Методика выполнения курсовой работы по теме «Разработка информационной системы для кафедры»

Глава 1. Как провести анализ предметной области и грамотно поставить задачу

Любая серьезная разработка начинается не с написания кода, а с глубокого анализа и планирования. В контексте курсовой работы этот этап называется «Анализ предметной области и постановка задачи» и является фундаментом, на котором будет строиться вся ваша информационная система. Его цель — превратить абстрактную идею «ИС для кафедры» в четкий и формализованный список требований.

Процесс можно разбить на несколько последовательных шагов:

1. Сбор информации. На этом этапе ваша задача — стать на время аналитиком. Необходимо изучить всю доступную документацию кафедры: положения, учебные планы, формы отчетов, списки сотрудников. Не менее важным шагом является интервьюирование будущих пользователей — преподавателей, лаборантов, заведующего кафедрой. Их ответы помогут понять реальные потребности и проблемы.
2. Описание бизнес-процессов «как есть». Вы должны подробно описать, как сейчас на кафедре выполняются ключевые задачи. Например, как именно происходит распределение учебной нагрузки, как составляется расписание, как ведется учет научных публикаций или методических материалов.
3. Выявление «узких мест». Проанализировав текущие процессы, вы сможете определить, что именно работает неэффективно. Возможно, на создание отчетов уходит слишком много времени, данные о нагрузке часто теряются или содержат ошибки, а актуальное расписание трудно отслеживать. Эти проблемы и должна решить ваша система.
4. Формулирование целей и задач ИС. На основе выявленных проблем вы формулируете главную цель (например, «повысить эффективность учета учебной нагрузки») и конкретные задачи, которые ведут к ее достижению (например, «автоматизировать формирование отчета по нагрузке», «обеспечить быстрый доступ к данным о публикациях сотрудников»).
5. Определение функциональных требований. Это финальный и самый конкретный результат анализа. Вы составляете точный список того, что система должна уметь делать. Например:
   • Вести учет сотрудников кафедры с их личными данными и должностями.
   • Формировать и редактировать расписание занятий.
   • Автоматически рассчитывать учебную нагрузку преподавателей.
   • Генерировать печатные отчеты установленного образца.

После того как мы точно определили, ЧТО должна делать наша система, можно приступать к проектированию того, КАК она будет это делать.

Глава 2. Проектирование архитектуры будущей информационной системы

На этом этапе мы создаем «чертеж» нашей будущей системы. Центральным элементом любой информационной системы является база данных (БД), поэтому ее грамотное проектирование — ключ к успеху. Этот процесс состоит из нескольких логических шагов.

Инфологическое моделирование: ER-диаграммы

Прежде чем создавать таблицы, нужно понять, из каких информационных блоков состоит наша система. Этот процесс называется инфологическим моделированием. Основные его компоненты:

• Сущности — это ключевые объекты, информацию о которых мы хотим хранить. Для ИС кафедры это могут быть: Сотрудник, Дисциплина, Студенческая группа, Публикация, Нагрузка.
• Атрибуты — это свойства или характеристики каждой сущности. Например, у сущности «Сотрудник» атрибутами будут ФИО, Должность, Дата рождения, Ученая степень.
• Связи — это логические отношения между сущностями. Например, один «Сотрудник» может вести несколько «Дисциплин» (связь один-ко-многим), а в выполнении одной «Нагрузки» участвует один «Сотрудник» и одна «Дисциплина» (связь один-к-одному).

Для визуального представления этих компонентов используется ER-диаграмма (Entity-Relationship Diagram). Она наглядно показывает все сущности и связи между ними, являясь по сути картой вашей будущей базы данных.

Выбор СУБД: почему MS Access?

Для реализации учебного проекта часто выбирают систему управления базами данных (СУБД) MS Access. Это оправданный выбор по нескольким причинам: Access входит в стандартный пакет Microsoft Office, обладает понятным интерфейсом и, что самое главное, содержит мощные встроенные средства не только для создания таблиц, но и для быстрой разработки форм, запросов и отчетов. Это позволяет сосредоточиться на логике работы ИС, а не на сложностях программирования.

