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管 理 信 息 系 统（Management Information System）,长沙航空职业技术学院 经济与贸易系,王珂,第5章 管理信息系统开发,长沙航空职业技术学院,学习目的,了解管理信息系统开发的基本条件 掌握管理信息系统开发的指导原则 了解管理信息系统开发中遇到的问题 了解管理信息系统开发的技术基础 掌握管理信息系统的开发方法 管理信息系统开发的过程管理,本讲内容,5.1 管理信息系统开发的条件与原则 5.2 管理信息系统开发的技术基础5.3 管理信息系统的开发方法 5.4 管理信息系统开发的过程管理,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,系统开发的任务与特点,任务：系统开发的任务就是根据企业管理的目标、内容、规模、性质等具体情况，从系统论的观点出发，运用系统工程的方法，按照系统发展的规律，为企业建立起计算机化的信息系统。最核心的工作，就是设计出一套适合于现代企业管理要求的应用软件系统。,特点：管理信息系统开发的成果或产品是一套专用的应用软件系统。这套软件产品的生产与一般硬设备的生产过程和单项事务处理的程序编写相比，具有以下特点。,1复杂性高企业属于非确定型的复杂系统系统开发本身又是一种综合性技术，它涉及到计算机科学、通信技术、经济应用数学、管理科学等多种学科，具有知识密集的特点。,2集体的创造性活动需要集中系统分析师、计算机技术人员、管理业务人员、程序设计人员等方面的智慧，协同努力方可完成。,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,3质量要求高新系统不仅必须能够执行原系统的全部功能，解决系统存在的主要问题，而且要满足用户所提出的一些新的、更高的要求，并取得经济效益。,4产品是无形的软件产品是存储在计算机系统之内的程序和数据，它们是无形的。除开发者外，其他人难于很快理解与掌握。,5历史短，经验不足,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,5.1.1 管理信息系统开发的基本条件,1、实际需求和迫切性,2、科学管理基础,没有一个好的管理基础工作，MIS是不可能成功的。企业MIS的开发是“三分技术，七分管理，十二分数据”，只有在合理的管理体制、完善的规章制度、规范化的报表体系、科学的管理方法和可靠完整的数据资料的基础之上，才能有效的开发计算机MIS。为了适应MIS开发的要求，必须完善管理的基础工作，实现基础管理的规范化，管理业务的程序化，指标和定额的科学化，报表文件的统一化，代码名称的标准化。,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,3、领导重视,MIS开发周期长，耗资大，且涉及管理方法的变革，必须主要领导亲自抓才能成功。MIS的开发是一项庞大的系统工程，它涉及到组织日常管理工作的各个方面，需要领导出面组织力量，协调各方面的关系。没有领导的支持，MIS系统开发将面临巨大的阻碍，系统的开发很难成功。前苏联提出了“第一把手原则”。美国等国和我国的实践也证明，系统开发失败的一个重要原因是：领导不是参加者，而是旁观者。,4、资金,MIS开发要有一定的物质基础。MIS开发是一项投资大、风险大的系统工程，企业在MIS开发过程中，需要购买机器设备，购买软件，消耗各种材料，发生人工费用、培训费用以及在开发过程发生的其他各种费用。这些对企业来说是一个不小的负担。,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,5、一支开发应用队伍,在MIS的开发过程中，必须建立一支由既懂计算机又懂管理的计算机技术人员和业务管理人员两方面人员组成的开发队伍，只有计算机技术人员和业务管理人员的紧密配合，才能开发出一个良好的MIS。缺乏业务管理人员参与开发的MIS，即使设计、编码工作做得很出色，至多只是代替手工、完成部分手工劳动的系统。这支队伍包括：系统分析员：负责系统分析系统设计员：负责系统设计程序员：负责应用程序设计操作员：包括硬件操作和数据录入人员,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,系统维护人员：负责系统硬件和软件维护信息控制人员：负责信息收发、调度和核对管理人员：负责系统开发、运行和维护的组织与领导工作在MIS开发过程中，系统分析员起着举足轻重的作用，他要主持整个系统开发，确定工作目标及确定实现目标的具体方案。系统分析员的知识水平和能力决定了MIS的质量，系统分析员必须具备专业技术及组织管理的才能。缺乏称职的系统分析员是目前制约MIS开发的重要原因之一。