Методика разработки базы данных «Детский сад» в рамках дипломного проекта

Введение, или Как заложить фундамент убедительного дипломного проекта

В современных учреждениях, будь то коммерческая фирма или образовательная организация, неэффективность бумажного документооборота становится все более очевидной проблемой. Этот тезис особенно справедлив для детских садов (ДОУ), где ежедневно обрабатываются огромные массивы разнородной информации. Актуальность автоматизации здесь обусловлена насущной необходимостью эффективно накапливать и обрабатывать данные о воспитанниках, их родителях и сотрудниках учреждения. Внедрение специализированной информационной системы позволяет кардинально сократить время на рутинные операции, повысить точность данных за счет исключения человеческого фактора и улучшить контроль над всеми ключевыми процессами.

Именно поэтому данный дипломный проект ставит перед собой следующую цель: разработать функциональную базу данных «Детский сад» на платформе Microsoft Access для автоматизации основных учетных процессов.

Для достижения этой цели были определены следующие конкретные задачи:

• Проанализировать предметную область и выявить ключевые бизнес-процессы ДОУ.
• Спроектировать концептуальную и логическую модели данных.
• Реализовать физическую структуру базы данных в среде MS Access.
• Создать пользовательский интерфейс (формы, запросы, отчеты) для взаимодействия с системой.
• Провести тестирование разработанной системы и подготовить пользовательскую документацию.

Таким образом, объектом исследования выступают процессы учета и управления информацией в дошкольном образовательном учреждении, а предметом — непосредственно процесс разработки информационной системы для их автоматизации средствами СУБД MS Access.

Глава 1. Аналитический обзор, где мы исследуем предметную область

Чтобы создать действительно полезный инструмент, необходимо глубоко погрузиться в специфику работы детского сада как объекта автоматизации. Это сложная система с множеством взаимосвязанных процессов, требующих точного и своевременного учета. Детально разберем ключевые из них:

1. Прием детей и формирование групп: Процесс включает регистрацию персональных данных ребенка (ФИО, дата рождения), сведений о родителях, а также распределение детей по возрастным группам.
2. Учет посещаемости: Ежедневная фиксация присутствия детей, что напрямую влияет на расчеты за питание и ведение статистики.
3. Ведение медицинских карт: Систематизация данных о прививках, аллергических реакциях, медицинских допусках и прочей важной информации, критичной для здоровья воспитанников.
4. Организация питания: Учет количества детей для заказа продуктов и составления меню.
5. Работа с персоналом: Ведение личных дел сотрудников (воспитателей, медсестер, административного персонала), учет их квалификации и нагрузки.

Краткий анализ существующих на рынке решений часто показывает, что они либо обладают избыточным функционалом, что усложняет их внедрение и использование, либо имеют высокую стоимость, недоступную для многих муниципальных учреждений. Это доказывает целесообразность разработки собственного, кастомизированного решения, точно отвечающего потребностям конкретного детского сада.

Исходя из этого анализа, можно сформулировать четкие требования к будущей системе. Функциональные требования включают возможность ведения учета детей, сотрудников, групп, посещаемости, медицинских данных и расписания занятий. К нефункциональным требованиям относятся обеспечение безопасности данных, создание интуитивно понятного пользовательского интерфейса и надежность хранения информации.

Проектирование концептуальной модели данных для ясности структуры

После того как мы поняли, что система должна делать, переходим к концептуальному проектированию — созданию высокоуровневой карты наших данных. Этот этап позволяет определить ключевые сущности предметной области и логические связи между ними, формируя «скелет» будущей базы. Такая модель, часто представленная в виде ER-диаграммы (модель «сущность-связь»), понятна даже нетехническим специалистам, что упрощает согласование проекта.

