管理计量学课件-管理信息系统的系统分析

管理信息系统的系统分析5.1系统分析概述5.1.1系统分析的任务系统分析是在系统规划指导下的关于组织信息系统解决问题的分析，该阶段相当于工程建设中的初步方案设计，只涉及解决什么问题和在逻辑上如何解决，不涉及解决问题的具体做法，所以系统分析也称逻辑设计，即建立新系统的逻辑模型，在逻辑上规定新系统的功能但不涉及新系统具体的物理实现，也就是要解决“系统做什么”而不是“如何做”的问题。其任务可以归纳为以下6个方面。1.分析用户要求2.现行系统的详细调查3.组织结构与业务流程分析4.系统数据流程分析5.建立新系统的逻辑模型6.提出系统分析报告5.1.2系统分析的特点1.系统分析具有抽象性和概括性系统需求就是在对当前系统和用户需求分析的基础上抽象出来的，其主要包括以下4个方面。(1) 功能需求，即所开发的系统应做什么。(2) 性能需求，即确定所开发系统的技术性能指标，如存储容量限制、运行时间限制和安全保密性等。(3) 环境需求，即软件系统运行时所处环境的要求，包括硬件环境和软件环境。(4) 可靠性需求，即明确软件投入运行后不发生故障的概率。2.系统描述的形式化3.“自顶向下”的工作原则4.强调逻辑结构而不是物理实现5.2管理信息系统的组织结构与功能分析组织结构与功能分析主要包括三个部分：组织结构分析、业务过程与组织结构之间的联系分析以及业务功能一览表。其中，组织结构分析通常是通过组织结构图来实现的，是将调查中所了解的组织结构具体地描绘在图上，作为后续分析和设计的参考；业务过程与组织结构之间的联系分析通常是通过业务与组织关系图来实现的，是利用系统调查中所掌握的资料着重反映管理业务过程与组织结构之间的关系，它是后续分析和设计新系统的基础；业务功能一览表是把组织内部各项管理业务功能用一张表的方式罗列出来，它是今后进行功能/数据分析、确定新系统拟实现的管理功能和分析建立管理数据指标体系的基础。5.2.1组织结构图组织结构图是一张反映组织内部之间隶属关系的树状结构图，如图5-1所示。在绘制组织结构图时应注意，除后勤(如食堂、修缮、医务室、幼儿园和小学等)与企业生产、经营和管理环节无直接关系的部门外，其他部门一定要反映全面、准确。为了表明企业的运行过程，通常也要画出企业物流和管理组织关系图。图5-1组织结构图5.2.2组织/业务关系分析1.组织/业务关系图通常增设组织/业务关系图来反映组织各部分在承担业务时的关系，如图5-2所示。我们以组织/业务关系图中的横向表示各组织名称，纵向表示业务过程名，中间栏填写组织在执行业务过程中的作用。图中：“﹡”：表示该项业务是对应组织的主要业务(即主持工作的单位)“×”：表示该单位是参加协调该项业务的辅助单位“√”：表示该单位是该项业务的相关单位(或称有关单位)空格：表示该单位与对应业务无关图5-2组织/业务关系图功能序号组织联系的程度组织业务计划科质量科设计科工艺科机动科总工室研究所生产科供应科人事科总务科教育科销售科仓库功能与业务1计划﹡√××××2销售√﹡×3供应√×﹡√4人事﹡√√5生产√×××﹡﹡×√√6设备更新﹡√√√×2.业务功能图在组织中常常会有这种情况，组织的各个部分并不能完整地反映该部分所包含的所有业务。因为在实际工作中，组织的划分或组织名称的取定通常是根据最初同类业务人员的集合而定的。随着生产的发展，生产规模的扩大和管理水平的提高，组织的某些部分业务范围越来越大，功能也越分越细，由原来单一的业务派生出许多业务。这些业务在同一组织中由不同的业务人员分管，其工作性质逐步有了变化。当这种变化发展到一定程度时，就会引起组织本身的变化，裂变出一个新的、专业化的组织，由它来完成某一类特定的业务功能。对于这类变化，我们事先是无法全部考虑到的，但对于其功能是可以发现的。如图5-3所示就是某企业销售管理业务功能图。