Проект информационной системы "Распределение учебной нагрузки на кафедре"

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Программирование


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Введение

Высшее учебное заведение является сложной активной социально-экономической системой. Управление такой системой представляет собой трудоемкий процесс, требующий больших затрат ресурсов не только энергетических, материальных, но и человеческих. Одна из основных задач управления учебным заведением состоит в оптимизации образовательного процесса по показателям, характеризующим этот процесс.

Цель. Спроектировать информационную систему «Распределение нагрузки на кафедре», позволяющую распределять нагрузку, вносить в нее оперативные изменения и уменьшить затраты временных и человеческих ресурсов на распределение нагрузки на кафедрах ПГТУ.

Для достижения цели в рамках ВКР необходимо решить следующие задачи:

· изучить и проанализировать предметную область;

· сделать обзор существующих программных продуктов на рынке программного обеспечения;

· построить функциональные модели и информационную модель, отображающие потоки данных в бизнес-процессе;

· определить и классифицировать входную и выходную информацию;

· определить основные функции системы;

· описать основные математические расчеты, производимые в подпрограмме;

· описать интерфейс подсистемы, создать макет интерфейса;

· описать запросы, используемые в подсистеме;

· определить возможности дальнейшего развития подсистемы.

Принятие управляющего решения при организации работы сложной системы связано с обработкой большого объема информации, что требует нетривиального анализа сложившейся ситуации (с привлечением методов, разработанных в самых различных областях знаний) и должно быть своевременным (тогда как часто на принятие решения отводится относительно малый промежуток времени). Прогресс общества с каждым годом обостряет эту проблему. Именно поэтому в современном системном анализе основные усилия направляются на создание математических моделей управления сложными системами, которые позволили бы разработать соответствующие информационно-компьютерные технологии с минимальным участием человека в процессе управления. Такие же исследования проводятся и по созданию моделей управления вузом.

Составление математической модели для процесса управления учебным заведением сложная задача даже, если локализовать отдельные части этого процесса, для одного ВУЗа. А найти универсальное решение для всех ВУЗов страны вообще не представляется возможным, так как организация труда, дисциплины и параметры (например, при распределении нагрузки это профессорско-преподавательский состав, индивидуальные требования преподавателя и другие) унифицируют задачу автоматизации этого процесса для каждого ВУЗа в отдельности. Как правило, математические описания учебного процесса основано на рассмотрении денежного (материального) финансирования ВУЗа.

С точки зрения системного анализа управление активной системой предполагает построение имитационной модели поведения системы во времени в заданных внешних и внутренних условиях в зависимости от реализуемого управляющего воздействия (управления). Выбор управления должен осуществляться на основе анализа заданных критериев оптимальности, оценивающих качественный уровень принимаемого управленческого решения.

Эффективное управление учебным процессом в ВУЗе сегодня требует перехода на качественно новые технологии работы с данными, относящимися к учебному процессу, основанные на использовании компьютерных сетей и баз данных. Как возможность совершенствования организационной и учебной деятельности ВУЗа можно использовать автоматизацию процесса управления учебным заведением, а также его частей.

Одной из задач, стоящих перед учебными отделами ВУЗов является расчет учебной нагрузки на кафедре. На его основе:

· формируются учебные поручения для преподавателей;

· составляется расписание учебных занятий;

· определяются штаты профессорско-преподавательского состава ВУЗа;

· распределяются денежные средства, идущие на оплату труда преподавателей.

В то же время, при традиционных способах расчета этот процесс, в силу своей трудоемкости, не может быть повторен многократно в течение учебного года и поэтому, через некоторое время перестает соответствовать реальной учебной нагрузке.

В связи с этим возникает желание автоматизировать процесс построения планирующей документации, одновременно исключив дублирование ввода информации.

Перед началом каждого учебного года на кафедру поступает учебный план, имеющий достаточно сложную структуру. В плане указывается:

· на каком курсе читается дисциплина;

· по какой специальности;

· количество групп на курсе;

· количество недель;

· общее количество часов на все имеющиеся виды занятий (лекции, лабораторные и практические работы, зачеты, экзамены, контрольные и т. д.).

Заведующий кафедрой на основании этого документа распределяет нагрузку между сотрудниками кафедры. Это одна из ответственных и достаточно трудоемких обязанностей заведующего кафедрой ВУЗа, особенно если велико число дисциплин, читаемых на кафедре, а кадровый состав на кафедре достаточно многочислен и динамичен.

1. Общая часть

1. 1 Общая характеристика объектов автоматизации

Объектом автоматизации является кафедра ИТАС. Кафедра «Информационные технологии и автоматизированные системы» (ИТАС) образовалась при слиянии в 2002 году кафедр «Автоматизированные системы управления» и «Вычислительная техника и автоматизированное управление» в составе Электротехнического факультета Пермского государственного технического университета.

Кафедра проводит обучение по следующим специальностям:

· 230 101 (220 100) — «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» (специальность ЭВТ);

· 230 102 (220 200) — «Автоматизированные системы обработки информации и управления» (специальность АСУ);

· 230 105 (220 400) — «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» (специальность ПОВТ).

Реализуется обучение по системе бакалавриат — магистратура по направлению 230 100 «Информатика и вычислительная техника» (ИВТ):

· 552 800 — «Информационно-вычислительная техника» (бакалавриат ИВТ);

· 552 822 — «Распределенные автоматизированные системы» (магистратура).

В рамках каждой специальности проводится обучение по следующим специализациям:

1. По специальности 230 101 (ЭВТ):

o 220 101 «Использование средств вычислительной техники (по областям)»;

o 220 101 «Использование средств вычислительной техники в нефтегазовой отрасли»;

o 220 101 «Использование средств вычислительной техники в банковской деятельности»;

o 220 104 «Высокопроизводительные компьютерные системы и технологии».

2. По специальности 230 102 (АСУ):

o 220 203 «Автоматизированные системы реального времени»;

o 220 205 «Распределенные автоматизированные системы».

