Автоматизированное рабочее место классного руководителя

Введение

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 автоматизации рабочего места классного руководителя, составления расписания учебного процесса, а так же оперативную корректировку расписания при возникновении необходимости в этом.

О своевременности и актуальности рассматриваемой проблемы говорит тот факт, что большую часть своего времени администраторы заведений и преподаватели тратят на оформление различной документации и отчетов. Огромное количество учебных заведений и отсутствие предложений в данной сфере гарантируют высокую потребность в данном продукте.

Базы данных составляют в настоящее время основу компьютерного обеспечения информационных процессов, входящих практически во все сферы человеческой деятельности.

Действительно, процессы обработки информации имеют общую природу и опираются на описание фрагментов реальности, выраженное в виде совокупности взаимосвязанных данных. Базы данных являются эффективным средством представления структур данных и манипулирования ими. Концепция баз данных предполагает использование интегрированных средств хранения информации, позволяющих обеспечить централизованное управление данными и обслуживание ими многих пользователей.

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.

Целью данной работы является разработка и реализация автоматизированного рабочего места для классного руководителя, обеспечивающего хранение, накопление и предоставление всей необходимой информации об учащихся и конкретной группе в целом. Разработка автоматизированного рабочего места "классный руководитель" очень важна, так как разработанный программный продукт значительно упростит работу классным руководителям, а также избавит их от излишнего объёма документации и сделает менее трудоёмкой.

Разработанный программный продукт будет содержать в себе базу данных, которая объединяет в себе все сведения необходимые для систематизации и упорядочения процесса работы.

Глава I. Теоретическая часть

1.1 Основные понятия БД

Всякая прикладная программа является отображением какой – то части реального мира и поэтому содержит его формализованное описание в виде данных. Крупные массивы данных размещают, как правило, отдельно от исполняемого программы, и организуют в виде Базы данных. Начиная с 60-х годов для работы с данными, стали использовать особые программные комплексы, называемые системами управления базами данных (СУБД). Системы управления базами данных отвечают за:

0. физическое размещение данных и их описаний;
1. поиск данных;
2. поддержание баз данных в актуальном состоянии;
3. защиту данных от некорректных обновлений и несанкционированного доступа;

обслуживание одновременных запросов к данным от нескольких пользователей (прикладных программ).

Модели данных

Хранимые в базе данных имеют определенную логическую структуру, то есть, представлены некоторой моделью, поддерживаемой СУБД. К числу важнейших относятся следующие модели данных:

4. иерархическая;
5. сетевая;
6. реляционная;
7. объектно – ориентированная;

В иерархической модели данные представляются в виде древовидной (иерархической) структуры. Она удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией и громоздка для информации со сложными логическими связями.

Сетевая модель означает представление данных в виде произвольного графа. Достоинством сетевой и иерархической моделей данных является возможность их эффективной реализации показателей затрат памяти и оперативности. Недостатком сетевой модели данных является высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе.

Реляционная модель данных (РМД) название получила от английского термина Relation – отношение. Модель данных описывает некоторый набор родовых понятий и признаков, которыми должны обладать все конкретные СУБД и управляемые ими БД, если они основываются на этой модели.

Объектно-ориентировочная модель данных – это когда в базе хранятся не только данные, но и методы их обработки в виде программного кода. Это перспективное направление, пока также не получившее активного распространения из-за сложности создания и применения подобных СУБД.

База данных - это совокупность записей различного типа, содержащая перекрестные ссылки.

Файл - это совокупность записей одного типа, в котором перекрестные ссылки отсутствуют.

Более того, в определении нет упоминания о компьютерной архитектуре. Дело в том, что, хотя в большинстве случаев БД действительно представляет собой один или (чаще) несколько файлов, физическая их организация существенно отличается от логической. Таблицы могут храниться как в отдельных файлах, так и все вместе. И, наоборот, для хранения одной таблицы иногда используются несколько файлов. Для поддержки перекрестных ссылок и быстрого поиска обычно выделяются дополнительные специальные файлы.

