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信息系统分析设计与管理 第2章信息系统建设导论本章论述信息系统建设的基本概念和方法 首先讨论信息系统建设的复杂性和系统科学方法的主要原则 然后阐明信息系统生命周期几种常见的系统开发生命周期模型 最后讨论了信息系统的体系结构问题 1 目录 2 1信息系统建设方法的指导思想2 2信息系统的生命周期2 3信息系统开发的结构化方法和面向对象方法2 4其他几种信息系统开发方法2 5企业体系结构概述 2 2 1信息系统建设方法的指导思想 2 1 1信息系统建设的复杂性2 1 2系统思想2 1 3系统方法的三原则2 1 4系统工程方法的三维模型 outline 3 2 1信息系统建设方法的指导思想 2 1 1信息系统建设的复杂性 1 社会 技术系统信息系统既是一个技术系统 又是一个社会系统 称为社会 技术系统社会属性与技术属性在信息系统中相互依存 相互制约信息系统的建设与应用要充分体现这两类属性的相互关系 4 2 1 1信息系统建设的复杂性 2 对系统需求的多样性信息系统是为了实现组织的某个目标集信息系统的结构与功能的实现 是对各利益相关者特别是用户的需求在总体目标下协调以求各方满意的结果组织业务的复杂性有效支持组织的管理决策与运作 5 2 1 1信息系统建设的复杂性 3 社会与组织环境复杂多变现代信息系统的重要使命就是使组织适应变化 促进组织变革与创新技术手段的复杂性信息系统集现代信息技术之大成 6 2 1 2系统思想 系统思想的核心是系统的整体性 一个系统的行为 功能与目标的实现 是系统诸要素以一定规律相互作用的结果 这体现了系统的整体性与有序性 即有规律可循 1 1 2系统的另一个重要性质是其层次性和涌现性 涌现性 高层子系统具有低层各系统不具备的特性 7 2 1 3系统方法的三原则 整体性原则从整体目标和功能出发 正确处理系统各组成部分之间的相互联系和相互作用 木桶理论 分解 协调原则处理各类复杂问题的基本的 行之有效的原则之一目标优化原则对简单系统来说是求 最优解 对复杂系统来说求的是 满意解 8 2 1 4系统工程方法的三维模型 1 系统工程是系统科学在工程领域的理论 方法与技术的总称 是系统科学的一个主要应用领域 霍尔 A D Hall 所提出的系统工程方法三维模型描述了复杂工程系统建设方法的一个总体结构框架对于不同类型的系统或系统建设中不同方面的问题 仍需根据具体情况进行调整 增加 删除三维 时间维 建设先后 逻辑维 处理步骤 知识维 涉及的知识领域 9 2 1 4系统工程方法的三维模型 2 10 2 2信息系统的生命周期 2 2 1信息系统的生命周期的划分2 2 2系统开发生命周期的主要工作 活动 2 2 3瀑布型系统开发生命周期模型2 2 4重叠与交叉的系统开发生命周期模型2 2 5迭代式系统开发生命周期模型2 2 6螺旋型系统开发生命周期模型2 2 7统一过程生命周期 outline 11 2 2信息系统的生命周期 2 2 1信息系统的生命周期的划分 1 12 2 2 1信息系统的生命周期的划分 2 系统规划这是信息系统建设的起始阶段主要任务 根据组织的整体目标和变革与发展战略 确定信息系统的发展战略 制订系统建设的体系结构规划 13 2 2 1信息系统的生命周期的划分 3 系统开发主要工作 根据系统规划阶段确定的系统总体方案和开发项目的安排 分期 分批进行系统开发这是系统建设中工作任务最为繁重的阶段 14 2 2 1信息系统的生命周期的划分 4 系统运营与维护这是系统生命周期中历时最久的阶段 也是信息系统实现其功能 发挥效益的阶段及时 完善的系统维护是系统正常运行和提供服务的基本保证中心任务 如何管理好和用好信息系统 充分发挥信息系统在促进组织的改革与发展 实现组织业务目标方面的重要作用 15 2 2 1信息系统的生命周期的划分 5 系统更新现有系统进入更新阶段时 下一代新系统的建设工作便告开始 这一阶段是新 旧系统并存的时期 对现有系统来说 可以全部更新 也可以部分更新或有步骤地分期 分批更新 16 2 2 2系统开发生命周期的主要工作 活动 系统开发生命周期中 一般包括下列工作 活动 系统分析明确用户信息需求 提出新系统的逻辑方案系统设计根据逻辑方案进行软 硬件系统的设计系统实施将设计的系统转换成可以运行的系统 17 2 2 3瀑布型系统开发生命周期模型 工作阶段划分清晰 每个阶段的工作任务要求明确 便于组织各种规模的系统开发当开发环境复杂 对系统的需求和解决方案需要通过系统开发实践逐步明确时 就不适宜采用这种模型 18 2 2 4重叠与交叉的系统开发生命周期模型 后一阶段的工作不必等到前一阶段工作全部结束后才启动 