d2008-2_信息系统开发方法

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1、第2章 信息系统开发方法,2.1信息系统技术基础 2.2信息系统开发方法 2.3信息系统开发过程管理 2.4信息系统开发环境 2.5信息系统工作模式 小结,2.1 信息系统技术基础,信息系统是一个复杂的人机系统，系统的实现需要管理、数学、计算机等多学科的技术，其中计算机技术扮演了重要角色。 信息系统开发的理论和方法都在不断发展，其核心技术包括： 数据管理技术是信息系统的核心技术，它实现了对信息资源的管理； 数据处理技术提供了信息处理和应用的方法； 软件开发技术提供了系统实现支持； 信息系统集成技术支持系统的不断扩展和完善。,2.1.1数据管理技术,数据管理技术是指对数据进行描述、存储、维护和访

2、问的相关技术。 在信息系统中，数据一般以记录结构组织，一种记录结构实现对现实世界中某一类事物的描述。 数据项是面向管理信息系统的有意义的最小数据单位，它描述一类事物对象的某一方面的属性。一个记录含有多个数据项。,文件是存放在计算机存储介质（如硬盘、软盘或光盘）中的数据或程序指令的集合。文件是计算机操作系统管理数据信息的基本方式。相关记录的集合称为文件。 通常为某一应用目的而将同类数据组织在同一文件中，因此，文件的数据之间存在一定的联系。 按照记录在文件中的编排形式可以将文件分为顺序文件、随机文件、索引文件和倒排文件。 一般的程序设计语言都支持对文件系统的编程操作，可以实现以文件为数据组织方式的

3、信息管理程序。,1.文件,在信息结构简单、信息量小的应用系统中，可以灵活采用文件组织数据，而且开发的程序对运行环境要求很低。,但是当系统面向大量复杂信息处理时，使用文件方式来管理数据和开发信息系统具有明显的缺点： 数据冗余和数据的不一致 系统维护困难:数据是面向程序组织的,数据库将经过抽象的信息以一定的数据结构描述并集中成为资源，从而为各种用户共享。,主要优势在于： 1) 实现对数据的统一规划和集中管理。以确保数据的完整性、一致性和可行性 。 2) 数据冗余小，程序和数据具有较高的独立性，系统容易修改和扩充。 3) 数据库有自己功能完善的数据库管理系统。 4) 通过统一控制组织内的授权使用数据

4、和并发控制，支持数据的多用户访问共享等。,2. 数据库,数据库是目前信息系统的基本数据组织方式。下图描述了一个工资管理系统中的数据库的部分内容。,数据仓库是面向主题的、集成的、稳定的、反映历史变化的数据集合，用以支持管理决策。,数据仓库从大量的历史数据中抽取面向主题决策分析需要的数据，并将其清理、转换为新的存储格式，其突出的特点是对海量数据的支持和满足决策分析需要。,3.数据仓库,数据库和 数据文件,面向主题的数据存储和管理,对数据进行集成，按多维模型予以组织,基于数据仓库或OLAP服务器的应用分析工具,与一般的数据库相比，数据仓库具有以下主要特性： 1）面向主题：事务型数据库的数据组织面向事

5、务处理任务，各个业务系统之间各自分离，而数据仓库中的数据是按照一定的主题域进行组织。主题是一个抽象的概念，是指用户使用数据仓库进行决策时所关心的重点方面，一个主题通常与多个事务型信息系统相关。例如保险公司主要分析对象有保险项目、客户、索赔等； 2）数据集成：面向事务处理的操作型数据库通常与某些特定的应用相关，数据库之间相互独立，并且往往是异构的。而数据仓库中的数据是在对原有分散的数据库数据抽取、清理的基础上经过系统加工、汇总和整理得到的，必须消除源数据中的不一致性，以保证数据仓库内的信息是关于整个组织的一致的全局信息。 3）数据稳定：事务型数据库中的数据通常实时更新，数据根据需要及时发生变化。

6、数据仓库的数据主要供企业决策分析之用，所涉及的数据操作主要是数据查询，一旦某个数据进入数据仓库以后，一般情况下将被长期保留，也就是数据仓库中一般有大量的查询操作，但修改和删除操作很少，通常只需要定期的加载、刷新。 4）反映历史变化：事务型数据库主要关心当前某一个时间段内的数据，而数据仓库中的数据通常包含历史信息，系统记录了组织从过去某一时刻（如开始应用数据仓库的时刻)到目前的各个阶段的信息，通过这些信息，可以对企业的发展历程和未来趋势做出定量分析和预测。,2.1.2数据处理技术,信息系统在信息集中管理的基础上，对信息进行处理和增值利用。简单的数据处理方法包括数据排序、筛选、查询等，复杂的有面向

7、业务的数据处理、面向决策的统计分析和数据挖掘技术等。,1. 联机事务处理OLTP（On-Line Transaction Processing） OLTP及时处理业务过程产生的数据，应用主要是用来完成用户的事务处理，通常要进行大量的数据更新操作，同时要求实时性，对响应时间要求比较高。 2. 联机分析处理OLAP（On-Line Analytical Processing） OLAP主要通过多维的方式对用户当前及历史数据进行分析、查询和报表，支持复杂的分析操作，侧重决策支持，并且提供直观易懂的查询结果。主要是进行大量的查询操作，对时间的要求不太严格。,表2-1 OLTP和OLAP的特点比较,很多

8、领域对数据挖掘有很强的需求。例如： 市场营销中，确定特定消费群体或个体的兴趣、消费习惯、消费倾向和消费需求，进而推断出相应消费群体或个体下一步的消费行为，然后以此为基础，对所识别出来的消费群体进行特定内容的定向营销； 在金融风险管理中，搜集和处理大量数据，对这些数据进行分析，发现其数据模式及特征，然后可能发现某个客户、消费群体或组织的金融和商业兴趣，并可观察金融市场的变化趋势； 对生物信息或基因的数据挖掘可发现得某种病的人的基因和正常人的基因到底差别多大。,3. 数据挖掘技术（Data Mining） 数据挖掘是从数据库或数据仓库中提取隐含的、未知的、但又具有潜在应用价值的信息和知识的过程。它

9、基于数据库、人工智能、数理统计、可视化、并行计算等技术支持。它是决策支持系统的主要技术。 数据挖掘所发现的知识可以在不同的概念层次上被发现，这些知识主要有以下几类：广义知识、关联知识、分类知识、预测型知识、偏差型知识等。,2.1.3软件开发技术,1. 软件工程方法 软件工程以系统的、规范的、定量的方法用于软件开发、运营、维护，是一门交叉学科。 通常把在软件生命周期全过程中使用的一整套技术方法的集合称为方法学，也称为范型。 软件工程方法学包括3个要素：方法、工具和过程。3者之间相互联系: 方法是完成软件开发过程中各项任务的技术方法； 工具是为运用方法而提供的自动或半自动的软件支撑环境； 过程是为

10、了获得高质量的软件所需完成的一系列任务的框架，它规定了完成各项任务的工作步骤。,信息系统的开发是一项复杂的系统工程，要以系统的工程化的方法为指导，采用成熟的先进的软件开发技术，高效率、高质量实现系统开发。,2.软件开发技术 开发的信息系统要支持与已有系统的集成和互操作，要具有高可用性、安全性、可靠性和可伸缩性。在系统开发中尽可能采用先进的但比较成熟的技术，综合考虑系统的质量、开发效率和可维护性。 几种常用技术： 面向对象技术：以对象为中心的分析方法和程序设计。 软件构件技术：基于面向对象技术，已存在的构件组装到软件系统的框架结构中，从而生产出新的软件。 软件代理技术：软件代理是能自动执行用户委

11、托任务的计算实体，可以自动完成预定的功能 。 可视化技术：运用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来，并支持友好用户交互，对于电子商务系统、GIS系统、决策支持系统等提供更好的用户交互界面。,随着计算机网络的发展，信息系统集成技术成为信息系统工程的重要基础技术。 信息系统集成即是根据信息管理与应用需求，通过应用、数据、网络、安全等方面的集成，实现信息系统间网络联接、数据交换和共享、功能调用的全过程。,2 .1.4信息系统集成技术,系统集成实现的关键在于解决系统之间的互连和互操作性问题，它是一个多厂商、多协议和面向各种应用的体系结构。 这需要解决各类设备、子系统间的接

12、口、协议、系统平台、应用软件等与子系统、建筑环境、施工配合、组织管理和人员配备相关的一切。,2.2信息系统开发方法,信息系统的开发是一项复杂的系统工程。它不仅涉及计算机技术，还涉及管理业务、组织和行为。 软件工程以系统的、规范的、定量的方法用于软件开发、运营、维护，所以掌握软件工程知识和系统开发方法对有效实现信息系统的开发会很有帮助。 组织需要解决的问题不同，对应的信息系统规模与技术复杂度也会不同。不同类别的信息系统各有其适合的开发方法，常用方法有： 系统生命周期法 原型法 面向对象开发方法 ,2.2.1系统生命周期法,它是一种结构化解决问题的过程，简单有效，是其它开发方法的基础。 系统生命周

13、期是指一个软件系统从目标提出到系统设计、实现、应用直到最终完成系统使命的全过程。其基本思想是各阶段任务相对独立，具有明确完成标志。 通常生命周期包括八个阶段：问题定义、可行性研究、需求分析、系统设计、详细设计、编程调试、测试运行、运行维护。为使各时期的任务更明确，以上阶段归类为三个时期，即系统定义期、系统开发期和系统维护期。,图2-5系统生命周期的瀑布模型,1定义期 “分析重于设计，设计重于编码”，因为差错产生的越早，后面纠正差错所花的成本越高。 （1）问题定义：确定问题的性质、目标，力求使系统开发人员、用户以及使用系统的单位负责人对问题性质、系统目标与规模达成一致的看法。 （2）可行性研究：

14、在问题定义的基础上，分析当前组织内外的具体条件，分析系统开发必须具备的资源和条件，并保证资源的合理利用。需要从目标方案的可行性、技术方案的可行性、经济方面的可行性以及社会方面的可行性进行分析，从而明确具体的系统方案。 （3）需求分析：该阶段是系统开发的重要环节。实事求是地全面调查分析是系统设计的基础，影响整个系统开发工作的成败，形成系统分析报告，并从总体上给出系统的设想和逻辑方案，其中包括： 系统拟定的业务流程及业务处理工作方式； 系统拟定的数据指标体系和分析优化后的数据流程； 系统在各个业务处理环节拟采用的管理方法、算法或模型； 与系统开发相配套的管理制度和运行体制的建立； 系统开发资源与时

15、间进度估计。,2. 开发期 该阶段实现系统的详细设计和具体应用程序的开发。需要系统设计人员和软件开发人员的大量工作，同时，用户必须有效地参与设计过程。 （1）系统设计：也称为概要设计或一般设计。系统设计主要进行系统总体结构设计，即提出系统的总体方案，包括网络设备的配置、设备选型、软件平台和开发工具的选择、系统子系统的划分、制定测试计划等。该阶段需要在多种技术方案中选择最优设计，即能以简单而有效率的方式，在特定的技术、组织、财务和时间限制条件下满足用户需求的方案。 （2）详细设计：该阶段给出系统实现的详细规格说明，为下一阶段的系统实现（如编程、调试、试运行等）制定蓝图。主要工作包括：数据结构和数

16、据库设计、各子系统的计算机处理流程设计、各功能模块和处理过程设计、输入输出设计、用户界面设计等。 （3）编程调试：该阶段将系统设计和详细设计阶段中的设计采用某种程序设计语言编码描述而实现应用程序，并以各种可能的数据和操作条件对程序单元模块进行试验。该阶段要注意选择合适的程序设计语言和开发工具，程序中有充分的注释、规范的数据格式说明，以增强程序的可读性和可维护性。 （4）测试运行：该阶段通过各种类型的测试以及实际运行测试，使系统达到预定的要求；并进行系统应用转换。,1）测试 测试包括模块测试、系统测试和验收测试。测试用的数据要仔细地准备，结果要反复地检查。 模块测试也叫程序测试，其任务是分别测试系统中的每一个程序模块，以确保它们实现预定功能并且没有错误。 系统测试是从整体的角度验证系统的功能。它用来确定独立的模块是否按计划协同完成预定的功能。所要检查的方面包括执行时间、文件存储能力、处理满负荷的能力、系统恢复和重启动的能力，以及人工操作过程等。 验收测试则是按照在软件规格说明书的规定，在用户的参与下对目标系统进行验收。,2）系统转换 系统转换是指新系统替换手工工作或原有系统的