Поэтому при работе с базами данных обычно применяются понятия более высокого логического уровня: запись и таблица, без углубления в подробности их физической структуры.

Таким образом, сама по себе база данных - это только набор таблиц с перекрестными ссылками. Чтобы универсальным способом извлекать из нее группы записей, обрабатывать их, изменять и удалять, требуются специальные программы, называются СУБД. 

По характеру использования СУБД делят на персональные (СУБДП) и многопользовательские (СУБДМ).

К персональным СУБД относятся InterBase, FoxPro и др. К многопользовательским СУБД относятся, например, СУБД ORACLE и INFORMIX. Многопользовательские СУБД включают в себя сервер БД и клиентскую часть, работают в неоднородной вычислительной среде допускаются разные типы ЭВМ и различные операционные системы. Поэтому на базе СУБДМ можно создать информационную систему, функционирующую по технологии клиент-сервер. Универсальность многопользовательских СУБД отражается соответственно на высокой цене и компьютерных ресурсах, требуемых для поддержки

СУБДП представляет собой совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и использования БД.

Персональные СУБД обеспечивают возможность создания персональных БД и недорогих приложений, работающих с ними, и при необходимости создания приложений, работающих с сервером БД.

Для обработки команд пользователя или операторов программ в СУБДП используются интерпретаторы команд (операторов) и компиляторы. С помощью компиляторов в ряде СУБДП можно получать исполняемые автономно приложения-ехе-программы.

Обеспечение целостности БД-необходимое условие успешного функционирования БД. Целостность БД-свойство БД, означающее, что база данных содержит полную и непротиворечивую информацию, Для обеспечения целостности БД накладывают ограничения целостности в виде некоторых условий, которым должны удовлетворять хранимые в базе данные. Примером таких условий может служить ограничение диапазонов возможных значений атрибутов объектов, сведения о которых хранятся в БД, или отсутствие повторяющихся записей в таблицах реляционных БД.

Обеспечение безопасности достигается СУБД шифрованием прикладных программ, данных, защиты паролем, поддержкой уровней доступа к базе данных, к отдельной таблице.

Расширение возможностей пользователя СУБДП достигается за счет подключения систем распространения Си или Ассемблера.

Поддержка функционирования в сети обеспечивается:

8. средствами управления доступом пользователей к совместно используемым данным, т.е. средствами блокировки файлов (таблиц), записей, полей, которые в разной степени реализованы в разных СУБДП;
9. средствами механизма транзакций, обеспечивающими целостность БД при функционировании в сети.

Теперь рассмотрим функции СУБД немного подробнее:

Определение данных

СУБД должна допускать определения данных (внешние схемы, концептуальную схему, внутреннюю схему, а также все связанные отображения) в исходной форме и преобразовывать эти определения в форму соответствующих объектов. Иначе говоря, СУБД должна включать в себя компонент языкового процессора для различных языков определений данных. СУБД должно также «понимать» синтаксис языка определений данных.

Обработка данных

СУБД должна уметь обрабатывать запросы пользователя на выборку, изменение или удаление существующих данных в базе данных или на добавление новых данных в базу данных. Другими словами, СУБД должна включать в себя компонент процессора языка обработки данных.

Запросы языка обработки данных бывают «планируемые» и «не планируемые».

1. Планируемый запрос-это запрос, необходимость которого предусмотрена заранее. Администратор базы данных, возможно, должен настроить физический проект БД таким образом, чтобы гарантировать достаточное быстродействие для таких запросов.
2. Не планируемый запрос-это, наоборот, специальный запрос, необходимость которого не была предусмотрена заранее. Физический проект БД может подходить, а может и не подходить для рассматриваемого специального запроса. В общем, получение возможной наибольшей производительности для не планируемых запросов представляет собой одну из проблем СУБД.
3. Безопасность и целостность данных

СУБД должна контролировать пользовательские запросы и пресекать попытки нарушения правил безопасности и целостности, определенные АБД.

