sys02-信息系统与系统工程-v2015

1、系统分析与设计,大连理工大学 软件学院,SYS-02：信息系统与系统工程,信息系统的概念 信息系统的类型 信息系统的发展趋势 信息系统工程,大连理工大学 软件学院,2,1.1 信息系统的概念,3,大连理工大学 软件学院,大连理工大学 软件学院,4,系统的形成是3种主要力量相互作用的结果,大连理工大学 软件学院,5,组织是由一系列相关的子系统组成的大系统。,大连理工大学 软件学院,6,组织系统,子系统受到3个主要管理层的决策者的影响。,大连理工大学 软件学院,7,组织：具体职能的元素构成,大连理工大学 软件学院,8,【船长】路飞,【剑士】索隆,【航海士】娜美,【厨师】山治,【狙击手】乌索普,【船

2、医】乔巴,【考古学家】罗宾,【船匠】弗兰奇,【音乐家】布鲁克,职能,大连理工大学 软件学院,9,相互关联的,10,【船长】路飞,【剑士】索隆,【航海士】娜美,【厨师】山治,【狙击手】乌索普,【船医】乔巴,【考古学家】罗宾,【船匠】弗兰奇,【音乐家】布鲁克,相互关联,1. 组织作为系统,组织作为系统， 通过组织雇佣的人和其他资源的实现预定的目的和目标。 组织是由一系列更小的，相互关联的，形式具体职能的系统（部门，单位和分队等）构成。 典型的职能： 会计，营销，生产，数据处理和管理,大连理工大学 软件学院,11,1. 组织作为系统,系统原理是我们能够洞察组织的运作方式。 获得信息需求，设计合理的信

3、息系统。 我们需要分析更小的系统是: 怎样融入整个系统的? 怎样行驶职能的? 具体的职能部门（更小的系统）通过各种机制最终重新整合成一个有效的组织整体。,大连理工大学 软件学院,12,大连理工大学 软件学院,13,万里阳光号,1.1 系统的相互关联和相互依赖,所有系统和子系统都是相互关联，相互依赖的。,大连理工大学 软件学院,14,1.1 系统的相互关联和相互依赖,元素： 任意一个元素发生变化或被取消时，系统中的其他元素或子系统也会受到影响。,大连理工大学 软件学院,15,1.1 系统的相互关联和相互依赖,过程： 所有系统都处理从环境中获得的输入。 过程完成从输入到输出的改变或变换。 分析一个

4、系统要逐项检查正在改变什么或正在处理什么。 没有发生任何变化，就不能把它当成是过程。 典型的过程包括： 验证，更新，打印,大连理工大学 软件学院,16,【厨师】山治,1.1 系统的相互关联和相互依赖,边界： 系统都被一组将它们与环境分开的边界所包围。 组织的边界存在于一个连续体中。 组织 首先必须能够通过边界导入（人，原材料，输入信息） 然后与外界交换成品，服务和输出信息。,大连理工大学 软件学院,17,1.1 系统的相互关联和相互依赖,反馈： 反馈是某种形式的系统控制。 组织使用计划和控制来有效地管理资源。 反馈将业绩与目标相比较，这种比较反过来帮助主管设计更详细的目标作为系统的输入。 反馈

5、可以在组织内部获得 也可以在组织周围的环境中获得,18,1.1 系统的相互关联和相互依赖,环境： 组织边境外的任何事物都被认为是环境。 无数的具有不同稳定程度的环境构成了组织的生存环境。 环境包括： 社区环境（人口数量，人口统计学） 经济环境（市场因素影响，竞争因素） 政治环境,大连理工大学 软件学院,19,1.1 系统的相互关联和相互依赖,自动修正，自动调节 计算机信息系统控制生产系统中，系统会综合考虑流通和项目需求，然后规划出一个建议性的解决方案作为输出。 开放性（类似于边界，组织内部）： 开放性是指信息可以在组织内部自由流动。 子系统中，从事创造的部门，艺术的部门通常被认为是开放的。 例

