Юрий Сергеевич Избачков, Владимир Николаевич Петров Информационные системы: учебник
| Вид материала | Учебник |
- Горелик Александр Владимирович, д т. н., проф. Панков Юрий Николаевич, к т. н учебно-методический, 549.99kb.
- Программа дисциплины "Математические модели и методы теории решений" для направления, 146.63kb.
- Владимир Николаевич Лавриненко Философия Философия: учебник, 6688.53kb.
- Артеменко Юрий Николаевич исследование и разработка информационно-измерительной системы, 450.64kb.
- «Охотник и рыболов Поволжья и Урала» №9 (202), сентябрь 2009, 85.58kb.
- Рыкунов Юрий Николаевич, канд пед наук, доцент, зав кафедрой гимнастики факультета, 1058.29kb.
- Уткин В. Б. У 84 Информационные системы в экономике: Учебник для студ высш учеб, заведений, 3846.67kb.
- Владимир Николаевич Горбатенко, заместитель директора по воспитательной части программа, 49.57kb.
- Автор Карпухин Владимир Борисович учебно-методический комплекс, 473.72kb.
- Направление 230400 «Информационные системы и технологии», 20.25kb.
Введение
Программное обеспечение за полвека своего существования претерпело огромные изменения, пройдя путь от программ, способных выполнять только простейшие логические и арифметические операции, до сложных систем управления предприятиями. В программном обеспечении всегда можно было выделить два основных направления развития:
• выполнение вычислений;
• накопление и обработка информации.
Хотя первоначально компьютеры предназначались главным образом для выполнения сложных математических расчетов (в первую очередь для расчетов, связанных с созданием ядерного оружия и ракетной техники), в настоящее время доминирующим является второе направление. Такое перераспределение основных функций, выполняемых вычислительной техникой, вполне понятно – гражданские области применения компьютеров гораздо более распространены, чем военные и научные, а снижение стоимости компьютеров сделало их доступными для совсем небольших предприятий и даже частных лиц.
Сегодня управление предприятием без компьютера просто немыслимо. Компьютеры давно и прочно вошли в такие области управления, как бухгалтерский учет, управление складом, ассортиментом и закупками. Однако современный бизнес требует гораздо более широкого применения информационных технологий в управлении предприятием. Жизнеспособность и развитие информационных технологий объясняется тем, что современный бизнес крайне чувствителен к ошибкам в управлении. Интуиции, личного опыта руководителя и размеров капитала уже мало для того, чтобы быть первым. Для принятия любого грамотного управленческого решения в условиях неопределенности и риска необходимо постоянно держать под контролем различные аспекты финансово-хозяйственной деятельности, будь то торговля, производство или предоставление каких-либо услуг. Поэтому современный подход к управлению предполагает вложение средств в информационные технологии. И чем крупнее предприятие, тем серьезнее должны быть подобные вложения. Они являются жизненной необходимостью – в жесткой конкурентной борьбе одержать победу сможет лишь тот, кто лучше оснащен и наиболее эффективно организован.
Информационные системы
Хотя информационные системы являются обычным программным продуктом, они имеют ряд существенных отличий от стандартных прикладных программ и систем.
В зависимости от предметной области информационные системы могут весьма значительно различаться по своим функциям, архитектуре, реализации. Однако можно выделить ряд свойств, которые являются общими.
• Информационные системы предназначены для сбора, хранения и обработки информации, поэтому в основе любой из них лежит среда хранения и доступа к данным.
• Информационные системы ориентированы на конечного пользователя, не обладающего высокой квалификацией в области вычислительной техники. Поэтому клиентские приложения информационной системы должны обладать простым, удобным, легко осваиваемым интерфейсом, который предоставляет конечному пользователю все необходимые для работы функции и в то же время не дает ему возможность выполнять какие-либо лишние действия.
Таким образом, при разработке информационной системы приходится решать две основные задачи:
• разработка базы данных, предназначенной для хранения информации;
• разработка графического интерфейса пользователя клиентских приложений.
