ОК-6 - владение широкой общей подготовкой (базовыми знаниями) для решения практических задач в области информационных систем и технологий.
ОК-7 - умение критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить пути и выбрать средства развития достоинств и устранения недостатков.
ОК-8 - осознание значения гуманистических ценностей для сохранения и развития современной цивилизации; готовность принять нравственные обязанности по отношению к окружающей природе, обществу, другим людям и самому себе.
ОК-9 - знание свои прав и обязанностей как гражданина своей страны; использование действующего законодательства, другие правовые документы в своей деятельности; демонстрация готовности и стремления к совершенствованию и развитию общества на принципах гуманизма, свободы и демократии.
ОК-10 - готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.
ОК-11 - способность к письменной, устной и электронной коммуникации на государственном языке и необходимое знание иностранного языка (хороший английский язык).
ОК-12 - владение основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий.
ОК-13 - владеет средствами самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания и укрепления здоровья, готов к достижению должного уровня физической подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности.
1.3 Обоснование класса проектируемой системы
Разработанная система относится к классу автоматизированных информационных систем, так как она позволяет:
- Вести справочники;
- Вести мониторинг успеваемости, компетенций и знаний студентов;
- Формировать отчеты.
1.4 Цели проектирования
Разработка автоматизированной информационной системы, которая реализует:
1) ведение справочной информации:
- предметов;
- оценок;
- студентов;
- групп;
- семестров.
2) ввод и редактирования исходных данных:
- предметов;
- ФГОСов
- компетенций;
3) авторизация пользователя, определение его прав и настройка интерфейса;
4) вывод отчета об успеваемости, компетентности и знаниям студентов по группам, семестру и каждому студенту в целом.
1.5 Используемые средства разработки
1.5.1 Краткое описание методологии UML
Унифицированный язык моделирования (UML) является стандартным инструментом для создания "чертежей" программного обеспечения. С помощью UML можно визуализировать, специфицировать, конструировать и документировать артефакты программных систем [5].
UML подходит для моделирования любых систем: от информационных систем масштаба предприятия до распределенных Web-приложений и даже встроенных систем реального времени. Это очень выразительный язык, позволяющий рассмотреть систему со всех точек зрения, имеющих отношение к ее разработке и последующему развертыванию. Несмотря на обилие выразительных возможностей, этот язык прост для понимания и использования. Изучение UML удобнее всего начать с его концептуальной модели, которая включает в себя три основных элемента: базовые строительные блоки, правила, определяющие, как эти блоки могут сочетаться между собой, и некоторые общие механизмы языка.
Несмотря на свои достоинства, UML - это всего лишь язык; он является одной из составляющих процесса разработки программного обеспечения, и не более того. Хотя UML не зависит от моделируемой реальности, лучше всего применять его, когда процесс моделирования основан на рассмотрении прецедентов использования, является итеративным и пошаговым, а сама система имеет четко выраженную архитектуру.
UML предназначен для описания, визуализации и документирования объектно-ориентированных систем и бизнес-процессов с ориентацией на их последующую реализацию в виде программного обеспечения.
1.6 Разработка модели анализа
При использовании методологии UML для создания программного и информационного обеспечения, необходимо построить набор взаимосвязанных моделей, отражающих статические и динамические свойства будущей системы:
- модель вариантов использования;
- модель анализа;
- модель проектирования;
- модель развертывания;
- модель реализации.
Модель анализа включает в себя диаграммы обобщенных классов реализации вариантов использования на логическом уровне, соответствующие диаграммы последовательностей и/или диаграммы кооперации и является эскизной проработкой того, как будут реализованы варианты использования на логическом уровне. Она строится на этапе разработки концепции информационной системы.
1.6.1 Диаграмма вариантов использования
Диаграмма вариантов использования описывает функциональное назначение системы. Проектируемая система представляется в виде множества сущностей и актантов взаимодействие которых с системой отображается в виде взаимосвязанных вариантов использования.
Диаграмма вариантов использования разрабатываемой системы представлена на рисунке 1. Система содержит 3 актанта: преподаватель, заведующий кафедрой и секретарь. Каждый может войти в систему. У преподавателя есть возможность вводить и редактировать информацию. Заведующий кафедрой может формировать отчеты. Секретарь обладает правами вести справочную информацию: добавлять, редактировать и удалять сведения справочников, а так же формировать отчеты в табличном и графическом стиле как и заведующий кафедры.
Рисунок 1- Диаграмма вариантов использования
1.6.2 Сценарии вариантов использования
Сценарий - текстовое описание последовательности действий, необходимых для выполнения экземпляра варианта использования. Сценарий пишется по определённому шаблону. При создании сценариев тщательно прорабатывается интерфейс системы, и учитываются отношения между вариантами использования. Для абстрактных вариантов использования, являющихся обобщениями конкретных вариантов, сценарии обычно не пишут. Сценарии вариантов использования для программного комплекса представлены ниже.
Вариант использования: Вход в систему.
Краткое описание: Дает возможность пользователю авторизоваться с последующей работой в системе.
Актант: Пользователь.
Предусловие: Компьютер пользователя включен, программа запущена. На экране - окно авторизации пользователя.
Основной поток событий:
1. В окне авторизации пользователь вводит свой логин и пароль.
2. Система проверяет по базе данных введенные данные и открывает главное окно приложения, настроенное на правах конкретного пользователя.
Вариант использования успешно завершен.
А1: Пользователь ввел неверные данные.
Раздел альтернатив:
А1: Пользователь ввел неверные данные.