Для предметной области «Детский сад» можно выделить следующие основные сущности:

• Дети (хранит личную информацию о каждом воспитаннике)
• Родители (содержит сведения о законных представителях)
• Группы (описывает возрастные группы в саду)
• Сотрудники (учет персонала, включая воспитателей)
• Занятия (справочник проводимых занятий или предметов)
• Вакцинации (учет сделанных прививок)

Для каждой сущности определяются базовые атрибуты. Например, для сущности Дети это будут: КодРебенка, ФИО, ДатаРождения, СвидетельствоОРождении. Затем устанавливаются связи между сущностями. Например:

Один Сотрудник (в роли воспитателя) курирует одну Группу, в которой может находиться много Детей. В свою очередь, у одного Ребенка может быть несколько Родителей.

Визуализация этих отношений в виде ER-диаграммы дает четкое представление о структуре данных и служит фундаментом для следующего, более детального этапа проектирования.

Разработка логической структуры, или Как привести данные в порядок

Концептуальная модель — это чертеж. Логическое проектирование — это превращение чертежа в детализированную схему, готовую к реализации в конкретной системе управления базами данных (СУБД). Ключевой процесс на этом этапе — нормализация данных. Его цель — устранить избыточность и возможные аномалии при обновлении, вставке или удалении информации.

Процесс нормализации обычно проводится пошагово, приводя таблицы к нормальным формам (НФ). Например, если у нас изначально была одна большая таблица со всей информацией о ребенке, его группе и воспитателе, в процессе нормализации она будет разделена на несколько связанных таблиц: Дети, Группы, Сотрудники. Это делается для того, чтобы информация о конкретном воспитателе хранилась только в одном месте, а не дублировалась для каждого ребенка из его группы.

Особое внимание уделяется связям типа «многие-ко-многим». Например, один ребенок может посещать много занятий, и одно занятие посещают много детей. Такие связи реализуются через создание специальной промежуточной таблицы, например ПосещаемостьЗанятий, которая будет содержать внешние ключи из таблиц Дети и Занятия.

В итоге мы получаем набор реляционных таблиц, для каждой из которых подробно описывается ее структура:

• Имя поля: Например, `ChildID`, `FirstName`, `BirthDate`.
• Тип данных: Числовой, Текстовый, Дата/Время.
• Размер: Ограничение на количество символов или байт.
• Ключи: Определяется первичный ключ (PK) — уникальный идентификатор записи (например, `ChildID` в таблице `Дети`), и внешние ключи (FK) — поля, которые ссылаются на первичные ключи в других таблицах для установления связей.

Глава 2. Реализация физической модели базы данных в MS Access

С готовой логической схемой мы переходим к практической реализации — созданию физической модели в среде Microsoft Access. Access является реляционной СУБД, что означает, что она идеально подходит для работы со структурированными и связанными данными, которые мы спроектировали на предыдущих этапах.

Процесс начинается с создания таблиц в режиме конструктора. Этот режим позволяет точно воплотить разработанную логическую структуру:

1. Для каждой таблицы создается соответствующий объект в Access.
2. В конструкторе добавляется каждое поле, и для него задаются свойства: имя, тип данных (например, «Счетчик» для первичного ключа, «Короткий текст» для ФИО, «Дата/время» для даты рождения).
3. Назначаются дополнительные параметры, такие как размер поля, маска ввода (например, для телефона) и обязательность заполнения, что повышает качество вводимых данных.
4. Для каждой таблицы определяется первичный ключ, который будет уникально идентифицировать каждую запись.

Центральным элементом этого этапа является работа с окном «Схема данных». Именно здесь наш проект обретает целостность.

В «Схему данных» добавляются все созданные таблицы. Затем, с помощью мыши, физически «протягиваются» связи между полями — от первичного ключа одной таблицы к соответствующему внешнему ключу в другой. При создании этих связей MS Access предлагает включить опцию «Обеспечение целостности данных». Активация этой функции гарантирует, что в базе не появятся «записи-сироты» — например, нельзя будет добавить информацию о посещаемости для несуществующего ребенка.

Проектирование и создание форм для удобного ввода данных

Таблицы — это хранилище данных, но напрямую работать с ними для конечного пользователя неудобно и рискованно. Для взаимодействия с базой данных нужен дружелюбный и контролируемый интерфейс. Эту роль в MS Access выполняют формы. Они позволяют организовать ввод, просмотр и редактирование информации в интуитивно понятном виде.

