Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы (проектирование базы данных)

Содержание:

Введение

Жилищно-коммунальное хозяйство одна из самых социально значимых сфер для применения технологий автоматизации. В области назрел целый ряд проблем, которые привели к подписанию федерального закона о создании государственной информационной системы жилищно-коммунального хозяйства.

Если рассматривать вопрос управления ЖКХ подробнее можно выделить несколько направлений:

• Управление имуществом (оборудованием, зданиями и сооружениями) ЖКХ.
• Управление данными о собственниках и жальцах.
• Управление текущим содержанием и ремонтами в ЖКХ.
• Управление расчетом квартплаты.
• Управление аварийно-диспетчерской службой ЖКХ.
• Управление финансовыми потоками, бюджетами ЖКХ.

В данной работе рассматривается теоретическая тема - применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы. И практическая - разработка регламента процесса учёта ремонтных работ ЖКХ.

• Для этого потребуется выполнить следующие задачи:
• рассмотреть теоретический вопрос;
• рассмотреть объект автоматизации;
• проанализировать работу «как есть» и «как будет»;
• составить каталог баз данных.

Теория и анализ объекта автоматизации «как есть»

Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы

Существуют два основных подхода к декомпозиции систем: функционально-модульный и объектно-ориентированный.

Функционально-модульный является частью более общего структурного подхода. Он основан на принципе функциональной декомпозиции, при котором структура системы описывается в терминах иерархии ее функций и передачи информации между отдельными элементами.

Объектно-ориентированный подход основан на объектной декомпозиции. Т.е. статическая структура системы описывается в терминах объектов и связей между этими объектами. Поведение системы описывается в терминах обмена сообщениями между объектами. Каждый объект системы обладает своим поведением, это позволяет смоделировать объект реального мира.[1]

Концептуальной основой объектно-ориентированного подхода является объектная модель. Основными принципами построения объектной модели являются: абстрагирование; инкапсуляция; модульность; иерархия.

Также, имеются три дополнительных элемента: типизация; параллелизм; устойчивость.

Абстрагирование - выделение существенных характеристик объекта, которые отличат его от других объектов. Выбор правильного набора абстракций для заданной предметной области представляет собой главную задачу объектно-ориентированного проектирования.

Инкапсуляция - разделение отдельных элементов объекта, которые определяют его устройство и поведение. Инкапсуляция позволяет изолировать интерфейс объекта, отражающий его внешнее поведение, от внутренней реализации объекта. Абстрагирование и инкапсуляция являются взаимодополняющими операциями: абстрагирование фокусирует внимание на внешних особенностях объекта инкапсуляция (или, иначе, ограничение доступа) не позволяет объектам-пользователям различать внутреннее устройство объекта.

Модульность - свойство, которое показывает, что система может быть декомпозирована на несколько внутренних связанных модулей. Инкапсуляция и модульность создают барьеры между абстракциями.

Иерархия - процесс упорядочивания систем абстракций, расположеных по уровням. Основными видами иерархических структур применительно к сложным системам являются: структура классов и структура объектов.

Типизация - это ограничение, накладываемое на класс объектов и препятствующее взаимозаменяемости различных классов.

Параллелизм - свойство объектов находиться в активном или пассивном состоянии и различать активные и пассивные объекты между собой.

Устойчивость - свойство объекта существовать во времени и/или в пространстве.[1]

К основным элементам объектного подхода относятся: объект; класс; атрибут; операция; полиморфизм; компонент; связи.

Анализ предметной области

Управляющая компания в сфере ЖКХ ООО «25 кв. м» образована в 2009 году.

Предприятие осуществляет текущее содержание, санитарную очистку, ремонт и благоустройство жилищного фонда, его инженерного оборудования, внутриквартальных и дворовых территорий, объектов внешнего благоустройства и озеленения.

Площадь обслуживаемого жилищного фонда составляет более 27,7 тыс. кв. м.

В обслуживании у компании находятся 39 домов и 15 строений технического и коммерческого назначения.

На предприятии ООО «25 кв. м» работает 43 человека.

Систематически проводятся мероприятия по переподготовке кадров, переаттестации, повышению квалификации ИТР, служащих и рабочих.

Рассмотрим организационную структуру управления – рисунок 1.

Рисунок 1 - Организационная структура управления ООО «25 кв м»

Общий отдел организует систему документального, материального, хозяйственного обеспечения предприятия.