Проектирование таблиц и ключей

На основе созданной ER-диаграммы мы приступаем к физическому проектированию таблиц. Каждая сущность превращается в таблицу, а атрибуты — в ее столбцы. Краеугольным камнем реляционных баз данных являются ключи:

• Первичный ключ (Primary Key) — это уникальный идентификатор для каждой записи в таблице. Например, в таблице «Сотрудники» это может быть поле `ID_Сотрудника` с типом «Счетчик». Он гарантирует, что у нас не будет двух абсолютно одинаковых сотрудников.
• Внешний ключ (Foreign Key) — это поле в одной таблице, которое ссылается на первичный ключ в другой таблице. Именно так устанавливаются связи. Например, в таблице «Нагрузка» будет поле `ID_Преподавателя`, которое является внешним ключом и ссылается на `ID_Сотрудника` в таблице «Сотрудники».

Мы спроектировали «скелет» нашей базы данных. Но чтобы он был крепким и надежным, его нужно привести в соответствие с индустриальными стандартами. Об этом — в следующей главе.

Почему правильная нормализация базы данных это критически важно

Просто создать таблицы недостаточно. Нужно убедиться, что их структура эффективна и защищена от потенциальных ошибок при добавлении, обновлении или удалении данных. Этот процесс оптимизации структуры таблиц называется нормализацией. Его главная цель — устранить избыточность данных и обеспечить их целостность.

Для курсового проекта обычно достаточно привести базу данных к третьей нормальной форме (3NF), что является общепринятым стандартом. Давайте разберем этот процесс на простых примерах.

Первая нормальная форма (1NF)

Правило: Все атрибуты должны быть атомарными, то есть неделимыми. В одной ячейке таблицы не может храниться несколько значений.

• Плохо (до): Таблица «Сотрудники» с полем «Телефоны», где через запятую указаны номера: «8-926-123-45-67, 8-495-987-65-43».
• Хорошо (после): Создается отдельная таблица «ТелефоныСотрудников» со столбцами `ID_Телефона`, `ID_Сотрудника` (внешний ключ) и `НомерТелефона`. Теперь у каждого номера своя запись.

Вторая нормальная форма (2NF)

Правило: Таблица должна быть в 1NF, и все неключевые атрибуты должны полностью зависеть от всего составного первичного ключа (если он есть).

Третья нормальная форма (3NF)

Правило: Таблица должна быть в 2NF, и все неключевые атрибуты должны зависеть только от первичного ключа, а не от других неключевых атрибутов (отсутствие транзитивных зависимостей).

• Плохо (до): В таблице «Нагрузка» (`ID_Нагрузки`, `ID_Преподавателя`, `ФИО_Преподавателя`, `Должность_Преподавателя`, `Дисциплина`, `Часы`). Здесь `ФИО_Преподавателя` и `Должность_Преподавателя` зависят от `ID_Преподавателя`, а не от `ID_Нагрузки`. Это вызывает избыточность: если у преподавателя 10 дисциплин, его должность будет повторена 10 раз.
• Хорошо (после): Информация о преподавателе остается только в таблице «Сотрудники». А в таблице «Нагрузка» мы оставляем только `ID_Нагрузки`, `ID_Преподавателя` (внешний ключ), `Дисциплина` и `Часы`. Чтобы узнать ФИО, система просто обратится к связанной таблице «Сотрудники».

Теперь наша база данных спроектирована грамотно. Пришло время наполнить ее жизнью — перейти к непосредственной реализации.

Глава 3. Как реализовать систему на практике с помощью MS Access

После завершения теоретической части проектирования наступает самый интересный этап — создание работающего прототипа. MS Access предоставляет все необходимые инструменты для того, чтобы «оживить» ваши схемы и диаграммы.

Вот пошаговый план действий в среде MS Access:

