Проектирование информационной системы «Гостиница»

Содержание

Постановка задачи   21

Теоретическая часть   4

1.1Жизненный цикл процесса разработки ИС   4

1.2Модели жизненного цикла программного обеспечения ИС   7

2 Практическая часть   10

2.1 Применение структурного подхода к проектированию информационной системы (нотации Гейна/Сэрсона и Питера Чена)   10

Контекстная диаграмма DFD   10

Концептуальная модель данных   11

Диаграммы потоков данных   11

Диаграмма системных процессов   13

Диаграмма последовательности экранных форм   14

2.2 Применение объектно-ориентированного подхода к проектированию ИС (CASE-средство Rational Rose)   15

Диаграмма вариантов использования   15

Диаграммы взаимодействия (диаграмма последовательности и кооперативная диаграмма)   17

Диаграмма классов   19

Диаграмма деятельности   22

Заключение   24

Список литературы   25

Постановка задачи

В рамках данной курсовой работы нужно разработать информационную систему «Гостиница» с применением структурного подхода. Реализовать:Начальную контекстную диаграммуКонцептуальную модель данных Диаграмму потоков данных Диаграмму системных процессовДиаграмму последовательности экранных формС применением объектно-ориентированного подхода в среде Rational Rose создать: Диаграмму вариантов использованияДиаграмму взаимодействия (диаграмма последовательности и кооперативная диаграмма)Диаграмму классовДиаграмму деятельностиСистема должна хранить следующие данные:Запись в базе данных (Фамилия, имя, отчество, дата рождения, серия паспорта, номер паспорта, адрес регистрации, контактный телефон). База номеров (название категории, количество комнат, количество номеров, номер номера, наличие, стоимость). Бронирование номера (фамилия, номер номера, дата заезда, дата выезда). База услуг (спальное место, завтрак, обед, ужин, парковочное место, стоимость). Чек (забронированный номер, дополнительные услуги, сумма).ВведениеЧтобы быть востребованной каждая сфера жизни человека должна развиваться вместе с появлением современных технологий. Гостиница – не исключение. Предоставление качественного и быстрого обслуживания в сфере услуг – это одно из приоритетных направлений развития. Поэтому от того насколько грамотно и своевременно будет осуществлена эта услуга, зависит желание клиентов продолжать быть гостями заведения. Автоматизация процесса регистрации клиентов и обработки запросов на бронирование номеров повышает эффективность координации действий нескольких сотрудников, обеспечивая их общей платформой для взаимодействия, и дает каждому администратору доступ к полной информации о номерном фонде гостиницы.Целью курсовой работы является проектирование информационной системы гостиницы. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:Провести обзор методов и средств проектирования информационных систем;Изучить исследуемую предметную область;Реализовать контекстную диаграмму, концептуальную модель данных, диаграмму потоков данных, диаграмму системных процессов, диаграмму последовательности экранных форм.Создать диаграмму вариантов использования, диаграмму взаимодействия (диаграмма последовательности и кооперативная диаграмма), диаграмму классов, диаграмму деятельности.1 Теоретическая частьЖизненный цикл процесса разработки ИСИС проектируются, создаются, эксплуатируются и развиваются во времени. Это позволяет говорить о «жизненном цикле (ЖЦ) ИС, охватывающем все стадии и этапы ее появления, существования и развития, от возникновения потребности в ИС до полного прекращения ее использования вследствие морального старения или потери необходимости в решении соответствующего класса задач» [3].ИС — это сложные технические системы, затратные по времени, человеческим, материальным, финансовым ресурсам, то, во избежание существенных потерь, невозможности сдачи проекта в установленные сроки, к их разработке следует подходить с позиций системного анализа и учета всех потребностей и особенностей данного процесса. В связи с этим появилось понятие модели жизненного цикла. В процессе развития информационно-вычислительных и коммуникационных возможностей, исходя из накопленного опыта и достигнутых научно-технологических обоснований, модели жизненного цикла ИС совершенствовались. Жизненный цикл приложения представлен на рисунке 1.