Файл: поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики.pdf

Лабораторная работа № 5
Цель работы
Научиться создавать формальные модели и на их основе определять спецификации разрабатываемого программного обеспечения.
Содержание
 Ведомость эскизного проекта
 Пояснительная записка к эскизному проекту
 Общие положения
 Основные технические решения
 Решения по структуре системы
 Решения по режимам функционирования, работы системы
 Решения по численности, квалификации и функциям персонала АС
 Состав функций комплексных задач, реализуемых системой
 Решения по составу программных средств, языкам деятельности, алгоритмам процедур и операций и методам их реализации
 Источники разработки
 Ведомость эскизного проекта
На предыдущих стадиях разработки СУБД «Учет нарушений правил дорожного движения» были составлены и утверждены следующие документы:
• Техническое задание на создание информационной системы СУБД
«Учет нарушений правил дорожного движения», разработанное на основании
ГОСТ 34.602—89 на написание ТЗ на автоматизированные системы управления от 01.01.2020 г.
Пояснительная записка к эскизному проекту
Общие положения

Данный документ является эскизным проектом на создание Системы
Управления Базой Данных для Учета нарушений правил дорожного движения (СУБД «Учет нарушений правил дорожного движения»).
Перечень организаций, участвующих в разработке системы, на стадии разработки, а также ее цели и назначение указаны в техническом задании на создание информационной системы.
Основные технические решения
Решения по структуре системы
Рисунок 1 – Схема данных в SQL Server 2005.

Рисунок 2 – ER-модель в Erwin
Рисунок 3 – Логическая модель
СУБД «Учет нарушений правил дорожного движения» будет представлять собой персональную систему управления локальной базой данных, работающей на одном компьютере.

Система будет управлять реляционной базой данных, представляющей собой набор связанных между собой таблиц в формате Paradox, доступ к которым осуществляется с помощью ключей или индексов. Сведения в одной таблице могут отражать сведения из другой, и при изменении сведений в первой таблице эти изменения немедленно отображаются во второй. Таким образом будет достигнута непротиворечивость данных.
Общая структура базы данных.
Таблица основных сущностей:
 Сущность с информацией о водителе
 Сущность с информацией о владельце
 Сущность с информацией о VIN
 Сущность с информацией о ТС
 Сущность с информацией о нарушениях
Рисунок 4 – Водитель

Рисунок 5 – Владелец
Рисунок 6 – VIN
Рисунок 7 – Протокол

Рисунок 8 – Транспортное средство
На практике распространены системы, позволяющие реализовать реляционную модель. Поэтому важен метод перевода концептуальной модели в реляционную. Такой метод основывается на формировании набора предварительных таблиц из ER-диаграмм.
Состав функций комплексов задач, реализуемых системой
Автоматизированная система должна выполнять следующие функции:
 сделать запись о водителе;
 удалить информацию о водителе;
 выдать справку о всех совершенных нарушениях ПДД;
 удалить нарушение из базы данных;
 подсчитать количество штрафов для водителя на основании всех нарушений;
 выдать сумму штрафов водителю.
Решения по составу программных средств, языкам деятельности, алгоритмам процедур и операций и методам их реализации
Для реализации АС будет использоваться среда программирования
PyCharm и язык программирования Python.

Контрольные вопросы
7. Дайте понятие модели жизненного цикла ПО.
Модель жизненного цикла
— структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи стадий и этапов, выполняемых на протяжении ЖЦ. Модель ЖЦ зависит от специфики ПО и специфики условий, в которых последняя создается и функционирует.
8. Приведите этапы разработки программного обеспечения.
В жизненном цикле программного обеспечения обычно выделяют следующие этапы:
1) системный анализ и обоснование необходимости разработки;
2) формирование требований;
3) проектирование;
4) программирование;
5) тестирование и отладка;
6) ввод программы в действие;
7) эксплуатация и сопровождение;
8)завершение эксплуатации.

