Автоматизация учета книг библиотеки АГТУ

• Введение
• 1. Аналитическая
• 1.1 Описание организации
• 1.2 Текущее состояние
• 1.2.1 Автоматизированное рабочее место библиотекаря
• 1.3 Понятие информационной системы
• 1.3.1 Понятие БД и СУБД
• 1.3.1.1 Классификация баз данных
• 1.3.1.2 Требования к базам данным
• 1.4 Обзор подобных систем
• 1.5 Обоснование разработки
• 1.6 Цели и задачи проектирования
• 2. Проектная
• 2.1 Понятие и классификация модели данных
• 2.2 Концептуальная модель
• 2.3 Функциональная модель
• 2.4 Даталогическая модель
• 2.5 Инфологическая модель
• 2.6 Защита данных
• 3. Технологическая
• 3.1 Обзор вариантов реализации поставленных задач
• 3.2 Выбор среды программирования
• 3.3 Описание технологии реализации проекта
• 3.4 Интерфейс пользователя
• 4. Проект внедрения
• 5. Оценка экономической эффективности проекта
• 5.1 Расчет затрат, связанных внедрением информационной системы
• 5.2 Расчет текущих затрат по эксплуатации проекта
• 5.3 Оценка результатов от эксплуатации проекта в реальных условиях
• 5.4 Расчет системы рыночных показателей для оценки экономической эффективности проекта
• 4. Безопасность жизнедеятельности
• 4.1 Опасные и вредные производственные факторы, действующие на оператора ПЭВМ
• 4.2 Общие требования к организации рабочих мест пользователей ПЭВМ
• 4.3 Требования к помещениям для работы с ПЭВМ
• 4.4 Размещение компьютерной техники на рабочем столе
• 4.5 Общие требования к организации режима труда и отдыха при работе с ВДТ и ПЭВМ
• 4.6 Инструкция по охране труда для пользователей программного продукта
• 4.6.1 Требования безопасности перед началом работы
• 4.6.2 Требования безопасности во время работы.
• 4.6.3 Требования безопасности после окончания работы.
• 4.6.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях
• Список Использованных Источников

Документный фонд является основой функционирования библиотеки как социального института и главным источником удовлетворения читательских потребностей.

Библиотечный фонд представляет собой упорядоченную совокупность документов, собираемых в библиотеке в соответствии с ее функциями и задачами для хранения и представления их читателям библиотеки. Исходя из этого определения, важнейшими функциями библиотечного фонда будут кумулятивная, мемориальная и коммуникационная.

Претворить в жизнь эти социальные функции помогают технологические процессы формирования библиотечного фонда: моделирование, комплектование, учет, обработка документов, размещение и расстановка фонда, организация его хранения, использование фонда, управление фондом. Комплектование фонда, являясь составной частью его формирования, представляет собой отбор, заказ и приобретение документов, соответствующих функциям библиотеки, информационным потребностям и читательскому спросу ее абонентов. Существуют три вида комплектования: текущее (пополнение фонда выходящими в свет изданиями), ретроспективное (приобретение недостающих документов прошлых лет издания) и рекомплектование (освобождение фонда от устаревших по содержанию, ветхих, непрофильных и излишних дублетных экземпляров) В настоящее время, несмотря на повышение компьютеризации общества, в сфере образования до сих пор нет средств, позволяющих в достаточной мере автоматизировать процесс ведения документации и отчетности.

Одной из составных задач можно рассматривать проблему систематизации учебных изданий, а так же быстрый поиск литературы при возникновении необходимости в этом.

Библиотека АГТУ располагает фондом, насчитывающим более 600 тыс. документов. По данным на 2006 г. книговыдача составила около500 тыс. экземпляров, обслужено 34 344 пользователя, посещений свыше 283 000 человек. В АГТУ начиная с 1993 года, библиотека приступила к созданию электронного каталога в системе MARK. С 2001 г. библиотека работает с сетевой версией АБИС ИРБИС.

Электронный каталог библиотеки содержит несколько постоянно пополняемых баз данных: Книги; Авторефераты и диссертации; Отчеты НИР; Труды преподавателей АГТУ; Журналы и газеты; Краеведение; Нормативно-техническая документация. В 2002 г. открыт доступ к Электронному каталогу библиотеки всем компьютерам в сети университета. По состоянию на конец 2006 г. Электронный каталог содержит около 42 000 записей.

Юридический факультет АГТУ не подключен к локальной сети университета, поэтому не располагает электронным каталогом ИРБИС. В связи с этим целесообразно разработать свою систему в которой будут отражены все имеющиеся периодический издания, а так же учебные пособия.

1. Аналитическая.

Цель дипломной работы — повышение эффективности работы библиотеки, посредством автоматизации учета книг в библиотеке Юридического факультета АГТУ.

1.1 Описание организации.

Юридический факультет АГТУ существует с 1996 года, и за время своего существования подготовил и выпустил около 300 квалифицированных специалистов, которые работают в правоохранительных органах, судах, адвокатуре, нотариате, в сферах бизнеса и предпринимательства.

