《信息系统工程》PPT课件

结构化系统开发方法,结构化系统开发方法的阶段划分信息系统的生命周期模型,系统规划,系统分析,系统设计,系统实施,系统开发规划方案,系统分析说明书,系统设计说明书,系统使用说明书,新系统的生命周期,新系统的开发过程,老系统的生命周期,第四章：结构化系统分析,1软件工程中的结构化分析方法2信息系统工程中的结构化分析步骤3现行系统的详细调查4组织结构与功能分析5业务流程分析6数据与数据流程分析7新系统逻辑方案8系统分析报告,3,软件工程中的结构化分析用于“需求分析”阶段，回答“系统必须做什么？”的问题.系统分析员的主要焦点是“做什么(What)”，不是“怎么做(How)”.,1.软件工程中的结构化分析方法,4,1.1需求的定义,IEEEStandardGlossaryofSoftwareEngineeringTerminology用户解决一个问题或达到一个目标所需要的一种状况或能力系统为了满足一种约定、标准、规格说明或其它正式文件而必须满足或拥有的一种状况或能力以上两种状态或能力的文档化表示,主观需求,客观需求,需求文档,IEEE公布的需求定义分别从用户和软件工程师的角度阐述了什么是需求，需求一方面反映了系统的外部行为，另一方面反映了系统的内部特性，反映的方式是需求文档。比较通俗的需求定义如下：需求是指明系统必须实现什么的规格说明，它描述了系统的行为、特性或属性，是在开发过程中对系统的约束。,1.软件工程中的结构化分析方法,5,1.2需求的类型,按内容分类软件需求代表系统的综合要求，包括以下几种类型：(1)系统功能需求:系统功能需求指根据系统所能实现的功能要求，对于每一类功能或者有时对于每一个功能，需要弄清输入、加工和输出等需求。(2)系统性能需求:按照系统的性能要求分类。例如联机系统的响应时间、系统需要的存储容量、后援存储器、重新启动、安全性和可靠性等方面的要求。,(3)系统运行需求:这类要求集中表现为对系统运行时所处的环境、使用的资源、安全保密和用户界面的要求。如支持系统运行的硬件和软件是什么，采取哪种数据库管理系统，需要什么样的外存储器和数据通信接口。(4)未来可能出现的问题:就是把不属于当前系统开发范围的问题都明确地列出来，因为将来很可能会提出这些问题。这些问题主要是为了系统将来的扩充和修改做准备，当以后需要时就可以很容易地进行扩展和修改了。,1.软件工程中的结构化分析方法,6,1.2需求的类型,按用户的期望分类,(1)正常需求:用户陈述的针对系统的目标。(2)期望需求:隐式的需求，可能由于是非常基础的而用户没有显示的陈述，如人机交互的容易性、整体的操作正确性和可靠性，以及软件安装的容易性。(3)兴奋需求:在用户的期出乎意料望范围之外，如果实现将令人愉快和。,按必要性分类,(1)强制的需求(2)希望的需求(3)任选的需求,1.软件工程中的结构化分析方法,7,1.3需求获取技术,需求抽取的方法一般有：1.面谈法重要而直接，简单的需求获取技术。2.问卷调查法是对面谈法的补充。3.需求专题讨论会最有力的需求获取技术。有利于培养高效团队。4.观察用户的工作流程适用于用户无法准确表达需求的情况。5.原型化方法6.基于用例的方法,面谈的对象主要有用户和领域专家：1）面谈前的准备要充分；2）面谈后注意认真分析总结；3）注意掌握面谈的人际交流技能。,还有知识工程方法等如：场记分析法、卡片分类法、分类表格技术和基于模型的知识获取等。,是从多个用户中收集需求信息的有效方式，一般问卷设计形式：1）多项选择问题；2）评分问题；3）排序问题。,由开发方和用户方共同召开,操作步骤：开发方根据双方制定的需求调研计划召开相关需求主题沟通会；会后开发方整理出需求调研记录提交给用户方确认；如果此主题还有未明确的问题则再次沟通,否则开始下一主题；所有需求都沟通清楚后，开发方根据历次需求调研记录整理出用户需求说明书，提交给用户方确认签字。