（管理科学与工程专业论文）天津市120医疗急救紧急呼叫管理信息系统研究.pdf

中文摘要 我国目前正处于人口老龄化的快速发展阶段，空巢家庭、纯老人家庭、高龄 老人家庭越来越多，现在，一些大城市的空巢老人问题更为突出。 天津市1 2 0 急救指挥中心有关人士介绍，城市老年人中心脑血管等疾病发病 率不断升高，由于疾病突发性强，并且经常处于发病时不能挪动的状态，许多病 人特别是独自在家的老人无法及时打电话给救治单位或亲属，有的即便打通了， 也由于紧张或病况等多种原因，不能告知救治单位发病的情况和地址，耽误了宝 贵的抢救时问，酿成许多悲剧。 为此，我与天津市1 2 0 急救指挥中心合作研发并成功启动了“生命新干线” 家庭无线呼叫急救服务。 该医疗语音呼救咨询系统由呼叫中心技术诞生发展而来。我承担该项目的经 理职务，利用软件工程的开发管理理论，成功的让这个系统开发并投入使用，取 得了良好的社会效益。 本文依据软件工程理论论述了我研发整个系统的全过程，从基本的软件系统 开发理论入手，主要论述了我对于该系统的需求调研、需求分析、系统设计、系 统开发、系统实施等步骤的实现和组织，并对未来的系统发展和升级作了展望。 本文论述项目在当今医疗急救行业信息技术领域尚属空白，在医疗急救中的 呼救信息处理和数据挖掘方面，在空巢家庭的急救系统处理方面，在m i s 医疗 领域发挥方面都属于创新科技和前沿的研究。 关键词：呼叫中心，需求分析，项目管理，医疗急救，管理信息系统 c u r r e n t l yt h eo u rc o u n t r yi sb e i n gp l a c e di nt h ef a s td e v e l o p m e n ts m g et h a tt h e p o p u l a t i o na d v a n c e da g er u m ，e m p t yn e s tf a m i l y ，p u r eo l dm a n sf a m i l y ，t h ea d v a n c e d a g eo l dm a n sf a m i l yi sm o r ea n dm o r e ，n o w , t h ee m p t yn e s to l dm a n sp r o b l e m o f s o m eb i gc i t yc i t yi sm o r eo u t s t a n d i n g t h e1 2 0r e l e v a n tp e r s o n a g e si nt h ef i r s ta i dc o m m a n d i n gc e n t e r si nt i a n j i nc i t y i n t r o d u c t i o n ，t h ec i t yo l dp e o p l e sc e n t e rc e r e b r a le t c d i s e a s eo u t b r e a kr a t eg o e su p c o n t i n u o u s l y ，i ss t r o n gb e c a u s eo f t h ed i s e a s ea b r u p t , a n du s u a l l yb ep l a c e di nt h e o u t b r e a kt h ea p p e a r a n c et h a tc a n tm o v e ，m a n yp a t i e n te s p e c i a l l ya n da l o n ea th o m e o f o l dm a nc a n tm a k ea p h o n ec a l li nt i m et os a v et oc u r et h eu n i to rr e l a t i v e s e s ，h a v e o f b r o k et h r o u g he v e ni f , a l s ob e c a u s eo f v a r i o u sr e a s o n ss u c ha ss t r a i no rc o n d i t i o no f p a t i e n te t c ，c a n tt e l lt os a v et h ec i r c u m s t a n c ea n da d d r e s s e so f c u r et h eu n i to u t b r e a k s ， h o l du pp r e c i o u ss a l v a g et i m e ，b d n ga b o u tm a n yt r a g e d i e s f o rt h i s ，ic o o p e r a t ew i t h1 2 0f i r s ta i dc o m m a n d i n gc e n t e r si nt i e n j i nc i t yt h e d e v e l o p m e n tt oc o m b i n es u c c e s st os t a r t e d ”l i f en e wt r u n kl i n e ”f a m