Основные направления деятельности, функции и задачи отдела:

• организация единой системы делопроизводства (документооборота) в структурных подразделениях, текущий контроль над ее функционированием;
• совершенствование форм и методов работы с документами и обращениями граждан, обеспечение своевременного приема, учета и отправления документов и письменных обращений граждан;
• контроль над правильностью оформления, исполнения, сохранности обращений граждан;
• контроль и проверка сроков исполнения актов органов местного самоуправления, поручений по обращениям граждан, поступившим при проведении «прямой связи», критических замечаний, высказанных в СМИ;
• обеспечение своевременной доставки корреспонденции;
• ежедневная работа с населением по письменным заявлениям;
• организация приема граждан по личным вопросам;
• обеспечение и организация приема населения по вопросам оплаты жилья, техобслуживания, коммунальных услуг, предоставления льгот;
• получение и выдача канцелярских принадлежностей структурным подразделениям организации, а также ведение учета их расходования и составление установленной отчетности.

Отдел кадров.

Основные задачи отдела:

• обеспечение организации кадрами рабочих и специалистов требуемых профессий, специальности, квалификации;
• своевременное оформление приема, перевода и увольнения в соответствии с трудовым законодательством;
• систематическое изучение деловых качеств и других индивидуальных особенностей работников с целью создания резерва на выдвижение, осуществление контроля его пополнения и обновления;
• осуществление методического руководства работой специалистов по кадрам подведомственных предприятий;
• совместно с финансово-экономическим отделом разработка штатного расписания, расстановка кадров согласно штатному расписанию;
• организация работы по повышению квалификации руководящих работников и специалистов организации;
• организация учета личного состава, выдача справок о настоящей и прошлой трудовой деятельности работников;
• работа по ведению, учету и хранению трудовых книжек работников, ведение установленной документации по кадрам;
• подготовка материалов для представления работников организации к поощрениям;
• организация воинского учета;
• подготовка документов для проведения конкурсов, аттестации, квалификационных экзаменов.

Бухгалтерия.

Сотрудники отдела организуют работу по проведению бухгалтерского учета Управляющей компании по ЖКУ. Осуществляют контроль за расходованием финансовых средств. Основной задачей бухгалтерии является формирование полной и достоверной информации (бухгалтерской отчётности) о деятельности организации и её имущественном положении, на основании которой становится возможным:

• предотвращение отрицательных результатов хозяйственной деятельности организации;
• выявление внутрихозяйственных резервов обеспечения финансовой устойчивости организации;
• контроль соблюдения законодательства при осуществлении организацией хозяйственных операций;
• контроль целесообразности хозяйственных операций;
• контроль наличия и движения имущества и обязательств;
• контроль использования материальных, трудовых и финансовых ресурсов;
• контроль соответствия деятельности утвержденным нормам, нормативам и сметам.

Отдел по текущему и капитальному ремонту.

Основные направления деятельности отдела:

• составление организационно-технических мероприятий по эксплуатации и ремонту жилищного фонда;
• формирование титульных списков на капитальный и текущий ремонт жилищного фонда;
• проверка объектов капитального и текущего ремонта с целью выявления качества выполняемых работ, соблюдения графиков;
• обход жилых домов на предмет составления технического задания на изготовление проектно-сметной документации на проведение капитального ремонта;
• контроль над текущим состоянием жилого (в том числе ветхого), муниципального фонда района;
• составление сводных отчетов по инвентаризации жилищного фонда района.

Отдел ресурсосбережения.

Основные направления деятельности отдела:

• рассмотрение обращений и заявлений жителей по части коммунальных услуг (горячее и холодное водоснабжение, канализование, электроснабжение, состояние коммунальных сетей);
• работа с Роспотребнадзором, Жилищной инспекцией;
• проведение анализа по потреблению энергии, горячего и холодного водоснабжения;
• планирование и контроль установки приборов учета, контроль правильности показаний приборов учета;
• разработка план-графиков по замене электрических сетей;
• организация и участие в комиссионных обследованиях по обращениям граждан, указаниям вышестоящих организаций.

Финансово-экономический отдел.

Основные направления деятельности отдела:

• проведение анализа начислений населению за жилищно-коммунальные услуги;
• работа по обращениям и заявлениям граждан в части начислений и перерасчетов за не оказанные жилищно-коммунальные услуги;
• организация работ по увеличению процента сбора оплаты за оказанные услуги населению;
• приемка актов выполненных работ от поставщиков за жилищно-коммунальные услуги;
• анализ состава затрат за жилищно-коммунальные услуги.