В данной книге рассматриваются оба аспекта разработки информационных систем, но большее внимание уделено второму.
База данных
Система управления базой данных (СУБД) является неотъемлемой частью любой информационной системы. Тип используемой СУБД обычно определяется масштабом информационной системы – малые информационные системы могут использовать локальные СУБД, в корпоративных же информационных системах потребуется мощная клиент-серверная СУБД, поддерживающая многопользовательскую работу.
В настоящее время наиболее широко распространены реляционные СУБД. Несмотря на очевидную привлекательность и растущую популярность объектно-ориентированных СУБД (ObjectStore, Objectivity, O2, Jasmin), пока все же преобладают реляционные базы данных, которые хорошо отлажены, развиты и к тому же поддерживают стандарт SQL-92 (к таким системам относятся, например, Oracle, Informix, Sybase, DB2, MS SQL Server).
Традиционным методом организации информационных систем является двухзвенная архитектура клиент-сервер. В этом случае вся прикладная часть информационной системы размещается на рабочих станциях, а на стороне сервера осуществляется только доступ к базе данных. Чтобы разгрузить клиентскую рабочую станцию и снизить загрузку сети, применяются трехзвенные архитектуры клиент-сервер. В этой архитектуре помимо клиентской части системы и сервера базы данных вводится промежуточный сервер приложений. На стороне клиента выполняются только интерфейсные действия, а вся логика обработки информации поддерживается в сервере приложений.
При разработке базы данных необходимо учитывать специфику той СУБД, для которой эта разработка проводится. Несмотря на существование стандарта ANSI SQL 92, практически все SQL-серверы используют свои реализации SQL, содержащие расширения стандарта. Тем не менее, на начальном этапе при разработке общей структуры базы данных (на уровне концептуальной модели) особенности используемой СУБД можно не учитывать.
CASE-средства
Первым шагом в проектировании информационной системы является формальное описание предметной области, построение полных и непротиворечивых функциональных и информационных моделей информационной системы. Это логически сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Следует также учитывать, что в процессе создания и функционирования информационной системы потребности пользователей могут изменяться или уточняться, что еще более усложняет разработку и сопровождение таких систем. Модели информационных систем должны быть описаны средствами, понятными большинству участников проекта, как правило, с использованием универсального языка моделирования (UML).
Указанные сложности способствовали появлению программно-технологических средств специального класса, так называемых CASE-средств, призванных повысить эффективность разработки программного обеспечения. Аббревиатура CASE (Computer Aided Software/System Engineering) используется в настоящее время в весьма широком смысле. Первоначальное ее значение, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения, приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных информационных систем в целом. В настоящее время под CASE-средствами понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения информационных систем, включая анализ и формулировку требований, проектирование прикладного программного обеспечения и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы.
Средства разработки
Еще один класс задач, решаемых при проектировании информационных систем, относится к созданию удобного и соответствующего целям информационной системы пользовательского интерфейса. Следует понимать, что задача эргономичности интерфейса не формализуется, но в то же время она является очень существенной. Пользователи часто судят о качестве системы в целом, исходя из качества ее интерфейса. Более того, от качества интерфейса зависит эффективность системы.
Разработка интерфейса всегда являлась трудоемкой задачей, отнимающей много времени у разработчиков. Однако в последние годы появились так называемые средства визуальной разработки приложений, в значительной мере упростившие задачу разработки графического интерфейса пользователя. Сейчас на рынке программных продуктов предлагается довольно много разнообразных средств визуальной разработки приложений, ориентированных на создание информационных систем. Все их можно условно разделить на два класса.
• Специализированные средства ориентированы исключительно на создание приложений для вполне определенной СУБД и не предназначены для разработки обычных приложений, не использующих базы данных. Примером средств такого рода может служить система Power Builder фирмы Sybase.
