Projektowanie Systemów Informacyjnych Wykład I Wprowadzenie Opracowano na podstawie: Podstawowy Wykład z Systemów Baz Danych, J.D.Ullman, J.Widom Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 1
Przetwarzanie danych Przetwarzanie danych to proces, w którym dane wejściowe zostają przekształcone w dane wyjściowe za pomocą odpowiednich algorytmów przetwarzania, czyli ściśle określonych schematów postępowania. Opis, podany przez algorytm przetwarzania, zawiera charakterystykę danych wejściowych, określenie reguł przetwarzania i charakterystykę danych wyjściowych. Proces przetwarzania danych to uporządkowany przestrzennie ciąg działań (operacji), przekształcających dane; przebiega w kilku etapach. Fazy procesu przetwarzania: 1) generowanie danych źródłowych; 2) zbieranie i gromadzenie (archiwizowanie) danych; 3) wykonywanie operacji logicznych i arytmetycznych; 4) emitowanie danych wynikowych. Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 2
Czym jest system informacyjny? System informacyjny to uporządkowany układ odpowiednich elementów, charakteryzujących się pewnymi właściwościami i połączonych wzajemnie określonymi relacjami. Zasoby systemu informacyjnego zapewniające jego funkcjonowanie: ludzkie - potencjał wiedzy ukierunkowany na rozwiązywanie problemów systemu; użytkownicy pełniący role nadawców i odbiorców oraz adresaci technologii informacyjnych; informacyjne - zbiory danych przeznaczone do przetwarzania (bazy danych, metod, modeli, wiedzy); proceduralne - algorytmy, procedury, oprogramowanie; techniczne -sprzęt komputerowy, sieci telekomunikacyjne, nośniki danych. Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 3
Elementy systemu inform. nadawcy i odbiorcy informacji fizyczne (ludzie i systemy komputerowe), organizacyjne (komórki obiektu gospodarczego) i prawne (obiekty jako jednostki formalne, traktowane jako wyodrębnione całości) podmioty informacyjne uczestniczące w przekazie i wymianie informacji; zbiory informacji - zestawy wiadomości o charakterze ekonomicznym (w różnej postaci) generowane przez nadawców w określonym porządku przestrzennym i czasowym; dzielimy je: ze względu na miejsce w procesie przetworzenia na: wejściowe, wewnętrzne, wyjściowe; ze względu na stopień przetworzenia na: źródłowe, pośrednie, wynikowe; ze względu na typ (formę) na: liczbowe, tekstowe, multimedialne; ze względu na opis zjawiska na: identyfikujące, kwantyfikujące; ze względu na poziom zmienności na: stałe, względnie stałe, zmienne; Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 4
Elementy systemu inform. kanały informacyjne - sformalizowane i nie sformalizowane drogi (trasy) przepływów informacyjnych, stanowiących ewidencyjne lub informacyjne odwzorowanie przepływów zasileniowych (rzeczowych i finansowych) w obrębie obiektu gospodarczego; określają nadawców i odbiorców informacji, miejsca przetwarzania oraz ramy czasowe; metody i techniki przetwarzania informacji - zalgorytmizowane procedury automatycznej (systemy informatyczne) i nieautomatycznej (systemy tradycyjne) obróbki zbiorów informacji. Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 5
Struktura systemu inform. funkcjonalna - zbiór zadań i celów systemu oraz ich wzajemnych współzależności; wiąże ona bezpośrednio system informacyjny z wytwórczymi i zarządczymi funkcjami obiektu gospodarczego; struktura ta jest nadrzędna w stosunku do pozostałych struktur, można ją rozpatrywać w przekroju struktury organizacyjnej lub przekroju struktury procesów gospodarczych; wieloprzekrojowe ujęcie struktury funkcjonalnej pozwala zaprezentować system kompleksowo i obiektywnie z punktu widzenia celów systemów wytwarzania i zarządzania; informacyjna -składa się z zasobów informacyjnych (zbiory danych wraz z algorytmami ich przetwarzania) i zbioru metainformacji (zbiór informacji o zasobach systemu - katalog systemu); struktura informacyjna systemu jest ściśle powiązana z jego strukturą funkcjonalną (realizacja każdej funkcji i zadania angażuje określone elementy struktury informacyjnej); Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 6