В состав факультета входят кафедры: уголовного права и процесса, гражданского права и процесса, конституционного права, права и культурологи, философии, политологии, которые осуществляют подготовку будущих юристов по трем специализациям: гражданско-процессуальной, уголовно-процессуальной, государственно-правовой. Среди преподавателей кафедр работают как штатные преподаватели, так и ведущие юристы-практики (более 60% преподавателей имеют ученые степени и звания). Сейчас на факультете обучается около 400 студентов, 150 из них — на бюджетной основе.

Ежегодно студенты юридического факультета с целью накопления профессионального опыта проходят учебную практику в правоохранительных органах, судах, адвокатуре, на других предприятиях и в организациях, с которыми у факультета заключены договоры о творческом сотрудничестве. Этой же цели служит работа студентов в юридической клинике, созданной совместно с Комиссией по правам человека при главе администрации Архангельской области. Студенты, оказывая бесплатную юридическую помощь населению, взамен получают необходимый юридический опыт и часто отмечаются благодарностями администрации области.

На факультете активно ведется научно-исследовательская работа. Студенты активно принимают участие в научных конференциях различного уровня: вузовских, областных, общероссийских и международных. По итогам конференций участники с нашего факультета нередко награждаются призовыми местами, премиями и грамотами.

С 2000 г. при факультете действует Центр правовых исследований с целью организации систематической научно-исследовательской работы. Выпускники имеют возможность продолжить научную работу в аспирантуре по специальности 12.00.02 «Конституционное право; муниципальное право» .

На факультете работает собственная библиотека, фонд которой насчитывает около 12 000 экземпляров книг. В фонде имеется гуманитарная и специализированная литература, активно ведется создание электронной библиотеки. Работает класс правовой информатики, оснащенный современной компьютерной техникой и полной сетевой версией правовой базы данных «Консультант Плюс» .

1.2 Текущее состояние.

Рассмотрим текущее состояние автоматизации процесса учета книг в библиотеке.

1.2.1 Автоматизированное рабочее место библиотекаря.

Автоматизация рабочего места библиотекаря расширяет его функции, переводя его из разряда человека, который хранит книги и помогает читателю их найти, в разряд активного пользователя, владеющего и использующего весь современный арсенал оргтехники. Библиотечный фонд составляет 12 000 учебно-методической литературы. В библиотеке установлен компьютер, который не оснащен никаким специализированным программным обеспечением. В библиотеке работает один человек и на него возлагаются следующие обязанности:

— ввод кратких библиографических данных и данных об изучающих и распространяющих организациях.

— контроль поступления литературы в библиотеку, ввод данных для книг суммарного учета (КСУ) о поступившей партии.

— списание книг из фондов, с учетом передачи в другие подразделения.

— оформление подписки.

Рабочее место библиотекаря оборудовано рабочей станцией Intel Celeron 1.4 GHz 256 Mb ОЗУ, Windows XP; монитор LCD 18″, принтер HP LaserJet 1010.

В дальнейшем планируется организация второго рабочего места, для изучения литературы, которая имеется только на электронном носителе, а так же получение выхода в Интернет.

1.3 Понятие информационной системы.

Информационная система — взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Первые информационные системы появились в 50-х гг. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах.

В 70-х — начале 80-х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроль, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решения.

К концу 80-х гг. ИС становятся источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля.

Современные ИС, основанные на концепции интеграции данных, характеризуются огромными объектами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования многочисленных пользователей.

Структуру ИС составляет совокупность отдельных ее частей, называемыми подсистемами.

Общую структуру ИС можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называются обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлен совокупностью обеспечивающих подсистем (рисунок 2).

Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.

Информационное обеспечение — совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных системных документов, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения БД.

Назначение подсистемы ИО в своевременном формировании и выдаче информации для принятия управленческих решений.

Рисунок 1 — Структура информационных систем как совокупность обеспечивающих подсистем.

Техническое обеспечение — комплекс технических средств, предназначенных для работы ИС, а также соответствующая техническая документация на эти средства и технические процессы.

К комплексу технических средств относятся:

— компьютеры, оргтехника, эксплуатационные материалы;

— устройства сбора, наполнения, обработки, передачи и вывода информации;

— устройства передачи данных и линии связи и т. д.

Документацией оформляются предварительный выбор технических средств, организация из эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение. Документацию можно разделить на три группы:

а) общесистемную, включающую государственные и отраслевые стандарты по техническому обеспечению;

б) специализированную, соединяющую комплекс методик по всем этапам разработки технического обеспечения;

в) нормативно-справочную, используемую при выполнении расчетов по техническому обеспечению.

Математическое и программное обеспечение — совокупность математических методов, алгоритмов и программ для реализации целей и задач ИС, а также нормального функционального комплекса технических средств.

К средствам МО относятся: средства моделирования процессов управления, типовые задачи управления, методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания.