,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,5.1.2 管理信息系统开发的指导原则,1、一把手原则,2、系统的目的性,明确开发的目的，确立面向用户的观点。系统开发的成功与否取决于是否符合用户的要求，满足用户的要求是开发工作的出发点和归宿；用户是否满意是衡量系统开发质量的首要标准。,3、系统的整体性,强调系统的整体性，采用先确定逻辑模型，再设计物理模型的开发步骤。为了使所开发的新系统既能实现原系统的基本功能和用户新的需求，又能摆脱手工系统传统工作方式的影响，寻求系统的整体优化，系统开发应采取如下图所示的整体化开发形式。,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,（1）详细了解原系统信息处理过程，包括各种处理的物理细节，得出原系统的物理模型。,其具体做法是：,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,（2）对原系统的物理模型进行综合和抽象，去掉物理细节，分析系统的逻辑功能，得出原系统的整体逻辑模型,（3）对原系统的逻辑模型进行改进和完善，补充管理需要的、人工系统难以实现的新的功能，形成新系统的逻辑模型。,（4）建立新系统的物理模型，即确定新系统实现逻辑模型的技术方法和手段。,整个过程即为：从原系统的物理模型到原系统的逻辑模型，再到新系统的逻辑模型，最后到新系统的物理模型转换的过程，如下图所示。,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,4、系统的相关性,分析系统的相关性，根据分解协调的原则由顶向下发展系统。管理信息系统是由多个子系统（功能）组成，组成管理信息系统的各个子系统各有其独立功能，同时又相互联系、相互作用，通过信息流把它们的功能联系起来。一个子系统如果发生了变化，其他子系统也要相应地进行改变和调整，因此，不能脱离其他子系统而设计某一子系统。,5、系统的扩展性和易维护性,系统的外界联系就是环境，系统处于环境之中，环境是一种更高级（更大）的系统。管理信息必然与外界发生信息交换，要适应外界环境的变化。它必须具有开放性、扩展性、易维护性，才能适应不断变化的环境，成为具有生命力的系统。,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,一、工作方面的问题,二、投资、效益，对管理信息系统期望方面的问题,5.1.3 管理信息系统开发中遇到的问题,三、认识问题,四、其他问题,5.1 管理信息系统开发的条件与原则,5.2.1 计算机系统技术,1、单机系统,5.2 管理信息系统开发的技术基础,2、多重处理系统,3、并机系统,4、联机系统,5、个人计算机系统,6、批处理系统,7、实时处理系统,8、分布式处理系统,5.2 管理信息系统开发的技术基础,5.2.2 数据通信技术,1、单向通信方式,2、半双向通信方式,3、双向通信方式,4、多路传输方式,（1）分频法,（2）分时法,5.2 管理信息系统开发的技术基础,5.2.3 计算机网络技术计算机网络的产生 计算机网络是 20 世纪 60 年代美苏冷战时期的产物。60 年代初，美国国防部领导的远景研究规划局ARPA(Advanced Research Project Agency)提出要研制一种生存性很强的网络。传统的电路交换的电信网有一个缺点：正在通信的电路中只要有一个交换机或一条链路被炸毁，整个通信电路就会中断。如要改用其他迂回电路，必须重新拨号建立连接。这将要延误一些时间。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,1969年12月，Internet的前身-美国的ARPA网投入运行，它标志着我们常称的计算机网络的产生。这个计算机互联的网络系统是一种分组交换网。分组交换技术使计算机网络的概念、结构和网络设计方面都发生了根本性的变化，它为后来的计算机网络打下了基础。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,计算机网络的分类 从物理跨距范围分 局域网LAN（Local Area Network）城域网MAN（Metropolitan Area Network）广域网WAN（Wide Area Network）从网络传输技术分广播式网络：所有联网计算机都共享一个公共通信信道。点对点式网络：每条物理线路连结一对计算机。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,计算机网络的组成 为了便于分析，按照数据通信和数据处理的功能，一般从逻辑上将网络分为通信子网和资源子网两个部分。通信子网由通信控制处理机（CCP）、通信线路与其他通信设备组成，负责完成网络数据传输、转发等通信处理任务。