Восстановление данных и дублирование

СУБД или другой связанный с ней программный компонент, обычно называемый администратором транзакций, должны осуществлять необходимый контроль над восстановлением данных и дублированием. Подробности использования этих функций системы приводятся далее в этой книге.

Словарь данных

СУБД должна обеспечить функцию словаря данных. Сам словарь данных можно по праву считать БД (но не пользовательской, а системой). Словарь «содержит данные о данных» (иногда называемые метаданными), т.е. определения других объектов системы, а не просто «сырые данные». В частности, исходная и объектная формы различных схем (внешних, концептуальных и т.д.) и отображений будут сохранены в словаре. Расширенный словарь будет включать также перекрестные ссылки, показывающие, например, какие из программ какую часть БД используют, какие отчеты требуются тем или иным пользователям, какие терминалы подключены к системе и т.д. Словарь может быть (а на самом деле даже должен быть) интегрирован в определяемую им БД, а значит, должен содержать описание самого себя. Конечно, должно быть возможность обращения к словарю, как и к другой БД, например, для того узнать, какие программы и/или пользователи будут затронуты при предполагаемом внесении изменения в систему.

Производительность

Очевидно, что СУБД должна выполнять все указанные функции с максимально возможной эффективностью.

Подводя итог сказанному, можно сделать вывод, что в целом назначением СУБД является предоставление пользовательского интерфейса с БД. Пользовательский интерфейс может быть определен как граница в системе, ниже которой все невидимо для пользователя. Следовательно, по определению пользовательский интерфейс находится на внешнем уровне. Тем не менее, иногда встречаются случаи, когда внешнее представление вряд ли значительно отличается от относящейся, по мере в современных коммерческих продуктах.

В заключении вкратце сопоставим описанную СУБД с системой файлами (или с управлением файлами). В своей основе система управления файлами является компонентом общей системы, которая управляет хранимыми файлами; проще говоря, она «ближе к диску», чем СУБД. Таким образом, пользователь системы управления файлами может создавать и уничтожать хранимые файлы, а также выполнять простые операции выборки и обновления хранимых записей в таких файлах.

1.2 Функциональные возможности СУБД

Управляющим компонентом многих СУБД является ядро, выполняющее следующие функции:

10. управление данными во внешней памяти;
11. управление буферами оперативной памяти (рабочими областями, в которые осуществляется подкачка данных из базы для повышения скорости работы);
12. управление транзакциями.

1. Непосредственное управление данными во внешней памяти

Эта функция включает обеспечение необходимых структур внешней памяти, как для хранения данных, непосредственно входящие в базу данных так и для служебных целей. Например, для убыстрения доступа к данным в некоторых случаях (обычно для этого используется индекс).

В некоторых реализациях СУБД активно используется возможность существующих файловых систем. В других работа производится вплоть до уровня устройств внешней памяти. Но подчеркнем, что в развитых СУБД пользователь в любом случае не обязан знать использование СУБД файловую систему и если использует, то, как организованные файлы. В частности СУБД поддерживает собственную систему и наименование объектов баз данных.

2. Управление бутарами оперативной памяти

СУБД обычно работает с БД, по крайней мере, этот размер обычно существует, больше доступен объему оперативной памяти. Что если при обращении к любому элементу данных будет производиться объем с внешней памятью, то вся система будет работать со скоростью устройства внешней памяти. Практическим единственным способом реально увеличение этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. При этом даже если операционная система производит общесистемную буферизацию этого не достаточно для цели СУБД, которая располагает гораздо большей информацией   о полезности буферизации, т.е. той или иной части БД. Поэтому в развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти, собственной дисциплины замены буферов. Заметим, что существуют отдельные направления СУБД, которые ориентированно, но постоянно присутствуют в оперативной памяти БД. Это направление позволяет не беспокоиться о буферизации.