6、：当一个项目具有创造性的项目处于初期时，所有的参与者自由畅想，表达自己的思想和观念，受到限制的很少。,大连理工大学 软件学院,20,1.2 虚拟组织和虚拟团队,整个组织，组织中的单位都可以拥有虚拟部件。 使其能够通过变更配置来适应不断变化着的项目或市场需求。 虚拟企业使用计算机网络和通信技术将其具有不同专业技能的人以电子方式结合起来，让他们在不同的地理位置从事项目。 优点：减少物质设备开支的可能性，能更快速地对客户的需求做出回应。,大连理工大学 软件学院,21,Marathon Vitamin国际连锁店,“咱们的零售店和邮购部门都相当的好，但为了更有竞争力，我们必须建立一个电子商务Web站点。

7、” 必须的元素： 将客户吸引到电子商务Web站点。 向客户通告有关产品和服务的相关信息。 允许客户在线定制产品。 完成与客户的交易。 以多种方式接受客户的付款。 通过Web站点为客户提供售后服务。 安排送货和售后服务。 为不同客户提供个性化的Web站点外观和感受。,大连理工大学 软件学院,22,Marathon Vitamin国际连锁店,通过以下步骤为系统设计提供帮助： 1. 制定一个相互关联和相互依赖的元素列表。 2. 确定系统的边界。 哪些元素是至关重要的？ 哪些元素可以过段时间在研究的？ 3. 确定各个元素的处理过程。 哪些元素由自己内部处理？ 哪些元素交给其他外部公司来处理？,大连理工

8、大学 软件学院,23,1.3 获得系统的透视图,系统的透视图 可以使系统分析员大致澄清和理解他们即将接触的各种业务。 子系统的成员认识到他们的工作是互相关联的。,大连理工大学 软件学院,24,“生产”子系统的输出作为“营销”子系统的输入 “营销”子系统的输出作为“生产”子系统的输入,1.3 获得系统的透视图,管理者对自己的职能子系统的重要性持不同看法时，就会引发问题。,大连理工大学 软件学院,25,盲人摸象,大连理工大学 软件学院,26,摸着象脚的盲人说：“象好像漆桶一样。” 摸着象尾的说：“不，它像扫帚！” 摸着象腹的说：“像鼓呀！” 摸着象背的说：“你们都错了！它像一个高高的茶几才对！”

9、摸着象耳的盲人争着说：“像簸箕。” 摸着象头的说：“谁说像簸箕？它明明像一只笆斗呀！” 摸着象牙的盲人说：“王啊！象实在和角一样，尖尖的。”,象脚：漆桶 象尾：扫帚 象腹：鼓 象背：茶几 象耳：簸箕 象头：笆斗 象牙：尖尖的,盲人摸象,大连理工大学 软件学院,27,象脚：漆桶 象尾：扫帚 象腹：鼓 象背：茶几 象耳：簸箕 象头：笆斗 象牙：尖尖的,大连理工大学 软件学院,28,系统的三个独立特征： 有元素及其结构 有一定的目标 有确定的边界,1.2 信息系统的类型,29,大连理工大学 软件学院,1. 系统类型,大连理工大学 软件学院,30,1. 系统类型,大连理工大学 软件学院,31,1.1

10、事务处理系统 / or 数据处理系统（DPS） (TPS: Transaction Processing System) 1.2 办公自动化系统 (OAS: Office Automation System) 1.3 知识工作系统 (KWS: Knowledge Work System) 1.4 管理信息系统 (MIS: Management Information System) 1.5 决策支持系统 (DSS: Decision Support System) 1.6 专家系统，人工智能 1.7 组群决策支持系统 (GDSS: Group Decision Support System)

11、1.8 计算机支持的协同工作系统 (CSCWS: Computer-Supported Collaborative Work System) 1.9 行政支持系统 (ESS: Executive Support System),1. 系统类型,1.1 事务处理系统 (TPS: Transaction Processing System) 处理工资单和库存等 日常商业交易中产生的大量数据。 消除枯燥的操作事物，减少工作时间。 TPS是跨越边界的系统 允许公司与外界交互 企业日常运作的关键,大连理工大学 软件学院,32,1. 系统类型,1.2 办公自动化系统 (OAS: Office Automa

