стандартность - как уже было сказано, использование языка SQL в программах стандартизировано международными организациями;

· независимость от конкретных СУБД - все распространенные СУБД используют SQL, т.к. реляционную базу данных можно перенести с одной СУБД на другую с минимальными доработками;

· возможность переноса с одной вычислительной системы на другую - СУБД может быть ориентирована на различные вычислительные системы, однако приложения, созданные с помощью SQL, допускают использование, как для локальных БД, так и для крупных многопользовательских систем;

· возможность создания интерактивных запросов - SQL обеспечивает пользователям немедленный доступ к данным, при этом в интерактивном режиме можно получить результат запроса за очень короткое время без написания сложной программы;

· возможность программного доступа к БД - язык SQL легко использовать в приложениях, которым необходимо обращаться к базам данных. Одни и те же операторы SQL употребляются как для интерактивного, так и программного доступа, поэтому части программ, содержащие обращение к БД, можно вначале проверить в интерактивном режиме, а затем встраивать в программу;

· обеспечение различного представления данных - с помощью SQL можно представить такую структуру данных, что тот или иной пользователь будет видеть различные их представления. Кроме того, данные из разных частей БД могут быть скомбинированы и представлены в виде одной простой таблицы, а значит, представления пригодны для усиления защиты БД и ее настройки под конкретные требования отдельных пользователей;

· возможность динамического изменения и расширения структуры БД - язык SQL позволяет манипулировать структурой БД, тем самым, обеспечивая гибкость с точки зрения приспособленности БД к изменяющимся требованиям предметной области.

3.2 Декомпозиция и взаимодействие блоков ПС

В разрабатываемом программном средстве для построения диаграмм была выбрана методология SADT, так как она дает более подробное описание информационной системы, позволяет построить функциональную модель объекта данной предметной области, помогает проектировщику в понимании сложности системы, облегчает запись и интерпретацию результата осмысления задачи. Также SADT способствует правильному проведению анализа и выявлению проблем на ранних стадиях проектирования.

В основе методологии SADT лежит модель, состоящая из диаграмм, текстов, имеющих ссылки друг на друга. Диаграмма является главным компонентом модели, она состоит из блоков и дуг. Блок отображает функцию, подфункцию, процесс и задачи, а дуги - интерфейс входа - выхода данных. Модель SADT представляет собой серию диаграмм с сопроводительной документацией, разбивающих сложный объект на составные части, которые изображены в виде блоков. Детали каждого из основных блоков показаны в виде блоков на других диаграммах. Каждая детальная диаграмма является декомпозицией блока из диаграммы предыдущего уровня. На каждом шаге декомпозиции диаграмма предыдущего уровня называется родительской для более детальной диаграммы.

На рис. 3.2 изображена начальная контекстная диаграмма, на которой хорошо просматриваются входные, выходные данные, а также управляющая информация и механизмы управления.

На рис. 3.3 изображена декомпозиция диаграмм, то есть более детализированная начальная контекстная диаграмма. Из которой мы видим деление системы составления графика учебных занятий на несколько систем.

Рис.3.2 - Начальная контекстная диаграмма



Рис.3.3 - Декомпозиция.

3.3 Потоки данных в ПС

Диаграммы потоков данных (DFD) являются основным средством моделирования функциональных требований к проектируемой системе. С их помощью эти требования представляются в виде иерархии функциональных компонентов (процессов), связанных потоками данных. Главная цель такого представления - продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессам. Эти диаграммы детализируются при помощи диаграмм нижнего уровня.

При разработке диаграмм потоков данных были выявлены следующие внешние сущности:

1) администратор;

2)пользователь;

3)информационная база;

Диаграмма верхнего уровня представлена на рисунке 3.4.



Рис.3.4 - Диаграмма верхнего уровня

Опишем диаграмму потоков данных второго уровня - рис.3.5, для клиентского приложения и подробнее остановимся на всех подуровнях, разберем работу каждого.

· Первая подсистема - Пользовательский интерфейс. Предназначен для отображения первичной формы загрузки программы.

· Вторая подсистема - Система безопасности. Основана на вводе имени и пароля для входа в систему. Вход в статусе «пользователь» будет означать невозможность влиять на информацию, хранящуюся в информационной базе. Ввод имени и пароля не предусматривается. Для авторизации статуса «администратор» предусмотрен ввод имени и пароля. В случае неправильного набора идентификационных параметров система не будет запущена.

· Третья подсистема - Интерфейс администратора. Заключает в себе все объекты, которые доступны для администратора при его работе.