Кафедра имеет лицензионные соглашения с ведущими производителями программного и аппаратного обеспечения [1]. Научно-техническая база кафедры соответствует международным стандартам. При организации обучения используется новейшее оборудование и программное обеспечение. Предусмотрена возможность выхода в Internet.

Кафедра осуществляет подготовку инженеров — разработчиков сложных программных систем, имеет аспирантуру и докторантуру в этом направлении. Выполняет научно-исследовательские и проектные работы в области информатики.

Основным документом, регламентирующим деятельность кафедры, является «Положение о кафедре».

Основными задачами кафедры являются:

· подготовка, переподготовка и повышение квалификации специалистов с высшим образованием и научно-педагогических кадров высшей квалификации по профилю кафедры по лицензированным образовательным программам;

· организация и проведение фундаментальных, поисковых и прикладных научных исследований и иных научно-технических, опытно-конструкторских работ по профилю кафедры, в том числе и по проблемам образования.

Выпускающая кафедра на основе Государственных образовательных стандартов разрабатывает рабочие учебные планы по соответствующим направлениям и специальностям, согласовывает рабочие учебные программы по дисциплинам, обеспечиваемым другими кафедрами Университета, организует и проводит Государственные экзамены и защиту квалификационных работ студентами (дипломных проектов (работ)) на заседаниях Государственной аттестационной комиссии (ГАК).

Для проведения учебного процесса на кафедре на условиях штатного совместительства привлекаются ведущие специалисты производственных организаций. При этом, как правило, не менее 50% ставок ППС должны занимать штатные преподаватели.

Основные функции кафедры:

1. Разработка учебных планов специальностей и направлений.

2. Формирование преподавателями рабочих программ по дисциплинам.

3. Разработка учебно-методических материалов.

4. Расчет нагрузок ППС.

5. Формирование отчетов по научно-исследовательской и учебно-методической работе.

6. Взаимодействие с предприятиями, организациями, а также с другими вузами (российскими и зарубежными).

На данный момент в университете существует система управления учебными процессами ВУЗа — АСУ ВУЗ. Создание, поддержка и улучшение подсистем данной системы является основной функцией подразделения АСУ ВУЗ.

АСУ ВУЗ — человеко-машинная система, предназначенная для автоматизации управленческой деятельности в Вузе на основе применения математических методов, вычислительной техники и средств связи. АСУ ВУЗ состоит из управляющей системы и объекта управления, причем управляющая система включает аппарат управления и информационно-вычислительный комплекс, соединенный средствами связи с объектом управления и аппаратом управления.

Основными факторами, обеспечивающими эффективное человеко-машинное управление, являются:

· повышение верности информации и оперативности обработки данных;

· возможность практического применения математических моделей и компьютеров в управлении;

· перераспределение функций должностных лиц, освобождение от рутинной работы, мобилизация сил на решение проблем;

· уменьшение неопределенности в процессах управления вследствие упорядочения деятельности подразделений Вуза и предоставления администрации достаточно полной и удобной в использовании информации;

· совершенствование взаимодействия подразделений Вуза в результате одинаковой интерпретации данных и применения средств связи с базами данных.

В области управления и обеспечения деятельности университета АСУ ВУЗ решает следующие задачи:

· организация передачи данных, оперативной и управляющей информации;

· получение быстрых ответов на запрос руководителя любого ранга;

· ускорение подготовки и прохождения документов и осуществление действенного контроля ее исполнения.

Рисунок 1.1 Схема взаимодействия подразделений ПГТУ в процессе распределения нагрузки на кафедре

Процесс распределения нагрузки на кафедре предполагает взаимодействие кафедры с подразделениями УМУ, а именно АСУ ВУЗ, Бюро составления расписания, Отделом планирования учебного процесса, и с профессорско-преподавательским составом кафедры. Данное взаимодействие представлено на рисунке 1. 1, на примере кафедры ИТАС Электротехнического факультета.

В конце года из подразделения АСУ ВУЗ на кафедру приходить форма РНК. По данной форме заведующий кафедрой распределяет учебную нагрузку и формирует документы, которые отправляются в соответствующие подразделения УМУ. Преподаватели также участвуют в процессе распределения нагрузки на кафедре, заполняя Выписки, форму «Нагрузка преподавателей» и предъявляя требования (например, преподаватель может проводить занятия только в определенный день и / или в определенное время).

Рисунок 1.2 Схема взаимодействия разрабатываемой подсистемы с другими подсистемами АСУ ВУЗ

В свою очередь на фоне существующего информационного комплекса разрабатываемая подсистема будет иметь место между подсистемой «Учебные планы» и «Расписание». В данном проекте подсистема распределения нагрузки кафедры рассматривается как интегрированная в информационный комплекс АСУ ВУЗ. Посмотреть взаимосвязь этой подсистемы с другими подсистемами комплекса можно на рисунке 1.2.

1. 2 Анализ известных подходов к решению проблемы

В данном пункте рассмотрены следующие вопросы:

1. Существующее на кафедре ИТАС программное обеспечение распределения нагрузки на кафедре:

· приложение, написанное на базе MicroSoft Excel;

· приложение, реализованное в Delphi 7.

2. Информационные системы, предлагаемые другими ВУЗами страны:

· Подсистема «Расчет учебной нагрузки профессорско-преподавательского состава и распределение по кафедрам ВУЗа», автор Щербакова А. А., 4 курс, специальность «Информационные системы», Карагандинский университет «Болашак»; [5]

· Информационная система «Распределение учебной нагруки преподавателям кафедры» Манухина Ольга Валерьевна (ov@zbp. ru), Скворцова Ирина Александровна Забайкальский государственный педагогический университет, г. Чита. [6]

3. Профессиональные информационные системы:

· ДекАрт — комплекс программного обеспечения для автоматизации административной работы аспирантур, деканатов, кафедр ВУЗов. [7].