图5-3某企业销售管理业务功能图5.3管理信息系统的业务流程分析5.3.1业务流程图的概念业务流程图(TransactionFlowDiagram，TFD)，就是用一些规定的符号及连线来表示某个具体业务处理过程。业务流程图的绘制基本上按照业务的实际处理步骤和过程绘制。也就是说，它是一“本”用图形方式来反映实际业务处理过程的“流水账”。绘制出这本“流水账”对于开发者理顺和优化业务过程是很有帮助的。业务流程图是一种用尽可能少、尽可能简单的方法来描述业务处理过程的方法。由于它的符号简单明了，所以非常易于阅读和理解业务流程。它的不足之处对于一些专业性较强的业务处理细节缺乏足够的表现手段，它比较适用于反映事务处理类型的业务过程。5.3.2业务流程图的画法1.业务流程图的基本图形符号业务流程图的基本图形符号非常简单，只有6个。有关6个符号的内部解释则可直接用文字标于图内。这6个符号所代表的内容与信息系统最基本的处理功能一一对应，如图5-4所示。图5-4业务流程图的基本图形符号2.绘制举例业务流程图的绘制就是根据系统调查表中所得到的资料和问卷调查的结果，按业务实际处理过程将它们绘制在同一张图上，如图5-5所示的业务流程图示例。图5-5业务流程图示例5.4管理信息系统的数据流程分析5.4.1调查数据的汇总分析1.系统调查数据的分类调查数据汇总分析的主要任务首先是将系统调查所得到的数据分为以下三类。(1) 本系统输入数据类(主要指报来的报表)，即今后下级子系统或网络要传递的内容。(2) 本系统内要存储的数据类(主要是各种台账、账单和记录文件)，它们是今后该系统数据库要存储的主要内容。(3) 本系统产生的数据类(主要是指系统运行所产生的各类报表)，它们是今后该系统输出和网络传递的主要内容。2.对各类据进行分析然后再对每一类数据进行以下三项分析。1) 汇总并检查数据有无遗漏数据汇总是一项较为繁杂的工作，为使数据汇总能顺利进行，通常将它分为以下几个步骤。(1) 将系统调查中所收集到的数据资料按业务过程进行分类编码，按处理过程的顺序排放在一起。(2) 按业务过程自顶向下地对数据项进行整理。(3) 将所有原始数据和最终输出数据分类整理出来。(4) 确定数据的字长和精度。对数字型数据来说，包括：数据的正、负号，小数点前后的位数，取值范围等；对字符型数据来说，只需确定它的最大字长和是否需要中文即可。2) 数据分析(即检查数据的匹配情况)数据汇总只是从某项业务的角度对数据进行了分类整理，还不能确定收集数据的具体形式以及整体数据的完备程度、一致程度和无冗余的程度，因此还需对这些数据作进一步的分析。分析的方法可借用BSP方法中所提倡的U/C矩阵来进行。U/C矩阵实际上是一种聚类方法，它可以用于过程/数据、功能/组织以及功能/数据等各种分析中。这里只是利用它来进行数据分析。(1) U/C矩阵。U/C矩阵是通过一个普通的二维表来分析汇总数据的。通常将表的纵坐标栏目定义为数据类变量(X)，横坐标栏目定义为业务过程类变量(Y)，将数据与业务之间的关系(即X与Y之间的关系)用“使用”(U,use)和“建立”(C,create)来表示，将上一步数据汇总的内容填于表内就构成了U/C矩阵，如图5-6所示。(2) 数据正确性分析。在建立了U/C矩阵之后就要对数据进行分析，其基本原则就是“数据守恒原理”(PrincipleofDataConservation)，即数据必定有一个产生的源，而且必定有一个或多个用途(我们还将其细分为完备性、一致性和无冗余性三条检验规则)。具体落实到对图的分析中则可概括为以下几点。① 原则上每一个列只能有一个C。② 每一列至少有一个U。③ 不能出现空行或空列。(3) 数据项特征分析。数据项特征分析主要包括以下4个方面。① 数据的类型、精度和字长是建库和分析处理所必须要求确定的。② 合理的取值范围是输入、校对和审核所必需的。