Informatika za podjetnike

Transcription

1 Informatika za podjetnike prof. dr. Bojan Cestnik Borut Seničar, asistent prof. dr. Bojan Cestnik 1 Vsebina Informatika in poslovni sistemi Strateški načrt informatike v podjetju Načrtovanje IS z uporabo RUP Modeliranje IS z UML (Primeri uporabe in ERD) e-poslovanje in CRM Računalništvo v oblaku Varnost informacijskih sistemov prof. dr. Bojan Cestnik 2 Modeliranje z UML Zakaj modeliramo? Jezik za modeliranje UML Diagram primerov uporabe prof. dr. Bojan Cestnik 3 1

2 Sistem, model in pogled Model je poenostavljena predstavitev sistema Pogled odraţa izbrani aspekt modela Razlikujemo: Realni svet Predstave o realnem svetu Model Model predstavitev neke predstave realnega sveta Modeliranje fizikalnih sistemov (npr. model ladje) Modeliranje socio-tehničnih sistemov (npr. model informacijskega sistema) prof. dr. Bojan Cestnik 4 Izziv Tijuana shantytown prof. dr. Bojan Cestnik 5 Vizija Fallingwater, Frank LLoyd Wright prof. dr. Bojan Cestnik 6 2

3 Model prof. dr. Bojan Cestnik 7 Modeliranje informacijskih sistemov (IS) IS je ţe sam po sebi abstrakcija realnega sistema zakaj ga torej modeliramo? Izvorna koda postaja vse večja in teţje obvladljiva NT 5.0 ~ 40 milijonov vrstic izvorne kode Obvladovanje takšnih sistemov je vse bolj zahtevno Izvorna koda je teţko razumljiva celo za razvijalce, ki ne sodelujejo direktno pri pisanju kode (analitiki, načrtovalci) Potrebujemo enostavnejšo predstavitev zapletenih sistemov Modeliranje je orodje za obvladovanje kompleksnosti prof. dr. Bojan Cestnik 8 Zakaj torej modeliramo IS? Določimo okvir in strukturo za reševanje problema Kompleksen problem razbijemo na manj kompleksne podprobleme Enostavneje odkrijemo napake pri načrtovanju Učinkoviteje upravljamo s tveganji Preverimo več različnih moţnih rešitev Zmanjšamo stroške izdelave sistema Skrajšamo čas prihoda sistema na trg prof. dr. Bojan Cestnik 9 3

4 Kaj je UML? UML ( Unified Modeling Language ) Standardni jezik za modeliranje objektnoorientiranih programskih sistemov Skupni rezultat treh objektno-orientiranih notacij: OMT (James Rumbaugh) OOSE (Ivar Jacobson) Booch (Grady Booch) Literatura: The Unified Modeling Language User Guide, Addison Wesley, 1999 UML podpira mnogo CASE orodij: Rational ROSE MS Visio... prof. dr. Bojan Cestnik 10 Osnovni avtorji UML Grady Booch, Ivar Jacobson, Jim Rumbaugh prof. dr. Bojan Cestnik 11 Karikatura geneze UML prof. dr. Bojan Cestnik 12 4

5 Zgodovina UML prof. dr. Bojan Cestnik 13 Jezik UML Jezik = sintaksa + semantika Sintaksa = pravila, ki zdruţujejo elemente jezika (besede) v izraze (fraze, stavke) Semantika = pravila, ki določajo pomen sintaktičnim izrazom prof. dr. Bojan Cestnik 14 Pregled diagramov UML - I Diagrami primerov uporabe ( Use case diagrams ) Opisujejo obnašanje sistema s stališča uporabnika Diagrami razredov in objektov ( Class and object diagrams ) Opisujejo statično strukturo sistema objekte, razrede, povezave Diagrami zaporedja ( Sequence diagrams ) Opisujejo dinamično obnašanja sistema med akterji in sistemom ter objekti in sistemom Diagrami prehajanja stanj ( Statechart diagrams ) Opisujejo dinamično obnašanje enega objekta kot avtomata s končnim številom stanj Diagrami aktivnosti ( Activity diagrams ) Opisujejo dinamično obnašanje sistema s stališča poteka dela ( workflow ) prof. dr. Bojan Cestnik 15 5

