第4章信息系統(tǒng)建設(shè)概論本章主要內(nèi)容信息系統(tǒng)建設(shè)的特點信息系統(tǒng)的生命周期信息系統(tǒng)開發(fā)過程方法信息系統(tǒng)建模的概念和建模方法信息系統(tǒng)開發(fā)工具（CASE工具）信息系統(tǒng)開發(fā)的組織管理4.1信息系統(tǒng)建設(shè)是復(fù)雜的社會過程信息系統(tǒng)的復(fù)雜性體現(xiàn)在：技術(shù)手段復(fù)雜內(nèi)容復(fù)雜，目標多樣投資密度大，效益難以計算環(huán)境復(fù)雜多變內(nèi)容的復(fù)雜性一個組織的管理與業(yè)務(wù)信息量大、面廣，形式多樣、來源繁雜，信息內(nèi)容和處理要求又涉及到廣泛的學科和事業(yè)領(lǐng)域。一個組織的信息系統(tǒng)必是一個規(guī)模龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具備多種功能、實現(xiàn)多個目標的大系統(tǒng)一個組織內(nèi)各類機構(gòu)和人員的信息需求不盡相同，有些需求可能相互沖突，需求的不確定性和可變性非常大。組織和外部環(huán)境之間的數(shù)據(jù)交換難以控制。投資的密集性信息系統(tǒng)的建設(shè)，需要巨額投資，是一種資金密集型的建設(shè)項目系統(tǒng)開發(fā)需用大量人工，是勞動密集型項目；簡單的體力勞動在其中所占極小，信息系統(tǒng)建設(shè)項目又是智力密集型或者知識密集型的。環(huán)境的復(fù)雜性涉及到組織內(nèi)部各級機構(gòu)、管理人員及組織面臨的外部環(huán)境及發(fā)展趨勢要考慮管理體制、管理思想、管理方法和管理手段的相互匹配、相互促進考慮人的習慣、心理狀態(tài)及現(xiàn)行的制度、慣例和社會、政治諸因素信息系統(tǒng)開發(fā)是一個社會過程問題描述和方案驗證技術(shù)工程問題明確，可以模擬，或制作模型、樣品進行驗證，信息系統(tǒng)的問題確定性差，難以提前驗證解決方案人的影響信息系統(tǒng)是人機系統(tǒng)，有來自于人的障礙。如了解、溝通、實施困難社會環(huán)境的影響如政策、競爭、文化觀念等對信息系統(tǒng)影響力很大，不同于純技術(shù)工程4.2信息系統(tǒng)的生命周期信息系統(tǒng)開發(fā)圍繞信息系統(tǒng)生命周期來進行，也稱系統(tǒng)開發(fā)生命周期（SystemDevelopmentLifeCycle，SDLC），體現(xiàn)系統(tǒng)工程的思想生命周期按階段劃分，提出的是組織、管理和控制信息系統(tǒng)開發(fā)過程的一種基本框架，原則性地指導兩部分工作：管理：強調(diào)進程安排、資源分配、評估、控制、反饋開發(fā)：強調(diào)任務(wù)和開發(fā)文檔生命周期的

5個階段可行性研究開發(fā)請求詳細調(diào)查系統(tǒng)轉(zhuǎn)換總體設(shè)計邏輯設(shè)計審批初步調(diào)查驗收系統(tǒng)維護系統(tǒng)評價詳細設(shè)計審查編程調(diào)試審查運行維護系統(tǒng)規(guī)劃系統(tǒng)實施系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計各階段任務(wù)系統(tǒng)規(guī)劃確定信息系統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)略；企業(yè)業(yè)務(wù)流程的識別、改革與創(chuàng)新；對建設(shè)新系統(tǒng)的需求作出初步研究，確定信息系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)；確定系統(tǒng)的備選方案，方案可行性分析系統(tǒng)分析詳細調(diào)查，確定系統(tǒng)的基本目標和邏輯功能要求（系統(tǒng)說明書）系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)說明書中規(guī)定的功能要求，考慮實際條件，具體設(shè)計實現(xiàn)邏輯模型的技術(shù)方案系統(tǒng)實施計算機等設(shè)備的購置、安裝和調(diào)試；編寫、調(diào)試和測試程序；人員培訓；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；系統(tǒng)調(diào)試與轉(zhuǎn)換系統(tǒng)維護運行情況的記錄；必要的修改；評價和總結(jié)等信息系統(tǒng)開發(fā)方法生命周期是指導性方針，很抽象，具體的信息系統(tǒng)開發(fā)方法有很多，研究方向主要有兩類：針對開發(fā)過程不同的信息系統(tǒng)開發(fā)過程模型。