1. Создание таблиц. В режиме конструктора таблиц вы физически создаете все таблицы, которые определили на этапе проектирования. Для каждого поля (атрибута) вы задаете имя, выбираете подходящий тип данных (например, «Текстовый», «Числовой», «Дата/время», «Счетчик» для первичных ключей) и устанавливаете первичные ключи.
2. Создание связей. Это ключевой шаг для обеспечения целостности данных. В специальном окне «Схема данных» вы перетаскиваете мышью первичный ключ из одной таблицы на соответствующий ему внешний ключ в другой. Access предложит установить параметры обеспечения целостности, которые не позволят, например, удалить преподавателя, если за ним числится учебная нагрузка.
3. Создание форм. Пользователи не должны работать с таблицами напрямую — это неудобно и опасно. Для них создаются формы. С помощью конструктора форм вы можете сделать удобные интерфейсы для ввода и редактирования информации, например, «Карточка сотрудника», где все данные о человеке собраны в одном месте, или форма «Распределение нагрузки».
4. Создание запросов. Запросы — это главный инструмент для извлечения информации из базы данных. Они позволяют отбирать, сортировать, фильтровать и вычислять данные. Например, можно создать запрос, который будет «Вывести всех преподавателей-доцентов с нагрузкой более 500 часов» или «Посчитать общее количество публикаций по кафедре за последний год».
5. Создание отчетов. Отчеты предназначены для вывода информации в удобном для печати или просмотра виде. Часто именно отчеты являются главным результатом работы информационной системы для руководства. С помощью мастера отчетов можно легко создать документы вроде «Штатное расписание», «Отчет по учебной нагрузке кафедры» или «Список научных трудов сотрудника».

Наша система работает, данные вносятся, отчеты формируются. Но как убедиться, что она работает правильно и без ошибок?

Не забываем про тестирование. Как проверить качество своей работы

Разработка не заканчивается на создании последней формы. Важнейший этап, который часто упускают, — это тестирование. Его цель — убедиться, что система работает так, как было запланировано, и не содержит критических ошибок. Для курсового проекта достаточно провести несколько видов проверки.

• Функциональное тестирование. Это проверка основного функционала. Ваша задача — методично пройтись по всем элементам системы и проверить их работоспособность. Открываются ли все формы? Работают ли все кнопки? Правильно ли формируются отчеты? Лучше всего составить простую таблицу-чек-лист (Функция -> Ожидаемый результат -> Фактический результат -> Статус), чтобы ничего не упустить.
• Тестирование ввода данных. Попробуйте «сломать» свою систему. Вводите заведомо некорректные данные: текст в поле для цифр, отрицательное число в поле «Количество часов», дату в неправильном формате. Хорошо спроектированная система должна выдавать пользователю сообщение об ошибке, а не зависать или сохранять неверные данные.
• Пользовательское тестирование. Вы знаете свою систему от и до, поэтому можете не замечать очевидных неудобств в интерфейсе. Попросите одногруппника или преподавателя поработать с вашей программой без ваших подсказок. Посмотрите, какие действия вызывают у него затруднения. Это лучший способ проверить юзабилити (удобство использования) вашей ИС и получить ценную обратную связь.

Система разработана и проверена. Осталось грамотно оформить результаты и подготовиться к защите.

Заключение. Как подвести итоги и сформулировать выводы

Заключение в курсовой работе — это не просто краткий пересказ содержания. Это синтез проделанной работы, где вы должны продемонстрировать, что поставленная цель была достигнута, а задачи — решены. Хорошее заключение закрепляет положительное впечатление от вашего проекта.

Структура выводов должна быть четкой и логичной:

1. Напомните о цели. Начните с фразы, повторяющей цель, поставленную во введении. Например: «Целью данной курсовой работы являлась разработка информационной системы для автоматизации учета деятельности кафедры».
2. Перечислите решенные задачи. Кратко опишите, какие шаги были предприняты для достижения цели. Например: «В ходе работы был проведен анализ предметной области, спроектирована структура реляционной базы данных и приведена к третьей нормальной форме, а также реализован прототип приложения в среде MS Access».
3. Опишите ключевые результаты. Это самая важная часть. Конкретно укажите, что позволяет делать разработанная ИС. Например: «В результате была создана информационная система, которая позволяет вести централизованный учет сотрудников и их публикаций, автоматизировать процесс распределения учебной нагрузки и формировать итоговые отчеты».
4. Обозначьте пути развития. Покажите, что вы видите перспективы своего проекта. Кратко опишите, как можно было бы улучшить или расширить систему в будущем. Например, «В качестве дальнейшего развития проекта возможны добавление веб-интерфейса для удаленного доступа, интеграция с расписанием занятий университета или разработка модуля для учета успеваемости студентов».

Работа написана. Финальный штрих — привести ее в соответствие с формальными требованиями.