6 Pregled diagramov UML - II Diagrami sodelovanja ( Collaboration diagrams ) Opisujejo dinamično obnašanja sistema med akterji in sistemom ter objekti in sistemom Diagrami gradnikov ( Component diagrams ) Opisujejo statično strukturo sistema objekte, razrede, povezave Diagrami namestitve ( Deployment diagrams ) Določajo, kako bo sistem nameščen v produkcijskem okolju prof. dr. Bojan Cestnik 16 Alternativa modeliranju I Izvorna koda programa je dovolj za razumevanje delovanja i:= 0; j:= 0; repeat if i mod 8 = 0 then setstatus('-', IntToStr(i), '-'); if (i > filelistnew.count-1) then if (j > filelistold.count-1) then else j:= j+1 else if (j > filelistold.count-1) then i:= i+1 else begin n:= AnsiCompareText(fileListNew.Strings[i], filelistold.strings[j]); if n < 0 then i:= i+1 else if n > 0 then j:= j+1 else begin filelistnew.marked[i]:= j; filelistnew.filechanged[i]:= filelistnew.filedata[i].zeroifequal(filelistold.filedata[j], filelistnew.comparedate); if (filelistnew.filechanged[i] <> 0) and (cbrestrictedcomparison.checked) then begin if excludedfromcomparison(filelistnew.fileext[i]) then filelistnew.filechanged[i]:= 0; end; filelistold.marked[j]:= i; filelistold.filechanged[j]:= filelistnew.filechanged[i]; i:= i+1; j:= j+1; end; end prof. dr. Bojan Cestnik 17 until (i > filelistnew.count-1) and (j > filelistold.count-1); Alternativa modeliranju II Dokumentacija v obliki besedila je dovolj za razumevanje delovanja prof. dr. Bojan Cestnik 18 6

7 RUP pogledi: prof. dr. Bojan Cestnik 19 Diagrami primerov uporabe Določanje funkcionalnih zahtev uporabnika Načrtovanje uporabniških vmesnikov Interakcija med akterji in objekti Komunikacija med razvijalci in uporabniki Testiranje prof. dr. Bojan Cestnik 20 Osnovni gradniki Primer uporabe Zaporedje akcij, ki jih sistem izvede v komunikaciji z akterji Akter Vloga, ki jo uporabnik igra pri delu s sistemom Meja sistema Meja med notranjostjo sistema in zunanjimi akterji UseCaseName ActorName prof. dr. Bojan Cestnik 21 7

8 Osnovna relacija Povezava Prikazuje sodelovanje akterja v primeru uporabe prof. dr. Bojan Cestnik 22 Diagrami primerov uporabe I Paket Primer uporabe Ročna ura Odčitaj čas Akter Nastavi čas Uporabnik Zamenjaj baterijo Urar prof. dr. Bojan Cestnik 23 Bankomat - ATM prof. dr. Bojan Cestnik 24 8

9 Diagrami primerov uporabe II Bankomat Dvig gotovine - znesek po izbiri Polog denarja Plačilo položnic Stranka Informacija o stanju Banka Nakup mobi kartice Spremeba gesla prof. dr. Bojan Cestnik 25 Opis korakov v primeru uporabe Korake v primeru uporabe opišemo z besedilom Zgodba, ki pove, kako akterji uporabljajo sistem za podani primer uporabe Osnovni potek in izjemni poteki prof. dr. Bojan Cestnik 26 Osnovni potek dvig gotovine 1. Primer uporabe se začne tako, da stranka pristopi k bankomatu in vstavi bančno kartico 2. Bankomat preveri, ali je vstavljena kartica res bančna 3. Bankomat vpraša stranko za PIN kodo 4. Stranka vpiše PIN kodo 5. Bankomat preveri pravilnost vpisa PIN kode 6. Bankomat vpraša stranko po višini dviga 7. Stranka vpiše ţeleni znesek 8. Bankomat preveri pravilnost vpisa in izplačljivost zneska 9. Bankomat preveri stanje na računu 10. Bankomat vrne bančno kartico 11. Bankomat izplača denar 12. S tem je primer uporabe zaključen prof. dr. Bojan Cestnik 27 9

