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系统分析设计方法
信息系统分析设计(shèjì)方法
本课的主要内容及学习(xuéxí)本课的意义:
1.内容:
系统分析、设计的基本方法,分析设计方法的进展(jìnzhǎn),相关新技术。
2.意义:
程序(chéngxù)与系统的区别;本课与软件工程的异同;
第一章基本概念
1.1信息(xìnxī)、系统和信息系统
信息与数据:
从MIS的角度来理解:
信息与数据总是相关联的,但又有区别。
从不同的角度可以对信息下不同的定义。
信息的定义1:
信息是对接收者的决策或行为具有现实或潜在价值的、关于客观事实的可通讯的知识。
通俗的说,信息是人们关心的事情的消息和知识。
信息的定义2:
信息是事物之间相互联系、相互作用的状态的描述。
以上两个定义把信息与知识看作是等同的。
信息的定义3:
信息是一种已经被加工成特定形式的数据。
这种数据形式对接收者有确定的意义,对人们当前或未来的活动产生影响,并具有实际的价值。
信息的定义4:
信息是经解释或处理之后的、被赋予一定意义的、能对人们的行为产生影响的数据。
这两个定义把信息看作一种数据。
我们采用定义1。
数据:
数据是可以记录、通信和能识别的符号,通过有意义的组合表达现实世界中某种媒体的特征。
包括声音、图像、气味、文字等。
数据是信息的载体,信息是对数据的解释。
数据是物理性的,信息是概念性的。
信息必须由一定形式的数据承载才能(cáinéng)表示或传输,不可解释的数据和只能意会不能言传的东西不是信息。
但通常我们对数据和信息不加区别(qūbié),如数据传输也叫信息传输,数据处理也叫信息处理。
从MIS的角度来分析,信息具有(jùyǒu)六个方面的特性:
1.事实性:
信息是客观(kèguān)世界各种事物变化和特征的反映;事实是信息的第一和基本的性质。
2.等级性:
与管理的层次相对应,信息也可分为:
战略级、策略级、执行(zhíxíng)级。
不同等级的信息的属性可由下表表示:
属性战略策略执行
信息来源:
内部←——————————————←外部
寿命:
长←——————————————←短
保密度:
高←——————————————←低
加工方法:
不固定→——————————————→固定
使用频率:
低→——————————————→高
信息精度:
低→——————————————→高
3.可传输性:
信息是可以通信的;
4.分享性:
可以共享,我告诉你一个消息,我并没有失去这个消息
5.价值性:
获取信息需要付出,信息可以带来巨大的经济效益。
信息具有价值,此价值可以耗尽(天气预报),也可以增值(多种信息的综合)。
6.转换性:
信息的价值需要转换才能体现。
知识就是力量,但有知识不能使用体现不出力量。
天气预报有价值,但不公布,不采取任何行动,体现不出价值。
信息的转换具有时效性。
信息资源管理
InformationResourceManagement(IRM)
IRM是推动国民经济信息化进程(jìnchéng)的重要内容,国民经济信息化的内涵是指:
“在经济活动和社会活动中,通过普遍(pǔbiàn)的采用信息技术和电子信息设备,更有效的开发、利用和管理信息资源,......使得由于利用了信息资源而创造的劳动价值(即信息经济增加值年)在国民经济生产总值中的比重逐步上升到占主导地位的过程”
为此,世界各国都采取(cǎiqǔ)了相应的对策:
♦我国,“金”字工程为代表(dàibiǎo)的信息化建设。
♦美国,国家(guójiā)信息化基础设施(NationalInformationInfrastructure,NII)行动计划,包括“通信及国家通信网、计算机及各个领域的信息系统、信息源(数据库、电视、电子图书馆等)和信息人才。