Struktura systemu inform. techniczna - utworzona z zastosowanych w przetwarzaniu środków technicznych; prawidłowa struktura techniczna powinna być zgodna ze strukturą funkcjonalną i informacyjną systemu (tzn. ma zapewniać swobodną realizację funkcji i obsługiwać zbiory danych); przestrzenna - rozmieszczenie obiektów systemu określonego w trzech poprzednich strukturach; konstrukcyjno-technologiczna - istota konstrukcji systemu i stosowanej w nim technologii przetwarzania danych. Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 7
Rola systemu inform. gromadzenie informacji -jej istotą jest zbieranie, rejestrowanie i ewidencjonowanie danych i komunikatów gospodarczych, czyli informacyjne zasilanie obiektu i jego poszczególnych komórek organizacyjnych; w czasie gromadzenia dane i ich zbiory podlegają operacjom pomocniczym; przetwarzanie informacji - wykonywanie na nich typowych operacji arytmetycznych i logicznych; z danych źródłowych uzyskuje się w wyniku ich przetworzenia informacje wynikowe żądane przez odbiorców; przechowywanie informacji - polega na zapisaniu danych na trwałych nośnikach w postaci i formie umożliwiających ich łatwe wykorzystanie w kolejnych procesach; przechowywane (zwłaszcza archiwowane) informacje podlegają operacją dodatkowym takim jak kompresja; Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 8
Rola systemu inform. prezentowanie informacji - polega na dostarczeniu odbiorcom niezbędnych informacji wynikowych o następujących cechach: rzetelność - informacje muszą wiernie opisywać operacje i stany; selektywność - informacje powinny być dobrane pod kątem charakterystyk opisywanego problemu czy stosowanej metody; adresowalność - zakres przedmiotowy, dokładność i aktualność informacji muszą być dostosowane do indywidualnych potrzeb określonego odbiorcy, wyznaczanych przez charakter wykonywanych przez niego działań; odpowiedniość - zgodność z konkretnym zapotrzebowaniem na informacje; terminowość - dostarczanie informacji we właściwym czasie; wymagana postać - sposób prezentacji, szczegółowość i rodzaj nośnika zgodny z wymaganiami odbiorcy; Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 9
Rola systemu inform. przesyłanie informacji wewnątrz-obiektowe oraz zewnętrzne (komunikacja z otoczeniem) procesy informacyjno-komunikacyjne; przesyłanie wiąże się z takimi operacjami pomocniczymi jak: porządkowanie i kompletowanie, konwersja do postaci i/lub nośnika, kompresja, szyfrowanie. Podstawowym zadaniem systemu informacyjnego jest dostarczanie użytkownikom informacji umożliwiających im podejmowanie i wprowadzanie w życie decyzji regulujących funkcjonowanie. Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 10
Organizacja systemów Generacja systemów (poziom wspomagania użytkowników przez system): a) transakcyjne (ewidencyjno-sprawozdawcze); b) informowania (informacyjno-decyzyjne); c) wspomagania decyzyjnego (doradcze i ekspertowe). Poziom kompleksowości systemu: a) proste - nie obsługują całego zakresu tematycznego; b) kompleksowe Stopień integracji systemów: zintegrowane -spełniające warunki integracji funkcjonalnej, informacyjnej i technologicznej; autonomiczne - nie zintegrowane. Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 11