Аварийно-диспетчерская служба (АДС)

Основная функция аварийно-диспетчерской службы – принятие мер по ликвидации и/или локализации аварийных ситуаций внутридомовых инженерных сетей, в тех случаях, когда требуется немедленное вмешательство соответствующих специалистов.

Анализ деятельности «как есть» и проектирование «как должно быть»

Анализ деятельности «как есть»

управление заявками и работой в компании отвечает общий отдел. Рассмотрим деятельность общего отдела.

На рисунке 2 представлена диаграмма потоков данных деятельности отдела. Управляющими потоками являются законодательство РФ и управляющие решения руководства.

Входные потоки:

• информация о жилом и нежилом фонде;
• информация о жильцах и владельцах;
• заявки на обслуживание;
• информация о ЛС владельцев.

Выходные потоки:

• отчёт по фонду и затратам;
• отчёт по жильцу;
• отчёт по заявкам;
• выписка из лицевого счёта.

Рисунок 2 – Диаграмма потоков данных деятельности общего отдела «как есть»

Рассмотрим подробнее работу общего отдела. На рисунке 3 представлена структурно-функциональная диаграмма данных работы общего отдела.

В деятельность отдела входит:

• учёт жилого и нежилого фонда;
• учёт жильцов и владельцев;
• учёт обращений жильцов;
• ведение лицевых счетов.

Рисунок 3 – Структурно-функциональная диаграмма деятельности общего отдела

Требуется автоматизировать деятельность общего отдела. Потребуется реализовать систему, которая выполняет следующий функционал:

• учёт жилого и нежилого фонда;
• учёт жильцов и владельцев помещений;
• учёт обращений жильцов;
• ведение лицевых счетов.

Потребуется вести учёт зданий и помещений в зданиях. Для каждого помещения есть владелец. Если помещение жилое, ведётся учёт жильцов. Для владельцев ведутся лицевые счета на каждое помещение. На лицевой счёт владельца выставляются счета для оплаты. Также, учитывается пополняемость счёта владельцем. На каждое здание ведутся затраты. Требуется учитывать назначение и суммы затрат.

При возникновении аварийных ситуаций жильцы обращаются для вызова аварийной бригады. Заявки также учитываются.

Рассмотрим схему документооборота между общим отделом и другими участниками документооборота (рисунок 4).

Рисунок 4 – Документооборот общего отдела ООО «25 кв м»

На рисунке видно, какая информация требуется общему отделу и куда передаётся результат обработки данных.

Система электронного документооборота компании «25 кв. м.» должна иметь следующий функционал:

• учёт жилого и нежилого фонда с помещениями;
• учёт жильцов и владельцев;
• ведение лицевых счетов владельцев;
• учёт затрат на здания;
• формирование результатной информации.

Потребуется хранить следующую информацию в базе данных:

• информацию о зданиях;
• информацию о помещениях;
• информацию о жильцах или владельцах;
• информация о затратах на здания;
• информация о заявках жильцов на обслуживание;
• информация о лицевом счёте на помещение на имя владельца;
• информация о выписанных счетах владельцу;
• информация о внесённых суммах владельцем.

Результатная информация системы:

• отчёт по фонду и затратам;
• отчёт по жильцу;
• выписка из ЛС;
• отчёт по заявкам.

Пользователями системы являются сотрудники общего отдела компании.

Анализ деятельности «как должно быть»

Теперь построим модель «как должно быть». На рисунке 5 представлена диаграмма потоков данных процесса работы общего отдела.

Рисунок 5 – Диаграмма потоков данных процесса работы общего отдела «как должно быть»

Входные потоки:

• данные о зданиях и помещениях;
• данные о владельцах и жильцах;
• данные о заявках;
• данные о затратах и поступлениях.

Выходные потоки:

• отчёт по жильцу;
• отчёт по заявкам;
• выписка из ЛС;
• отчёт по фонду и затратам.

Ресурсы: сотрудник общего отдела и ИС учёта ЖКХ.

На рисунке 6 представлена структурно-функциональная диаграмма процесса деятельности общего отдела.

Рисунок 6 – Структурно-функциональная диаграмма процесса деятельности общего отдела «как должно быть»

Деятельность общего отдела должна состоять из следующих процессов:

• учёт фонда и жильцов;
• учёт заявок;
• ведение финансовых операций;
• формирование отчётов.

Работу общего отдела усовершенствует и упростит использование информационной системы. Рассмотрим нормативно-справочные, входные и результатные данные системы.

В системе учёта ЖКХ используется следующая нормативно-справочная информация:

• назначение затрат на здание – например, капитальный ремонт;
• причина заявки на обслуживание – например, ремонт сантехники на кухне;
• услуга ЖКХ – например, отопление.