资源子网由主机系统、终端、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源子网实现全网的面向应用的数据处理和网络资源共享，它由各种硬件和软件组成。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,5.2 管理信息系统开发的技术基础,计算机网络的功能 数据通信资源共享增加可靠性提高系统处理能力,5.2 管理信息系统开发的技术基础,计算机网络的拓朴结构 拓扑结构一般指点和线的几何排列或组成的几何图形。计算机网络的拓扑结构是指一个网络的通信链路和结点的几何排列或物理布局图形。网络的基本拓朴结构有：总线结构星型结构环形结构网状结构,5.2 管理信息系统开发的技术基础,网络的拓朴结构图,(1)总线结构,(2)星型结构,(3)环形结构,(4)网状结构,5.2 管理信息系统开发的技术基础,通信介质通信介质可以分为有线和无线两大类。有线介质包括双绞线、同轴电缆和光纤。其中双绞线和同轴电缆为金属导体，利用导线电流传输数据；光纤则通过光波实现数据传送。卫星通信、红外通信、激光通信以及微波通信属于无线通信范畴，利用电磁波传送数据。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,双绞线 双绞线TP（Twisted Pair）是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质。双绞线有两种类型：屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线。屏蔽双绞线的金属屏蔽层可以很好地抵御外界的电磁干扰，但由于其价格比较昂贵，目前较少使用。非屏蔽双绞线（UTP，Unshielded Twisted Pair）由塑料外皮包住，内有4对不同颜色的线。UTP的优点在于价格便宜和使用简单，在许多局域网技术中采用了高等级的UTP电缆，如5类和超5类UTP等。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,同轴电缆 同轴电缆（Coaxial Cable）中的材料是共轴的。外层导体是一个由金属丝编织而成的圆形空管，内导体是圆形的金属芯线。内芯线和外导体一般都采用铜或铝质材料，内外导体之间有绝缘介质。由于同轴电缆采用总线式结构，通信可靠性差，在网络中现已很少采用。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,光纤光纤（Fiber）即光导纤维，或称为光缆。在光纤的中心包括了一根或多根玻璃纤维，通过从激光器或发光二极管发出的光波穿过中心纤维来进行数据传输。在中心的外面，是一层特性不同的玻璃。它如同一面镜子，将光反射回中心，反射的方式根据传输模式而不同。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,无线通信 无线通信技术最近获得了很大的发展，现在笔记本电脑中都内置了IEEE802.11无线通信技术，许多PDA产品和手机中也支持蓝牙技术。无线通信技术应用的方式有多种，如无线电波、微波、卫星、红外线以及激光等。有线传输不仅需要铺设传输线路，而且连接到网络上的设备也不能随意移动。而采用无线传输介质，则不需铺设传输线路，允许设备在一定范围内移动，非常适合那些难以铺设线路的地区，同时也为大量的笔记本电脑入网提供了条件。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,电路交换技术电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。电话交换系统就是采用这种交换方式。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,分组交换技术分组交换是一种存储转发技术。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。要传输的报文被分割为许多较小的分组(packet)。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。分组交换比电路交换的电路利用率高。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,分组交换技术在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。,报文,5.2 管理信息系统开发的技术基础,分组交换技术每一个数据段前面添加上首部构成分组。,数 据,数 据,数 据,首部,首部,首部,请注意：现在左边是“前面”,5.2 管理信息系统开发的技术基础,分组交换技术分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,分组交换技术每一个分组的首部都含有地址等控制信息。