环境管理_环境信息系统开发设计教材

3.4 环境信息系统开发设计,1.独立开发 适用于有较强环境信息系统分析与设计队伍和程序设计人员、系统维护使用队伍的组织和单位 如：大学、研究所、计算机公司等 优点：开发费用低、能满足本单位的需求且满意度高，维护容易 缺点：系统优化程度不够，开发水平低,3.4.1 环境信息系统开发方式,2.委托开发 适用于资金充足，无环境信息系统分析、设计及软件开发人员或开发队伍力量较弱的单位 优点：省时、省事、开发出的技术水平较高 缺点：费用高，维护需开发单位长期支持 3.合作开发 适用于使用单位有一定环境信息系统分析、设计及软件开发人员，但开发队伍力量较弱，与专业公司合作完成开发，提供自己队伍技术,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.1 环境信息系统开发方式,优点：相对于委托开发方式而言节省资金，系统维护方便，水平高 缺点：双方沟通易出现问题，应及时沟通 4.购买开发 优点：节省时间和费用、技术水平高 缺点：软件的专用性差,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.1 环境信息系统开发方式,系统性 3.实用性 科学性 4.预见性 实际工作中，要全面保证以上4个原则须从一下两方面入手： 做到环境信息系统开发设计的规范化，开发设计流程、环境信息分类编码设计和数据库设计。 在理论方法指导下，事实为依据，在实践中不断发展和完善设计出的系统,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.2 环境信息系统开发原则,环境信息系统的设计步骤 环境信息系统总体规划 环境信息系统分析 环境信息系统系统设计 环境信息系统系统实施 环境信息系统系统测试 环境信息系统运行、评价和维护,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.2 环境信息系统开发原则,1.落实必备条件 领导重视、管理基础好、专业技术队伍、管理人员积极参与、必要的软硬件条件 2.确定系统目标 （1）现行系统概况 （5）问题 （2）组织机构 （6）新系统的功能和目标 （3）业务流程 （7）其他,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.3 环境信息系统总体规划,3.可行性研究 1）可行性研究的任务 在对现行系统进行调查分析的基础上，对开发研 制的环境信息系统的需求做出预测和分析，研究开发的需要和可能，制定出几套方案，并对技术可行性、经济可行性、法律可行性、社会可行性等进行分析。得出结论性建议，编制可行性报告,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.3 环境信息系统总体规划,3.可行性研究 2）可行性研究的过程 A.明确任务 B.环境调查 C.提出方案 D.可行性分析,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.3 环境信息系统总体规划,3.可行性研究 2）可行性研究的过程 D.可行性分析 （1）技术可行性分析 （2）经济可行性分析 （3）法律可行性分析 （4）社会可行性分析,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.3 环境信息系统总体规划,1.功能需求分析 1）功能设置原则 合理性：基本符合国家现行法规要求，兼顾地方特点 可能性：在能有效实施目前人工管理方案的基础上，同时从硬件环境方面考虑设置计算机信息系统功能实施的可能性,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,1.功能需求分析 1）功能设置原则 综合性：在系统内各系统间有明确的功能划分，做到基础数据共享，以数据库支持管理和功能，各子系统功能相互补充，为环境管理业务和决策服务 预见性:预计发展前景,留有余地和接口 阶段性:遵循全面分析、分期实施的原则,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,2）功能需求的特点 要求较高的分布处理能力 具有阶梯结构、有一点独立工作能力 逐级上报数据，同一层次横向联系较少 有较大储存能力，国家级省级系统保存必要 原始信息，具有较强的分析能力 除污染事故处理分析外，对实时性要求不高 具有较强信息汇总、统计和进行一般评估综合分析功能 有模型应用功能,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,3）功能需求分析 详尽调查分析 打破限制分解合并功能分析得出需求分析报告,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,2.软、硬件需求分析 主要因素： （1）任务需求，即工作符合分析 （2）性能价格比较 （3）使用方便，汉化程度高 （4）网络功能强 （5）兼容性要好，易于同现有设备相连 （6）先进的设计思想与软、硬件的升级能力 （7）可靠性与可维护性 （8）售后服务能力强,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,2.软、硬件需求分析 1）负荷量计算 基本信息总量估算 用户数 图形图像的储存量 数据库系统DBMS占用的空间 系统和图形系统及各种语言、工具占用的空间 应用系统 中间结果和不可预见的存储量,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,2.软、硬件需求分析 2）软硬件环境的需求分析 （1）操作系统 （2）数据库系统 （3）应用系统 （4）网络体系结构,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,3.