CC BY
1УДК 004.652
Г.С. Емельянов, С.В. Чебанюк
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: [email protected]
БАЗА ДАННЫХ ПОДСИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ УЧЕБНОЙ НАГРУЗКИ В ИСК
Статья посвящена описанию базы данных подсистемы планирования учебной нагрузки информационной системой кафедры (ИСК) КамчатГТУ. Представлены функциональные задачи подсистемы планирования учебной нагрузки, детально рассмотрены сущности и связи, этапы проектирования базы данных, включая инфологическое, даталогическое и физическое моделирование, а также процесс нормализации данных.
Ключевые слова: база данных, учебная нагрузка, проектирование, модели данных, нормализация.
G.S. Emelyanov, S.V. Chebanyuk
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatskу, 683003 e-mail: [email protected]
DATABASE OF THE TEACHING LOAD PLANNING SUBSYSTEM IN INFORMATION SYSTEM "DEPARTMENT"
The article is devoted to the description of the database of the subsystem for planning the teaching load by information system "Department" of Kamchatka State Technical University. The functional tasks of the training load planning subsystem are presented, the entities and connections, the stages of database design, including infological, datalogical and physical modeling, as well as the process of data normalization are considered in detail.
Key words: database, teaching load, design, data models, normalization.
В настоящее время высшие учебные заведения (вузы) широко используют АИС. Их применения варьируется от автоматизации отдельно взятых рабочих мест до полной автоматизации деятельности вуза. Внедрение АИС преследует конкретную конечную цель - повышение качества образования [1].
Центральным элементом любой информационной системы является ее база данных, и подсистема планирования учебной нагрузки не составляет исключения. Эффективная организация данных играет решающую роль в обеспечении успешного функционирования подсистемы планирования учебной нагрузки. Проектирование включает в себя такие ключевые этапы, как инфологическое моделирование, которое предполагает частично формализованное описание объектов предметной области с использованием определенной смысловой модели, даталогическое моделирование, которое описывает структуру данных в рамках выбранной модели данных и отображает логические взаимосвязи между элементами данных, независимо от их содержания и физической организации, физическое проектирование базы данных, которое включает выбор наиболее эффективного расположения элементов базы данных на внешних носителях.
Этапы проектирования базы данных представляют собой комплексный процесс, который требует тщательного анализа, понимания предметной области и правильного выбора методов моделирования для обеспечения оптимальной функциональности и эффективности информационной системы.
Важной частью образовательного процесса является планирование учебной нагрузки.
Планирование учебной нагрузки - это ответственная задача, от которой зависит множество факторов, от составления неперегруженного расписания до зарплаты преподавателей.
Тема автоматизации процессов планирования учебной нагрузки и формирования отчетов преподавателей о выполнении индивидуального плана - это важная задача в системах управле-
ния учебным процессом высшего учебного заведения, но на данный момент автоматизированные способы ее решения либо имеют высокую стоимость, либо перегруженный интерфейс.
В процессе анализа предметной области были построены ER-модели «связь» в нотации Питера Чена (рис. 1). Прямоугольники обозначают представленные выше сущности, в виде ромбов отображены отношения, связывающие сущности, они соединены между собой линиями с указанием разновидностей связей.
Рис. 1. ER-диаграмма «Relationship»
После построения ЕИ-диаграммы открывается возможность построения даталогической модели (рис. 2).
1
Grups
PK,FK1 id chair
PK id grup
grup
level
ofo
cypher
specia lization
profile
id user
timestamp
Г
¿Л.
students
PK,FK2 id student
FK1 id_grup
subgrup
contract
nbook
d0
d out
session
note
id user
timestamp
FK1 id chair
1
>о-
subject_h
PK,FK3 PK,FK2 1 id grup id subject
FK1,FK3 I A B id chair competentions
subjects
PK id subject
1 subject
abb
FK1 id chair
id teacher
id user
timestamp
Chairs
PK id chair
chair
chair full
facu lty
faculty full
ю-
N
-ОЗ
Users
PK id user
login
pass
username
phone
note
own
access
hash
timestamp
-ск
2N
Teachers
PK,FK1,FK3 id teacher
FK2 id chair
position
title
degree
d out
id user
timestamp
-н-
N
--СК
VKR
PK,FK3 id student
FK4 id adviser
id consult
id access
id GEKwork
id normctrl
id antiplag
FK2 id user
timestamp
In
day2
PK year
PK,FK1 id teacher
PK stavka
PK type work
PK N work
work
p hour
p_period
f hour
f_period
Рис. 2. Даталогическая модель
subject
PK,FK1 id grup
PK,FK1 id subject
PK semestr
lections
labworks
practics
indepworks
control
cw
cp
typefos
lectionsE
labworksE
practicsE
FK3 id teacher
s teacher
id grup to
stavka
id_teacherA
s_teacherA
id_grup_toA
stavkaA
d
d c
N
N_c
tch
tch c
dek
dek c
FK2 id user
timestamp
1
N
1
1
N
N
1
N
1
1
1
1
1
1
1
1
1
N
На основании построенной даталогической модели и выбранной СУБД [2] для таблиц базы данных была построена физическая модель.