關(guān)注整個開發(fā)采取哪些步驟，每個步驟包含哪些任務(wù)，由什么人完成，任務(wù)的成果如何體現(xiàn)等（側(cè)重項目管理）也稱為不同的生存周期模型針對開發(fā)技術(shù)不同的建模方法，從不同的觀點來反映系統(tǒng)的全貌，并采用不同技術(shù)手段予以實現(xiàn)（側(cè)重系統(tǒng)分析與設(shè)計，即問題域如何求解）4.3信息系統(tǒng)開發(fā)過程模型開發(fā)過程的研究和經(jīng)驗的總結(jié)瀑布開發(fā)方法原型開發(fā)方法增量開發(fā)方法螺旋開發(fā)方法漸進式階段開發(fā)方法（迭代開發(fā)方法）……4.3.1瀑布模型強調(diào)階段的劃分和階段嚴格的順序各階段工作任務(wù)明確，要求文檔完備性是一種嚴格線性的按階段順序的、逐步細化的開發(fā)模式，消除了軟件開發(fā)的隨意性規(guī)劃分析設(shè)計編碼測試維護瀑布模型的特點簡單易用，容易理解開發(fā)的進程一個順著一個，沒有反饋過程，需要嚴密控制允許基線和配置早期接收控制一個新的項目不適合這個模型用戶直到項目結(jié)束才能看到質(zhì)量如何不允許或者嚴格限制變更瀑布模型的不足需求：客戶常常難以表達真正的需求，而這種模型卻要求嚴格的階段性成果，返工困難，變更代價很大風險：客戶要等到開發(fā)周期的晚期才能看到程序運行的測試版本，這時若發(fā)現(xiàn)大的錯誤，可能引起客戶的驚慌，其后果也可能是災(zāi)難性的效率：因為前后任務(wù)的依賴關(guān)系，成員不能并行工作，有可能花在等待的時間比開發(fā)的時間要長，即所謂的“堵塞狀態(tài)”適用于一些需求已明確并且變化較少的信息系統(tǒng)4.3.2原型模型原型——快速建立起來的可以在計算機上運行的程序，通常選取信息系統(tǒng)中某個關(guān)鍵功能作為原型。編程測試分析定義需求設(shè)計原型實施完成再構(gòu)造原型方法的特點和應(yīng)用場合用戶積極參與原型的開發(fā)沒有嚴密的階段性短期獲得測試版本，降低風險應(yīng)用于以下場合：需求含糊，用戶不能標識出詳細的輸入、處理和輸出需求設(shè)計方案不明確，開發(fā)人員不能確定算法的有效性、操作系統(tǒng)的適應(yīng)性或人機交互的有效性原型方法的不足降低風險的同時，引入了其他風險：用戶隨意無止境的需求變化，因為用戶容易產(chǎn)生誤解，認為系統(tǒng)很容易被構(gòu)造和修改如果采用原型基礎(chǔ)上繼續(xù)構(gòu)造，由于修補過度，軟件質(zhì)量不易于保證開發(fā)人員為了快速構(gòu)造原型，可能會采用不合適的操作系統(tǒng)、語言、算法等，造成后期風險，如系統(tǒng)適應(yīng)性差、維護困難等4.3.3增量模型一條直線一次性到達目的總是困難的。緊迫的市場期限使得難以完成一個完善的軟件產(chǎn)品，緩解壓力的方式是先提交一個有限的版本，細節(jié)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。采用隨著日程時間的進展而交錯的線性序列。搭積木的方式，如按子系統(tǒng)劃分增量增量模型的特點以功能遞增的方式進行軟件開發(fā)能較快地產(chǎn)生可操作的系統(tǒng)在每一步遞增中，都可以把用戶/開發(fā)者的經(jīng)驗結(jié)合到不斷求精的產(chǎn)品中可改善測試效果和降低軟件開發(fā)總成本分析分析分析分析設(shè)計設(shè)計設(shè)計設(shè)計編碼編碼編碼編碼測試測試測試測試增量1增量2增量3增量4功能時間增量模型的應(yīng)用場合項目開始，明確了需求的大部分，但是需求可能會發(fā)生變化對于市場和用戶把握不是很準，需要逐步了解對于有龐大和復(fù)雜功能的系統(tǒng)進行功能改進，本身就需要一步一步實施的。4.3.4螺旋模型螺旋模型——把軟件開發(fā)過程定義成不斷上升的螺旋周期，每個周期劃分為計劃、風險分析、實施和評價四個方面。沿螺線自內(nèi)向外每旋轉(zhuǎn)一圈便開發(fā)出更為完善的一個新的軟件版本。螺旋模型的特點和應(yīng)用場合風險驅(qū)動，可以在生命周期早期強制性的確定項目中存在的風險需要開發(fā)人員具有相當豐富的風險評估經(jīng)驗和專門知識要求用戶參與階段評價，對用戶要求較高適用于：單位內(nèi)部開發(fā)的大規(guī)模軟件項目風險是項目的主要制約因素可能會發(fā)生重大變更采用新技術(shù)4.4信息系統(tǒng)建模方法信息系統(tǒng)通常十分復(fù)雜，很難直接對它進行分析設(shè)計，通常要借助于模型。模型方法是系統(tǒng)科學的基本方法，研究系統(tǒng)具體來說就是研究它的模型。模型是對系統(tǒng)原型的抽象和簡化，是科學認識的基礎(chǔ)和決定性環(huán)節(jié)。信息系統(tǒng)模型信息系統(tǒng)模型本質(zhì)是建立信息處理模型，而信息處理模型來源于管理模型管理模型的建立，應(yīng)考慮以下方面：現(xiàn)實世界靜態(tài)特征(對象、屬性、關(guān)系)動態(tài)特征（行為、事件、行動）業(yè)務(wù)流程商務(wù)規(guī)則…….