,1.软件工程中的结构化分析方法,1.4需求分析及其任务,需求分析主要对收集到的需求进行提炼、分析和认真审查，确保所有参加人员取得一致共识。找出错误、遗漏和不足，建立完整的分析模型。,需求分析的任务就是借助于当前系统的逻辑模型导出目标系统的逻辑模型，解决目标系统的“做什么”的问题。,1.软件工程中的结构化分析方法,9,例：学生购买学校教材的手续可能是：先找系办公室的张秘书开一证明，凭证明找教材科的王会计开购书交款单，向李出纳员交付书款并拿领书单，然后到书库找赵保管员领书。,1.软件工程中的结构化分析方法,10,StepOne:通过对现实环境的调查研究，获得当前系统的具体模型。,在上图中，张、王、李、赵等具体的人是可以变动的，但需要他们处理的工作，例如审查购书有效性，开交款单，开领书单等则是不变的，后者才是本质的内容。经过这样的分析，就可抽象出学生购买教材这一系统的逻辑模型。,1.软件工程中的结构化分析方法,2020/5/12,11,StepTwo:去掉具体模型中的非本质因素，抽象出当前系统的逻辑模型,目标系统是一个使用计算机的系统。一般来说，它的功能应该比当前的现行系统更强，不必也不应该完全模拟现行的系统。例如在出售教材的计算机系统中，“有效性审查”和“开交款单”就可全并进行，省去开有效购书单的手续。,1.软件工程中的结构化分析方法,12,STEPThree:分析当前系统与目标系统的差别、建立目标的逻辑模型,1.软件工程中的结构化分析方法,13,对目标进行完善和补充,这一步的主要工作有：(a)确定目标系统的人机界面，即哪些功能交给计算机去做，哪些功能由人工完成。例如在上图的系统中，按照书费收款和发书这两项工作仍须由人工完成。(b)补充迄今尚未考虑过的细节，例如确定系统的响应时间，增加出错处理等。在本例中，假如购书单中出现了学生不该购买或已经卖完的教材，就可用“无效书单”把相应的情况通知学生。经过以上的修正和补充，就可以得到改进了的目标系统逻辑模型，,1.软件工程中的结构化分析方法,14,-学生购买教材“计算机售书系统”的逻辑模型,需求分析是一个调查研究，去粗取精，综合比较，然后作出决策的过程。分析员不仅要熟悉计算机，还应该了解所开发系统的专业知识，并且与用户保持良好的对话与合作。当然，上述步骤仅显示一个粗略的轮廓，实际工作要复杂得多。,1.软件工程中的结构化分析方法,15,1.5需求分析的重要性,例：美国StandishGroup1994年对超过8400个项目的研究表明，只有16的项目实现其目标，50的项目需要补救，34的项目彻底失败。美国国防部70年代中期专门针对软件项目失败原因所做的大规模调查显示，70的失败软件项目都是因为管理不善引起的，而并不是技术实力不够。90年代，据美国软件工程实施现状的调查，大约只有10%的项目能够在预定的费用和进度下交付。,1.软件工程中的结构化分析方法,16,1.软件工程中的结构化分析方法,17,在美国高科技历史上曾有过令人痛心的事件：DEC曾经是美国三大计算机公司之一，几年前被康柏收购，从地球上消失，成为美国计算机界一大憾事。DEC曾以众多的高新技术著称于世。其中，它在最后的几年里研发出的Alpha计算机芯片更以卓越的技术在性能上超过了Intel,sun和其他厂家的芯片。微软也曾大力协助DEC，将WindowsNt移植到Alpha系统，然而，Alpha在市场上彻底地失败了，是DEC最终失败的原因之一。为什么？究其根本，还是因为DEC对其市场和用户不了解，盲目追求技术而铸成大错。Alpha系统复杂，造价过高，绝大多数用户不能接受；而且它又不能与已有的系统兼容，使得在其上的软件开发相当困难，软件开发商也很难接受，所以Alpha把它的两级用户都得罪了，要想成功，谈何容易！,1.软件工程中的结构化分析方法,18,3.1.5需求分析的重要性,在需求过程中会产生很多错误，许多错误并没有在早期被发现，这样的错误是能够在产生的初期被检查出来的，如果没有及时检查出来这些错误，软件费用会直线上升。