Глава 6. Проектирование внутримашинного информационного обеспечения ЭИС
6.1. Проектирование макетов экранных форм ввода и вывода информации
При решении экономических задач информация первичных документов должна переноситься на машинные носители, храниться и обрабатываться, а результаты обработки выдаваться на экран или печать, поэтому проектировщик должен разработать внутрима- шинное информационное обеспечение (ИО) ЭИС. В его состав входят: макеты экранных форм документов для ввода и вывода результатной информации, файлы информационной базы и результатные файлы.
Макеты экранных форм документов составляют часть пользовательского интерфейса, предназначенного для ввода информации в информационную базу и вывода результатной информации с целью выполнения процессов оперативного управления или для просмотра перед печатью. Макеты экранных форм документов для вводимой информации определяют содержание информационной базы и делятся по типу информации на макеты экранных форм документов с оперативной и постоянной информацией. При этом макеты экранных форм для ввода оперативной информации различают далее по типу входных первичных документов, а макеты для ввода постоянной информации делятся по типу вводимой информации на: справочные, нормативно-расценочные, табличные, плановые и др.
Схема процесса проектирования макетов экранных форм документов приведена на рис 6.1.
Рис.6.1. Схема процесса проектирования макетов экранных форм документов
Для определения перечня макетов экранных форм по каждой задаче проектировщик анализирует (операция П1) «Постановку» каждой задачи (Д 1.1.), в которой приводятся перечни используемых входных документов с оперативной и постоянной информацией (Д1.2, 1.3) и документов с результатной информацией (Д1.4). В процессе анализа определяется, будет ли создаваться макеты под каждый документ или будет осуществляться интеграция полей нескольких входных документов в один макет. В результате получается перечень макетов экранных форм входных и результатных документов (Д1.5-Д1.7).
Содержание макетов (операция П2) определяется на основе анализа состава реквизитов первичных документов с постоянной и оперативной информацией и результатных документов (Д2.1). Содержание макетов (Д2.2) - это перечни полей, значения которых должны находится в файлах с оперативной и результатной информацией, и типы форматов этих полей.
При выполнении третьей операции П3 осуществляется выбор типа формы для каждого макета и проектирование их логической структуры (Д3.2). Под логическим проектированием макетов подразумевается распределение полей по зонам выбранной формы документа и определение последовательности полей в каждой зоне. На входе операции используется универсум типов форм документов (из.1.).
При построении структур макетов для первичных документов с оперативной информацией используют комбинированную форму документа, максимально приближенную к той, который был использован для построения самого документа. Расположение полей должно быть в последовательности, соответствующей логической структуре документа и файлов с оперативной информацией, сокращающей трудоемкость операции загрузки информации в информационную базу.
При построении макетов для документов с постоянной информацией следует иметь в виду, что эти макеты используются для ввода и актуализации записей информационной базы, поэтому для их проектирования применяют как правило анкетную форму расположения реквизитов, удобную для выполнения этих операций.
Макеты, предназначенные для вывода на экран результатной информации, строятся по методике проектирования результатных документов, т.е. на основе использования комбинированной формы с трех зонным расположением реквизитов и многострочной содержательной частью.
В основе выбора формы макета лежат принципы минимальной трудоемкости и стоимости ввода информации в ЭВМ, максимальной степени читабельности результатной информации, выводимой на экран и максимальной надежности и достоверности выполнения этих операций.
Работа заканчивается выполнением операции программирования разработанных макетов экранных форм (операция П4) с использованием выбранного языка программирования (Д4.1), апробацией их работы.
В процессе проектирования и программирования макетов проектировщик должен делить экранное поле на две части: информационную, предназначенную для собственно самого макета, и служебную для дополнительной информации.
Информационная часть должна отвечать следующим требованиям:
иметь хороший обзор;
не должна быть перегружена справочными реквизитами, значения которых следует выдавать на экран в виде списков для просмотра при наборе значений группировочных признаков;
значения группировочных признаков также следует выдавать на экран из справочников при переходе указателя в данное поле или при наборе неправильных значений этих признаков;
каждое поле должно быть снабжено подсказкой, которую следует выдавать на экран при неправильных действиях пользователя;
должна быть обеспечена возможность исправления ошибок в наборе;
продвижения указателя должно быть обеспечено в прямом и обратном направлении по вертикали и по горизонтали с возможностью экранной прокрутки всего документа;
текущее время и дата должны проставлять автоматически;
общий цвет информационной части должен быть спокойных тонов, не вызывающих усталости пользователя при многочасовой работе с ним;
цвет полей, подлежащих вводу с клавиатуры, должен отличаться от цвета информационной части;
цвет активного поля должен отличаться от основного цвета информационной части и от цвета этого поля в пассивном состоянии.