模型信息系統(tǒng)建模方法如何將現(xiàn)實管理問題映射/轉(zhuǎn)換到計算機的軟件實現(xiàn)（問題域解域）軟件編程技術(shù)通過人們不斷摸索，使得管理模型和軟件模型越來越接近信息系統(tǒng)建模方法：面向過程的建模方法，也稱結(jié)構(gòu)化方法面向數(shù)據(jù)的建模方法（數(shù)據(jù)庫課程已學）面向?qū)ο蟮慕７椒ㄜ浖Y(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則軟件系統(tǒng)的狀態(tài)比硬件系統(tǒng)的狀態(tài)往往要多若干數(shù)量級，軟件系統(tǒng)開發(fā)的難點在于軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)格描述和設(shè)計抽象第一：抽象是人類認識世界的基本法則之一。抽取系統(tǒng)中共有的、本質(zhì)的特征，有效簡化系統(tǒng)的描述。層次劃分：復(fù)雜系統(tǒng)可以先分解為子系統(tǒng)，復(fù)雜功能可分解為子功能，逐層分解。分解的每個子集互不相交，能使注意力集中與某個子集內(nèi)部及與其他子集的聯(lián)系。模型化：模型化方法是系統(tǒng)科學的基本方法。系統(tǒng)科學研究主要采用的是符號模型而非實物模型。研究系統(tǒng)的模型化方法，通常是指通過建立和分析系統(tǒng)的數(shù)學模型來解決問題的方法和程序。4.4.1結(jié)構(gòu)化方法結(jié)構(gòu)化方法論（StructuredMethodology）是計算學科的一種典型的系統(tǒng)開發(fā)方法論。它采用了系統(tǒng)科學的思想方法，從層次的角度，自頂向下地分析和設(shè)計系統(tǒng)，即抽象與分解。系統(tǒng)可用高級的抽象概念來理解和構(gòu)造,這些高級的抽象概念又可用較低級的抽象概念來理解和構(gòu)造，如此進行下去，直到最低層次的模塊可以表示成某種程序設(shè)計語言的語句為止。結(jié)構(gòu)化方法也稱為面向功能/面向過程/面向數(shù)據(jù)流的軟件開發(fā)方法結(jié)構(gòu)化方法包括結(jié)構(gòu)化分析（StructuredAnalysis，簡稱SA）、結(jié)構(gòu)化設(shè)計（StructuredDesign，簡稱SD）和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計（StructuredProgram，簡稱SP）三部分內(nèi)容結(jié)構(gòu)化分析（SA）對軟件進行需求分析，以數(shù)據(jù)流圖表示結(jié)構(gòu)化設(shè)計（SD）進行總體設(shè)計，以模塊結(jié)構(gòu)圖表示結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計（SP），以程序流程圖表示結(jié)構(gòu)化方法的形成/1結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計SP方法的形成結(jié)構(gòu)化方法起源于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言。在使用SP之前，程序員都是按照各自的習慣和思路來編寫程序，沒有統(tǒng)一的標準，這樣編寫的程序可讀性差，更為嚴重的是程序的可維護性極差，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，造成這一現(xiàn)象的根本原因是程序的結(jié)構(gòu)問題。1966年，C.B?hm和G.Jacopini提出了關(guān)于“程序結(jié)構(gòu)”的理論，并給出了任何程序的邏輯結(jié)構(gòu)都可以用順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)來表示的證明。在程序結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上，1968年，戴克斯特拉提出了“GOTO語句是有害的”的問題，并引起普遍重視，SP逐漸形成，并成為計算機軟件領(lǐng)域的重要方法，對計算機軟件的發(fā)展具有重要的意義。伴隨著SP的形成，相繼出現(xiàn)了Modula-2、C以及Ada等結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言。結(jié)構(gòu)化方法的形成/2結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法SD的形成結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計需要事先設(shè)計好每一個具體的功能模塊，然后將這些設(shè)計好的模塊組裝成一個軟件系統(tǒng)。源于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想的結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法就是要解決模塊的構(gòu)建問題。