В состав программного обеспечения входят:

а) Общесистемные программные продукты (комплексы программ, ориентация на пользователей и предназначение для решения типовых задач обработки информации). Они служат для расширения функциональных возможностей компьютера, контроля и управления процессом обработки данных.

б) Специализированные программные продукты — совокупность программ, разработанных при создании конкретной ИС. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.

в) Техническая документация на разработку программных средств.

Организационное обеспечение — совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации ИС.

Организационное обеспечение реализует следующие функции:

— анализ существующих систем управления организацией, где будет использоваться ИС, и выявления задач, подлежащих автоматизации;

— подготовку задач к решению на компьютере, включая техническое задание на проектирование ИС и технико-экономическое обоснование ее эффективности;

— разработку управленческих решений по составу и структуре организации, методологии решения задач, направленных на повышение эффективности систем управления.

Организационное обеспечение создается по результатам предпроектного обследования на первом этапе построения баз данных.

Правовое обеспечение — совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование ИС, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.

Главной целью правового обеспечения является укрепление законности.

В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти.

Правовое обеспечение этапов функционирования разработки ИС включает:

— статус ИС;

— права и обязанности, ответственного персонала;

— порядок создания и использования информации и др.

Информационная система предполагает работу с большим объемом данных, которые организуются в базу данных, причем автоматизирует работу пользователей с хранящимися данными система управления базами данных.

1.3.1 Понятие БД и СУБД.

Под базой данных (БД) понимают совокупность хранящихся вместе данных при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений. Целью создания баз данных, как разновидности информационной технологии и формы хранения данных, является построение системы данных, не зависящих от принятых алгоритмов (программного обеспечения), применяемых технических средств и физического расположения данных в ЭВМ; обеспечивающих непротиворечивую и целостную информацию при нерегламентируемых запросах.

В современной технологии БД предполагается, что создание БД, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляется, централизовано с помощью специального программного инструментарии — систем управления базами данных (СУБД).

СУБД появилась, когда ЭВМ стали использоваться в контуре управления технологическими процессами и людскими коллективами. Разработка различных автоматизированных систем управления предполагает создание в памяти ЭВМ информационных моделей объектов управления — больших информационных массивов, получившие название «база данных» .

Назначение БД является удовлетворение информационных потребностей пользователей, а СУБД автоматизирует работу пользователей с хранящимися данными.

Достаточно мощные СУБД позволяют значительно автоматизировать процессы управления и удовлетворять до 90−95% потребностей управленческого аппарата. Одним из основных назначений СУБД является автоматизация документооборота. На основе хранящейся информации можно автоматически формировать любые стандартные документы. Также СУБД обеспечивает ввод, поиск, сортировку данных, составление отчетов. Они имеют возможность сопряжения с табличными процессами для специфической обработки и графического представления данных. В настоящее время широко используются такие СУБД, как Fox Pro, Paradox, Access и т. д.

1.3.1.1 Классификация баз данных.

Базы данные различаются по технологии обработки информации и способу доступа, а также по месту размещения базы данных. Можно выделить несколько:.

— Централизованная — база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе.

— Распределенная — база данных состоит из нескольких копий, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД). (БД — хранится на нескольких серверах и на каждом из них имеется своя копия СУБД. Кроме баз данных и клиентских приложений используется серверы приложений и компоненты. Серверы приложений позволяют оптимизировать обработку запросов числа пользователей и равномерно распределить нагрузку между компьютерами в сети. Компоненты — это программы, используемые для выполнения сложных вычислений на выделенном сервере).

— Локальная — программа и база данных расположены на одном компьютере. Для обеспечения разделения данных (доступа к данным) между несколькими пользователями, в качестве которых выступают программы, работающие на одном или нескольких компьютерах, в локальных базах данных используется метод, получивший название блокировка файлов. Суть этого метода заключается в том, что пока данные используются одним пользователем, другой не может применять эти данные, т. е. данные для него закрыты, заблокированы. (Paradox, dBase, FoxPro, Access — это локальные базы данных.).

— С удаленным (сетевым) доступом. Данные находятся на удаленном компьютере. Программа работы с удаленной базой данных состоит из двух частей: клиентской и серверной.

— Файл сервер (рисунок 2). Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). В такой машине хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной базе данных. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передают на рабочие станции, где в основном и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность ИС падает. Пользователи могут создавать также на рабочих станциях локальные БД, которые используются ими монопольно.

— Клиент сервер (рисунок 3). В этой концепции подразумевается, что помимо хранения централизованной БД центральная машина (Сервет баз данных) должна обеспечивать выполнения основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлечение данных (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиента — сервера является использование языка запросов SQL.

Рисунок 2 — Схема обработки информации по принципу файл-сервер

Рисунок 3 — Схема обработки информации в БД по принципу клиент-сервер

— Интернет — база данных и СУБД располагается на одном компьютере, а доступ осуществляется через браузеры по стандартному сетевому протоколу.

