信息系统建设概论.ppt

第4章 信息系统建设概论,本章主要内容,信息系统建设的特点信息系统的生命周期信息系统开发过程方法信息系统建模的概念和建模方法信息系统开发工具（CASE工具）信息系统开发的组织管理,4.1 信息系统建设是复杂的社会过程,信息系统的复杂性体现在：技术手段复杂内容复杂，目标多样投资密度大，效益难以计算环境复杂多变,技术的复杂性,计算机硬、软件技术数据通讯与网络技术各种信息采集与存贮各种控制与决策方法建模与仿真技术人工智能技术技术方案难以检验证明(样品？物理模型？),内容的复杂性,一个组织的管理与业务信息量大、面广，形式多样、来源繁杂，信息内容和处理要求又涉及到广泛的学科和事业领域。一个组织的信息系统必是一个规模庞大，结构复杂，具备多种功能、实现多个目标的大系统一个组织内各类机构和人员的信息需求不尽相同，有些需求可能相互冲突，需求的不确定性和可变性非常大。组织和外部环境之间的数据交换难以控制。,投资的密集性,信息系统的建设，需要巨额投资，是一种资金密集型的建设项目系统开发需用大量人工，是劳动密集型项目；简单的体力劳动在其中所占极小，信息系统建设项目又是智力密集型或者知识密集型的。,环境的复杂性,涉及到组织内部各级机构、管理人员及组织面临的外部环境及发展趋势要考虑管理体制、管理思想、管理方法和管理手段的相互匹配、相互促进考虑人的习惯、心理状态及现行的制度、惯例和社会、政治诸因素,信息系统开发是一个社会过程,问题描述和方案验证技术工程问题明确，可以模拟，或制作模型、样品进行验证，信息系统的问题确定性差，难以提前验证解决方案人的影响信息系统是人机系统，有来自于人的障碍。如了解、沟通、实施困难社会环境的影响如政策、竞争、文化观念等对信息系统影响力很大，不同于纯技术工程,4.2 信息系统的生命周期,信息系统开发围绕信息系统生命周期来进行，也称系统开发生命周期（System Development Life Cycle，SDLC），体现系统工程的思想生命周期按阶段划分，提出的是组织、管理和控制信息系统开发过程的一种基本框架，原则性地指导两部分工作：管理：强调进程安排、资源分配、评估、控制、反馈开发：强调任务和开发文档,生命周期的5个阶段,可行性研究,开发请求,详细调查,系统转换,总体设计,逻辑设计,审批,初步调查,验收,系统维护,系统评价,详细设计,审查,编程调试,审查,运行维护,系统规划,系统实施,系统分析,系统设计,各阶段任务,系统规划确定信息系统的发展战略；企业业务流程的识别、改革与创新；对建设新系统的需求作出初步研究，确定信息系统的总体结构；确定系统的备选方案，方案可行性分析 系统分析详细调查，确定系统的基本目标和逻辑功能要求（系统说明书）系统设计根据系统说明书中规定的功能要求，考虑实际条件，具体设计实现逻辑模型的技术方案 系统实施计算机等设备的购置、安装和调试；编写、调试和测试程序；人员培训；数据转换；系统调试与转换 系统维护运行情况的记录；必要的修改；评价和总结等,信息系统开发方法,生命周期是指导性方针，很抽象，具体的信息系统开发方法有很多，研究方向主要有两类：针对开发过程不同的信息系统开发过程模型。关注整个开发采取哪些步骤，每个步骤包含哪些任务，由什么人完成，任务的成果如何体现等（侧重项目管理）也称为不同的生存周期模型针对开发技术不同的建模方法，从不同的观点来反映系统的全貌，并采用不同技术手段予以实现（侧重系统分析与设计，即问题域如何求解）,4.3 信息系统开发过程模型,开发过程的研究和经验的总结瀑布开发方法原型开发方法增量开发方法螺旋开发方法渐进式阶段开发方法（迭代开发方法）,4.3.1 