Существующие на кафедре ИТАС программное обеспечение распределения нагрузки на кафедре. На данный момент на кафедре существует две системы распределения нагрузки. Эти системы — результат попыток реализации информационной системы. Первый вариант реализован в программном обеспечении Microsoft Excel, который основан на применении макросов. Второй вариант — в среде программирования Delphi. Однако эти системы имеют в себе определенный перечень минусов. Но сначала о плюсах. Обе эти системы позволяют:

· добавлять новых преподавателей, в первом варианте в список, во втором варианте существует справочник преподавателей;

· при распределении нагрузки видеть итоговые данные в динамическом режиме, такие как суммарное значение нагрузки в часах для всех видов занятий, суммарное значение ставок преподавателей;

· в первом варианте за счет связывания файлов, а во втором — за счет использования таблиц баз данных, обеспечивается целостность информации;

· распечатать стандартные отчеты, а именно Отчет и Учебные поручения для каждого преподавателя;

· во втором варианте существует возможность ведения не справочника, но списка преподавателей;

· выходные документы сохраняются каждый в отдельном документе.

При этом каждая из программ имеет свои недостатки.

Минусы программы, реализованной в MicroSoft Excel:

1. Нет возможности запоминать преподавателей, и временно исключать их из учебного плана. Например, преподаватель взял больничный на довольно длительный срок, и не может преподавать семестр или даже в течение года, тогда его нужно исключить из учебного плана, но запомнить в профессорско-преподавательском составе.

2. Для того чтобы посмотреть различные отчеты необходимо открывать новый документ. Что приводит к потере рабочего времени лишь за счет обращения к приложению операционной системы Windows — explorer. exe.

3. При просмотре основного отчета видно не всю страницу, которая имеет довольно большой объем, а, следовательно, ограниченность просмотра информации вызывает дискомфорт и опять же затрачивается рабочее время на прокрутку страницы.

4. При расчете ставок не учитывается, что на коммерции и на бюджете учится разное количество студентов в разных группах, разные виды нагрузок имеет различную трудоемкость, а преподаватели имеют степени, звание и др. Это отдельный расчет, который требует дополнительной обработки.

Минусы программы на Delphi:

1. В списке выбора преподавателей их фамилии не сортируются, что усложняет поиск по списку.

2. При выборе дисциплины не видно, для какой специальности, какого курса она выбирается, при этом в списке присутствует несколько дисциплин для разных специальностей, но с одинаковым названием. Предложение: сделать выборку по дисциплине, факультету, специальности и курсу.

3. Если нужно снять часы с преподавателя, то в списке дисциплин ищется дисциплина, после чего все данные по дисциплине выводятся в таблицу, и одновременно заполняется список преподавателей. В получившемся списке нужно найти преподавателя, который привязан к данной дисциплине (в списке выводятся все преподаватели) повторно. Только тогда часы появятся в соответствующих ячейках, каждую из которых нужно очистить вручную.

4. Часы на преподавателей вводятся руками, причем на каждый вид нагрузки отдельно. Нет возможности присвоить преподавателю часы по всем нагрузкам нажатием одной кнопки. Предложение: отмечать те виды нагрузки, которые нужно (не нужно) вводить и прикреплять оставшуюся информацию нажатием одной кнопки.

5. Часы на консультации, как правило, высчитываются относительно плана, а не предоставляются вместе с нагрузкой. В программе же эти часы нужно вводить. Предложение: рассчитывать часы на консультации автоматически, а также предоставить возможность пользователю самому устанавливать какой процент от плана они будет составлять.

6. При расчете ставок не учитывается, что на коммерции и на бюджете учится разное количество студентов в разных группах, разные виды нагрузок имеет различную трудоемкость, а преподаватели имеют степени, звание и др. Это отдельный расчет, который требует дополнительной обработки.

Информационные системы, предлагаемые другими ВУЗами страны. С другой стороны по данным сети Internet можно сделать вывод, что практически каждый ВУЗ создает свою информационную систему, предназначенную для распределения нагрузки на кафедре. Этот трудоемкий процесс очень сложно описать математически ввиду того, что нужно учитывать очень большое количество вхождений информации и условий. К таким относится профессорско-преподавательский состав, который может изменяться во времени и, согласно которому, предъявляются требования к распределению основной нагрузки. Такие вопросы решить очень сложно, так как нужно учитывать индивидуальность каждого преподавателя и вероятно его статус на кафедре, что предполагает разработку усложненной комплексной системы либо использование экспертной составляющей (в данном случае заведующего кафедрой). Первая из систем, представленных ранее, а именно подсистема «Расчет учебной нагрузки профессорско-преподавательского состава и распределение по кафедрам ВУЗа», предполагает наличие следующих функций:

· проводится дополнительный контроль по семестрам на число курсовых работ и курсовых проектов, число зачетов и экзаменов, на сумму аудиторных занятий в неделю и т. д. ;

· система оперативно сообщает обо всех отклонениях от нормативных пределов, установленных Госстандартом, а также позволяет распечатать протокол разногласий;

· полученная база графиков учебного процесса используется для расчета штатов ППС университета и кафедры;

· при расчете штатов ППС учитываются аудиторные занятия, руководство практикой, аспирантурой, докторантурой, участие в государственных аттестационных комиссиях и т. д. ;

· программа оперативно выполняет перерасчет нагрузки преподавателя при любых, вносимых в интерактивном режиме, изменениях его нагрузки;

· на экран выводятся предупреждающие сообщения о превышении нагрузки преподавателя выше ставки, осуществляет контроль за общей учебной нагрузкой кафедры;

· при формировании учебных поручений программа группирует учебную нагрузку преподавателя по семестрам;

· распределение нагрузки производится на основе списка предметов и списка преподавателей, определенного пользователем;

· построение предыдущей опции позволяет распределить преподавание одного предмета между несколькими преподавателями, предусматривая все возможные варианты: проведение лекций, практических занятий и лабораторных работ (в том числе ведение лабораторных работ в разных подгруппах одной группы) различными преподавателями.

