Автоматизация документационного обеспечения управления

на примере организации ЧГПУ им. И.Я. Яковлева Чебоксары, а именно мониторинг образовательного процесса.
Характерной особенностью современных автоматизированных информационных систем (АИС) является наличие в их составе аналитического приложения к информационной базе данных как средства поддержки принятия решений. Внутривузовский мониторинг также является системой, структуру кото­рой образуют взаимосвязанные элементы. В частности, это цель и задачи проведения, объекты отслеживания, субъекты организации и осуществления мониторинга, комплекс критериев и показателей оценок. Сюда же входят методы сбора информации, взаимодействие которых обеспечивает осущест­вление мониторинговых замеров.
Научно-технический прогресс чрезвычайно ускорил темпы внедрения во все сферы социально-экономической жизни российского общества последних достижений в области информатизации.
…

1.1 Постановка задачи

Смысл мо­ниторинга заключается в том, чтобы систематизировать разрозненную информацию, получить конкретную картину изменений, происходящих в де­ятельности вуза в определенный момент времени, и на основе полученных данных предвидеть возможные пути, направленные на поддержку и развитие положительных изменений и на торможение нежелательных. Результаты, полученные на различных уровнях мониторинга, анализируются и служат основой для принятия управленческих решений, связанных с изменением со­держания учебного процесса и его оснащения.
Внутривузовская образовательная среда состоит из взаимосвязанных структурных компонентов, и это характеризует ее как систему. Поэтому внутривузовский мониторинг также является системой, структуру кото­рой образуют взаимосвязанные элементы. В частности, это цель и задачи проведения, объекты отслеживания, субъекты организации и осуществления мониторинга, комплекс критериев и показателей оценок.
…

1.2 Анализ объекта автоматизации

Чувашский государственный педагогический
университет им. И. Я. Яковлева  (ЧГПУ) сегодня это:
1. Более 5500 студентов
2. 378 штатных преподавателей, 360 из которых имеют ученые степени и звания, в т.ч. 57 – доктора наук, профессора и 303 – кандидата наук, доцента.
3. 10 факультетов
4. 3 научные и 16 научно-педагогических школ
5. 6 учебных корпусов, 3 общежития, фок «бассейн чгпу», санаторий-профилакторий «мечта».
6. 5 музеев, богатая научная библиотека
7. Программы дополнительного образования по пяти направлениям
8. Совместная деятельность профессорско-преподавательского состава с ведущими научными центрами и образовательными организациями России, стран ближнего и дальнего зарубежья
9. В 2015 году: вуз окончили 1653 человека, из них 798 – очное отделение, 855 – заочное;
10. В вуз поступили: 1220 студентов, из них 656 – на дневное отделение, 564 – на заочное.
11.
…

1.3 Выявление процессов автоматизации

Работая с имеющейся на предприятии системой документооборота, был выявлен ряд недостатков, которые создавали неудобство в работе и замедляли скорость обработки информации:
1. Отсутствия единой базы нарушений для оценки деятельности сотрудников вуза,
2. Риск порчи, либо потери бумажного носителя, ошибки ручного ввода, проблемы повторного ввода информации;
3. Несовершенство процессов сбора, обработки, хранения, защиты целостности и секретности информации;
4. Низкая оперативность мониторинга и оценки деятельности сотрудников вуза, снижающая качество управления образовательным процессом в целом;
Можно выделить следующие общие аспекты автоматизированного варианта решения поставленной задачи:
1. Сокращение времени обработки и получения данных об образовательных процессах;
2. Повышение степени достоверности обработки информации, связанной с образовательной деятельностью;
3.
…

1.4 Анализ аналогов

Для реализации системы организации ит-инвентаризации существует большое количество решений от разных фирм.
БИТ.ВУЗ.УЧЁТ НАГРУЗКИ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ. Программа позволит автоматизировать планирование и учет выполнения нагрузки профессорско-преподавательского состава. Продукт входит в линейку «БИТ.ВУЗ».
Результаты внедрения и возможности:
1. Упрощение составления и ведения академических и рабочих учебных планов с учетом обязательных и факультативных дисциплин, дисциплин по выбору, профильных дисциплин;
2. Планирование нагрузки по кафедрам в автоматическом и ручном режиме;
3. Распределение плановой нагрузки кафедры по преподавателям;
4. Гибкая настройка параметров расчета нагрузки в соответствии с требованиями вуза;
5. Учет фактически выполненной нагрузки профессорско-преподавательским составом с учетом расписания;
АС «Нагрузка ВУЗа» обеспечивает комплексный подход к формированию и распределению учебной нагрузки учреждений ВПО.
…

1.5 Анализ программного и аппаратного обеспечения для выяснения оптимизационных показателей для будущей системы
Структура локальной сети ВУЗа представлена на рисунке 1.1.