前一阶段工作进行一段以后 后一阶段有些工作就可以进行 后一阶段发现的问题可以及时反馈 进行补充分析或补充设计 19 2 2 5迭代式系统开发生命周期模型 指系统分析 系统设计和系统实施依次反复进行 逐步实现系统开发的总体目标 20 2 2 6螺旋型系统开发生命周期模型 从中心开始螺旋式一遍一遍向外扩展 直至系统开发完成高度迭代集中处理风险 每次迭代集中处理风险 21 2 2 7统一过程生命周期 统一过程也是迭代式 增量型的过程 每次迭代的生命周期分为下面四个阶段 初始阶段 明确系统的范围和边界细化阶段 对功能需求进一步细化构造阶段 获得硬件与软件交付阶段 将软件产品交付用户相应的开发方法 面向对象法 基于组件的开发方法 22 2 3信息系统开发的结构化方法和面向对象方法 2 3 1早期的信息系统开发方法存在的主要问题2 3 2结构化方法2 3 3面向对象方法2 3 4其他的信息系统开发方法 outline 23 2 3信息系统开发的结构化方法和面向对象方法 2 3 1早期的信息系统开发方法存在的主要问题 1 工作阶段的划分原则不明确建设进程和工作质量难以进行有效的控制系统建设过程用户参与程度低系统开发的工作任务集中在系统实施阶段系统实施阶段的工作采取 自底向上 的方法 系统总体功能与目标的实现难以保证 24 2 3 1早期的信息系统开发方法存在的主要问题 2 常常造成所建系统用户不满意 不能完全实现预定的目标与功能 使用效果差 可行性低 维护工作量大 维护费用高等后果 25 2 3 2结构化方法 1 概述P60 6160年代SP70年代SA SD STRADIS SADT SSADM80年代JSD IE 26 2 3 2结构化方法 2 结构化方法的基本思路开发过程 多个阶段 多项活动 多个任务 应用到 27 2 3 2结构化方法 3 结构化方法的主要原则用户参与的原则严格划分工作阶段 先逻辑 后物理 的原则 自顶向下 逐层分解 的原则工作成果描述标准化原则 28 2 3 2结构化方法 4 结构化生命周期法面临的挑战整个系统的开发工作是劳动密集型的系统开发的整个工作费时过长对用户需求的变更不能做出迅速的响应整个系统建设中的非结构化因素较多问题复杂度 不确定因素多 SA SD需优化维护工作繁重 专门人才紧缺 29 2 3 3面向对象方法 1 面向对象的思想最早起源于一种名为Simula的计算机仿真语言 在面向对象方法中 对象 Object 是最基本的概念 对象是问题空间的事物的抽象体 应用面向对象方法进行系统开发也可分为系统分析 系统设计和系统实施 含编程和测试 等阶段 目前UML已成为可视化建模语言事实上的工业标准 代表了面向对象方法的一个重要发展方向 30 2 3 3面向对象方法 2 系统模型的基本单元是对象 是问题空间中客观事物 实体 的抽象系统的功能是通过对象之间的消息传递来实现的对象所代表的客观事物在复杂多变的环境和用户需求的变更中是相对稳定的 31 2 3 3面向对象方法 3 用面向对象方法建立的系统具有较强的应变能力 各组成部分可重用性好 面向对象方法在系统分析 设计和实施阶段均采用以对象为基本单元的统一模型 开发阶段之间有着良好的衔接 对象 类 消息 继承 封装 多态 隐藏 32 2 4其他的信息系统开发方法 2 4 1终端用户计算和原型法2 4 2基于组件的开发2 4 3敏捷开发与极限编程2 4 4计算机辅助软件工程 outline 33 2 4其他的信息系统开发方法 2 4 1终端用户计算和原型法 1 终端用户计算的含义用户进行应用开发 称为终端用户计算 End userComputing 是指最终用户在无须程序设计人员甚至无须系统分析人员的协助下 进行应用软件的开发工作 用户获得应用软件 通常有如下三条途径 单独开发共同开发外部购买小型 简单 专用的IS 34 2 4 1终端用户计算和原型法 2 原型法一个企业从实际需要和可能出发 可采取以下三种方式来开发信息系统 采用生命周期法采用原型法原型法是传统方法和用户开发相结合的方法用第四代工具开发整个应用软件 35 2 4 1终端用户计算和原型法 3 建立一个信息系统原型的步骤 36 2 4 2基于组件的开发 1 把软件系统的组件 构件 集成为系统的开发 在这种开发中组件作为可重用实体系统的维护和更新是通过定制和替换这些组件来实现的组件是一种可重用的实体 具有以下性质 有明确的功能接口标准化即插即用可商品化 37 2 4 2基于组件的开发 2 通常按用途或应用环境将组件分为 产品专用组件应用领域专用组件独立于应用领域的组件等基于组件的开发包含两个相互联系的部分 组件本身的获取以组件接口为中心的面向重用的应用系统开发 38 2 