i l yl e a d i nt o c a l lt h ef i r s ta i ds e r v i c e 1 1 1 em e d i c a lt r e a t m e n t ss p e e c hc r yf o rh e l pt oc o n s u l tw i t ht h es y s t e mt ob eb o m t h ed e v e l o p m e n tb yt h ec a l ls i g nc e n t e rt e c h n i q u es i n c et h a n iu n d e r t a k em a n a g e r s j o bo f t h a ti t e m ，m a k i n gu s eo f t b ed e v e l o p m e n to f t h es o f t w a r ee n g i n e e r i n g m a n a g e m e n tt h e o r i e s ，s u c c e e do fl e tt h i ss y s t e md e v e l o p m e n tc o m b i n e d e v o t i o nu s e ， o b t a i ng o o ds o c i a lp e r f o r m a n c e t h i st e x td i s c u s s e da c c o r d i n gt ot h es o f t w a r ee n g i n e e r i n gt h e o r i e sid e v e l o pt h ew h o l e w h o l ep r o c e s so f s y s t e m ，c o m m e n c i n gf r o mt h eb a s i cs o f t w a r es y s t e md e v e l o p m e n t t h e o r i e s ，m a i n l yd i s c u s s i n gt h em yn e e di n v e s t i g a t i o nt o w a r dt h a ts y s t e m ，n e e d a n a l y s i s ，t h es y s t e md e s i g n ，s y s t e md e v e l o p m e n t , t h es y s t e mi m p l e m e n te t e t h e r e a l i z a t i o no f t h es t e pa n do r g a n i z a t i o n ，a n dd e v e l o p p e dt ot h ef u t u r es y s t e mt om a k e t h eo u t l o o kw i t hu p g r a d e t h i st e x td i s c u s s e st h ei t e mt h em e d i c a lt r e a t m e n tf i r s ta i d p r o f e s s i o n i n f o r m a t i o n t e c h n i q u er e a l mb e l o n g s t ot h eb l a n ks t i l ln o w a d a y s ，i nm e d i c a l t r e a t m e n tg i v ef i r s ta i do f c r yf o rh e l pt h ei n f o r m a t i o np r o c e s s i n ga n dd a t a st os c o o p o u tt h ea s p e c t , t h ef i r s ta i ds y s t e m p r o c e s s i n ga s p e c tt h a ti sa te m p t yn e s tf a m i l y ， d e v e l o pt h ea s p e c t st oa l lb e l o n gt ot h er e s e a r c ht h a tc r e a t i v es c i e n c ea n dt e c h n o l o g y a n df r o n t sf o l l o wi nt h em i sm e d i c a lt r e a t m e n tr e a l m k e y w o r d s ：t h ec a l lc e n t e r , t h en e e di sa n a l y t i c a l ，t h ei t e mm a n a g e m e n t ，t h e m e d i c a lt r e a t m e n tf i r s ta i d 。