Рисунок 1. – Жизненный цикл приложенияУчитывая важность процессов разработки ИС, а также тот факт, что стандарты ЕСПД (см 1.1.3) не отражали всех процессов и особенностей проектирования больших систем обработки информации в новых условиях, в нашей стране с 1 января 1992 года был введен в действие ГОСТ 34.601-90.Стандарт ГОСТ 34.601-90 ориентирован на реализацию каскадной модели жизненного цикла. В обоснованных случаях он допускает исключение стадии «Эскизный проект» и отдельных этапов из других стадий. Стадии «Технический проект» и «Рабочая документация» можно объединить в стадию «Техно-рабочий проект». Все изменения должны быть предварительно согласованы и отмечены в ТЗ [3, 4, 5].Средства проектирования информационных систем – это комплекс инструментальных средств, обеспечивающих в рамках выбранной методологии проектирования поддержку полного жизненного цикла ИС. Средства проектирования информационных систем включают в себя: планирование, анализ, проектирование, реализацию, внедрение и эксплуатацию [1]. Каждый этап характеризуется определёнными задачами и методами решения, полученными на предыдущем этапе. Стадии и этапы создания ИС, выполняемые организациями-участниками, прописываются в договорах и технических заданиях на выполнение работ:Стадия 1. Формирование требований к ИС.На начальной стадии проектирования выделяют следующие этапы работ: обследование объекта и обоснование необходимости создания ИС; формирование требований пользователей к ИС; оформление отчета о выполненной работе и тактико-технического задания на разработку.Стадия 2. Разработка концепции ИС.изучение объекта автоматизации; проведение необходимых научно-исследовательских работ;разработка вариантов концепции ИС, удовлетворяющих требованиям пользователей; оформление отчета и утверждение концепции.Стадия 3. Техническое задание.разработка и утверждение технического задания на создание ИС.Стадия 4. Эскизный проект.разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям; разработка эскизной документации на ИС и ее части.Стадия 5. Технический проект.разработка проектных решений по системе и ее частям; разработка документации на ИС и ее части; разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий; разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта.Стадия 6. Рабочая документация.разработка рабочей документации на ИС и ее части; разработка и адаптация программ.Стадия 7. Ввод в действие.подготовка объекта автоматизации; подготовка персонала; комплектация ИС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами); строительно-монтажные работы; пусконаладочные работы; проведение предварительных испытаний; проведение опытной эксплуатации; проведение приемочных испытаний.Стадия 8. Сопровождение ИС.выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами;послегарантийное обслуживание.Модели жизненного цикла программного обеспечения ИСПроцесс описания ИС может проводиться с помощью структурных или объектно-ориентированных методологий построения функциональной модели. Среди структурных одной из наиболее популярных считается IDEF0. Среди объектно-ориентированных – UML.Постоянное усложнение производственно-технических и организационно-экономических систем - фирм, предприятий, производств и других субъектов производственно-хозяйственной деятельности - и необходимость их анализа с целью совершенствования функционирования и повышения эффективности обусловливают необходимость применения специальных средств описания и анализа таких систем. Эта проблема приобретает особую актуальность в связи с появлением интегрированных компьютеризированных производств и автоматизированных предприятий [3]. Основные этапы разработки ИС представлены в таблице 1.Таблица 1 – Основные этапы разработки ИСЭтапМетоды решения, характеристикиРазработка концептуальной модели ИССтруктурно-функциональное и/или объектно-ориентированное моделированиеРазработка логической модели ИСИнформационное моделирование (диаграмма «сущность-связь»)Разработка физической модели и программного обеспечения ИСРеализация объектов логической модели, разработка программного кодаТестирование и отладка ИСКорректировка программного обеспеченияЭксплуатация ИСПоддержка ИС после ввода в эксплуатациюПроектирование системы на всех этапах разработки должно быть привязано к процессу (технологическому, бизнес-процессу), особенно на этапе разработки