Создание эффективной формы можно рассмотреть на примере «Карточки ребенка». Разработка обычно включает следующие шаги:

• Использование мастера форм: Для быстрого создания базовой структуры формы, связанной с таблицей `Дети`.
• Доработка в режиме конструктора: Это основной этап, где форма приобретает законченный вид. Здесь можно перемещать и выравнивать элементы, настраивать их внешний вид, добавлять подписи и заголовки.
• Добавление элементов управления: На форму помещаются не только текстовые поля для ввода данных, но и другие интерактивные элементы, такие как выпадающие списки (например, для выбора группы), переключатели и, конечно, командные кнопки («Сохранить», «Удалить», «Добавить нового ребенка»).

Вершиной проектирования интерфейса является создание главной кнопочной формы. Она служит стартовым экраном и навигационным центром всего приложения. С нее пользователь может по нажатию кнопок переходить к нужным разделам: открыть список детей, добавить нового сотрудника или сформировать отчет. Такой подход делает систему структурированной и простой в освоении.

Мастерство извлечения информации через разработку запросов

Данные, аккуратно собранные в таблицы, имеют ценность только тогда, когда их можно эффективно извлекать и анализировать. Для решения этой задачи в MS Access существует мощный инструмент — запросы. Запросы позволяют отбирать, фильтровать, объединять и даже вычислять данные на основе информации из одной или нескольких таблиц.

Рассмотрим несколько практических примеров запросов, которые могут понадобиться в работе детского сада, и как их создать в режиме конструктора:

1. Запрос на выборку: Самый простой тип. Задача: «Показать всех детей из подготовительной группы». В конструктор добавляются таблицы `Дети` и `Группы`, связываются по ключу, а в условии отбора для поля «Название группы» указывается «Подготовительная».
2. Запрос с параметром: Делает систему интерактивной. Задача: «Найти ребенка по фамилии». В условии отбора для поля «ФИО» пишется конструкция `Like [Введите фамилию] & «*»`. При запуске такого запроса Access покажет диалоговое окно, в котором пользователь сможет ввести искомую фамилию.
3. Запрос с вычисляемым полем: Позволяет создавать новые данные на лету. Задача: «Рассчитать возраст каждого ребенка». Создается новое поле, в котором прописывается формула, вычитающая дату рождения из текущей даты (функция `Date()`).
4. Итоговый запрос: Предназначен для агрегации данных. Задача: «Посчитать количество детей в каждой группе». В конструкторе используется функция группировки по названию группы и функция `Count` для подсчета идентификаторов детей.

Освоение запросов превращает базу данных из простого хранилища в гибкий аналитический инструмент.

Создание отчетов для наглядного представления и анализа данных

Если формы предназначены для интерактивной работы с данными на экране, то отчеты служат для их представления в структурированном, удобном для печати или сохранения в PDF виде. Это официальные документы: списки групп, табели посещаемости, медицинские справки. Автоматизация их составления — одна из главных целей проекта, позволяющая колоссально экономить время сотрудников.

Процесс создания профессионально выглядящего отчета в Access, например «Список группы с данными о родителях», можно разбить на несколько шагов, эффективно используя мастер отчетов:

• Выбор источника данных: Отчет может строиться как на основе таблицы, так и на основе ранее созданного запроса. Это очень удобно, так как позволяет сначала отобрать и подготовить нужные данные, а потом их оформить.
• Настройка группировки и сортировки: Ключевая функция отчетов. Можно, например, сгруппировать всех детей по названию их группы, а внутри каждой группы отсортировать их по алфавиту. Это мгновенно структурирует информацию.
• Оформление в режиме конструктора: Мастер создает заготовку, которую затем можно «отшлифовать». В конструкторе отчетов добавляются верхние и нижние колонтитулы (название учреждения, дата печати, нумерация страниц), настраиваются шрифты, добавляются логотипы.