9. Что включает в себя постановка задачи и предпроектные исследования?
Постановка задачи — точная формулировка условий задачи с описанием входной и выходной информации. Входная информация по задаче
— данные, поступающие на вход задачи и используемые для её решения.
Выходная информация может быть представлена в виде документов, кадров на экране монитора, информации в базе данных, выходного сигнала устройству управления.

Проектирование системы начинается с предпроектных исследований, в результате которых определяются цели системы, объем работ, вырабатываются критерии успешности проекта, оцениваются риски. В результате предпроектных исследований определяются рамки проекта.
Рамки проекта включает определение объема работ, формирование организационной структуры проекта и формирование управления ним.
10. Перечислите функциональные и эксплуатационные требования к программному продукту.
Функциональные требования описывают сервисы, предоставляемые программной системой, ее поведение в определенных ситуациях, реакцию на те или иные входные данные и действия, которые система позволит выполнять пользователям.
Эксплуатационные требования определяют характеристики разрабатываемого программного обеспечения, проявляемые в процессе его использования. К таким характеристикам относят [1]:
 правильность — функционирование в соответствии с техническим заданием. Это требование является обязательным для всякого программного продукта, но поскольку никакое тестирование не дает гарантии 100%-ной правильности, речь может идти об определенной вероятности наличия ошибок. Вероятность сбоя системы управления космическими полетами должна быть близка к нулю;
 универсальность — обеспечение правильной работы при любых допустимых данных и защиты от неправильных данных. Так же как в предыдущем случае, доказать универсальность программы невозможно, поэтому имеет смысл говорить о степени ее универсальности;
 надежность (помехозащищенность) — обеспечение полной повторяемости результатов, т. е. обеспечение их правильности при наличии различного рода сбоев. Источниками помех могут являться технические и программные средства, а также люди, работающие с этими средствами. В настоящее время существует достаточное количество способов избежать

потерь информации при сбоях. Например, прием «создания контрольных точек», при котором сохраняются промежуточные результаты, что позволяет после сбоя программы продолжить работу с данными, записанными в последней контрольной точке. Возможно также уменьшить количество ошибок, используя дублирование систем или ввод избыточной информации;
 проверяемость — возможность проверки получаемых результатов.
Для этого необходимо документально фиксировать исходные данные, установленные режимы и другую информацию, которая влияет на получаемые результаты. Особенно это сказывается, когда сигналы поступают непосредственно от датчиков;
 точность результатов — обеспечение погрешности результатов не выше заданной. Величина погрешности зависит от точности исходных данных, степени адекватности используемой модели, точности выбранного метода и погрешности выполнения операций в компьютере. Жесткие требования к точности предъявляют системы навигации (например, система стыковки космических аппаратов) и системы управления технологическими процессами;
 защищенность — обеспечение конфиденциальности информации.
Наиболее жесткие требования предъявляются к системам, в которых хранится информация, связанная с государственной и коммерческой тайной.
Для обеспечения защиты информации используют программные, криптографические, правовые и другие методы;
 программная совместимость
— возможность совместного функционирования с другим программным обеспечением. Чаще всего в данном случае речь идет о функционировании программы под управлением заданной операционной системы. Однако может потребоваться обмен данными с некоторой другой программой. В этом случае точно оговаривается формат передаваемых данных;
 аппаратная совместимость
— возможность совместного функционирования с некоторым оборудованием. Это требование

