信息系统的建设(上)

4.1 信息系统建设方法导论

4.1.1 信息系统建设的复杂性

信息系统建设工作的复杂性，主要体现在以下五个方面： 1、建设环境的复杂性

信息系统建设通常要涉及到组织内部各级机构、管理人员及组织面临的外部环境。系统建设者必须十分重视、深刻理解组织面临的内、外环境及发展趋势，考虑到管理、管理思想、管理方法和管理手段的相互匹配、相互促进，考虑到人的习惯、心理状态及现行的制版、惯例和社会、政治诸因素。

系统的目标、规模、功能和实施步骤必须与组织当前的发展水平( 如管理水平、业务水平、职工素质等)、随能力(包括经济、技术、文化、心理、习惯等)相适应，所建系统还应有足够的影响力来在一定范围内改革不合理的规章、制度、惯例，促进管理水平的提高和组织目标的实现。 2、用户需求的多样性

信息系统的最终用户是各级各类管理与业务人员。满足这些用户的信息需求，支持他们的管理决策与业务活动，是系统建设的直接目的。

一个组织内各类机构和人员的信息需求不尽相同，有些需求可能相互冲突，另一些往往十分含混，同时，用户需求在建设过程中也会发生变化。系统建设者面对这样复杂的目标集，必须寻求使各方都比较满意的方案。 3、建设内容的复杂性

一个组织的管理与业务信息量大面广，形式多样、来源繁杂，信息内容和处理要求又涉及到广泛的学科和事业领域。

信息系统要实现一个组织的信息的系统、综合处理以支持各级管理与业务活动，必是一个规模庞大，结构复杂，具备多种功能、实现多个目标的大系统，就现有的企业信息系统而言，即使是中小企业的，其信息处理内容的广泛性和系统结构的复杂性，也是一般的工程技术系统难以比拟的。 4、技术手段的复杂性

信息系统是当代利用先进技术解决社会经济问题的范例之一。现代的先进技术成果，如计算机硬、软件技术、数据通讯与网络技术、各种信息采集与存贮、各种控制与决策方法、建模与仿真技术以及人工智能技术等方法，建模与仿真技术以及人工智能技术等，都是进行信息系统建设、实现系统各种主要功能的技术手段。

如何合理的应用这些技术手段以达到预期的效果，是信息系统建设面临的主要任务之一。 5、建设需用资源的密集性

信息系统的建设，需要巨额投资，是一种资金密集型的建设项目；

由于规模大、建设内容复杂，主要工作如系统规划、系统开发需用大量人工，因而也是劳动密集型项目；

由于上述建设环境、建设内容、所用技术手段的复杂性，系统建设的各项工作都需要大量的智力劳动，简单的体力劳动在其中所占极小，所以说，信息系统建设项目又是智力密集型或者知识密集型的。

信息技术日新月异，管理环境复杂多变，每个组织在管理信息处理方面的需求与目标不尽相同，不可能只靠某一种方法去解决系统建设中的各类问题，即使一个组织的信息系统建设，也需要多种方法相互配合，取长补短，才能得到满意的结果。

在现有的众多信息系统建设方法中，基于系统生命周期的一类方法，特别是其中各种结构化方法在实践中起过重要的作用，得到了广泛应用。

信息系统的建设方法，现在正处在发展过程中，离成熟阶段尚远。系统地熟悉一类典型的、在应用中已见成效的方法，掌握分析、解决系统建设中一般问题的基本方法和技能，可以更加理解系统建设的特点和规律，为进一步了解、运用其他方法以至创造性地发展系统建设方法打下一个良好的基础。

4.1.2 信息系统的生命周期

1. 系统科学方法的主要原则

计算机辅助管理起始于本世纪五十年代，管理应用项目规模较小，涉及的管理问题比较简单，多为统计和报表处理事务，项目的开发方式是“工匠式”，即用户将项目开发任务交给计算机技术人员这类人员根据他们每个人对问题的理解和习惯的思路和方法，用手工方式编制与调试软件，项目的开发缺乏规范的程序与标准。

到六十年代，随着应项目规模和应用范围的扩大，程序设计的可读性、可测试性和可变更性受到重视，出现了较为规范的结构化程序设计(Structured Programming)方法。

人类在复杂的工程技术系统，如：机、电、化工、能源、交通、建筑及武器系统等的建设方面，积累了丰富的经验，本世纪以来系统科学的形成和发展，为研究复杂系统提供了科学的方，即系统方法的主要原则是：

(1). 整体性原则

系统是相互联系、相互作用的诸要素(部分)组成的综合体。一个特定的系统具有的功能与目标，不是各组成部分功能与目标的简单相加，而是各部分按一定秩序相互作用的结果。

“整体大于各部分之和”这句亚里斯多德的名言就是强调系统的整体性。系统方法的基本点是从整体和各组成部分的相互关系来考察事物，从整体目标和功能出发，正确处理系统各组成部分之间的相互联系和相互作用，是解决复杂系统各类问题的关键所在。

