信息系统分析与设计.docx
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信息系统分析与设计
第一章
信息（数据）是信息系统的核心，是信息系统处理和管理的对象，信息的特征和处理方法直接影响到信息系统的类型与形式，了解信息的有关知识有助于信息系统的分析与设计。
⏹数据
⏹数据是用各种可以鉴别的物理符号记录下来的客观事实；
⏹数据是原始记载，是未经任何加工的，因而是粗糙的、杂乱的，但它真实、可靠、有积累的价值。
⏹信息
⏹信息是具有一定含义的数据，是加工（处理）后的数据，是对决策有价值的数据
数据与信息的关系
⏹数据和信息的特点
⏹数据在计算机化的信息系统中往往和计算机系统有关。
⏹信息不随载荷它的物理载体而改变；
⏹数据与信息密切相关
⏹信息是加工后的数据，比数据更有价值；
⏹数据则是信息的具体表现；
⏹在一定的环境内可以互相代用
系统的特征：
⏹输入
⏹输出
⏹界面
⏹关系
⏹部件
⏹界面
⏹环境
系统的层次
⏹系统层次的概念
⏹一个系统可以划分成不同的层次，或不同的子系统
⏹系统层次的划分
⏹根据抽象的粒度不同（详细程度不同）
⏹根据功能的不同
信息系统的定义
⏹信息系统是一组相关联的要素（Elements）或部件（Components），其收集（输入）、操作和储存（处理）、散布（输出）数据和信息，并具备反馈机制。
信息系统的基本功能
⏹信息的收集
⏹信息的存储
⏹信息的传输
⏹信息的加工
⏹信息的输出
信息系统的方法
⏹分解（Decomposition）
⏹将系统分成更小的要素（子系统、组件或模块）；
⏹“分而治之”，将系统分割成小的、可管理的、便于理解的子系统
⏹便于一次仅关注一个范围，而不干涉其它的范围；
⏹关注一组用户相相关的部件，而不必用不必要的细节去困惑用户
⏹在不同的时间段实现不同的部件，使项目便于管理
⏹模块化（Modularity）
⏹将一个系统划分成相对一致大小的过程；
⏹系统分解的结果
⏹模块简化了系统设计
⏹耦合（Coupling）低
⏹子系统之间的相互依赖性
⏹内聚（Cohesion）高
⏹子系统完成单独功能的程度
⏹集成（Integration）
⏹允许不同厂商的软件和硬件一起工作；
⏹使过程语言系统同可视化编程系统一起工作
⏹可视化的变成环境使用客户/服务器模型
信息系统发展：
TPS->MIS->DSS
三个典型的信息系统：
TPS、MIS、DSS
事务处理系统（TransactionProcessingSystem,TPS）
⏹功能或特点
⏹自动处理商业活动或交易的数据
⏹目标
⏹通过增加速度、提高生产力，简化过程来改进事务处理
⏹发展
⏹从EDP到OLTP
⏹面向的用户
⏹操作或办事人员
⏹典型的例子
⏹销售与市场系统、生产与制造系统、财务/会计系统、人力资源系统、学校的注册系统
管理信息系统（ManagementInformationSystem,MIS）
⏹功能或特点
⏹利用来自TPS系统的未加工的数据，将其转换成有意义的聚合形式
⏹目标
⏹提供有助于工作管理的信息
⏹特点
⏹输入大量的数据
⏹进行定期的报表和简单模式的处理
⏹产生管理的报表：
计划报表、查询报表、异常报表、汇总报表
⏹面向的用户
⏹中层管理人员
决策支持系统（DecisionSupportSystem,DSS）
⏹功能或特点
⏹通过应用数学或逻辑模型，应用交互的对话来解决非结构化问题，交互地支持决策的制定。
亦称为“Whatif”分析
⏹目标
⏹提供不同方案的比较和首选方案的推荐
⏹特点
⏹输入少量的数据
⏹交互式的模拟与分析
⏹产生决策分析报告
⏹面向的用户