Служебная часть макета, как правило, помещается в нижней части экрана и должна быть отделена от информационной части графически и цветом. Она предназначается для включения подсказок об использовании тех кнопок, с помощью которых пользователь может работать с этим макетом:
производить откат на одно поле назад,
отказываться от ввода,
производить загрузку введенной записи в базу данных,
выдавать на печать и т.д.
Кроме того, каждый макет должен иметь в этой части экрана инструкционную часть для пользователя со справочной информацией о порядке заполнения макетов и всех видах ошибок, которые могут возникнуть при работе с ними и способами их исправления.
6.2. Понятие информационной базы и способы ее организации
Основной частью внутримашинного информационного обеспечения является информационная база. Информационная база (ИБ) - это определенным способом организованная совокупность данных, хранимых в памяти ВС в виде файлов, с помощью которых удовлетворяются информационные потребности управленческих процессов и решаемых задач.
Файл - это некоторое множество записей однородной структуры, предназначенное для решения экономических задач. Запись - это набор полей определенного формата, объединенных по общему ключевому полю. Все файлы ЭИС можно классифицировать по следующим признакам:
по этапам обработки (входные, базовые, результатные);
по типу носителя (на промежуточных носителях - гибких магнитных дисках и магнитных лентах, и на основных носителях - жестких магнитных дисках, магнитооптических дисках и др.);
по составу информации (файлы с оперативной информацией и файлы с постоянной информацией);
по назначению (по типу функциональных подсистем);
по типу логической организации (файлы с линейной и иерархической структурой записи);
по способу физической организации (файлы с последовательным, индексным и прямым способом доступа).
Входные файлы создаются с первичных документов для ввода данных или обновления базовых файлов.
Файлы с результатной информацией предназначаются для вывода ее на печать или передачи по каналам связи и не подлежат долговременному хранению.
К числу базовых файлов, хранящиеся в информационной базе, относят основные, рабочие, промежуточные, служебные и архивные файлы.
Основные файлы должны иметь однородную структуру записей и могут содержать записи с оперативной и условно-постоянной информацией. Оперативные файлы могут создаваться на базе одного или нескольких входных файлов и отражать информацию одного или нескольких первичных документов. Файлы с условно-постоянной информацией могут содержать справочную, расценочную, табличную и другие виды информации, изменяющейся в течение года не более чем на 40 %, а, следовательно, имеющие коэффициент стабильности (Кст) не менее 0.6.
Файлы со справочной информацией должны отражать все характеристики элементов материального производства (материалы, сырье, основные фонды, трудовые ресурсы и т. п.). Как правило, справочники содержат информацию классификаторов и дополнительные сведения об элементах материальной сферы, например о ценах. Нормативно- расценочные файлы должны содержать данные о нормах расхода и расценках на выполнение операций и услуг. Табличные файлы содержат сведения об экономических показателях, считающиеся постоянными в течение длительного времени (например, % удержаний, отчислений и пр.). Плановые файлы содержат плановые показатели, хранящиеся весь плановый период.
Рабочие файлы создаются для решения конкретных задач на базе основных файлов путем выборки части информации из нескольких основных файлов с целью сокращения времени обработки данных.
Промежуточные файлы отличаются от рабочих файлов тем, что они образуются в результате решения экономических задач, подвергаются хранению с целью дальнейшего использования для решения других задач. Эти файлы, также как и рабочие файлы, при высокой частоте обращений могут быть также переведены в категорию основных файлов.
Служебные файлы предназначаются для ускорения поиска информации в основных файлах и включают в себя справочники, индексные файлы и каталоги.
Архивные файлы содержат ретроспективные данные из основных файлов, которые используются для решения аналитических, например, прогнозных задач. Архивные данные могут также использоваться для восстановления информационной базы при разрушениях.