· Четвертая подсистема - Система работы с данными о преподавателях. В эту систему входит: добавление нового преподавателя, удаление, изменение данных.

· Пятая подсистема - Система работы с данными об учебных группах. В эту систему входит: добавление новой группы, удаление, изменение данных.

· Шестая подсистема - Система работы с данными об учебных дисциплинах. В эту систему входит: добавление новой дисциплины, удаление, изменение данных.

Рис.3.5 - Диаграмма потоков данных второго уровня

При рассмотрении диаграмм второго уровня для процесса «Обработка запросов, вывод данных по условию» была выделена центральная система «Система обработки запросов». Она является самой главной в работе приложений клиента и сервера.

· Седьмая подсистема Система формирования SQL запросов. Система, генерирующая запросы на SQL.

· Восьмая подсистема Система получения результата из БД. Система, позволяющая получать запрашиваемые данные.

· Девятая подсистема Язык запросов SQL. Язык структурированных запросов.

«Система авторизации» отвечает за аутентификацию пользователя. Получение данных - ответ - запуск/ не запуск приложения.

Рис.3.6 - Диаграмма потоков данных второго уровня

3.4 Структура БД, структура таблиц, типы данных столбцов, связи в ПС

Рис.3.5 - Структура БД, структура таблиц

Таблица 3.1 - Типы данных столбцов

Имя таблицы / поля	Типа данных	Описание
Auds
id	INTEGER	Числовой идентификатор аудитории
auditoriya	VARCHAR	Номинальное название аудитории
Grups
id	INTEGER	Числовой идентификатор группы
grup	VARCHAR	Номинальное название группы
Disciplins
id	INTEGER	Числовой идентификатор дисциплины
disciplina	VARCHAR	Номинальное название дисциплины
Teachers
id	INTEGER	Числовой идентификатор дисциплины
Familiya	VARCHAR	Фамилия преподавателя
Imya	VARCHAR	Имя преподавателя
Otchestvo	VARCHAR	Отчество преподавателя
Users
id	INTEGER	Числовой идентификатор пользователя
Login	VARCHAR	Текстовое значение логина пользователя
Password	VARCHAR	Текстовое значение пароля пользователя
FIO	VARCHAR	ФИО пользователя
Zamens
data	DATETIME	Дата, на которую вносятся замены
grup	INTEGER	Числовой идентификатор группы
№_par	INTEGER	Числовой идентификатор номера пары
disciplina	INTEGER	Числовой идентификатор дисциплины
auditoriya	INTEGER	Числовой идентификатор аудитории
Grafik
grup	INTEGER	Числовой идентификатор группы
day	INTEGER	Числовой идентификатор дня недели
№_par	INTEGER	Числовой идентификатор номера пары
disciplina	INTEGER	Числовой идентификатор дисциплины
auditoriya	INTEGER	Числовой идентификатор аудитории
prepodavatel	INTEGER	Числовой идентификатор дисциплины

Заключение

1. Разработано программное средство «Расписание», которое позволяет: освободить сотрудников УЧ от рутинной работы за счет ее автоматизации, обеспечить достоверность информации. Помимо хранения данных о дисциплинах, преподавателях, аудиториях, средство позволяет производить операции с этими данными - составлять график учебных занятий, график «замен».

2. При создании программного средства «Расписание» применена технология «клиент-сервер», при проектировании базы данных применялся реляционный поход, что позволило обеспечить независимость хранимых данных от использующих их программ. Также это позволило избежать дублирования информации. Использование программного обеспечения Delphi позволило достичь многодокументного интерфейса. На основе специально разработанных алгоритмов была реализована система безопасности.

3. В дальнейшем предполагается усовершенствование базы данных, интерфейса и системы запросов для более корректной работы ПС, а также для внедрения в общую информационную сеть колледжа.

Список использованных источников

1. SQL Server. Разработка приложений и программные решения / Лоншакова Андрея: Соломонов университет, 1998 - 115с.

2. Cоздание приложений для ORACLE с помощью Delphi Client/Server / Наталия Елманова.: «Интерфейс», 2003- 250с.

3. SQL Server в вопросах и ответах / Журнал "Windows 2000 Magazine" -№03 - 2000, ст. 5 - 7.

4. Особенности работы с Microsoft SQL Server в Delphi / Анатолий Тенцер.: «Свобода», 2005 - 513с.

5. Microsoft SQL Server 2000 для профессионалов / Евгений Мамаев, Лилия Шкарина.: "Питер" , 2001- 1088 стр.

Размещено на Allbest.ru