формулируют в виде минимально возможной конфигурации оборудования, на котором будет работать данное программное обеспечение. Если предполагается использование нестандартного оборудования, то для него должны быть описаны интерфейсы;
 эффективность — использование минимально возможного количества ресурсов технических средств
(например, времени микропроцессора, объема оперативной памяти, объема внешней памяти, количества внешних устройств и др.). Эффективность оценивается по каждому ресурсу отдельно, поэтому требования эффективности часто противоречат друг другу. Например, чтобы уменьшить время выполнения программы, необходимо увеличить объем оперативной памяти;
 адаптируемость — возможность быстрой модификации с целью приспособления к изменяющимся условиям функционирования. Оценить эту характеристику количественно практически невозможно. Можно только констатировать, что при разработке данного ПО использовались приемы, облегчающие его модернизацию;
 повторная входимость — возможность повторного выполнения без перезагрузки с диска. Данное требование обычно предъявляется к программному обеспечению, резидентно загруженному в оперативную память (например, драйверы);
 реентерабельность — возможность «параллельного» использования несколькими процессами. Чтобы удовлетворить этому требованию, необходимо создавать копию данных, изменяемых программой, для каждого процесса.
11. Перечислите составляющие эскизного проекта.
Эскизный проект состоит из:
 диаграмм потоков данных (DFD — Data Flow
Diagrams), описывающих взаимодействие источников и потребителей информации через процессы, которые должны быть реализованы в системе;

 диаграмм «сущность—связь» (ERD — Entity-
Relationship Diagrams), описывающих базы данных разрабатываемой системы;
 диаграмм переходов состояний (STD — State
Transition Diagrams), характеризующих поведение системы во времени;
 функциональных диаграмм (методика SADT);
 спецификаций процессов;
 словаря терминов.
12. Охарактеризуйте спецификации и модели.
Практически все способы функциональных спецификаций имеют следующие общие черты:
 модель имеет иерархическую структуру, представляемую в виде диаграмм нескольких уровней;
 элементарной частью диаграммы каждого уровня является конструкция «вход — функция — выход»;
 необходимая дополнительная информация содержится в файлах поясняющего текста.

Лабораторная работа №6
Цель работы
Изучить вопросы проектирования программного обеспечения
1. Описание внешней информационной среды
Каналы ввода: CD-ROM, т.к. база данных "Учет нарушений ПДД" находится на магнитном носителе информации.
Каналы вывода: монитор и принтер.
1.2. Информационные объекты
Таблицы: База данных "Учет нарушений ПДД" состоит из 3 таблиц:
"Владелец", "Автомобиль", "Нарушения", которые содержат текстовую информацию; 2 запросов: "Запрос на удаление", "Запрос не оплаченные"; 1 отчета "Владелец".
Рисунок 1 – Связи в таблицах
Определение функций программного продукта
База данных "Учет нарушений ПДД" предназначена для ввода, хранения информации; сбора и фиксации видов нарушений, размер штрафов и вывода их на печать.
Описание входных данных:
Таблица 2. Данные таблицы Владелец
Имя
Тип данных
Свойства
Код владельца
Текстовый
Ключевое поле; размер поля - 9; совпадения не