分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。用这样的存储转发方式，分组就能传送到最终目的地。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,分组交换技术接收端收到分组后剥去首部还原成报文。,数 据,首部,数 据,首部,数 据,首部,收到的数据,5.2 管理信息系统开发的技术基础,分组交换技术最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。,数 据,数 据,数 据,5.2 管理信息系统开发的技术基础,分组交换技术,H1,A,分组交换网,B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1 向 H5 发送分组,H2 向 H6 发送分组,注意分组路径的变化！,结点交换机,主机,5.2 管理信息系统开发的技术基础,注意分组的存储转发过程,H1,A,分组交换网,B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1 向 H5 发送分组,结点交换机,主机,在结点交换机 A 暂存查找转发表找到转发的端口,在结点交换机 C 暂存查找转发表找到转发的端口,在结点交换机 E 暂存查找转发表找到转发的端口,最后到达目的主机 H5,5.2 管理信息系统开发的技术基础,分组交换技术在结点交换机中的输入和输出端口之间没有直接连线。结点交换机处理分组的过程把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；查找转发表，找出到某个目的地址应该从哪个端口转发；把分组送到适当的端口转发出去。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,分组交换技术分组交换的优点高效：动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。灵活：以分组为传送单位和查找路由。迅速：不必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使用链路的带宽。可靠：完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,分组交换技术分组交换的缺点分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,二、网络体系结构,计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即网络协议(network protocol)，简称为协议。计算机网络的体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,网络的体系结构是分层的结构。分层的好处各层之间是独立的。灵活性好。结构上可分割开。易于实现和维护。能促进标准化工作。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,OSI/RM参考模型国际标准化组织ISO发布了网络互连的七层框架，即开放系统互连(OSI，Open System Interconnection)参考模型。开放系统是指允许任意两个具有不同基本体系结构的系统进行通信的一套协议集。OSI模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包含的可能的服务。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,OSI/RM参考模型,5.2 管理信息系统开发的技术基础,OSI/RM参考模型(1)物理层：物理层涉及到在通信信道上传输的原始数据位（0和1），提供机械及电气规范。物理层的具体任务接口与介质的物理特性比特的表示：编码的类型数据速率：一个比特持续多长时间比特同步,5.2 管理信息系统开发的技术基础,OSI/RM参考模型(2)数据链路层：提供将物理层的传输通道变成可靠的链路的功能，并负责相邻结点间的传输。数据链路层的具体任务成帧：分帧与组帧。物理寻址：在帧中添加发送方的物理地址与目的地址。流量控制：若接收数据的速率小于发送的速率，则采用流量控制机制以防止接收方过载。差错控制：检测与重发损坏帧或丢弃帧。访问控制：决定在某个时刻由哪一台设备来获取对链路的控制权。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,OSI/RM参考模型(3)网络层：网络层控制子网的运行过程，负责将分组从源地址传递到目的地址。网络层的具体任务逻辑寻址：由数据链路层完成的物理寻址来处理本寻址问题。给来自上一层的包增加一个头部，包括发送方与接收方的逻辑地址。