Organizacja systemów Stopień uniwersalności systemów: systemy indywidualne - tworzone dla określonego użytkownika i uwzględniające jego wymagania; systemy powielarne -mają charakter rozwiązań uniwersalnych w ramach danej klasy zastosowań. Tryby pracy systemów: wsadowe - ich realizacja następuje w tle i nie wymaga dialogu z użytkownikiem; konwersacyjne - wymagają dialogu z użytkownikiem. Struktura przestrzenna systemu: system scentralizowany - zlokalizowany na zwartej przestrzeni; system rozproszony. Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 12
Czego oczekuje się od systemu informacyjnego? Zarządzania danymi w bazie danych, organizacja, porządkowanie i administracja Możliwości tworzenia zapytań (query) o dane, aktualizowania danych za pomocą języka zapytań (query language) lub języka manipulowania danymi Możliwości przechowywania dużej ilości danych (GB) przez dłuższy czas, chroniąc je przed przypadkowym, niepowołanym dostępem a także umożliwiając efektywny dostęp do danych za pomocą języka zapytań i operacji Sterowania jednoczesnym dostępem do danych przez wielu użytkowników z zapewnieniem bezkolizyjności oraz ochrony danych przed uszkodzeniem Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 13
Dlaczego baza danych stanowi dobry fundament systemu informacyjnego? Bezpieczeństwo zabezpieczenia dostępu niezawodność ograniczenia integralności możliwość scentralizowanego administrowania danymi przetwarzanie transakcyjne Wydajność wydajne przetwarzanie transakcji szybkie wyszukiwanie Wielodostęp Otwartość elastyczność dostępu do danych współdziałanie z różnymi źródłami danych Możliwości rozwoju skalowalność przenośność możliwości pracy rozproszonej Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 14
Etapy projektowania systemu Określenie wymagań systemu Analiza obszaru działania (modelowanie systemu) Projektowanie i programowanie Implementacja Projektowanie strukturalne specyfikacja funkcjonalna (diagram hierarchii funkcji DHF) model procesów i przepływu danych (diagram DFD) model danych (encje związki) (diagram związków encji ERD) współpraca z relacyjnymi bazami danych Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 15
Analiza środowiska Wywiad środowiskowy Określenie zapotrzebowania Identyfikacja głównych potrzeb i niedomagań obecnego systemu informacyjnego Nakreślenie głównych założeń nowego systemu Zaplanowanie poprawek i rozwiązań dla nowego systemu Wstępna analiza funkcji systemu oraz zapotrzebowania na informację Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 16
Diagram DHF (Diagram Hierarchii Funkcji) Reprezentuje układ hierarchiczny funkcji, które system będzie realizował w czasie pracy Zasada modelowania funkcji: pokazywać funkcje (co?), a nie mechanizmy (jak?) Funkcje pogrupowane są tematycznie Zasada dekompozycji - kompletność funkcjonalna - działanie funkcji nadrzędnej jest sumą działań funkcji podrzędnych Zawiera tylko funkcje systemu Funkcje są wyrażone za pomocą czynności Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 17
Funkcje elementarne Muszą być w całości wykonane lub w całości zaniechane Stanowią podstawę do projektowania modułów aplikacji Mogą być dalej dekomponowane dla lepszego udokumentowania Dla f. element. modeluje się użycie danych przez funkcje (modele macierzowe) Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 18
Metodyka tworzenia DHF Modelowanie "od góry" Konwencje: nazwy funkcji opisują ich działanie etykiety pokazują miejsce w drzewie Pożądane wymiary drzewa: klika na kilka Dekompozycja powinna doprowadzić do funkcji elementarnych Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 19
Przykład DHF (fragment) Internetowe Wspomaganie Nauczania Administrowanie Studentami Administrowanie materiałami dydaktycznymi Realizacja procesu dydaktycznego Rejestracja studentów Logowanie studentów Sporządzanie statystyk Sporządzanie statystyk Wprowadzanie materiałów Edycja materiałów Sporządzanie zestawień Klasyfikowanie materiałów Udostępnianie materiałów Raportowanie użycia mater. Tworzenie i edycja grup lab. Przydzielanie studentów Rejestrowanie obecności i ocen Sporządzanie testów Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 20
