Форма отчетности по лабораторной работе

Лабораторные работы по курсу «Информационные системы и технологии»

Лабораторная работа № 1 «Моделирование движения потоков данных на (название предприятия) по … (название бизнес-процесса/экономической задачи) в стандарте DFD. Модель AS-IS. Модель TO-BE»

Используемое программное обеспечение: Microsoft Visio.

Содержание работы

Часть 1 «Основы работы в редакторе деловой графики Microsoft Visio. Изучение возможностей и настройка режимов работы»

Цель работы: изучение основных характеристик и основ работы с редактором Microsoft Visio.

Задачи исследований: изучение операций запуска; ознакомление c заставками, выдаваемой на экран системой и элементами рабочего экрана MS Visio; рассмотрение основных возможностей работы с векторной графикой в программе MS Visio.

Методика выполнения работы

1. Запустить редактор MS Visio. Выбрать категорию шаблонов «Общие», шаблон «Простая блок-схема», нажать на кнопку «Создать».

2.  Изучить элементы рабочего экрана MS Visio. Окно MS Visio состоит из нескольких основных стандартизированных частей:

2.1. Команды меню.

2.2. Панель инструментов.

2.3. Рабочая область (в центре экрана).

2.4. Окно фигур – как правило, слева от рабочей области.

2.5. Строка состояния, на которой чаще всего отображаются параметры выделенного объекта.

2.6. Полосы прокрутки, ярлычки страницы и кнопки навигации (перемещения) между ними.

2.7. Стартовая панель задач - как правило, справа от рабочей области и другие элементы, которые могут выводиться на экран и убираться с него пользователем.

Рабочая область экрана требует отдельного рассмотрения. Организация файлов в MS Visio очень похожа на организацию файлов в табличном процессоре MS Excel – файл в MS Visio называется рисунком (Drawing) в англоязычной версии и документом в русскоязычной. Файлы диаграмм Visio имеют расширение *.vsd. Файл может состоять из нескольких страниц (листов), количество которых в принципе не ограничено. Если предполагается создавать несколько схем, связанных общим смыслом (а UML-модели именно так и создаются), то целесообразно для этого использовать не несколько файлов, а один. Каждую схему в этом случае следует размещать на отдельной странице и при этом каждой странице желательно давать соответствующее осмысленное название.

3. Изучить основные возможности работы с программой.

3.1. Основные команды меню и панели инструментов.

3.2. Работа с шаблонами (наборами элементов).

3.2.1. Вывод на экран шаблонов.

3.2.2. Перемещение шаблонов.

3.2.3. Добавление на рабочую область элементов из шаблонов.

3.2.4. Закрытие шаблонов.

3.2.5. Создание и сохранение собственных шаблонов.

3.2.6. Размещение и редактирование элементов в собственных шаблонах.

3.3. Работа с многостраничным документом MS Visio.

3.3.1. Добавление новой страницы.

3.3.2. Переименование страницы.

3.3.3. Установка параметров страницы.

3.3.4. Изменение порядка следования страниц.

3.3.5. Перемещение по страницам (при помощи кнопок навигации, команды меню или сочетания клавиш Shift +F4).

3.3.6. Удаление страниц.

3.4. Способы выделения элементов.

3.4.1. Выделение всех элементов на странице.

3.4.2. Обведение элементов (полностью или частично).

3.4.3. Выделение с помощью соответствующего указателя

3.4.3.1. Выбор области.

3.4.3.2. Выбор лассо.

3.4.3.3. Выбор нескольких объектов.

3.4.4. Выделение с помощью клавиш Shift или Ctrl.

3.4.5. Выделение по типу.

3.5. Форматирование элементов.

3.5.1. Текст.

3.5.2. Линии.

3.5.3. Заливка.

3.5.4. Тени.

3.5.5. Защита.

3.5.6. Поведение.

3.5.7. Применение установленного стиля форматирования к другим элементам.

3.6. Работа с фигурами.

3.6.1. Использование окна свойств «Размер и положение».

3.6.2. Соединение элементов.

3.6.2.1. Соединение через команду меню.

3.6.2.2. Соединение с помощью фигур шаблона «Соединительные линии».

3.6.2.3. Включение и отключение режима отображения точек соединения.