m i s 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤盗盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：i 提和 签字日期：加阳石年朋日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解鑫壅盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫鲞盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 躲瑚扫 一名：脓 签字目期：伽绰矿月扩e 1 签字日期：叫辟多咱汨 第一章导论 第一章导论 1 1 选题意义 我国目前正处于人口老龄化的快速发展阶段，空巢家庭、纯老人家庭、高龄 老人家庭越来越多，现在，空巢老人家庭己占老人家庭的2 6 ，一些大城市的 空巢老人问题更为突出。 天津市1 2 0 急救指挥中心有关人士介绍，城市老年人中心脑血管等疾病发病 率不断升高，由于疾病突发性强，并且经常处于发病时不能挪动的状态，许多病 人特别是独自在家的老人无法及时打电话给救治单位或亲属，有的即便打通了， 也由于紧张或病况等多种原因，不能告知救治单位发病的情况和地址，耽误了宝 贵的抢救时间，酿成许多悲剧。 为此，我与天津市1 2 0 急救指挥中心合作研发并成功启动了“生命新干线” 家庭无线呼叫急救服务。 老人们只需购买并在身上悬挂类似汽车中控锁遥控器大小的自动呼叫器， 遇到病发按下按钮就可与1 2 0 急救中心联系，病人不用说话，中心控制电脑在呼 叫器响后1 5 秒内将会自动弹开老人的档案，得到报警老人的姓名、住址、病史 等方面的一系列信息，并通过终端设备与病人保持通话、监听病人的状态。同时 急救中心会通知距病人最近的救护车前往救护。正常情况下，2 0 分钟左右急救 医生便可到达现场。这将为挽救病人生命争取宝贵时间。老人带上这种仪器也可 以进行户外活动，家庭以外2 0 0 0 平方米范围内仪器都能正常使用。 这项服务缩短了急救时间，增加了1 2 0 救护的成功率，同时为空巢家庭解 决了部分后顾之忧。 1 2 研究内容和技术路线 本文依据软件工程理论论述了我研发整个系统的全过程，从基本的软件系 统开发理论入手，主要论述了我对于该系统的需求调研、需求分析、系统设计、 系统开发、系统实施等步骤的实现和组织，并对未来的系统发展和升级作了展望。 本文文章结构图如下： 图1 1 本文文章结构图 第二章系统研究的意义和背景 第二章系统研究的意义和背景 2 1 系统研究的背景 2 1 1 系统研究的科学背景 在科学技术飞速发展的今天，各种科技手段都被人们应用于生活的各个领 域，科技给人类带来了不小的进步。本系统在秉承电话呼叫交换技术基础上，并 在此基础上发展为自动呼叫技术，用社会流行的说法，我们可以将它叫做“呼叫 中心”。 “呼叫中心”是一些公司企业为用户服务而设立的。早在8 0 年代，欧美等 国的电信企业、航空公司、商业银行等为了密切与用户联系，应用计算机的支持、 利用电话作为与用户交互联系的媒体，设立了“呼叫中心”( c a l lc e n t e r ) ，也可 叫做“电话中心”，实际上就是为用户服务的“服务中心”。 早期的呼叫中心，主要是起咨询服务的作用。开始是把一些用户的呼叫转接 到应答台或专家坐席。随着要转接的呼叫和应答增多，开始建立起交互式的语音 应答( i v r ) 系统，这种系统能把大部分常见问题的应答由机器、即“自动话务 员”应答和处理，这种“呼叫中心”可称为是第二代呼叫中心。 现代的呼叫中心，应用了计算机电话集成( c l f l ) 技术使呼叫中心的服务功 能大大加强。c t l 技术是以电话语音为媒介，用户可以通过电话机上的按键来操 作呼叫中心的计算机。接入呼叫中心的方式可以是用户电话拨号接入、传真接入、 计算机及调制解调器( m o d e m ) 拨号连接以及因特网网址( i p 地址) 访问等， 用户接入呼叫中心后，就能收到呼叫中心任务提示音，按照呼叫中心的语音提示， 就能接入数据库，获得所需的信息服务。并且存储、转发、查询、交换等处理。 还可以通过呼叫中心完成交易。 “呼叫中心”把传统的柜台业务用电话自动查询方式代替。“呼叫中心”能 够每天2 4 小时不问断地随时提供服务，并且有比柜台服务更好的友好服务界面， 用户不必跑到营业处，只要通过电话就能迅速获得信息，解决问题方便、快捷、 增加用户对企业服务的满意度。 例如：蒙牛集团客户服务系统 蒙牛集团客户服务系统采用目前比较流行的企业呼叫中心系统，主要包括两 个部分：语音呼叫中心平台和客服中心管理系统，其中语音呼叫中心平台提供语 音自动应答、智能话务分配排队、自动查询、座席接听，转接、三方通话等语 音服务功能，是公司客户服管中心的受理平台。客服中心管理系统提供整体的服 务支持和管理功能。 语音平台使用流程： 蒙牛咨询与投诉服务热线为“8 0 0 8 0 5 3 3 3 3 ”，可提供2 4 小时人工与自动语 2 第二章系统研究的意义和背景 音服务，其中人工服务时间为早8 ：0 0 至晚2 4 ：0 0 ，自动语音服务时间为晚2 4 ：0 0 至次日早8 ：0 0 。 进入蒙牛咨询及投诉服务热线系统后，可以根据语音提示选择相关服务。 电话操作图如下： 图2 - 1蒙牛集团客户服务系统图 在这种技术发展背景下，通过我们的研发，完全可以将家庭电话呼叫自动化， 并且由电脑代替人脑来接听和分拣来电，通过电脑控制中心( c 1 1 ) 的一系列分 析与处理，自动识别呼救来电信号，并作出反应，其速度远远大于人工处理的速 度，达到了紧急呼叫的目的。 基于此设想，我首先对天津1 2 0 急救指挥中心进行现场调研，以验证我设想 的可行性。经过调查了解，天津1 2 0 急救指挥中心的接警服务已经达到半自动化 的程度，即1 2 0 服务热线接通到天津1 2 0 急救指挥中心后，接警人员已经可以通 过电脑屏幕和大屏幕投影显示来电号码，在讯问了具体营救地点之后，立即以无 线集群技术向营救地点附近救护车站点发出指令，接到指令的救护车站点立即派 车前往具体营救地点实施营救任务。与此同时，在具体营救地点附近的医院也可 以接到通知并做好救护准备。 看来，整个过程中虽然已经实施了一定的电子化办公，但是人工参与部分还 是不少，出错和延迟普遍存在。以此推断，天津1 2 0 急救指挥中心已经实施了电 话交换和电脑技术，但是并没有充分发挥电脑的作用，可以说搭好了平台，无人 表演或者少人表演。由此，我完全可以利用现有的信息化设施进行改造和研发， 实现自动呼叫的目标。 2 1 2 系统研究的社会背景 天津是中央四大直辖市之一。天津市地处我国华北平原的东北部， 海河流 第二章系统研究的意义和背景 域下游，总面积1 1 9 1 9 7 平方公里。从市中心计算，天津距北京1 3 7 公里，为 首都之门户。天津急救中心现有救护车7 4 辆，全市1 0 个区( 包括新四区) 设立 6 个急救分站、1 个非急救业务分站，滨海三区及宝坻武清蓟县设有区域急 救中心，市急救中心与区域中心形成业务指导关系。从而形成了具有本市特点的 三级院前急救网络体系，有效地缩小了急救服务半径，提高了抢救成功率。截止 2 0 0 2 年底，完成全市院前急救任务量近6 万人次。在这样一个人口众多而又突 发疾病频率高现代化的大都市里，怎样提高对接警电话的反映速度和准确的找到 救护地点是城市现代化发展需要，更是提高社会服务职能的必须，是社会主义优 越性的表现。 首先，市民遇到紧急情况拨打1 2 0 呼救，由于突发事件的紧张和不知所措， 经常不能冷静的叙述需要救护的详细地址或者周围的地址特征，通话时间可能 3 1 0 分钟，这给急救中心的工作人员抢救和救护车司机准确到达地址带来一定 的困难，而且会担搁对病人宝贵的生命救护时间。为了解决这样一个难题，“生 命新干线”医疗语音呼救咨询系统将用户呼救过程( 从用户按动呼救键到中心整 个呼救信息弹出过程) 缩短到1 5 秒，而且不必亲自询问，就可以轻松从系统中 得到用户的发病地址和周围的地址特征，给急救中心的工作人员抢救和救护车司 机准确到达地址带来了方便，由于大大节省了时间，所以提高了对病人抢救的成 功率。 其次，“生命新干线”医疗语音呼救咨询系统存储了用户大量的信息，除了 基本信息外，还包括各种病史的记录、病人一些病例图片的记录( 心电图等) 、 家属的联系电话、合同保险医院等信息，可以帮助1 2 0 急救中心或医院建立病人 数据库，以便于长期进行医疗服务。例如：医院可以根据系统中的资料定期对糖 尿病的病人进行定期体检或咨询服务，也可以其中的v i p 用户进行新药品推荐工 作。由于长期稳定的掌握用户的资料，对于急救发生时，医院可以提前做好手术 准备，提高治疗成功率。 再次，当今社会竞争激烈、子女工作繁忙，家中老人“空巢”现象普遍存在， 这已经成为一个社会问题。怎样解决家中无人照看老人发病急救的问题更是1 2 0 急救中心工作上的新突破。“生命新干线”医疗语音呼救咨询系统为这些老人提 供的呼叫器可以为他们的子女分忧，更可以方便联络1 2 0 急救中心，这也是社会 服务职能的进步。特别是从全国到政府的各个重要岗位退休下来备受人民尊敬的 老领导干部，1 2 0 急救中心能够为他们服务也是全人民的希望。“生命新干线” 医疗语音呼救咨询系统不仅能让1 2 0 急救中心及时知道他们的呼救信息，也能让 老干部管理部门和市政府( 安装了呼救受理子系统) 几乎同时知道他们呼救信息， 便于共同为他们生命提供更好的援助。这也是为离退休老干部们一生贡献社会的 第二章系统研究的意义和背景 最好的回报。 综上所述，“生命新干线”医疗语音呼救咨询系统能够不仅能为天津1 2 0 急 救中心的急救事业带来科技的力量，更为我们拯救生命赋予了更新的使命，它是 人民生命的新干线 2 2 系统研究的意义 2 2 1 系统研究的科学意义 “生命新干线”医疗语音呼救咨询系统由呼叫中心技术诞生发展而来。 呼叫中心作为企业直接与客户联系和沟通的前端，自2 0 世纪9 0 年代初引入 国内后，经过l o 多年的长足发展，已先后经历了概念期、导入期、推广期，呼 叫中心一直以超乎寻常的速度在国内得到普及与应用。 关于国内呼叫中心建设的现状和所处的阶段，从技术的角度来说有大家较为 一致的关于第一代、第二代、第三代、第四代的说法，随着i p 技术等的发展又 呈现很多新的发展；从效益的角度说，呼叫中心将会经历以呼入为主的第一阶段 ( 建立语音为主的呼入平台，以提高服务质量为目的) 、以呼出为主的第二阶段 ( 建立新型的电话营销平台，不仅提供信息服务，还可以作为电话营销平台) 和 综合呼入呼出的第三阶段( 既是客户服务中心，又是电话营销中心，将呼入坐席 与呼出坐席合并，缩减整体坐席投入，真正使得呼叫中心从单纯的成本中心转化 为利润中心。) 从技术和效益两维来看，不同行业处在不同的位置，不同企业就处在不同的 位置，同一企业不同时间也处在不同的位置。某个企业某段时问的具体位置分析 可用下图来分析： 效益 嚣台 入嫩 呼出 为主 呼入 尚主 司 。 氏 。 图2 - 2 国内呼叫中心建设的现状和所处的阶段 技术 第二章系统研究的意义和背景 现在，“生命新干线”医疗语音呼救咨询系统正在逐渐发展完善成为“第五 代”呼叫中心产品。因为： ( 1 ) 呼叫中心的发展目标已经不仅单单为企业带来利润，更具有服务大众， 为社会造福的功能。 ( 2 ) “生命新干线”医疗语音呼救咨询系统不仅具有“客户服务中心、电话 营销中一b ”类似企业的功能，还有定位、自动语音应答、咨询、紧急通知、多院 线配合等第三方服务。 由此看来，随着社会需求和科技的发展，呼叫中心技术将会不断升级，成为 电子通讯技术里面更为实用的一个应用。 2 2 2 系统研究的社会意义 我国已进入老龄化社会，据2 0 0 3 年底的统计数据，天津市6 0 岁以上的老年 人达到了1 9 0 多万人，占全市总人口的2 1 ，“空巢”家庭有6 0 万户；在 2 0 0 3 2 0 0 4 年召开的人大、政协会议上，“空巢”家庭的医疗求助和安全保障一 直是两会讨论的重要议题。亚健康状态是指机体虽无明确的疾病诊断，却呈现出 活力降低，适应性减退，介于健康与病症之间的一类生理功能低下状态，欧美国 家早在十几年前就已经提出和普及“亚健康概念”，在这一点上，我国的起步比 较晚。目前我国的“亚健康”人群规模及严重程度，已不容我们乐观和“坐视”， 特别是企业职员、中高层管理人员及强脑力工作者，亚健康状态尤为严重和普遍。 中新社北京一项最新的调查结果显示，天津人的亚健康率为7 2 3 1 ，高居全国 重点城市首位。作为社会的精英，作为经济和知识的集合体，作为国家建设的栋 梁，如果他们的健康状况不够良好，将直接影响国家的长远发展和持续进步。因 此对于他们的健康援助是一项长期的系统工程，需要有一个科学的、权威的支持 体系实施和完成。 随着社会不断加快现代化进程，将最新的技术转化为生产力，利用现代化的 管理手段，提高管理水平和管理效率，已越来越受到管理层的高度重视。对于一 个医务系统来说，如何将患者和医院有机地结合在一起，不断增加使患者感到满 意的服务，这是一个医务单位在当今市场取得成功的重要因素。 特别是当今社会竞争激烈、子女工作繁忙，家中老人“空巢”现象普遍存在。 本呼救中心的作用就是在医务单位与患者之间架起连接的桥梁，特别是对于需要 长期服务的“空巢”老人和病患者，提高院前急救的速度和质量，建起生命的新 干线。这个研究既具有时代意义，又具有社会意义。 6 第三章信息系统工程开发理论 第三章信息系统工程开发理论 3 1 需求分析 3 1 1 需求调研 l 、软件需求的定义 i e e e 软件工程标准词汇表( 1 9 9 7 年) 中定义需求为： ( 1 ) 用户解决问题或达到目标所需的条件或权能( c a p a b i l i t s ) 。 ( 2 ) 系统或系统部件要满足合同、标准、规范或其它正式规定文档所需具有 的条件或权能。 ( 3 ) 一种反映上面( 1 ) 或( 2 ) 所描述的条件或权能的文档说明。 2 、需求的层次 下面这些定义是需求工程领域中常见术语的定义说明。 软件需求包括三个不同的层次：业务需求、用户需求和功能需求，也包括非 功能需求。业务需求( b u s i n e s sr e q u i r e m e n t ) 反映了组织机构或客户对系统、产品 高层次的目标要求，它们在项目视图与范围文档中予以说明。用户需求( u s e r r e q u i r e m e n t ) 文档描述了用户使用产品必须要完成的任务，这在使用实例( u s e c a s e ) 文档或方案脚本( s c e n a r i o ) 说明中予以说明。功能需求( f u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t ) 定义了开发人员必须实现的软件功能，使得用户能完成他们的任务，从而满足了 业务需求。 作为补充，软件需求规格说明还应包括非功能需求，它描述了系统展现给用 户的行为和执行的操作等。它包括产品必须遵从的标准、规范和合约；外部界面 的具体细节；性能要求；设计或实现的约束条件及质量属性。所谓约束是指对开 发人员在软件产品设计和构造上的限制。质量属性是通过多种角度对产品的特点 进行描述，从而反映产品功能。多角度描述产品对用户和开发人员都极为重要。 值得注意的一点是，需求并未包括设计细节、实现细节、项目计划信息或测试信 息。需求与这些没有关系，它关注的是充分说明你究竟想开发什么。 f r e d e r i c kb r o o k s 在他1 9 8 7 年的经典的文章“n os i l v e rb u l l e t ：e s s e n c ea n d a c c i d e n t so f s o f t w a r ee n g i n e e r i n g ”中充分说明了需求过程在软件项目中扮演的 重要角色： 开发软件系统最为困难的部分就是准确说明开发什么。最为困难的概念性工 作便是编写出详细技术需求，这包括所有面向用户、面向机器和其它软件系统的 接口。同时这也是一旦做错，将最终会给系统带来极大损害的部分，并且以后再 对它进行修改也极为园难。 为什么这么说呢，因为在大多数的软件系统中，最终用户可能都不清楚他的 需求是什么，这是千真万确的。如果你的用户告诉你需求就是这些了，不要相信 第三章信息系统工程开发理论 他，继续刨根闯底，直到你们都筋疲力尽了。 虽然听上去有些不可思议，但这是教训之谈，在我从事的项目之中，没有一 个用户在软件接近完成的时候打电话对我说，我看了你们的软件，我想我必须改 动一些地方。在那些日子中，我甚至得了一种电话铃音恐惧症。 3 、需求风险 下面列出了在做需求分析时一些很危险的做法，这些做法会对软件产生致命 的影响。 1 ) 无足够用户参与 2 ) 用户需求的不断增加 3 ) 模棱两可的需求 4 ) 不必要的特性 5 ) 过于精简的规格说明 6 ) 忽略了用户分类 7 ) 不准确的计划 4 、需求调研 定义：是要了解现实世界中做实际工作的人们真正需要什么样的程序的过 程，再把这些需求开进细节整理由设计部开发，再由销售部销售给用户。 5 、需求调研方法 1 ) 会谈、询问：围绕软件目标提出具体问题； 2 ) 调查表：经过仔细考虑的书面回答可能比会谈中的回答更加准确； 3 ) 收集分析客户使用的各种表格、有关工作责任、工作流程、工作规范、相 关数据标准、业务标准的各种文字资料； 4 ) 收集同类相关产品的宣传资料、技术资料、演示程序或软件程序； 5 ) 情景分析：利用情景分析诱导用户能够把它们的需求告知分析员( 可以描 述当前一项业务怎么做、也可以描述设想的系统中此项业务怎么做) ； 6 ) 可视化方法：结和情景分析，利用画用户界面图、业务流程图、功能结构 图、时序图等图形与客户进行讨论； 6 、调研基本策略 1 ) 首先确定用户的软件开发目标，确定系统基本范围，然后围绕这一目标， 确定要访问的部门和人员，要了解的业务，在基本范围内展开调研； 2 ) 以部门职责为基础搞清各种现有业务、要填写的表簿册文档报表等，其数 据来源及去向； 3 ) 以业务为主线，搞清每个业务的每个环节的流程关系、涉及部门、输入输 出项： 第三章信息系统工程开发理论 4 ) 以数据为主线，搞清数据采集方式、数据流向、数据之间的内在联系； 5 ) 搞清哪些业务或数据是己建系统的，它们和新系统的关系是衔接还是替换； 6 ) 应思考是否有新技术可以改进现有工作，用户提出的需求用现有技术能否 实现。 3 1 2 分析方法 一、需求分析的定义： 在软件工程中，需求分析指的是在创建一个新的或改变一个现存的电子计算 机系统时描写新系统的目的、范围和定义时所要做的所有的工作。需求分析是软 件工程中的一个关键过程。在这个过程中，系统分析员和软件工程师确定顾客的 需要。只有在确定了这些需要后他们才能够分析和寻求新系统的解决方法。 二、需求分析的要求 l 、必须能够表达和理解问题的数据域和功能域：系统的目的都是为了解决 数据处理问题，就是将一种形式的数据转换( 输入、处理、输出) 为另一种形式 的数据。数据域应包括数据流、数据内容和数据结构。数据流式数据通过系统时 的变化方式。对数据进行转换就是程序的功能或子功能，两个转换之间的数据传 递确定了功能问的接口。数据内容就是数据项，如人的数据项包括姓名、性别、 出生日期等等。数据结构即各种数据项的逻辑组织，如是表格结构还是树形结构、 数据项间的相互关系。 2 、必须按自顶向下、逐层分解的方式对问题进行分解和不断细化：软件的 功能域和信息与都能做进一步的分解，可以是同一层次上的横向分解，也可以是 多层次上的纵向分解。 3 、给出系统的逻辑模型和物理模型：逻辑模型给出软件要达到的功能和要 处理的数据之间的关系；物理模型给出处理功能和数据结构的实际表示形式。 三、需求分析步骤( 以企业信息系统m i s 为例) 企业级信息系统即着眼于整个企业的信息系统，是一个覆盖企业所有业务领 域、适应企业不断发展的综合信息系统，它是一个统一的整体数据具有一致性， 提高了系统的综合利用效率。 a 、规划阶段 1 、构建高层次的企业模型 ( 1 ) 调查组织结构、建立组织关系层次图； ( 2 ) 调查企业的任务、目标、战略重点和关键成功因素并予以分类； ( 3 ) 识别每个目标和关键成功因素所需的信息； ( 4 ) 给出每个目标完成的度量标准； ( 5 ) 分析信息技术对企业业务的潜在影响； 9 第三章信息系统工程开发理论 ( 6 ) 建立高层次企业模型( 描述业务处理的主题域及其关系、建立企业初始功 能层次图) ； ( 7 ) 与企业中高层管理人员讨论，对所得信息和分析进行补充和确认； 2 、对功能进行分解( 输出：功能层次图、功能关系图、功能组织矩阵) ； 3 、进行实体分析( 输出：高层实体关系图、实体类信息需求矩阵、业务功能 实体类矩阵) ； 4 、评估企业当前环境( 现有系统和数据存储的清单、信息结构的范围、信息需 求列表、组织、技术环境) ； 5 、识别和确定预期的数据存储和业务系统，建立业务系统的结构图，确定和记 录业务领域： b 、业务领域分析阶段 l 、确定业务范围、建立组织、制订计划； 2 、进行数据分析，建立详细的数据模型( 详细实体关系图) ； 3 、业务活动分析( 分析业务过程细节、分解业务过程、分析过程间的依赖关系、 分析业务交互作用、建立业务活动模型) ； 4 、现有系统分析( 操作程序分解表、数据流图、用户视图：用户感兴趣的字段 集) ； 5 、业务领域模型的确认( 完整性、正确性、长效性) 。 3 2 系统设计 3 2 1 系统结构设计 l 、概念 软件体系结构是指软件的整体结构，以最简单的层次化体系结构为例说明： 层次化体系结构是指程序模块的层次结构、模块之间的交互，以及模块使用的数 据结构。软件体系结构设计的主要目标是开发一个模块化的程序结构，并且表示 出模块的控制关系，此外，还应该将程序结构与数据结构相结合，为数据在程序 中的流动定义接口。为了说明体系结构设计的重要性，这里给出一个日常生活的 小例子： 假设你新买了一栋别墅，准备装修，由于没有这方面的经验，所以请了一位 装修设计师，并且描述了自己的需求；包括房间的基本布局、喜欢的吊顶、卫生 间的要求等。设计师听了以后，问了几个问题，表示花一周的时间用于设计。 一个星期以后，设计师带来了设计，首先拿出二层卫生间的设计图纸，并进 行了详细的讲解。但是，总的设计是什么样子的呢? 你心里非常疑惑，可设计师 说：“不用着急，总体设计我们以后再说。” l o 第三章信息系统工程开发理论 这种设计师你一定不满意，你首先需要看的是整个别墅的图纸，然后才要看 各个细节的设计，最后还要知道总的装修费用。软件设计与此类似。 2 、体系结构设计风格 软件体系结构可以描述为管道和过滤式的、面向对象的、隐式请求的、层次 化的、过程控制式的等形式。 3 、程序结构 程序结构反映软件结构中模块划分情况，它通常是树状结构或网状结构，其 中蕴含了程序上的层次关系。 4 、结构化设计方法 结构化设计方法通常也叫做面向数据流的设计、面向行为的设计。结构化设 计是基于模块化、自顶向下、逐步求精等技术的设计方法。结构化设计与结构化 分析和结构化编程方法前后呼应，形成了统一、完整的系列化方法。 3 2 2 系统数据库设计 数据库技术是信息资源管理最有效的手段。数据库设计是指对于一个给定的 应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，有效存储数据， 满足用户信息要求和处理要求。 数据库设计中分为两个阶段：( 1 ) 需求分析阶段综合各个用户的应用需求( 现 实世界的需求) ，在概念设计阶段形成独立于机器特点、独立于各个d b m s 产品 的概念模式( 信息世界模型) ，用e r 图来描述。( 2 ) 在逻辑设计阶段将e - r 图 转换成具体的数据库产品支持的数据模型如关系模型，形成数据库逻辑模式。然 后根据用户处理的要求，安全性的考虑，在基本表的基础上再建立必要的视图 ( v i e w ) 形成数据的外模式。在物理设计阶段根据d b m s 特点和处理的需要， 进行物理存储安排，设计索引，形成数据库内模式。 1 需求分析阶段 需求收集和分析，结果得到数据字典描述的数据需求( 和数据流图描述的处 理需求) 。 需求分析的重点是调查、收集与分析用户在数据管理中的信息要求、处理要 求、安全性与完整性要求。 需求分析的方法：调查组织机构情况、调查各部门的业务活动情况、协助用 户明确对新系统的各种要求、确定新系统的边界。 常用的调查方法有：跟班作业、开调查会、请专人介绍、询问、设计调查 表请用户填写、查阅记录。 分析和表达用户需求的方法主要包括自顶向下和自底向上两类方法。自项向 第三章信息系统工程开发理论 下的结构化分析方法( s t r u c t u r e d a n a l y s i s ，简称s a 方法) 从最上层的系统组织 机构入手，采用逐层分解的方式分析系统，并把每一层用数据流图和数据字典描 述。 数据流图表达了数据和处理过程的关系。系统中的数据则借助数据字典 ( d a t ad i c t i o n a r y ，简称d d ) 来描述。 数据字典是各类数据描述的集合，它是关于数据库中数据的描述，即元数据， 而不是数据本身。数据字典通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处 理过程五个部分( 至少应该包含每个字段的数据类型和在每个表内的主外键) 。 数据项描述= 数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型，长度，取值 范围，取值含义，与其他数据项的逻辑关系) 数据结构描述= ( 数据结构名，含义说明，组成：( 数据项或数据结构) ) 数据流描述= ( 数据流名，说明，数据流来源，数据流去向，组成： 数据 结构) ，平均流量，高峰期流量) 数据存储描述= ( 数据存储名，说明，编号，流入的数据流，流出的数据流， 组成：( 数据结构) ，数据量，存取方式) 处理过程描述= ( 处理过程名，说明，输入：( 数据流) ，输出：( 数据流) ， 处理：( 简要说明) ) 2 概念结构设计阶段 通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体d b m s 的概 念模型，可以用e r 图表示。 概念模型用于信息世界的建模。概念模型不依赖于某一个d b m s 支持的数 据模型。概念模型可以转换为计算机上某一d b m s 支持的特定数据模型。 概念模型特点： ( 1 ) 具有较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知 识。 ( 2 ) 应该简单、清晰、易于用户理解，是用户与数据库设计人员之间进行交 流的语言。 3 逻辑结构设计阶段 将概念结构转换为某个d b m s 所支持的数据模型( 例如关系模型) ，并对其 进行优化。设计逻辑结构应该选择最适于描述与表达相应概念结构的数据模型， 然后选择最合适的d b m s 。 4 数据库物理设计阶段 为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构( 包括存储结构和存取方 法) 。根据d b m s 特点和处理的需要，进行物理存储安排，设计索引，形成数据 第三章信息系统工程开发理论 库内模式。 5 数据库实施阶段 运用d b m s 提供的数据语言( 例如s o l ) 及其宿主语言( 例如c ) ，根据逻辑设 计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行 试运行。数据库实施主要包括以下工作：用d d l 定义数据库结构、组织数据入 库、编制与调试应用程序、数据库试运行。 6 数据库运行和维护阶段 数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。在数据库系统运行过程中必须 不断地对其进行评价、调整与修改。包括：数据库的转储和恢复、数据库的安全 性、完整性控制、数据库性能的监督、分析和改进、数据库的重组织和重构造。 3 2 3 系统界面设计 用户界面是系统与用户之间的接口，也是控制和选择信息输入输出的主要途 径。用户界面设计应坚持友好、简便、实用、易于操作的原则，尽量避免过于繁 琐和花哨。例如，在设计菜单时应尽量避免菜单嵌套层次过多和每选择一次还需 确认一次的设计方式。菜单最好是二级、三级就到头了。又如，在设计大批数据 输入屏幕界面时应避免颜色过于丰富多变，因为这样对操作员眼睛压力太大，会 降低输入系统的实用性。 界面设计包括菜单方式、会话方式、操作提示方式，以及操作权限管理方式 等。 ( 1 ) 菜单方式 菜单( m e n u ) 是信息系统功能选择操作的最常用方式。按目前软件所提出的菜 单设计工具，菜单的形式可以是下拉式、弹出式的，也可以是按钮( b o t t o m ) 选择 方式的( 如w i n d o w s 下所设计的菜单多属这种方式) 。菜单选择的方式也可以是移 动光棒、选择数字( 或字母) 、鼠标( m o u s e ) 驱动或直接用手在屏幕上选择等多种方 式( 甚至还可以是声音系统加电话键盘驱动的菜单选择方式) 。 菜单设计时一般应安排在同一层菜单选择中，功能尽可能多，而进入最终操 作层次尽可能少( 最好是二级左右) 。一般功能选择性操作最好让用户一次就进入 系统，只有在少数重要执行性操作时，才设计让用户选择后再确定一次的形式， 例如，选择执行删除操作，系统尚未执行完毕前执行退出操作等等。 菜单设计时在两个邻近的功能( 或子系统) 选择之间，可以考虑交替使用深浅不 同的对比色调，以使它们之间的变化更加醒目。 ( 2 ) 会话管理方式 在所有的用户界面中，几乎毫无例外地会遇到有人机会话问题，最为常见的 第三章信息系统工程开发理论 有：当用户操作错误时，系统向用户发出提示和警告性的信息；当系统执行用户 操作指令遇到两种以上的可能时，系统提请用户进一步地说明；系统定量分析的 结果通过屏幕向用户发出控制平甲信息等等。这类会话通常的处理方式是让系统 开发人员根据实际系统操作过程存会话语句写在程序中。 这里所要说的是另一类形式的会话管理，如在开发决策支持系统时常常会遇 到大量内具有一定因果逻辑关系的会话。对于这类会话显然不能再像前面所说的 一样，简单半年它们罗列于程序之中。因为这类会话往往反映了一定的因果关系， 它具有一定的内含，是双向式的，前一次人机会话的结果，决定了下一步系统将 要执行的动作以及下一句闯话的内容。对于这一种会话，我们常常将它们设计成 数据文件中的一条条记录( 一句话一个记录) 。在系统运行时首先接收用户对第i 句会话的回答，然后执行相应的判断处理。如果有必要，系统通过简单推理再从 会话文件中调出相应内容的下一句会话，并显示在房幕上。依此反复，直到最 终问题得到满意的解决，这种会话管理方式的另一个好处就是方便、灵活。与程 序不直接相关，如果想要改动会话内容，不需改变程序而只需改变会话文件中相 应的记录即可。它的缺点是，一般分析布判断推理过程较为复杂，故一般只用于 少数决策支持系统、专家系统或基于知识的分析推理系统中。 ( 3 ) 提示方式与权限管理 为了操作使用方便，在系统设计时，常常把操作提示和要点同时显示在屏幕 的旁边，以使用户操作方便，这是当前比较流行的用户界面设计方式。另一种操 作提示设计方去则是将整个系统操作说明书全送入到系统文件之中，并设置系统 运行状态指针。当系统运行操作时，指针随着系统运行状态来改变，当用户按“求 助”键时，系统则立刻根据当前指针调出相应的操作说明。调出说明后还请求进 一步详细说明的方式，可以通过标题( 如本书的章节标志所示) 来索引具体内容， 也可以通过选择关键字方式( 如w i n d o w s 和3 w ( w o r l dw i d ew e b ) 等的h e l p 方 式) 来索引具体的内容。 另外与操作方式有关的另一个内容就是对数