3. Управление транзакциями

Транзакция – это последовательность операций над БД, рассматриваемая СУБД как единое целое. При выполнении транзакция может быть либо успешно завершена, и СУБД зафиксирует произведенные изменения во внешней памяти, либо, например, при сбое в аппаратной части ПК, ни одного из изменений не отразится в БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД. Таким образом, поддержание механизма транзакции является обязательным условием даже однопользовательских СУБД. (Если такая система заслуживает СУБД). Но понятие транзакция гораздо более важно для  многопользовательской СУБД.   Каждая транзакция начинается при целостном состоянии БД и оставляет это состояние целостное после своего завершения, делает очень удобным, использование понятие транзакция как единицы активности пользователя по отношению БД. При соответствующем управлении управляющимися транзакциями со стороны СУБД каждым использованием может в принципе ощущать себя единственным пользователем СУБД. Управление транзакции многопользовательской СУБД связаны важные понятия сериализация транзакции и сериального плана выполнения смеси транзакции.

Метод сериализации транзакций – это механизм их выполнения по такому плану, когда результат совместного выполнения транзакций эквивалентен результату некоторого последовательного выполнения этих же транзакций. Обеспечение такого механизма является основной функцией управления транзакциями. Сериализация транзакций реально обеспечивает изолированность пользователей. Сериальный план выполнения смеси транзакции это такой план, который приводит к сериализация транзакции. Что если удается добиться действительного сериального выполнения смеси транзакции, то для каждого пользователя по инициативе, которой образованна транзакция присутствие других транзакций будет незаметно (если не считать некоторого замедления работы по сравнению с одно пользованием режимом). Существует несколько базовых алгоритмов сериализация транзакции. Централизованных СУБД наиболее распространены алгоритмы, основанные на синхронизации захвата объектов БД. При использовании любого алгоритма возможная ситуация конфликта между двумя или более транзакциями по доступу объекта БД. В этом случае для поддержания сериализация необходимы, выполнять откат одной ли более транзакции. Это один из случаев, когда пользователь многопользовательской СУБД может реально (и достаточно неприятно) ощутить присутствие в системе транзакции других пользователей.

1.3 Компьютерные технологии в помощь классному руководителю

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 автоматизации рабочего места классного руководителя.

О своевременности и актуальности рассматриваемой проблемы говорит тот факт, что большую часть своего времени администраторы заведений и преподаватели тратят на оформление различной документации и заполнение картотек. Огромное количество учебных заведений и отсутствие предложений в данной сфере гарантируют высокую потребность в данном продукте.

Классному руководителю необходимо хранить и использовать множество различной документации нужной для эффективной работы. Он всегда должен знать расписание своей группы, а также список преподавателей, которые в ней работают. Также у классного руководителя должны иметься все основные личные сведения о студентах, а также о их родителях. Он ведёт учёт успеваемости и посещаемости учащихся, а также планирует свою деятельность и деятельность группы в рамках учебного заведения.

Классный руководитель подготавливает и проводит родительские собрания, для того чтобы решить возникшие вопросы или оповестить родителей о чём-либо. В его обязанности также входит оказание помощи студентам его группы в подготовке к различным мероприятиям, проводимым в их учебном заведении.

Документы классного руководителя, содержащие информацию, необходимую для разработки автоматизированного рабочего места:

 Журнал классного руководителя, содержащий:

- Список группы

- План работы;

- Ведомость за месяц;

- Список учеников с асоциальным поведением;

- Общественная деятельность;

- Список учеников занятых в секциях;

-  план проведения мероприятий и классных часов;

Глава II. Постановка задачи

2.1 Пояснение

Проект "Автоматизированное рабочее место (в дальнейшем – АРМ) классного руководителя", предназначен для использования в образовательных учреждениях (колледжах).  Проект содержит в себе девять таблиц для введения записей в базу данных и три формы: Главное меню, Форму для отображения таблиц и форму для ввода данных в таблицы.