10 Izjemni poteki dvig gotovine 2a. Vstavljena kartica ni bančna oziroma je vstavljena narobe 3. Bankomat vrne napačno kartico 5a. Vpisana koda PIN ni pravilna 6. Bankomat zahteva ponovni vpis kode PIN 7. Bankomat preveri pravilnost kode PIN 8. Če je vpis kode PIN 3x napačen, potem bankomat zadrţi bančno kartico 8a. Stranka zneska ni pravilno vpisala 9. Bankomat zahteva ponovni vpis zneska 10. Če stranka znesek 3x vpiše narobe, bankomat vrne bančno kartico 8b. Stranka je vpisala znesek, ki ni izplačljiv s trenutno zalogo bankovcev v bankomatu 9. Bankomat sporoči napako in vrne bančno kartico prof. dr. Bojan Cestnik 28 Modeliranje podatkov Definicije pojmov Modeliranje procesov in modeliranje podatkov Osnovni koncepti modeliranja podatkov Entitetni diagram Gradniki entitetnega diagrama Števnost relacij Normalizacija podatkovnega modela prof. dr. Bojan Cestnik 29 Definicije pojmov Podatkovni model Formalni način predstavitve zbirke konceptov, ki se uporabljajo v poslovnem sistemu Predstavlja ljudi, stvari in kraje ter relacije med njimi Konceptualni podatkovni model Prikazuje ohlapno vsebinsko opredelitev osnovnih podatkovnih konceptov Logični podatkovni model Prikazuje organizacijo podatkov brez dejanske oblike, v kateri bodo shranjeni Fizični podatkovni model Prikazuje organizacijo podatkov v dejanski obliki, v kateri bodo shranjeni v bazi podatkov prof. dr. Bojan Cestnik 30 10

11 Definicije pojmov Modeliranje podatkov: postopek opisovanja informacijskih struktur in poslovnih pravil, da bi določili zahteve oziroma ustregli zahtevam informacijskega sistema Normalizacija podatkovnega modela: Postopek pretvorbe podatkovnega modela v stabilne in učinkovite podatkovne strukture Ravnovesje med procesi in podatki: Uravnoteţenost procesnega in podatkovnega modela prof. dr. Bojan Cestnik 31 Definicije pojmov Entiteta: Objekt, subjekt ali pojem, ki obstaja v realnem svetu in je pomemben za načrtovan informacijski sistem Tip entitete: Pojem, ki opredeljuje entitete z enakimi lastnostmi Atribut: Opisna lastnost entitete, ki jo lahko pripišemo celotni mnoţici primerkov danega tipa entitete Relacija: Povezava med dvema ali več tipi entitet, ki je pomembna za načrtovan informacijski sistem prof. dr. Bojan Cestnik 32 Dinamični in statični vidik Modeliranje primerov uporabe Modeliranje funkcionalnih zahtev Prikazuje, kateri procesi se izvajajo v sistemu Modeliranje podatkov Predstavitev podatkov v sistemu z drugega zornega kota Načrt strukture podatkov (tipi entitet, atributi, relacije med entitetami) Podatkovni model predstavlja hrbtenico IS in izraţa statične in dinamične lastnosti podatkov, ter integritetne omejitve nad podatki in operacijami prof. dr. Bojan Cestnik 33 11

12 Koncepti entitetnega modeliranja Entitetni diagram = Entitetno-relacijski diagram (angl. Entity-relationship diagram ERD ) Trije koncepti (Chen 1976): objekt opazovanja ENTITETA lastnost ATRIBUT povezava RELACIJA Entiteta predstavlja mnoţico istovrstnih podatkov Povezave med entitetami prikazujejo relacije med podatki prof. dr. Bojan Cestnik 34 Trije nivoji podatkovnih modelov Konceptualni model ohlapna vsebinska opredelitev osnovnih konceptov Logični model podrobna opredelitev atributov, ključev, omejitev, pravil Fizični model pretvorba logičnega modela na izbrano programsko in strojno opremo prof. dr. Bojan Cestnik 35 Konceptualni ERD prof. dr. Bojan Cestnik 36 12