В результате получается документ, полностью готовый к печати и предоставлению руководству или в контролирующие органы. Качественно сделанные отчеты — это наглядная демонстрация практической пользы разработанной системы.

Тестирование системы и разработка руководства пользователя

Разработка информационной системы не заканчивается на создании последней формы или отчета. Критически важным этапом является тестирование, цель которого — убедиться в корректности работы всех компонентов. Тестирование помогает выявить и исправить ошибки, логические несоответствия и неудобства в интерфейсе до того, как система будет передана конечному пользователю.

Процесс тестирования можно организовать с помощью простых тест-кейсов. Пример такого кейса для проверки модуля «Дети»:

1. Действие: Через форму «Карточка ребенка» добавить нового воспитанника. Ожидаемый результат: Запись появилась в таблице `Дети` и отображается в общем списке.
2. Действие: Отредактировать данные этого ребенка. Ожидаемый результат: Изменения корректно сохранились.
3. Действие: Удалить созданную запись. Ожидаемый результат: Запись исчезла из всех связанных списков и таблиц.

Параллельно с тестированием готовится руководство пользователя — документ, необходимый для успешной сдачи дипломного проекта и для реального внедрения системы. Его структура обычно включает:

• Системные требования: Минимально необходимая версия ОС (например, Windows 10) и наличие установленного пакета Microsoft Office с Access.
• Описание интерфейса: Краткий обзор назначения основных форм и кнопок навигации.
• Пошаговые инструкции: Детальные алгоритмы выполнения ключевых операций, например: «Как добавить нового сотрудника» или «Как сформировать годовой отчет по вакцинации».

Глава 3. Расчет экономической эффективности вашего проекта

Любой дипломный проект, особенно в области информационных технологий, должен доказывать не только свою техническую состоятельность, но и экономическую целесообразность. Этот раздел показывает, что внедрение разработанной системы принесет реальную выгоду, а не станет просто академическим упражнением. Расчет эффективности принято делить на две части: затраты на создание и выгоды от внедрения.

Затраты на разработку:

• Программное обеспечение: В данном случае, если в учреждении уже используется пакет MS Office, прямые затраты на ПО могут быть нулевыми. Если лицензия приобретается, ее стоимость включается в расчет.
• Трудозатраты разработчика: Это основная статья расходов. Необходимо оценить общее время, потраченное на анализ, проектирование, реализацию и тестирование (например, 120 часов), и умножить его на условную часовую ставку специалиста.

Выгоды (экономия) от внедрения:

Главная выгода заключается в сокращении времени сотрудников на выполнение рутинных операций. Это время можно перевести в денежный эквивалент.

Например, можно рассчитать, сколько времени методист или медсестра тратили на подготовку ежемесячных отчетов вручную (допустим, 8 часов в месяц). После внедрения системы эта операция стала занимать 30 минут. Экономия составляет 7.5 часов в месяц. Умножив это время на часовую ставку сотрудника и на 12 месяцев, мы получаем годовую экономию от автоматизации только одной задачи. Просуммировав экономию по всем автоматизированным процессам (поиск информации, заполнение форм, составление списков), можно наглядно доказать, что проект является рентабельным и окупится в разумные сроки.

Заключение, где мы подводим итоги проделанной работы

Подводя итоги, можно с уверенностью заявить, что цель дипломного проекта, поставленная во введении, была полностью достигнута. Проблема неэффективного бумажного документооборота в детских садах, подчеркивающая актуальность темы, нашла свое решение в виде разработанной информационной системы.

В ходе выполнения работы были последовательно решены все поставленные задачи:

• Был проведен детальный анализ предметной области «Детский сад», на основе которого были сформулированы требования к системе.
• Были спроектированы концептуальная и логическая модели данных, что обеспечило грамотную и устойчивую архитектуру.
• В среде СУБД MS Access была реализована физическая база данных, включающая таблицы, связи, формы для ввода данных, запросы для анализа и отчеты для наглядного представления информации.
• Разработанная система прошла тестирование и была снабжена руководством пользователя.