路由选择：当一些独立网络连接在一起构成一个更大的网络时，连接设备（路由器或网关）将包送到它们的最终目的地。拥塞控制,5.2 管理信息系统开发的技术基础,OSI/RM参考模型(4)传输层：负责整个报文从源端到目的端的传递过程。它可保证整个报文无差错并按顺序地到达目的地。传输层的具体任务端口寻址：将整个报文传递给指定计算机上的指定进程。分段和组装：将报文分解成可传输的段，并加上序号，以便正确地组装报文。连接控制：传输层可以是无连接的或面向连接的。流量控制：这一层的流量控制是在端到端上。差错控制：这一层的差错控制是在端到端上。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,OSI/RM参考模型(5)会话层：会话层是网络的对话控制器，允许不同机器上的用户之间建立会话，它建立和维护以及同步通信系统交互操作，是面向用户的。(6)表示层：表示层涉及到两个系统将要交换信息的语义和语法。其主要功能是翻译（格式转换）、数据压缩和加密。格式转换包括字符的编码格式、整数或浮点数格式的转换等。将数据通信变为信息通信。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,OSI/RM参考模型(7)应用层：应用层负责用户和应用程序进行通信，为用户提供接口和服务支持，它包含了许多协议，这些协议往往直接针对用户的需要。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,OSI/RM参考模型各层功能概要,5.2 管理信息系统开发的技术基础,2 TCP/IP参考模型TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internetworking Protocol)模型不仅被广域网的鼻祖ARPANET所使用，也是目前Internet所使用的协议。TCP/IP实际上是一个协议族，模型中的每一层都有许多协议，TCP和IP只是其中的两个主要的协议。TCP/IP模型中，IP协议是核心。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,TCP/IP参考模型与OSI模型的对关系,5.2 管理信息系统开发的技术基础,沙漏计时器形状的TCP/IP协议族,HTTP,SMTP,DNS,RTP,TCP,UDP,IP,网际层,网络接口层,传输层,应用层,网络接口 1,网络接口 2,网络接口 3,IP over Everything IP 可应用到各式各样的网络上,Everything over IP IP 可为各式各样的应用程序提供服务,5.2 管理信息系统开发的技术基础,TCP/IP参考模型各层功能概要,5.2 管理信息系统开发的技术基础,TCP/IP服务结构 网络的每一层次都要向上一层次提供服务。TCP/IP协议是围绕着3个层次的服务而设计。最底层的服务被定义为不可靠的、尽最大努力传送的、无连接的分组传送系统，这种机制是IP协议的特点。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,IP地址 IP 地址就是给每个连接在网络上的主机（或路由器）分配一个在整个网络范围内惟一的逻辑标识符。目前全球广泛应用的IP协议是4.0版本，即IPv4，其IP地址由32bit组成。IP地址采用点分十进制记法提高可读性，如IP地址的结构分两部分，即网络号和主机号。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,IP地址 IP 地址的分类,5.2 管理信息系统开发的技术基础,IP地址 特殊IP地址：在IP地址中，有一些是特殊的地址，不用于标识一台设备。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,IP地址 私有地址(本地地址)仅在机构内部使用的 IP 地址，可以由本机构自行分配，而不需要向因特网的管理机构申请。公网地址(全球地址)全球惟一的IP地址，必须向因特网的管理机构申请。Internet草案RFC 1918指明的私有地址：A类B类C类192.168.0.0/16:192.168.0.0192.168.255.255,5.2 管理信息系统开发的技术基础,IP地址 私有地址只能用于一个机构的内部通信，而不能用于和因特网上的主机通信。在因特网中的所有路由器对目的地址是私有地址的数据报一律不进行转发。私有地址通过网络地址转换NAT后能与Internet通信。这也是保证网络安全的重要方法之一。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,子网划分 在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确实不够合理。