3.6.2.4. Добавление, перемещение и удаление точек соединения на фигурах.

3.6.2.5. Добавление подписи к соединительной линии.

3.6.2.6. Перемещение и вращение текста на соединительной линии.

3.6.3. Группировка и разгруппировка.

3.6.4. Изменение порядка расположения фигур при наложении фигур друг на друга (перемещение на задний или передний план).

3.6.5. Выравнивание фигур и использование направляющей.

3.6.6. Распределение фигур.

3.6.7. Зеркальное отражение фигур по горизонтали и вертикали.

3.6.8. Вращение фигур (с помощью маркера поворота, с помощью команд меню и с помощью окна свойств «Размер и положение»).

3.6.9. Перемещение и копирование фигур.

3.6.10. Операции с фигурами.

3.7. Работа с текстом

3.7.1. Задание шрифта.

3.7.2. Изменение плотности расположения знаков.

3.7.3. Настройка абзаца.

3.7.4. Форматирование текстового блока.

3.7.5. Задание табуляции.

3.7.6. Поля.

3.7.7. Добавление маркеров.

3.8. Работа со слоями.

3.8.1. Создание слоя.

3.8.2. Отнесение элемента или группы элементов к определенному слою.

3.8.3. Настройка режимов работы со слоями.

3.8.4. Выделение слоя.

3.9. Изменение масштаба изображения (с помощью сочетаний Ctrl + Shift + кнопки мыши – правая и левая; Ctrl + колесо прокрутки мыши; ALT + F6 и ALT + SHIFT + F6).

3.10. Установка параметров изображения.

3.10.1. Линейки.

3.10.2. Сетка.

3.10.3. Направляющие.

3.10.4. Точки связи.

3.10.5. Разрывы страниц.

3.10.6. Строка состояния.

3.10.7. Панели инструментов.

3.11. Прокрутка страницы.

3.12. Возможности сохранения документа и копирования изображения (полностью или фрагментами) в текстовый процессор Microsoft Word.

3.13. Настройка режимов работы (Сервис – Параметры).

3.14. Настройка команд меню и панелей инструментов.

4. Изучить возможности проверки орфографии в документе.

5. Задать описание созданного файла (Файл – Свойства).

6. Защитить документ.

7. Сохранить созданный документ.

Часть 2 «Моделирование движения потоков данных на (название предприятия) по … (название экономической задачи) в стандарте DFD. Модель AS-IS»

Цель работы: изучение основных характеристик и основ работы с DFD-моделями в графическом редакторе Microsoft Visio

Задачи исследований: изучить операции по созданию DFD-модели в редакторе MS Visio; изучить состав диаграмм DFD, назначение элементов каждого вида и способы их размещения на диаграмме в MS Visio; изучить возможности изменения внешнего вида элементов DFD-диаграмм и управления внешним видом соединений.

Методика выполнения работы

1. Запустить редактор MS Visio.  Далее возможны два варианта создания DFD:

а) выбрать категорию шаблонов «Программы и базы данных», шаблон «Схема модели потоков данных», нажать на кнопку «Создать».

в) Выбрать категорию шаблонов «Бизнес» – «Бизнес-процесс» – Фигуры схемы потоков данных (нотация Йордана-Де Марко);

Предпочтительней использовать вариант «а)», объяснение этому будет дано ниже.

Странице нового документа дать название «DFD контекст».

2. Создать новую модель в стандарте DFD. В данной работе допускается рассмотрение DFD-модели не с самого верхнего уровня, а непосредственно с уровня той задачи, которая исследуется в лабораторных работах, например: «Учет материальных ценностей». Разместить на данной странице элементы DFD-диаграммы в соответствии с обозначениями в таблицы 1.

Таблица 1.