Организация хранения файлов в информационной базе должна отвечать следующим требованиям:
полнота хранимой информации для выполнения всех функций управления и решения экономических задач;
целостность хранимой информации, т.е. обеспечение непротиворечивости данных при вводе информации в ИБ;
своевременность и одновременность обновления данных во всех копиях данных;
гибкость системы, т.е. адаптируемость ИБ к изменяющимся информационным потребностям;
реализуемость системы, обеспечивающая требуемую степень сложности структуры ИБ;
релевантность ИБ, под которой подразумевается способность системы осуществлять поиск и выдавать информацию, точно соответствующую запросам пользователей;
удобство языкового интерфейса, позволяющее быстро формулировать запрос к ИБ;
разграничение прав доступа, т.е. определение для каждого пользователя доступных типов записей, полей, файлов и видов операций над ними.
Существуют следующие способы организации ИБ: совокупность локальных файлов, поддерживаемых функциональными пакетами прикладных программ, и интегрированная база данных, основывающейся на использовании универсальных программных средств загрузки, хранения, поиска и ведения данных, то есть системы управления базами данных (СУБД).
Локальные файлы вследствие специализации структуры данных под задачи обеспечивают, как правило, более быстрое время обработки данных. Однако недостаки организации локальных файлов, связанные с большим дублированием данных в информационной системе и, как следствие, несогласованностью данных в разных приложениях, а также негибкостью доступа к информации, перекрывают указанные преимущества. Поэтому организация локальных файлов может применяться только в специализированных приложениях, требующих очень высокую скорость реакции, при импорте необходимых данных их интегрированной ИБ.
Интегрированная ИБ, т.е. база данных (БД) - это совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных при такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для множества приложений.
Централизация управления данными с помощью СУБД обеспечивает совместимость этих данных, уменьшение синтаксической и семантической избыточности, соответствие данных реальному состоянию объекта, разделение хранения данных между пользователями и возможность подключения новых пользователей. Но централизация управления и интеграция данных приводят к проблемам другого характера: необходимости усиления контроля вводимых данных, необходимости обеспечения соглашения между пользователями по поводу состава и структуры данных, разграничения доступа и секретности данных.
Основными способами организации БД являются создание централизованных и распределенных БД. Основным критерием выбора способа организации ИБ является достижение минимальных трудовых и стоимостных затрат на проектирование структуры ИБ, программного обеспечения системы ведения файлов, а также на перепроектирование ИБ при возникновении новых задач.
К организации БД предъявляются следующие основные требования:
логическая и физическая независимость данных (программ от изменений структуры БД);
контролируемая избыточность данных;
стандартизация данных за счет использования классификаторов;
наличие словаря данных;
специализация интерфейса для администратора БД и пользователя системы;
контроль целостности данных;
защита данных от несанкционированного доступа;
наличие вспомогательных программных средств (утилит) проектирования и эксплуатации БД.
Принципами построения централизованной БД являются:
обеспечение логической организация данных с помощью построения глобальной модели данных;
представление информационных потребности для каждой задачи в виде подмоделей данных;
выделение специального языка описания данных для получения схем и подсхем;
описание процедур обработки данных с использованием языка манипулирования данными;
разделение доступа к полям данных;
защита данных через пароль;
обеспечение доступности данных одновременно для нескольких пользователей.
Для распределенных БД существуют свои требования (подробнее см.):
учета территориального расположения подразделений ЭИС;
обеспечения независимости данных от их территориального расположения;
оптимального размещения БД между абонентами и серверами;
сокращения стоимости информационного обслуживания абонентов;
обеспечения решения сложных межведомственных задач;
надежности хранения обработки данных; использования СУБД, которые имеют язык описания данных, манипулирования данными и язык запросов, ориентированные на работу в сети;
возможности параллельного обращения к данным из различных узлов обработки данных.
6.3. Проектирование ИБ при различных способах организации
Процесс проектирования ИБ как совокупности локальных файлов отображен на рис. 6.2.
Рис. 6.2. Процесс проектирования ИБ как совокупности локальных файлов
Процесс проектирования ИБ начинается с операции «Определения информационной потребности» каждой задачи (операция П1), которую составляют входные и результатные документы и выявляют, анализируя «Постановки задач» (Д1.1). В результате выполнения этой операции получают «Список документов» (Д1.2).
Далее выполняется операция «Определения периодичности решения задач» (операция П2) и получается «Список задач и периодичности их решения» (Д2.1).
На третьей операции П3 «Составление списка файлов» выявляется полный состав файлов и проводится их классификация, получая полный перечень имен файлов ИБ
(Д31).