Рис. 1.1 Структура локальной сети ВУЗа
Топология локальной сети– общая шина, сеть одноранговая. В локальную сеть объединены все факультеты ВУЗа.
Компьютеры и ноутбуки ВУЗа имеют следующие технические характеристики:
Компьютер
Ноутбук
Процессор: Intel Dual Core.
Оперативная память: 1024 Мб
Видеопроцессор: Intel HD Graphics 2500
Сетевая карта: Realtek RTL8723A
Процессор: Intel Core i3
Оперативная память: 1024Мб
Видеопроцессор: Nvidia GeForce GT 610M
Сетевая карта: Realtek RTL8723A Wireless LAN 802.11n PCI-E

Также в ВУЗе используются источники бесперебойного питания мощностью 500В.
Из оргтехники используется:
• МФУ Лазерное Panasonic KX-MB1500RU
• Факс Panasonic KX-FT982RUB
• Ламинатор Office Kit L2325
Данное аппаратное обеспечение оптимально для выполняемых на ПК задач.
…

2 Проектирование компонентов приложения и его структуры

Результатом построения концептуальной модели является диаграмма сущностей, представленная на рис. 2.1.

Рис. 2.1 – Диаграмма сущностей.

Описание сущностей представлено в таблице 2.1.
Таблица 2.1 Сущности модели
Сущности модели
Описание
Группа
Перечень групп института
Преподаватель
Пользователи системы (администраторы и преподаватели)
Предмет
Перечень дисциплин, которые преподаются преподавателями в ВУЗе
Специальность
Перечень специальностей ВУЗа
Кафедра
Перечень кафедр ВУЗа
Факультет
Перечень факультетов ВУЗа
Журнал
Журнал нагрузки преподавателей

Описание логической модели данных лучше всего представить в виде диаграммы «сущность-связь» (ER – диаграммы).
На рисунке 2.2 представлена ER-диаграмма данных.

Рисунок 2.2 – ER-диаграмма.

Связи между сущностями неидентифицирующие, мощность 1 к n. Все внешние ключи не входят в составной первичный ключ сущности.
…

3.1 Диаграмма вариантов использования
Диаграмма вариантов использования играет центральную роль в моделировании поведения информационной системы или подсистемы. Она отображает множество вариантов использования системы, пользователей, а так же отношения между ними.
Диаграмма вариантов использования представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Диаграмма вариантов использования

На диаграмме вариантов использования web-портала представлены следующие пользователи – Преподаватель и Администратор, а также следующие варианты использования:
1. Работа с пользователями (Режим администратора):
2. Авторизация (для всех пользователей);
3. Работа с преподавателями, редактирование анкетных данных (режим администратора и преподавателя)
4. Работа с карточкой нагрузки, редактирование данных (режим администратора )
5. Работа со справочниками (режим администратора)
6. Поиск данных и экспорт данных в Excel (режим администратора и преподавателя)

3.
…

3.2 Диаграмма компонентов

Диаграмма компонентов (рисунок 3.2) обеспечивает согласованный переход от логического представления к конкретной реализации проекта в форме программного кода. Диаграмма компонентов позволяет определить архитектуру разрабатываемой системы, установив зависимости между программными компонентами, в роли которых может выступать исходный, бинарный и исполняемый код. В нашем случае разработки web-приложения модуль или компонент соответствует файлу с php-скриптом страницы web-приложения.