⏹高层管理人员或专业分析人员
信息系统与组织
⏹基本目标
⏹改进信息和知识管理；改进业务过程；改进组织内部和组织之间的通信。
⏹基本任务
⏹将适当的信息，在适当的时间、适当的地点，以适当的形式，传递给适当的人员。
⏹基本作用
⏹信息系统是企业或组织信息化战略的一个具体的、重要的组成部分。
⏹信息系统是现代商业组织获得成功的关键。
⏹现代商业组织需要不断地开发或更新系统来使商业更具有竞争力。
⏹比尔.盖茨:
“Business@thespeedofthought-usingadigitalnervoussystem”
第二章系统分析与设计基础
⏹系统建设生命周期（SystemDevelopmentLifeCycle，SDLC）观念的讨论
⏹两段论----系统开发，系统运行（使用，修改）
⏹四段论----系统计划与选择，系统分析，系统设计，系统实施与运行
⏹五段论----规划、分析、设计、实施，运行与维护
⏹六段论-----计划，需求分析，设计，编码，测试，（编码，测试对应五段论中的实施阶段）运行与维护
三种基本过程模型-瀑布模型
⏹瀑布模型（Waterfallmodel，Royce,1970）的特点
⏹将系统开发分成分离的、不同的阶段，一个阶段完成后，才进入到下一个阶段。
⏹瀑布模型的阶段
⏹项目计划、需求分析与定义、系统和软件设计、实施和测试、运行与维护。
⏹瀑布模型的问题
⏹过程开始后适应环境的变化困难，并且将项目不灵活地划分成不同的阶段，因而对用户需求的变化很难响应。
⏹瀑布模型的用途
⏹适用于对需求充分理解的系统、用户交互程度低的计算系统、或者关键系统的开发。
⏹进化开发（Evolutionarydevelopment）的特点
⏹将系统开发活动的分析、设计与实施交叉进行。
⏹进化开发的两种形式
⏹探索性开发：
目标是同用户一起工作，从最初的雏形发展成最终的系统。
在一开始对需求有很好地理解的情况下使用。
⏹一次性原型：
目标是理解系统的需求。
在一开始对需求不能很好地理解的情况下使用。
⏹进化开发的问题
⏹过程可见性缺乏；开发的系统通常结构较差；需要专门的技巧
⏹进化开发的用途
⏹中小规模的交互系统的开发；大型系统中的部分（如用户界面）的开发；较短生命周期系统的开发。
⏹面向重用开发（Reuse-orienteddevelopment）的特点
⏹基于系统化重用，系统由已有的组件或商品软件系统（Commercial-off-the-shelf，COTS）集成而建立。
⏹面向重用开发的阶段
⏹组件分析、需求调整、基于重用的系统设计、开发和集成
⏹面向重用开发的优点
⏹顾客价值能随着每部分工作的完成而交付，所以系统的功能较早能获得。
⏹降低整个系统失败的风险
⏹早先的完成的部分能作为原型来帮助后面部分获取需求
⏹最高优先级的系统服务倾向于获得最多的测试
⏹面向重用开发的用途
虽然经验有限，但成为应用越来越重广泛的方法
⏹过程迭代的含义
⏹过程迭代是重复地多次的进行相同的开发活动，即重复先前阶段的工作，有时是增加详细程度，有时是增加精度。
可以同基本过程中的任何一个过程结合使用。
⏹早期的迭代着重于需求、分析和设计；后期的迭代着重于实现和测试。
过程迭代的应用
⏹增量开发方法（Incrementaldevelopment，Mills,1980）
⏹螺旋开发方法（Spiraldevelopment，Boehm,1988）
⏹增量开发的特征
⏹系统不是一次总体交付，而是将系统开发和交付分割成若干个部分，每一个部分交付要求功能的一部分，系统被逐渐地开发、测试和集成。
⏹用户需求被优化，最高优先等级的需求被包括在较早实施的部分中。