2.2 Назначение проекта

Проект предназначен для ведения базы данных учащихся одной из учебной группы колледжа. В базы можно добавлять и удалять записи, выводить отчет об успеваемости или посещении учащихся.

2.3 Требования к проекту

Проект должен обеспечивать добавление, и удаление данных об учащихся за месяц, план мероприятий, список учащихся, находящихся  на учете и в группе риска. Проект должен обеспечивать возможность вывода выбранной таблицы об учениках.

2.4 Входная и выходная  информация

Для внесения входной информации создана одна база данных - база учащихся, состоящая из 9 таблиц.

1. Таблица Vedomost. (см. рис. 1) Данная таблица предназначена для отображения оценок по изучаемым предметам за семестр. Она состоит из следующих полей:

Npp – номер по порядку;

FIO – ФИО ученика;

fizra – оценка по физической культуре;

OVM – оценка по основам высшей математики;

MATSTAT – оценка по математической статистике;

ALGPROG – оценка по основам алгоритмизации и программированию;

OMT – оценка по основам микропроцессорной технике;

TRPO – оценка по технологии и разработке программного обеспечения;

BUHLO – оценка по основам бухгалтерского учета;

KURSOV – оценка по курсовому проектированию;

SREDBAL – средний бал учащегося.

Рис.1. Таблица вывода ведомости за месяц

2. Таблица Planmeropriyat (см. рис. 2) Данная таблица предназначена для вывода плана мероприятий. Она состоит из следующих полей:

NPP – номер мероприятия;

WORLDNAME – имя мероприятия;

DATA – дата;

 ORGEXE – имя организатора и исполнителя;

 OTMETKA – отметка об исполнении.

Рис.2. Таблица вывода плана работы куратора.

3. Таблица Список группы (см. рис. 3) Данная таблица предназначена для вывода списка учеников. Она состоит из следующих полей:

 NPP – номер ученика;

  FAM – фамилия;

  NAM – имя;

  OTCH – отчество;

  TELEFON – домашний телефон.

Рис.3. Таблица ввода списка группы

4. Таблица TELSPRAV (см. рис. 4) Данная таблица предназначена для вывода  контактных данных учеников. Она состоит из следующих полей:

FAM – фамилия;

 NAM –имя;

 OTCH- отчество;

 DOMTEL – домашний телефон;

 MOBTEL – мобильный телефон.

Рис.4. Таблица вывода контактных данных

5. Таблица OBDET (см. рис. 5) Данная таблица предназначена для вывода  данных об общественной деятельности учеников. Она состоит из следующих полей:

NPP – номер;

 FIO – ФИО учащихся;

  SPORT – спортивные секции;

  HUD – художественная самодеятельность;

  TEXTVORCH – техническое творчество;

  OTHER – другие виды деятельности.

Рис.5. Таблица ввода данных об общественной деятельности

6. Таблица BADKIDS (см. рис. 6) Данная таблица предназначена для вывода  данных об учащихся, состоящих на учете или в группе риска. Она состоит из следующих полей:

CRIMSCUM – совершившие преступление;

BANDITS- совершившие правонарушение;

UCHET – состоящие на учете;

 RISKGROUP – группа риска.

Рис.6. Таблица данных об учащихся, состоящих на учете и в группе риска.

7. Таблица ACHIVMENTS (см. рис. 7) Данная таблица предназначена для вывода  данных о достижениях за год. Она состоит из следующих полей:

ACHIV1- Достижения за первое полугодие

ACHIV2 – Достижения за второе полугодие

Рис.7. Таблица данных о достижениях

8. Таблица NAGRADI (см. рис. 8) Данная таблица предназначена для вывода  данных о награждениях учащихся. Она состоит из следующих полей:

FIO- ФИО;

DAT – дата;

ZACHTO – причина награждения ученика;

FORM – форма награждения.