(2).分解--协调原则

系统理论指出：一个具有特定的整体功能和目标的系统，其组成部分的空间结构、系统和各部分行为依时间的变化过程以及各部分的目标与功能均具有某种规律，服从一定的秩序。

在处理复杂系统的问题时，可以依结构、功能或时间过程将整个系统分解成若干相互关联的子系统，即把复杂问题化成若干相对简单的子问题以方便求解，如果子系统仍较复杂，还可进一步分解。合理的分解，可以使问题的处理大为简化。在处理各类子问题时，必须根据系统的整体功能和目标，协调各子系统的行为、功能与目标，以保证整体功能、目标的实现。

分解--协调原则可以说是处理各类复杂问题的基本的、行之有效的原则之一。许多复杂的社会组织系统和工程技术系统的多级递阶结构或分散控制结构都体现了分解- 协调的思想和方法。

(3).目标优化原则

对于具有单一目标的简单系统，“目标优化”就是选定的方案应使某个设定的目标函数取极值。复杂系统通常具有多个目标，且有的目标相互冲突，有的目标难以定量描述，因而不存在对于每个目标都可达到最好效果的方案。人们也难以求得所有各种可行方案来进行比较。

对于复杂系统，“目标优化”就是：在可能探索到的可行方案中，选定对系统所有目标来说都能达到令人满意效果的方案。简而言之，目标优化对简单系统来说是求“最优解”，对复杂系统来说求的是“满意解”。 2. 信息系统的生命周期的划分

任何系统均有其产生、发展、成熟、消亡或更新换代的过程。这个过程称其生命周期。 信息系统的生命周期，可以分成以下四个阶段 ：

阶 段主 要 活 动战略规划：根据组织的目标和发展战略确定信息系统的发展战略系 统 规 划业务流程规划：根据组织的目标与战略对组织的业务流程进行识别、改革与创新信息系统总体结构规划：进行组织的信息需求分析、数据规划、功能规划与系统划分、信息资源配置规划项目实施与资源分配规划：根据应用需要和可能将整个系统划分成若干项目，估计每个项目所需硬件、软件、网络、资金、人员等各项资源系统初步调查，开发项目的可行性研究，系统详细调查，开发项目范围内新系统逻辑模型的提出系统总体结构设计、输入设计、输出设计、处理过程设计、数据存贮设计、计算机处理方案选择软件编程和软件包购置、计算机和通信设备的购置，系统的安装、调试与测试，新旧系统的转换系统运行的组织与管理、系统评价、系统纠错性维护、适应性维护、完善性维护、预防性维护现行系统问题分析、新系统的建设系 统 分 析系统开发系 统 设 计系 统 实 施系统运行与维护系 统 更 新

(1). 系统规划

这一阶段的主要任务是：根据组织的整体目标和发展战略，确定信息系统的发展战略，进行业务流程规划，明确组织总的信息需求，制订信息系统建设总计划，其中包括确定拟建系统的总体目标、功能、大致规模和粗略估计所需资源，并根据需求的轻、重、缓、急程序及资源和应用环境的约束，把规划的系统建设内容分解成若干开发项目以分期分批进行系统开发。

(2).系统开发

这一阶段的主要工作是根据系统规划阶段确定的拟建系统总体方案和开发项目的安排，分期分批进行系统开发。

每一个项目的开发工作包括系统调查和系统开发的可行性研究、系统逻辑模型的建立、系统设计、系统实施、系统转换和系统评价等工作。

由于资源及应用环境的制约，一个组织的信息系统一般不可能靠资源的一次投入而建成，因而一个开发项目常是整个信息系统的某个或某几个子系统的建立。合理确定每次系统开发的目标、边界和开发周期，应用科学的开发方法、工具和规范，对于系统开发的成功至关重要。

系统正常运行和维护阶段，这是系统生命周期中历时最久的阶段，也是信息系统实现其功能、发挥效益的阶段。科学的组织与管理是系统正常运行、充分发挥其交通的必要条件，而及时、完善的系统维护是系统正常运行的基本保证。

信息系统规模庞大，结构复杂，管理环境和技术环境不断变化，系统维护工作量大，涉及面广，投入资源多。据统计，现有信息系统在运行和维护阶段的开支占整个系统成本的三分之二左右。而这一阶段需用的专业技术人员占信息系统专业技术人员50%-70%。

(3). 系统运行与维护

系统维护可以分为纠错性维护、适应性维护、完善性维护和预防性维护。

纠错性维护是指对系统进行定期的或随机的检修、纠正运行阶段暴露的错误，排除故障，消除隐患，更新易损部件，刷新备份的软件和数据存贮，保障系统按预定要求完成各项工作；

适应性维护是指由于管理环境与技术环境的变化，系统中某些部分的工作内容与方式已不能适应变化了的环境，因而影响系统预定功能的实现。故需对这些部分进行适当的调整、修改以满足管理工作的需要；