допускаются
Фамилия
Текстовый
Размер поля - 30 символов
Имя
Текстовый
Размер поля - 30 символов
Отчество
Текстовый
Размер поля - 40 символов
Номер Паспорта
Числовой
Размер поля - 10 символов
Номер удостоверения
Числовой
Размер поля - 20 символов
Год рождения
Числовой
Размер поля - 10 символов
Таблица 3. Данные таблицы Автомобиль
Имя
Тип данных
Свойства
Код автомобиля
Текстовый
Размер поля - 9 символов;
Код владельца
Текстовый
Размер поля - 9 символов;
Код нарушения
Текстовый
Размер поля - 9 символов;
Номер
Текстовый
Размер поля - 10 символов;
Марка
Текстовый
Размер поля - 10 символов;
Таблица 4. Данные таблицы Нарушения
Имя
Тип данных
Свойства
Код нарушения
Текстовый
Ключевое поле; размер поля - 9; совпадения не допускаются
Дата нарушения
Дата/время
Краткий формат даты; Маска ввода
00.00.0000
Время нарушения
Дата/Время
Размер поля - 50 символов
Вид нарушения
Текстовый
Размер поля - 50 символов
Размер штрафа
Денежный
Денежный
Оплатить до
Дата/Время
Краткий формат даты; Маска ввода 00\-
>LОплачено/не оплачено
Логический
Да/Нет
Описание выходных данных:
Таблица 5. Описание выходных данных
Выходные данные
Описание
Главная кнопочная форма
Кнопки на главной кнопочной форме: "Работа с формой", "Работа с запросами", "Работа с отчетами", "Выйти из базы данных"; фоновый рисунок, заголовок базы данных: база данных "Учет нарушений ПДД".
Запрос "Запрос на удаление"
Выбранное поле - оплата, имя таблицы - Нарушения, условие отбора -
"оплачено"
Запрос "Не оплаченные": запрос на выборку
Выбранные поля - Фамилия, Имя, Отчество, имя таблицы - Владелец;
Марка автомобиля, Номер, имя таблицы - Автомобиль; Дата нарушения,
Размер штрафа, оплатить до, оплата, имя таблицы - Нарушения, условия отбора - "не оплачено".
Форма "Автомобиль"
Внешний вид формы - ленточный, стиль оформления - "промышленный".
Форма "Владелец"
Внешний вид формы - табличный, стиль оформления - "промышленный".
Отчет "Владелец"
Отчет на основании запроса "Не оплаченные"; поля - фамилия, имя, отчество, номер автомобиля, марка, дата нарушения, размер штрафа, оплатить до, оплата; макет - структура 2; ориентация - книжная; стиль - полужирный.

Описание нежелательных ситуаций
Программное средство не будет функционировать (либо будет функционировать некорректно) в следующих случаях:
 Если отключен компьютер.
 Отсутствует CD - ROM (не будет возможным установить базу данных).
 Если поврежден носитель (диск).
 Недостаточно места на жёстком диске (винчестере) для установки базы данных или недостаточно места на жёстком диске (винчестере) для сохранения новой информации.
 Если на компьютере отсутствует MS Access или другие программы, позволяющие работать с базами данных.
1.3 Спецификация качества
Функциональность:
Завершённость - база данных содержит всю необходимую информацию для работы оператора ЭВМ в ГИБДД.
Надёжность:
 Завершённость - база данных содержит всю необходимую информацию для работы оператора ЭВМ в ГИБДД.
 Автономность - база данных будет функционировать только при наличии MS Access;
 Точность - высокая. В базе данных точно выполняются все отчёты и запросы;
 Устойчивость - высокая. При введении неправильных входных данных база данных будет корректно функционировать, выводя сообщения о неверно введенных данных;
 Защищенность - низкая. Можно случайно или намеренно удалить информацию из базы данных.
Лёгкость применения:

 Документированность - высокая. Информация, которой располагает база данных, понятна, доступна пользователю.
Имеется справочная информация для пользователя;
 Информативность - высокая. Информация в базе данных содержится в полной мере;
 Коммуникабельность - высокая. Информация легко воспринимается;
 Устойчивость - высокая. При введении неправильных входных данных база данных будет корректно функционировать;
 Защищенность - низкая. Можно случайно или намеренно удалить информацию из базы данных.
Эффективность:
 Временная - высокая. Быстрый переход на необходимую таблицу, запрос, отчёт благодаря удобному интерфейсу (главной кнопочной форме);
 По ресурсам - средняя. Требуется 256 MB оперативной памяти для хорошей и быстрой работы базы данных.
Сопровождаемость:
 Модифицируемость - присутствует. Можно изменить содержимое таблиц, отчётов и запросов;
 Изучаемость
- присутствует.
Легко изучаемое программное средство.
2.1 Архитектура базы данных
Архитектура программного средства является слоистой, так как:
 Для работы базы данных необходимо приложение MS
Access (содержащееся в пакете прикладных программ MS Office).
Для приложения MS Access необходима операционная система
Windows 95 и старше;