瀑布模型,强调阶段的划分和阶段严格的顺序各阶段工作任务明确，要求文档完备性是一种严格线性的按阶段顺序的、逐步细化的开发模式，消除了软件开发的随意性,规划,分析,设计,编码,测试,维护,瀑布模型的特点,简单易用，容易理解开发的进程一个顺着一个，没有反馈过程，需要严密控制允许基线和配置早期接收控制一个新的项目不适合这个模型用户直到项目结束才能看到质量如何不允许或者严格限制变更,瀑布模型的不足,需求：客户常常难以表达真正的需求，而这种模型却要求严格的阶段性成果，返工困难，变更代价很大风险：客户要等到开发周期的晚期才能看到程序运行的测试版本，这时若发现大的错误，可能引起客户的惊慌，其后果也可能是灾难性的效率：因为前后任务的依赖关系，成员不能并行工作，有可能花在等待的时间比开发的时间要长，即所谓的“堵塞状态”,适用于一些需求已明确并且变化较少的信息系统,4.3.2 原型模型,原型快速建立起来的可以在计算机上运行的程序，通常选取信息系统中某个关键功能作为原型。,编程测试,分析,定义需求,设计,原型,实施完成,再构造,原型方法的特点和应用场合,用户积极参与原型的开发没有严密的阶段性短期获得测试版本，降低风险应用于以下场合：需求含糊，用户不能标识出详细的输入、处理和输出需求设计方案不明确，开发人员不能确定算法的有效性、操作系统的适应性或人机交互的有效性,原型方法的不足,降低风险的同时，引入了其他风险：用户随意无止境的需求变化，因为用户容易产生误解，认为系统很容易被构造和修改如果采用原型基础上继续构造，由于修补过度，软件质量不易于保证开发人员为了快速构造原型，可能会采用不合适的操作系统、语言、算法等，造成后期风险，如系统适应性差、维护困难等,4.3.3 增量模型,一条直线一次性到达目的总是困难的。紧迫的市场期限使得难以完成一个完善的软件产品，缓解压力的方式是先提交一个有限的版本，细节部分逐步增加。增量模型融合了瀑布模型的基本成分和原型的迭代特征。采用随着日程时间的进展而交错的线性序列。搭积木的方式，如按子系统划分增量,增量模型的特点,以功能递增的方式进行软件开发能较快地产生可操作的系统在每一步递增中，都可以把用户/开发者的经验结合到不断求精的产品中可改善测试效果和降低软件开发总成本,分析,分析,分析,分析,设计,设计,设计,设计,编码,编码,编码,编码,测试,测试,测试,测试,增量1,增量2,增量3,增量4,功能,时间,增量模型的应用场合,项目开始，明确了需求的大部分，但是需求可能会发生变化对于市场和用户把握不是很准，需要逐步了解对于有庞大和复杂功能的系统进行功能改进，本身就需要一步一步实施的。,4.3.4 螺旋模型,螺旋模型把软件开发过程定义成不断上升的螺旋周期，每个周期划分为计划、风险分析、实施和评价四个方面。沿螺线自内向外每旋转一圈便开发出更为完善的一个新的软件版本。,螺旋模型的特点和应用场合,风险驱动，可以在生命周期早期强制性的确定项目中存在的风险需要开发人员具有相当丰富的风险评估经验和专门知识要求用户参与阶段评价，对用户要求较高 适用于：单位内部开发的大规模软件项目风险是项目的主要制约因素可能会发生重大变更采用新技术,4.4 信息系统建模方法,信息系统通常十分复杂，很难直接对它进行分析设计，通常要借助于模型。模型方法是系统科学的基本方法，研究系统具体来说就是研究它的模型。模型是对系统原型的抽象和简化，是科学认识的基础和决定性环节。,信息系统模型,信息系统模型本质是建立信息处理模型，而信息处理模型来源于管理模型管理模型的建立，应考虑以下方面：,现实世界,静态特征(对象、属性、关系)动态特征（行为、事件、行动）业务流程商务规则.,模型,信息系统建模方法,如何将现实管理问题映射/转换到计算机的软件实现（问题域解域）软件编程技术通过人们不断摸索，使得管理模型和软件模型越来越接近信息系统建模方法：面向过程的建模方法，也称结构化方法面向数据的建模方法（数据库课程已学）面向对象的建模方法,软件结构设计的基本原则,软件系统的状态比硬件系统的状态往往要多若干数量级，软件系统开发的难点在于软件系统结构的规格描述和设计抽象第一：抽象是人类认识世界的基本法则之一。