完善性维护是指用户对系统提出了某些新的信息需求，因而在原有系统的基础上进行适当的修改、扩充，完善系统的功能以满足用户新的信息需求；

预防性维护是对预防系统可能发生的变化或受到的冲突而采取的维护措施。 (4).系统更新

在系统运行与维护阶段，系统单位时间内的费用随时间增长。适时开始新系统建设工作，使旧系统或其中某些主要部分退役，不仅能增强系统功能，满足用户新的信息需求，而且在

经济上也是合理的。

现有系统进入更新阶段时，下一代新系统的建设工作便告开始。因此，这一阶段是新、旧系统并存的时期。对现有系统来说，可以全部更新，也可以部分更新的或有步骤地分期分批更新。

3. 系统开发的生命周期

系统开发是信息系统建设中最重要的一个阶段。从项目开发开始到结束的整个过程，称为系统开发的生命周期(简记为SDLC)。

系统开发的生命周期一般分为以下阶段：

(1).系统分析： 主要任务是明确用户的信息需求，提出新系统的逻辑方案。需要进行的工作有系统的初步调查、可行性研究、现行系统的详细调查及新系统逻辑模型的提出等。

(2).系统设计：主要任务是根据新系统的逻辑方案进行软、硬件系统的设计，其中包括总体结构设计、输出设计、输入设计、处理过程设计、数据存贮设计和计算机系统方案的选择等。

(3).系统实施：将设计的系统付诸实施， 主要工作有软件的程序编制与软件包的购置、计算机与通讯设备的购置，系统的安装、调试与测试、新旧系统的转换等。

4.1.3 结构化方法

1. 早期的信息系统开发方法存在的主要问题

(1). 工作阶段的划分原则不明确

各阶段的工作缺乏规范的规程、方法、表达工具与标准。 (2).系统建设过程用户参与程度低 用户与专业人员对话缺乏有效的手段 (3).系统开发的工作任务集中在系统实施阶段 系统分析、设计工作不深入

(4).系统实施阶段的工作采取“自底向上”的方法

由于系统实施阶段的工作采取“自底向上”的方法,系统总体功能与目标的实现难以保证。

费用早期的方法费用早期的方法结构化方法结构化方法规划分析设计实施规划分析设计实施图6-1 系统开发各阶段的费用变化

2. 结构化方法概述

图6-1 系统开发各阶段的费用变化

“结构化”一词在系统建设中的含意是用一组规范的步骤、准则和工具来进行某项工作。基于系统生命周期概念的结构化方法则为信息系统建设提供了规范的步骤、准则与工具，以弥补经典方法的不足。

3. 结构化方法的基本思路和主要原则

（1）结构化方法的基本思路

这类方法都是把整个系统开发过程分成若干阶段，每个阶段进行若干活动，每项活动应用一系列标准、规范、方法和技术，完成一个或多个任务，形成符合给定规范的产品(成果)。

阶 段 ......活 动 ...... 任 务 ......产品方法技术工具标准图6-3 结构化方法的基本思路（2）结构化方法的主要原则

1). 用户参与的原则

2). 严格划分工作阶段，“先逻辑，后物理”的原则 3). “自顶向下”的原则 4). 工作成果描述标准化原则

4.1.4 系统建设方法的发展概述

结构化生命周期法遇到了一系列挑战：

(1) 整个系统的开发工作是劳动密集型的，七十年代末期软件成本已超过硬件成本，软件生产率低下已经成为当前信息化的主要障碍之一。

(2) 系统开发的整个工作费时过长，难以适应环境的急剧变化。 (3) 对用户需求的变更不能做出迅速的响应。

(4）结构化生命周期法要求前一步工作的正确性与完善性对后一步工作起着决定性作用。这就要求系统开发人员进行工作时，对下一步是否可以实现上一步所规定的内容有很强的预见性。

(5) 维护工作繁重，专门人才紧缺。

20世纪80年代发展起来的原型法(Prototyping approach)是通过快速建立并供用户使用的原型(prototype)用户的信息需求。

原型法的基本思路是用户与系统分析、设计人员合作，根据用户提出的最基本的问题和想法，先很快建立一个应用系统的骨架，作为应用开发的实验模型。通常把这个实验模型叫做系统的原型(Prototype)。用户先运行这个原型系统，熟悉它，使用它，受到启发和取得经验，然后对系统的目标和功能提出精确、具体的需求，在对系统的需求最后决定后，再用传统的方法(生命周期法)建设系统。通常原型系统的部分程序可以在后来的系统建设中直接采用。原型法是传统方法和用户开发相结合的方法。

面向对象的思想最早起源于一种名为Simula的计算机仿真语言。七十年代问世的名为Smalltalk的计算机高级语言则首次提出面向对象这一概念。到了八十年代，由于Smalltalk—80和C++语言的推出，使面向对象的程序设计语言趋于成熟，并为越来越多的人所理解和接受，从而形成了面向对象的程序设计(Object-Oriented Programming，简记为OOP).