Рисунок 3.2 – Диаграмма вариантов использования

Web-приложение состоит из следующих модулей:
1. index.php-стартовая страница web-приложения;
2. option.php – модуль подключения к базе данных;
3. user.php – модуль для работы с пользователями системы;
4. faculty.php – модуль для работы с факультетами;
5. chair.php – модуль для работы с кафедрами;
6. spec.php – модуль для работы со специальностями;
7. performance.php – модуль для работы с нагрузкой;
8.
…

3.3 Диаграмма размещения

Диаграмма размещения в UML моделирует физическое развертывание артефактов на узлах. Узлы устройств — это физические вычислительные ресурсы для выполнения программного обеспечения. Узел среды выполнения — это программный вычислительный ресурс, который предоставляет собой сервис, выполняющий другие исполняемые программные элементы.
В качестве модели доступа к данным выбрана модель удаленного доступа. Предполагаемая организация архитектуры аппаратной платформы – клиент-серверная, представленная на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Диаграмма размещения

Серверная часть состоит из:
а) сервер базы данных с установленной MySQL 5.5;
б) web-сервер Apache версии 2.4;
в) транслятор PHP версии 5.5.
Клиентская часть системы представлена браузером пользователя.
3.
…

3.4 Проектирование запросов к БД

Рассмотрим основные алгоритмы формирования запросов к БД, к которым относятся:
• Алгоритм вывода отфильтрованных данных – sql-запросы на выборку данных;
• Алгоритм редактирования и удаления данных – sql-запросы на редактирование данных.

Алгоритм вывода отфильтрованных данных представлен на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 – Алгоритм вывода отфильтрованных данных
Вывод данных начинается с вывода шапки таблицы. Далее считывается признак фильтра данных и значение поля поиска.
В результате анализа параметров выполняются три варианта SQL запроса SELECT:
1. select * from table – фильтра данных нет;
2. select * from table where $field = $field- фильтр с пустым значением поля поиска;
3. select * from table where $field LIKE ‘%$value1%’ – фильтр данных по значению поля поиска.
Далее происходит вывод данных в таблицу по количеству отфильтрованных записей.
…

4 Реализация проекта
В области программирования для Сети, PHP — один из популярнейших скриптовых языков благодаря своей простоте, скорости выполнения, богатой функциональности и распространению исходных кодов на основе лицензии PHP. PHP (англ. PHP: Hypertext Preprocessor — «PHP: препроцессор гипертекста», англ. Personal Home Page Tools — «Инструменты для создания персональных веб-страниц») — скриптовый язык, созданный для генерирования HTML-страниц на веб-сервере и работы с базами данных. В настоящее время поддерживается подавляющим большинством хостинг-провайдеров. Входит в LAMP — распространённый набор для создания веб-сайтов (Linux, Apache, MySQL, PHP (Python или Perl)).
В настоящее время для организации хранилища данных веб-приложений наиболее часто используется СУБД MySQL.
MySQL является компактным и простым в эксплуатации сервером баз данных, доступным для платформ Unix, Windows NT, Windows 9x.
…

5 Требования к техническому обеспечению

Web приложение должно быть разработано на основе следующих программных компонентов:
а) сервер базы данных с установленной MySQL 5.5.25;
б) web-сервер со следующей конфигурацией ПО:
1) операционная система – Windows 2000/NT/XP;
2) http-сервер Apache версии 2.2.22;
3) транслятор PHP версии 5.3.13.

Аппаратная платформа сервера:
• процессор типа core i7-7700k;
• объем ОЗУ 16Гб;
• память на жестком диске – 2 Тб (на случай дублирования это число следует удвоить);
• ИГП, обеспечивающий работу сервера в течении не менее 30 минут при полностью заряженных батареях ИГП.
• монитор SVGA;
• сетевая карта 100 Мбит;
• клавиатура;
• манипулятор типа «мышь».
…

6 Реализация базы данных

Для развертывания локального web-сервера и сервера базы данных MySQL устанавливаем программное средство openserver. Настройки openserver представлены на рисунке 6.1.

Рис. 6.2 – настройки openserver
Если 80-й порт занят, меняем его на 81 (HTTP), рисунок 6.3.

Рисунок 6.3 – Настройка портов
После того, как openser настроен и запущен, копируем папку chair с php-скриптами web-приложения в папку c:OpenServerdomains
Запускаем phpmyadmin и создаем новую базу данных chair с кодировкой cp1251_bin, рисунок 6.4.