4 2基于组件的开发 3 开发过程包括以下工作 定义应用系统的功能需求和非功能需求 明确应用领域 将对系统的需求映射成对组件的需求 建立组件需求模型和需求规范获取所需组件基于组件的系统设计按设计方案实施组件的组合与集成测试 39 2 4 2基于组件的开发 4 组件的获取包括以下工作 明确对组件的功能需求与非功能需求 调查并列出可能为本系统所采用的现有组件选择那些满足系统需求的组件 改编选中的组件以让它们适应现存的组件模型和需求规范创建本系统专用的组件 40 2 4 3敏捷开发与极限编程 1 敏捷开发 AgileDevelopment AD 又称敏捷建模 AgileModeling AM 是一种以人为核心 迭代 循序渐进的软件开发方法 就是把一个项目分为多个相互联系但不独立运行的小项目 并分别完成旨在让软件开发团队具有快速工作 响应变化能力的价值和原则属于轻量级软件开发方法 41 2 4 3敏捷开发与极限编程 2 符合敏捷开发的原则与思路的开发方法有几种 其中极限编程 ExtremeProgramming XP 是最具代表性的开发方法之一基础和价值观是交流 朴素 反馈和勇气极限编程强调把它列出的每个方法和思想做到极限 做到最好 42 2 4 3敏捷开发与极限编程 3 极限编程的主要特点 用户事例与迭代式开发简单设计 SimpleDesign 评审 Review 与重构 Refactory 结队编程 PairProgramming 代码集体所有 统一规范测试驱动开发 Test DrivenDevelopment 不断集成 ContinuousIntegration 与小规模发布软件 SmallReleases 43 2 4 4计算机辅助软件工程 1 CASE的主要目标是 全面实施一种或多种系统开发方法 通过自动检查提高软件的质量 使原型的建立有高效率的手段 简化系统的维护工作 加快系统的开发过程 使系统开发人员的精力集中于开创性工作 提高软件的可重用度 44 2 4 4计算机辅助软件工程 2 归纳起来 CASE有三大作用 这三大作用将从根本上改变信息系统的开发方式 能实现一个具有快速响应 专用资源和早期查错功能的交互式开发环境对系统的开发和维护过程中的各个环节实现自动化通过一个功能强大的图形界面 实现直观的程序设计 45 2 5企业体系结构概述 2 5 1引言2 5 2体系结构的基本概念2 5 3企业体系结构的内容与概念框架2 5 4几种体系结构简介 outline 46 2 5企业体系结构概述 2 5 1引言 信息系统面临复杂多变的社会与技术环境和用户需求 规模与功能不断扩展 复杂性急剧增长 系统处在不断演化之中系统及其组成部分的可重用性 可扩展性 适应环境与持续发展能力日益成为系统生存 发展的重要指标 因此 信息系统建设中 要从组织的全局出发 注重系统总体规划 注重需求与服务 业务与技术的相互融合 这就是系统的体系结构 Architecture 问题 47 2 5 2体系结构的基本概念 体系结构又称架构 国际标准ISO IEC42010 2007关于系统的体系结构的定义为 体系结构是一个系统基本的组织 包括系统的组件 组件间关系 组件与环境之间关系以及一些指导系统设计与演化的原则体系结构是一个系统的全局的 顶层的模型信息系统的体系结构称为企业体系结构 48 2 5 3企业体系结构的内容与概念框架 1 企业体系结构的概念框架 49 2 5 3企业体系结构的内容与概念框架 2 企业体系结构的主要内容一般包括以下方面 系统的当前和未来目标与战略 绩效指标及其度量体系 各类利益相关者的需求以及与系统有关的约束基本功能的分层描述 是企业体系结构的核心基础体系结构 baselinearchitecture 和目标体系结构 targetarchitecture 以及过渡方案与策略 50 2 5 3企业体系结构的内容与概念框架 3 企业体系结构的主要内容 续 保证系统安全 可靠运行的系统运行机制社会 行业 组织的有关法律 规范 标准 有关业务与技术标准 规范以及知识与案例等组织的业务与管理人员 包括信息系统建设者与使用者 的素质与能力 管理制度 组织文化与社会环境 51 2 5 4几种体系结构简介 1 扎克曼框架约翰 扎克曼 JohnZachman 于20世纪80年代建议将建筑行业处理复杂项目的方法运用到信息系统开发中 是一种逻辑结构 旨在将企业信息按不同要求分类和从不同视角表述 是企业体系结构的比较全面和系统的模型框架但此框架大而全 应用时要根据项目的实际需要进行取舍 52 2 5 4几种体系结构简介 2 53 2 5 4几种体系结构简介 3 联邦企业体系结构2002年2月 OMB又组织开发了一系列相关的参考模型以构成联邦企