从八十年代中、后期开始，进行了在系统开发各个环节中应用面向对象概念和方法的研究，出现了面向对象分析(Object-Oriented Analysis，简记为OOA)、面向对象设计(Object-Oriented Design，简记为OOD)等涉及系统开发其它环节的方法和技术，它们与面向对象程序设计(OOP)结合在一起，形成了一种新的系统开发方式模型，即许多文献都称之为面向对象(Object-oriented，简记为“O-O”方法。）

4.2 信息系统规划

4.2.1

系统规划的目标和工作内容

1. 系统建设中的主要问题

(1)系统建设与组织发展的目标和战略不匹配；

(2) 已建成的系统解决问题的有效性低，即系统建 成后对管理与业务状况并无显著改善；

(3) 不能适应环境变化和组织变革的需要；

(4) 组织结构陈旧，管理落后，企业主要业务流程效率与效益低下； (5) 系统使用人员的素质较低；

(6) 系统开发环境落后，技术方案不合理； (7) 系统开发以及运行维护的标准、规范混乱； (8) 资源短缺，投入太少，而对系统的期望又过高。 2. 系统规划的目标、任务和主要工作内容

主要目标: 就是根据组织的目标与战略制定出信息系统建设的长期发展方案，决定信息系统在整个生命周期内的发展方向、规模和发展进程。

主要任务:

(1) 制定信息系统的发展战略 (2)明确各类用户的需求

(3)制定组织的业务规划和业务流程改革与创新方案 (4)确定信息系统的总体规划方案

(5)安排项目开发方案，制定系统建设的资源分配计划

上述五项任务也规定了管理信息系统工作进程的五个主要阶段。 这就是规划五阶段模型的基本框架。

信息系略规划用户需求分析　系统业务规划系统总体结构规划项目开发与资源分配规划阶段Ⅰ阶段II阶段Ⅲ阶段IV阶段V

信息系统规划的五个阶段

3. 系统规划工作的特点和关键问题

(1) 具有较强的不确定性，非结构化程度较高。

(2) 工作环境是组织管理环境，高层管理人员（包括高层信息管理人员）是工作的主体。 (3) 系统规划是为整个系统建设确定目标、战略、系统总体结构方案和资源计划，整个工作过程是一个管理决策过程。同时，它也是技术与管理相结合的过程，确定利用现代信息技术有效地支持管理决策和业务活动的总体方案。

(4) 系统规划人员对管理与技术环境的理解程度，对管理与技术发展的见识，以及开创精神与务实态度是规划工作的决定因素。

(5) 规划工作的结果是要明确回答规划工作内容中提出的问题，描绘出系统的总体概貌和发展进程，但宜粗不宜细。要给后续各阶段的工作提供指导。

(6) 信息系统系统规划必须纳入整个组织的发展规划，并应定期滚动。 对信息系统系统规划时应注意的关键问题:战略规划是核心

-信息系略与组织发展战略的一致是信息系统建设成功的关键之一。 业务流程的改革与创新是基础

-企业的业务流程直接体现企业的核心能力，是企业完成其使命、实现其目标的基础。 需求与服务、业务与技术的协调一致是信息系统成功的关键

应变能力是信息系统成功的重要标志之一，也是当前信息系统建设与应用的瓶颈问题 人、管理、技术应协调发展

4.2.2 信息系统的战略规划

1、概述

战略问题是指关于一个组织生存发展的全局性、关键性和长期性的问题。管理信息系统和战略规划通常包括主要发展目标、发展重点、实现目标的途径和措施等。管理信息系统的战略规划既可以看成是企业战略规划下的一个专门性规划，也可以看成是企业战略规划的一个重要组成部分。

不论信息系略规划是作为企业战略规划的一部分，还是一个专门性的规划，它都应当与企业战备规划有机地配合。信息系统必须支持与促进组织的变革与发展。 2。信息系略规划的主要内容

战略规划一般包含长期规划和短期规划。长期规划指出了总的发展方向，短期规划则为作业和资金工作的具体责任提供依据。整个战略规划包含如下主要内容：

（1）信息系略规划应根据组织的战略目标，明确组织的改革与创新的需求以及组织的内、外约束条件，制定信息系统的总目标、发展战略规划。

（2）对目前组织的业务流程与信息系统的功能、应用环境和应用现状进行评价。 （3）对影响规划的信息技术发展的预测。

在信息系统规划中战略规划阶段的目标是制定同组织机构的目标、目的和战略相一致的管理信息系统目标、目的和战略。由于战略规划涉及组织的内、外环境因素较多，不确定性问题较突出，目前还没有一种规范的制定管理系统的战略规划方法。 3. 战略集合转移法简介

该方法把组织的总战略看成一个“信息集合”，包括使命、目标、战略以及其他战略变量（如管理水平、发展趋向、环境约束等），战略性的管理信息系统是要把组织的这种战略集合转化为“信息系统的战略集合”，而后者由管理信息系统的系统目标、环境约束和战略计划组成。