⏹一旦一个部分的工作开始，需求被冻结，虽然后续部分的需求可以继续发展。
⏹增量开发的优点
⏹顾客价值能随着每部分工作的完成而交付，所以系统的功能较早能获得。
⏹早先的完成的部分能作为原型来帮助后面部分获取需求
⏹降低整个系统失败的风险
⏹最高优先级的系统服务倾向于获得最多的测试
⏹螺旋开发的特征
⏹开发过程不是一系列重复的部分，而是通过若干阶段的增长、改进和精练而完成，其是一个螺旋过程。
⏹螺旋中的每个循环代表了过程中的一个阶段
⏹在螺旋中的循环根据需要来选择，因此没有诸如需求定义或设计的固定阶段。
⏹螺旋开发的优点
⏹开发工作是呈螺旋式上升，而不是简单地重复
⏹在开发过程中，风险被明确地评价并解决
⏹螺旋的组成部分
⏹目标制订：
为每个确定的阶段定义目标
⏹风险评价和减少：
风险被评价，减少关键风险的活动被执行
⏹开发和确认：
选择任一个基本过程模型作为系统开发的过程模型
⏹规划：
项目被评论，螺旋的下一个阶段被规划
典型的开发过程方法
⏹生命周期法
⏹原型法
⏹快速法
⏹面向对象法
⏹CASE法
⏹其它过程方法
⏹生命周期法（SDLCMethod）
⏹生命周期法是一种基于过程瀑布模型的系统开发方法，也被称为结构化生命周期法，或瀑布周期法。
⏹其是应用结构化技术，根据系统发展生命周期，将系统开发明确划分为规划、分析、设计、实施和维护五个阶段。
（不重复，一个阶段完成才能进行下一个阶段）
⏹生命周期法的优点
⏹采用生命周期的瀑布形式，预先定义需求的策略。
⏹能对系统进行科学的分析与设计，因而能全面地规划，等到优化的整体设计，实现整个设计过程科学化和系统化；
⏹整个项目按阶段和步骤可以划分为许多组成部分，各部分可各自独立地开展工作，有利于整个项目的管理与控制。
⏹生命周期法的缺点
⏹开发周期过长，见效慢，难以适应环境的急剧变化；
⏹从分析阶段的模型向设计阶段模型转换较困难，需要熟练的技巧；
⏹由于在开始时不可能得到全部的、严格的需求分析，为以后的修改带来困难。
⏹生命周期法的应用
⏹特别适合于开发那些能够预先定义需求、结构化程度又比较高的大型事务型系统（TPS）、管理信息系统（MIS）。
⏹适应与用户交互活动少的大型计算系统
⏹适应工业系统和大型的关键系统。
⏹不适合于开发信息需求不明确的系统，外界环境变化大的系统
⏹原型法（PrototypeMethod）
⏹原型法依据过程进化模型中的探索性开发，并结合了增量式迭代。
⏹其应用直观认识问题的方法和先进的计算机技术，一开始便凭借系统开发人员对用户需求的理解，在强有力的软件开发环境的支持下，用试验的办法建立起一个简单的系统原型，然后利用该原型同用户反复协商修改和完善，最终形成实际系统。
⏹原型法的工作过程
⏹用户提出系统要求，开发人员对用户的功能和性能需求进行分析和确定；
⏹在此基础上开发出一个仅仅包括最重要的系统功能、使用一个最基本数据库的、可工作的原型系统；
⏹让用户使用这个原型系统，研究用户对它的评价和提出的更改要求；
⏹如果原型系统根本不行，则重头构造系统原型，如果不满意，则根据用户意见对原型进行改进和完善，直到系统完全满足用户的需求为止。
⏹原型法的优点
⏹原型法将模拟的手段引入系统分析的开始，沟通了人们的思想，缩短了用户和系统开发人员之间的距离，解决了系统开发中难度最大的需求定义问题。
⏹原型系统能启发人们对原来想不到或不易准确描述的问题有一个比较确切的描述，能及早地暴露出系统实现后可能出现的一些问题，使得问题能及早得到解决。
⏹原型法的缺点
⏹用户对于一个大型系统，如果不经过系统分析来进行整体性划分，直接用原型来模拟，容易造成系统结构混乱，并且实现也非常困难。