12、tion System) 1.3 知识工作系统 (KWS: Knowledge Work System) OAS, KWS支持数据工作者 OAS：不创造新知识，而是分析信息 KWS：创造新知识 面向：科学家，工程师，医生等,大连理工大学 软件学院,33,1. 系统类型,1.2 办公自动化系统 (OAS) 分析信息： 转换数据，操纵数据 分享信息：公司内部，公司外部 OAS包括： 字处理 电子表格 桌面排版 电子调度 邮件，视频会议,大连理工大学 软件学院,34,1. 系统类型,1.4 管理信息系统 (MIS: Management Information System) 不是取代事物处理系统，

13、而是包含事务处理功能。 通过人-机交互发挥作用。 人，软件和硬件协调工作 更广泛的组织任务 包括：决策分析，决策制定 MIS的用户分享公共数据库 存储数据和模型 帮助用户交互，解释，运用数据 帮助企业统一计算机化的信息功能。,大连理工大学 软件学院,35,1. 系统类型,1.5 决策支持系统 (DSS: Decision Support System) 更高级的计算机化信息系统 强调对决策制定的支持 更加适合个人或者组群 以商业智能为重点的系统,大连理工大学 软件学院,36,1. 系统类型,1.6 专家系统，人工智能(AI) 特殊的信息系统 有效地获取，运用公司中解决特定问题的知识。 DSS让

14、决策制定者选择方案。 专家系统自动给出最佳方案。 基本组成： 知识库，推理机，用户界面 知识工程师： 构建一个包含专家知识的计算机系统 将成为系统分析员的未来工作。 人工智能： 专家系统的扩展 目的：开发有智能行为的机器。 功能：自然语言的理解，分析问题推出逻辑结果。,大连理工大学 软件学院,37,1. 系统类型,1.7 组群决策支持系统 (GDSS: Group Decision Support System) 布置在许多专门房间内，不同的配置。 小组成员通过GDSS和特殊服务商交流。 技术：投票表决，调查表，自由讨论，模拟场景 引导小组共同解决问题。 1.8 计算机支持的协同工作系统 (C

15、SCWS: Computer-Supported Collaborative Work System) 通过互联网的计算机进行协同。,大连理工大学 软件学院,38,1. 系统类型,1.9 行政支持系统 (ESS: Executive Support System) 帮助行政人员制定战略决策的方法。 ESS依赖于TPS和MIS产生的信息 帮助用户解决非结构化决策问题。 拓展行政人员能力，提供支持，了解所处的环境。,大连理工大学 软件学院,39,2. 系统集成技术,大连理工大学 软件学院,40,2. 系统集成技术,2.1 电子商务应用软件，Web系统 2.2 企业资源规划(ERP)系统 2.3 无

16、线设备和手持设备的使用系统 2.4 开源软件,大连理工大学 软件学院,41,2.1 电子商务应用软件，Web系统,基于Web技术实现诸多系统 电子商务的优势： 增加对服务，产品，行业，人员（或小组）的可用性意识。 用户24小时可用 改进界面设计的有用性，可用性 不是局部地区，遍及全球的系统实现,大连理工大学 软件学院,42,2.2 企业资源规划(ERP)系统,大连理工大学 软件学院,43,2.3 无线设备和移动终端的使用系统,现代系统设计中应考虑： 无线设备，移动终端 无线通讯网络： 无线局域网(Wireless Local Area Networks, WLAN) 无线保真网(Wireles

17、s Fidelity Networks, WiFi) 蓝牙(Bluetooth) 智能代理： 搜索Web找到用户感兴趣的新闻。 观察用户的行为模式。,大连理工大学 软件学院,44,2.4 开源软件,传统软件开发方法： 专有代码不向用户开放 开源软件(Open Source Software, OSS) 免费发放软件，公开其源代码 程序修改的思想必须与项目中的所有人共享 开源项目： Apache：开发Web服务器 Mozilla Firefox：Web浏览器 Linux：一类Unix开源操作系统 开源代码社区： 4个类型： 特别社区，标准化社区，有组织社区，商业社区 6个方面： 基本结构，环境，

