Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы (Структурные диаграммы).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Проектирование информационных систем является сложным многоэтапным процессом их создания и/или модернизации. В процессе проектирования работа ведется с временно несуществующими объектами и направлена на создание информационных систем в области:

• обработки объектов будущей базы данных;
• написания программ (в том числе – отчётных и экранных форм), обеспечивающих выполнение запросов к данным;
• выполнения учёта функционирования конкретной среды (технологии).

Проектирование информационной системы не ограничивается одним разом, поскольку внедренная система нуждается в поддержке и развитии. Поэтому процесс проектирования информационных систем в настоящее время становиться обязательным на протяжении всего срока функционирования системы, что определяет актуальность данной курсовой работы.

Объект курсовой работы – процесс проектирования информационной системы. Предметом курсовой работы является объектно-ориентированный подход при проектировании информационных систем.

Цель работы – освоить приемы проектирования информационных систем с помощью унифицированного языка моделирования (UML).

Для реализации цели поставлены и решены следующие задачи:

• изучить основные понятия и структуру информационных систем;
• рассмотреть особенности применения объектно-ориентированного подхода в проектировании информационных систем;
• изучить компоненты диаграмм UML;
• изучить основы создания диаграмм поведения и структурных диаграмм.

ГЛАВА 1 ОСНОВЫ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПОДХОДА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

1.1 Понятие и состав информационной системы

Понятие информационной системы относится к совокупности нескольких единиц оборудования, участвующих в распространении информации. Аппаратное обеспечение, программное обеспечение, соединения, пользователи информационной системы – все это части информационной системы.

---

Информационная система представляет собой интегрированный набор компонентов, предназначенных для сбора, хранения и обработки данных, а также для предоставления информации, знаний и цифровых продуктов. Организации или предприятия в первую очередь полагаются на эти системы для управления операциями, взаимодействиями с клиентами и поставщиками и конкурируют на рынке. Существует несколько типов информационных систем, в том числе следующие [1,2]:

• системы поддержки операций, в том числе системы обработки транзакций;
• информационные системы управления;
• системы поддержки принятия решений;
• исполнительные информационные системы.

Информационная система обычно относится к базовой компьютерной системе, но может также описывать систему коммутации телефона или управления окружающей средой. ИС включает ресурсы для обмена или обработки информации, а также людей, которые управляют системой. Люди считаются частью системы, потому что без них система не будут работать правильно.

Основными компонентами информационных систем являются:

1. Компьютерное оборудование.

Сегодня во всем мире даже самые маленькие фирмы, а также многие домашние хозяйства имеют или арендуют компьютеры. В качестве компьютерного оборудования также используются смартфоны, планшеты и других носимые устройства.

Крупные организации обычно используют распределенные компьютерные системы, от мощных серверов параллельной обработки, расположенных в центрах обработки данных, до широко рассредоточенных персональных компьютеров и мобильных устройств, интегрированных в информационные системы организации [1,2].

Датчики становятся все более широко распространенными по всей физической и биологической среде для сбора данных и, во многих случаях, для осуществления контроля с помощью устройств, известных как исполнительные механизмы. Вместе с периферийным оборудованием, таким как магнитные или твердотельные накопители, устройства ввода-вывода и телекоммуникационное оборудование, они составляют аппаратное обеспечение информационных систем.

Стоимость аппаратного обеспечения постоянно и быстро снижается, а скорость обработки и объем хранения значительно возросли. Это развитие происходило по закону Мура: мощность микропроцессоров в основе вычислительных устройств удваивалась примерно каждые 18-24 месяца. Тем не менее, аппаратные средства используют электроэнергию и ее воздействие на окружающую среду – это проблемы, которые решают проектировщики. Все чаще компьютерные услуги и службы хранения данных предоставляются из облака – из общих средств доступа к телекоммуникационным сетям.

---

1. Компьютерное программное обеспечение

Компьютерное программное обеспечение делится на два основных класса: системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение. Основным системным программным обеспечением является операционная система. Она управляет аппаратным обеспечением, файлами данных и программ и другими системными ресурсами и предоставляет пользователю средства для управления компьютером, как правило, через графический интерфейс пользователя [3].

Прикладное программное обеспечение представляет собой программы, предназначенные для решения конкретных задач для пользователей. Приложения для смартфонов стали обычным способом доступа физических лиц к информационным системам. Другие примеры включают в себя наборы приложений общего назначения с их электронными таблицами и программами для обработки текстов, а также «вертикальные» приложения, которые обслуживают определенный отраслевой сегмент – например, приложение, которое планирует, маршрутизирует и отслеживает доставку пакетов для фирмы доставки. Более крупные фирмы используют лицензионные приложения, разработанные и поддерживаемые специализированными компаниями-разработчиками программного обеспечения, настраивая их в соответствии с их конкретными потребностями.

Компании также могут использовать приложения, предоставляемые в виде программного обеспечения как услуги (SaaS) из облака через Интернет. Проприетарное программное обеспечение, доступное и поддерживаемое его поставщиками, выбирают не всегда, поскольку существует программное обеспечение с открытым исходным кодом, доступное в Интернете для бесплатного использования и модификации по лицензии, которая защищает его доступность в будущем [1-3].

1. Телекоммуникации

Телекоммуникации используются для соединения компьютерных систем, портативных и носимых устройств, а также для передачи информации. Соединения устанавливаются через проводной или беспроводной интерфейс.