抽取系统中共有的、本质的特征，有效简化系统的描述。层次划分：复杂系统可以先分解为子系统，复杂功能可分解为子功能，逐层分解。分解的每个子集互不相交，能使注意力集中与某个子集内部及与其他子集的联系。模型化：模型化方法是系统科学的基本方法。系统科学研究主要采用的是符号模型而非实物模型。研究系统的模型化方法，通常是指通过建立和分析系统的数学模型来解决问题的方法和程序。,4.4.1 结构化方法,结构化方法论（Structured Methodology）是计算学科的一种典型的系统开发方法论。它采用了系统科学的思想方法，从层次的角度，自顶向下地分析和设计系统，即抽象与分解。系统可用高级的抽象概念来理解和构造,这些高级的抽象概念又可用较低级的抽象概念来理解和构造，如此进行下去，直到最低层次的模块可以表示成某种程序设计语言的语句为止。,结构化方法,也称为 面向功能/面向过程/面向数据流 的软件开发方法结构化方法包括结构化分析（Structured Analysis，简称SA）、结构化设计（Structured Design，简称SD）和结构化程序设计（Structured Program，简称SP）三部分内容结构化分析（SA）对软件进行需求分析，以数据流图表示结构化设计（SD）进行总体设计，以模块结构图表示结构化程序设计（SP），以程序流程图表示,结构化方法的形成/1,结构化程序设计SP方法的形成结构化方法起源于结构化程序设计语言。在使用SP之前，程序员都是按照各自的习惯和思路来编写程序，没有统一的标准，这样编写的程序可读性差，更为严重的是程序的可维护性极差，经过研究发现，造成这一现象的根本原因是程序的结构问题。1966年，C.Bhm和G.Jacopini提出了关于“程序结构”的理论，并给出了任何程序的逻辑结构都可以用顺序结构、选择结构和循环结构来表示的证明。在程序结构理论的基础上，1968年，戴克斯特拉提出了“GOTO语句是有害的”的问题，并引起普遍重视，SP逐渐形成，并成为计算机软件领域的重要方法，对计算机软件的发展具有重要的意义。伴随着SP的形成，相继出现了Modula-2、C以及Ada等结构化程序设计语言。,结构化方法的形成/2,结构化设计方法SD的形成结构化程序设计需要事先设计好每一个具体的功能模块，然后将这些设计好的模块组装成一个软件系统。源于结构化程序设计思想的结构化设计方法就是要解决模块的构建问题。1974年，W.Stevens、G.Myers和L.Constantine等人在IBM系统（IBM System）杂志上发表了结构化设计（Structured Design）论文，为结构化设计方法奠定了思想基础。结构化分析方法SA的形成结构化设计方法建立在系统需求明确的基础上。如何明确系统的需求，就是结构化分析所要解决的问题。结构化分析方法产生于20世纪70年代中期，最初的倡导者有Tom Demarco、Ed Yourdon等人。结构化分析在20世纪80年代又得到了进一步的发展，并随着Ed Yourdon于1989年所著的现代结构化分析（Modern Structured Analysis）的出版而流行开来。现代结构化分析更强调建模的重要性。,结构化分析数据流图,模型的层次和分解：,结构化设计模块结构图,图书馆管理系统,图书管理,读者管理,借还书管理,新书登记,旧书淘汰,读者登记,读者删除,借书,查询,还书,书目查询,借阅排行,根据卡号查读者,根据书号查图书,判读者结束资格,保存借书记录,删除读者记录,4.3.2 面向对象方法,面向对象的分析方法以对象的观点来观察世界，建立抽象认识。