1974年，W.Stevens、G.Myers和L.Constantine等人在《IBM系統(tǒng)》（IBMSystem）雜志上發(fā)表了《結(jié)構(gòu)化設(shè)計》（StructuredDesign）論文，為結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法奠定了思想基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)化分析方法SA的形成結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法建立在系統(tǒng)需求明確的基礎(chǔ)上。如何明確系統(tǒng)的需求，就是結(jié)構(gòu)化分析所要解決的問題。結(jié)構(gòu)化分析方法產(chǎn)生于20世紀70年代中期，最初的倡導者有TomDemarco、EdYourdon等人。結(jié)構(gòu)化分析在20世紀80年代又得到了進一步的發(fā)展，并隨著EdYourdon于1989年所著的《現(xiàn)代結(jié)構(gòu)化分析》（ModernStructuredAnalysis）的出版而流行開來?，F(xiàn)代結(jié)構(gòu)化分析更強調(diào)建模的重要性。結(jié)構(gòu)化分析——數(shù)據(jù)流圖模型的層次和分解：結(jié)構(gòu)化設(shè)計——模塊結(jié)構(gòu)圖圖書館管理系統(tǒng)圖書管理讀者管理借還書管理新書登記舊書淘汰讀者登記讀者刪除借書查詢還書書目查詢借閱排行根據(jù)卡號查讀者根據(jù)書號查圖書判讀者結(jié)束資格保存借書記錄刪除讀者記錄…………4.3.2面向?qū)ο蠓椒嫦驅(qū)ο蟮姆治龇椒ㄒ詫ο蟮挠^點來觀察世界，建立抽象認識。它認為一個系統(tǒng)可以被看成一系列相互作用的對象組成，每個對象擁有自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和行為方式，以及能觸發(fā)對象的某種操作(行為)而改變其狀態(tài)(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))的事件。比如：汽車作為一個對象，有排量、顏色、行駛里程等數(shù)據(jù)，有啟動、行駛、停止、熄火等行為，駕駛員的點火事件可以觸發(fā)汽車的啟動操作，踩下油門事件會觸發(fā)汽車行駛，行駛里程發(fā)生改變。對應(yīng)到在計算機里，可以將汽車設(shè)計為一個軟件對象（面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計）。面向?qū)ο竽Ｐ蛨D——類圖面向?qū)ο蠓治觯∣OA）、設(shè)計（OOD）和程序設(shè)計（OOP）最重要的模型圖是對象圖/類圖借閱記錄借書日期應(yīng)還日期登記歸還計算罰金記錄10..1讀者讀者卡號姓名判借書資格修改限額0..11圖書圖書條碼圖書狀態(tài)對象名/類名對象屬性對象操作兩種主流方法的比較結(jié)構(gòu)化方法容易理解和交流，對于大系統(tǒng)可以從全局逐步展開到局部，整體性較好。結(jié)構(gòu)化方法是其他系統(tǒng)開發(fā)方法（如面向?qū)ο蠓椒ǎ┑幕A(chǔ)，為此，本書先介紹結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法，然后再介紹面向?qū)ο箝_發(fā)方法面向?qū)ο蠓€(wěn)定可靠，有利于維護和重用，并容易實現(xiàn)多層分布式結(jié)構(gòu)，技術(shù)先進，但對前期分析設(shè)計人員要求較高，用戶理解模型有困難。過程方法和建模方法的關(guān)系二者不矛盾，相互沒有包含關(guān)系建模方法不限定使用于特定的過程模型中比如面向?qū)ο蠓椒瓤梢允褂迷谄俨寄Ｐ椭校部梢杂迷诼菪Ｐ椭虚_發(fā)過程的各時期可以使用不同的建模方法(不建議)比如系統(tǒng)分析使用結(jié)構(gòu)化方法，系統(tǒng)設(shè)計使用面向?qū)ο蠓椒ǖ⒁獠煌椒ㄖg模型的銜接4.4信息系統(tǒng)開發(fā)工具CASE工具：可以使用的能輔助系統(tǒng)開發(fā)的軟件工具軟件：需求分析工具、設(shè)計工具、測試工具、項目管理工具等開發(fā)環(huán)境：集成開發(fā)環(huán)境有些工具不是必需的，但工具可以提高系統(tǒng)開發(fā)工作的效率。CASE：ComputerAidedSoftwareEngineering集成開發(fā)環(huán)境兩大陣營：.Net開發(fā)環(huán)境(支持VB,VC,C#等)支持JavaIBM公司資助的Eclipse；MyEclipse；Borland公司的Jbuilder；MicroSoft公司的VisualJ++；

其他：PowerBuilder,Delphi……開發(fā)語言VB，VC，C#，ObjectCDelph