Вторая из представленных систем, информационная система «Распределение учебной нагрузки преподавателям кафедры», предлагает следующие функции:

· ввод и изменение списков преподавателей, учебного плана, а также справочников с перечнями дисциплин и специальностей;

· хранение информации об общем учебном плане кафедры и индивидуальной нагрузке каждого преподавателя;

· выбор и автоматическое занесение данных из общего в индивидуальный план преподавателя с одновременным пересчетом его итоговой нагрузки. Выбор осуществляется из еще оставшейся нераспределенной нагрузки;

· отображение количества оставшихся часов по дисциплинам в учебном плане с учетом уже распределенной нагрузки;

· быстрый поиск необходимой информации по какому-либо критерию;

· формирование отчета на каждого преподавателя, общего отчета для всей кафедры, а также отчета о нераспределенной нагрузке. Отчеты формируются в виде электронных таблиц MS Excel, которые можно непосредственно из программы просмотреть и вывести на печать;

· резервное копирование и восстановление данных;

· использование встроенной справочной системы.

Но ни по одной из данных систем нет полной информации, которая позволила бы судить о ее преимуществах и недостатках, которые могут также скрываться в не эргономичности программы. Единственный недостаток, который виден из перечисленных функций систем, это то, что первая система не поддерживает вывод выходных документов на печать, либо импорте этих документов в текстовые или табличные редакторы (например, MicroSoft Excel, Word).

Профессиональные информационные системы. Анализ рынка программного обеспечения на наличие информационных систем, помогающих распределять нагрузку на кафедре, позволил определить не только множество ВУЗов, которые решают эту задачу, но также и определенное количество фирм, занимающихся этим вопросом профессионально.

Одна из них — ДекАрт — комплекс программного обеспечения для автоматизации административной работы аспирантур, деканатов, кафедр ВУЗов. Данное программное обеспечение предполагает предоставление следующих возможностей:

· решить задачу оперативного учета в аспирантурах и деканатах ВУЗов;

· вести персонифицированный учет обучающихся, преподавателей, учебно-вспомогательного персонала (УВП), аспирантов и др. в соответствии со сложившейся организационно-учебной структурой ВУЗа (факультета);

· формировать учебные планы и распределять нагрузку. Автоматически отображать учебную нагрузку в личном деле преподавателя, УВП, аспиранта, докторанта и др. Вести учет научного руководства преподавателями;

· формировать экзаменационные и зачетные ведомости, вносить данные о результатах экзаменов и зачетов, отражать их в личном деле, подготавливать данные для печати ведомостей, отчетов и приложений к диплому. Контролировать успеваемость;

· вести журнал приказов по всем категориям лиц, внесенных в базу данных с автоматическим внесением их в личное дело;

· автоматизировать процесс зачисления, восстановления, отчисления, а также назначения стипендий и грантов;

· контролировать поступление и расходование денежных средств на обучение. Проводить финансовый мониторинг подразделений в соответствии с организационно-учебной структурой ВУЗа (факультета);

· подготавливать отчеты для передачи в вышестоящие организации.

Функция распределения нагрузки на кафедре в данной системе выполнена как модуль «Учебная нагрузка» позволяет формировать текущую учебную нагрузку и распределять ее по преподавателям.

Однако данная система имеет и недостатки, первое и на данный момент самое важное на фоне развивающегося экономического кризиса в стране — это оплата комплекса. По подсчетам согласно данным, представленным на сайте фирмы, для первоначального приобретения системы требуется уплатить 3000 рублей, если требуется доработка отчетов, то это еще 1000 рублей, итого не более 4000. Но это лишь потому, что первый месяц аренды данного комплекса бесплатен. Все последующие месяцы необходимо будет оплачивать аренду, которая на данный момент составляет 3000 рублей в месяц без учета налогов. Таким образом, за пользование программой в течение одного года придется платить 12 мес. * 3000 руб. = 36 000 рублей (без налогов).

К тому же система представляет собой архитектуру клиент-сервер. Такая архитектура предполагает выделенный сервер, но это не накладно, учитывая, что сегодня большинство, даже самых малых, предприятий устанавливает локальную сеть. Однако установка комплекса предполагает установку вручную клиента на каждый компьютер в отдельности, что предполагает множество затрат физических и экономических, так как корпуса ПГТУ рассредоточены по всему городу Пермь.

На данный момент на кафедре имеется информационный комплекс АСУ ВУЗ, включающий в себя такие подсистемы, как, поэтому наиболее хорошим вариантом решения будет разработка и внедрение собственной подсистемы. Кроме того, разработка собственного программного обеспечения для кафедры — это престижно, тем более что кафедра ИТАС занимается выпуском специалистов, для которых одним из направлений работы является проектирование информационных систем и приложений.

1. 3 Требования к подсистеме

информационный подсистема математический интерфейс

Требования к подсистеме в целом

Общие требования к подсистеме:

1. Подсистема должна обеспечивать занесение и использование формы «Расчет учебной нагрузки на кафедре» в электронном виде.

2. Структура представления информационных ресурсов и пользовательские интерфейсы по доступу к документам и инструментам их обработки должны быть интуитивно понятны пользователям подсистемы.

3. Пользовательский интерфейс должен обеспечивать выбор типового профиля в соответствии с группами пользователей и сохранение персональных пользовательских настроек.

4. Должны быть обеспечена одновременная работа нескольких пользователей над одними или связанными между собой ресурсами.

5. Подсистема должна обеспечивать вывод основных документов на печать.

6. Подсистема должна обеспечивать максимальную безопасность и надежность хранения и передачи данных с учетом ограничений прав доступа сотрудников и внешних контрагентов к той или иной категории информации.