IP 地址空间的利用率有时很低。给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。两级的 IP 地址不够灵活。从 1985 年起在 IP 地址中的主机号部分划分出一个“子网号字段”，使两级的 IP 地址变成为三级的 IP 地址。这种做法叫作划分子网。划分子网已成为因特网的正式标准协议。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,子网划分 从一个 IP数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分。使用子网掩码(subnet mask)可以很方便地找出 IP 地址中的子网部分。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,网络号 net-id,主机号 host-id,两级 IP 地址,网络号,net-id,host-id,三级 IP 地址,主机号,子网掩码,划分子网时的网络地址,net-id,subnet-id,host-id 为全 0,子网划分,5.2 管理信息系统开发的技术基础,文字信息处理技术,5.2 管理信息系统开发的技术基础,数据库技术,5.2 管理信息系统开发的技术基础,数据管理概念美国学者詹姆斯马丁提出数据环境的概念，认为只要企业的性质和目标不变，尽管企业的数据加工处理过程是多变，但数据是稳定的，企业任何业务活动都离不开对数据的存取。MIS是有目的地对企业生产经营活动产生的原始数据进行收集、组织、加工处理，直至生成信息的系统。管理人员则利用信息控制企业各项经营活动并作出决策。组织数据的逻辑存储结构，将逻辑存储结构转换成计算机物理存储结构，以及根据需要准确、迅速地存取数据等，这些问题都是数据管理技术的主要研究内容。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,数据管理概念随着计算机技术的产生和发展，企业的数据管理技术经历了人工管理，文件管理技术和数据库管理技术三个阶段。目前数据库是企业信息系统组织、管理数据的最常用技术。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,数据库系统的特点数据的安全性保护数据的完整性数据库恢复并发控制,5.2 管理信息系统开发的技术基础,数据库系统结构硬件CPU、内存、磁盘、磁带以及其它外部设备。软件操作系统（OS）、数据库管理系统（DBMS）、应用于开发应用程序的具有数据库接口的高级语言及其编译系统、以DBMS为核心的应用开发工具、为某应用环境开发的数据库应用系统。人员数据库管理员（Data Base Administrator，DBA）、系统分析员和数据库设计人员、应用程序员和最终用户。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,数据模型,信息描述,5.2 管理信息系统开发的技术基础,信息描述现实世界是指存在于人们头脑之外的客观世界，事物及其相互间联系就处在这个世界之中。信息世界信息是现实世界中的客观事物在人们头脑中的反映。人的头脑对于这些事物经过认识、选择、描述之后进入信息世界。它包括：实体、属性、域、实体型、实体集、码、联系等概念。数据世界数据世界中研究的对象是数据，数据是对信息的符号化表示。计算机世界数据世界中的数据经过编码、加工后就进入计算机世界。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,实体-联系模型（E-R）基本E-R图形E-R模型有三个基本元素，即实体、实体之间的联系和属性，它们分别用矩形框、棱型框和椭园形框表示，并且将对应的名字填入框内以作标识，用无向边把实体与其属性连接起来，将参与联系的实体用线段连接，并标上联系的数量，见图6.5所示的学生选修课程的E-R图。构造E-R模型构造E-R模型实质上就是根据现实世界客观存在的“事物”及其关系所给出的语义要求，组合基本E-R图形为E-R模型。它包括如下步骤：标识实体集；标识联系集；标识属性值集；标识关键字。,5.2 管理信息系统开发的技术基础,数据模型层次模型用树结构表示实体之间联系的模型叫层次模型。树由节点和连线组成，节点代表实体型，连线表示两实体型间的一对多联系，见图6.6（a）网状模型网状模型是一个满足条件的有向图，条件是：可以有一个以上的节点无父节点；至少有一个节点有多于一个的父节点（排除树结构）；节点代表实体型，有向边（从箭尾到箭头）表示两实体型间的一对多联系，见图6.6（b）层次模型关系模型用二维表来表示实体，用外码表示实体间的联系。见表6.9、6.10、6.11面向对象面向对象的数据模型中对象（Object）是现实世界中实体的模型化，与记录（元组）对应。每个对象有一个唯一的标识符，把属性和行为封装在一起。