Таблица "users" содержит информацию о пользователях (табл. 1).
Таблица 1
Физическая модель таблицы "users"
Наименование поля Назначение поля Ключ Тип поля Ограничения
Тип данных Размер
id user Код пользователя smallint 5 Обязательное
login Логин пользователя varchar 20 Обязательное
pass Пароль пользователя varchar 32 Обязательное
username ФИО пользователя varchar 255 Обязательное
email Электронный адрес пользователя varchar 100
phone Телефон пользователя varchar 25
note Заметка о пользователе (группа/должность) varchar 255 Обязательное
own Принадлежность пользователя varchar 255 Обязательное
access Уровень допуска varchar 255 Обязательное
hash Хэш пользователя varchar 32
prim Примечание varchar 255
timestamp timestamp Обязательное
Таблица "укг" содержит преподавателей, отвечающих за ВКР студентов (табл. 2). Таблица 2 Физическая модель таблицы " vkr"
Наименование поля Назначение поля Ключ Тип поля Ограничения
Тип данных Размер
id student Код студента smallint 5 Обязательное
id adviser Код научного руководителя ВКР smallint 5 Обязательное
id consult Код рецензента smallint 5 Обязательное
id_access Код преподавателя, отвечающего за допуск smallint 5 Обязательное
id GEKwork Код преподавателя в Г ЭК smallint 5 Обязательное
id_normctrl Код преподавателя, отвечающего за нормоконтроль smallint 5 Обязательное
id_antiplag Код преподавателя, отвечающего за антиплагиат smallint 5 Обязательное
id_user И последнего пользователя, внесшего изменение smallint 5 Обязательное
Таблица "teachers" содержит список преподавателей (табл. 3).
Таблица 3
Физическая модель таблицы " teachers"
Наименование поля Назначение поля Ключ Тип поля Ограничения
Тип данных Размер
Id teacher Код преподавателя smallint 3 Обязательное
teacher ФИО преподавателя varchar 255 Обязательное
Id user Код пользователя smallint 5 Обязательное
Id chair Код кафедры tinyint 2 Обязательное
position Должность varchar 255 Обязательное
Title Ученое звание varchar 255 Обязательное
degree Ученая степень varchar 255 Обязательное
Таблица "students" содержит информацию о студентах (табл. 4).
Таблица 4
Физическая модель таблицы "students"
Наименование поля Назначение поля Ключ Тип поля Ограничения
Тип данных Размер
id student Код пользователя smallint 5 Обязательное
id grup Логин пользователя smallint 3 Обязательное
subgrup Пароль пользователя enum Обязательное
contract ФИО пользователя enum Обязательное
nbook Электронный адрес пользователя ште 6
d0 Телефон пользователя date
d_out Заметка о пользователе (группа/должность) date Обязательное
session Принадлежность пользователя enum Обязательное
note Уровень допуска varchar 255 Обязательное
id user Хэш пользователя smallint 5
timestamp timestamp Обязательное
Таблица "subject_n" содержит список дисциплин (табл. 5).
Таблица 5
Физическая модель таблицы " subjects"
Наименование поля Назначение поля Ключ Тип поля Ограничения
Тип данных Размер
Id subject Код дисциплины smallint 4 Обязательное
Subject Название дисциплины varchar 255 Обязательное
abb Аббревиатура дисциплины varchar 255 Обязательное
Id chair Код кафедры tinyint 2 Обязательное
Id teacher Код преподавателя smallint 3 Обязательное
Таблица "grups" содержит список групп (табл. 6).