концептуальной модели. Соотношение между различными этапами разработки и методами проектирования ИС представлено на рисунке 2. Рисунок 2. – Этапы и методы проектирования ИСDFDМоделирование потоков данных (DFD), часто используемое при разработке программного обеспечения, сосредоточено вокруг потоков данных, передающихся между различными операциями, включая их хранение, для достижения максимальной доступности и минимального времени ответа. Такое моделирование позволяет рассмотреть конкретный процесс, проанализировать операции, из которых он состоит, а также точки принятия решений, влияющих на его ход.UMLОбсуждаемый предмет обозначается идентификатором UML, который является аббревиатурой полного названия Unified Modeling Language. Правильный перевод этого названия на русский язык — унифицированный язык моделирования. Таким образом, обсуждаемый предмет характеризуется тремя словами, каждое из которых является точным термином.Давно замечено, что приложение за время жизни претерпевает многочисленные изменения своей формы, зависящие от состояния процесса разработки и эксплуатации приложения. Обычно совокупность и последовательность этих изменений называется жизненный цикл. В разных парадигмах и технологиях программирования понятие жизненного цикла определяется и трактуется немного по-разному, но в общем близко к схеме, представленной на рисунке 2. Важно подчеркнуть, что за время своей жизни программа проходит метаморфозы, как правило, несколько раз, т.е. это именно цикл, причем не один, а несколько [4].2 Практическая часть2.1 Применение структурного подхода к проектированию информационной системы (нотации Гейна/Сэрсона и Питера Чена)Контекстная диаграмма DFDПостроим начальную контекстную диаграмму потоков данных в нотации Гейна - Сэрсона. Нарисуем нулевой процесс и присвоим ему имя системы (ИС «Гостиница»). Внешними сущностями ИС гостиницы будут являются: Клиент и Администратор. Нарисуем внешние сущности и соединим их с нулевым процессом посредством потоков данных. Контекстная диаграмма представлена на рис. 3.Рисунок 3. – Контекстная диаграмма в нотации Гейна - СэрсонаКонцептуальная модель данныхВыделим и нарисуем сущности для каждого класса объектов данных в деятельности гостиницы. Рассмотрим каждую возможную пару сущностей и установим существование связи между ними. Нарисуем диаграмму «сущность-связь». Присвоим им наименование каждой связи и зададим ее характеристики. Концептуальная модель данных представлена на рис. 4.Рисунок 4. – Концептуальная модель данныхДиаграммы потоков данныхОсновными функциями проектируемой ИС «Гостиница» являются:Регистрация клиентаПоиск номера для брониБронирование номераВыбор дополнительных услугОплата номера и дополнительных услугПользователем данной ИС будет администратор стойки ресепшена гостиницы. Рисунок 5. – Функционал ИС «Гостиница»Декомпозируем начальную контекстную диаграмму (Рис. 3). Результаты представлен на рисунке 6.Рисунок 6. – Диаграмма потоков данныхИз диаграммы видно, что в ИС «Гостиница» включает в себя 6 хранилищ данных:База клиентов - содержит сведения о всех зарегистрированных клиентах в системе.База сотрудников - содержит сведения о всех сотрудника, которые работают с системой.База номеров - содержит сведения о номерном фонде гостиницы.База брони - содержит сведения о всех забронированных номерах.База услуг - содержит сведения о всех дополнительных услугах, которые может предоставить гостиница.База оплат - содержит сведения о всех оплатах клиентов, проведенных через систему платежей, встроенную в ИС.Диаграмма системных процессовНа диаграмме системных процессов нулевого уровня вместо отдельных процессов введены процессы - компьютеры. Внешние сущности на контекстной диаграмме заменяются или дополняются техническими устройствами (рабочими станциями). Процессы на диаграмме нулевого уровня заменяются соответствующими процессами - обрабатывающими устройствами (процессорами могут быть, как и технические устройства - настольные компьютеры конечных пользователей, рабочие станции, серверы баз данных, так и программные средства). Для реализации проектируемой системы был выбран вариант «клиент-серверной» архитектуры, так как она отвечает всем необходимым условиям. Клиент-серверная архитектура позволит распределить нагрузку на сеть, объединить рабочие места пользователей в локальную сеть, все пользователи будут использовать централизованное хранилище данных, что позволит избежать устаревания и неточности информации. Диаграмма системных процессов ИС «Гостиница» представлена на рисунке 7. Рисунок 7. – Диаграмма системных процессовДиаграмма последовательности экранных формПредставим абстрактную модель пользовательского интерфейса ИС «Гостиница», которая отражает последовательность появления экранных форм в программе.