Проводные технологии включают в себя коаксиальный кабель и оптоволокно. Беспроводные технологии основаны преимущественно на передаче микроволн и радиоволн. Распространенные информационные системы возникли с вычислительными устройствами, встроенными во многие различные физические объекты. Например [2], датчики, такие как устройства радиочастотной идентификации (RFID), могут быть присоединены к продуктам, движущимся по цепочке поставок, чтобы обеспечить возможность отслеживания их местоположения и мониторинга их состояния. Беспроводные сенсорные сети, интегрированные в Интернет, могут генерировать огромные объемы данных, которые можно использовать для поиска более высокой производительности или для мониторинга среды. Возможны различные конфигурации компьютерных сетей, в зависимости от потребностей организации. Локальные сети объединяют компьютеры в определенном месте, например в офисном здании. Городские сети охватывают ограниченную густонаселенную территорию и являются электронной инфраструктурой «умных городов». Глобальные сети соединяют широко распределенные центры обработки данных, часто управляемые различными организациями. Одноранговые сети без централизованного управления обеспечивают широкий обмен контентом. Интернет объединяет миллиарды компьютеров, расположенных по всему миру [2,3].

---

Через сеть пользователи получают доступ к информационным ресурсам – базам данных, другим лицам – коллегам, клиентам, друзьям или людям, которые разделяют их профессиональные или частные интересы.

Услуги Интернет могут предоставляться внутри организации и для ее эксклюзивного использования различными интрасетями, доступными через браузер; например, интрасеть может быть развернута как портал доступа к общей базе корпоративных документов. Для частной и безопасной связи с деловыми партнерами через Интернет создаются виртуальные частные сети (VPN) на основе шифрования сообщений.

В коммуникациях применяется «Интернет вещей», поскольку датчики и исполнительные механизмы широко распространены в физической среде и предоставляют данные, такие как кислотность почвы, скорость вождения транспортного средства или индивидуальное кровяное давление. Доступность такой информации позволяет быстро реагировать при необходимости, а также принимать устойчивые решения на основе обработки накопленных массивов данных [1,2].

Обширная сетевая инфраструктура поддерживает растущий переход к облачным вычислениям, ресурсы информационных систем распределяются между несколькими компаниями, что приводит к повышению эффективности использования и свободе в локализации центров обработки данных. Программно-определяемые сети обеспечивают гибкое управление телекоммуникационными сетями с помощью алгоритмов, которые реагируют на запросы в реальном времени и доступность ресурсов [3].

1. База данных

Многие информационные системы являются в первую очередь средствами доставки данных, хранящихся в базах данных. База данных – это совокупность взаимосвязанных данных, организованных таким образом, что отдельные записи или группы записей могут быть получены в соответствии с различными критериями. Типичные примеры баз данных включают записи о сотрудниках и каталоги продукции.

Базы данных поддерживают операции и функции управления предприятием. Хранилища данных содержат архивные данные, собранные с течением времени, которые могут быть извлечены с целью разработки и сбыта новых продуктов, лучшего обслуживания существующих клиентов или охвата потенциальных новых клиентов. Любой, кто когда-либо покупал что-либо с помощью кредитной карты – лично, по почте или через Интернет – включается в такие базы данных [1,3].

Сбор и обработка количественных или структурированных данных, а также текстовых данных, часто собираемых в Интернете, превратились в широкую инициативу, известную как «большие данные». Много преимуществ могут возникнуть в результате решений, основанных на фактах, отраженных в больших данных. Например, экономия ресурсов в результате избежания потерь и рекомендации новых продуктов (книги, фильмы и др.), основанные на интересах пользователя.

---

1. Человеческие ресурсы и процедуры.

Квалифицированные люди являются жизненно важным компонентом любой информационной системы. Технический персонал включает менеджеров по разработке и эксплуатации, бизнес-аналитиков, системных аналитиков и дизайнеров, администраторов баз данных, программистов, специалистов по компьютерной безопасности и операторов компьютеров. Кроме того, все работники в организации должны быть обучены максимально полно использовать возможности информационных систем [2,3].

Процедуры использования, эксплуатации и обслуживания информационной системы являются частью ее документации. Например, необходимо установить процедуры для запуска программы начисления заработной платы, в том числе, когда ее запускать, кто уполномочен ее запускать и кто имеет доступ к выходным данным. В рамках инициативы автономных вычислений центры обработки данных все чаще запускаются автоматически, а процедуры встроены в программное обеспечение, управляющее этими центрами.

Взаимосвязи компонентов информационной системы показаны на рисунке 1 [3].

Рисунок 1. Компоненты информационной системы

1.2 Характеристики и особенности объектно-ориентированного проектирования

В объектно-ориентированном подходе основное внимание уделяется отражению структуры и поведения информационных систем в небольших модулях, объединяющих как данные, так и процессы. Основная цель объектно-ориентированного проектирования – повысить качество и производительность системного анализа и проектирования, сделав его более удобным для использования. К основным элементам объектно-ориентированных систем относятся [1,4]:

Объекты – это то, что существует в проблемной области и может быть идентифицировано по данным или поведению. Все материальные объекты (менеджер, клиент) и некоторые нематериальные объекты (счет в банке) представляют как объекты.

Объектами являются люди, места или вещи, которые имеют отношение к анализируемой системе. Объектно-ориентированные системы описывают сущности как объекты. Типичными объектами могут быть клиенты, товары, заказы и т. д. Объектами также могут быть графические интерфейсы или текстовые области на дисплее. Объекты, как правило, являются частью группы похожих предметов, называемых классами.

---