При разработке базы данных, в нашем случае, используется локальная база данных, так как она ориентирована на одного пользователя.

1.3.1.2 Требования к базам данным.

К современным базам данных, а, следовательно, и к СУБД, на которых они строятся, предъявляются следующие основные требования:.

1. Высокое быстродействие (малое время отклика на запрос).

Время отклика — промежуток времени от момента запроса к БД до фактического получения данных. Похожим является термин время доступа — промежуток времени между выдачей команды записи (считывания) и фактическим получением данных. Под доступом понимается операция поиска, чтения данных или записи их. Часто операции записи, удаления и модификации данных называют операцией обновления..

2. Простота обновления данных.

3. Независимость данных.

4. Совместное использование данных многими пользователями.

5. Безопасность данных — защита данных от преднамеренного или непреднамеренного нарушения секретности, искажения или разрушения.

6. Стандартизация построения и эксплуатации БД (фактически СУБД).

7. Адекватность отображения данных соответствующей предметной области.

8. Дружелюбный интерфейс пользователя.

Важнейшими являются первые два противоречивых требования: повышение быстродействия требует упрощения структуры БД, что, в свою очередь, затрудняет процедуру обновления данных, увеличивает их избыточность.

Независимость данных — возможность изменения логической и физической структуры БД без изменения представлений пользователей. Независимость данных предполагает инвариантность к характеру хранения данных, программному обеспечению и техническим средствам. Она обеспечивает минимальные изменения структуры БД при изменениях стратегии доступа к данным и структуры самих исходных данных. Это достигается, как будет показано далее, «смещением» всех изменений на этапы концептуального и логического проектирования с минимальными изменениями на этапе физического проектирования.

Безопасность данных включает их целостность и защиту.

Целостность данных — устойчивость хранимых данных к разрушению и уничтожению, связанных с неисправностями технических средств, системными ошибками и ошибочными действиями пользователей.

Целостность данных предполагает:

— отсутствие неточно введенных данных или двух одинаковых записей об одном и том же факте;

— защиту от ошибок при обновлении БД;

— невозможность удаления (или каскадное удаление) связанных данных разных таблиц;

— неискажение данных при работе в многопользовательском режиме и в распределенных базах данных;

— сохранность данных при сбоях техники (восстановление данных).

Целостность обеспечивается триггерами целостности — специальными приложениями-программами, работающими при определенных условиях. Защита данных от несанкционированного доступа предполагает ограничение доступа к конфиденциальным данным и может достигаться:

— введением системы паролей;

— получением разрешений от администратора базы данных (АБД);

— запретом от АБД на доступ к данным;

— формирование видов — таблиц, производных от исходных и предназначенных конкретным пользователям.

Три последние процедуры легко выполняются в рамках языка структурированных запросов Structured Query Language — SQL, часто называемого SQL2.

Стандартизация обеспечивает преемственность поколений СУБД, упрощает взаимодействие БД одного поколения СУБД с одинаковыми и различными моделями данных. Стандартизация (ANSI/SPARC) осуществлена в значительной степени в части интерфейса пользователя СУБД и языка SQL. Это позволило успешно решить задачу взаимодействия различных реляционных СУБД как с помощью языка SQL, так и с применением приложения Open DataBase Connection (ODBC). При этом может быть осуществлен как локальный, так и удаленный доступ к данным (технология клиент/сервер или сетевой вариант).

1.4 Обзор подобных систем.

В настоящее время на рынке существует около десятка различных автоматизированных систем учета книг в библиотеки. Такой разброс в программном обеспечении создает проблему выбора. В связи с этим целесообразно рассмотреть самые распространенные системы и отметить их преимущества и выявит недостатки.

" ИРБИС" .

Первая, наиболее известная система автоматизации библиотек ИРБИС, создана специалистами Государственной публичной научно-технической библиотеки России, представляет собой типовое решение в области автоматизации библиотечных технологий и предназначена для использования в библиотеках любого типа и профиля. За прошедшие годы система претерпела существенные изменения, пройдя путь от скромной системы с ограниченными возможностями, функционирующей в среде MS-DOS, до подлинно интегрированной системы, работающей в Windows. Она полностью отвечает международным требованиям, предъявляемым к современным библиотечным системам, и поддерживает все отечественные библиографические стандарты и форматы.

ИРБИС позволяет создавать и поддерживать любое количество баз данных, составляющих Электронный каталог или представляющих собой проблемно-ориентированные базы данных, предлагает технологию автоматического формирования словарей, на основе которых реализуется быстрый поиск по любым элементам описания и их сочетаниям. Система поддерживает традиционные бумажные технологии, предоставляя возможности для получения широкого спектра выходных форм. Система предлагает средства для ведения и использования Авторитетных файлов и Алфавитно-предметных указателей к УДК/ББК. Система предлагает большой набор сервисных средств, обеспечивающих удобство и наглядность пользовательских интерфейсов, упрощающих процесс ввода, исключающих ошибки и дублирование информации. Система обладает широкими возможностями для адаптации ее к условиям работы конкретной библиотеки.