Рисунок 6.4 – Создание базы данных

Далее импортируем базу из файла chair.sql, рисунок 6.5

Рисунок 6.5 – Импорт базы данных

На рисунке 6.6 представлены таблицы базы данных chair.

Рисунок 6.6 – Таблицы базы данных chair
Схема данных в phpMyAdmin представлена на рисунке 6.7.

Рисунок 6.7 – Схема данных в phpMyAdmin
Настройка локального web-приложения завершена, для перехода на стартовую страницу можно воспользоваться меню openserver.
…

7 Описание экранных форм

Для запуска web-приложения необходимо вызвать с помощью интернет-браузера файл index.php или воспользоваться меню openserver и запустить web-приложение chair.
Логика работы Web-приложений заключается в переходе между страницами в зависимости от выбора, сделанного пользователем.
Приложение состоит из следующих страниц:
index.php – главная и стартовая страница приложения (рисунок 7.1). С неё начинается работа с приложениями и возможен переход на все остальные страницы.

Рисунок 7.1 – Главная и стартовая страница приложения
Неавторизованному пользователю (гостю) на сайте доступна следующая справочная информация: лучшие преподаватели (рисунок 7.2), информация о сайте (рисунки 7.3-7.4), контактная информация (рисунок 7.5)

Рисунок 7.2 – Страница с лучшими преподавателями

Рисунок 7.3 – Страница с информацией о сайте

Рисунок 7.4 – Страница с информацией о функционале

Рисунок 7.
…

8 Тестирование и отладка

В таблице 8.1 приведены условия и результаты тестирования.
Таблица 8.1 – Результаты тестирования
Условия тестирования
Результаты тестирования
Введены не все данные
Сообщение об отсутствии некоторых данных
Введены все данные
Загрузка данных в БД
В области ввода даты введены данные неправильного формата
Сообщение об ошибке
Ввод поиска несуществующей записи
Сообщение о том, что ни одной записи не найдено
Ввод поиска существующей записи
Вывод данных по поиску
Попытка создания новой записи в БД
Создание новой записи
Попытка редактирования записи в БД
Редактирование записи

Тестирование информационной системы в нормальных, экстремальных, исключительных условиях показало, что программа работает верно, выдает ожидаемые результаты для характерных совокупностей данных.
…

9 Технико–экономический эффект от внедрения разработанной АИС

Для оценки эффективности внедрения web-портала сравним временные затраты сотрудников кафедры на ведение учета нагрузки с применением информационной системой и без него. Данный анализ позволит сделать однозначный вывод о целесообразности внедрения системы в целях повышения производительности работы всей компании.
В таблице 9.1 представлены временные затраты сотрудников компании при ручном и автоматизированном способе учета нагрузки.

Таблица 9.1 – Временные затраты при ручном и автоматизированном способе учета нагрузки
Действия сотрудников
Временные затраты на учет нагрузки, мин.

ручной
автоматизированный
Регистрация дисциплины
5
1
Назначение преподавателя
10
0,1
Выбор группы
0,5
0,5
Выбор предмета
5
0,1
Ввод объёма
2
0,5
Поиск данных
0,5
0
Формирование сопроводительных документов
25
0,5
Формирование отчетных материалов
60
1
Итого
108
3,7

На рисунке 9.
…

Заключение

В данной работе рассмотрена автоматизация документационного обеспечения управления в ВУЗе,
на примере организации ЧГПУ им. И.Я. Яковлева Чебоксары, а именно мониторинг образовательного процесса.
Объектом исследования в представленной работе автоматизация документационного обеспечения управления в ВУЗе. В качестве вуза выбран «ЧГПУ им. И.Я. Яковлева Чебоксары». Целью работы является проектирование и разработка системы мониторинга нагрузки преподавателей вуза.
Предметом исследования являются технологии автоматизация документационного обеспечения учебных планов и программ.
В рамках курсовой работы разработано web-приложение для автоматизации учета нагрузок на преподавателей. Эффективность разработки заключается в сокращении времени процедур согласования документации и принятия решений, повышении исполнительской дисциплины, сокращении непроизводственных затрат рабочего времени сотрудников и минимизации финансовых затрат на документооборот.
…