”
信息资源是国家的生命线,是国家的宝贵财富。
随着网络技术的日益普及,信息资源变得无国界,与物质、能源资源相比,其保护与管理尤显重要。
保护有赖于管理。
信息资源管理的特点:
1.强调信息是一种重要的经济资源。
信息是经济五要素之一:
人力、原材料、资金、能源、信息(和技术)。
2.信息管理不局限于执行层和策略层,更重视战略决策层的信息管理。
3.信息资源管理部门成为独立的机构,其领导者称为CIO(ChiefInformationOfficer),相当于副总经理的地位。
4.信息管理不仅局限于技术信息,还重视人和社会的因素,追求技术和人文因素相结合的信息资源管理新方法。
我国信息资源管理的特点(tèdiǎn):
1.CIO职位还未确定;美国80年代中期(zhōngqī)已有40%大型公司设立了CIO,1988年世界前500名最大企业中有80%设立CIO。
2.信息资源电子化、网络化程度(chéngdù)不平衡。
3.信息(xìnxī)产品商业化程度低。
4.信息资源服务(fúwù)的社会化程度低;可供服务的信息资源匮乏。
信息系统(InformationSystem----IS)
名称尚不统一,MIS、信息与决策系统........----处理信息的系统。
可以是人工的或基于计算机的;独立的或综合的;联机实施处理的或批处理的。
基于计算机的信息系统通常称为“现代信息系统”,常省略现代二字。
信息系统是一个人机系统(人机交互作用),由人、计算机硬、软件、网络、管理规章等组成,利用分析规划模型、数据库等技术,为企业或组织的作业处理、管理决策提供信息支持。
中国企业百科全书对MIS的定义如下:
管理信息系统是一个由人和计算机等组成的能进行信息收集、传输、加工、保存、维护和使用的系统。
它能实测国民经济部门或企业的各种运行情况,能利用过去的数据预测未来,能从全局出发辅助决策,能利用信息控制国民经济部门或企业的活动,并帮助其实现规划目标。
这是一个经典定义。
信息系统的概念结构一个金字塔形的结构。
战略决策层战略决策
与计划
战术决策层战术决策与计划
作业管理层作业计划(jìhuà)、决策与控制
业务(yèwù)处理业务数据处理(EDPS)
1.2系统(xìtǒng)与系统工程
系统(xìtǒng)的概念
定义:
系统是由多个具有相对独立(dúlì)功能的元素有机的组合在一起,执行特定的功能以达到特定目标的集合体。
系统的五个特性:
1.整体性。
每个元素服从整体,追求整体最优----全局观点。
2.层次性。
系统的每个元素又可看成一个系统,可称其为子系统。
3.相关性。
各元素相互关联又相互作用。
1+1〉2。
4.目的性。
系统都有特定的目标。
目标是通过系统的功能实现的,因此每个系统都具备某种功能。
5.对环境的适应性。
每个系统都处在一定的环境之中,总要受到环境的影响和制约,并对环境的变化做出响应,我们把环境对系统的影响称为“刺激”或冲击;系统对环境的反映称为“反响”。
系统对环境的适应性表现为环境对系统的制约(限制)和系统对环境的反馈控制作用。
系统的类型:
1.按运行结果分:
确定型系统(计算机程序);概率型系统(库存系统)。
2.按与环境的关系分:
开放系统(社会系统)与封闭系统(<物理>机器系统)。
3.按抽象程度分:
概念系统、逻辑系统、物理实体系统。
4.按系统结构分:
开环系统、闭环系统。
系统(xìtǒng)方法论
研究(yánjiū)系统工程中思考问题和处理问题的方法。
系统工程:
1.作为学科,以研究大规模复杂系统为对象的一门新兴边缘学科;2.作为工程,是一门工程技术,组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学(kēxué)方法,对所有系统都具有普遍意义的科学方法。