" КАБИС" .

Следующая система, которая является не менее распространенной является КАБИС. Программное обеспечение предназначено для полной автоматизации и систематизации процесса комплектования и обработки фонда библиотеки, создания баз данных электронных каталогов и обеспечение поиска информации по ним. Система реализована с соблюдением действующих стандартов СНГ по библиотечному делу.

Также в системе КАБИС реализованы следующие функции:

— функции накопления библиографических описаний новых поступлений.

— функции административного поиска литературы.

— функции печати библиографических карточек.

— функции инвентаризации документов.

— функции справочной поддержки.

— функции администрирования системы и базы данных.

" Онлайн-Библиотека" .

И наконец еще одна из наиболее распространенных систем «Онлайн-Библиотека». Программа «Онлайн-Библиотека» автоматизирует все основные этапы работы с книгой, от момента поступления до списания ее из библиотечного фонда. Использование «Онлайн — Библиотеки» позволяет значительно упростить ведение учета библиотечного фонда, ускорить поиск необходимой литературы и обслуживание читателей, выдачу и прием книг, контроль за выданными книгами, получение информации о задолженности библиотеке, а также многое другое. Программа ориентирована для использования в высших и средне-специальных учебных заведениях.

Онлайн-Библиотека позволяет автоматизировать все основные разделы учёта библиотеки:

— электронный каталог.

— операции с каталогами.

— поиск информации.

— работа с читателями.

— книгообеспеченность.

— создание отчетов.

Как видно из всего вышесказанного, все системы выполняют практически одни и те же функции и обладают набором одних и тех же компонентов. Эти программы хорошо использовать для больших библиотек количество экземпляров в которых превышает 50 000 единиц литературы.

В связи с тем, что библиотека юридического факультета насчитывает около 12 000 экземпляров, то нецелесообразно покупать настолько дорогостоящие системы, т.к. они не будут использоваться в полную мощность. Не одна из вышеперечисленных систем не обладает оптимальным набором компонентов необходимых для работы библиотеки на факультете.

1.5 Обоснование разработки.

В наше время становится обыденным иметь в библиотеке электронный каталог. Надо отметить, что ни одна библиотека не получила необходимого объема средств для приобретения достойной технической базы и программного продукта. Поэтому первые шаги в области информатизации каждая библиотека сделала за счет настойчивости, терпения, решительности и изобретательности штатных сотрудников самой библиотеки.

Применение информационных технологий в библиотеке позволяет значительно упростить ведение учёта библиотечного фонда, ускорить поиск необходимой литературы и обслуживание читателей.

На факультете была рассмотрена возможность покупки новой системы. После обзора подобных систем было принято решение разработать новую информационную систему. Так как приобретение уже существующих систем экономически невыгодны, а те которые распространяются бесплатно не удобные в использовании или их функциональные возможности не соответствуют требованиям предъявляемым на юридическом факультете.

1.6 Цели и задачи проектирования.

Целью данной работы я является повышение эффективности работы библиотеки юридического факультета посредством создания ИС. Разрабатываемая система предназначена для решения следующих задач:

— автоматизации и систематизации процесса комплектования.

— обработки фонда библиотеки,.

— создания баз данных электронных каталогов.

— обеспечение поиска информации.

— оптимальное использование рабочего времени.

2. Проектная.

В рамках решения поставленных задач необходимо создание модели баз данных, при которой объем информации, был оптимизирован и защищен.

2.1 Понятие и классификация модели данных Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных (совокупность структур данных и операций их обработки) представляет собой множество структур данных, ограничений ценности и операции манипулирования данными. С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними.

СУБД основывается на использовании иерархической, сетевой или реляционной модели, на комбинации этих моделей или на некотором их подмножестве.

Рассмотрим три основных типа моделей данных: иерархическую, сетевую и реляционную.

Иерархическая модель данных Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф (рисунок 4).

К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь. Узел — это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме узлы представлены вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящийся на более высоком уровне. Иерархической дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную никакой другой вершине.

Рисунок 4 — Графическое изображение иерархической структуры БД Реляционная модель данных.

Понятие реляционный (от английского — отношение) связано с разработками известного американского специалиста в области баз данных Е. Кодда.

Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двухмерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двухмерный массив и обладает следующими свойствами:

— каждый элемент таблицы — один элемент данных;

— все столбцы в таблице однородны, т. е. все элементы в столбце имеет одинаковый тип и длину;

— каждый столбец имеет уникальное имя;

— одинаковые строки в столбце отсутствуют;

— порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют кортежам или записям, а столбцы — атрибутам отношений, доменам, полям.

Реляционные модели данных, в отличие от сетевых и иерархических моделей, характеризуется простой структурой данных и удобным для пользователя табличным представлением. Поэтому при построении базы данных в этом проекте используется реляционная модель данных.

2.2 Концептуальная модель.