Требования к структуре и функционированию подсистемы

Подсистема распределения учебной нагрузки на кафедре должна предоставлять пользователям следующие возможности:

· распределять дисциплинарную нагрузку в часах между преподавателями кафедры, принимая во внимание не только равномерность распределения, но и индивидуальные особенности каждого преподавателя и его роль в жизни кафедры;

· рассчитывать время на консультации и объем ставок с учетом требований, предъявляемых Распределителем. Распределитель устанавливает коэффициенты расчета;

· устанавливать коэффициенты расчета количества часов на консультации и объемов ставок;

· формировать потоки групп для вида нагрузки — лекции;

· определять и закреплять подгруппы за видом занятий — лабораторные работы;

· закреплять аудитории за дисциплинами;

· вести справочник аудиторий;

· вводить календарную нагрузку. Количество часов в неделю по видам занятий для дисциплины;

· вести справочник преподавателей;

· вносить фактические данные о выполнении учебной нагрузки преподавателей;

· просматривать и печатать форму «Расчет нагрузок кафедры на ____/__ год по трудоемкости дисциплин»;

· просматривать и печатать формы «Выписка из учебного плана»;

· просматривать и печатать формы «Нагрузка преподавателя»;

· просматривать и печатать форму «Отчет о выполнении учебной нагрузки преподавателей Кафедры ИТАС за _____-_____ учебный год»;

· просматривать и печатать форму «Проект штатного расписания ППС на _____ - _____ учебный год по кафедре _____»

· экспортировать выходные документы в стандартное ПО;

· копировать расчеты учебной нагрузки предыдущих лет.

Требования безопасности

Система АИС должна быть построена таким образом, чтобы ошибочные действия персонала или отказы технических средств не приводили к ситуациям, опасным для жизни и здоровья людей.

Все внешние элементы технических средств АИС, находящиеся под напряжением, должны быть защищены от случайного прикосновения к ним персонала, а сами технические средства должны быть заземлены. На видном месте должны быть предусмотрены четко различимые устройства для подключения защитного заземления.

Уровни освещенности рабочих мест должны обеспечивать комфортные условия работы и соответствовать установленным нормам.

Кабельная проводка должна быть уложена в специальные защитные короба, чтобы ошибочные действия персонала не приводили к отказам кабельной сети.

Конструкция технических средств должна обеспечивать свободный доступ к отдельным узлам и элементам для их технического обслуживания и ремонта, удобное подключение силовых кабелей.

Требования информационной безопасности

Вследствие того, что работы подсистемы обеспечивается по сетям Internet, необходимо обеспечить информационную безопасность программы. Таким образом, необходимо ввести функцию авторизации и последующей аутентификации пользователей при обращении к функциям системы. Всю информацию, передаваемую по сетям и несущую в себе значимые для подсистемы данные, необходимо шифровать согласно ГОСТ 28 147–89.

Требования к эргономике и технической эстетике

Требования текущего раздела не распространяются на интерфейс пользователя общесистемных программных средств, а относятся лишь к разрабатываемым Исполнителем АРМ АИС.

Должно быть обеспечено наличие полностью локализованного (русскоязычного) интерфейса пользователя (при этом допускается использование англоязычного интерфейса для общесистемных программных компонентов).

Для наиболее частых операций должны быть предусмотрены «горячие» клавиши.

Организация графического пользовательского интерфейса должна препятствовать ошибочным действиям пользователей, в том числе:

Пользователь должен иметь возможность контролировать ввод данных:

§ просматривать введенные данные;

§ производить корректировку введенных данных;

§ отменить ввод данных.

При вводе должны максимально использоваться списки допустимых значений.

При обнаружении системой ошибок в действиях пользователя — на экран монитора должно выводиться сообщение с наименованием ошибки и с рекомендациями по её устранению.

Программное обеспечение подсистемы

Предпочтение должно отдаваться архитектурным решениям и программным продуктам уже доказавшим свою пригодность при решении подобных задач.

Предпочтительной является клиент серверная технология.

ПО должно быть создано на модульной основе позволяющей легко добавлять, изменять функциональные возможности подсистемы.

Базовое программное обеспечение должно поддерживать и использовать стандартные сетевые протоколы передачи данных.

Для запуска программы использовать браузер, желательно использовать Mozilla FireFox 3.0. 11. В других браузерах корректное отображение страницы не гарантировано.

Техническое обеспечение подсистемы

В состав комплекса технических средств должны входить:

· сервер баз данных на базе Oracle;

· рабочие станции;

· периферийное оборудование.

Количественный и качественный состав технических средств Системы должен быть определен на стадии «Технический проект».

АС должна быть построена на базе одного сервера данных. Минимальные характеристики сервера баз данных:

a) возможность использования RAID-0 для жестких дисков с целью увеличения надежности;

b) процессор Intel Celeron от 4 ГГц;

c) объем оперативной памяти от 3 Гб;

d) объем жестких дисков от 80 Гб.

Минимальные характеристики рабочей станции:

a) процессор Intel Celeron от 1,4 ГГц;

b) объем оперативной памяти от 512 Мб;

c) объем жестких дисков от 20 Гб.

2. Специальная часть

2. 1 Анализ предметной области. Документооборот

Для определения информационных потоков системы как нельзя лучше подходит методология DFD (Data Flow Diagramming).

Диаграммы потоков данных являются основным средством моделирования функциональных требований к проектируемой системе. Требования представляются в виде иерархии процессов, связанных потоками данных. Диаграммы потоков данных показывают, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, и выявляют отношения между этими процессами. Таким образом, DFD позволяет проанализировать информационное пространство системы и используется для описания документооборота и обработки информации.

Все перечисленные качества диаграммы потоков данных позволяют построить функционал, показательно описывающий процесс распределения нагрузки на кафедре.

Наличие в диаграммах DFD элементов для обозначения источников, приемников и хранилищ данных позволяет более эффективно и наглядно описать процесс документооборота [8].

На основании собранной информации по бизнес-процессу распределения нагрузки на кафедре строится модель «AS-IS» («как есть»). Модель «как есть» отображает существующее состояние рассматриваемого бизнес процесса.

Диаграммы модели имеют древовидную структуру. Вершиной этой структуры является контекстная диаграмма (см. рис. 2. 1).