• Универсальные средства могут использоваться как для разработки информационных приложений, взаимодействующих с базами данных, так и для разработки любых других приложений, не использующих базы данных. Из таких средств наибольшей известностью пользуются системы Delphi фирмы Borland и Visual Basic фирмы Microsoft.
Каждый из указанных классов имеет свои достоинства и недостатки, поэтому в общем случае трудно отдать предпочтение одному из них.
В предлагаемой книге в качестве средства разработки выбран продукт Borland Delphi, пользующийся большой популярность в нашей стране. Delphi базируется на объектно-ориентированном языке Object Pascal, который наилучшим образом подходит для учебных целей вследствие своей строгости и простоты. Кроме того, в Object Pascal в полной мере реализованы все основные концепции объектно-ориентированного программирования.
Объектно-ориентированное программирование позволяет сделать любую систему более гибкой и динамичной, исключив необходимость постоянной переделки структуры базы данных и приложений.
Главное достоинство объектно-ориентированного проектирования заключается в возможности многократно использовать ранее написанный код. Кроме того, объектные системы несут в себе возможность модификации и развития. Применительно к базам данных это позволяет начать проектирование будущей системы, не имея исчерпывающего представления о предметной области. Получение детальной информации о предметной области – процесс весьма трудоемкий, а объектно-ориентированный подход позволяет сократить сроки и уменьшить стоимость разработки системы.
С выходом платформы Microsoft.NET достоинства и недостатки языков программирования стали сглаживаться, появилась возможность межъязыковой интеграции. Создавать программное обеспечение для .NET можно с помощью восьмой версии Delphi.
Для кого предназначена эта книга
Книга в первую очередь предназначена для начинающих программистов, не имеющих большого опыта разработки информационных систем. Основное внимание в книге уделяется вопросам разработки клиентской части информационных систем с использованием системы визуальной разработки приложений Borland Delphi. При этом обращается внимание на смещение акцентов в разработке информационных систем в сторону концептуального проектирования.
В книге содержится большое количество материала, посвященного вопросам разработки баз данных, в частности, рассматриваются основные методологии проектирования информационных систем, приводится подробное описание стандарта SQL-92 ANSI, излагаются теоретические сведения о реляционной модели данных. Таким образом, данную книгу можно рассматривать в качестве учебного пособия по информационным системам начального уровня.
Как составлена книга
Данная книга содержит двадцать глав, которые сгруппированы в шесть частей.
Часть I. Анализ и проектирование информационных систем
В этой части книги (главы 1–6) излагаются базовые сведения об информационных системах предприятий и их проектировании. В первых трех главах приводятся основная терминология и базовые понятия, знание которых необходимо для эффективного восприятия материала последующих глав и других литературных источников. Далее рассматриваются вопросы проектирования и разработки одной из важнейших частей информационной системы – реляционной базы данных. В реляционных базах данных информация хранится в виде взаимосвязанных двухмерных таблиц. Разработка структуры базы данных, обеспечивающей эффективный доступ к информации и ее обработку, в значительной степени определяет качество информационной системы в целом. Для упрощения процесса проектирования структуры базы данных и сокращения времени разработки используются специальные программные средства проектирования баз данных, называемые CASE-средствами.
Каждая из представленных в этой части книги глав касается важных концептуальных понятий.
• Глава 1. «Информационные системы». В данной главе рассматриваются общие понятия и типы информационных систем, определяются их базовые свойства, а также формулируются задачи, решаемые при разработке таких систем, и проблемы, возникающие при их решении. Кроме того, рассматриваются наиболее типичные области применения информационных систем.
• Глава 2. «Жизненный цикл информационных систем». Как ясно из названия, здесь рассматриваются понятие жизненного цикла информационной системы и основные процессы, его сопровождающие. Также рассматриваются основные модели жизненного цикла информационных систем.
• Глава 3. «Методология и технология разработки информационных систем».