Входными данными являются данные о жильцах: код; фамилия; имя; отчество; дата рождения; пол; владелец; телефон.

Данные о здании: код; адрес; жилое; этажность; тип.

Здание содержит помещения: код; номер; количество комнат; площадь; жилое.

Каждое помещение имеет владельца или жильцов, для связи помещений с жильцами нужна информация об отношении помещения к жильцу или владельцу: код; дата прописки; дата выписки; владелец или нет; начальная дата владения; конечная дата владения.

Если жилец является владельцем, то за ним закрепляется лицевой счёт: код; номер счёта; баланс; действителен или нет счёт.

Для учёта операция пополнения счёта требуется следующая информация: код; дата пополнения; сумма пополнения.

Для учёта операция списания учитываются данные: код; дата списания; списанная сумма; услуга ЖКХ.

На помещение может поступить заявка на обслуживание, связанная с устранением той или иной причины со стороны аварийной бригады. Для этого в базу заносится следующая информация: код; дата заявки; причина; действительна ли заявка; описание.

Для учёта затрат на обслуживание зданий обрабатываются следующие данные: код; дата затраты; затраченная сумма; назначение затраты.

Все данные должны быть доступны пользователю для изменения, дополнения и удаления.

В системе учёта ЖКХ ООО «25 кв. м» используются следующие отчёты в качестве результирующей информации:

• «отчёт по жильцу»;
• «отчёт по фонду и затратам»;
• «выписка из лс»;
• «отчёт по заявкам».

Отчёт по жильцу состоит из следующей информации: код здания; адрес здания; номер помещения; владеет или нет; прописан или нет.

Отчёт строится за период по определённому жильцу.

Отчёт по фонду и затратам состоит из следующей информации: код здания; адрес здания; потраченная сумма; дата затрат; назначение затрат.

Отчёт строится за период и по определённому зданию или по всему фонду.

Выписка из лицевого счёта содержит следующую информацию: ФИО жильца; дата рождения; пол; дата прописки; владелец или нет; дата начала владения; есть свой ЛС или нет.

В качестве входных параметров передаётся дата и номер лицевого счёта.

Отчёт по заявкам содержит следующую информацию: номер заявки; дата заявки; причина; закрыта или нет.

Параметрами для запроса является диапазон дат.

Система должна выдавать отчётности, содержащие такой же состав полей.

Проектирование базы данных

База данных

Была спроектирована модель сущность-связь базы данных системы учёта ЖКХ общего отдела. На рисунке 6 приведена ERD диаграмма.

Рисунок 6 – ERD диаграмма

База данных содержит следующие сущности:

1. «Жилец»;
2. «Здание»;
3. «Помещение»;
4. «Отношение»;
5. «ЛС»;
6. «Пополнение»;
7. «Списание»;
8. «Услуга»;
9. «Заявка»;
10. «Причина»;
11. «Затрата»;
12. «Назначение».

В таблицах 1 – 12 представлены структуры таблиц базы данных.

Таблица 1 – Таблица БД «Жилец»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	Фамилия	Текст
3	Имя	Текст
4	Отчество	Текст
5	Дата рождения	Дата
6	Пол	Текст
7	Телефон	Текст

Таблица 2 – Таблица БД «Здание»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	Адрес	Текст
3	Жилое	Логическое
4	Этажность	Число
5	Тип	Текст

Таблица 3 – Таблица БД «Помещение»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	Здание	Число	FK
3	Номер	Число
4	Комнат	Число
5	Площадь	Число
6	Жилое	Логическое

Таблица 4 – Таблица БД «Отношение»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	Жилец	Число	FK
3	Помещение	Число	FK
4	Дата прописки	Дата и время
5	Дата выписки	Дата и время
6	Владелец	Логическое
7	Начальная дата	Дата и время
8	Конечная дата	Дата и время

Таблица 5 – Таблица БД «ЛС»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	Отношение	Число	FK
3	Номер	Число
4	Баланс	Денежный
5	Недействителен	Логическое

Таблица 6 – Таблица БД «Пополнение»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	ЛС	Число	FK
3	Дата пополнения	Дата и время
4	Сумма пополнения	Денежный

Таблица 7 – Таблица БД «Списание»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	ЛС	Число	FK
3	Дата списания	Дата и время
4	Сумма списания	Денежный
5	Услуга	Число	FK

Таблица 8 – Таблица БД «Услуга»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	Название	Текст

