计算机导论 课件 第10章 系统分析与设计

第10章系统分析与设计主要内容信息系统信息系统基础知识常见的信息系统系统开发生命周期项目开发计划系统分析系统设计系统实现与维护信息系统信息系统是由人、计算机及其他外围设备组成的能够进行信息收集、传递、存储、加工和维护的系统。信息系统能更有效率地满足客户的需求，也能帮助管理人员做出决策。教务系统、网上银行系统、网上商城等都属于信息系统。信息系统类似于动态网页——不同级别的人访问同一个信息系统，能够看到的内容是不一样的。信息系统对问题的分类按照问题的难度，信息系统将问题分为：结构化问题：所有的数据字段含义确定，其决策过程和决策方法有固定的规律可循。如银行系统中还款时间和金额的计算、养殖场中饲料配方的计算等。半结构化问题：具有一定的结构，但不够明确，其决策过程和决策方法有一定规律可循，但又不能完全确定。如企业的经费预算、商店的进货数量等。非结构化问题：结构复杂，几乎毫无规律性。如企业人员的聘用、商店的进货选择等。常见信息系统事务处理系统管理信息系统决策支持系统专家系统事务处理系统在信息系统中，事务是指双方之间的交换，这通常需要访问数据库并可能更新数据库中的数据项。常见的事务如银行转账、刷卡购物等。事务处理系统（TransactionProcessingSystem，简称TPS）提供了建立、修改、存储、处理、删除事务的方法，并能根据数据库中的数据生成详细报告。目前绝大部分事务处理系统是在线事务处理系统（OnLineTPS，简称OLTPsystem）——每个事务被建立后都会立刻被处理。事务处理系统在线事务处理系统的核心策略是提交和回滚：只有在一项事务的全部步骤都成功完成时，系统才会提交并永久地更新数据库中的数据。一旦有一步失败，整个事务就会回滚，相关记录会恢复到该事务处理前的状态。在线事务处理系统的难点：处理并发事务，即同时发生的很多事务。事务处理系统的缺点虽然可以生成详细报告，但不方便管理人员进行理解与分析，这便需要借助于管理信息系统。管理信息系统管理信息系统（ManagementInformationSystem，简称MIS）可以对事务处理系统收集到的数据进行处理、生成报告，以提供管理人员进行结构化问题的决策。管理信息系统能够提供用于解决结构化问题或日常任务的定期报告，这大大提高了管理效率。管理信息系统的缺点：不够灵活，有时无法提供管理人员最想要的信息，另外它也不支持高难度的预测或模型创建。这便需要借助于决策支持系统。决策支持系统决策支持系统（DecisionSupportSystem，简称DSS）能够对数据进行直接或间接的分析创建模型并生成预测，以帮助管理者进行决策。决策支持系统通常提供了多种多样的工具，管理者可以使用这些工具对数据进行个性化的处理与分析。决策支持系统决策支持系统只是为人们提供决策所需的信息，而不能代替决策，管理者必须自行分析数据并做出决策。这是优点也是缺点——人工判断可以保证决策更合乎常理，但这需要精通该领域问题的专业人士进行判断，并且需要良好的统计学基础。如果企业或组织不想高薪聘请这样的专家，或没有这样的需求，那么专家系统就成了更好的选择。专家系统和神经网络专家系统依据存储在计算机中的知识库对数据进行分析，根据知识库中的事实和规则来生成决策或建议。知识库中的事实和规则通常从多个该领域专家或工程师的访谈中获得。专家系统和神经网络专家系统是基于知识库中的事实和规则的。如果没有事实和规则，可以让计算机根据许多次的实验和错误尝试总结出规则——这便是神经网络。神经网络利用计算机电路来模拟人脑思考、记忆与学习的过程。例如人脸识别神经网络：开始并没有事实和规则，计算机在成千上万次的实验中总结出了规则——是否是人脸，哪张脸是男性的等等。这些总结出来的规则不一定完全正确，但会随着样本量的增加而不断修正。