Концептуальная модель представляет объекты и их взаимосвязи без указывания способов их физического хранения. Таким образом, концептуальная модель является, по существу, моделью предметной области. Проектирование концептуальной модели основано на анализе решаемых задач по обработке данных.

Процессы в данной предметной области:

— регистрация поступивших изданий;

— поиск данных по определенным критериям;

— составление отчетов по выбывшим изданиям;

Операции пользователей:

— ввод данных по вновь поступившим изданиям;;

— удаление данных по устаревшим или выбывшим по другой причине книгам;

— изменение информации об изданиях;

— поиск необходимой информации;

— просмотр информации об изданиях;

Выходные документы:

— акт приемки при регистрации вновь поступивших изданий.

— отчет при выбытии устаревших или списанных изданий.

2.3 Функциональная модель.

Функции информационной системы:

— хранение и предоставление необходимой информации об изданиях;

— составление, хранение и распечатка отчетов;

— составление и вывод списков;

— сбор статистических данных.

Требование к программе и к аппаратному обеспечению:

— процессор Pentium-III 166 Мг;

— 16 Мб оперативной памяти;

— 15 дюймовый монитор;

— 15 Мб свободного места на диске;

— операционная система Windows '98/XP;

— наличие мышь, клавиатуры.

2.4 Даталогическая модель.

Даталогическая модель является моделью логического уровня и представляет собой отображение логических связей между элементами данных безотносительно к их содержанию и среде хранения. Эта модель строится в терминах информационных единиц, допустимых в той конкретной СУБД, в среде которой мы проектируем систему. При проектировании базы данных следует придерживаться правил нормализации таблиц:

Правило 1: Каждое поле любой таблицы должно быть уникальным.

Правило 2: Каждая таблица должна иметь уникальный идентификатор (первичный ключ), который может состоять из одного или нескольких полей таблицы.

Правило 3: Для каждого значения первичного ключа должно быть одно и только одно значение любого из столбцов данных, и это значение должно относиться к объекту таблицы.

Правило 4: Должна иметься возможность изменять значения любого поля (не входящего в первичный ключ), и это не должно повлечь за собой изменение другого поля.

Каждый агрегированный объект будет представлен отдельной таблицей базы данных. Элементы данных будут представлены полями таблиц. Имена таблиц и их полей подберем исходя из имен объектов и элементов данных. В качестве первичного ключа используем идентификатор. Проект базы данных включает в себя 12 таблиц. Опишем базу данных в табличной форме.

Таблица 2.4.1 — «Книги» .

Краткое описание: основная таблица, содержит полную информацию об изданиях.

Краткое описание: в таблице хранится информация обо всех изданиях когда-либо имевшихся на факультете. При выбытии книги данные о ней будут скопированы в эту таблицу из таблицы kniga.

Таблица 2.4.3 — «Авторы» .

Краткое описание: таблица содержит информацию об авторах.

Таблица 2.4.4 — «Наименование» .

Краткое описание: таблица содержит информацию о наименовании книг.

Таблица 2.4.5 — «Специализация» .

Краткое описание: таблица содержит информацию о специализациях на факультете.

Таблица 2.4.6 — «Издательство» .

Краткое описание: таблица содержит информацию об издательствах поставляющих книги.

Таблица 2.4.7 — «Дисциплины» .

Краткое описание: таблица содержит информацию обо всех дисциплинах изучаемых на факультете.

Таблица 2.4.8 — «Статус» .

Краткое описание: таблица содержит информацию о статусе книги.

Таблица 2.4.9 — «Наименование журналов» .

Краткое описание: таблица содержит информацию о наименовании журналов.

Таблица 2.4.10 — «Журналы» .

Краткое описание: таблица содержит полную информацию обо всех журналах.

Таблица 2.4.11 — «Тематика» .

Краткое описание: таблица содержит наименование тематик, которые встречаются в журналах.

Таблица 2.4.12- «Счетчик» .

Краткое описание: таблица-счетчик.

2.5 Инфологическая модель.

Описание предметной области, выполненное без ориентации на используемые в дальнейшем программные и технические средства, называется инфологической моделью.

2.6 Защита данных.

В современных СУБД поддерживается один из двух наиболее общих подходов к вопросу обеспечения безопасности данных: избирательный подход и обязательный подход. В обоих подходах единицей данных или «объектом данных», для которых должна быть создана система безопасности, может быть как вся база данных целиком, так и любой объект внутри базы данных.

Эти два подхода отличаются следующими свойствами:

— В случае избирательного управления некоторый пользователь обладает различными правами (привилегиями или полномочиями) при работе с данными объектами. Разные пользователи могут обладать разными правами доступа к одному и тому же объекту. Избирательные права характеризуются значительной гибкостью.