第一步是识别和阐明组织的战略集合。组织的战略集合构造过程如下： （1）勾划出该组织的利益相关者集团的结构。 （2）对每个利益集团识别他们的目标。

（3）识别组织关于每个使用者集团的目的和战略。

在此基础上，信息分析员根据管理信息系统的战略集合所列举的目标、约束和战略，建立各种供选择的管理信息系统总体结构，提交管理部门。

组织的战略集使命目标战略其他战略性组织属性MIS战略规划过程MIS的战略集系统目标系统约束系略计划战略集合转移法示意图

4.2.3 关键成功因素法（CSF）

1、基本概念

信息需求分析方法有两大类：全面调查法、重点突破法。

关键成功因素法（Critical Success Factors）是重点突破法的典型，即首先抓住影响系统成功的关键因素进行分析以确定组织的信息需求。

在每一个企业组织中，都存在着对该组织成功起关键作用的因素，我们称之为关键成功因素，决策的信息需求就往往来自于这些关键成功因素。

在不同的业务活动中，关键成功因素会有很大的不同，即使在同一类型的企业活动中，在不同时期内，其关键成功因素也会不同。换言之，对不同的管理信息系统，其信息需求各不相同。而同一个管理信息系统的信息需求在不同时期内也会不同。

两个行业成功因素的确定行业汽车目标每股收益投资回收市场份额新产品成功成功因素产品设计有效的销售系统成本控制节能标准产品组合库存量推销活动价格超级市场销售额

可见，关键因素就是那些必须经常得到管理人员关注的活动区域，对这些区域的运行情况要经常不断地进行度量，并提供这些度量信息以供决策使用。

在规划一个管理信息系统时，有三个“必须”要经常强调：即系统必须适合企业或组织

所属的行业以及它采用的特殊策略；系统必须能够识别那些为使企业成功而在管理上要经常给予认真关注的“成功因素”；在系统提供给各管理阶层的报告中必须突出有关成功因素的情况。

任何时候，当我们制定管理信息系统规划时都要明确弄清哪些因素在规划涉及时期内是最紧要的，这就是导致在相同行业中的不同组织会因为地理位置、战略方针和其他一些由时间造成的因素的不同而具有不同的CSF的主要原因。

关键成功因素

医院 1 法令

工作效率 病人意见 事故保险 地方关系

医院 2 优质服务 投资 法令 工作效率 病人意见 跟踪服务 同行业关系

医院 3 工作效率 人员配备 法令 病人意见 地方关系 同行业关系

2、CSF方法步骤

（1）了解企业（或MIS）的战略目标。

（2）识别所有成功因素。可采用递层分解的方法引出影响战略目标的各种因素以及影响这些因素的子因素。

（3）确定关键成功因素。对所有成功因素进行评价，根据企业的现状及目标确定出关键成功因素。

（4）识别性能指标与标准。给出每个关键成功因素的性能指标与测量标准。

重要性 由强到弱

4.2.4 用户需求分析

1、信息系统的用户

直接用户：是指使用系统并获取系统服务的用户 间接用户：是指通过直接用户获取服务的用户 2. 用户需求分析的目标与内容

系统规划阶段用户需求分析的目标是明确各类用户要求系统提供的服务。 用户需求分析的内容包括：

1）识别系统的各类用户，明确他们对系统需求的目标和领域

2）明确这些需求的具体内容，即要求信息系统解决的问题、完成的任务 3）协调各类用户可能的需求冲突与矛盾

4.2.5 系统业务规划

1、组织中的业务活动

业务（Business）是指组织中为完成使命、实现目标而进行的各项有组织的活动。 1）业务范围（Business Scopes）：一个组织为社会提供服务涉及的行业或专业范围。 2）业务领域（Business Domains）：一个组织在自己的业务范围内进行活动或提供服务的相似内容的集合。

3）业务流程（Business Processes）：

在业务领域内完成给定服务所必须的、逻辑上相关的一组活动。 4）基础业务活动（Fundamental Business Activies）

组成业务流程的各相关的活动称为基础业务活动，简称活动。 2. 系统业务规划的目标与工作内容

在战略规划与需求分析的基础上，业务规划的目标是确定规划期内信息系统对组织的业务领域及相应流程的支持、改造与创新方案。

主要内容：

1）根据系统目标与战略和用户的需求，识别信息系统提供服务的业务领域及相应流程。 2）分析上述领域内的现状，明确这些领域和流程在满足需求、实现组织的目标与战略中存在的问题。