类（Class）是具有相同属性和行为的对象的集合。系统中所有类构成一个有向无环图。类之间有继承关系，见图6.7,5.2 管理信息系统开发的技术基础,关系数据模型的特点数据结构关系操作关系的三类完整性约束,5.3 管理信息系统的开发方法,信息系统开发的复杂性从20世纪50年代末开始，计算机越来越普及，并广泛应用。可到了70年代初，出现了“软件危机”。危机主要表现为：软件成本超出预算，开发进度一再拖延，软件质量难以保证。原因在于：系统规模越来越大，复杂度也越来越高，用户需求不明确，缺乏正确的理论指导。“软件危机”使人们意识到信息系统的开发需要一套科学的、工程化的方法来指导，这就是常说的“系统分析与设计方法”。,5.3 管理信息系统的开发方法,系统工程思想及应用系统工程是一门用于大规模复杂系统设计的学问，是组织管理系统的规划、设计、制造、试验和使用的科学方法。它的思想是以系统概念为基础的思想，表现为由粗到细、由表及里、由上到下、由整体到局部，逐步求精的分析。系统工程方法一般步骤：调研确定目标确定功能考虑方案（多个）选择一个方案实施维护和评价。,5.3 管理信息系统的开发方法,系统工程思想及应用开发过程的一般规律,5.3 管理信息系统的开发方法,开发方法的发展 系统开发方法的发展经历了以下几个阶段。70年代，结构化生命周期法给出了过程的定义，改善了开发的过程。80年代初，原型法应运而生。90年代初，开始计算机辅助软件工程（Computer Aided Software Engineering,CASE）和面向对象（Object-Oriented,OO）的实际应用,5.3 管理信息系统的开发方法,我们按时间顺序简要地回顾信息系统开发方法的发展过程。将各类方法按程序设计方法、软件工程方法、管理/需求分析方法、自动化系统开发方法四类进行归纳如下表所示：,SP(Structured Program)为结构化程序方法,JSP(Jackson Structured Program)为杰克逊结构程序方法,SADT(Structured Analysis&Design Technology)为结构化系统分析与设计技术,JSD(Jackson System Development)为杰克逊系统开发方法,SRD(Structured Requirements Defination)为结构化需求定义方法,BSP(Business Systems Planning)为商业系统规划法,prototyping为原型方法,CSFs(Critical Success Factors)为关键成功因子法,OO(Object Oriented)为面向对象的开发方法,CASE(Computer Aided Software Engineering)为计算机辅助软件工程方法,5.3 管理信息系统的开发方法,5.3.1 生命周期 法系统规划阶段主要是弄清这一工作的目的是什么？系统规划首先提出系统开发要求，确定系统目标，并给定资源条件和约束条件，然后制订系统开发计划。系统分析阶段主要是弄清目标对象是什么？系统分析是一个有目的、有步骤的探索、研究和判断的过程，系统分析员使用科学的分析工具和方法，对系统的目标、功能、环境、费用、效益等进行充分的调查和分析，最后获得最佳的系统方案。系统设计阶段根据需求调查和系统分析的结果，进行概略设计，提出不同的新系统方案，同时对新系统方案进行比较，并由此确定新系统的最佳方案，最后进行系统详细设计。系统实施与运行进行系统的实施、调试、维护、评价和运行等工作。,5.3 管理信息系统的开发方法,5.3.1 生命周期 法生命周期法也称结构化系统开发方法，是目前国内外较流行的信息系统开发方法，在系统开发中得到了广泛的应用和推广，尤其在开发复杂的大系统时，显示了无比的优越性。它也是迄今为止开发方法中应用最普遍最成熟的一种。,5.3 管理信息系统的开发方法,结构化系统开发方法 结构化的意思是企图使开发工作标准化。结构化开发的目标是有序、高效、高可靠性和少错误。有序是按部就班，相同情况得出相同结构，达到标准化。结构化还要求建立标准的文档。当然结构化有其负面的影响，它可能妨碍程序员的创造性。“结构化”的含意是用一组规范的步骤、准则和工具来进行某项工作。,5.3 管理信息系统的开发方法,结构化系统开发的基本思想结构化系统开发方法（Structured System Analysis And Design，SSA&D，）又称结构化生命周期法。结构化系统开发方法的基本思想是：用系统的思想和系统工程的方法，按照用户至上的原则，结构化，模块化，自顶向下地对系统进行分析与设计。自顶向下化指自顶向下分解，自底向上组合开发。系统开发过程的前三个阶段（系统规划、系统分析、系统设计、系统实施）坚持自顶向下的原则对系统进行结构化划分，在系统实施阶段，则坚持自底向上的原则逐步实施，逐渐地构成整体系统。,5.3 管理信息系统的开发方法,结构化方法的开发过程采用结构化方法开发系统时，整个开发过程按照生命周期被划分为若干个首尾相连的阶段。