数据类功能客户订货产品工艺流程材料表成本零件规格材料库存成本库存职工销售区域财务计划计划设备负荷物资供应任务单经营计划UUUC财务规划UUCC资产规模U产品预测CUU产品设计开发UCUCCU产品工艺UCCU库存控制CCUU调度UUUUC生产能力计划UCU材料需求UUUUC操作顺序CUUU销售管理CUUUU市场分析UUUC订货服务UCUUU发运UUUU财务会计UUUUUU成本会计UUUU用人计划C业绩考评U行号12345678910111213141516③ 数据量，即单位时间内(如天、月、年)的业务量、使用频率、存储和保留的时间周期等，这是在网上分布数据资源和确定设备存储容量的基础。④ 所涉及业务，即图中每一行有U或C的列号(业务过程)。3) 建立统一的数据字典在数据汇总及分析的基础上建立统一的数据字典。5.4.2数据流程分析有关数据分析的最后一步就是对数据流程的分析，即将数据在组织(或原系统)内部的流动情况抽象地独立出来，舍去具体组织机构、信息载体、处理工作、物资和材料等，只从数据流动过程来考查实际业务的数据处理模式。数据流程分析主要包括对信息的流动、传递、处理和存储等的分析。数据流程分析的目的就是要发现和解决数据流通中的问题，主要有数据流程不畅、前后数据不匹配、数据处理过程不合理等。问题产生的原因有的是属于原系统管理混乱，数据处理流程本身有问题；有的也可能是调查了解数据流程有误或作图有误。总之，这些问题都应该尽量地暴露出来并加以解决。一个通畅的数据流程是今后新系统用以实现这个业务处理过程的基础。1.数据流程图的基本概念现有的数据流程分析多是通过分层的数据流程图(DataFlowDiagram，简称DFD)来实现的。其具体的做法是：按业务流程图分理出的业务流程顺序，将相应调查过程中所掌握的数据处理过程绘制成一套完整的数据流程图，一边整理绘图，一边核对相应的数据、报表和模型等。如果存在问题，则一定会在这个绘图和整理过程中暴露出来。1) 基本图例符号常见的数据流程图有两种：一种是以方框、连线及其变形作为基本图例符号来表示数据流动过程；另一种是以圆圈及连接弧线作为基本图例符号来表示数据流动过程。这两种方法在同时表示一个数据流程时，大同小异，只是针对不同的数据处理流程都各有特点。2) 方框图图例符号方框图的图例符号及基本用法如下。(1) 外部实体。外部实体用一个小方框并外加一个立体轮廓线来表示(见图5-7)，在小方框中用文字注明外部实体的编码属性和名称。如果该外部实体还出现在其他数据流程中，则可在小方框的右下角划一斜线，标出相对应的数据流程图编号。(2) 数据流动。数据流动用直线、箭头加文字说明组成，例如销售报告送销售管理人员，库存数据送盘点处理等，如图5-7所示。(3) 数据处理。数据处理用方框来表示。方框内必须表示清楚三方面的信息：一是综合反映数据流程、业务过程及本处理过程的编号；二是处理过程文字描述；三是该处理过程的进一步详细说明。因为处理过程一般比前几种图例所代表的内容要复杂得多，故必须在它的下方再加上一个信息——注释，用它来指出进一步详细说明具体处理过程的图号，如图5-7所示。(4) 数据存储。即是对数据记录文件的读写处理，一般用一个右边不封口的长方形来表示。同上述图例符号一样，它也必须表明数据文件的标识编码和文件名称两部分信息，如图5-7所示。图5-7数据流程图的符号由于实际数据处理过程比较繁杂，因此应该按照系统的观点，自顶向下地分层展开绘制，即先将比较繁杂的处理过程(不管有多大)当成一个整体处理块来看待(俗称“黑匣子”)，然后绘出周围实体与这个整体块的数据联系过程；然后再进一步将这个块展开。如果内部还涉及若干个比较复杂的数据处理部分，还可将这些部分分别视为几个小“黑匣子”，同样先不管其内部，而只分析它们之间的数据联系。这样反复下去，依此类推，直至最终搞清楚所有的问题为止。