Таблица 6
Физическая модель таблицы " grups"
Наименование поля Назначение поля Ключ Тип поля Ограничения
Тип данных Размер
Id grup Код группы smallint 3 Обязательное
grup Группа char 20 Обязательное
Level Уровень образования enum Обязательное
Ofo Форма обучения enum Обязательное
Id chair Код кафедры tinyint 2 Обязательное
Cypher Шифр группы char 10 Обязательное
Specialization Специализация группы varchar 255 Обязательное
profile Профиль группы varchar 255 Обязательное
Таблица "chairs" содержит список кафедр (табл. 7).
Таблица 7
Физическая модель таблицы " chairs"
Наименование поля Назначение поля Ключ Тип поля Ограничения
Тип данных Размер
Id chair Код кафедры tinyint 2 Обязательное
Chair Аббревиатура кафедры char 6 Обязательное
Chair full Полное название кафедры varchar 255 Обязательное
Faculty Аббревиатура факультета char 6 Обязательное
Faculty_fullr Полное название факультета varchar 255 Обязательное
Таблица "subject_h" содержит информацию о учебных планах групп (табл. 8).
Таблица 8
Физическая модель таблицы "subject_h"
Наименование поля Назначение поля Ключ Тип поля Ограничения
Тип данных Размер
Id_grup Код группы smallint 3 Обязательное
id_subject Код учебной дисциплины smallint 3 Обязательное
I Порядковый номер в плане smallint 4 Обязательное
A Учет дисциплины в плане enum Обязательное
B Индекс дисциплины char 20 Обязательное
Id chair Код кафедры tinyint 2 Обязательное
competentions Компетенции varchar 255 Обязательное
Таблица "subject" содержит информацию об учебном плане (табл. 9).
Таблица 9
Физическая модель таблицы "subject"
Наименование поля Назначение поля Ключ Тип поля Ограничения
Тип данных Размер
Id_grup Код группы smallint 3 Обязательное
Id_subject Код дисциплины tinyint 3 Обязательное
Semester Номер семестра tinyint 1 Обязательное
Lections Кол-во часов на лекции smallint 5 Обязательное
Labworks Кол-во часов на лабораторные работы smallint 5 Обязательное
Practics Кол-во часов на практики smallint 5 Обязательное
Indepworks Кол-во часов на самостоятельные работы smallint 5 Обязательное
Control Кол-во часов на контрольные работы smallint 5 Обязательное
Cw Курсовая работа enum Обязательное
Cp Курсовой проект enum Обязательное
Typefos Форма контроля enum Обязательное
LectionsE Кол-во часов на лекции в ЭИОС smallint 5 Обязательное
LabworksE Кол-во часов на лабораторные работы в ЭИОС smallint 5 Обязательное
PracticsE Кол-во часов на практики в ЭИОС smallint 5 Обязательное
Id teacher Код преподавателя smallint 3 Обязательное
S_teacher Признак распределения нагрузки преподавателя char 6 Обязательное
Id_grup_to Код группы потока smallint 3 Обязательное
Stavka Ставка преподавателя char 4 Обязательное
Id teacherA Код ассистента smallint 3 Необязательное
S_teacherA Признак распределения нагрузки ассистента char 6 Необязательное
Id_grup_toA Код группы потока ассистента smallint 3 Необязательное
StavkaA Ставка ассистента char 4 Необязательное
d Дата сдачи экзамена date Обязательное
d c Дата сдачи курсовой date Обязательное
N Номер ведомости smallint 5 Обязательное
N c Номер ведомости (курсовой) smallint 5 Обязательное
tch Подпись преподавателя (код) smallint 3 Обязательное
Tch_c Подпись преподавателя (код) (в курсовой ведомости) smallint 3 Обязательное
dek Подпись декана (код) smallint 3 Обязательное
Dek_c Подпись декана (код) (в курсовой ведомости) smallint 3 Обязательное
Id_user Код пользователя, внесшего последнее изменение smallint 3 Обязательное
Проектируемая база данных является реляционной, процесс нормализации для такой базы данных представляет преобразование отношений с целью оптимизации логической структуры отношений для устранения нежелательных свойств. Процесс проходит без потери информации исходного отношения, в том числе и о зависимостях, имеющих место между его атрибутами.
Данная база данных приведена к 3-й нормальной форме.
Литература
1. Мартыненко И.С., Емельянов Г.С., Проценко И.Г. Разработка автоматизированной системы составления расписания [Электронный ресурс]. - URL: https://e-postulat.ru/index.php/ Postulat/article/view/4712
2. Кузнецов С.Д. Основы баз данных: Учеб. пособие. - 2-е изд., испр. - М.: Интернет-университет информационных технологий; БИНОМ. Лабораторная знаний, 2007. - 484 с.