13 Konceptualni ERD Vključuje pomembne entitete in relacije med njimi Atributi entitet še niso določeni Primarni ključi še niso določeni prof. dr. Bojan Cestnik 37 Logični ERD ZDRAVNIK PK ZDR_id ZDR_ime ZDR_priimek ZDR_naslov ZDR_telefon_doma ZDR_telefon_sluzba ZDR_specialnost OBISK PK OBI_datum PK OBI_cas OBI_razlog OBI_trajanje OBI_status FK1 ZDR_id FK2 PAC_id PACIENT PK PAC_id PAC_ime PAC_priimek PAC_naslov PAC_telefonska PAC_datum_rojstva FK1 ZAV_id RAČUN PK RAC_stevilka RAC_datum RAC_znesek RAC_status FK1 OBI_datum FK1 OBI_cas PLAČILO PK PLA_id PLA_datum PLA_vrsta PLA_znesek FK3 PAC_id FK2 RAC_stevilka FK1 ZAV_id ZAVAROVALNICA PK ZAV_id ZAV_naziv ZAV_naslov ZAV_telefonska prof. dr. Bojan Cestnik 38 Logični ERD Vključuje vse entitete in relacije med njimi Za vsako entiteto so našteti vsi atributi Podrobni tipi atributov še niso določeni Vsaka entiteta ima določen primarni ključ Razrešene so relacije tipa M : N Tuji ključi so določeni Izveden je postopek normalizacije prof. dr. Bojan Cestnik 39 13

14 OBISK Fizični ERD PK OBI_datum_cas DATETIME OBI_razlog CHAR(30) OBI_trajanje DECIMAL(10;2) OBI_status CHAR(30) FK1 ZDR_id INTEGER FK2 PAC_id INTEGER ZDRAVNIK PK ZDR_id COUNTER ZDR_ime CHAR(30) ZDR_priimek CHAR(30) ZDR_naslov CHAR(60) ZDR_telefon_doma CHAR(30) ZDR_telefon_sluzba CHAR(30) ZDR_specialnost CHAR(60) PACIENT PK PAC_id COUNTER PAC_ime CHAR(30) PAC_priimek CHAR(30) PAC_naslov CHAR(60) PAC_telefonska CHAR(30) PAC_datum_rojstva DATETIME FK1 ZAV_id INTEGER RAČUN PK RAC_stevilka COUNTER RAC_datum DATETIME RAC_znesek CURRENCY RAC_status CHAR(10) FK1 OBI_datum_cas DATETIME ZAVAROVALNICA PK ZAV_id COUNTER ZAV_naziv CHAR(30) ZAV_naslov CHAR(60) ZAV_telefonska CHAR(30) PLAČILO PK PLA_id COUNTER PLA_datum DATETIME PLA_vrsta CHAR(10) PLA_znesek CURRENCY FK3 PAC_id INTEGER FK2 RAC_stevilka INTEGER prof. dr. Bojan Cestnik FK1 ZAV_id INTEGER 40 Fizični ERD Podrobno so določene vse tabele in stolpci Za vsak atribut je določen fizični tip Tuji ključi določajo relacije med tabelami Glede na uporabniške zahteve je izveden postopek denormalizacije prof. dr. Bojan Cestnik 41 Entiteta Objekt, subjekt ali pojem, ki obstaja v realnem svetu in je pomemben za obravnavani IS Ime entitete je samostalnik v ednini; pišemo ga z velikimi črkami Predstavlja mnoţico individualnih primerkov z enakimi lastnostmi; vsebuje več kot en primerek Primer: skladišče podjetja O entitetah v IS zbiramo in hranimo podatke prof. dr. Bojan Cestnik 42 14

15 Atribut Opisuje oziroma določa lastnost entitete To lastnost uporablja vsaj en poslovni proces Ime atributa je samostalnik Včasih na začetek imena zaradi razumljivosti dodamo del imena entitete Predstavljen je na uporabnem nivoju podrobnosti Predstavitev entitet in atributov v EXCEL-u prof. dr. Bojan Cestnik 43 Ključni atribut Atribut, ki enolično določa entiteto: npr: EMŠO pri entiteti DRŢAVLJAN Primarni ključ je privilegiran ključni atribut Alternativni ključ je ključni atribut, ki ni privilegiran prof. dr. Bojan Cestnik 44 Relacija Povezava med dvema ali več entitetami Opredeljuje odnose med entitetami Opišemo jo z glagolom prof. dr. Bojan Cestnik 45 15

16 Relacija Kardinalnost (števnost) relacije 1:1 1:N N:M prof. dr. Bojan Cestnik 46 Grafična predstavitev relacij Martinova notacija Oblika kardinalnosti MinA,MaxA : MinB,MaxB prof. dr. Bojan Cestnik 47 Primer relacije 1,N : 1,1 prof. dr. Bojan Cestnik 48 16

17 Primeri relacij 1 : 1 prof. dr. Bojan Cestnik 49 Primeri relacij 1: N prof. dr. Bojan Cestnik 50 Primeri relacij N : M prof. dr. Bojan Cestnik 51 17