也有人将这个过程比喻为使黑匣子逐渐变“灰”，直到“半透明”和“完全透明”的分析过程。2.数据流程图的绘制数据流程图既是对原系统进行分析和抽象的工具，也是用以描述新系统逻辑模型的主要工具。它有两个特点：一是具有概括性；二是具有抽象性。下面均以某汽车配件公司的数据流程图为例加以说明。由于数据流程图简明、清晰，不涉及技术细节，容易让用户理解，因此数据流程图是系统分析人员与用户进行交流的有效工具，也是系统设计的主要依据。顶层数据流程图如图5-9所示。数据流程图的绘制采取自顶向下逐步求精的方法，即先把整个系统当作一个处理功能来看待，画出最粗略的数据流程图；然后逐层向下分析，分解为详细的、低层次的数据流程图。分层流程图如图5-8所示。图5-8分层数据流程图图5-9汽车配件公司：第一层数据流程图1) 顶层数据流程图(1) 顶层数据流程图的一般形式。任何系统，无论多么复杂，顶层数据流程都可粗略地表达一种形式。若系统中具有全系统共享的数据存储，可表示在顶层数据流程图中，部分处理功能共享的数据可在低层次数据流程图中表达。(2) 顶层数据流程图的绘制。根据系统可行性分析确定的范围和目标、用户的需求，划定系统的界面，界面内的作为具体分析的系统，界面外的、与系统有数据联系的部门和事物则视为外部实体。2) 低层次数据流程图低层次数据流程图如图5-10、图5-11所示。在顶层数据流程图的基础上，将处理功能(逻辑功能)逐步分解，可得到不同层次的数据流程图。用分层次的数据流程图来描述原系统，将系统看作一个统一的整体，进行综合的逻辑描述。首先要划定系统的边界，然后再分析系统与外界的信息联系。3) 扩展的数据流程图扩展的具体内容有两个方面：一是应用计算机以后，可以增加许多原来手工处理难以完成的各种功能；二是增加对各种例外情况和错误情况的处理。图5-10汽车配件公司：第二层数据流程图图5-11汽车配件公司：第三层数据流程图5.4.3数据分析1.数据字典的作用和编写要求数据字典是定义和说明数据流程图中每个成分的工具。数据字典的作用是对数据流程图中的各种成分，包括数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理功能和外部实体等逻辑内容与特征予以详细说明。数据字典中有关系统的详细信息是以后系统设计、系统实施与维护的重要依据。2.数据字典的生成方法生成数据字典的方法有两种：由手工方式生成和由计算机辅助生成。手工编写的优点是具有较大的灵活性与适应性；其缺点是：效率低，编辑困难、容易出现疏漏和错误，对数据字典的检验、维护、查询、统计和分析都不方便。计算机辅助编写数据字典是将数据字典有关的数据输入计算机，存储在数据字典库中，由其生成的数据字典具有查询、维护、统计和分析等功能。数据字典中的条目有6种形式：数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理功能和外部实体。3.数据字典的内容和格式数据字典主要有四类条目：数据项、数据流、数据存储和基本处理。(1) 数据项条目。数据项条目是不可再分解的数据单位，其定义格式如下：数据项名称：货物编号别名：G-No,G-num,Goods-No简述：本公司的所有货物的编号类型：字符串长度：10取值范围及含义：第1位：进口/国产第2～4位：类别第5～7位：规格第8～10位：品名编号(2) 数据流条目。数据流条目给出了DFD中数据流的定义，通常列出该数据流的各组成数据项。在定义数据流或数据存储组成时，使用的符号如表5-1所示。(3) 数据存储条目。