系统(xìtǒng)方法的要点是:
系统(xìtǒng)的思想,数学的方法,计算机技术。
系统的思想:
把研究对象作为一个整体来考虑,着眼于整体最优运行。
数学的方法:
用定量技术研究系统,通过建立和运行系统的数学模型得到结果,进行分析,再应用到原系统。
计算机技术:
使用计算机作为研究、分析、运行系统的工具。
H.Hall提出了系统方法论的“三维结构体系”:
实践、逻辑和知识,三维立体结构:
时间维
更新
运行
安装
式运行
研制
方案
规划
逻辑维
法律
社会科学
计算机技术
控制论
知识维数学
信息系统工程
1980年初出现的以建立MIS为目标的新兴的科学,对经济发展有直接的重要的作用。
能回答各类信息系统建设和管理中的许多迫切问题。
1.信息系统工程的概念
信息系统工程(gōngchéng)的定义目前还无统一的说法,一般认为,信息系统工程是用系统工程的原理、方法指导信息系统的建设(jiànshè)与管理的一门工程学科,但对它的具体理解还存在不同的看法,归纳起来有以下(yǐxià)四种看法:
⑴信息系统工程包含所有与信息处理有关的技术、方法、理论在内的学科,与信息科学(xìnxīkēxué)的很多部分关系十分密切,因此,称其为“信息工程”可能更为(ɡènɡwéi)恰当。
著名美国学者JamesMartin则认为“信息工程作为一门学科比软件工程更为广泛,他包括了建立基于当代数据库系统的计算机化企业所必要的一切相关学科”。
⑵信息工程与信息系统工程研究的范围有所不同,信息系统工程的目标是为各类信息系统提供科学的开发方法、管理手段及有关的工具、标准、规范,不包括通信工程、信号传输等领域的技术。
⑶信息系统工程不仅仅注重于软件的开发,它关注于如何按系统方法分析、设计和组织一系列元素。
信息系统工程包含两方面的含义:
当工程的前后相关环境着重于企业管理时,称为信息工程;当着重于软件产品的建造时,称为产品工程。
(参见教材第十章)
⑷信息系统工程目前尚属未完全成熟的学科,围绕与信息有关的工程问题的讨论、认识尚属起步阶段,还缺乏必要的基本轮廓、基本原理和特定的方法。
2.信息系统工程的研究范围
比较一致的看法是:
(1)信息系统建设与管理的概念、方法、规划、评价、工具、标准等一系列相关问题,既实现信息化的系统工程。
(2)作为工程,信息系统工程必须按照自身发展的特点,发展和研究实现信息化建设的工程方法。
数据库支持数据的采集、组织、处理、传送等各种功能为用户提供有效使用数据的环境。
数据库工程包括两方面(fāngmiàn)内容:
①作为(zuòwéi)系统核心的数据库设计与实现。
②围绕数据库进行(jìnxíng)的各种应用软件的设计与实现。
这基本包括了信息系统建设的主要工作,可以说,信息系统工程是数据库工程的发展,但比数据库工程所涉及的问题更全面、更广泛。
(3)总体(zǒngtǐ)数据规划。
数据的稳定性和共享性是“共生(gòngshēng)”的,数据稳定才能共享;有了共享要求,才有建立稳定的数据管理基础的必要性。
信息系统的层次结构
人们往往采用层次结构方法控制系统的复杂性,根据系统工程方法论的思想,一个复杂的系统可以分解为若干子系统,子系统又可以划分为更小的子系统(模块),这可以有效的控制系统的复杂性。
用形式化方式描述如下:
整体视图由若干领域组成:
WV={D1,D2,D3,......,Dn}
每个领域由特定的元素构成,每个元素代表该领域的一个实体或目标:
Di={E1,E2,E3,......,Em}
每个元素包括实现一个实体或目标的技术构件:
Ej={C1,C2,C3,......,Ck}
信息系统开发人员通过自顶向下和自底向上的方法导出如下图所示的层次结构:
整体视图
域视图
.........
元素(yuánsù)视图
详细(xiángxì)视图.........