Элементы диаграммы потоков данных

№	Название элемента			Обозначение
	В стандарте DFD	В редакторе Visio		В стандарте DFD	В редакторе Visio
		Нотация Гейна-Сарсона	Схема модели потоков данных		Нотация Гейна-Сарсона	Схема модели потоков данных
1.	Функция	Процесс	Процесс обработки данных
2.	Внешняя сущность	Интерфейс	Внешний элемент
3.	Хранилище данных	Хранилище данных	Хранилище данных
4	Стрелка	Поток данных	Динамический соединитель	→

Студент на свое усмотрение может выбрать любую из представленных в MS Visio нотаций (Гейна-Сарсона или Йордана-Де Марко), так как ни одна из них полностью не соответствует стандарту DFD по внешнему виду элементов. Предпочтительней использовать нотацию Гейна–Сарсона, так как она больше подходит по внешнему виду. Основной недостаток реализации данной нотации в MS Visio в том, что ее основные фигуры («Функция», «Интерфейс» и «Хранилище данных») по умолчанию не имеют точек соединения, поэтому MS Visio при связывании этих фигур с помощью элементов «Поток данных» выстраивает линию соединения не всегда рационально. Тогда концы соединительных стрелок (потоков данных) будут четко «приклеены» к этим точкам, а отрезки ломанной соединительной линии можно подвинуть, так чтобы это выглядело красиво и аккуратно, потянув за зеленый курсор в середине отрезка.

На контекстной диаграмме («DFD контекст») разместить только один функциональный блок (Процесс), внешние сущности (Интерфейсы), и потоки данных, их соединяющие. Для элементов «Внешняя сущность» («Интерфейс») рекомендуется задать тень, так как это сильнее будет подчеркивать их визуальное отличие от функциональных блоков, и более будет приближено к стандарту DFD. Для задания тени нужно выделить элемент «Внешняя сущность», нажать клавишу F3 (или выбрать команду меню Формат – Заливка), в появившемся окне «Заливка» в категории «Тень» выбрать стиль «05: Смещение, вверх влево». Причем цвет тени не обязательно делать абсолютно черным, чтобы тень не сливалась со стрелкой. Напоминаю также, что для корректного отображения стрелок на DFD-диаграмме в нотации Гейна-Сарсона на соединяемые фигуры нужно добавить точки соединения, а для смещения подписей использовать изменение полей или элемент «Подписи» из шаблона «Фигуры схемы IDEF0». СССтрелки подписей в виде молний можно не отображать если задать им цвет белый или прозрачный. В результате проделанных действий контекстная диаграмма будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Контекстная диаграмма DFD AS-IS 

3. Добавить новую страницу, переименовать ее в «DFD AS-IS». Разместить на ней все необходимые для построения DFD-диаграммы элементы. Задать для функционального блока на странице «DFD контекст» переход по двойному щелчку, как это было рассмотрено в п. 9 лабораторной работы №2.

Общие правила построения DFD-диаграмм:

· на DFD-диаграммах рассматривается движение (циркуляция) потоков данных при выполнении каких-либо процессов. Поэтому в отличие от IDEF0-диаграмм, на DFD-диаграммах нет явного начала и конца, и стрелки не должны приходить «из ниоткуда» и уходить «в никуда»;

· хотя на DFD-диаграммах в общем случае допускается отображать материальные потоки и процессы, при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Проектирование информационных систем» этого делать не нужно. На DFD-диаграммах, создаваемых в рамках изучаемой дисциплины необходимо рассматривать только информационные потоки и функции их обрабатывающие;

· сначала должны быть рассмотрены функции (процессы), затем данные (хранилища), необходимые для выполнения этих функций. Подход «от данных к функциям» ведет к неправильному пониманию диаграммы;

· не должно быть связей между внешними сущностями. Во внешних сущностях не должно быть обработки информации;

· для хранилищ данных должен быть вход и выход. Должен соблюдаться закон сохранения информации: нельзя использовать того, чего нет в хранилище. Все что хранится, нужно использовать. Запросы к хранилищу данных на диаграммах не отображаются;

· нужно избегать пересечений стрелок, для этого можно создавать копии хранилищ данных. Множественные однородные потоки данных можно объединять в один;

· на диаграммах DFD не должно быть изолированных (несвязанных) объектов (внешних сущностей, подсистем, процессов, хранилищ данных).

К названиям элементов DFD-диаграмм предъявляются следующие требования:

Стрелкина DFD-диаграммах символизируют потоки данных, поэтому должны обозначать какой-то документ или информацию в именительном падеже, например: «Заказ от клиента», «Счет клиенту», «Запрос от поставщика» и др. Стрелки (то есть потоки данных) обязательно должны быть куда-то направлены (в функциональный блок, хранилище данных или внешнюю сущность) и откуда-то исходить.