В этой главе приводятся сведения о методологии быстрой разработки приложений (Rapid Application Development, RAD), рассматриваются фазы жизненного цикла информационной системы в рамках методологии RAD. Приводятся сведения об основных международных и российских стандартах и методиках разработки информационных систем, в частности универсальном языке моделирования – стандарте описания информационных систем.
• Глава 4. «Реляционные базы данных». В этой главе приводятся основные сведения о реляционных базах данных. Рассматриваются важнейшие функции, выполняемые системами управления базами данных, дается краткая история развития этих систем. Обсуждаются основы реляционной модели данных, нормальные формы данных и вопросы нормализации данных.
• Глава 5. «Управление реляционными базами данных». Здесь приводятся сведения о методах и средствах управления как информацией, хранящейся в базе данных, так и структурой самой базы данных. Рассматриваются средства языка управления базами данных SQL, предусмотренные стандартом SQL 92 института ANSI.
• Глава 6. «Проектирование структуры базы данных». В данной главе рассматриваются понятия концептуальной и физической моделей данных, а также средства анализа и проектирования баз данных (CASE-средства). Приводится пример разработки базы данных с использованием одного из наиболее популярных CASE-средств Power Designer.
Часть II. Delphi – система быстрой разработки приложений
Эта часть книги (главы 7-10) содержит базовые сведения об объектно-ориентированном и визуальном программировании – современном подходе к разработке приложений. Несмотря на то, что основные концепции объектно-ориентированного программирования и первые объектно-ориентированные языки появились около 30 лет назад, объектно-ориентированное программирование оказалось востребованным сравнительно недавно – в 90-х годах. Несколько позже стали выходить средства визуальной разработки приложений, позволяющие быстро разрабатывать графический интерфейс пользователя.
При разработке клиентских приложений информационных систем очень важным аспектом является создание удобного, интуитивно понятного интерфейса пользователя. А поскольку одной из основных функций клиентских приложений является ввод и редактирование данных, то следует обратить особое внимание на различные способы организации доступа к данным для их ввода и модификации. Особенностью здесь является тот факт, что редактируемые данные сохраняются в таблицах баз данных.
• Глава 7. «Object Pascal и Объектно-ориентированное программирование».
В этой главе излагаются основные концепции объектно-ориентированного программирования. Рассмотрение проводится на базе языка программирования Object Pascal, являющегося базовым языком системы визуальной разработки приложений Delphi фирмы Borland. В языке Object Pascal в полной мере реализованы все принципы объектно-ориентированного программирования. Строгость и ясность этого языка делают его идеальным для изучения концепций объектно-ориентированного программирования. В то же время этот язык обладает достаточной мощью для разработки сложных приложений, в полной мере использующих все возможности операционной системы Windows.
• Глава 8. «Средства быстрой разработки приложений». Данная глава содержит начальные сведения о платформе Microsoft.NET и системе проектирования Delphi, а также подробное описание интегрированной среды системы визуальной разработки приложений Delphi фирмы Borland. Данный программный продукт пользуется заслуженной популярностью в России, сочетая в себе простоту и мощь.
• Глава 9. «Компоненты для ввода и редактирования данных». В этой главе рассматриваются компоненты для ввода и редактирования данных, входящие в стандартную библиотеку Borland Delphi.
• Глава 10. «Создание форм для ввода и редактирования данных». Данная глава является органическим продолжением предыдущей. Однако если в главе 9 рассматривались отдельные компоненты для ввода и редактирования данных, то здесь обсуждаются различные варианты компоновки компонентов для ввода и редактирования данных на формах, обеспечивающие наиболее эффективный и наглядный доступ к информации, хранящейся в базе данных.
Часть III. Выборка данных и отображение ее результатов
Помимо редактирования данных, хранящихся в базе данных, важной функцией клиентских приложений является их выборка по какому-либо критерию. Причем только выборкой проблема не исчерпывается – данные, полученные в результате выборки, необходимо представить в удобном для пользователя виде. Рассмотрению этих задач – выборки данных и представления полученных результатов – и посвящена эта часть книги.