生命周期有多种变体，因此划分方法有多种，本课采用传统的生命周期模型，将开发过程划分为：系统规划系统分析系统设计系统实施系统运行,5.3 管理信息系统的开发方法,1.系统请求问题的提出 2.系统规划与初步调查系统现行状态以及可用资源的初步调查；明确问题，确定系统目标和总体结构，确定分阶段实施进度；可行性分析研究与可行性报告。3.系统分析现行系统组织结构分析与业务功能分析；业务流程分析；数据以及数据流程分析；功能数据分析；提出新系统的逻辑模型(或新方案)。本阶段是整个管理信息系统建设的关键阶段，分析有错误将会直接导致系统实施的失败。,5.3 管理信息系统的开发方法,4.系统设计阶段系统设计也称为系统的逻辑设计。该阶段的主要任务是确定系统的总体设计方案，划分子系统功能，确定共享数据的组织，然后进行详细设计。总体设计主要是构造软件的总体结构；详细设计包括人机界面设计、数据库设计、程序设计。该阶段的成果为下一阶段系统实施提供了编程指导书。5.系统实施阶段程序设计(由程序员执行)；人员培训(由系统分析设计人员培训业务人员和操作人员)；数据库准备(由业务人员完成)；系统调试与切换。在此过程中，编写程序和测试程序占用了许多时间。本阶段的目的是保证模块内各程序间具有正确的控制关系，测试模块的运行效率，并最终使信息系统投入运行。,5.3 管理信息系统的开发方法,6.系统运行与维护系统运行维护；系统运行效果评价。,5.3 管理信息系统的开发方法,结构化方法,5.3 管理信息系统的开发方法,结构化系统开发的优缺点结构化系统开发的优点(1)结构化分析方法简单、清晰，易于学习掌握和使用。(2)结构化分析的实施步骤是先分析当前现实环境中已存在的人工系统，在此基础上再构思即将开发的目标系统，这符合人们认识世界改造世界的一般规律，从而大大降低了问题的复杂程度。目前一些其它的需求分析方法，在该原则上是与结构化分析相同的。(3)结构化分析采用了图形描述方式，用数据流图为即将开发的系统描述了一个可见的模型，也为相同的审查和评价提供了有利的条件。,5.3 管理信息系统的开发方法,结构化系统开发的缺点（1）所使用的工具落后，主要是手工绘制各种分析设计图表，导致系统开发周期过长，缺乏快速反应能力。,5.3 管理信息系统的开发方法,结构化系统开发的缺点（2）它是一种预先定义需求的方法，基本前提是系统开发人员必须在早期调查中就确定用户的需求、管理状况及正确预测可能会发生的变化，这本身就违背了人们循序渐进地认识事物发展的客观规律。（3）用户信息反馈慢。（4）该方法的文档编写工作量极大。结构化系统开发的适用范围 该方法适用于一些组织相对稳定、业务处理过程规范、需求明确且在一定时期内不会发生大变化的大型复杂系统的开发。,5.3 管理信息系统的开发方法,原型法,一、原型法的基本思想,原型法的基本思想是1977年开始提出的，它试图改进生命周期法的缺点。由用户与系统分析设计人员合作，在短期内定义用户的基本需求，开发出一个功能不十分完善、实验性的、简易的应用软件基本框架（实实在在的模型称为原型、雏形）。先运行这个原型，再不断评价和改进原型，使之逐步完善。其开发过程是分析、设计、编程、运行、评价多次重复、不断演进的过程。基本假定:用户不可能事先对自己的所有需求都清楚，因此系统开发人员也不可能事先完全了解用户的需求。,二、原型方法的运用方式,原型方法虽然是在研究用户需求的过程中产生的，但更主要的是针对传统结构化方法所面临的困难，因而也面向系统开发的其它阶段和整个过程。由于软件项目的特点，运用原型的目的和开发策略的不同，原型方法可表现为不同的运用方式，一般可分为以下三种类型：,(1)探索型(Exploratory Prototying)主要是针对开发目标模糊、用户和开发人员对项目都缺乏经验的情况，其目的是弄清对目标系统的要求，确定所期望的特性并探讨多种方案的可行性。,(2)实验型(Experimental Prototying)用于大规模开发和实现之前考核、验证方案是否合适，规格说明是否可靠。,(3)演化型(Evolutionary Prototying)其目的不在于改进规格说明和用户需求,而是将系统改造得易于变化，在改进原型的过程中将原型演化成最终系统。它将原型方法的思想贯穿到系统开发全过程，对满足需求的改动较为适合。,要求：,要有快速的建造工具 需要有系统模型 反复修改是必要的。,构造原型的原则：,集成原则。最小系统原则。耗资不超过总投资的10%,（1）可行性分析。（2）确定系统的基本需求。（3）建造系统初始原型。（4）评价原型。（5）修改和完善系统原型。,原型法的工作流程,二、原型法的开发过程,三、从原型向最终系统的转换,原型经过反复的使用、评价和修改以后，即可转入最终系统(或称正式系统)的开发，如右图所示。从原型向正式系统的转换方式有三种。,原型向最终系统的转换,1.程序一次性使用(只利用需求和规格)该方法对原型研制限定在传统软