На основе полученного списка файлов, а также документа Д1.1 и универсумом форм входных и результатных документов (И4.1) выполняется операции «Определения содержания файлов» (операция П4) по формированию состава полей записей файлов. При выполнении этой операции учитывается ряд основных принципов создания файлов, входящих в состав универсума (Д4.2):
алгоритмической направленности создания информационных файлов;
семантической и синтаксической однородности файлов;
упорядоченности хранения файлов по ключу;
универсализации файлов.
После определения состава и содержания полей каждого файла производится «Определение характеристик» этих файлов (операция П5) и получение таблицы характеристик файлов (Д5.1), включающей в себя: наименование файла; длину логической записи файла; количество логических записей; объем файла в байтах; частоту использования файла; порядок обработки файла (последовательный, выборочный, смешанный); периодичность обновления файла; объем обновлений файла в байтах; длительность хранения; тип носителя; объем занимаемой памяти.
Далее на операции П6 осуществляется «Выбор логической организации файлов» на основе универсума способов логической организации (Д6.1) с получением таблицы описаний (Д6.2). Затем при выполнении операции П7 осуществляется «Выбор носителей» для каждого файла из универсума машинных носителей (Д7.1), и далее осуществляется выполнение операции П8 - «Выбор физической организации файлов», используя данные документа Д7.2 и универсума способов физической организации файлов ИБ.
Проектирование БД имеет свои особенности на всех стадиях и этапах проектирования, детально рассмотренные в нескольких работах, например, в [ ], здесь же кратко остановимся на некоторых из них.
На предпроектной стадии выполняются следующие работы:
Определение экономической целесообразности и технической возможности создания БД.
Выявление состава, содержания и характеристик хранимой информации на основе результатов обследования предметной области.
Определение оценок, количественных характеристик информационных объектов и структурных связей между ними на основе результатов анализа информационных потребностей приложений и «Постановок задач».
Построение инфологической модели предметной области, определяющей совокупность информационных объектов, их атрибутов и структурных связей, динамику их изменения и характеристику информационных потребностей пользователя.
Предварительные оценки вариантов разработки БД.
Оценка возможностей применения СУБД и выбор СУБД.
В результате выполнения этого комплекса работ проектировщики получают ТЭО и ТЗ. Технико-экономическое обоснование проектирования БД имеет ряд специфических разделов, таких как:
описание принципов организации системы информационного обеспечения;
обоснование целесообразности создания БД;
описание инфологической модели;
описание информационных потребностей конкретной задачи;
описание схем документооборота;
обоснование выбора конкретной СУБД.
Техническое задание на проектирование ЭИС имеет в своем составе специальный раздел, ориентированный на проектирование БД, в который входят следующие вопросы:
Назначение БД.
Основные требования к БД.
Основные технические решения.
Технико-экономические показатели эффективности использования БД.
Состав, содержание и организация проектных работ по созданию БД.
Порядок приемки БД в промышленную эксплуатацию.
На этапе технического проектирования при разработке базы данных выполняются следующие работы:
Составление уточненной инфологической модели.
Логическое проектирование (составление концептуальной схемы).
Физическое проектирование (распределение по уровням памяти, выбор методов доступа, определение размеров файлов и т.д.).
Проектирование и представление данных для приложений.
Проектирование программного обеспечения, включая определение состава функций, поддерживаемых СУБД и ППП окружения; необходимых доработок этих программ и функций, реализуемых средствами оригинального программного обеспечения (для конкретных задач).
На этапе рабочего проектирования выполняются следующие работы:
Разработка оригинальных программных средств и сервисных программ.
Настройка СУБД и ППП окружения в соответствии с выбранными параметрами.
Разработка контрольного примера.
Разработка должностных технологических инструкций для пользователей для лучшего взаимодействия с БД.
Каков состав внутримашинного информационного обеспечения ЭИС?
Что такое электронный документ и электронная технология обработки?
Какие программные продукты используются для разработки и заполнения ЭД?
Что такое макет экранной формы и каковы типы макетов?
Каковы особенности проектирования макетов для ввода первичной информации?
В чем заключаются особенности проектирования форм вывода результатных документов?
Что такое файл и какие виды файлов существуют в ЭИС?
Что такое информационная база и каковы основные требования, которым должен удовлетворять ИБ?
Принципы и способы организации ИБ как совокупности локальных файлов?
Принципы и способы организации интегрированной БД?
Каков состав операций проектирования ИБ как совокупности локальных файлов?
Каковы особенности выполнения работ на всех стадиях и этапах при проектировании БД?