Финальные штрихи. Правила оформления работы и приложений по ГОСТу

Даже самый лучший проект может получить низкую оценку из-за небрежного оформления. Чтобы избежать потери баллов по формальным причинам, уделите внимание требованиям к оформлению курсовой работы, которые обычно базируются на ГОСТ или стандартах вашего вуза.

Требования к тексту и структуре

Вот основные параметры, на которые стоит обратить внимание:

• Шрифт: Обычно Times New Roman, размер 14 пт.
• Междустрочный интервал: Полуторный (1.5).
• Поля страницы: Левое — 3 см, правое — 1 см, верхнее и нижнее — по 2 см.
• Выравнивание: Основной текст выравнивается по ширине.
• Нумерация страниц: Сквозная, арабскими цифрами, начиная со второй страницы (на титульном листе номер не ставится).
• Структура документа: Строго по порядку: Титульный лист, Содержание, Введение, Основные главы, Заключение, Список использованной литературы, Приложения.

Оформление приложений

Приложения — это обязательная и очень важная часть курсовой работы по разработке информационной системы. Именно сюда выносятся все графические и объемные материалы, которые подтверждают вашу практическую работу. Не забудьте включить в приложения:

• Инфологическую модель данных (вашу ER-диаграмму).
• Схему данных из MS Access, где видны таблицы и установленные связи.
• Описание структуры таблиц (имя поля, тип данных, ключ).
• Скриншоты ключевых элементов интерфейса: главных форм для ввода данных, примеров работы запросов.
• Примеры сгенерированных отчетов (например, распечатка штатного расписания или отчета по нагрузке).
• Листинги кода (если вы писали макросы на VBA или сложные SQL-запросы).

Каждое приложение должно начинаться с новой страницы, иметь заголовок (например, «Приложение А») и название. В основном тексте работы обязательно должны быть ссылки на соответствующие приложения (например, «Структура базы данных представлена в Приложении А»).

Список использованной литературы

1. Microsoft Access 2002/ Русская версия. Шаг за шагом: практическое пособие / пер. с англ. Л.В. Сазоновой. – М.: Изд. ЭКОМ, 2002. – 352 с. –ISBN 5-7163-0095-2.
2. Вендров А.М. Практикум по проектированию программного обеспечения экономических информационных систем: Учеб.пособие / А.М. Вендров. – М.: Финансы и статистика, 2004. – 192 с., ил. – ISBN 5-279-02440-6.
3. Информационные системы и технологии в экономике: Учебник. – 2-е изд., доп. и перераб. / Т.П. Барановская, В.И. Лойко, М.И. Семенов, А.И. Трубилин; Под ред. В.И. Лойко. – М.: Финансы и статистика, 2005. – 416 с., ил. — ISBN 5-279-02605-0.
4. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация / Т.С. Карпова. – СПб.: Питер, 2001. – 304 с. – ISBN 5-272-00278-4.
5. Конгаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 800 с.: ил. ISBN 5-279-02276-4.
6. Корнеев В.В. Базы данных. Интеллектуальная обработка информации / В.В. Корнеев, А.Ф. Гареев, С.В. Васютин, В.В. Райх. – М.: Издатель Молгачева С.В., Издательство Нолидж, 2001, — 496 с.: ил. ISBN 5-89251-100-6.
7. Марков А.С. Базы данных. Введение в теорию и методологию: учебник / А.С. Марков, К.Ю. Лисовкий. – М.: Финансы и статистика, 2004. – 512 с. – ISBN 5-279-02298-5.
8. Петров В.Н. Информационные системы / В.Н. Петров. – СПб.: Питер, 2002. – 688 с. – ISBN 5-318-00561-6.
9. Риккарди Г. Системы баз данных. Теория и практика использования в Interner и среде Java. / ГрегРиккарди; пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 480 с. – ISBN 5-8459-0208-8 (рус.).
10. Саак А.Э. Информационные технологии управления: учебник для вузов / А.Э. Саак, Е.В. Пахомов, В.Н. Тюшняков. – СПб.: Питер, 2005. – 320 с. ISBN 5-469-00412-0.
11. Хомоненко А.Д. Базы данных: учебник для высших учебных заведений / А.Д. Хомоненко, В.М. Цыганков, М.Г. Мальцев. – 4-е изд., доп. и перераб. – СПб.: КОРОНА принт, 2004. – 736 с. – ISBN 5-7931-0284-1.