信息系统设计(shèjì)的重点之一是子系统划分(包括子系统的模块分解设计),各种分析设计方法都详细讨论了模块分解设计的方法。
结构化系统分析设计方法中,模块分解设计的基本原则是:
低偶合,高凝聚。
此原则在各种方法中是基本相同的。
1.3信息系统的开发流程和基本(jīběn)原则
一般来说,信息系统的开发(kāifā)是一项复杂的系统工程,成功的系统工程要具备三个要素:
①合理确定系统目标;②组织系统性队伍;③遵循系统工程的开发步骤。
从宏观概念上说,系统开发的流程如下图所示:
其中前两步是开发前必要的组织准备。
信息系统建设过程中,还应遵守如下几个原则:
需求驱动的原则:
信息系统的建设不能仅是技术人员的意愿,实际管理工作的需要才是系统建设的最大推动力。
只有各级管理人员充分认识到信息系统的必要性,信息系统建设才有成功的把握。
用户第一(dìyī)的原则:
用户是系统的出发点和归宿。
系统应具有什么功能、对哪些业务活动提供何种支持、输入输出的格式等等,都应该是用户说了算,因为系统最终(zuìzhōnɡ)是为用户服务的。
因此,最终用户(系统的使用人员、管理人员)应参加系统建设的全过程;系统开发完毕之后,系统运行成功与否,取决于系统维护和管理的质量,用户的技术人员应自始至终参加系统开发,以便他们深入了解系统结构和特点,便于系统维护和管理。
一把手原则(yuánzé):
领导(lǐnɡdǎo)具有信息系统基本知识;有提高管理水平的设想;了解信息系统开发步骤和主要工作;会组织队伍。
1.4系统(xìtǒng)战略规划
MIS系统规划的意义
⑴MIS的建设是一项耗资巨大、历时较长、技术复杂且涉及面广的庞大的系统工程,开发之前必须进行充分的规划和论证。
⑵现代社会中信息已成为企业的生命线,信息资源是企业的重要财富,信息管理是企业管理的重要组成部分,MIS的运行与企业的运营方式息息相关,所以不但要在资源、经费、人力物力和时间上给予充分考虑,而且要在观念上高度重视,作出全方位的规划。
⑶MIS的战略规划可以直接为企业带来积极影响,例如,可发现过去未发现的潜在问题,更准确的识别关键成功因素,确定实现企业目标必须完成的任务。
MIS系统规划的目标
制定与组织(企业、单位)的战略发展目标一致的信息系统发展战略目标。
存在两种不同的发展战略:
⑴通过更多更好的软硬件设备增加系统的数据处理能力;⑵通过建立更好的企业模式,给计划和控制提供良好的管理信息。
系统规划的主要(zhǔyào)内容(黄梯云P80):
⑴信息系统的目标(mùbiāo)、计划与总体结构。
⑵当前(dāngqián)的能力状况
⑶对信息技术发展(fāzhǎn)的预测
⑷近期(jìnqī)计划
诺兰(Nolan)的阶段模型
黄梯云P81—82
1973年提出,1980年扩展为六阶段模型:
初装、蔓延、控制、集成、数据管理、成熟
阶段模型的意义:
黄梯云P83
战略计划的三阶段模型
目前有许多用于信息系统的规划工作,各种方法在规划工作中所起作用和地位是不同的。
鲍曼、戴维斯和韦瑟比研制了一个信息系统计划工作的三阶段模型,阐明了广义战略规划的三个阶段及可选用的技术和方法。
见下图:
规划活动
可选用的方法:
MIS战略规划有广义和狭义两个概念:
广义:
包括三个阶段
狭义:
仅第一个阶段我们前边讲的是广义的概念。
意义:
此模型有助于人们了解战略规划问题的本质,根据不同情况选择适当的规划阶段,在不同阶段选择不同的方法,避免造成混乱。
战略规划具体步骤
1.确定规划(guīhuà)性质。
2.收集(shōují)相关信息。
3.战略(zhànlüè)分析。
4.定义(dìngyì)约束条件。
5.明确(míngquè)战略目标。
6.提出未来略图。
7.选择开发方案。
选择适宜的项目优先开发,制定总体开发顺序。
8.提出实施进度。
9.通过战略规划。
第二章结构化分析、设计方法
结构化生命周期法到目前为止流行时间最长,影响最大的分析设计方法。