,1.软件工程中的结构化分析方法,19,3.1.6需求分析的困难性,需求分析涉及人员,1.软件工程中的结构化分析方法,20,1.6需求分析的困难性,1.软件工程中的结构化分析方法,21,1.7需求分析方法,一、功能分解方法:将系统看作若干功能模块的集合，每个功能又可以分解为子功能,子功能还可继续分解,分解的结果即是系统的雏形。,1.软件工程中的结构化分析方法,22,3.1.7需求分析方法,二、结构化分析方法是一种以数据、数据的封闭性为基础，从问题空间到某种表示的映射方法,主要由数据流图(DFD图)表示。,1.软件工程中的结构化分析方法,23,3.1.7需求分析方法,四、面向对象的分析方法面向对象分析方法(OOA)的关键是识别问题域内的对象,分析它们之间的关系,并建立起三类模型。,三、信息建模法是从数据的角度对现实世界建立系统的信息模型,基本工具是ER图。是由实体、属性和关系组成的网络图。E-实体，是一个或一组对象；R-关系，实体之间联系或交互作用。,1.软件工程中的结构化分析方法,24,1.8需求规格说明,软件需求规格说明是分析任务的最终产物，美国国家标准局、IEEE以及美国防部门均已提出了软件需求规约（以及其他软件工程文档）的候选格式。软件需求规格说明必须正确地定义所有的软件需求；除了设计上的特殊限制之外，软件需求规格说明中一般不描述任何设计、验证或项目管理的细节。,1.软件工程中的结构化分析方法,25,3.1.8需求规格说明,功能所设计的软件要做什么；性能软件功能在执行过程中的速度、可使用性、响应时间、各种软件功能的恢复时间、吞吐能力、精度、频率等等；强加给实现的设计限制在效果、实现的语言、数据库完整性、资源限制、操作环境等等方面所要求的标准；属性可移植性、正确性、可维护性及安全性等方面的考虑因素；外部接口与人、硬件、其他软件和其他硬件的相互关系。,需求必须描述的基本问题,1.软件工程中的结构化分析方法,软件需求规格说明的大纲,1前言1.1目的1.2范围1.3定义、缩写词、略语1.4参考资料2项目概述2.1产品描述2.2产品功能2.3用户特点2.4一般约束2.5假设和依据,3具体需求3.1功能需求3.1.1功能需求13.1.1.1引言3.1.1.2输入3.1.1.3加工3.1.1.4输出3.1.2功能需求23.1.n功能需求n,3.2外部接口需求3.2.1用户接口3.2.2硬件接口3.2.3软件接口3.2.4通信接口3.3性能需求3.4设计约束3.4.1其他标准的约束3.4.2硬件的限制,3.5属性3.5.1安全性3.5.2可维护性3.6其他需求3.6.1数据库3.6.2操作3.6.3场合适应性附录索引,软件需求规格说明的大纲,28,为了更好地理解复杂事物，人们常常采用建立事物模型的方法。所谓模型，就是为了理解事物而对事物做出的一种抽象，是对事物的一种无歧义的书面描述。通常，模型由一组图形符号和组织这些符号的规则组成。,结构化分析实质上是一种创建模型的活动。为了开发出复杂的软件系统，系统分析员应该从不同角度抽象出目标系统的特性，使用精确的表示方法构造系统的模型，验证模型是否满足用户对目标系统的需求，并在设计过程中逐渐把和实现有关的细节加进模型中，直至最终用程序实现模型。,1.9.结构化分析方法概述,1.软件工程中的结构化分析方法,29,尽管目前有许多不同的用于需求分析的结构化分析方法，但是，所有这些分析方法都遵守下述准则：(1)必须理解并描述问题的信息域，根据这条准则应该建立数据模型。(2)必须定义软件应完成的功能，这条准则要求建立功能模型。(3)必须描述作为外部事件结果的软件行为，这条准则要求建立行为模型。(4)必须对描述信息、功能和行为的模型进行分解，用层次的方式展示细节。,1.软件工程中的结构化分析方法,1.