其他需求分析 1）人员编制 2）资金需求,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,4.数据结构分析 1）数据来源分析及规范化分类 A.环境信息系统的主要来源分析 环境信息大致分为环境质量、污染源状况、环境管理、环境科研、情报资料、环保系统网络基本情况及其他有关经济、社会、自然基本情况等七大部分。 B.环境信息系统的规范化分类,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,4.数据结构分析 1）数据来源分析及规范化分类 B.环境信息系统的规范化分类 原则： 包括环境管理所涉及全部数据 数据类型划分面向数据所反映的环境特征 自身内在规律为基础，适当考虑数据来源和采集渠道 为今后发展留有余地 就具体某一数据来说，类型划分唯一,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,4.数据结构分析 1）数据来源分析及规范化分类 分以下几类： 以环境信息来源与产生为基础进行分类 以环境信息表现形式为基础 以与时间的关系为基础 以与空间的关系为基础 以环境介质为分类基础 以学科分类为基础,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,4.数据结构分析 1）数据来源分析及规范化分类 分以下几类： 以信息处理程度为基础 以环境信息的使用为基础 环境信息主要来自四个方面,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,4.数据结构分析 1）数据来源分析及规范化分类 环境信息主要来自四个方面： 排污企业单位填报的污染源基本信息 各级环境监测部门采集的环境质量、污染源等有关信息 各级环境管理部门收集的用于环境管理业务的信息 各级其他有关部门,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,4.数据结构分析 2）数据结构分析 （1）数据分析的原则 全部功能都有数据项支持，不能出现多余的数据项 所有数据项按照功能划分的情况进行组合，尽可能的减少冗余 数据集的划分应保证实现功能时调用数据方便 （2）数据字典,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.4 环境信息系统分析,设计阶段的内容： 信息分类的编码设计、系统分解、确定功能模块及连接方式、人机界面设计、数据库设计及模块功能说明 1.系统设计的评价标准 （1）系统运行的效率 （2）系统的工作质量 （3）系统的可靠性 （4）系统的可修改性,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.5 环境信息系统设计,2.系统功能分解 1）系统功能分解的方法 上层抽象、下层具体 2）模块的定义 具有输出、输入、逻辑功能、运行程序与内部数据四种属性的一组程序语句。,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.5 环境信息系统设计,2.系统功能分解 3）模块的划分和联结 （1）模块的凝聚程度 表示一个模块本身的内在联系是否紧密，是否比外部联系少。分为功能凝聚、数据、过程、暂时、逻辑相似、偶然等 （2）模块的耦合 模块之间的信息交换关系。设计时应减少耦合，提高模块独立性。分为数据耦合、控制耦合、非法耦合,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.5 环境信息系统设计,2.系统功能分解 4）结构图的画法 出发点是数据流图，先把整个系统当做一个模块，然后逐层划分模块,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.5 环境信息系统设计,3.编码设计 原则 ： 惟一性 可扩展性 短小 长度、格式统一、 尽量使代码顺序有一定的意义 尽量使代码从字面就能反映某些属性 代码系统要有一定的稳定性，能够适应环境变化,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.5 环境信息系统设计,4.数据流程图设计 1）数据流程图 四个基本符号：外部项、处理过程、数据流、数据存储 2）处理逻辑说明 三种工具：结构式语言、决策树、决策表（P106-P107）,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.5 环境信息系统设计,4.人机界面设计 1）人机界面设计原则 （1）以通信功能作为界面设计的核心 （2）界面需始终一致 （3）界面必须使用户随时掌握任务进展情况 （4）界面必须能提供帮助 （5）界面友好，使用方便 （6）输入画面尽可能接近实际 （7）具有较强的容错功能,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.5 环境信息系统设计,4.人机界面设计 2）输入输出设计 （1）输入设计的内容： 输入信息的名称及功能 输入周期 输入限制 输入媒体 输入方式 输入信息收集方式、原始记录如何收集 原始信息的名称 输入数据项名称、位数与使用文字或符合输入格式,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.5 环境信息系统设计,4.人机界面设计 2）输入输出设计 （2）输出设计的内容： 输出信息的名称及功能 输出周期 输出限制 输出媒体 输出方式 保密要求 输出数据项名称、位数、输出的符合或文字、 输出格式设计,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.5 环境信息系统设计,1.硬件购置 计算机硬件、外设、网络、电源、机房、环境等设备的购买，验收、安装、调试工作等 2.程序编制 1）程序设计要求 （1）各级菜单、提示、输出结果全部汉化，直观、形象 （2）操作方法简单方便 （3）编程严谨、逻辑性强、模块化编程、一定“容错”能力 （4）可读性好，便于修改，完善、功能扩展和系统移植,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.6 环境信息系统实施,2.程序编制 2）程序设计方法 基本形式： 顺序结构 选择结构 先判断后“做”循环结构 先“做”后判断循环结构 分情况判断结构 3）编写程序,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.6 环境信息系统实施,3.数据的准备与录入 4.人员培训,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.6 环境信息系统实施,1.软件测试概念 1）测试的目标 暴露程序中的错误 其他人员组成测试小组完成测试工作 测试只能找出错误，不能证明程序没有错误 2）黑盒测试与白盒测试 黑盒测试：知道系统应该具有的功能，可通过测试检验是否每个功能都能正常使用 白盒测试：知道系统内部工作过程，通过测试检验产品内部是否按照说明书的规定正常运行,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.7 环境信息系统测试,1.软件测试概念 3）软件测试的步骤 A.模块测试 B.子系统测试 1.正常数据测试 2.异常数据测试 3.非法数据测试 C.系统测试 D.验收测试 E.平行运行,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.7 环境信息系统测试,2.单元测试 集中检验软件设计的最小单元模块 3.集成测试 组装软件的系统技术 模块组装成程序的两种方法： 非渐增式测试方法：先分别测试每个模块，再把所有模块放在一起结合成所要的程序 渐增式测试方法：把下一个要测试的模块同已经测试好的那些模块结合起来测试，测试完后再把下一个应该测试的模块结合起来测试 4.验收测试,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.7 环境信息系统测试,3.集成测试 渐增式测试方法与非渐增式测试方法优缺点： 非渐增式测试方法工作量较大；渐增式测试方法开销较小 渐增式测试可以较早发现模块间接口错误；非渐增式接口错误发现的晚 非渐增式测试发现错误较难准确定位；渐增式测试发生错误往往和最近加进来得模块有关 渐增式测试方法对程序的测试更彻底 渐增式测试需要较多的机器时间 非渐增式测试方法可以并行测试所有模块，能充分利用认了，加快工程进度,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.7 环境信息系统测试,3.集成测试 渐增方式两种方法： 1）自顶向下结合 步骤： 对主控制模块进行测试，测试时用存根程序代替所有直接附属于主控制模块的模块 根据选定的结合策略，每次用一个实际模块代替一个存根程序 在结合进一个模块的同时进行测试 为保证加入模块不引进新的错误，可能需要进行回归测试 从第步开始不断重复进行上述过程知道构造起完整的软件结构为止,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.7 环境信息系统测试,3.集成测试 渐增方式两种方法： 2）自底向上结合 步骤： 把低层模块组合成实现某个特定的软件功能的族 写一个驱动程序，协调测试数据的输入和输出 对由模块组成的子功能族进行测试 去掉驱动程序，沿软件结构自下向上移动，把子功能族结合起来，形成更大的子功能族 3)不同集成测试策略的比较 实践中的混合策略： （1）改进的自顶向下测试方法 （2）混合法,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.7 环境信息系统测试,1.环境信息系统维护 1）软件维护的定义 软件维护就是在软件已经交付使用后，为了改正错误或满足新的需要而修改软件的过程 2）软件维护的特点 3）软件系统维护的代价,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.8 环境信息系统运行、维护和评价,1.环境信息系统维护 4）软件系统维护中存在的问题 理解别人写的程序通常非常困难 需要维护的软件往往没有合格的文档，或者文档资料不足 当要求对软件进行维护时，不能完全依靠开发人员仔细说明软件 绝大多数软件在设计时没有考虑将来的修改 软件维护不是一项吸引人的工作,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.8 环境信息系统运行、维护和评价,1.环境信息系统维护 5）维护过程 A.维护组织 明确维护责任 B.维护报告 包括以下信息： 满足维护要求表中提出的要求所需要的工作量 维护要求的性质 这项要求的优先次序 与修改有关的事后数据,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.8 环境信息系统运行、维护和评价,1.环境信息系统维护 5）维护过程 C.保存维护记录 D.评价维护活动 6）软件系统的可维护性 A.决定软件可维护性的因素 （1）可理解性 （2）可测试性 （3）可修改性,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.8 环境信息系统运行、维护和评价,1.环境信息系统维护 6）软件系统的可维护性 B.文档 文档是影响软件可维护性的决定因素，要求有： 必须描述如何使用这个系统 必须描述如何管理这个系统 必须描述系统需求和设计 必须描述系统的实现和测试，以便使系统成为可维护的,3.4 环境信息系统开发设计,3.4.8 环境信息系统运行、维护和评价,1.环境信息系统维护 6