⏹对于需要大量计算、逻辑性较强的系统，原型法很难构造出模型来进行评价。
⏹对于原基础管理不善、信息处理过程混乱的问题，使用原型法更有一定的困难。
对于批处理系统，由于其大部分是内部处理过程，不适宜采用原型法。
⏹面向对象法（OrientedObjectsMethod，OOM）面向对象的系统分析设计法OOSAD
⏹面向对象方法是基于面向对象技术来进行系统开发。
⏹面向对象法的工作内容
⏹系统调查和分析：
对系统需要解决的具体管理问题以及用户对系统性能的需求进行调查研究，解决系统“做什么”的问题。
⏹分析问题的性质和求解问题：
在繁杂的问题域中抽象地识别出对象以及其行为、结构、属性和方法等。
⏹整理问题：
对分析结果作进一步的抽象、归纳、整理，并最终以模型的形式将它们确定下来。
⏹面向对象法的特点
⏹以对象为基础，利用特定的软件模块，完成从对象客体的描述到软件结构之间的转换
⏹避免了其它方法在开发过程中的不一致性和复杂性
⏹系统的开发具有简单性、统一性
⏹开发周期短，费用低
⏹计算机辅助软件工程（ComputerAidedSoftwareEngineering，CASE）
⏹基于计算机的自动化的方法，它利用CASE工具来进行系统的开发，是提高系统开发效率与质量的一种实用的系统开发方法。
⏹CASE法的优点
⏹使结构化方法可以全面实施；使面向对象方法更容易实现；使原型的建立具有高效率的手段，加快系统的开发过程；
⏹使系统开发人员的精力集中于开创性工作；通过自动检查提高软件的质量，提高软件的可重用度；可以简化系统的维护工作。
⏹通过提供一个具有快速响应、专用资源和早期查错功能的交互式开发环境，对系统的开发和维护过程中的各个环节实现自动化，利用图形接口，实现直观的程序设计。
⏹CASE的功能-1
⏹基于中心信息库：
存储和组织所有与应用系统有关信息的一种机构，包括系统的规划、分析、设计、实现和管理等信息。
如：
结构化图形、OO模型、屏幕与菜单的定义、报告的模式、记录说明、处理逻辑、数据模型、组织模型、处理模型、源代码、事务规则、项目管理形式、数据元素以及系统信息模型之间的关系等。
中心信息库具有对系统信息存储、更新、分析和报告的功能，系统开发人员可以直接从中获取所需的信息
⏹图形功能：
图形为软件的描述提供了一种简明的方法，是产生好的系统和程序文档的基础。
用交互式方式在计算机屏幕上绘图，可加快图形绘制过程，实现标准化和文档自动生成等。
⏹查错功能：
CASE提供了自动检查的功能，其思想是以即系统说明书为依据进行检测，达到系统的一致性和完整性。
⏹CASE的功能-2
⏹代码自动生成：
CASE通过程序设计规格说明生成代码，实现编程阶段的自动化。
这种自动生成可能是一个框架，也可能是一个完整的程序。
其框架可以是数据库、文件、屏幕和报表描述的代码；其完整程序可以是可执行代码，需要访问的数据库文件、屏幕求助信息、出错信息及程序文档等。
这样可以提高系统开发的效率。
⏹结构化方法工具：
CASE提供的若干工具，有利于结构化分析和结构化程序设计，从而使结构化方法实现自动化。
CASE工具为画数据流图、E—R图（实体联系图）等提供了图形支持，可自动生成诸如系统说明和伪码等形式的规格说明。
同时，CASE指导用户正确地使用结构化方法，使用户按照一定的标准化程序进行系统分析与设计。
⏹极限编程（Extremeprogramming，XP，Boehm,1988）
⏹极限编程是快速法在软件开发中的例子，其采用了持续代码改进、用户参与开发团队、以及配对编程（pairwiseprogramming）等方法来进行增量开发。
⏹
⏹Rational统一开发过程（RationalUnifiedProcess，RUP）