Функциональные блоки символизируют функции по обработке потоков, направленных в них. Таким образом, в блок должен входить определенный документ или информация (например: «Заказ клиента»), а выходить другой документ, полученный в результате работы функционального блока (например: «Данные заказа»). Название блока должно отражать выполняемую им функцию, например: «Обработать заказы», «Проконтролировать оплату» и т.п. Или возможен иной вариант наименования функций: «Обработка заказов», «Контроль оплаты» и т.п.

Внешние сущности моделируют взаимодействие с теми частями системы (или другими системами), которые выходят за границы моделирования, они являются источниками или приемниками информации для работы моделируемой системы. Примерами названий внешних сущностей являются названия «Поставщики», «Клиенты» и др. В случае моделирования потоков данных в определенном подразделении предприятия в качестве названий внешних сущностей могут использоваться названия других (внешних по отношению к нему) подразделений, взаимодействующих с ним, например «Бухгалтерия», «Склад» и др. На одной DFD-диаграмме одна внешняя сущность может повторяться несколько раз, что позволяет сократить количество линий, соединяющих объекты на диаграмме.

Хранилища данных представляют собой объекты, собирающие и хранящие информацию. Роль хранилища данных на DFD-диаграмме следующая: в рамках движения информации потоки переходят от одной функции к другой, причем каждая из них совершает определенные преобразования над данной информацией. Часто бывает необходимо сохранить временно или постоянно какую-то информацию на пути ее движения от одной функции к другой (например, зафиксировать в базе данных поступивший заказ, или информацию об оплате счета). Для этого на DFD-диаграммах и используются хранилища данных. Они могут являться аналогами таблиц в схеме базы данных (на DFD-диаграммах AS-IS и TO-BE), а также бумажных хранителей информации (допускается только на DFD-диаграммах AS-IS). Названия хранилищ данных должны быть конкретными, и отражать суть хранимой в них информации. Например: «Клиенты», «Заказы» и др. Не допускаются «глобальные» и расплывчатые названия, такие как: «База данных», «Информационная система», «Архив» и т.п. Фрагмент DFD-диаграммы, иллюстрирующий название хранилищ данных показан на рисунке 2. На одной DFD-диаграмме также допускается отображать одно и то же хранилище данных несколько раз.

Рисунок 2 Пример названия хранилищ данных. Фрагмент DFD-диаграммы

Названия внешних сущностей и хранилищ данных могут совпадать, например «Клиенты». В этом случае нужно понимать, что внешняя сущность «Клиенты» описывает конкретных клиентов, обращающихся к системе, а хранилище данных «Клиенты» представляет собой таблицу (т.е. информационную модель клиентов), в которой хранятся данные о клиентах.

Для соединения элементов посредством потоков данных нужно использовать элемент «Динамический соединитель» («Поток данных»). Подпись потока данных можно задать, щелкнув один или два раза по нему, и введя соответствующий текст. Смещать подписи к стрелкам можно за счет увеличения полей текстового блока. Если подписи будут отображаться «не там, где нужно», или в случае большого количества фигур будут накладываться друг на друга, можно использовать элемент «Подпись» из набора элементов IDEF0. При этом, как говорилось ранее, лини можно сделать невидимыми.

4. Произвести анализ недостатков существующей модели AS-IS (наличие лишних функциональных блоков и отсутствие необходимых; наличие лишних потоков и отсутствие необходимых; дублирование функций, отсутствие необходимых хранилищ данных, не учтено поступление информации от внешних источников и т.п.).

5. Для каждого хранилища данных, представленного на DFD-диаграмме AS-IS привести описание с указанием его типа (бумажный носитель, таблица Excel, таблица базы данных, созданной в определенной СУБД и др.), и роли в перемещении и хранении потоков данных.

Часть 3 «Моделирование движения потоков данных на (название предприятия) по … (название экономической задачи) в стандарте DFD. Модель TO-BE»

Цель работы: Исследование возможностей редактирования DFD-моделей в графическом редакторе Microsoft Visio.