А1.1. Система выдает сообщение «Вы ввели неверный логин/пароль. Повторите попытку.» с кнопкой «ок»
А1.2 Пользователь просматривает сообщение и нажимает кнопку «ок».
А3. Система закрывает сообщение и устанавливает курсор в неправильно заполненном поле.
Вариант использования: Ввод и редактирование предметов.
Актант: Секретарь.
Предусловия: Выполнен вариант использования «Вход в систему»
на экране - главное окно приложение настроенное на права секретаря.
Основной поток событий:
1. По двойному щелчку секретаря по кнопке «Справочники» система открывает форму со ссылками на списки групп, семестров, студентов и предметов, ФГОСов, с оценками и кнопками добавить, изменить и удалить.
2. Секретарь выбирает список предметов с оценками.
3. Нажимает кнопку «добавить».
4. Открывается окно добавления предметов.
5. Актант вписывает необходимый ему предмет.
Выбирает связи предмета с ФГОС и компетенциями (если есть таковые) и нажимает кнопку добавить.
А1: Операция изменения.
9. Секретарь выбирает Список предметов.
10. В нем, нажатием левой кнопки мыши он нажимает кнопку «Редактировать» напротив выбранного им предмета. Меняет связи с ФГОС и компетенциями (если есть таковые) и изменяет название предмета. Нажимает на кнопку изменить.
А2: Операция удаления.
11. Секретарь выбирает Список предметов.
12. В нем он выбирает нужный предмет и напротив предмета нажимает кнопку удалить
13. Программа спрашивает в новом окне «Действительно ли вы хотите удалить выбранный предмет» актант нажимает кнопку «ОК»
А3: Выход.
А3.1. Актант нажимает кнопку выход
1.6.3 Диаграммы классов
Класс - описание множества объектов, обладающих общими атрибутами, операциями, отношениями и поведением. Класс является результатом операции обобщения. Поэтому класс - всегда абстрактное понятие. Задание конкретных значений атрибутов и определяет экземпляр класса - объект, обладающий конкретным поведением. Объект может появляться во всех отношениях класса и всех его предков.
Класс имеет имя, списки атрибутов, операций или методов.
Операция - спецификация (описание) результата преобразования или запроса, которые должен выполнить вызываемый объект. Имеет имя и список параметров.
Метод - процедура, непосредственно реализующая операцию; у нее есть алгоритм и описание процедуры. Обычно метод задаётся на физическом уровне представления класса в модели проектирования, когда уже выбран алгоритм и способ его реализации.
Атрибуты класса - свойства или характеристики данного класса, которые могут принимать только одно значение из некоторого множества значений определенного типа.
Классы могут находиться между собой в различных отношениях (связях). Базовыми отношениями являются:
- отношения зависимости;
- отношения ассоциации;
- отношения обобщения;
- отношения реализации.
Классы по своей роли в системе делятся на группы:
- сущностные классы: объекты этих классов представляют собой блоки длительно хранимой информации, используемые для организации баз данных и знаний, файловых систем хранения данных различной логической структуры; в основном в этих классах развит атрибутный раздел, однако имеется небольшое число операций контроля ограничений целостности, как стандартных, так и специфичных для данной предметной области. Диаграмма сущностных классов представлена на рисунке 2.
- граничные классы: объекты этих классов реализуют интерфейсы системы с внешней средой и различными пользователями. Диаграмма граничных классов представлена на рисунке 3.
- классы управления: объекты этих классов являются активными, берущими на себя управление и организацию вычислительных процессов; чаще всего это стандартные компоненты операционных систем и систем управления базами данных (СУБД), таймеры, координаторы и т.п. Диаграмма классов управления представлена на рисунке 4.
- классы прикладной логики: объекты этих классов реализуют основную логику решения задач приложения; обычно это отдельные программные или аппаратные модули, осуществляющие сложные расчеты, решение оптимизационных задач и т.п.
Список таблиц с пояснением:
- Таблица семестр. В таблице семестр находится список всех семестров которые были с момента начала учета формирования знаний и компетенций студентов.
- Таблица группа. В таблице групп находится список всех групп студентов с момента запуска программы и начала учета формирований знаний и компетенций студентов.
- Таблица предмет. В таблице предметов находится список всех предметов которым обучаются студенты бакалавры с первого курса до конца обучения.
- Таблица студент. В таблице студентов находится список студентов с начала и до окончания обучения. С момента начала учета формирования знаний и компетенций студентов.
- Таблица компетенции. В таблице компетенций находится список всех компетенций студентов бакалавров с подробным описанием каждой компетенции.
- Таблица ФГОСы. В таблице ФГОСы находится список всех знаний студентов-бакалавров на все время обучения с момента начала учета формирования знаний и компетенций студентов.
Рисунок 2 - Диаграмма сущностных классов.
В диаграмме граничных классов указаны таблицы интерфейса пользователей и их возможности (права) работы с системой.
Рисунок 3 - Диаграмма граничных классов.
Рисунок 4 - Диаграмма классов управления
Диаграмма состояний (statechart diagram)
Диаграмма состояний описывает процесс изменения состояний одного или нескольких экземпляров классов, т.е. моделирует все возможные изменения в состоянии конкретного объекта, которые вызваны внешними воздействиями со стороны других объектов или извне. Диаграмма состояний представляет динамическое поведение сущностей на основе спецификации их реакции на восприятие некоторых конкретных событий. Главное назначения этой диаграммы - описать возможные последовательности состояний и переходов, которые в совокупности характеризуют поведение элемента модели в течении его жизненного цикла.