Diagram DFD (Diagram Przepływu Danych) Diagram przepływu danych jest narzędziem modelowania pozwalającym zobrazować system jako sieć procesów funkcyjnych, połączonych ze sobą potokami i zbiornikami danych Cele DFD: Specyfikacja czynności wykonywanych przedsiębiorstwie w powiązaniu z danymi Specyfikacja obiegu danych Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 21
Budowa DFD Składniki: procesy magazyny danych obiekty zewnętrzne przepływy danych Każdy diagram odpowiada jednej funkcji nadrzędnej z hierarchii dekompozycji Zasady dekompozycji: kompletność funkcjonalna -- jak w FHD równoważenie między poziomami -- przepływy z/do funkcji nadrzędnej muszą zostać dokładnie "rozwiązane" jako przeplywy z/do funkcji podrzędnych Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 22
Proces DFD Proces pokazuje fragment systemu przekształcający dane na wyniki Nazywane pojedynczym słowem lub frazą (jak funkcja DHF Co robi proces?) Różne notacje jajka mleko cukier Proszek do pieczenia Mieszaj ciasto ciasto Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 23
Przepływ DFD Przepływ służy do reprezentacji przenoszenia jednostek informacji lub pakietów informacji z jednego fragmentu systemu do innego Oznaczony jest nazwą informacji, która jest przekazywana Nazwa powinna być jednoznaczna i nie zawierać dwóch lub więcej informacji Numer wewnętrzny Numer telefonu Weryfikacja numeru telefonicznego Numer zewnętrzny Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 24
Magazyn danych DFD Magazyn danych służy do modelowania zbioru danych w bezruchu Często nazywany jest plikiem lub bazą danych (bez względu na fizyczną postać magazynu) Magazyny zwykło oznaczać się nazwami zgodnymi z przechowywaną w nich informacją faktura Fakturowanie Dane faktury Faktury Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 25
Terminator DFD Terminator reprezentuje obiekty zewnętrzne z którymi komunikuje się system pobierając lub emitując informację Terminatory znajdują się na zewnątrz systemu i łączą się z systemem za pomocą interfejsu Projektant nie może wpłynąć na sposób działania terminatora Żaden związek pomiędzy terminatorami nie jest istotny dla systemu Klient Dane osobowe Pobierz dane klienta Dane klienta Klient Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 26
Wskazówki dotyczące konstruowania DFD Nazwy znaczące dla elementów diagramów Numerowanie procesów Unikać nadmiernie złożonych DFD Brak sprzeczości logicznej Nieskończone studnie Nieskończone źródła Magazyny tylko do zapisu lub tylko do odczytu Nieetykietowane przepływy Żaden z poziomów nie powinien zawierać więcej niż 6-8 procesów Równoważenie diagramów Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 27
Przykład DFD kontekstowy Dane osobowe Dane konta studenta Student Wykonanie testu Materiały dyd. Student Wyniki testów Materiały edukacyjne Obecność Internetowe wspomaganie nauczania Raporty wyników naucz. Informacje od studentów Prowadzący zajęcia oceny Inf. o zajęciach Prowadzący zajęcia Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 28
Przykład DFD poziom 1 Dane osobowe Informacje od prowadzących Student Test zaliczeniowy Administrowanie studentami Wyniki testów Lista studentów Student Testy zaliczeniowe Prowadzący zajęcia Obecności Oceny Materiały dydaktyczne Informacje o zajęciach Sylabusy Realizacja procesu dydaktycznego Lista grup lab. Przydział materiałów do przedmiotów Raporty frekwencji Materiały dyd. Prowadzący zajęcia Administrowanie materiałami Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 29
Koniec Źródła: www.ekonom.pl Copyrights by Arkadiusz Rzucidło 30