软件工程中的结构化分析方法,30,根据结构化分析准则，结构化需求分析过程应该建立3种模型，它们分别是数据模型、功能模型和行为模型。,数据模型实体-联系图，描绘数据对象及数据对象之间的关系，是用于建立数据模型的图形。,功能模型数据流图，描绘当数据在软件系统中移动时被变换的逻辑过程，指明系统具有的变换数据的功能，因此，数据流图是建立功能模型的基础。,行为模型状态转换图(简称为状态图)，指明了作为外部事件结果的系统行为。为此，状态转换图描绘了系统的各种行为模式(称为“状态”)和在不同状态间转换的方式。状态转换图是行为建模的基础。,31,1.软件工程中的结构化分析方法,2.信息系统工程中的结构化分析步骤,新系统逻辑模型设计,充分认识原系统，识别问题,进行分析，弄清问题,提出新系统的逻辑方案,需求分析,2.信息系统工程中的结构化分析步骤,3.现行系统的详细调查,对象,现行系统,目的,完整掌握现行系统的现状，发现问题和薄弱环节，收集资料，为下一步的系统化分析和提出新系统的逻辑设计做好准备。,原则,用户参与原则,使用部门的业务人员,主管人员,设计部门的系统分析人员,系统设计人员,3.现行系统的详细调查,1）组织结构调查。2）现行系统的目标、主要功能和用户需求调查。3）业务流程调查。4）数据流程调查。5）处理功能分析,内容,方法,1）召开调查会2）重点询问法3）查阅资料法4）问卷调查5）用户访谈法6）实地观察法,3.现行系统的详细调查,（1）开调查座谈会（2）重点询问方式重点询问一般要提前准备好提问的问题,重点询问常见问题,例如：你所在的工作岗位是什么？岗位工作的性质是什么？你的工作任务是什么？每天工作怎样进行时间安排？你的工作分为几班？工作结果同前、后续工作如何联系？你所接触的报表有几类？数据有哪些？满意程度如何？你所在的工作岗位是否恰当？工作量如何？你的工作计划不能合理安排的原因是什么？,3.现行系统的详细调查,例如（续）：你的工作岗位存在的问题是什么？（组织不力？规划不好？信息不畅？）你通常采取什么手段提高工作效率？使用计算机了吗？如果增加激励（奖金、鼓励、新技术等），工作效率是否会提高？从有效组织经营的角度出发，你的权限是否适当（大或小）？你认为影响本企业经营效率的关键问题是什么？从全局的利益出发，你认为现有的管理体制是否合理？你认为提高经营的潜力在哪里？现存管理体制有哪些问题？有效降低经营成本的途径有哪些？信息系统的开发在本单位是否有必要？,3.现行系统的详细调查,例如：(续)你认为新的信息系统应该重点解决哪些问题？你所了解的管理工作中，你认为决策的效益应从哪些方面去衡量？你认为业务、财务、储运等部门是否已经使用了计算机？有什么问题？你用过计算机吗？你认为企业现在使用计算机还有什么困难吗？在你所了解的管理决策工作中，有哪些可以定量或定性用计算机处理吗？本企业与外部哪些企业有业务联系？业务往来用计算机处理吗？原来开发的软件有哪些毛病？为什么老用不好呢？,3.现行系统的详细调查,（3）查阅资料方法,根据对资料的分析研究、收集所需信息。资料包括：企业组织结构图、公司战略计划、各部门的正式目标、政策手册、操作过程、工作指令、各种表格、报告、会议记录。优点：获取大量历史、静态信息、有助于分析问题、数据精确。缺点：需要整理归纳、深层次存在的问题不易发现。,3.现行系统的详细调查,（4）问卷调查方式,针对所需调查的各项内容，绘制出相应各种形式的图表问卷，通过这些问卷对企业管理岗位上的工作人员进行全面的需求调查。调查问卷分为两种类型：自由格式和固定格式自由格式的调查问卷为回答者提供了非常灵活的回答问题的方式。例如，“每天收到哪些报表和数据，如何使用或处理这些数据和报表？”；“这些数据是否适用？数据是否及时、准确？格式是否合理？”等固定格式的调查问卷则需要事先设定选项或几种答案供用户选择,3.