18、目标，方法，用户社区，许可社区,大连理工大学 软件学院,45,1.3 信息系统的发展趋势,46,大连理工大学 软件学院,1.1 客户-服务器架构,大连理工大学 软件学院,47,应用建模 按照由服务器提供一系列服务 由一组客户机使用这些服务的模式进行的。 客户机知道服务器，但服务器不必知道客户机。 客户机和服务器是不同的逻辑过程。 处理器与过程的映射不必是一对一的 即可以是一对多或多对多的。,1.1 客户-服务器架构,大连理工大学 软件学院,48,客户-服务器系统,1.1 客户-服务器架构,大连理工大学 软件学院,49,在一个C/S网络中的计算机,1.2 分层应用构架,大连理工大学 软件学院,5

19、0,表现层（Presentation layer） 包括向系统用户显示计算结果和收集用户的输入方面。 应用处理层（Application processing layer） 提供指定的应用功能，例如在银行系统中，像开户、闭户等银行业务。 数据管理层（Data management layer） 涉及到对系统数据库进行管理的问题。,1.3 Thin and Fat Clients,大连理工大学 软件学院,51,瘦客户机模型（Thin-client model ） 在瘦客户机模型中，所有的应用处理和数据管理都在服务器上执行。 客户机只负责运行表现层软件。 胖客户机模型（Fat-client mod

20、el ） 在这种模型中，服务器只负责数据管理。 客户端软件实现应用逻辑和与系统用户进行交互。,1.3 Thin and Fat Clients,大连理工大学 软件学院,52,瘦客户机（Thin client）模型 用于把遗留系统迁移到客户-服务器架构的情况 遗留系统本身就像是一个服务器， 它的图形界面由客户机来实现。 一个主要的缺点是服务器和网络的处理负担都很重。,1.3 Thin and Fat Clients,大连理工大学 软件学院,53,胖客户机（Fat client）模型 把尽可能多的处理委托给（be delegated to ）客户机， 例如把应用处理放在本地执行。 最适合于新的客户

21、-服务器系统， 此处客户机的能力是预知的。 比瘦客户机模型要复杂一些，对管理来说更是如此。 不得不到所有的客户机上安装新的应用版本。,1.4 三层（Three-tier ）构架,在三层构架中，每个应用构架层可以运行在一个单独的处理器上。 比瘦客户机方法的性能更好 并且比胖客户机方法的更容易管理。 是一个缩放性更强的构架当需求增加，可以另外加入服务器。,大连理工大学 软件学院,54,1.5 P2P技术,P2P起源于最初的联网通信方式： 是一种比较古老的技术，如： 产生于1979年的USENET 1984年的FidoNet 但目前P2P已被赋予了新的含义 是旧有技术的新的应用模式。,大连理工大学

22、软件学院,55,1.5 P2P技术,P2P的原意是一种通信模式 在这种通信模式中，每一个部分具有相同的能力，任意一个部分都能开始一次通信。 现在，对P2P概念进行了扩展。 IBM公司认为： P2P系统由若干互联协作的计算机构成， 且至少具有如下特征之一： 系统依存于边缘化（非中央式服务器）设备的主动协作， 每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益； 系统中成员同时扮演服务器与客户端的角色； 系统应用的用户能够意识到彼此的存在，构成一个虚拟或实际的群体。,大连理工大学 软件学院,56,1.5 P2P技术,即时通信软件 如ICQ，MSN，QQ，Skype等 2个或多个用户可以通过文字、语音

23、或文件进行交流，甚至还可以与手机通信。 实现共享文件资源的软件 如Napster，Gnutella等 用户可以直接从任意一台安装同类软件的PC上下载或上载文件，并检索、复制共享的文件。 游戏软件 目前的许多网络游戏都是通过对等网络方式实现的。 存储软件 如Farsite 用于在网络上将存储对象分散存储。,大连理工大学 软件学院,57,1.5 P2P技术,数据搜索及查询软件 如Infrasearch、Pointera 用来在对等网络中完成信息检索。 协同计算软件 如Netbatch 可连接几千或上万台PC，利用其空闲时间进行协同计算。 协同处理软件 如Groove 可用于企业管理,大连理工大学

24、软件学院,58,1.5 P2P技术,对等网络尚无统一的标准。 2000年8月成立了P2P工作组，成员包括Intel、IBM和HP公司等。 发展对等网络的其他主要障碍还有版权问题、网络带宽问题、管理问题和安全问题等。 如何连接电话、手机和家电、工业设备等， 也是对等网络需要解决的问题。,大连理工大学 软件学院,59,1.6 Web Service技术,Web service是对象/组件技术在Internet中的延伸，是一种部署在Web上的对象/组件。 Web service结合了以组件为基础的开发模式以及Web的出色性能， 一方面，Web service和组件一样，具有黑匣子的功能，可以在不关心