所谓结构化是指在明确系统需求的前提下,按照系统的功能要求,自顶向下逐步分解系统,最后形成层次化的系统结构;所谓生命周期,是指系统开发过程严格按照分析、设计、实施、评价与维护的阶段进行,每一步必须有质量控制,一个阶段未完成之前不能开始下一阶段,在维护期不断评价系统,对系统的每一次修改,也要按照上述的步骤进行,即形成一个循环往复的周期。
下边按其开发流程简要介绍如下:
2.1初步调查与可行性分析
初步调查的目的是进行可行性分析。
可行性分析的目的是研究系统开发的必要性和可能性。
初步调查与详细调查不同,初步调查比较多的是在组织的高层进行,初步调查由两部分组成:
●一般调查:
企业目标、组织(zǔzhī)概况、简单历史、企业简况、面临问题、计划等。
●信息需求初步调查:
职能机构的职责、活动,要处理的数据及其数量和频度。
这是初步调查的主要(zhǔyào)内容。
可行性分析(fēnxī)是在初步调查的基础上进行如下三方面(fāngmiàn)的分析:
⑴经济可行性:
经费落实、投入/产出、效益,包括(bāokuò)直接和间接及社会效益。
⑵技术可行性:
技术成熟程度、技术人员、功能对技术的要求。
⑶管理可行性:
领导的支持、管理基础(数据规范化程度)、人员素质等。
得到三结论之一:
可行;不可行;修改后可行。
2.2系统分析与初步设计
在详细调查的基础上进行如下分析:
(周广声P32---51)
1.目标分析:
企业战略目标,信息系统目标。
2.环境分析:
企业概况;组织机构;业务流程;需求分析。
3.数据分析:
数据收集;数据分析(数据特征分析、数据间关系);
4.数据流分析:
DFD描述数据处理的过程。
5.数据字典:
DFD内全部元素的清单。
6.建立系统逻辑模型:
物理—逻辑—物理
逻辑设计四个基本原则:
用户第一;高效率;可靠性;灵活性(适应变化)。
步骤:
(BSP方法)
⑴确定系统边界
确定系统边界即确定系统范围。
确定系统边界的基本原则是:
♦目标明确。
信息系统中每一个子系统都为某一目标服务,与此目标无关的应排除(páichú)在系统之外。
♦处理流程(liúchéng)结构清晰。
系统进行数据处理的流程清晰,哪些由计算机处理(chǔlǐ),哪些用非计算机的方法处理(chǔlǐ),要确实弄清。
♦界面清楚。
系统与外界进行数据通讯的界面要清晰(qīngxī),输入输出接口要明确。
⑵识别企业过程(从企业管理业务中提取的一组逻辑相关的决策或活动)。
⑶识别数据类(周广声P56)
数据类:
一个数据结构,系统中密切相关的一类数据。
定义数据类的两种方法:
实体法:
与组织有关的可独立思考的事务可称为实体。
可用六种数据类描述每一个实体(计划/模式、统计/汇总、存储、业务)。
过程法:
每个企业过程都有输入、输出数据,这些数据可定义为数据类,可从业务流程图直接归纳。
⑷子系统划分:
U/C矩阵。
⑸建立系统功能模型(周广声P59):
1根据划分的子系统,做DFD。
2建立子系统的功能模块图。
进而建立系统功能模型。
⑹系统的计算机逻辑配置(周广声P60)
2.3详细设计
1.总体设计
系统总体结构设计(周广声P71)(系统划分、设备配置与选型)
代码设计
数据库设计(周广声P74)
2.功能模块预处理过程设计(周广声P78)
HIPO图
⑴层次化模块(mókuài)结构图。
(周广声P78---80)
DFD到层次化模块结构图的映射(yìngshè),变换映射、事务映射。
结构设计原则:
高凝聚(níngjù),低耦合,判断影响范围在控制范围之内。
⑵IPO图(周广声P81)
处理过程的描述(miáoshù):
决策树、判定表、结构化英语
3.I/O设计(shèjì)、人机接口设计、报表设计
2.4系统实施(周广声P82)
1.制定实施计划:
划分工期、估计工作量、确定实施进度、人员配备计划、资金计划。
2.软件编制与测试(周广声P84-85-87-89-96)
结构化程序设计
程序流程图、N-S图、PAD图