现行系统的详细调查,（4）问卷调查方式（续）,步骤：确定必须收集的内容;确定采用的调查问卷的格式;设计调查问题;复制和分发调查问卷注意：试题易答、避免歧义或遗漏优点：大量发放、快速、低成本，保护隐私，便于归纳整理缺点：问卷不够灵活、信息质量难于保证、问卷设计是关键,3.现行系统的详细调查,实例某出版社系统调查表,3.现行系统的详细调查,（5）用户访谈法,用户访谈就是面对面地与用户交谈步骤：选择访谈对象;准备访谈资料，包括访谈内容和进度安排等；进行访谈，并注意做好访谈记录；整理访谈记录。优点和缺点：访谈为分析人员提供了与访谈对象自由沟通的机会；通过访谈可以挖掘更深层次的用户需求；访谈允许开发人员使用一些个性化的问题；成功的访谈在很大程度上取决于分析人员的经验与技巧；访谈占用的时间较多，访谈后的资料整理，也需要花费较多的时间。,3.现行系统的详细调查,（6）实地观察法,直接、背对背、带有一定的实验性优点：获取第一手数据、有助于弄清复杂流程、获取多方面数据，可以证实上述方法收集的资料正确与否，更正不正确的概念，澄清模糊的概念。数据真实性需要确定、必须懂得业务、比较花费时间。,3.现行系统的详细调查,4.组织结构与功能的分析,组织结构分析组织结构：是一个组织内部部门的划分及其相互之间的关系。组织结构分析内容：弄清组织内部的部门划分；各部门之间的领导与被领导关系；信息资料的传递关系；物资流动关系与资金流动关系。各级组织存在的问题以及对新系统的要求等。组织结构分析工具：组织结构图,厂长,厂办,图书资料室,组织结构图示例,4.组织结构与功能的分析,功能结构分析功能：指的是完成某项工作的能力。功能分析：为了实现系统目标，系统必须具有各种功能。各子系统功能的完成，又依赖于下面更具体的工作的完成。功能分析是要确定系统的这种功能结构；分析工具：业务功能结构图,4.组织结构与功能的分析,业务功能图示例,4.组织结构与功能的分析,组织结构与业务功能联系分析分析的目的：组织结构图反映了组织内部和上下级关系，但却不能反映组织各部门之间的联系程度、组织各部门的主要业务职能和它们在业务过程中所承担的工作等。通过组织/功能分析，可以反映组织各部门在承担业务时的关系，使组织的功能进一步理顺，提高管理效率。分析工具：组织/功能联系表,4.组织结构与功能的分析,组织结构与业务功能联系分析分析工具：组织结构与业务功能联系表横向表示各组织名称，纵向表示业务功能名，中间栏填写组织在执行业务过程中的作用。*：表示该部门是相应业务的执行部门；：表示该部门是相应业务的辅助执行部门；：表示该业务的执行需要用到相应管理部门的数据；空格：表示该单位与对应业务无关。,4.组织结构与功能的分析,内容：原有的业务流程的分析业务流程的优化画出新系统的业务流程图方法：分析业务流程应顺着原系统信息流动的过程逐步地进行，内容包括各环节的处理业务、信息来源、处理方法、计算方法、信息流经去向、提供信息的时间和形态（报告、单据、屏幕显示等）。工具：业务流程图(TransactionFlowDiagram)，是一种描述系统内各单位、人员之间业务关系、作业顺序和管理信息流向的图表，利用它可以帮助分析人员找出业务流程中的不合理流向。,5.业务流程分析,业务流程图的基本符号,业务处理单位,业务处理,功能描述,表格报表制作,收集处理数据,信息传递过程,数据、文件存档,注：图例没有统一的标准，但在同一系统的调查中，应采用相同的图例来绘制业务流程图。,系统外部单位,判断条件,5.业务流程分析,业务流程图的画法：,5.业务流程分析,案例1：某企业的物资管理业务流程如下：车间填写领料单到仓库领料，库长根据用料计划审批领料单，未批准的领料单退回车间。库工收到已批准的领料单后，首先查阅库存帐，若有货，则通知车间前来领取所需物料，并登记用料流水帐，否则，将缺货通知采购人员。采购人员根据缺货通知，查阅订货合同单，若已订货，则向供货单位发出催货请求，否则，就临时申请补充订货。供货单位发出货物后，立即向订货单位发出提货通知。