3）提出上述领域的业务内容与流程改革与创新方案。 3. 业务流程的识别与改革

（1）业务流程的特征

在一个企业中，企业流程是指为完成企业某一目标或任务而进行的一系列逻辑相关的跨越时间和空间的活动的有序集合。

从流程的观点看，企业的组成元素是流程，而企业流程的组成主要是活动。活动与活动之间的相互作用和相互联系构成了流程系统。

一个企业的业务流程有以下特点： 1）业务流程都有输入和输出。

2）业务流程都有执行者和用户（顾客）。

3）业务流程都有核心的处理对象，一个大的企业流程往往实现一个对象的生命周期。 4）业务流程往往是跨职能部门的。

4.2.6 系统总体结构规划

1、系统总体结构规划的目标与工作内容

信息系统总体结构规划的目标，就是在用户需求分析和系统业务规划的基础上，考虑到系统已有技术条件与技术发展趋势和系统应用环境，确定信息系统技术方案的总体框架。

主要工作内容：

1）进行系统的数据规划

2）进行系统的功能规划和子系统划分 3）进行系统的技术基础设施建设规划 2. 数据规划

（1）识别每个业务流程的输入、输出信息

分析与确定信息系统对业务流程输出信息与输入信息，以及输出信息的去向和输入信息的来源。数据规划就是为实现改革方案确定必需的信息支持。

（2）识别主题数据（数据类）

主题数据是指支持业务流程所必需的逻辑上相关的数据，一个主题数据是指满足一个或多个业务流程信息需求的一大类数据。

（3）对每个主题数据进行定义与说明

说明第个主题数据的定义、来源和去向，以及它包含什么样的数据，以供定义信息总体结构时使用。

3. 信息系统功能规划和子系统的划分

（1）建立主题数据与流程的关系，确定基本功能子系统

为识别出要开发的信息系统的基本功能，要用表达主题数据对整个系统和基本功能子系统支持的流程之间的关系图来定义信息结构，划分出：

1）每一系统的范围 2）产生、控制和使用的数据 3）基本功能子系统之间的关系 4）对给定流程的支持 5）功能子系统间的数据共享

（2）确定功能子系统之间的关系－－信息系统的功能结构方案 4. 系统技术基础设施规划

在数据规划、功能规划与子系统划分的基础上，系统技术基础设施规划进一步确定信息系统的总体物理方案，为系统的项目规划与资源分配规划提供依据。

内容包括：

1）计算机软、硬件配置方案的规划 2）网络系统方案的规划 3）数据存储总体方案规划

4.2.7 项目开发与资源分配规划

1、安排项目开发的主要原则：

1）组织改革、发展中起重要作用的项目优先 2）在信息系统建设中具有带动与示范作用的项目优先

3）相关部门与人员较好的项目优先

4）项目的安排应与组织的改革与发展的进程相 配合

5）项目的安排应与组织在经济上与其他资源上的承受能力相适应 2、在项目安排的基础上对规划期内信息系统建设所需资源估计

1）规划期内信息系统的总投资和每个项目的投资估计 2）信息系统人力资源、岗位与组织设置规划 3）计算机软硬件、网络与通信能力与容量规划 4）信息系统运行场地、相关动力与安全设施规划

4.3 结构化系统分析

4.3.1 系统分析的目标和主要活动

1、目的与任务

系统开发阶段的目标是根据系统规划所确定的系统总体结构方案和项目开发计划，按拟定的项目开发成可以运行的实际系统。

系统开发阶段又可划分为系统分析、系统设计、系统实施三个阶段，构成系统开发的生命周期的三个主要阶段。按照结构化方法严格划分工作阶段，“先逻辑，后物理”的原则，系统分析阶段的目标，就是按系统规划所定的某个开发项目范围内明确系统开发的目标和用户的信息需求，提出系统的逻辑方案。

系统分析在整个系统开发过程中，是要解决“做什么”的问题，从逻辑上，提出系统的方案，即逻辑模型，以此作为下一阶段进行物理方案(即计算机和通信系统方案)设计、解决“怎么做”的问题提供依据。

“分析”通常是指对现有系统的内、外情况进行调查、研究、分解、剖析，明确问题或机会所在，认识解决这些问题或把握这些机会的必要性，为确定有关活动的目标和可能的方案提供科学依据。

系统分析(systems analysis)，是指在信息系统开发的生命周期中系统分析阶段的各项活动和方法。

2. 系统分析的主要活动

——1、系统的初步调查 （1） 目标：

就是从系统分析人员和管理人员的角度看新项目开发有无必要和可能。 （2） 内容 1) 调查内容

系统分析人员要调查有关组织的整体信息，包括主要输入，主要输出，主要处理功能以及与其它系统的关系。

2) 分析内容

· 现有什么 · 需要什么

· 在现有资源下能提供什么

· 此项目有无必要和可能作进一步的调查与开发 （3） 调查结论及工作成果

系统分析员在初步调查阶段可能得出以下结论之一: · 拟开发项目有必要也有可能进行。

· 不必进行项目开发,只需对原有系统进行适当调整修改. · 原系统未充分发挥作用,只需发挥原有系统作用 · 目前无必要开发此项目 · 目前不具备开发此项目的条件.

——2、可行性研究 （1）目标与工作内容

可行性研究是系统分析阶段的第二项活动。主要目标是：进一步明确系统的目标，规模与功能， 对系统开发背景，必要性和意义进行调查分析并根据需要和可能提出拟开发系统的初步方案与计划。

A.技术可行性．B.经济可行性。C.营运可行性。 （2）步骤

1) 确定系统的规模与目标(复审上一活动内容) 2) 明确用户主要信息需求 3) 提出拟建系统的初步方案 4) 审查新系统

5）提出并评价可能的替代方案，并进行可行性研究 6) 给出该项目做还是不做的选择，同时确定方案。 7) 制定项目开发计划，包括人，财，物的安排。 8) 撰写可行性分析报告。