18 Določanje entitet, atributov in relacij Načrtovanje ERD je iterativen proces ERD lahko postane precej kompleksen Koraki načrtovanja ERD: Identifikacija entitet Opisovanje entitet z ustreznimi atributi Povezovanje entitet z relacijami prof. dr. Bojan Cestnik 52 Relacije N:M Relacija DELAVEC PROJEKT Vpeljemo novo entiteto RAZPORED DELAVEC RAZPORED PROJEKT prof. dr. Bojan Cestnik 53 Dve načeli Načelo stabilnosti: fizični model naj dolgoročno zadovoljuje potrebe uporabnikov in naj se ga čim manj spreminja Načelo učinkovitosti: model podatkov naj zagotavlja čim boljše delovanje baze podatkov Načeli sta si do neke mere nasprotujoči prof. dr. Bojan Cestnik 54 18

19 Načelo stabilnosti Postopoma transformiramo podatkovni model na način, ki nas pripelje do čim bolj stabilnih podatkovnih struktur Postopek imenujemo normalizacija Prvi je normalizacijo opisal Codd leta 1972 prof. dr. Bojan Cestnik 55 Postopek normalizacije 1. nenormalizirani podatki 2. podatki v prvi normalni formi 3. podatki v drugi normalni formi 4. podatki v tretji normalni formi prof. dr. Bojan Cestnik 56 Nenormalizirani podatki NAROČILO PK sifra_narocila datum sifra_kupca naziv_kupca naslov_kupca sifra_artikla1 naziv_artikla1 kolicina_artikla1 cena_enote_artikla1 vrednost_artikla1 sifra_artikla2 naziv_artikla2 kolicina_artikla2 cena_enote_artikla2 vrednost_artikla2 sifra_artikla3 naziv_artikla3 kolicina_artikla3 cena_enote_artikla3 vrednost_artikla3 vrednost_narocila prof. dr. Bojan Cestnik 57 19

20 Prva normalna forma nenormalizirani podatki => prva normalna forma Izločitev vseh ponavljajočih se skupin atributov v samostojne tabele (relacije) prof. dr. Bojan Cestnik 58 ERD prve normalne forme 1NF_NAROČILO PK sifra_narocila datum sifra_kupca naziv_kupca naslov_kupca vrednost_narocila 1NF_NAROCILO_ARTIKEL PK,FK1 sifra_narocila PK sifra_artikla naziv_artikla kolicina_artikla cena_enote_artikla vrednost_artikla prof. dr. Bojan Cestnik 59 Druga normalna forma prva normalna forma => druga normalna forma V tabelah s sestavljenimi ključi je potrebno zagotoviti, da so vsi ostali atributi odvisni od celotnega ključa prof. dr. Bojan Cestnik 60 20

21 ERD druge normalne forme 2NF_NAROČILO PK sifra_narocila datum sifra_kupca naziv_kupca naslov_kupca vrednost_narocila 2NF_NAROCILO_ARTIKEL PK,FK1 sifra_narocila PK,FK2 sifra_artikla kolicina_artikla vrednost_artikla 2NF_ARTIKEL PK sifra_artikla naziv_artikla cena_enote_artikla prof. dr. Bojan Cestnik 61 Tretja normalna forma druga normalna forma => tretja normalna forma V tabelah odstranimo vse prehodne odvisnosti med atributi in po potrebi oblikujemo nove relacije prof. dr. Bojan Cestnik 62 ERD tretje normalne forme PK 3NF_NAROČILO sifra_narocila 3NF_NAROCILO_ARTIKEL PK,FK2 sifra_narocila PK 3NF_ARTIKEL sifra_artikla datum FK1 sifra_kupca vrednost_narocila FK1 sifra_artikla kolicina_artikla vrednost_artikla naziv_artikla cena_enote_artikla 3NF_KUPEC PK sifra_kupca naziv_kupca naslov_kupca prof. dr. Bojan Cestnik 63 21

22 Denormalizacija podatkovnega modela Načelo učinkovitosti zaradi povečanja učinkovitosti delovanja podatkovne baze gremo v iz modela podatkov v tretji NF za korak nazaj in v modelu dopustimo podatke v niţjih NF Postopek imenujemo denormalizacija (primer: majhni šifranti) Izkušeni informatiki največkrat intuitivno opredelijo podatkovne strukture, ki so v tretji NF ali blizu nje, ne da bi se strogo drţali formalnega postopka prof. dr. Bojan Cestnik 64 22