Рисунок 2.1. Контекстная диаграмма бизнес-процесса распределения нагрузки на кафедре

Диаграмма построена согласно нотации Гейна-Сарсона, представляет собой общее описание системы и ее взаимодействия с внешней средой. На данной диаграмме хорошо видны подразделения ПГТУ, участвующие в процессе распределения учебной нагрузки на кафедре. Таким образом, в процессе задействованы Бюро расписания, Отдел планирования учебного процесса и Преподаватели кафедр ВУЗа. Отделы ОПУП является основным «поставщиком» информации, необходимой для процесса распределения. Минус такой диаграммы в том, что не видно основных механизмов процесса распределения учебной нагрузки.

Таблица 2.1. Описание объектов контекстной диаграммы

Блок

Определение

Вход

Выход

Распределение нагрузки

Электронный файл РНК

Форма «Нагрузка преподавателя» по плану

Выписки из учебного плана (незаполненные)

Выписки из учебного плана (заполненные)

Форма «Нагрузка преподавателя» по факту

Форма Отчет

АСУ ВУЗ

Подразделение ПГТУ, входит в состав УМУ

Файл РНК

Форма «Выписка из учебного плана»

УМУ. БР

Форма «Выписка из учебного плана»

УМУ. ОПУП

Форма Отчет

Преподаватель

Форма «Нагрузка преподавателя» по плану

После описания бизнес-процесса в целом производится функциональная декомпозиция контекстной диаграммы (см. Приложение А).

Процесс распределения учебной нагрузки на кафедре рассматривается с точки зрения заведующего кафедрой, так как непосредственно занимается распределением учебной нагрузки. Контекстная диаграмма была декомпозирована на три основных процесса: «Распределить нагрузку», «Заполнить документы» и «Сформировать Отчет».

В данном случае рассматривается весь процесс распределения учебной нагрузки за год. Хотя сам процесс условно можно разделить на два этапа. На первом распределяется нагрузка на следующий год, составляются формы «Нагрузка преподавателя», заполняются «Выписки из учебного плана» для последующей отправки в Отдел составления расписания. На втором этапе заполняется фактическая нагрузка за год прошедший и, согласно, данным по фактической и плановой нагрузке составляется Отчет о работе кафедры за предыдущий учебный год [9].

На представленной диаграмме видно, что существует несколько хранилищ данных. Как правило, это бумажные документы, представляющие собой списки или набор документов. Так заведующему кафедрой необходим список профессорско-преподавательского состава и аудиторий, прикрепленных к кафедре. А распределение предыдущего года можно посмотреть по Выпискам из учебного плана, и по формам «Нагрузка преподавателя». Из данной диаграммы можно определить, какие данные должны быть учтены при формировании таблиц баз данных:

§ ППС — справочник;

§ аудиторный фонд — справочник;

§ план прошлого года;

§ фактическая нагрузка преподавателя;

§ плановая нагрузка преподавателя;

§ еженедельная нагрузка.

Декомпозируем процесс «Распределить нагрузку» (см. Приложение Б). Здесь рассматривается распределение учебной нагрузки между преподавателями. Фактически это закрепление дисциплин за преподавателями.

Задача представленной диаграммы — определить глубину процесса распределения нагрузки. Процесс распределения дисциплинарной нагрузки не ограничивается закреплением дисциплин за преподавателями. После закрепления дисциплин заведующий кафедрой также должен рассчитать время консультаций, которое составляет 10% от общего аудиторного времени, и ставку преподавателя, если преподаватель ведет не все виды занятий по дисциплине, а только часть. Расчет времени консультаций не сложная, но трудоемкая работа из-за большого объема информации. Расчет ставок осложняется тем, что трудоемкость чтения лекций выше, чем проведения лабораторных или практических работ, однако, как правило, времени на лабораторные работы затрачивается больше, нежели на лекции. Этот аспект создает определенные трудности при расчете ставок преподавателей.

При распределении нагрузки заведующий кафедрой руководствуется формой «Расчет учебной нагрузки кафедры», которая формируется в Отделе АСУ ВУЗ, и отправляется на кафедру в печатном виде.

Таблица 2.2. Описание объектов процесса «Распределение нагрузки по преподавателям»

Блок

Описание

Входные данные

Выход данные

Распределение нагрузки по преподавателям

Электронный файл РНК

Форма «Нагрузка преподавателя» по плану

План прошлого года

Профессорско-преподавательский состав

1 — Распределить часы между преподавателями

Расчет почасовой нагрузки преподавателя

Электронный файл РНК

Предварительное распределение по времени основных нагрузок

План прошлого года

ППС

2 — Посчитать время на консультации

Консультации рассчитываются как% от общего количества часов преподавателя

Предварительное распределение по времени основных нагрузок

Предварительное распределение нагрузки без учета ставок преподавателей

3 — Пересчитать ставки

Ставки рассчитываются в зависимости от часов и видов занятий

Предварительное распределение нагрузки без учета ставок преподавателей

Форма «Нагрузка преподавателя»

Электронный файл РНК

АСУ ВУЗ

Подразделение УМУ

План прошлого года

При распределении нагрузки кафедры используются данные с прошлого года

ППС

При распределении нагрузки кафедры используется профессорско-преподавательский состав, который может быть динамичен

Форма «Нагрузка преподавателя» по плану

Формируется на основании распределенной нагрузки в двух экземплярах

Декомпозируем процесс «Заполнить документы» (см. Приложение В). В ходе процесса заполняются выходные документы процесса распределения учебной нагрузки на кафедре.

Из диаграммы следует, что можно выделить еще два распределения: аудиторное и еженедельное. Аудиторное распределение предполагает собой закрепление аудиторий за видами занятий по дисциплине. Еженедельное распределение предполагает указание количества часов в неделю проведения занятий. Также заметим, что преподавателю на втором этапе распределения нагрузки предстоит заполнить форму «Нагрузка преподавателя» данными по фактической нагрузке, а заведующему кафедрой использовать эти данные при составлении отчета. Что занимает значительное количество времени, которое можно сократить за счет автоматического заполнения форм «Нагрузка преподавателя», так как в большинстве случаев нагрузка преподавателя за год изменяется не значительно. Время сократится за счет автоматизации процесса составления отчета, так как заведующему кафедрой не нужно будет тратить время на заполнение формы Отчета и выполнения математических операций для расчета итогов.