专家系统和神经网络人脸识别神经网络系统开发生命周期每一个信息系统的分析与设计都需要经过一个完整的系统开发生命周期（SoftwareDevelopmentLifeCycle，简称SDLC）典型的SDLC包括以下几步：评估现有系统，制定项目开发计划。分析新系统的需求。设计系统的具体结构。编码实现系统，对其进行测试、发布与维护。SDLC是可以循环的系统开发周期SDLC的循环项目开发计划在系统的项目开发计划中，需要考虑如下的一些问题：项目的简短描述，确定项目的范围。团队成员的选择与分工。项目的成本估计和收益预估。项目的进度计划。系统开发方法。系统开发方法指定了如何完成每个阶段的工作，可以引导系统开发人员走过系统开发的每个阶段。系统开发方法有很多种，如结构化方法、信息工程方法和面向对象方法等。在制定项目的进度计划时，可以使用一些工具，如PERT、WBS和甘特图。PERTPERT（ProgramEvaluationandReviewTechnique，计划评估和评审技术）分析项目的每个子任务所需的时间及先后关系，并由此确定一个最短路径——通过此路径可以用最少的时间完成整个项目。WBSWBS（WorkBreakdownStructure，工作分解结构）以类似树形图的方式将复杂的任务依次分解成一个个子任务。甘特图甘特图使用长条状的矩形来表示任务，按照时间的推移有序排列。矩形的长度表示任务的持续时间。系统分析在系统分析阶段，团队需要分析系统的需求，包括性能需求、功能需求、接口需求、界面需求等，并能根据功能需求将系统分成一个个小的模块，称为用例。需求可以通过与用户的访谈和对现有同类系统的研究获得。系统分析阶段的产物是描述了所有需求和用例的《需求规格说明书》，通过《需求规格说明书》可以明确系统的目标。在系统分析阶段，可以使用一些图表来更形象化地表达需求，这些图表还可以在随后的SDLC阶段中派上用场：系统分析需求规格说明书数据流图数据流图（DataFlowDiagram）描述了数据在系统中的流动情况。用例图用例图从用户的角度描述系统的功能.类图类图使用类和对象描述系统的静态结构，能够表现出类的属性、方法及类与类之间的相互关系。顺序图顺序图能够描述用例中所发生交互活动的详细顺序.UML用例图、类图和顺序图都属于UML（UnifiedModelingLanguage，统一建模语言）。UML是一种图形化的建模语言，主要用于信息系统的分析与设计。除了前面所提到的三种图外，UML还包含很多种图，如包图、对象图、状态图、活动图、协作图、构件图、部署图等。合理应用图表能显著增加系统开发的效率。可以使用计算机辅助软件工程工具（Computer-AidedSoftwareEngineeringtool，简称CASEtool）制作这些图表。系统设计在系统设计阶段，团队需要根据系统分析阶段的《需求规格说明书》进一步细化整个系统的设计：确定选择的硬件。硬件选择可以从自动化程度、处理方法和网络技术三个角度考虑。确定软件解决方案。比如，使用哪一种编程语言进行编写，是否需要软件开发工具包，是否需要集成商业的软件模块，等等。购置所选择的硬件和软件。确定编码风格与应用程序规范。系统实现和维护在系统实现阶段，团队需要完成以下任务：1.配置所需的硬件和软件，确保其能正常运行。2.进行软件编码。3.测试软件。可按测试代码的范围将测试分为单元测试、集成测试和系统测试等。单元测试对每个模块进行集成测试将多个模块整合在一起进行测试系统测试则可以确保所有的硬件和软件部件能够一起正常运行。测试还可分为三个阶段——仅在开发小组内部进行的α测试，只提供给特定用户群测试使用的β测试，以及已经趋于完善，只需在个别地方再做进一步优化处理的γ测试。系统实现和维护4.文档定稿。5.培训用户。6.数据转换。如果新系统要代替老旧的系统，团队需要负责将旧系统中的数据转换并转移到新系统中。系统实现和维护验收测试当系统实现阶段的所有步骤完成后，往往还需要经过验收测试。验收测试由用户和系统分析员设计，旨在确保新系统能按要求运行。验收标志着系统实现阶