数据存储条目是对数据存储的定义，其定义格式如下：数据存储名称：库存记录别名：无简述：存放库存所有可供货物的信息组成：货物名称+编号+生产厂家+单价+库存量组织方式：索引文件，以货物编号为关键字查询要求：要求能立即查询表5-1数据流条目使用的符号符号含义例子及说明=被定义为x=a，表示x由a组成+与x=a+b，表示x由a和b组成[…|…]或x=[a|b]，表示x由a或b组成m{…}n或[…]mn重复x=2{a}5，表示x中最少出现2次a，最多出现5次a，2为重复次数的上、下限{…}重复x={a}，表示x由0个或多个a组成(…)可选x=(a)，表示a可在x中出现，也可不出现“…”基本数据元素x=“a”，表示x是取值为字符a的数据元素..连接符x=1.9，表示x可取1～9中任意一个值(4) 加工条目(即基本处理条目)。加工条目用来说明DFD中基本加工的处理逻辑，由于上层的加工是由下层的基本加工分解而来的，所以只要有了基本加工的说明，就可理解其他加工。5.4.4功能分析功能分析是对数据流程图中处理过程的功能作详细的说明。从逻辑上进行分析，处理功能可归纳为三类，即数据的输入和输出处理、算术运算以及逻辑判断。通常采用决策树、决策表及结构化语言等作为描述功能分析的工具。1.决策树决策树又称判定树，是一种呈树状的图形工具，适合于描述处理中具有多种策略、要根据若干条件的判定来确定所采用策略的情况。左端圆圈为树根表示决策节点，由决策节点引出的直线，形似树枝，称为条件枝，每条条件枝代表一个条件；中间的圆圈称为条件节点；右端的实心圆表示决策结果。决策树中条件节点以及每个节点所引出条件枝的数量依具体问题而定。某商场销售策略决策图，如图5-12所示。决策树的优点是清晰、直观；缺点是当条件多且互相组合时，不容易清楚地表达判断过程。2.决策表决策表又称判断表，是一种呈表格状的图形工具，适用于描述处理判断条件较多、各条件又相互组合、有多种决策方案的情况。3.结构化语言在自然语言的基础上发展一种规范化的语言表达方式，它使用的词汇主要有三种：祈使语句中明确的动词；数据字典和数据流程图中的名词；表示处理逻辑结构的保留字。图5-12某商场销售策略决策树采用结构化语言，任何处理逻辑都可以表达为顺序、判断和循环三种结构。(1) 顺序结构中的祈使语句应包含一个动词及一个宾语，表示要进行的处理(包括输入输出及运算等)。(2) 判断结构有两种表示形式，分别为IF-THEN结构和IF-THEN-ELSE结构，可与判定树、判定表的表达方式相对应。(3) 循环结构是指在条件成立时，重复执行某处理，直到条件不成立为止。5.5管理信息系统分析的主要工具5.5.1数据库设计及建模工具——ERwin简介ERwin用来建立实体-关系(E-R)模型，是关系数据库应用开发的优秀CASE工具。ERwin可以方便地构造实体和联系，表达实体间的各种约束关系，并根据模板创建相应的存储过程、包、触发器和角色等，还可编写相应的PB扩展属性，如编辑样式、显示风格和有效性验证规则等。ERwin可以实现将已建好的E-R模型到数据库物理设计的转换，即可在多种数据库服务器(如Oracle、SQLServer、Watcom等)上自动生成库结构，提高了数据库的开发效率。ERwin可以进行逆向工程，能够自动生成文档，支持与数据库同步，支持团队式开发，所支持的数据库多达20多种。ERwin数据库设计工具可以用于设计生成客户机/服务器、Web、Intranet和数据仓库等应用程序数据库。ERwin主要用来建立数据库的概念模型和物理模型，它能用图形化的方式描述出实体、联系及实体的属性。ERwin支持IDEF1X(IntegratedCAMDEFinition

|