Построение этой диаграммы выполняется следующим образом:1. На диаграмме потоков данных выбираются интерактивные процессы нижнего уровня. Интерактивные процессы нуждаются в пользовательском интерфейсе, поэтому можно определить экранную форму для каждого процесса.2. Построение диаграммы начинается с формы в виде прямоугольника для каждого интерактивного процесса на нижнем уровне диаграммы.3. Определяется структура меню по функциональным признакам или в зависимости от принадлежности к определенным объектам.4. Формы с функциями изображаются над формами, соответствующими интерактивным процессам, и соединяются с ними. В нашем случае каждая функция связана с последующим открытием соответствующей страницы.Администратор вводит личные данные клиента в форму «Регистрация гостей». После сохранения данных система создает страницу нового клиента со всеми его данными.Администратор в фильтрах поиска номера выставляет нужные параметры – пожелания клиента, например, категорию номера: «Эконом», «Премиум» или «Люкс». И система выдает пользователю выборку с результатом поиска. Затем администратор может перейти на страницу номера.На странице номера администратор может забронировать выбранный номер, перейдя на форму «Бронирование номера» пользователь добавляет уже зарегистрированного в системе ФИО клиента в бронь, заполняет срок проживания гостя и сохраняет данную бронь.Если клиент хочет заказать дополнительные услуги гостиницы (дополнительное спальное место, завтрак, обед, ужин, парковочное место), то администратор в фильтре выбора услуг выбирает нужную и переходит на страницу услуг и информирует гостя об условиях оказания данной услуги.После бронирования номера администратор создает новую оплату, в которой выбирает нужную бронь, клиента, доп. услуги и сохраняет данную форму. После чего автоматически формируется счет на оплату для клиента. После того как клиент оплатит счет, он получит чек об оплате.На рисунке 8 изображена диаграмма последовательности экранных форм.Рисунок 8. – Диаграмма последовательности экранных форм2.2 Применение объектно-ориентированного подхода к проектированию ИС (CASE-средство Rational Rose)Диаграмма вариантов использованияДиаграмма вариантов использования описывает функциональное назначение системы. Она является исходным концептуальным представлением или концептуальной моделью системы в процессе ее проектирования и разработки.Суть данной диаграммы состоит в следующем: проектируемая система представляется в виде множества так называемых прецедентов, предоставляемых системой множеству актеров или сущностей, взаимодействующих с системой. При этом актером (Actor) или действующим лицом называется любая сущность, взаимодействующая с системой извне. Это может быть человек, техническое устройство, программа или любая другая система, которая может служить источником воздействия на моделируемую систему так, как определит сам разработчик. В свою очередь, прецедент (UseCase) служит для описания сервисов, которые система предоставляет актеру. Другими словами, каждый вариант использования определяет некоторый набор действий, совершаемый системой при диалоге с актером.Прецеденты определяют функциональные возможности. Каждый из них представляет определенный способ использования. Таким образом, каждый прецедент соответствует последовательности действий для того, чтобы клиент мог получить определенный результат. На рисунке 9 изображена диаграмма вариантов использования для осуществления гостиничной деятельности.