Рис.8. Таблица данных о поощрениях учащихся

9. Таблица FACTS (см. рис. 9).  Данная таблица предназначена для вывода  данных о фактах правонарушений учащихся. Она состоит из следующих полей:

FIO – ФИО;

DAT- дата;

CHARAKTER – характеристика учащегося;

MERI – принятые меры;

RESULTAT - результат принятых мер.

Рис.9. Таблица данных о фактах правонарушений

2.5 Структура базы данных "АРМ классного руководителя"

В нашем приложении данные предоставлены в виде таблиц данных формата InterBase. Имеются две формы для отображения и добавления данных. Первая форма представляет собой список всех имеющихся таблиц расположенных на вкладках с помощью компонента PageControl.

На второй форме расположены поля в которые вводятся данные для добавления в таблице. Количество и назначения полей зависят от заполняемой таблицы данных.

В нашей базе данных третья форма (она же главная) выполняет функцию главного меню из которого осуществляется переход на требуемую таблицу. (см. рис.10)

Рис.10. Форма главного меню

Заключение

Таким образом, БД является важнейшей составной частью информационных систем, которые предназначены для хранения и обработки информации. Изначально такие системы существовали в письменном виде. Для этого использовались различные картотеки, папки, журналы, библиотечные каталоги. Развитие средств вычислительной техники обеспечило возможность для создания и широкого использования автоматизированных информационных систем. Разрабатываются информационные системы для обслуживания различных систем деятельности, системы управления хозяйственными и техническими объектами, модельные комплексы для научных исследований, системы автоматизации проектирования и производства, всевозможные тренажеры и обучающие системы. Современные информационные системы основаны на концепции интеграции данных, характеризующих большими объектами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования многочисленных пользователей. Для управления этими данными и обеспечения эффективности доступа к ним были созданы системы управления данными.

Таким образом, СУБД называют программную систему, предназначенную для создания ЭВМ общей базы данных для множества приложений, поддержания ее в актуальном состоянии и обеспечения эффективности доступа пользователей к содержащимся в ней данным в рамках предоставленных им полномочий.

Приведенная для примера база данных автоматизированного рабочего места классного руководителя разработана в программе Borldand Delphi, которая является одной из самых популярных средств разработки приложений. Среди причин такой популярности следует отметить:

13. высокую степень универсальности и продуманности интерфейса, который рассчитан на работу с пользователями самой различной квалификации. В частности, реализована система управления объектами базы данных;
14. глубоко развитые возможности интеграции с другими программными продуктами, входящими в состав Microsoft Office, а также с любыми программами продуктами, поддерживающими технологию OLE;
15. богатый набор визуальных средств разработки.

Литература

1. Вейскас.Д, В26 Эффективная работа с Мicrosoft Access 97 – Спб: ЗАО «Издательство Питер»,1999.

2. В.В. Бойко, В.М. Савинков, «Проектирование баз данных информационных систем», М., Финансы и статистика, 1989 г.

3. Введение в системы баз данных» К.2000г.

4. А.Д. Хоменко «Основы современных компьютерных технологий». М. 2000г.

5. Информатика: компьютерная техника. Компьютерные технологии. Пособн. / под ред. А.И. Пушкаря. - К.: Выд. ц. «Академия», 2002.- 704с.

6. Д. Цикритизис, Ф. Лоховски, «Модели данных», М., Финансы и статистика, 1985 г.

7. К. Дейт, «Введение в системы баз данных», М., Наука, 1980 г.

8. К. Дейт, «Руководство по реляционной СУБД», М., Финансы и статистика,1988 г.

9. Д. Мейер, «Теория реляционных баз данных», М., Мир, 1987 г.

Автоматизированное рабочее место классного руководителя  

Авторы: Седов Никита, Моторнов Кирилл, учащиеся группы П-32, специальность «Вычислительная техника и программное обеспечение», Актюбинский кооперативный колледж.                                                 Руководитель: Пластун Н. А. – преподаватель математики и информатики

2013 учебный год