— Для реализации избирательного принципа предусмотрены следующие методы. В базу данных вводится новый тип объектов БД — это пользователи. Каждому пользователю в БД присваивается уникальный идентификатор. Для дополнительной защиты каждый пользователь кроме уникального идентификатора снабжается уникальным паролем, причем если идентификаторы пользователей в системе доступны системному администратору, то пароли пользователей хранятся чаще всего в специальном кодированном виде и известны только самим пользователям.

— Пользователи могут быть объединены в специальные группы пользователей. Один пользователь может входить в несколько групп. В стандарте вводится понятие группы PUBLIC, для которой должен быть определен минимальный стандартный набор прав. По умолчанию предполагается, что каждый вновь создаваемый пользователь, если специально не указано иное, относится к группе PUBLIC.

— Привилегии или полномочия пользователей или групп — это набор действий (операций), которые они могут выполнять над объектами БД.

— В последних версиях ряда коммерческих СУБД появилось понятие «роли». Роль — это поименованный набор полномочий. Существует ряд стандартных ролей, которые определены в момент установки сервера баз данных. И имеется возможность создавать новые роли, группируя в них произвольные полномочия.

Введение

ролей позволяет упростить управление привилегиями пользователей, структурировать этот процесс. Кроме того, введение ролей не связано с конкретными пользователями, поэтому роли могут быть определены и сконфигурированы до того, как определены пользователи системы.

— Пользователю может быть назначена одна или несколько ролей.

— Объектами БД, которые подлежат защите, являются все объекты, хранимые в БД: таблицы, представления, хранимые процедуры и триггеры.

Для каждого типа объектов есть свои действия, поэтому для каждого типа объектов могут быть определены разные права доступа. На самом элементарном уровне концепции обеспечения безопасности баз данных исключительно просты. Необходимо поддерживать два фундаментальных принципа: проверку полномочий и проверку подлинности (аутентификацию).Проверка полномочий основана на том, что каждому пользователю или процессу информационной системы соответствует набор действий, которые он может выполнять по отношению к определенным объектам. Проверка подлинности означает достоверное подтверждение того, что пользователь или процесс, пытающийся выполнить санкционированное действие, действительно тот, за кого он себя выдает. Система назначения полномочий имеет в некотором роде иерархический характер. Самыми высокими правами и полномочиями обладает системный администратор или администратор сервера БД. Традиционно только этот тип пользователей может создавать других пользователей и наделять их определенными полномочиями. СУБД в своих системных каталогах хранит как описание самих пользователей, так и описание их привилегий по отношению ко всем объектам. Далее схема предоставления полномочий строится по следующему принципу. Каждый объект в БД имеет владельца — пользователя, который создал данный объект. Владелец объекта обладает всеми правами-полномочиями на данный объект, в том числе он имеет право предоставлять другим пользователям полномочия по работе с данным объектом или забирать у пользователей ранее предоставленные полномочия. В ряде СУБД вводится следующий уровень иерархии пользователей — это администратор БД. В этих СУБД один сервер может управлять множеством СУБД (например, MS SQL Server, Sybase). В СУБД Oracle применяется однобазовая архитектура, поэтому там вводится понятие подсхемы — части общей схемы БД и вводится пользователь, имеющий доступ к подсхеме.

В стандарте SQL не определена команда создания пользователя, но практически во всех коммерческих СУБД создать пользователя можно не только в интерактивном режиме, но и программно с использованием специальных хранимых процедур. Однако для выполнения этой операции пользователь должен иметь право на запуск соответствующей системной процедуры.

Кроме непосредственного назначения прав по работе с таблицами эффективным методом защиты данных может быть создание представлений, которые будут содержать только необходимые столбцы для работы конкретного пользователя и предоставление прав на работу с данным представлением пользователю.

Так как представления могут соответствовать итоговым запросам, то для этих представлений недопустимы операции изменения, и, следовательно, для таких представлений набор допустимых действий ограничивается операцией SELECT. Если же представления соответствуют выборке из базовой таблицы, то для такого представления допустимыми будут все 4 операции: SELECT, INSERT, UPDATE и DELETE.

Второй задачей при работе с БД, как указывалось ранее, является проверка полномочий пользователей. Полномочия пользователей хранятся в специальных системных таблицах, и их проверка осуществляется ядром СУБД при выполнении каждой операции. Логически для каждого пользователя и каждого объекта в БД как бы строится некоторая условная матрица, где по одному измерению расположены объекты, а по другому — пользователи. На пересечении каждого столбца и каждой строки расположен перечень разрешенных операций для данного пользователя над данным объектом. С первого взгляда кажется, что эта модель проверки достаточно устойчивая. Но сложность возникает тогда, когда мы используем косвенное обращение к объектам. Например, пользователю user_N не разрешен доступ к таблице Таb1, но этому пользователю разрешен запуск хранимой процедуры SP_N, которая делает выборку из этого объекта. По умолчанию все хранимые процедуры запускаются под именем их владельца.

Такие проблемы должны решаться организационными методами. При разрешении доступа некоторых пользователей необходимо помнить о возможности косвенного доступа.