Задачи исследований: изучить возможности создания в редакторе MS Visio модели DFD TO-BE на основе анализа недостатков модели AS-IS; изучить операции по копированию и редактированию DFD-диаграмм в программе MS Visio.

Методика выполнения работы

1. Если на уровне A0 (рис. 1) модели TO-BE существующая организация информационного взаимодействия с внешними сущностями остается без изменений, то создавать новую страницу для этого не нужно. В противном случае (например, добавилась новая внешняя сущность или изменилась структура потоков данных от внешних сущностей) необходимо добавить новую страницу, дать ей название «DFD контекст TO-BE», скопировать на нее контекстную диаграмму DFD и произвести на ней надлежащие изменения, описав их в отчете.

2. Добавить страницу, дать ей имя DFD TO-BE. На основе анализа DFD-модели AS-IS, проведенного в предыдущей работе, необходимо предложить меры по повышению эффективности движения потоков данных для рассматриваемой задачи. Эти меры должны быть отражены в модели TO-BE. На DFD-диаграмме TO-BE обязательно наличие хранилищ данных, соответствующих таблицам в базе данных, которая будет рассматриваться в далее соответствующих лабораторных работах. DFD-диаграмма TO-BE должна отражать внедрение (или более эффективное использование) информационных технологий для решения рассматриваемой экономической задачи.

3. После построения модели TO-BE привести ее текстовое описание. Произвести сравнительный анализ DFD-моделей AS-IS и TO-BE и показать планируемые улучшения, достигаемые путем реорганизации модели бизнес-процессов от AS-IS к TO-BE за счет более эффективного использования информационных технологий. В связи с этим DFD-диаграма TO-BE должна отличаться от диаграммы AS-IS не только наличием новых хранилищ данных, но и структурой процессов, которая обязательно должна измениться с внедрением информационной системы использования в ней базы данных.

4. Для каждого хранилища данных, представленного на DFD-диаграмме TO-BE привести описание с указанием роли в перемещении и хранении потоков данных. Напоминаю, что каждое хранилище данных на DFD-диаграмме TO-BE должно соответствовать конкретной таблице в будущей базе данных, которая будет являться ядром проектируемой информационной системы.

Форма отчетности по лабораторной работе

Отчет по лабораторной работе 1 должен содержать следующие диаграммы:

1. Контекстная DFD-диаграмма А0.

2. Декомпозированная DFD-диаграмма А0. Модель AS-IS. Данная диаграмма должна представлять текущее движение потоков данных при выполнении рассматриваемого процесса.

К диаграммам должны быть приведены необходимые комментарии, включающие анализ недостатков существующей организации движения данных. Представленные на DFD-диаграмме элементы должны быть описаны в соответствии с их назначениями, как это было рассмотрено в общих правилах построения DFD-диаграмм.

3. Контекстная DFD-диаграмма А0 TO-BE, если она претерпела изменения по сравнению с AS-IS-моделированием (часть 2).

2. Декомпозированная DFD-диаграмма А0. Модель TO-BE.

Все приведенные диаграммы должны сопровождаться необходимыми комментариями. Представленные на DFD-диаграммах элементы должны быть описаны в соответствии с их назначениями.

Вопросы для подготовки лабораторной работы № 1

1. Каковы отличительные особенности векторной графики?

2. Из каких основных частей состоит окно Microsoft Visio?

3. Как организован многостраничный документ в MS Visio?

4. Каковы основные команды меню и панели инструментов MS Visio?

5. Что такое шаблоны MS Visio, и какие возможности представлены для работы с ними?

6. Какие возможности представлены в MS Visio для выделения элементов?

7. Для чего используется и как осуществляется группировка и разгруппировка элементов в MS Visio?

8. Какие возможности представлены в MS Visio для выделения элементов?

9. Как осуществляется форматирование элементов в MS Visio?

10. Как осуществляется соединение элементов в MS Visio?

11. Для чего в MS Visio применяется распределение и выравнивание фигур а также используется направляющая?

12. Какие возможности представлены в MS Visio для работы с текстом?

13. Какую роль в MS Visio играют слои? Какие возможности представлены для работы с ними?

14. Как устанавливаются параметры изображения в MS Visio?