⏹是Ｒational提出的一种基于反复和增量的面向对象开发方法。
⏹是软件开发最佳经验（迭代化开发、需求管理、基于构件的软件架构、可视化建模、持续的质量保证、配置管理）的一个总结，其用流程来加以表示和使用这些经验。
⏹是经过实践检验的、实用的、灵活的、基于Web的流程框架和定义流程工具平台。
⏹RUP的特点
⏹迭代化思想
⏹活动和工件的向导
⏹以基本架构为中心
⏹用例驱动
⏹对系统进行抽象和建模
系统分析与设计技术----结构化技术、面向对象技术、信息工程
⏹结构化分析与设计（SAD）
⏹系统开发使用结构化编程、结构化设计和结构化分析技术，应用过程建模，使用数据流程图（DataFlowDiagrams，DFD），是模型驱动的技术方法。
⏹技术的组成
⏹结构化编程技术
⏹结构化设计技术
⏹结构化分析技术
⏹实施过程
⏹分析－设计－编程
⏹方法的缺点
⏹将数据与过程分开，不能很好地反映实际需求，如定单的内容与处理
⏹基于瀑布式的SDLC，不易适应变化
⏹分析和设计脱节，分析阶段的图表和表示不容易映射到设计结构
结构化编程技术
⏹技术产生（1960s）
⏹提供改善计算机程序质量的指南。
⏹技术思想
⏹一个高质量的程序不仅要在程序每次运行时产生正确的结果，而且要容许其他的程序员在以后能容易地读懂和修改该程序
⏹主要概念
⏹结构化程序：
一个程序或程序模块，其有起点和终点，并且程序执行的任何一步都是由三个基本的编程结构（顺序结构、判断结构、循环结构）之一组成。
⏹自上而下编程（模块化编程）：
将一个复杂的程序分解成有层次的程序模块，顶层模块按需要调用下层模块来控制程序的执行，模块可以是同一程序的一部分，模块也可以不同的程序。
结构化设计技术
⏹技术产生（1970s）
⏹提供一些指南来确定程序集应该如何组织、每个程序应该如何完成、以及程序应该如何组织成层次结构。
⏹表示方法—结构图
⏹模块和模块的组织层次用一个称为模块结构图（structurechart）的模型来图形地表示。
⏹主要原理
⏹松散耦合：
每个模块尽可能地相互独立，以便各个模块能方便设计，并且能够在以后的修改时对其它模块的执行没有影响。
⏹高度内聚：
每个模块的完成明确地作业，以便模块的功能易于理解，并且当模块需要改变时，不至于意外地影响其它的作业。
⏹评价的方法
⏹定义不同程度的藕荷和内聚，并且提供一个评价设计质量的途径-质量由设计的理解和以后需要时修改的难易程度衡量。
⏹设计的要求
⏹假设设计者掌握系统需要做什么，而不仅仅是组织程序模块。
例如：
主系统的功能是什么？
数据要求是什么？
需要输出的内容是什么？
⏹设计的新内容
⏹1980s起，包括数据库的设计
⏹用户界面的设计
结构化分析技术
⏹技术产生（1980s）
⏹解决前面设计中对设计者要求掌握系统应该做什么的问题。
更详细地定义系统必须做什么，而不涉及具体地技术。
⏹结构化分析用于帮助开发人员定义系统需要做什么（处理的要求），系统需要储存和使用什么数据（数据的要求），什么输入和输出需要，以及这些功能如何一同工作来完成任务。
⏹表示方法—数据流程图
⏹在结构化分析中使用的表示系统需求的关键图形化模型是数据流程图，其显示了输入、处理过程、存储和输出，以及它们如何一起工作。
⏹具体步骤
⏹通过确定所有能够引起系统以某种方式反应的事件来定义系统处理需求。
每一个事件导致不同的系统活动。
分析员根据这些活动产生一个数据流程图来表示包括输入和输出的处理细节。
⏹面向对象系统分析与设计（OOSAD）（提高了重用性，扩展性，维护性）
⏹是基于对象表示的分析与设计方法，对象将数据和过程封状在一个统一的结构中。
⏹技术构成