Таблица 2.3. Описание объектов процесса «Заполнить документы»

Блок

Описание

Вход

Выход

Заполнить документы

Заполнение всех документов процесса

Выписки из учебного плана (незаполненные)

(АСУ ВУЗ)

Выписки из учебного плана (заполненные)

(УМУ. БР)

Форма «Нагрузка преподавателя» по плану

Формы «Нагрузка преподавателя» по факту

(Кафедра)

Аудиторный фонд

1 — Заполнить данные о нагрузке

Выписки из учебного плана (незаполненные)

(АСУ ВУЗ)

Выписка из учебного плана (данные о нагрузке)

Форма «Нагрузка преподавателя» по плану

2 — Заполнить данные об аудиториях

Выписка из учебного плана (данные о нагрузке)

Выписка из учебного плана (данные об аудиториях)

Аудиторный фонд

3 — Календарный план

Форма «Нагрузка преподавателя» по плану

Выписка из учебного плана (заполненная)

Выписка из учебного плана (данные об аудиториях)

4 — Внести фактические данные

Форма «Нагрузка преподавателя» по плану

Форма «Нагрузка преподавателя» по факту

5 — Утверждение документов

Выписка из учебного плана (заполненная)

Выписка из учебного плана (заполненная)

Форма «Нагрузка преподавателя» по факту

Формы «Нагрузка преподавателя» по факту

Форма «Нагрузка преподавателя» по факту

АСУ ВУЗ

Подразделение УМУ

Аудиторный фонд

Используется при заполнении Выписок

Преподаватель

Получает форму Нагрузка и заполняет Выписки и Нагрузку по факту

Модель построена на основании документации, используемой кафедрой в процессе распределения учебной нагрузки на кафедре (см. главы «Входная информация», «Выходная информация»), опроса и анализа действий заведующего кафедрой ИТАС. Согласно построенной модели было выявлено:

§ основная часть времени тратится на заполнение документов (около ½ всего времени процесса распределения учебной нагрузки на кафедре);

§ многие данные, используемые при заполнении документов, повторяются;

§ также много времени уходит на перерасчет ставок преподавателям, т.к. необходимо учесть, что некоторые лекции ведутся потоком;

§ трудоемкость лекций больше трудоемкости практических или лабораторных работ.

Планирование производится, как правило, во втором семестре учебного года, при этом на кафедру поступает учебный план, имеющий достаточно сложную структуру. В плане указывается дисциплина, количество часов, которые должны быть прочитаны по определенному виду занятия по дисциплине. Общее количество часов зависит от формы обучения, факультета, кафедры, специальности и курса. Заведующий кафедрой на основании этого документа распределяет нагрузку между сотрудниками кафедры. Данная задача может осложняться за счет смены планов, а также многочисленности и динамичности профессорско-преподавательского состава кафедры. На основании произведенного распределения заполняются выходные документы, а именно формы «Нагрузка преподавателя» по плану и «Выписка из учебного плана».

Форма «Выписка из учебного плана» печатается в двух экземплярах, один остается на кафедре, другой — отправляют в БР. Посмотреть документооборот в процессе распределения можно в Приложении Г [10].

Второй этап — составление отчета приходится на первый семестр учебного года. При этом заполняются формы «Нагрузка преподавателя» по факту и поднимаются формы «Нагрузка преподавателей» за прошедший учебный год. Согласно данным из этих документов составляется итоговый отчет о выполнении учебной нагрузки кафедры. Посмотреть документооборот в процессе составления отчета можно в Приложении Д.

2. 2 Входная и выходная информация процесса распределения нагрузки на кафедре

Процесс распределения нагрузки на кафедре предусматривает не только расчеты часов, ставок, разброс дисциплин по преподавателям, но и обмен документами с подразделениями ПГТУ, этими подразделениями являются АСУ ВУЗ и УМУ (бюро составления расписания и отдел планирования учебного процесса).

В процессе распределения нагрузки на кафедре используются следующие документы:

Таблица 2. 4. Виды документов, которые используются в процессе распределения нагрузки

Вид эксплуатационного документа

Содержание эксплуатационного документа

Форма «Расчет нагрузок кафедры на ____/__ год по трудоемкости дисциплин»

Количество часов на определенный вид занятий в зависимости от дисциплины, факультета, кафедры, специальности и курса. РНК отправляется на кафедру по окончании предыдущего учебного года. В данном документе содержится следующая информация: дисциплина, тип дисциплины, трудоемкость (в часах), факультет, специальность, курс, количество групп и студентов, распределение нагрузки по видам занятий и количество ставок. Виды занятий, которые на данный момент учитывают при распределении нагрузки: лекции, практические занятия, лабораторные занятия, экзамены, зачеты, курсовой проект, контрольные работы заочного обучения, учебная практика, ВКР, ГАК, рецензирование ВКР.

Форма «Нагрузка преподавателя»

Нагрузка преподавателя на год в часах и общая информация по преподавателю (кафедра, факультет, фамилия преподавателя, разряд и должность), а также дисциплины, факультет и специальность, которым будет преподаваться эта дисциплина. Данный документ заполняется в соответствии с учебным планом кафедры и предоставляется преподавателю, согласно данным из этого документа заполняется выходная форма «Выписка из учебного плана». Форма «Нагрузка преподавателя» формируется в двух экземплярах: один — отправляется преподавателю, второй — остается на кафедре. К концу учебного года составляется форма «Нагрузка преподавателя» по факту.

Форма «Выписки из учебного плана»

Выписки, не заполненные, приходят на кафедру из подразделения АСУ ВУЗ. В количестве равном количеству дисциплин, дифференцированных по специальностям и курсам — на каждую дисциплину по Выписке. Выписки из учебного плана, заполняются заведующим кафедрой и преподавателями. Преподавателем заполняется количество часов по определенному виду занятий дисциплины в учебную неделю, причем количество в первую и вторую неделю могут отличаться. Заполненные Выписки отправляются в УМУ, Бюро составления расписания.