extended，集成计算机辅助制造定义|扩展)方法。通过使用ERwin建模工具自动生成、更改和分析IDEF1X模型，不仅能得到优秀的业务功能和数据需求模型，而且可以实现从IDEF1X模型到数据物理设计的转变。ERwin工具绘制的ERwin模型框图(diagram)主要由三种组件块组成：实体、属性和关系，正好对应于IDEF1X模型的三种主要成分。我们可以把框图看成是表达业务语句的图形语言。ERwin模型框图所在的主题区域(SubjectArea)相应于IDEF1X的视图，其重点在整个数据模型中的某个计划或企业内部的某一范围间实体的关联。一个IDEF1X的模型包括一个或多个视图，而ERwin中的主域区(MainSubjectArea)组合了各个主题区域，覆盖了数据建模的整个范围，也即IDEF1X模型的整个范围。ERwin工具绘制的模型对应于逻辑模型和物理模型两种。在逻辑模型中，IDEF1X工具箱可以方便地用图形化的方式构建和绘制实体联系及实体的属性。在物理模型中，ERwin可以定义对应的表、列，并可针对各种数据库管理系统自动转换为适当的类型。1.二者的出身2.二者的区别Rose是大而全、一站式的策略，它没有将数据库设计和面向对象设计清晰地分开，仅以不同的目录来区分；而PowerDesigner将两者划分到独立的模型文件中，分别对应不同的设计环境，并通过模型之间的转换工具建立各模型的关联，即使对于数据库设计模型，PowerDesigner也需要用户选择一个具体的数据库产品及其版本，以便工作环境对具体数据库敏感。Rose在逆向工程、文档输出和代码生成等输入输出功能上表现得比较生硬单调；而PowerDesigner在逆向工程，特别是文档输出和代码生成这些功能上提供了精细的控制，让用户拥有高度的自由度。Rose在操作体验上存在很多需要改进的地方，Rose偏向于让用户使用鼠标进行操作，对键盘操作支持不好；而PowerDesigner在操作体验上较好，大部分操作都可以通过键盘完成，在充分熟悉其快捷键的前提下，PowerDesigner将给设计者一种行云流水的感觉，用户交互上更加人性化。此外，Rose往往占用更多的资源，容易异常退出，PowerDesigner则显得轻便稳定。5.5.2Rose与PowerDesigner：两款建模工具的比较下面将具体列出Rose和PowerDesigner一系列的区别，以使用户在选择工具时为其提供参考。1) 模型组织2) 工作空间3) 设计界面4) 对模型和语言的支持(1) 对设计模型的支持力度和广度(2) 对Java语言的支持5) 输入和输出功能的比较(1) 逆向工程(2) 文档导出功能(3) 代码导出(4) 生成测试数据5.6新系统逻辑模型的建立对原有系统进行分析和优化的结果就是新系统拟采用的信息处理方案。1.信息处理方案的主要内容(1) 确定合理的业务处理流程，将业务流程和业务处理分析的结果归纳整理，其具体内容包括以下4个方面。① 删去或合并了哪些多余的或重复处理的过程？② 对哪些业务处理过程进行了优化和改动？改动的原因是什么？改动(包括增补)后将带来哪些好处？③ 给出最后确定的业务流程图。④ 指出在业务流程图中哪些部分新系统(主要指计算机软件系统)可以完成，哪些部分需要用户完成(或是需要用户配合新系统来完成)？(2) 确定合理的数据和数据流程，具体内容包括以下4个方面。① 请用户确认最终的数据指标体系和数据字典。确认的内容主要是指标体系是否全面合理，数据精度是否满足要求并可以统计得到这个精度等。② 对哪些数据处理过程进行了优化和改动？改动的原因是什么？改动(包括增补)后将带来哪些好处？③ 给出最后确定(即优化后)的数据流程图。④ 指出在数据流程图中的人机界面。(3) 确定新系统的逻辑结构和数据分布，具体包括以下两个方面。① 新系统逻辑划分方案(即子系统的划分)。② 新系统数据资源的分布方案，例如，哪些在本系统设备内部，哪些在网络服务器或主机上。2.确定新系统的管理模式及具体业务的管理模型新系统的管理模式：是采用集中一贯的领导体制，还是松散的管理体制；是主辅分离、主业集中，还是其他分流等管理模式，都应在此期间确定。具体业务的管理模型：要结合具体情况确定以后系统在每一个具体的管理环节上的处理方法。例如，物资管理系统的库存优化模型；成本管理系统的成