В любом случае проблема защиты никогда не была чисто технической задачей, это комплекс организационно-технических мероприятий, которые должны обеспечить максимальную конфиденциальность информации, хранимой в БД.

Кроме того, при работе в сети существует еще проблема проверки подлинности полномочий.

Эта проблема состоит в следующем. Допустим, процессу 1 даны полномочия по работе с БД, а процессу 2 такие полномочия не даны. Тогда напрямую процесс 2 не может обратиться к БД, но он может обратиться к процессу 1 и через него получить доступ к информации из БД.

Поэтому в безопасной среде должна присутствовать модель проверки подлинности, которая обеспечивает подтверждение заявленных пользователями или процессами идентификаторов. Проверка полномочий приобрела еще большее значение в условиях массового распространения распределенных вычислений. При существующем высоком уровне связности вычислительных систем необходимо контролировать все обращения к системе.

В отношении нашей БД обеспечения безопасности данных будет основано только на проверке подлинности. Так как создаваемая информационная система ориентирована на одного пользователя, библиотекаря.

3. Технологическая.

3.1 Обзор вариантов реализации поставленных задач.

Большинство СУБД для персональных ЭВМ составляют системы, поддерживающие реляционную модель данных. В настоящее время широко используются такие СУБД, как Fox Pro, Access и т. д., так же СУБД можно реализовать с помощью инструментальных пакетов, таких как Borland Delphi, Borland C++ Builder и т. д. Рассмотрим некоторые из них.

Система FoxPro, разработанная фирмой Microsoft, является полновесной многопользовательской системой управления базами данных реляционного типа класса dBASE.

FoxPro является программным продуктом для управления данными — каталогизации, поиска и обработки информации. Большое число операций по управлению базами данных может быть выполнено через систему меню и интерфейс, однако в полной мере использовать мощные возможности FoxPro можно только при знании языка программирования.

Visual FoxPro 9.0 снабжен рядом новых функций, облегчающих разработку .NET-совместимых клиент-серверных и web-приложений баз данных для малого бизнеса и департаментов крупных компаний.

Наличие собственных механизмов управления реляционными базами данных, тесная взаимосвязь между языком и данными, полноценные возможностями объектно-ориентированного программирования и широкий спектр функциональных возможностей, позволяет использовать Visual FoxPro 9.0 для создания производительных, масштабируемых приложений со встроенными базами данных (настольные, клиент-серверные и web).

С помощью Visual FoxPro 9.0 можно создавать web-сервисы и COM-компоненты, а также без усилий организовывать их взаимодействие с .NET-приложениями. В версии 9.0 реализованы новые типы данных, сняты многие ограничения языка SQL, введены дополнительные типы индексов, упрощена работа с удаленными данными и т. д.

Система Access, разработанная фирмой Microsoft, является набором инструментов конечного пользователя для управления базами данных. В Access входят конструкторы таблиц, форм, запросов и отчетов. Кроме того, Access можно рассматривать и как среду для разработки приложений. Используя макросы для автоматизации задач, возможно создавать такие же мощные, ориентированные на пользователя приложения, как и приложения, созданные с помощью «полноценных» языков программирования, дополнять их кнопками, меню и диалоговыми окнами.

Access можно получить доступ к любым данным любого типа и использовать одновременно несколько таблиц базы данных. Использование реляционной СУБД позволяет упростить структуру данных и, таким образом, облегчить выполнение работы.

Корпорация Microsoft включила VBA в комплект Access 2000 для придания этой СУБД большей эффективности и гибкости, благодаря чему Access стал еще более соответствовать нуждам разработчиков и пользователей программного обеспечения.

Borland Delphi, среда разработки, уже на протяжении десяти лет является мощным и одновременно удобным инструментом для создания Windows-приложений любого уровня сложности. Разумеется некоторые вещи, связанные с системным программированием, в ней реализовать не удастся, однако по быстроте созданных программ и производительности эта система занимает одно из первых мест. Ведь она компилирует программы непосредственно в машинный код, так что для их запуска не требуется виртуальная машина. Разработчик имеет возможность проверить все возможности создаваемой программы непосредственно в рабочей среде, еще до процесса компиляции кода. Один из важнейших принципов Delphi, благодаря которому достигается быстрота разработки — это использование объектов. В состав среды входят несколько сотен готовых стандартных объектов, однако никаких ограничений по типам объектов, которые могут быть созданы, не существует. Все в Delphi написано на нем же, поэтому разработчики имеют доступ к тем же объектам и инструментам, которые использовались для создания среды разработки.

Borland C++ Builder, выпущенное недавно компанией Borland средство быстрой разработки приложений, позволяющее создавать приложения на языке C++, используя при этом среду разработки и библиотеку компонентов Delphi.

Borland C++ Builder 2006 — мощная и надежная среда быстрой разработки высокоэффективных web-служб и приложений для электронного бизнеса. Поддержка платформы BizSnap позволяет создавать web-службы и средства коммуникации для интеграции приложений B2B.

Основные возможности Borland C++Builder 2006: