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,第7章 系统实施,7.1 系统实施概述,7.2 程序设计,7.3 系统测试,7.4 系统转换,7.1 系统实施概述,7.1.1 系统实施阶段的任务,系统实施将设计方案付诸实施并全面实现新系统，需要投入大量的人力、物力和财力，因此必须加强组织协调工作，确保系统实施的各项任务能有计划、有步骤地进行，达到开发出高质量管理信息系统的目的。 系统实施阶段的主要内容及工作步骤如下面图7.1所示。,（l）物理系统的建立 根据系统设计说明书所确定的物理系统方案，购买所需的计算机、网络设备以及系统软件，建立计算机机房，安装和调试设备。购买设备要请有关方面的专业技术人员参加，选择售后服务好、质量高、价格合理的设备。计算机机房的建立要按照安全实用的原则，并尽可能符合国家的有关规定 （2）程序的编制 根据系统设计说明书，编写各模块、各子程序的程序设计说明书，利用所选开发语言和开发工具编制程序。程序编制工作量较大，设计人员必须耐心细致。某些较普遍的问题可购买成熟的软件包予以解决以减少编程量，增加通用性。,（3）系统调试 按照系统的目标和功能要求，对编制完成的程序进行逐个调试，最终实行系统总调试。系统调试是确保系统运行顺利的重要步骤，必须认真、细致、耐心。 （4）系统切换 系统调试完成后，即可支付用户，实施旧系统向新系统的转换。系统切换包括系统开发文档资料的移交、数据的准备与录入、人员的培训、系统试运行等诸多内容。它是一个较长的过程。 （5）系统维护 对系统实施日常管理，修改、完善系统功能。 （6）系统评价 针对系统在一段时间内的运行状况，根据系统目标和功能，对系做出全面的评价。,与系统分析、系统设计阶段相比，系统实施阶段的特点是工作量大，投人的人力、物力、财力多。因此，这一阶段的组织管理工作也很繁重。,7.1.2 实施阶段的主要特点,7.2 程序设计,程序设计是在系统详细设计的基础上对系统各模块的具体实现。系统分析阶段和系统设计阶段产生的文档，都不能直接在计算机上执行。只有完成了程序设计后，再经过编译才产生可执行代码，从而使系统的需求能真正实现，因而程序设计也称为系统的实现阶段。 程序设计过程和其他的工程设计方法一样，有一个不断的演化过程，也处于不断完善和改进的阶段。,程序设计阶段的主要任务是对每个程序模块进行设计、编码和测试，并且产生相应的文件资料，形成产品。 由项目管理部门根据系统设计的要求组织程序设计，从而进入开发实体的工作。该阶段的任务是将系统说明书和有关程序设计中定义的设计内容转换为完整的工作系统，其中包括必须的文档资料。,7.2.1 程序设计的任务,1.本阶段需要完成的任务 （1）设计、绘制功能模块图； （2）针对功能模块图进行编码； （3）对功能模块进行测试； （4）写出有关技术资料和说明； （5）检查和修改程序编码工作进程； （6）测试系统功能和性能； （7）确定系统执行过程中所需要的技术资料。,2.本阶段还应向程序管理组织提供的文档资料 （1）形成的软件包； （2）程序设计说明资料； （3）操作说明草案。,3.程序编码阶段的任务分解情况 （1）确定开发子系统阶段目标； （2）确定程序编制方法； （3）开发子系统阶段所生成的各种文档资料； （4）编写设计说明书； （5）修改、扩充数据结构图； （6）模块编码； （7）功能模块测试与数据制作。,4.开发子系统阶段的目标 （1）设计、编码与测试每个程序； （2）为以后的程序维护与操作运行编写必要的文件。 5.确定程序编制的方法 必须以统一的“格调”生成程序，以方便以后程序的维护，同时也便于在开发期间及时“交换思想”、纠正错误等。程序编制的方法一般有两种： （1）以功能为基础的方法； （2）以数据结构为基础的方法。,不管采用以上哪种程序编制方法，都应该考虑编程目标。当采用以数据结构为基础的编程方法时，目标代码设计应遵循模块划分时的“高内聚、低耦合”的要求，即满足以下几点要求： 与问题无关部分必须放在不同的模块中 与问题相关部分必须放在同一的模块中 每个模块应该执行不同的功能,6.开发子系统阶段所产生的各种文档资料 （1）模块程序设计说明流程图； （2）数据结构图，程序结构图； （3）使用的程序设计语言，模块关联图； （4）源程序清单； （5）模块测试项目表； （6）程序测试计划，测试数据； （7）测试结果； （8）源程序备份； （9）程序验收单。,7.2.2 程序设计过程,1.程序设计语言的分类 （1）经典程序设计语言。有FORTRAN，COBOL，BASIC和ALGOL等。 （2）结构化语言。有PL/1，PASCAL，C和ADA语言，它们几乎都是从ALGOL派生出来的，在工程、科学、商业和系统应用方面都有广泛应用的潜力。 （3）专用语言。典型的专用语言有APL，FORTH，LISP，PROLOG，JAVA等等。 （4）第四代语言。第四代语言又称为超高级语言，它们通常由某个专门领域的知识库和方法库支持，是数据处理和过程描述的更高抽象，具有非过程特性。第四代语言可以分为如下几种类型。, 查询语言：为与数据库应用相关的问题求解开发，起代表有SQL（结构化查询语言）。用户利用查询语言可以对数据库中的信息进行复杂的查询操作。 应用程序生成器：根据人-机对话和少量的非过程性描述语句使得系统自动生成完整的过程语言程序。 图形语言：规定一套用于描述数据结构和处理过程的图符，用户通过对话定义各图符规定的属性、调用资源和图符对象之间的过程联系。系统直接解释执行这种图形程序，或者产生对应处理要求的过程语言源程序或者目标程序。,（5）数据库系统。目前管理信息系统软件的实现，更多采用数据库技术，FOX数据库管理系统于20世纪80年代引入我国，其版本也在不断地升级，目前以Visual FoxPro 9.0为最新版本，开发效率极高，多为中、小型管理信息系统的开发平台。对于大型管理信息系统，常采用面向对象编程语言为开发工具，与大型数据库系统一起构成管理信息系统。数据库系统是管理信息系统最理想的开发平台。,2.程序设计语言的选择 高级语言的选择标准如下： （1）具有模块化机制； （2）可读性好； （3）控制结构满足结构化要求； （4）数据类型丰富； （5）编译效率高、查错能力强； （6）具有独立编译机制。,一般地说，同时满足以上要求的语言仅仅是理论上的标准，应用实践中还应该考虑以下实际环境的限制。 （1）用户要求。如果系统将来由用户自行维护的，则用户希望能用其熟悉的语言开发。 （2）可以得到的语言系统。目标系统可以运行的语言版本常常是有限的。 （3）可以得到的软件工具。有些语言系统存在支持程序开发的软件工具，有些则没有。 （4）工程规模。如果工程规模庞大，则可以选择几种语言混合实现。,（5）程序员知识与经验。完全掌握、熟悉使用一种语言需要大量的实践积累，因此在其他要求不矛盾的情况下应该选用程序员熟悉的语言。 （6）可移植性要求。如果系统预期在不同环境下实现或者应该具有较长的使用寿命，则应该选择标准化程度高，可移植性好的语言。 （7）应用领域。不同应用领域的语言不但具有支持该应用领域的特殊机制，而且还好在大量可以利用的标准程序库等软件资源。,3.编程技巧与方法 （1）好程序的标准 对于什么是“好程序”，50年代与70年代末的观点有很大不同。50年代的计算机内存小、速度慢，人们往往把程序的长度和执行速度放在很重要的位置，费尽心机缩短程序长度，减少存储量，提高速度。现在情况有了很大的不同，一般认为好程序应具备下列素质： 能够工作； 调试代价低； 易于维护； 易于修改； 设计不复杂； 效率高。,（2）结构化程序设计 常结构化程序设计包含下面几方面内容： 限制使用GO TO语句 逐步求精的设计方法 自顶向下的设计、编码和调试 主程序员制的组织形式,（3）面向对象的程序设计 封装性 继承性 多态性,7.3 系统测试,1.基本定义 （1）错误（error）：人们在编写代码时候会出现过错，我们把这种过错称之为bug。错误很可能扩散，需求错误在设计期间有可能被放大，在编写代码时还会进一步扩大。,7.3.1 基本概念,（2）缺陷（fault）：缺陷是错误的结果。更精确地说，缺陷是错误的表现，而表现是表示的模式，例如叙述性文字、数据流框图、层次结构图、源代码等。与缺陷很接近的一个同义词是缺点（defect），程序错误也是。缺陷可能很难捕获。当设计人员出现遗漏错误时，所导致的缺陷会是遗漏本来应该在表现中提供的内容。这种情况说明需要对定义做进一步的细化，借用教堂常用的一个词，我们可以发缺陷分为过错缺陷和遗漏缺陷。如果把某些信息输入到不正确的表示中，就是过错缺陷；如果没有输入正确信息，就是遗漏缺陷。在这两类中遗漏缺陷更难检测和解决。,（3）失效（failure）：当缺陷执行时会发生失效。有两点需要解释：一是失效只出现在可执行的表现中，通常是源代码，或更确切地说是被装载的目标代码；二是这种定义只与过错缺陷有关。我们如何处理遗漏缺陷对应的失效呢？把这个问题再向前推进一步：应该怎样处理在执行中从来不发生，或可能在相当长时间内没有发生的缺陷呢？米开郎基罗（Michaelangelo）病毒就是这种缺陷的一个例子。这种病毒只有到开郎基罗3月6日的生日那天才会发作。评审可以通过发缺陷避免很多失效的发生。事实上，有效的评审可以找出遗漏缺陷。,（4）事故（incident）：当出现失效时，可能会也可能不会呈现给用户（或客户或测试人员）。事故说明出现了与失效类似的情况，警告用户注意所出现的失效。 （5）测试（test）：测试显然要处理错误、缺陷、失效和事故。测试是采用测试用例执行软件的活动。测试有两个显著目标：找出失效或演示正确的执行。 （6）测试用例（test case）：测试用例有一个标识，并与程序行为有关。测试用例还有一组输入和一个预期输出表。它在测试中占有中心地位。一般，测试过程可以再细分为独立的步骤：测试计划、测试用例开发、运行测试用例以及评估测试结果等。,2. 系统测试的目标 （1）测试是为了发现程序中的错误而执行程序的过程； （2）好的测试方案是极可能发现迄今为止尚未发现的错误的测试方案； （3）成功的测试是发现了至今为止尚未发现的错误的测试。,3. 系统测试的目的 根据Glen Myers的定义，测试的目的在于： （1）测试是指“用意在发现错误而执行一个程序的过程”。 （2）一个好的测试用例是指这个测试用例有很高的概率可以发现一个尚未发现的错误； （3）一个成功的测试是指它成功地发现了一个尚未发现的错误。 测试的目的是为了发现程序的错误，并加以纠正，而不是证明系统没有错误，从而确保软件质量。因此，测试的关键间题是如何设计测试用例，即设计一批测试数据，通过有限的测试用例，在有限的研制时间、研制经费的约束下，尽可能多地发现程序中的错误。,4. 系统测试的原则 根据以上对软件测试目的和复杂性的说明，软件测试的原则应该是： （1）“尽早测试”应该作为软件开发人员的座右铭 （2）程序测试不要由程序本人进行 （3）测试用例设计要点 （4）要特别注意测试发现错误较多的程序模块 (5) 保存所有测试用例,7.3.2 系统测试的方法与技术,广义的程序测试不仅包括在计算机上进行的动态测试（机器测试），还包括用人工的方式进行的代码复审（人工测试）。其中，代码复审采用人工方式进行，目的是检查程序的静态结构，找出编译不能发现的错误。动态测试则是在设定的测试数据上执行被测试程序的过程，所采用的方法和技术有黑盒测试和白盒测试。程序经过编译后，要先经过代码复审，然后再进行动态测试。,1.代码复审 人工测试源程序可以由编写者本人非正式地进行，也可以由审查小组正式进行，后者称之为代码复审，它是一种非常有效的程序验证技术。经验表明，组织良好的代码复审，可以发现30%70%的编码和逻辑设计的错误。 （1）代码会审 （2）走查,2.动态测试 动态测试是一个包括设计测试用例、执行被测试程序、分析执行结果并发现错误的过程。河流设计测试用例，是有效完成测试的关键。按照在设计测试用例时是否涉及程序的内部结构来分，可以把动态测试分为黑盒测试和白盒测试。测试任何产品都有两种方法：如果已经知道了产品应该具有的功能，可以通过测试来检验是否每个功能都有正常使用；如果知道产品内部工作过程，可以通过测试来检验产品内部动作是否按照规格说明书的规定正常进行。通常把前一种方法称为黑盒测试（又称功能测试），后一种方法称为白盒测试（又称结构测试）,（1）黑盒测试法。黑盒测试法把程序看成一个黑盒子，完全不考虑程序的内部结构和处理过程。黑盒测试是在程序接口进行的测试，它只检查程序功能是否能按照规格说明书的规定正常使用，程序是否能适当地接收输入数据、产生正确的输出信息，并且保持外部信息的完整性。 （2）白盒测试法。白盒测试法的前提是可以把程序看成装在一个透明的白盒子里，也就是完全了解程序的内部结构和处理过程。这种方法按照程序内部的逻辑测试程序，检查程序中的每条通路是否都能按预定的要求正确工作。,3.代码复审与动态测试的比较 代码复审和机器测试（动态测试）相比，其优越之处在于：一次审查会上可以发现许多的错误；机器测试发现错误之后，通常需要先改正这个错误才能继续测试，因此错误是一个一个地发现并改正的。也就是说，采用代码复审可以减少系统验证的总工作量。 实践表明，对于查找某些类型的错误来说，人工测试比机器测试更有效；对于其他类型的错误来说刚刚相反。因此人工测试和计算机测试是互相补充、相互相成的，缺少其中任何一种方法都会使查找错误的效率降低。,4.排错技术 （1）试探法 （2）跟踪法 （3）对分查找法 （4）归纳法 （5）演绎法,7.3.3 系统测试的步骤,1单元测试 结构化软件系统中，每个模块完成一个相对独立的子功能。因此测试阶段的第一个任务是将每个模块作为独立实体测试，目的是确认模块作为单元能够正常运行。由于单个模块比较简单，故比较容易设计模块测试方案。模块测试又称模块测试。在该步骤上发现的错误通常是编码与详细设计的错误。在软件开发过程中，多数模块的测试是在模块编码阶段完成的。,2系统集成测试 将经过测试的单元按照一定顺序组装成为系统，同时进行测试。集成测试的重点是模块间相互通信与协调，故也称为接口测试。集成测试应该考虑的问题包括： （1）各个模块组织在一起时，相互的数据传递是否正确，是否有丢失或者不匹配； （2）一个模块功能实现的副作用对其他模块产生何种影响； （3）系统全局数据组织是否合适，是否产生冲突；,（4）单个模块的计算误差积累是否得到有效控制； （5）各模块组织起来是否能够实现需求分析规定的要求； （6）从最后实现的角度看，系统需求分析本身是否完整，各功能实现是否相容和一致。,3验收测试 将软件系统作为单一实体，在用户积极参与下进行测试。测试数据集常常是实际数据。有效性测试的目的是验证系统是否能够达到项目计划规定的要求。由于确认是用户接受软件系统的最后步骤，同时也是软件系统交付的必须环节，因此也称为确认测试。关系重大的软件系统。在验收以后并下会马上投入正式运行，而是有一个试运行阶段，这样做的目的是： （1）在准生产环境中运行新系统即可以进一步对系统进行确认，又减小技术风险； （2）使用户可以熟悉系统运行特征； （3）检验用户文档（用户指南、用户手册、维护手册等）是否完整、正确。,为了发现可能只有最终用户才能发现的问题，许多软件产品在正式投人运行或者发布之前的试运行通常分为测试和测试两个过程。 测试由一个用户在开发环境下模拟实际操作环境运行程序系统开发者在用户身边随时记录系统出错情况和使用中存在的问题。测试的目的是评价软件产品的功能、可用性、可靠性、性能和
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