采购人员收到提货通知单后，办理入货手续，接着，库工验收入库，并通知车间领料。此外，库工还要依据库存帐和用料流水帐定期生成库存报表呈送有关部门。,分析：弄清上述问题涉及到哪些人员、部门，这些人员、部门中，哪两个之间存在业务往来？人员：库长、库工、采购员部门：车间、供货单位、有关部门业务单据：用料计划单、领料单、领料通知单、库存账、入库单、订货单、缺货单、催货单、补货单、库存报表等多项业务往来：车间库长；库长库工；库工车间；库工采购员；库工有关部门；采购员供货单位,5.业务流程分析,车间库长,案例1：某企业的物资管理业务流程如下：车间填写领料单到仓库领料，库长根据用料计划审批领料单，未批准的领料单退回车间。库工收到已批准的领料单后，首先查阅库存帐，若有货，则通知车间前来领取所需物料，并登记用料流水帐，否则，将缺货通知采购人员。采购人员根据缺货通知，查阅订货合同单，若已订货，则向供货单位发出催货请求，否则，就临时申请补充订货。供货单位发出货物后，立即向订货单位发出提货通知。采购人员收到提货通知单后，办理入货手续，接着，库工验收入库，并通知车间领料。此外，库工还要依据库存帐和用料流水帐定期生成库存报表呈送有关部门。,5.业务流程分析,案例1：某企业的物资管理业务流程如下：车间填写领料单到仓库领料，库长根据用料计划审批领料单，未批准的领料单退回车间。库工收到已批准的领料单后，首先查阅库存帐，若有货，则通知车间前来领取所需物料，并登记用料流水帐，否则，将缺货通知采购人员。采购人员根据缺货通知，查阅订货合同单，若已订货，则向供货单位发出催货请求，否则，就临时申请补充订货。供货单位发出货物后，立即向订货单位发出提货通知。采购人员收到提货通知单后，办理入货手续，接着，库工验收入库，并通知车间领料。此外，库工还要依据库存帐和用料流水帐定期生成库存报表呈送有关部门。,库长库工,5.业务流程分析,案例1：某企业的物资管理业务流程如下：车间填写领料单到仓库领料，库长根据用料计划审批领料单，未批准的领料单退回车间。库工收到已批准的领料单后，首先查阅库存帐，若有货，则通知车间前来领取所需物料，并登记用料流水帐，否则，将缺货通知采购人员。采购人员根据缺货通知，查阅订货合同单，若已订货，则向供货单位发出催货请求，否则，就临时申请补充订货。供货单位发出货物后，立即向订货单位发出提货通知。采购人员收到提货通知单后，办理入货手续，接着，库工验收入库，并通知车间领料。此外，库工还要依据库存帐和用料流水帐定期生成库存报表呈送有关部门。,库工车间,5.业务流程分析,案例1：某企业的物资管理业务流程如下：车间填写领料单到仓库领料，库长根据用料计划审批领料单，未批准的领料单退回车间。库工收到已批准的领料单后，首先查阅库存帐，若有货，则通知车间前来领取所需物料，并登记用料流水帐，否则，将缺货通知采购人员。采购人员根据缺货通知，查阅订货合同单，若已订货，则向供货单位发出催货请求，否则，就临时申请补充订货。供货单位发出货物后，立即向订货单位发出提货通知。采购人员收到提货通知单后，办理入货手续，接着，库工验收入库，并通知车间领料。此外，库工还要依据库存帐和用料流水帐定期生成库存报表呈送有关部门。,库工-采购员,5.业务流程分析,案例1：某企业的物资管理业务流程如下：车间填写领料单到仓库领料，库长根据用料计划审批领料单，未批准的领料单退回车间。库工收到已批准的领料单后，首先查阅库存帐，若有货，则通知车间前来领取所需物料，并登记用料流水帐，否则，将缺货通知采购人员。采购人员根据缺货通知，查阅订货合同单，若已订货，则向供货单位发出催货请求，否则，就临时申请补充订货。供货单位发出货物后，立即向订货单位发出提货通知。采购人员收到提货通知单后，办理入货手续，接着，库工验收入库，并通知车间领料。此外，库工还要依据库存帐和用料流水帐定期生成库存报表呈送有关部门。,采购员供货单位,