25、功能如何实现的情况下重用； 同时，与传统的组件技术不同，Web service可以把不同平台开发的不同类型的功能块集成在一起，提供相互之间的互操作。 Web service被普遍认为是下一代分布式系统开发的模型。,大连理工大学 软件学院,60,1.6 Web Service技术,国际标准化组织W3C的定义： Web service是一个通过URL识别的软件应用程序， 其界面及绑定能用XML文档来定义、描述和发现， 并且基于internet协议上的消息传递， 使用XML支持和其它软件应用程序的直接交互。,大连理工大学 软件学院,61,1.6 Web Service技术,Microsoft的定义：

26、 Web services是为其它应用提供数据和服务的应用逻辑单元， 应用通过标准的Web协议和数据格式获得Web services， 如HTTP、XML和SOAP等， 每个Web service如何实现是完全独立的。 Web services具有基于构件的开发和Web两者的优点，是Microsoft的.NET程序设计模式的核心 。,大连理工大学 软件学院,62,1.6 Web Service技术,IBM公司的定义: Web Services是自包容的、模块化的应用， 它们能在一个网络上被描述、发布、查找和调用， 一般是在Web上。,大连理工大学 软件学院,63,1.6 Web Service

27、技术,W3C认为web service有三个部分组成： 传输模块 在线交换的标准 描述模块 用于描述服务个体或服务的收集 发现模块 用于服务的发现 三个部分是密切相关的,大连理工大学 软件学院,64,Web Services体系结构图,大连理工大学 软件学院,65,1.6 Web Service技术,目前，Web service技术已得到了广泛的赞同， W3C公司已进行了相关标准的制定，现推出的相关标准有： SOAP version 1.2 WSDL Version 1.2 Part 1等。 Web service的相关标准协议主要包括 服务调用协议SOAP 服务描述协议WSDL 服务发现/集

28、成协议UDDI 以及服务工作流描述语言WSFL 还有许多更高层的协议有待进一步的开发， 如路由、可靠性以及事务等方面的协议。,大连理工大学 软件学院,66,1.7 面向对象系统分析与设计,数据抽象 一种设计方法 把一组数据及作用与其上的操作组成一个设计实体或单位。 接口说明外部可见，其实现是隐蔽不可见的 面向对象的特点 封装机制 基于消息的通信 继承机制 多态机制 面向对象=对象+分类+继承+通信,67,大连理工大学 软件学院,68,系统发展的4个趋势：,从系统开发到系统集成 从以程序为中心到以信息内容（数据）为中心、或以用户为中心 从孤立封闭的集中控制式系统到协同开发的分布式系统 系统的外在

29、表现方面，从设计者固定的界面到用户可调节的界面，再到适应性用户界面等,大连理工大学 软件学院,69,1.4 信息系统工程,70,大连理工大学 软件学院,波音747,超过6百万个零件，仅机尾就有上百个零件 能承载上百个旅客 能不停地飞行上千公里,71,波音747,当波音在60年代开始生产747的时候，一共画了75000张工程图 他们正在生产一个极其复杂的系统，而且不能出哪怕是一点点的差错,大连理工大学 软件学院,72,系统设计,系统设计也是同样复杂,大连理工大学 软件学院,73,人与系统的交互,交易，存储,子系统，模块，分布式,成千上万行程序,可靠性，可扩展性,系统安全,模型,信息系统工程：,主

30、要研究各级、各类信息系统建设和管理中的规律性的问题 用系统工程的原理、方法来指导信息系统建设与管理的一门工程技术学科 基本特点是研究方法的整体性，技术应用上的综合性和管理上的科学性。,大连理工大学 软件学院,74,软件工程知识体系,软件需求（Software Requirements） 软件设计（Software Design） 软件构造（Software Construction） 软件测试（Software Testing） 软件维护（Software Maintenance） 软件配置管理（Software Configuration Management） 软件工程管理（Software Engineering Management） 软件工程过程（Software Engineering Process） 软件工程工具和方法（