⏹面向对象分析：
定义在系统中工作的所有类型的对象，并说明这些对象是如何相互作用来完成工作的。
⏹面向对象设计：
定义在系统需要同人和设备通讯的所有另外类型的对象。
并将每一类型的对象的定义细化。
⏹面向对象编程：
利用一种编程语言编写语句来定义每类对象具体做什么。
⏹技术特点
⏹基于对象建模
⏹利用统一建模语言（UseofUnifiedModelingLanguage，UML）表示（如类图）。
⏹系统由对象组成，对象与环境、对象之间相互作用来实现系统的功能（如例图）
⏹系统架构的层次划分（基本三层，表现层，应用逻辑层，数据处理层）
⏹表现层：
是实际的用户界面-对用户输入和输出的表现；
⏹表现逻辑层：
是未了生成表现而必须进行的处理；
⏹应用逻辑层：
包括支持实际业务应用和规则所需的所有逻辑和处理
⏹数据处理层：
包括用来存储和访问来往于数据库的数据所需的所有命令和逻辑；
⏹数据层：
是数据库中实际存储的数据。
⏹数据流程图（Data-FlowDiagram，DFD）
⏹图形地表示数据在外部实体、过程和系统内的数据存储之间的运动；
⏹表示了系统的动态属性。
⏹数据流程图的构成（图素）
⏹过程（Process）：
⏹用带园角的矩形表示，过程的编号和名称被标出。
⏹数据存储（DataStore）：
⏹用右边缺一边的长方形表示，标签包括存储的名称和编号。
⏹数据流（DataFlow）：
⏹用箭头表示，选择有意义的名称来表示数据。
⏹外部实体（ExternalEntity）
⏹用正方形表示，名称表示外部的实体。
题型：
一．判断10*1’（程序，概念）不用改错
二．选择20*1’
三．简答5*6’
四．案例应用2*12’（类图，活动图模型,填类名称，类之间关系）
五．绘图题（用例场景描述，序列图）（16’）参与者，对象，实体消息传递
UML这块是重点，大家一定要好好看看。
最好可以实际练习一下。
⏹分析模型（UML）
⏹用例图：
描述系统与其它外部系统以及用户之间交互的图形。
用例图描述了谁将使用系统，用户希望用什么方式与系统交互。
⏹用例场景（用例描述）：
是业务事件以及用户如何同系统交互以完成任务的文字描述。
⏹类图：
描述系统的静态组成
⏹交互图：
描述系统对象之间的交互活动（序列图和协作图（也叫通讯图））
⏹
状态图：
描述对象内部的活动
E-R图：
（下图中关系的表示有的也为：
）
类图：
（三层，类名，属性，方法）类图与E-R图区别在类图有方法。
类与类关联间注意基数表示（一对多，多对多）<>用于主键
注意三种类图画法
一般，参与者同边界类交互，
边界类依次同控制类交互，
控制类再同实体类交互。
序列图画法（类用上图图示）
同步条是活动图特有的，注意判断点的用法
⏹UML的视图
⏹视图是从不同的角度来观察待建模的系统，其是由多个图表组成的抽象体；
⏹视图同建模语言保持联系，为系统选择开发方法或过程；
⏹UML有5个层面
⏹用例视图（Use-CaseView）
⏹逻辑视图（LogicalView）
⏹组件视图（ComponentView）
⏹协作视图（ConcurrencyView）
⏹部署视图（DeploymentView）
第三章信息系统计划
信息系统的规划分战略规划与项目计划两个层次，二者既有区别，又有联系；前者与组织的战略规划密切相关，后者在前者的框架下，与具体的信息系统项目相关，不能将二者混为一谈。
信息系统建设项目的第一步是项目计划，其是在信息系统战略规划的指导下，对具体的信息系统开发项目进行计划，
⏹项目计划的任务
⏹定义问题
⏹确定项目可行性
⏹制订项目时间安排表
⏹项目人力资源安排
⏹项目正式开始实施
经济可
升级会员 