Рисунок 9. – Диаграмма вариантов использованияДиаграммы взаимодействия (диаграмма последовательности и кооперативная диаграмма)Диаграмма последовательности  – диаграмма, на которой для некоторого набора объектов на единой временной оси показан жизненный цикл какого-либо определённого объекта и взаимодействие актёров (действующих лиц) ИС в рамках какого-либо определённого прецедента (отправка запросов и получение ответов). Основными элементами диаграммы последовательности являются обозначения объектов (прямоугольники с названиями объектов), вертикальные «линии жизни», отображающие течение времени, прямоугольники, отражающие деятельность объекта или исполнение им определенной функции (прямоугольники на пунктирной «линии жизни»), и стрелки, показывающие обмен сигналами или сообщениями между объектами. На данной диаграмме объекты располагаются слева направо.Диаграмма последовательности представлена на рисунке 10.Рисунок 10. – Диаграмма последовательностиРисунок 11. – Кооперативная диаграммаДиаграмма классовДиаграмма классов позволяет создавать логическое представление системы, на основе которого создается исходный код описанных классов. Этот тип диаграмм может отражать, в частности, различные взаимосвязи между отдельными сущностями предметной области, такими как объекты и подсистемы, а также описывает их внутреннюю структуру и типы отношений. На данной диаграмме не указывается информация о временных аспектах функционирования системы. С этой точки зрения диаграмма классов является дальнейшим развитием концептуальной модели проектируемой системы.Когда говорят о данной диаграмме, имеют в виду статическую структурную модель проектируемой системы. Поэтому диаграмму классов принято считать графическим представленном таких структурных взаимосвязей логической модели системы, которые не зависят от времени.Диаграмма классов представлена на рисунке 12.При исследовании предметной области для проектирования были выделены шесть сущностей и атрибуты к ним, которые представлены в таблице 2.Таблица 2 – Сущности и принадлежащие им атрибутыТип сущностиАтрибутСотрудникКод сотрудникаФамилияИмяОтчествоДолжностьКлиентКод клиентаФамилияИмяОтчествоДата рожденияСерия паспортаНомер паспортаАдрес регистрацииТелефонНомерКод номераНазвание категорииКоличество комнатКоличество номеровНаличие номераСтоимостьБронь номераКод брониКод клиентаКод номераКод сотрудникаДата заездаДата выездаУслугаКод услугиНазвание услуги (спальное место, завтрак, обед, ужин, парковочное место)СтоимостьОплатаКод оплатыКод брониКод услугиСуммаРисунок 11. – Диаграмма классовДиаграмма деятельностиДиаграмма деятельности описывает возможные последовательности состояний и переходов, которые в совокупности характеризуют поведение элемента модели в течение его жизненного цикла. Диаграмма деятельности представляет динамическое поведение сущностей, на основе спецификации их реакции на восприятие некоторых конкретных событий.Диаграмма деятельности представлена на рисунке 13.Рисунок 13. – Диаграмма деятельностиЗаключениеРазработана информационная система гостиницы и решены следующие задачи:Проведен обзор методов и средств проектирования информационных систем, в котором показан структурный и объектно-ориентированный подход моделирования систем.Изучена исследуемая предметная область.Реализованы: контекстная диаграмма, концептуальная модель данных, диаграмма потоков данных, диаграмма системных процессов, диаграмма последовательности экранных форм.Созданы: диаграмма вариантов использования, диаграмма взаимодействия (диаграмма последовательности и кооперативная диаграмма), диаграмма классов, диаграмма деятельности.Список литературыКозленко Л. Проектирование информационных систем. / Л. Козленко.Рамбо Д., Блаха М. UML 2.0. Объектно-ориентированное моделирование и разработка. М.: Изд-во Питер, 2007. – 544 с.Федоров Ю. Н. Справочник инженера по АСУТП: проектирование и разработка. М.: Изд-во Инфра-Инженерия, 2008 г. – 928 с.Гамма Э., Хелм Р. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. М.: Изд-во Питер, 2016. – 366 с. Радченко М.Г., Хрусталева Е.Ю. 1C: Предприятие 8.3. Практическое пособие разработчика. Примеры и типовые приемы., 2016. – 517 с.Национальный открытый институт ИНТУИТ http://www.intuit.ru/studies/courses/1178/330/info.Ларман К. Применение UML 2.0 и шаблонов проектирования. Введение в объектно-ориентированный анализ, проектирование и итеративную разработку., 2015. – 736 с.Арлоу Д., Нейштадт А. UML 2 и Унифицированный процесс. Практический объектно-ориентированный анализ и проектирование, 2015. – 624 с.Леоненков А.В. Нотация и семантика языка UML (2-е изд.) 2016. – 205 с. Семенцов А. - Управление бизнес-процессами по-человечески – 2018 г.