Форма «Отчет о выполнении учебной нагрузки преподавателей Кафедры ИТАС за _____-_____ учебный год»

В конце учебного года на основе двух документов: «Нагрузка преподавателя» по плану и «Нагрузка преподавателя» по факту составляется итоговый Отчет кафедры в двух экземплярах, один отправляется в Отдел планирования учебного процесса, второй экземпляр остается на кафедре. Данный отчет отражает распределение учебной нагрузки между преподавателями кафедры.

Форма «Проект штатного расписания ППС на _____-______ учебный год по кафедре ______»

В таблице отображено количество штатных единиц за прошедший учебный год («Факт») и на планируемый год («Проект») дифференцированных по должностям. Составляется для ОПУП и им же утверждается.

Внешний вид документов можно посмотреть в Приложениях Е — Л соответственно. Документооборот кафедры в процессе распределения нагрузки кафедры предполагает обмен документами между подразделениями ПГТУ: кафедрой, Бюро составления расписания и Отделом планирования учебного процесса. В рамках кафедры документооборот этого процесса предполагает участие заведующего кафедрой и преподавателя, причем преподавателя не только как механизма процесса распределения нагрузки, но и как получателя выхода данного бизнес-процесса.

На данный момент форму Расчет формирует отдел АСУ ВУЗ, что является минусом всего процесса.

Со временем состав видов занятий может меняться, как уменьшаться (некоторые виды занятий убираются из плана), так и увеличиваться (добавление новых видов занятий), следовательно, количество столбцов в части таблицы «Распределение нагрузки по видам занятий» может меняться.

Таблица 2.5. Комплектность формы «Расчет нагрузок кафедры на ____/__ год по трудоемкости дисциплин»

№ п/п

Обозначение

Определение

Значение

Примечание

1.

Факультет

Факультет, на который отправляется форма РНК для выполнения нагрузки.

Строковое значение

Полное название и аббревиатура

2.

Кафедра

Кафедра, на которую отправляется форма РНК для выполнения нагрузки.

Строковое значение

Полное название и аббревиатура

3.

Наименование дисциплины

Перечень дисциплин, которые входят в нагрузку кафедры.

Строковое значение

Наименование дисциплины полностью. Все дисциплины пронумерованы

4.

Тип

Тип дисциплины. Существуют следующие типы дисциплин: специальная дисциплина (СД), общая профилирующая (ОПД), естественно — научная (ЕН), государственная специальная экзаменационная (ГСЭ).

Строковое значение

Аббревиатура

5.

Труд. (час)

Трудоемкость по каждой дисциплине.

Целое число

6.

Факультет/ специаль-ность

Здесь указываются факультет и специальность, являющиеся получателем услуги, которой в данном случае является дисциплина.

Строковое значение

Общепринятыми сокращениями. Также отмечены атрибутами принадлежности к форме обучения, которые указываются в виде индексов около аббревиатуры соответствующего факультета, специальности. Предусмотрены следующие индексы:

о — очное;

з — заочное;

б — бакалавриат; м — магистрат;

у — ускоренное.

7.

Курс

Курс, который является получателем дисциплины как услуги.

Целое число

8.

Студентов

Количество студентов курса — получателя. Указывается в формате «количество студентов бюджета + количество студентов контракта».

Строковое значение («Целое» + «Целое»)

9.

Групп

Количество групп курса-получателя. Указывается в ячейке напротив соответствующей дисциплины.

Целое число

10.

Распределение нагрузки по видам занятий

Виды нагрузки, которые могут быть проведены по дисциплине. В соответствующих ячейках напротив дисциплины и вида нагрузки отмечено, сколько часов составляет проведение вида нагрузки по дисциплине. Виды нагрузки, существующие на данный момент:

Целое число

Формат одинаков для всех данных

Лекции

Лекция

Прак зан.

практические занятия

Лаб. зан.

лабораторные занятия

Экзамены

Экзамены

Зачеты

Зачеты

Курс. проек

курсовое проектирование

Кн.р. заоч.

контрольные работы заочников

Учеб. практ

учебная практика

ВКР

Выпускные квалификационные работы

ГАК

Государственная академическая комиссия

Рец. ВКР

Рецензирование выпускных квалификационных работ

Итого нагр.

Здесь указывается общая нагрузка по дисциплине суммированная в часах по всем видам нагрузок.

11.

Количество ставок

Количество ставок, которое соответствует дисциплине и общему количеству нагрузки. Количество ставок на дисциплину указывается для бюджета и для коммерческой основы отдельно.

Дробное число

Для всех данных

бюдж.

комм.

12.

Итого

Суммарное время посчитано после каждого семестра и после года по каждому виду нагрузок.

Целое число

Данный документ создается на очную форму обучения и заочную отдельно.

Данные в таблице сгруппированы по семестрам, а каждый семестр по следующим параметрам: дисциплины; дисциплины магистров; практики; ВКР, ГАК; ВКР, ГАК (часовой фонд). После каждого блока сгруппированных данных считается общее количество часов по видам занятий.

Таблица 2.6. Комплектность формы «Выписка из учебного плана»

№ п/п

Обозначение

Определение

Значение

Примечание

1.

ПГТУ

Название университета.

Строковое значение

Сокращение

2.

2008/09 уч. год

Учебный год, на который составляется нагрузка.

Строковое значение

3.

(2202 АСУ 2001 г.)

Строковое значение

4.

АСУ-ВУЗ

Подразделение, которое печатает формы.

Строковое значение

5.

Ф. П2−1

Код формы.

Строковое значение

6.

Факультет

Факультет, на который распределяется нагрузку.

Строковое значение

Полное название и аббревиатура

7.

Кафедра

Кафедра, на которую распределяется нагрузка

Строковое значение

Полное название и аббревиатура

8.

Дисциплина

Дисциплина, которая определена как нагрузка

Строковое значение

Полное название

9.

Специальность

Код специальности

Строковое значение

Сокращение

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой