（计算机应用技术专业论文）基于pb平台的可复用软部件研究与设计.pdf

湖北工业大学硕士学位论文 摘要 软件复用技术目前己成为实现软件工程化、工业化生产的首选途径，也是未来 软件开发的发展方向。基于部件的软件复用技术可以大大减少软件开发所需的时 间和费用，提高软件的灵活性、可维护性、可靠性，缩短应用软件的开发周期， 是本世纪软件技术发展的个趋势，也是目前软件业的热点之一。 本文研究可以通用于基于p b 的管理应用系统设计的软部件的设计方法，是在 参考了大量的文献资料和充分利用国际互连网上的免费资源的情况下完成的。文 中提出了软部件的概念，软部件是由一个到多个对象或构件组合而成、面向最终 系统集成的程序模块，是对现有各种管理信息系统与部件研究的基础上总结出来 的软件产品，在国内外的研究中尚处于兴起阶段。虽然国际上各种软件公司正在 开发各种中间件产品或领域构件，但这些产品不能拿来就用，都只能用于某个 领域内的系统，要最终形成实用系统还必须另外编程实现。本文结合具体系统构 建过程在设计。管理信息系统领域的p b 软部件的过程中进行了深入的研究，主要 内容如下： 1 、对各类管理信息系统的界面进行综合分析，分类归纳，研究构成系统的部 件的种类、功能特点和性能要求。 2 、在m i s 系统设计中基于部件提出了结构模型法的开发方法，设计了不同层 次的“部件”。 3 、将界面自动生成与全模块设计有机结合到一起，设计成功了即插即用型的 各种p b 软部件，特别是各种数据维护软 l l 件。 4 、研究部件的跨平台特性和与国际标准接口的关系。使用符合国际标准的接 口，使用各种通用控件，基于面向对象的方法展开设计，在p b 平台上移植了部分 系统部件，并介绍了部分p b 软部件的设计过程。 最后总结了全文，并提出了进一步的研究方向。 关键词：软部件，结构模型法，p b 软部件，软件复用，跨平台 湖北工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t n o wt h e t e c h n o l o g y o fs o f t w a r er e u s eb e c o m e st h ef i r s t a p p r o a c ht o r e a l i z e s o f t w a r ee n g i n e e r i n ga n di n d u s t r i a l i z e d p r o d u c t i o n ，a n di s t h e d e v e l o p i n gw a yo f f u t u r a ls o f t w a r ee x p l o i t a t i o nt o o t h et e c h n o l o g yo fs o f t w a r er e u s eb a s e do n c o m p o n e n t p l a y s a ni m p o r t a n tr o l ei n r e d u c i n gt h ec o s ta n di m p r o v i n ge f f i c i e n c yo fs o f p , v a r e e x p l o i t a t i o n ，i m p r o v i n g t h es o f t w a r e s a g i l i t y ，m a i n t a i n a b i l i t y ，c r e d i b i l i t y a n d s h o r t e n i n gt h ec y c l eo f s o f t w a r ed e v e l o p m e n t i ti sat r e n do fs o f t w a r ed e v e l o p m e n tt h i s c e n t u r ya n d o n e o f h o t s p o t so f s o f t w a r ei n d u s t r y t h i st e x tr e s e a r c h e st h ed e s i g n i n gw a y so fp bs o f t w a r ec o m p o n e n tw h i c ha r eu s e d i nd e s i g n i n ga l lk i n d so f m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m 。i tp u t sf o r w a r d t h e s o f t w a r e c o m p o n e n t c o n c e p t i o n s o f t w a r ec o m p o n e n ti sc o m p o s e do f o n et om a n yo b j e c t so r c o m p o n e n t sa n di sap r o g r a m m i n gm o d u l ef a c i n gu l t i m a t es y s t e mi n t e g r a t i o n i ti st h e s u m m i n g - u ps o f t w a r ep r o d u c tw h i c hi s b a s e do nv a r i o u sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e ma n dc o m p o n e n t r e s e a r c h i ti ss t i l li nr i s i n gp h a s ei nb o t hd o m e s t i ca n do v e r s e a s r e a e a r c h a l t h o 。g hm a n ys o f t w a r ec o m p a n i e sa r ee x p l o i t i n g a l lk i n d so fi n t e r m e d i a t e p r o d u c t so rd o m a i nc o m p o n e n t s ，t h e s ep r o d u c t sa r eo n l yu s e di ns y s t e m so f ac e r t a i n f i e l d w en e e dt op r o g r a m m ei f w ew a n tt op u tt h e mi n t op r a t i s e c o m b i n i n gt h ep r o c e s so fa c t u a ls y s t e mc o n s t r u c t e d ，t h i st e x tp u t sf o r w a r dt h e f o l l o w i n gq u e s t i o n sa n dt h e r e l e v e n t s o l v i n ga p p r o a c h e s i nt h ep r o c e s so ft h ep b s o f t w a r ec o m p o n e n t sd e s i g ni nm i sf i e l d ： 1 、a n a l y s e a l lk i n d so f m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m s c o n f i g u r a t i o n ，a n ds t u d y t h es p e c i e s 、f u n c t i o nc h a r a c t e ra n dp e r f o r m a n c ed e m a n do f t h ec o m p o n e n t so f w h i c ha s y s t e mi sc o m p o s e d 。 2 、i nt h ep r o c e s so fm i sd e s i g n ，w ep u tf o r w a r dt h ee x p l o i t a t i o na p p r o a c h e so f i m sb a s e do nc o m p o n e n ta n d d e s i g na l lk i n d so fh i e r a r c h yc o m p o n e n t s 3 、c o m b i n ei n t e r f a c ea u t o m a t i cb u i t dw i t hf u l l _ m o d u l ed e s i g na n ds c h e m eo u ta l l k i n d so fp l u ga n dp l a yp bc o m p o n e n t s ，e s p e c i a l l yav a r i e t yo fd a t a _ m a i n t e n a n c e i i 湖北工业大学硕士学位论文 c o m p o n e n t s 4 、r e s e a r c ht h ec o n n e c t i o no f c o m p o n e n t s s p a np l a t f o r ms p e c i a l i t y a n d i n t e r n a t i o n a ls t a n d a r di n t e r f a c e u s ei n t e r f a c ea c c o r d i n gw i t l li n t e r n a t i o n a ls t a n d a r da n d s o m ea l l _ p u r p o s ec o n t r o l s ，t r a n s p l a n t a p o r t i o n o f s y s t e mc o m p o n e n t s o n p b p l a t f o r m ， a n da d v i s et h ed e s i g n i n gp r o c e s so fp bc o m p o n e n t f i n a l l y , s u m m a r i z et h ew h o l ew o r k o ft e x ta n db r i n gf o r w a r dt h ef q l r t h e rr e s e a r c h d i r e c t i o n k e y w o r d s ：s o f t w a r ec o m p o n e n t ，i s m ，p b s o f t w a r ec o m p o n e n t ，s o f t w a r er e u s e s p a np a l t f o r m i i i 湖北工业大学硕士学位论文 1 1 引言 第1 章概论 大多数工程项目都尽可能采用可以复用的部件。但计算机软件的工程项目有 很大的特殊性，大量的软件项目，一切从头开始。这种特殊的现象正是软件开发 效率低下和质量问题严重的根源所在，软件成本高昂的因素之一。 多年来，软件工作者一直盼望这一局面有所改变，不仅希望在代码级上能够 重复使用，而且希望在功能级，模块或对象级，子系统级，甚至于在应用系统级 上实现软件复用。有的软件企业开始注意采用可复用的软件部件开发新产品。 软件复用是现代软件工程科学体系中的重要部分，软件复用是在软件规模开 发时代提出的，它是在结构化编程和构件技术前提下产生的，它的应用大大提高 了软件刀：发的质量和对软件开发过程的科学管理，降低了软件开发的成本，加快 了软件开发的过程，是现代软件开发的重要原则和方法之一1 1 1 。 管理信息系统的_ 丌发需要花费较长的时间，投入较多的人力、物力资源。当 前的管理信息系统的开发方式主要是针对某一具体单位的业务功能需求，开发相 对应的管理信息系统。这样每开发一套信息管理系统都要花费很多的时间做一些 重复的工作。对人力、物力资源是极大的浪费。如果可以结合系统实际的需要， 应用构件技术，充分利用现有的软件资源，组合成一套管理信息系统，将会大大 提高生产效率，减少重复劳动。这里采用可复用技术的开发方法来解决这个问题。 1 2 软件复用技术的发展和现状 1 2 1 软件复用的定义 软件复用犯1 是指重复使用“为了复用目的而设计的软件”的过程。软件复用是在 软件开发过程中避免重复劳动的解决方案，旨在使应用程序的开发不再“从零开 始”，能够在现有的工作基础上，充分利用过去应用系统_ 丌发中积累的知识和经验， 湖北工业大学硕士学位论文 将开发的重点集中在应用的特有部分。 软件复用通常可分为两类：产品复用和过程复用9 1 。产品复用是指复用已有 的软件构件，通过构件集成组装得到新系统。过程复用是指复用已有自动或半自 动地生成所需系统。过程复用依赖于软件自动化技术的发展，目前只适用于一些 特殊的应用领域，如特定领域的应用生成器，而产品复用则是目前现实的、主流 的途径”。 过程复用是非常理想的软件复用方式。但在目前技术发展水平下，仍是难以 达到的目标，而产品复用则是目前现实的、主流的途径。 1 2 2 软件复用技术的分类 可以被复用的软件成分称作可复用构件，无论对可复用构件不加修改或稍加 修改后再使用，只要是用来构造新软件，都称作复用”】。软件复用不仅仅是对源 程序的复用，它还包括对软件生产过程中任何活动所产生的制成品的复用，如项 目计划、可行性分析报告、需求分析、逻辑模型、设计模型、详细设计、测试用 例等等。 目前软件复用主要集中于对软件生命周期中一些主要开发阶段的软件制品的 复用，按不同阶段软件制品抽象程度的高低，可以划分为如下的几类复用1 6 l ： 1 ) 代码的复用：代码复用包括目标代码和源代码的复用，其中目标代码的复 用级别最低，当前大部分编程语言的运行支持系统都提供了链接( l i n k ) 、绑定 ( b i n d i n g ) 等功能来支持这种复用( 标准函数的应用即是典型例子) 。源代码的复用级 别略高于目标代码的复用，程序员在编程时把一些想复用的代码段复制到自己的 程序中，但这样往往会产生一些新旧代码不匹配的错误( 自定义函数的应用即是此 类例子) 。目前主要通过含有大量可复用构件的构件库实现源程序的复用。如“对象 链接及嵌入”( 0 l e ) 技术，既支持在源程序级定义构件并用以构造新的系统，又使这 些构件在目标代码的级别上仍然是一些独立的可复用构件，能够在运行时被灵活 的组合为各种不同的应用，此类复用对环境的依赖性较强。 2 ) 分析的复用：这是比设计结果更高级别的复用，受设计技术及实现条件的 影响很少，所以可复用的机会更大。复用的途径也有三种，即从现有系统的分析 结果中提取可复用构件用于新系统的分析；用一份完整的分析文档作输入产生针 对不同软硬件平台和其它实现条件的多项设计；独立于具体应用。专门开发一些 2 湖北工业大学硕士学位论文 可复用的分析构件。 3 ) 设计的复用：设计结果比源程序的抽象级别更高，因此它的复用受实现环 境的影响较少，从而使可复用构件被复用的机会更多，并且所需的修改更少。这 种复用主要通过以下三种途径实现，第一种途径是从现有系统的设计结果中提取 一一些可复用的设计构件，并把这些构件应用于新系统的设计；第二种途径是把一 个现有系统的全部设计文档在新的软硬件平台上重新实现，也就是把一个设计运 用于多个具体的实现；第三种途径是独立于任何具体的应用，有计划地_ 丌发一些 可复用的设计构件。 4 ) 测试信息的复用：主要包括测试用例的复用和测试过程信息的复用。前者 是把一个软件的测试用例在新的软件测试中使用，或者在软件做出修改时在新的 一轮测试中使用；后者是在测试过程中通过软件工具自动地记录测试的过程信息， 包括测试员的每一个操作、输人参数、测试用例及运行环境等一切信息。这种复 用的级别，不便和分析、设计、编程的复用级别作准确的比较，因为被复用的不 是同一事物的不同抽象层次，而是另一种信息，但从这些信息的形态看，大体处 于与程序代码相当的级别1 7 j 。 1 2 3 软件复用的意义 软件复用技术是软件工程发展最新且比较成熟的成果，采用软件复用技术能 为软件开发带来以下几点好处： 1 ) 提高软件生产率。采用软件复用技术大大提高了编码效率，编码的代码利 用率高，且部是经过反复测试的构件成品，专化后就可以解决具体的问题。冗余 编码在开发周期中所占的比例进一步减少，代码质量大幅度上升。 2 ) 提高软件质量。 3 ) 降低开发风险。 4 】减少开发时问和费用。 5 1 软件系统易于维护和理解。维护在软件生存期中所占的比例屉大，开销也 大得惊人，往往由于维护困难，导致软件的全盘废弃，重新开发新软件。复用率 是衡量可维护性的一个重要指标，并且这个指标的地位越来越突出。采用复用技 术，可以使系统规模相对变小，程序具有高结构化，模块清晰，可读性强，维护 起来就好像计算机硬件的拆装一样，将错误的零件用某一更新的构件替换。方便 湖北工业大学硕士学位论文 而有效，维护成本也大大下降l ”。 6 ) 增加了系统的可靠性。测试是保证质量的直接手段，测试的成效直接影响 到软件的质量，我们利用可复用的软件测试手段，科学设计测试用例，对于有良 好体系结构的采用复用技术形成的程序、文档进行测试，大大提高了可靠性。 7 ) 易于提供文档资料。 软件复用是指“为了复用目的而设计的软件”重复使用过程。软件复用包括两个 相关的过程：可复用软件( 构件) 的开发和基于可复用软件( 构件) 的应用系统构造( 集 成和组装) 。要实现真正成功的软件复用必须解决好3 个基本问题： 1 ) 软件复用必须有可以复用的对象。 2 ) 所复用的对象必须是有用的。 3 ) 复用者需要知道如何去使用被复用的对象。软件复用还应该包括两个相关 的过程，即可复用软件( 构件) 的开发和基于可复用软件( 构件) 的应用系统的构i l t ( 集 成和组装1 。 事实上，实现软件复用还必须有它的关键技术和非技术因素，其主要包括有： 软件构件技术、领域工程、软件构架、软件再工程、开放系统、软件过程等以及 各种非技术因素，实现软件复用的技术因素和非技术因素也互相联系，它们结合 在一起，共同影响软件复用的实现。其中软件构件技术和构架是支持软件复用的 核心技术，是近几年来迅速发展并受到高度重视的一个学科分支。 1 2 4 软件复用技术的国内外研究现状 自从软件复用的概念被正式提出以来，软件复用已有了近四十年的发展历程， 复用的对象也从早期的代码复用扩展到对软件开发过程中一切有价值的信息的复 用，包括需求、需求规约、设计、源代码、测试计划和测试案例等。近四十年的 实践证明，软件复用技术能显著地提高软件的开发效率、增强软件的可维护性， 从而达到延长软件的生命周期、降低开发成本和缩短开发周期的效果，是解决当 前“软件危机”的一条比较现实可行的途径，因此对软件复用方向的研究一直是 软件工程中的重点和热点。 一、国内现状： 1 ) j a v a 技术的流行为构件组装提供了很好的技术支持，同时它们也为构件提 供了实现标准。软件重用和分布对象技术的结合使得即插即用的构件黑盒组装成 4 湖北工业大学硕士学位论文 为可能，当前已有许多产品。 2 ) 青鸟工程是我国国家重点支持的科技攻关项目。重点是研究软件的工业化 生产技术。开发软件工业化生产系统一一青鸟软件生产线系统，即基于构架模式 的软件开发技术及系统，研制支持面向对象技术，支持软件复用的基于异构平台 具有多信息源接1 5 1 的应用系统集成( 组装) 环境。为软件开发提供整体解决方案，推 行软件工业化生产模式，促进软件产业规模的形成1 9 】。 二2 、国外现状： 1 ) 内基美隆大学的软件研究所提出了面向特征的领域分析方法 f e a t u r eo r i e n t e d ，d o m a i na n a l y s i sm e t h o d ，缩写为f o d a 方法，f o d a 方法已成功 地应用于美国运动控制领域。 2 ) 产品线系统是c m u s e i 提出的产品开发的组织方式。集中体现了软件复 用思想，瑞典c e l s i u s t e c hs y s t e m 公司和美国空军电子系统中心( e s c ) 的产品线系 统是成功的应用实例。它们的共同特点是构架组、构件组和集成组分离。构架组 负责产品线系统构架的定义和演化。构件组负责产品线系统构架，生产和管理可 复用构件。集成组则根据具体客户的需求，利用产品线系统构架和可复用构件进 行具体的系统集成忡l 。 软件工程技术日益普及，软件工具、平台、环境开始广泛使用。软件复用和 软件构件技术受到广泛关注。采用基于软件复用的软构件，将使软件设计生产工 厂化成为可能，是未来软件开发的发展方向。软件复用和软件构件技术是解决软 件危机，提高软件丌发效率和质量的有效途经，是一种社会化的软件开发方法， 有助于软件工程化、工厂化生产的实现。软件复用和软件构件技术将引起软件产 业的深刻变革，尤其是近年来，网络的兴起为大型软件的分布式开发，带来了得 天独厚的条件，软件产品的国际化水平将会不断提高】1 1 2 。 日美的一些大公司资料表明，软件复用率最高可期望达到9 0 ，而且软件复 用使得企业在及时满足市场，软件质量，软件开发费用和维护费用等方面得到显 著的改进【”l 。 湖北工业大学硕士学位论文 1 3 课题的来源、目的及意义 本课题基于2 0 0 3 年湖北省教育厅重点项目“m i s 系统构件技术研究”，研究 可以通用于管理信息系统设计的软部件的设计方法。软部件是由一个到多个对象 或构件组合而成、面向最终系统集成的程序模块。我们提出部件概念，希望能为 软件的工业化生产提供理论与技术基础。该技术以面向对象【1 3 1 及软件构件技术为 基础，所设计的部件具有较大粒度，是一个具体业务概念的软件实现，相当于最 终系统的一个系统级模块，能自适应环境的需要与变化，以即插即用形式一次性 组装系统。每个部件都是一组运行时可独立进行配嚣的产品，它们可独立于其它 部件而存在，可被另一部件所代替，从而实现真正意义上的即插即用。它们的特 征是通用于一切应用系统而且能自动适应各种不同结构的数据表、可以独立地组 织测试、直接用于设计与组装系统。 部件是从大量管理系统软件抽取出来的程序模块，几乎包括了各种系统的设 计内容，因此掌握了各个部件的设计方法，也就了解了各种应用系统的界面、功 能、性能的要求，了解了各种系统应用程序的设计方法。本套部件特别适用于构 建原型系统，由于其生成简单，又容易修改，所以能够真实的和用户交流。保证 需求分析的质量，保证软件开发成功。 我们开发软部件的目的是使得用户无须编写代码或只需编写少量代码就能设 计出实用的、功能很强的应用系统，提高m i s 系统的丌发效率。 本课题研究基于p b 部件的包括需求分柝、总体设计、原型设计、系统测试、 维护与扩展等方面的问题，提出“结构模型法”【1 4 】的基本思想与理论框架。研究 软部件的结构特征、围绕数据处理的中心、突出不同功能实现的代码设计方法、 研究不同构件间关系、构成软部件的“构件”的设计方法、界面生成算法，要解 决部件相对于环境与数据结构的独立性问题，使之尽可能广的通用于各类管理信 息系统。本课题研究的意义在于： l 、增加了m i s 系统的可靠性。测试是保证质量的直接手段，测试的成效直接 影响到软件的质量，我们利用可复用的软件测试手段，对于有良好体系结构的采 用复用技术形成的程序、文档进行测试，大大提高了可靠性。 2 、开发的软件系统易于维护。维护在软件生存期中所占的比例最大，开销也 大得惊人，往往由于维护困难，导致软件的全盘废弃，重新开发新软件。复用率 湖北工业大学硕士学位论文 是衡量可维护性的一个重要指标，并且这个指标的地位越来越突出。采用复用技 术，可以使系统规模相对变小，程序具有高结构化。模块清晰，可读性强，维护 起来就好像计算机硬件的拆装一样，将错误的零件用某一更新的构件替换，方便 而有效，维护成本也大大下降。 3 、将有效提高m i s 系统的质量。由于部件生产将遵循一定的规律，有理论指 导，当经过应用考验并修正后，质量将有较可靠的保证。 4 、将促使m i s 系统设计走向规范化、标准化。 5 、当系统构成走向规范化、标准化之后，涉及软件通信、跨平台等问题的研 究将更具有目的性与针对性。 6 、部件技术将使m i s 系统设计走向分工，其中利用部件构建系统的工作将简 单化、非专业化，有利于m i s 系统更广泛的推广使用。 目前。采用软部件思想开发的软件产品相继出台，而主流是以美、日大公司为 首的产品。如日立的a p p g a l l e r y 、n e c 的h o l o n v p 、i b m 的v i s u a l a g e 等 等。虽然人们对软部件寄予了很大的期望，但采用其思想的开发工具推出的时间 还不足五年。因此，真正使用软部件的用户还屈指可数，当务之急是要充实面向 用户的部件。此外，还有一个健全体制的问题，必须确立使用软部件为前提的开 发方法论、目标管理以及维护机制。尽管软部件技术还存在着很多不成熟之处， 但人们都相信软部件技术带来的好处是不可估量的，它代表了新一代软件技术的 发展方向。 综上所述，部件技术虽然刚刚兴起，但已体现了强大生命力，它将导致软件 生产最终走向硬件同样的道路，将导致软件生产的规范化与标准化，促使管理信 息系统更加普及。我认为本课题具有较大的科研价值且具有巨大的经济效益与社 会效益 1s l 。 湖北工业大学硕士学位论文 第2 章m i s 系统共性研究 随着信息技术、系统科学、网络技术的发展，管理信息系统( m 1 s ) 开始对企业 起到了越来越重要的作用。m i s 不再局限于办公自动化等领域，而是一步步深人 到企业的各个生产、经营、管理过程中去。 m i s 系统一般由各种录入、修改、删除、查询、索引、排序、统计、导入或 下载、导出或上传、计算与报表、控制、登录与系统初始化、图形或其他各类输 出等模块构成。深入研究构成各类管理信息系统的各种各样的程序模块的功能、 性能、界面组成、操作特点、程序构成、设计方法与技巧，经抽取与归纳，从中 总结出基本部件库所需要的部件数量、种类、各自功能与性能、适应环境与场合， 才能设计出各种可供复用的部件来。 2 1m i s 概述 2 1 1m i s 的概念 m i s 是管理信息系统( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m ) 的英文缩写，它是以计 算机、通信等现代化电子技术为手段，对管理信息进行收集、加工、存储、输出， 并能做出科学分析及预测的现代化管理系统。管理信息系统是信息系统的重要分 支之一，经过3 0 多年的发展，已经成为一个具有自身概念、理论、结构、体系和 开发方法的覆盖多学科的新学科。随着计算机、通信、软件技术则不断发展，计 算机应用已经渗透到我国社会的每个行业中，m i s 系统的应用也日趋广泛【1 “。 2 1 2m i s 的结构和特点 一、m i s 的结构 从概念上，管理信息系统由四个部件构成：信息源、信息处理器、信息用户 和信息管理者。信息源是信息的产生地；信息处理器负担信息的传输、加工、保 存等任务：信息用户是信息的使用者，利用信息进行决策；信息管理者负责信息 湖北工业大学硕士学位论文 系统的设计、实现和维护。 管理信息系统一般被看作一个金字塔形的结构，分为从底层的业务处理到运 行控制、管理控制、最高层的战略计划。最基层出任务巨大处理繁杂的事务信息 和状态信息构成。层次越往上，事务处理的范围越小，针对的也是比较特殊和非 结构化的问题。 个组织的管理信息系统可分解为四个基本部分： 1 、e d p s 部分，主要完成数据的收集、输入，数据库的管理、查询、基本运 算、日常报表的输出等。 2 、分析部分，主要在e d p s 基础之上。对数据进行深加工，如运用各种管理 模型、定量化分析手段、程序化方法、运筹学方法等对组织的生产经营情况进行 分析。 3 、决策部分，m i s 的决策模型多限于以解决结构化的管理决策问题为主，其 决策结果要为商层管理者提供一个最佳的决策方案。 4 、数据库部分，主要完成数据文件的存贮、组织、备份等功能，数据库是管 理信息系统的核心部分。 二、m i s 的特点 管理信息的特点可以从七个方面来概括”】： 1 、m i s 是一个人机结合的辅助管理系统。管理和决策的主体是人，计算机系 统只是工具和辅助设备。 2 、主要应用于结构化问题的解决。 3 、主要考虑完成例行的信息处理业务，包括数据输入、存储、加工、输出， 生产计划，生产和销售的统计等。 4 、以高速度低成本完成数据的处理业务，追求系统处理问题的效率。 5 、目标是要实现一个相对稳定的、协调的工作环境，因为系统的工作方法、 管理模式和处理过程是确定的，所以系统能够稳定协调地工作。 6 、数据信息成为系统运作的驱动力。因为信息处理模型和处理过程的直接对 象是数据信息，只有保证完整的数据资料的采集，系统才有运作的前提。 7 、设计系统时，强调科学的、客观的处理方法的应用，并且系统设计要符合 实际情况。 湖北工业大学硕士学位论文 2 2 一般管理信息系统模块结构 大部分m 1 s 系统，在功能上有相似之处，因此我们首先要分析各类m i s 系统 的特点与人机界面，才有可能设计出具有良好重用性能的部件，一般管理信息系 统大致由如下模块构成：系统初始化、数据表维护、数据导入、数据导出、任意 查询、索引排序、统计计算、图形生成与显示、报表生成与打印、登录系统及应 用系统文档管理等。其中数据维护界面与数掘结构有较强相关性，其界面有每屏 包含一行记录若干数据的维界面、每屏包含一个表多条记录的二维界面、包含 多个表相关记录的多文档( 多维) 界面等；从性能上分析，有适应安全性需要、 操作需要、数据一致性与完整性需要的各类变换结构。 1 ) 数据表维护表单 a 、表格式界面数据维护表单：是目前软件系统中数据维护程序使用最多的界 面，在实际应用中，如果字段数较少、记录宽度较小，这类界面一屏可以看到多 条记录，数据修改较方便。所预备的功能包括添加记录、修改记录、删除记录、 单条件查询等等，提供代码录入及如上所述快速录入的手段，有通过按键录入、 删除和查找的功能。 b 、单记录界面数据维护表单：这种表单使用文本框、编辑框等作人机界面， 有数据录入功能且提供添加、存盘等不同操作手段，有修改、删除功能且有丰富 的查找手段：通过按钮一条条查找、通过滚动条快速翻动查找、通过单。一条件或 组合条件查找。有索引、排序功能，有转打印与打印预览功能，有根据查询结果 将某一字段值改为新值的批修改功能。具备快速录入的手段：选择已输入到系统 的内容直接复制粘贴录入、对代码或原已录入内容通过鼠标点击选中后直接录入。 c 、一对多数据维护表单：使用多文档界面的数据维护表单，对多表能作联接 一e 操作，有数据维护与查询功能。 在各种数据维护表单的输入操作过程中要求能自动进行数据处理、数据测试 与检验、数据变换、数据自动填入、安全性与完整性控制。 2 ) 组合查询表单：允许任意条件组合查询，能完成全文检索、能对任何字段 及对任何字段的子集任何配合的查询；组合条件的产生要求直观易修改；允许以 不同界面显示查询结果，允许选择字段输出。 3 ) 导入表单 a 、从数据表导入的表单：将一个数据表的数据导入到另一数据表中。允许字 湖北工业大学硕士学位论文 段名不同，允许字段类型不同( 但相容) ，允许宽度不同( 但相容) ，能选择字段、 能根据选定条件导入。 b 、从文本导入的表单：可从标准文本及自定义分隔符文本、a s c i i 码文本导 入到数据库中。能选择字段导入，允许从e x c e l 表导入。 c 、依靠转换表导入的表单：允许字段名不同，允许作代码转换，允许按某 公式运算之后导入。 4 ) 导出表单：允许以各种格式导出到文本中，能导出生成e x c e l 文件，能 导出到另一数据表中。导出时允许字段名改变、允许作代码转换、允许按公式变 换。 5 ) 代码库维护表单：不需逐建立对代码表维护的程序，可以用同一个表格 式数据维护部件对系统内所有代码表进行维护。 6 ) 清库表单：对一个系统所涉及的所有主数据表提供数据清空功能( 包括期 末期初等初始化功能) 。 7 ) 统计表单：允许以组合查询确定范围，允许对任何字段及对任何字段的子 集分组统计，允许对任何数字段作求和、平均、最大、最小、记录数、方均值统 计；能对多个统计结果作求并集处理；能对任何二或三列的数据进行分析与统计； 对统计结果能转e x c e l 打印再处理；能以图表形式显示结果。 8 ) 报表表单：包括单丑录形式打印格式文件和表格形式打印格式文件的表单， 包括有小计、总计及其他计算的统计报表要求有数字化生成与调节手段，有可视 化生成与修改界面；提供多种自动调整格式的手段。 9 ) 数据处理表单：要有求数据并、交、差、转鹭、新加计算字段、按要求计 算与生成等处理。 1 0 ) 系统构架：提供主程序、菜单，登录界面等模块构架，在使用时程序员可 参照修改。 11 ) 目录树表单：利用目录树控制用户操作使实现主动服务功能，并实现角色 控制与记录级权限控制以树状界面实现程序控制。 1 2 ) 工作流控制表单：适应有协作性要求、具有群件模块的系统控制表单， 例如用于办公自动化系统、任务管理系统、工程设计辅助系统等系统的表单。 湖北工业大学硕士学位论文 2 3m i s 的开发方法 2 3 1m i s 的开发策略 管理信息系统的开发是一个复杂的系统工程，它涉及到计算机处理技术、系 统理论、组织结构、管理功能、管理知识等各方面的问题，至今没有一种统一完 各的开发方法。但是，每一种开发方法都要遵循相应的开发策略。任何一种开发 策略都要明确以下问题i 1 3 1 ： 1 、系统要解决的问题，如采取何种方式解决组织管理和信息处理方面的问题， 对企业提出的新的管理需求该如何满足等。 2 、系统可行性研究，确定系统所要实现的目标。通过对企业状况的初步调研 得出现状分析的结果，然后提出可行性方案并进行论证。系统可行性的研究包括 目标和方案的可行性、技术的可行性、经济方面的可行性和社会影响方面的考虑。 3 、系统开发的原则。在系统开发过程中，要遵循领导参与、优化创新、实用 高效、处理规范化的原则。 4 、系统丌发前的准备工作，作好丌发人员的组织准备和企业基础准备工作。 5 、系统开发方法的选择和开发计划的制定。针对己经确定的开发策略选定相 应的丌发方法，是结构化系统分析和设计方法，还是选择原型法或面向对象的方 法。丌发计划的制定是要明确系统开发的工作计划、投资计划、工程进度计划和 资源利用计划。 2 3 2 结构模型法的提出 1 、传统的m i s 开发方法一一自底向上法和自顶向下法”9 l 自底向上法出现于早期的计算机管理应用系统，即在进行系统分析和设计时 自下而上，先从底层模块做起，然后逐步完成整个系统。自底向上法使得m i s 的 开发易于适应组织机构真正的需要；有助于发现系统的增长需要，所获得的经验 有助于下一阶段的开发，易于控制和管理。但由于方法的演变性质，自底向上法 使m i s 难以实现其整体性；同时由于系统未进行全局规划，数据一致性和完整性 难以保证：而且为了保证系统性能的需求，往往要重新调整，甚至重新设计系统。 随着m i s 规划的扩大和对开发经验的总结与归纳，自顶向下的系统分析方法 论逐步得到了发展和完善。自顶向下法要求开发者首先制定系统的总体规划，然 湖北工业大学硕士学位论文 后逐步分离出高度结构化的子系统，从上至下实现整个系统。运用这类方法可以 为企业m i s 的长期发展规划奠定基础，同时支持m i s 的整体性，为系统的总体规 划、子系统的协调和通信提供保证。但它同样也存在缺点：对系统分析、设计人 员要求较高，在大系统中，对下层系统的实施往往缺乏约束力，开发的周期长， 系统复杂，成本较高。 2 、快速原型法 原型法的核心是原型，即模型，是系统的早期可运行版本。随着用户或开发 者对系统理解的加深，不断地对原型进行补充和细化。系统的定义是在逐步发现 的过程中进行，这就是快速原型法的基本出发点。快速原型法的开发过程体现了 不断迭代的快速修改过程，是一种动态定义技术。 快速原型法的最大优点是能够大大减少软件系统的后期维护费用，使系统功 能能正确反映用户的需求。这种方法的不足之处在于，如果原型本身功能设置不 齐全、性能不好，会导致原型的设计和使用超出预期的花费和时间。另一个关键 不足是原型法需要一个合适的软件开发环境，以便原型能直接转换成现实的系统。 3 、面向对象系统开发方法 面向对象的系统开发方法( 0 0 ，o b j e c t o r i e n t e d ) ，是近年来受到关注的一种 系统开发方法。面向对象的系统开发方法的基本思想是将客观世界抽象地看成是 若干相互联系的对象，然后根据对象和方法的特性研制出一套软件工具，使之能 够映射为计算机软件系统结构模型和进程。从而实现信息系统的开发。 以上方法各有其优缺点。“自底向上”法只重视局部而忽视了对整体的把握；“自 顶向下”法开发周期长、见效慢、缺乏灵活性和适应性：快速原型法虽然具有很明 显的优越性，但因其依赖于快速开发工具的支持，又不能不令许多系统开发者望 而却步。因此通过对软构件技术的研究，我们提出种新的开发方法一一积木法。 4 、积木法 采用积木法开发m i s 系统的过程与搭积木的过程很类似，一般是先构筑系统 的总体框架，然后构造各个构件，并依次把构件安装到系统中去。积木法克服了 快速原型法需要快速工具支持的不足，取而代之以软件构件化技术来构造系统。 大部分m i s 系统，在功能上有类似之处，因而利用软件的重用技术就可以把开发 过程大大简化。积木法的提出正是基于这种设想。积木法在确定系统总体框架、 构筑总体框架、修改总体框架、构造构件以及修改构件等阶段，都同一个叫做“软 构件集合”的实体打交道，这个软构件集合也被称为“软构件库”。在开发m i s 系统 湖北工业大学硕士学位论文 之初就应该着手准备这个软构件集合，比如可以搜集一些已经开发出的m i s 系统 的总体设计、规范、局部流程以及某些人机界面、通用功能模块、简单开发工具。 开发m i s 系统的大部分工作都集中在构造软件阶段。这一阶段的工作特点是尽量 使开发出的积木块具有较大的灵活性和变通性，为重用作好准备。每开发出一个 积木块，都要把该积木块及其功能、调用接口等信息放入软构件集合。采用积木 法的关键就是要借助对积木构件的重用组合技术，系统开发人员绝不能忽视对软 构件集合的管理。如果缺少了这一点。积木法就雀失了优越性，自顶向下法及快 速原型法所暴露出的缺陷也会接踵而至【2 0 1 。 5 、结构模型法 原型法较好地解决了与用户沟通的问题，但系统性削弱，工作量较大。用积 木法开发m i s 系统的过程，一般是先构筑系统的总体框架，然后构造各个构件， 并依次把构件安装到系统中去。它克服了快速原型法需要快速工具支持的不足， 但适应性、灵活性与系统整体性较差，因此我们提出结构模型法的概念。该方法 综合瀑布模型法、原型法与积木法的优点，并克服了它们的不足，能快速建立满 足用户需要的应用系统。即插即用型软部件的出现，极大地满足了多个应用领域 的要求，使软件的设计与制作可利用各种标准件、公用件、基于标准模板结构制 作的预制件构建，代码设计与维护变得极为简单，软件设计可采用瀑布模型与原 型法相结合的方法，将这种方法称为结构模型法。该方法将软件设计分为如下阶 段1 2 1 l ：总体规划阶段，包括可行性论证、描述工作流程、描述数据流程、系统的 组成与总体结构构思( 产生系统结构图) 、系统实施规划等，在此阶段，设计人员 应联想己知的部件和构件类型展开设计；初步设计阶段，包括数据结构设计、选 择部件或构件、部件或构件造型、部件的不确定性优化设计、部件或构件联结方 式等，在此阶段，应利用已有部件构建满足用户基本需要的系统原型，交用户试 用，与用户展开尽可能充分的讨论：最终设计阶段，包括结构定型、工艺参数设 计、系统实施方案设计、非标准件设计等：系统实施阶段，包括系统构建、系统 测试与纠错、系统管理与维修、系统扩展等。 2 3 3 基于构件的m i s 系统开发 采用构件法开发m i s ，不像结构化开发方法或面向对象开发方法那样要经过 严格的系统分析，系统设计，系统实施三个独立阶段，而是在领域分析后，来进 行系统设计和系统实施的，因而能迅速有效地实现系统，尤其是进行某领域类似 4 湖北工业大学硕士学位论文 的系统丌发。采用构件技术丌发m i s 系统生成的具体步骤】： 1 ) 对客观系统进行需求分析，确定系统的业务处理流程和数据流程。即通过 分析领域主题文档，弄清文档的功用和来龙去脉，包括系统的功能要求、性能要 求、运行要求等。 2 ) 根据领域主题文档和应用需求，抽象出功能对象，明确划分功能对象与外 界的接口。再以功能对象为基础，对业务处理流和数据流进行功能分割。分割的 基本原则：被分割出来的业务流除与数据库联系外，和其他业务处理流的联系应 尽量少，以降低构件间的连接复杂性。同时，利用数据库设计工具来建立领域主 题数据库。 3 ) 将2 ) 的结果映射为构件，程序的设计则相应地转化为构件的设计。这里需 要开发人员和领域专家密切合作，准确区分通用性构件和专用性构件。根据构件 的特性，采用不同的生成与获取方式。 4 ) 系统动态集成。这相当于编码实现，但这并不需要集中大量精力于底层编 程，因为系统所需构件已准备好，实现系统不过是根据需求进行组装构件。 5 ) 系统测试。根据用户的需求分析中提出的功能要求、性能要求等设计测试 用例，系统进行全面测试。发现问题及时反馈，根据问题性质返回前面的相关步 骤，进行修改时要培训用户，也要让用户参与测试，要充分尊重用户的要求。 6 ) 提交用户，系统运行。 2 4m i s 开发中c s 模式与b s 模式之比较 2 4 1c s 体系结构及优缺点 c l i e n t s e r v e r 是一种分布式的计算模式，具体体现为“请求响应”的应答模 式。传统