15. Каковы возможности сохранения документа и копирования изображения в MS Visio?

16. Каковы возможности изменения масштаба изображения и перемещения по документу в MS Visio?

17. Как в MS Visio осуществляется проверка орфографии в документе?

18. Какие возможности предоставляет MS Visio для защиты документа?

1. Каково назначение стандарта DFD?

2. В чем основные отличия стандартов IDEF0 и DFD?

3. Каким образом в MS Visio создается схема DFD? Какие для этого используются нотации?

4. Какова роль основных элементов в стандарте DFD?

5. Для чего строится DFD-модель AS-IS, что она показывает?

6. Какие элементы представляются на DFD-модели, каково их назначение?

7. Что является логическим развитием диаграммы потоков данных модели AS-IS?

1. Для чего строятся диаграммы потоков данных модели TO-BE?

2. На основании чего строится модель TO-BE?

3. В чем выражается отличие моделей AS-IS и TO-BE на DFD?

4. Какие элементы DFD на схемах AS-IS и TO-BE имеют существенные отличия, а какие нет?

5. Что является логическим развитием диаграммы потоков данных модели TO-BE?

Лабораторная работа № 2 «Моделирование структуры реляционной базы данных (название экономической задачи) на (название предприятия) в стандарте IDEF1X

Используемое программное обеспечение: Microsoft Visio.

Цель работы: изучение основ работы со структурами баз данных в графическом редакторе Microsoft Visio.

Задачи исследований: изучить операции по созданию IDEF1X-модели в MS Visio; изучить особенности построения ER-диаграмм в стандарте IDEF1X и IE в редакторе MS Visio; изучить возможности создания сущностей и задания их свойств; изучить возможности создания отношений между сущностями и задания их свойств; научиться задавать и редактировать установки ссылочной целостности на ER-диаграммах.

Методика выполнения работы

1. Создать модель базы данных в Visio: Категория «Программное обеспечение и базы дынных».

2. Задать свойства модели: База данных – Показать параметры – Общие – Набор Символов – IDEF1X.

Стандарт IDEF1X предпочтительней, так как в нем неидентифицирующая связь внешне отличается от идентифицирующей.

Рисунок 3 Задание свойств модели. Вкладка Notation (Нотация – Стандарт)

3. Определить сущности, которые будут представлены на диаграмме. Сущности на ER-диаграммах должны, главным образом, соответствовать хранилищам данных, представленным на DFD-диаграмме модели TO-BE (Лабораторная работа № 1).

4. Разместить сущности на рабочем листе модели данных. Присвоить им имена.

5. Определить атрибуты сущностей. Задать первичные ключи. Задать типы данных для атрибутов.

6. Разместить на рабочем листе связи (элемент «Отношение») и установить их между сущностями. Задать имена связей. На ER-диаграмме в Microsoft Visio допускаются только отношения «один-ко-многим» (1:М), причем на схеме должны быть представлены связи обоих видов: идентифицирующей и неидентифицирующей. По умолчанию ставится неидентифицирующая связь, в случае необходимости нужно изменить тип связи: в нижней части экрана Свойства Базы данных – Категории – Прочее – Тип отношения – идентифицирующее.

7. Отобразить установки ссылочной целостности: База данных – Показать параметры – Отношение– Показывать – Действия ссылочной целостности.

8. Привести модель к требуемому уровню нормальной формы (достаточно 3НФ).

9. Убрать тени, заливку и другое цветовое оформление.

10. Рассмотреть ER-диаграмму на наличие циклических связей. Если они присутствуют, это чаще всего говорит об ошибке в построении модели. Если есть уверенность, что все правильно и никакой ошибки нет, то нужно прокомментировать циклическую связь на ER-диаграмме.

Вопросы для подготовки лабораторной работы

1. Каково назначение стандарта IDEF1X?

2. В чем основные отличия стандартов IDEF1X и DFD?

3. Каким образом в MS Visio создается схема IDEF1X?

4. На основании чего строится диаграмма IDEF1X?

5. Каким образом устанавливаются связи между сущностями? Что при этом происходит?

6. Какие виды связей применяются в стандарте IDEF1X ? В чем их основное отличие?

7. Что такое ссылочная целостность? Как она задается?