软件测试:
●白盒法:
语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、条件组合覆盖。
●黑盒法:
等价分类法、边缘值分析法、错误推测法、因果图法。
3.单元测试。
(周广声P102)自底向上进行。
4.系统测试。
整体测试。
5.用户培训
对系统管理人员和用户两类人员进行培训。
2.5系统运行、维护与评价
1.系统调试(周广声P105)做好系统切换前的准备工作:
数据准备、系统文档准备。
2.系统切换(周广声P106)三种切换方式。
3.系统运行(周广声P107)组织机构、人员比例。
4.系统维护(周广声P108)
硬件维护:
预防性维护、突发故障维护。
软件维护:
正确性、适应性、完善性、预防性四种维护。
5.系统评价(周广声P109)试运行一段时间后进行一次,运行期间的经常性工作。
三个方面的评价:
♦达到目标性能的测定和评价
♦系统的适应性、系统信息的安全性和保密性评价。
♦系统的经济效益评价。
第三章原型化方法
3.1一般概念(周广声P112)
1.结构化方法存在的问题:
结构化方法是在如下假定的前提下发展起来的:
⑴所有的需求能够被预先定义。
这不符合人们的认识规律,在对一个事物刚刚开始认识时就要求确切的全面的定义期望它做些什么,是不科学的。
在结构化方法中,在系统开发的开始,就要求完全彻底地预先定义出对应用来说是合理的业务需求,期待用户进行审查、评价、认可,并在此基础上进行下一步的工作。
实际上人们的认识是在不断深化的,实践也证明,在系统开发过程中,用户总在不断提出新的见解和要求,这些见解和要求基本上是合理的,尤其当用户看到一个实际的可运行的系统之后,会提出更合理、更深入的问题。
结构化生命周期法也强调(qiángdiào),信息系统的发展是按如下生命周期不断完善的,
系统分析—系统(xìtǒng)设计—系统(xìtǒng)实现—系统(xìtǒng)评价
|_______________________________|
可惜这个周期太长了,很多问题应该(yīnggāi)在提出时就解决。
⑵修改定义不完备的系统其代价一定是昂贵的。
结构化方法认为,随着开发生命周期的进展,修正错误的代价是按指数规律增长的。
这是因为结构化方法固有的局限(阶段分的太死板)和软件工具的能力有限所至,随着软件技术的进步,只要方法合适,快速建立和修改应用系统已成为可能。
⑶信息系统建设者之间能够清晰而准确的通讯。
系统分析、设计人员,数据管理人员、管理人员、终端用户等各类人员都能够准确的相互理解和交换信息。
实际上存在很多困难,行业习惯和用语、专业、所用图表工具等。
⑷静态模型对应用系统的描述是充分的。
结构化方法描述建议的系统时,使用的是叙述性文字、数据字典、流程图、逻辑规则等静态描述工具,缺少直观的、生动的、身临其境的描述,用户看不到实际运行的系统,要求用户根据静态描述来认可系统同样是不合理的。
⑸结构化生命周期的各阶段都是固有正确的。
信息系统的建设是一项复杂的系统工程,但他和一般的物理建设工程有着本质的区别,比如机器系统的建设、房屋建筑的建设。
我们说的信息系统是一个人--机系统。
由于人的认识是不断前进的,使得系统分析、设计、实施、评价要不断的反复,一定要求每一个阶段都正确之后再进入下一阶段是不合理的。
2.原型化方法的基本思想
⑴并非所有的需求在系统开发初期都能准确的说明。
⑵有快速的系统建造工具。
⑶物理系统模型对用户理解系统并与开发人员对话是必要的。
⑷大量的反复是不可避免的、必要的,应予鼓励。
⑸需求一旦确定,可以按照严格的方法(例如结构化方法)完成开发。
与结构化方法可相互补充。
3.2原型生命周期
1.原型生命周期示意图:
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y
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