Таблица 9 – Таблица БД «Заявка»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	Помещение	Число	FK
3	Дата заявки	Дата и время
4	Причина	Число	FK
5	Закрыто	Логическое
6	Описание	Текст

Таблица 10 – Таблица БД «Причина»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	Название	Текст

Таблица 11 – Таблица БД «Затрата»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	Здание	Число	FK
3	Дата затраты	Дата и время
4	Сумма затраты	Денежный
5	Назначение	Число	FK

Таблица 12 – Таблица БД «Назначение»

№ п/п	Поле	Тип	Ключи
1	Код	Счётчик	PK
2	Название	Текст

Инструкция по ведению БД

Ведением базы данных занимается работник общего отдела. Для начала работы следует внести информацию в справочники:

• «Назначение» - назначение затрат по зданиям;
• «Причина» - причина заявки на обслуживания по помещению;
• «Услуга» - услуга ЖКХ, за которую выставляется счёт на оплату.

Вначале заполняются карты зданий для ведения фонда жилой и нежилой недвижимости в управлении компании.

Каждое здание разбито на помещения. Заполняются карты помещений.

При появлении новых жильцов и владельцев заполняются карты жильцов.

Каждый жилец относится как минимум к одному помещению. Для ведения данной информации заполняется таблица «Отношение».

Если жилец является владельцем с выписанным лицевым счётом, то для него заводим запись в таблице «ЛС». Запись в «ЛС» относится к конкретной записи в таблице «Отношение». «ЛС» относится к «Отношение» как 0 или 1.

Для отображения в системе процессов управления счётом заполняются таблицы «Списание» и «Пополнение».

В расчётный период владельцу выставляют счёт на оплату. В результате этого заполняется таблица «Списание», с указанием услуги ЖКХ.

Когда владелец производит оплату услуги, или просто кладёт средства на ЛС, заполняется таблица «Пополнение».

Если у жильцов возникает потребность в вызове бригады, происходит обращение в АДС. В базе заполняется таблица «Заявка», в которой отображаются данные о причине заявки, помещении, описание проблемы.

При проведении текущего или капитального ремонта фонда, требуется заполнить таблицу «Затрата». В неё вносится информация о назначении, сумме и дате затрат по каждому зданию.

Таким образом происходит ведение документооборота управляющей компании ООО «25 кв. м».

Заключение

В первой главе данной работы были рассмотрены теоретические аспекты объектно-ориентированного метода к проектированию информационных систем. Определены основные принципы построения объектной модели являются: абстрагирование; инкапсуляция; модульность; иерархия.

Был рассмотрен объект автоматизации – компания жилищно-коммунального хозяйства ООО «25 кв. м.». Рассмотрена структура компании. Определены обязанности отделов.

Во второй главе был проведён анализ деятельности компании «как есть» и «как должно быть». В результате определены входные данные в систему: данные о зданиях и помещениях; данные о владельцах и жильцах; данные о заявках; данные о затратах и поступлениях.

Результатные данные системы: отчёт по жильцу; отчёт по заявкам; выписка из ЛС; отчёт по фонду и затратам.

Общий функционал системы: учёт фонда и жильцов; учёт заявок; ведение финансовых операций; формирование отчётов.

В третьей главе была спроектирована база данных. Была составлена инструкция ведения базы данных. БД состоит из следующих таблиц:

1) «Жилец»;

2) «Здание»;

3) «Помещение»;

4) «Отношение»;

5) «ЛС»;

6) «Пополнение»;

7) «Списание»;

8) «Услуга»;

9) «Заявка»;

10) «Причина»;

11) «Затрата»;

12) «Назначение».

Список используемой литературы

1. Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. - СПб.: Питер, 2015. – 368 с.
2. Давыдова Е. М. Базы данных Учеб. пособие для вузов / Е. М. Давыдова, Н. А. Новгородова. - 3-е изд., перераб. и доп. - Томск : В-Спектр, 2012. - 128 с.
3. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных. - К.: Диалектика, 2012. - 360 c.
4. Калачанов В., Кобко Л. Экономическая эффективность внедрения информационных технологий. Учебное пособие. - М.: МАИ, 2014. - 180с.
5. Коцюба И.Ю., Чунаев А.В., Шиков А.Н.: «Основы проектирования информационных систем». Изд.: СПб: Университет ИТМО, 2015. – 206с.
6. Малыхина М. Базы данных. Основы, проектирование, использование. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 528с.
7. Уткин В., Балдин К. Информационные системы в экономике. - М.: Academia, 2012. - 288с.