它认为一个系统可以被看成一系列相互作用的对象组成，每个对象拥有自己的数据结构和行为方式，以及能触发对象的某种操作(行为)而改变其状态(数据结构)的事件。比如：汽车作为一个对象，有排量、颜色、行驶里程等数据，有启动、行驶、停止、熄火等行为，驾驶员的点火事件可以触发汽车的启动操作，踩下油门事件会触发汽车行驶，行驶里程发生改变。对应到在计算机里，可以将汽车设计为一个软件对象（面向对象的程序设计）。,面向对象模型图类图,面向对象分析（OOA）、设计（OOD）和程序设计（OOP）最重要的模型图是对象图/类图,借阅记录借书日期应还日期登记归还计算罚金,记录1 0.1,读者读者卡号姓名判借书资格修改限额,0.1,1,图书图书条码图书状态,对象名/类名,对象属性,对象操作,两种主流方法的比较,结构化方法容易理解和交流，对于大系统可以从全局逐步展开到局部，整体性较好。结构化方法是其他系统开发方法（如面向对象方法）的基础，为此，本书先介绍结构化开发方法，然后再介绍面向对象开发方法面向对象稳定可靠，有利于维护和重用，并容易实现多层分布式结构，技术先进，但对前期分析设计人员要求较高，用户理解模型有困难。,过程方法和建模方法的关系,二者不矛盾，相互没有包含关系建模方法不限定使用于特定的过程模型中比如面向对象方法既可以使用在瀑布模型中，也可以用在螺旋模型中开发过程的各时期可以使用不同的建模方法(不建议)比如系统分析使用结构化方法，系统设计使用面向对象方法但要注意不同方法之间模型的衔接,4.4 信息系统开发工具,CASE工具：可以使用的能辅助系统开发的软件工具软件：需求分析工具、设计工具、测试工具、项目管理工具等开发环境：集成开发环境有些工具不是必需的，但工具可以提高系统开发工作的效率。CASE：Computer Aided Software Engineering,集成开发环境,两大阵营：.Net开发环境(支持VB,VC,C#等)支持JavaIBM公司资助的Eclipse；MyEclipse；Borland公司的Jbuilder；MicroSoft公司的Visual J+；其他：PowerBuilder,Delphi,开发语言,VB，VC，C#，ObjectCDelphi(Pascal语言)JavaPowerBuilderWeb程序设计语言：VbScript，JavaScript（客户端脚本语言）Asp，Jsp,PHP（服务器端脚本语言）,4.5 信息系统开发的组织管理,信息系统建设要执行有计划的管理：了解组织中信息系统的状态建立信息系统的基础条件做好准备工作选择开发方式开展项目管理,4.5.1 了解信息系统发展现状,信息系统遵循从初级到成熟的发展规律（诺兰模型），要根据企业的信息系统发展现状制定开发策略,预算费用,初装,数据管理,蔓延,控制,成熟,集成,诺兰模型的经验总结：模型中的各个阶段是不能跳跃的。“欲速则不达”,4.5.2 建立信息系统的基础条件,领导重视，业务人员积极性高有一定的科学管理基础由不同层次人员组成的技术队伍具备必要的资源,4.5.3 系统开发的准备工作,有效的组织机构各类人员的配备和分工,4.5.4 选择开发方式,根据资源情况选择适合的开发方式：自行开发委托开发联合开发购买现成软件产品购买服务,4.5.5 信息系统的项目管理,信息系统项目遵循项目管理的一般理论和方法，但也存在自身的特点，管理内容包括：进度管理成本估算和经费管理质量管理文档管理人员管理其它：需求管理、风险管理、软件配置管理详细内容在软件项目管理课程或书籍中讨论。,