Таким образом, создана полноценная автоматизированная информационная система, способная значительно оптимизировать учетные процессы в дошкольном образовательном учреждении. Проект имеет и потенциал для дальнейшего развития: например, функционал может быть расширен модулем для онлайн-взаимодействия с родителями или система может быть перенесена на веб-платформу для обеспечения удаленного доступа.

Составление списка литературы и приложений

Завершающие разделы дипломной работы — список литературы и приложения — играют важную роль, демонстрируя глубину теоретической проработки темы и объем выполненной практической работы. Их грамотное оформление является обязательным требованием.

В список литературы следует включать все источники, на которые вы опирались при написании работы. Это могут быть:

• Учебники и монографии по проектированию баз данных и системам управления базами данных (СУБД).
• Научные статьи по теме автоматизации образовательных учреждений.
• ГОСТы и стандарты, регламентирующие оформление технической документации и дипломных работ.

Каждый источник должен быть оформлен строго в соответствии с требованиями действующего ГОСТа, с указанием автора, названия, издательства и года выпуска.

Раздел «Приложения» служит для вынесения громоздких материалов, которые перегружали бы основной текст работы. Как правило, сюда включают:

• Распечатку схемы данных из MS Access.
• Скриншоты ключевых пользовательских форм (например, «Карточка ребенка», «Главное меню»).
• Примеры наиболее важных и показательных отчетов.
• Листинги кода на VBA, если он использовался для расширения функционала.

Тщательно подготовленные приложения не только подтверждают реальность проделанной работы, но и служат отличным наглядным материалом во время защиты дипломного проекта.

Список использованной литературы

1. Винтер Р. Microsoft Access 97: справочник – СПб: Питер, 1998
2. ГОСТ 22266-76 СЧМ. Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования. — М.: Издательство стандартов, 1997.
3. Гультяев А.К., Машин В.А. Проектирование и дизайн пользовательского интерфейса. — СПб.: КОРОНА принт, 2010. — 347 с.
4. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. – СПб.: Питер, 2012.
5. Кудрявцев В.А. и др. Организация работы с документами: учебник. — М.:ИНФРА-М, 1998. — 352 с.
6. Маклаков С.В. Моделирование бизнес-процессов. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2012. — 224с.
7. Мамиконов А.Г. Проектирование АСУ: Учебник для специальности АСУ вузов. – М.: Высшая школа, 1997.
8. Парамонов Ф. И., Колесниченко О. В. Основы проектирования АСУП: Учебное пособие. — М.: Изд-во МАИ, 1995. — 92с.
9. Попов А. А. «Программирование в среде СУБД FoxPro 2.0.», М. изд. Радио и связь, 1993 г.
10. Проектирование баз данных: Учебник / Диго С.М.  Москва: Финансы и статистика, 1988. — 216 с.
11. Проектирование экономических информационных систем: Учебник / Смирнова Г.Н., Сорокин А.А., Тельнов Ю.Ф; Под ред. Ю.Ф. Тельнова. — Москва: Финансы и Статистика, 2011.  512 с.
12. Самгин Э. Б. «Освещение рабочих мест», изд. МИРЭА, 1989 г.
13. Сибаров Ю. Б. «Охрана труда в вычислительных центрах» и др., М. Машиностроение, 1990 г.
14. Смилянский Г.Л. Какая АСУ эффективна?: Экономические проблемы автоматизации управления: Руководителю об автоматизированных системах управления. -М.: Экономика, 1988. — 304 с.
15. Федоров А., Елманова Н. Введение в базы данных. Средства разработки. Компьютер пресс №4, 2010.
16. Хомоненко А.Д., Гридин В.В. Microsoft Access. Экспресс-курс. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005
17. Шумаков П.В. Delphi: создание приложений баз данных. — М.: Нолидж, 2009. — 705 с.
18. Экономика, разработка и использование программного обеспечения ЭВМ : Учебник / Благодатских В.А, Енгибарян М.А., Ковалевская Е.В. и др. Москва: Финансы и статистика, 1995.-288 стр.