• Глава 11. «Выборка данных». В данной главе рассматриваются средства языка SQL, предназначенные для разного рода выборок данных из таблиц базы данных. Также здесь рассматриваются компоненты библиотеки Borland Delphi, предназначенные для организации взаимодействия с базой данных с помощью операторов языка SQL.
• Глава 12. «Создание отчетов». В этой главе рассматриваются вопросы создания отчетов – форматированного представления данных, выводимого на экран, принтер или в файл. В поставку Borland Delphi входят специальные компоненты, предназначенные для создания отчетов. Подробному их рассмотрению и посвящена данная глава.
Часть IV. Компоновка приложения и управление проектом
В предыдущих частях книги, посвященных разработке приложений, затрагивались лишь вопросы создания отдельных фрагментов программ, выполняющих различные функции. В данной части книги рассматривается ряд вопросов, позволяющих придать приложению законченный вид. Кроме того, здесь обсуждаются вопросы организации коллективной разработки приложений, что может быть актуальным при выполнении сложных проектов.
• Глава 13. «Система меню и панель инструментов приложения». В этой главе рассматриваются вопросы создания основных элементов интерфейса пользователя приложения – меню и панели инструментов.
• Глава 14. «Управление проектом и создание приложения». Здесь рассматривается структура проекта в Borland Delphi, основные свойства проекта, способы компиляции и управления приложением.
• Глава 15. «Коллективная разработка приложений». Эта глава посвящена вопросам коллективной разработки приложений. Рассматриваются основные проблемы и принципы организации коллективной разработки приложений, а также средство контроля версий TeamSource, входящее в поставку Borland Delphi.
• Глава 16. «Справочная система приложения». В данной главе излагаются вопросы создания справочной системы приложения и ее взаимодействия с приложением, а также вопросы создания контекстной справочной системы. Здесь вы познакомитесь с методами создания файлов справки как в формате WinHelp, так и в формате HTML Help.
Часть V. Технология COM
Технология COM и основанная на ней технология ActiveX, являвшаяся основной технологией взаимодействия приложений до появления платформы .NET, широко применяются и будут применяться в приложениях, функционирующих под управлением операционной системы Windows. Данные технологии позволяют легко обеспечить взаимодействие между различными приложениями, дает возможность многократного использования кода при разработке собственных приложений, упрощает модификацию приложений. Разработчики платформы .NET отказались от многих решений, применяемых в технологии COM, однако ввиду широкого распространения последней мы приводим ее основы.
• Глава 17. «Доступ к данным из приложений Microsoft Office». Из этой главы вы узнаете, как организовать взаимодействие программы, разработанной с помощью Borland Delphi, с различными приложениями, входящими в состав Microsoft Office.
• Глава 18. «Создание СОМ-объектов и элементов ActiveX». В этой главе рассматриваются вопросы создания собственных COM-объектов и элементов и ActiveX.
Часть VI. Программирование для Интернета
Глобальная сеть Интернет уже настолько прочно вошла в нашу жизнь, что публикация информации в WWW стала нормой, а не исключением. Поэтому организация взаимодействия информационной системы с веб-сервером является сейчас актуальной.
• Глава 19. «Особенности Интернет-приложений». В этой главе рассматриваются базовые технические особенности организации Интернета, а также основные понятия и термины веб-программирования. Излагаются основы протокола HTTP и языка разметки гипертекста (HTML).
• Глава 20. «Разработка Интернет-приложений». Здесь излагаются вопросы разработки веб-приложений в среде Borland Delphi. Особое внимание уделяется возможностям организации взаимодействия веб-сервера с системами управления базами данных.
От издательства
Ваши замечания, предложения и вопросы отправляйте по адресу электронной почты comp@piter.com (издательство «Питер», компьютерная редакция).
Мы будем рады узнать ваше мнение!
Подробную информацию о наших книгах вы найдете на веб-сайте издательства: ссылка скрыта.