9) 向用户审查小组与指导委员会提交结果。 （3）工作结果

包括“ 可行性研究报告 ”和“ 系统设计任务书 ” 可行性研究报告的主要内容包括： 1) 现行系统概况。

2) 主要问题和主要信息需求。 3) 拟建新系统的方案。 4) 经济可行性分析。

5) 技术可行性分析。 6) 营运可行性分析。 7) 结论。

系统设计任务书主要包括系统目标与任务、系统的规模、结构、建设初步计划、投资安排、人员安排等； 3. 现行系统详细调查

（1）目标

在可行性研究的基础上进一步对现行系统筛选全面、深入的调查和分析，弄清楚现行系统运行状况，发现其薄弱环节，找出要解决的问题实质，确保新系统比原系统更有效。

（2）调查内容

1) 组织机构的调查 2) 业务流程调查分析 3) 现行系统的目标，主要功能和用户需求调查 . 4) 信息流程调查 5) 数据及功能分析 6) 系统运营环境分析 （3）方法与特点

为了确保调查工作顺利进行，系统分析人员要切实与用户建立良好的关系，让用户充分地、积极地参与调查工作。

具体方法有面谈或专门访问、发调查表征求意见、召开讨论会、阅读历史资料和参加业务实践等。

（4）详细调查与初步调查的区别

目的不同：初步调查的重点是了解现行系统的概要情况及与外部的关系；详细调查的重点是更详细、更具体的系统的内部情况。

（5）工作结果

系统详细调查的结果以“详细调查报告”表示，包括： 1）项目主要工作内容概述 2）系统需求分析

3）现行系统主要目标、功能 4）组织结构图 5）组织业务流程说明 6）信息流程：

数据流图 、数据词典、数据存储分析、查询分析、 数据处理分析 7）现行系统问

4、 新系统逻辑方案的提出

（1） 目标

这一阶段的主要目标是明确用户的信息需求，包括组织的发展、改革的总信息需求和各级管理人员完成各自工作任务的信息需求，确定新系统的逻辑功能，提出新系统的逻辑方案，完成系统分析阶段的最终成果：系统说明书的编写。

（2）工作内容与方法

1) 调查分析。对现行系统详细调查进行分析的基础上，着重对用户需求进行进一步调查分析。

2) 建模。

3) 对模型进行评价和修改。

4) 编写系统说明书。系统说明书是系统分析阶段工作的全面总结，是这一阶段的主要成果。

（3） 工作成果

1) 系统开发项目概述。 2) 需求说明。

3) 现行系统的问题分析。

4) 新系统的目标、主要功能和逻辑模型。 i. 组织结构图

ii.业务流程图及其说明( 以改造与新建的为重点) iii. 信息流程( 以改造与新建的为重点) 5) 系统实施计划。

D1　库存文件F3.1在库量1.1F1库房收发　库房原始凭证接收收发数据1.2修改库存数据F3.2缺货数据与定货标准1.3处理补充定货数据 2F2补充定　采购生成货报告部门定货报告F4单项补充　F6发出　F6接收数据定货数据F5补充定货汇总数据D3　D2　收发数据文件补充定货文件 　补充定货系统的顶层图 3. 结构化系统分析方法和工具

结构化系统分析方法就是结构化方法的基本思想和主要原则在系统分析中的应用所形成的一系列具体方法和有关工具的总称。

这些工具如下：

数据流图(DFD: Data Flow Diagram)、数据词典(DD: Data Dicrionary)、 结构化语言、 决策树、 决策表

4.3.2 数据流图(DFD: Data Flow Diagram)

1.数据流图的作用

数据流图就是组织中信息运动的抽象，是信息系统逻辑模型的主要形式。这个模型不涉及硬件、软件、数据结构与文件组织，它与对系统的物理描述无关，用一种图形及与此相关的注释来表示系统的逻辑功能，即所开发的系统在管理信息处理方面要做什么。 2、数据流图的基本组成及符号

外部项(外部实体)：外部项在数据流图中表示所描述系统的数据来源和去处的各种实体或工作环节。系统开发不能改变这些外部项本身的结构和固有属性。

加工(数据加工)：又称数据处理逻辑，描述系统对信息进行处理的逻辑功能。 数据存储：逻辑意义上的数据存储环节，即系统信息处理功能需要的、不考虑存储物理介质和技术手段的数据存储环节。

数据流：与所描述系统信息处理功能有关的各类信息的载体，是各加工环节进行处理和输出的数据集合。

成分类型I 外部项（外部实体） 加工（处理逻辑）数据存储数据流IIIII

　数据流图的基本符号１定货与顾客服务合格定单2市场研究与销售计划销售计划

定货单顾客D1 顾客档案 D2 定货数据D3 销售数据发货单3售货4销售分析市场营销系统数据流图3、绘制数据流图的主要原则

(1) 明确系统界面。 (2) 自顶向下逐层扩展。 (3) 合理布局

(4) 数据流图只反映数据流向、数据加工和逻辑意义上的数据存贮，不反映任何数据处理的技术过程、处理方式和时间顺序，也不反映判断与控制条件等技术问题。

(5) 数据流图绘制过程，就是系统的逻辑模型的形成过程，必须始终与用户密切接触，详细讨论，不断修改要和其他系统建设者共同商讨以求一致意见。

用户(a)未用重复标记用户用户b）（使用重复标记利用重复标记缩短箭线 数据流图的绘制过程:

(1)首先，在调查研究的基础上，明确所描述的系统与各外部实体的信息联系。绘出最高层的数据流图——关联图。

(2)然后确定系统的几个主要的综合性的逻辑功能，绘制顶层(总)数据流图。顶层图可进一步分解，直到最底层的数据流图表示了所有具体的数据加工功能和输入输出关系。

(3)合理布局。数据流图各种符号要布局合理、分布均匀、整齐、清晰、使读者一目了然之感。

(4) 数据流图绘制过程，就是系统的逻辑模型的形成过程，必须始终与用户密切接触，详细讨论，不断修改要和其他系统建设者共同商讨以求一致意见。

(5) 数据流图只反映数据流向、数据加工和逻辑意义上的数据存贮，不反映任何数据处理的技术过程、处理方式和时间顺序，也不反映判断与控制条件等技术问题。

数据流图绘制过程示意图[a]关联图ABC[b]顶层图AE4F25C1HBG3[c]第一层图 2图1GLMNPH5 5 4图3

4、数据流图绘制的主要步骤

① 确定所开发的系统的外部项(外部实体)，即系统的数据来源和去处。

② 确定整个系统的输出数据流和输入数据流，把系统作为一个加工环节，画出关联图。

③ 确定系统的主要信息处理功能，按此将整个系统分解成几个加工环节(子系统)。确定每个加工的输出与输入数据流以及与这些加工有关的数据存储。将外部项，各加工，数据存储环节用数据流连接起来，命名、编号，这样就形成所开发系统的数据流图顶层图(总图)的草图。

⑤ 重复步骤④，直到逐层分解结束。

⑥ 对草图进行检查和合理布局，对错误与不当之处进行修改

⑦ 和用户进行交流，在用户完全理解数据图的内容的基础上征求用户的意见．和用户讨论，系统分析人员根据与用户讨论的结果对数据流图的草图进行修订。

⑧ 用计算机或其他制图、编辑工具画出正规的数据流图。

⑨ 将正规的数据流图提交系统分析负责人复审。若有修改之处，则组织人员修改，否则，通过复审，数据流图绘制过程结束。 5. 绘制数据流图的几点注意事项

① 自顶向下、逐层分解

② 数据流必须通过加工，即送去加工或从加工环节发出。 ③ 数据存储环节一般作为两个加工环节的界面。

④ 命名

a) 名称要反映被命名的成分的真实和全部的意义． b) 名称要意义明确，易理解，无歧义．

c) 加工的名称一般以动词+宾语或名词性定语+动名词为宜。 d) 避免使用不反映实际内容的空洞词汇．

e) 进出数据存储环节的数据流如内容和存贮者的数据相同，可采用同一名称。 ⑤ 编号

——每个数据加工环节和每张数据流图都要编号。按逐层分解的原则，父图与子图的编号要有一致性．

——类似，在分层数据流图中，如下层图上的数据流或数据存储是由上层图某个成分的分解而得，则父项与子项的编号要体现数据流图分解的完整性与一致性的原则，如父项编号为 F1或D1，则其子项分别为F1.1，F1.2，…，或D1.1，D1.2，…等。

⑥ 只画所描述的系统稳定工作情况下的数据流图。 6. 数据流图的局限性

（1） 难以在数据流图上标识出数据流、数据存储，加工和外部项的具体内容，如数据

流的组成元素，数据存储的数据结构，存取要求，数据量，加工的处理过程和算法等。

（2） 不能反映系统中的决策与控制过程。

（3）难以对系统中人机交互过程以及信息的反馈与循环处理进行描述。 7. 数据流图举例：

（1）学籍管理系统

这是某大学里系一级的教学管理系统的一个子系统。此系统功能、结构比较简单，下面只画出该系统的关联图和顶层图（见图6－13和图6－14）。

F1注册申请学生F2学籍管理通知F3学籍管理意见与凭证F4学籍管理报告F6教学安排F5学生修课成绩教师 学籍管理系机关

（2）补充定货系统

库房工作人员通过库房的终端设备将库房的收发数据向系统报告，如果某项零件的库存量低于临界水平，系统就必须提出补充定货要求，以使库存量达到额定水平。

此系统的数据来源是库房工作人员，数据去处部项是采购部门。由此得到此系统的最高层数据流图－关联图

库房F1库房收发　原始凭证补充定货系统F2补充定货报告库房

补充定货系统关联图　这个系统必须具备两种最基本的功能： 1）处理库房收发数据以确定补充定货的需要。 2）产生补充定货报告。

系统需要两种数据存储：库存数据和补充定货数据。 这样，就得到第二层数据流图（见图6－16）。

D1　库存文件F3库存数据1F1库房收发　处理原始凭证库房库存收发数据F4单项补充　定货数据2生成定货报告F2补充定　货报告采购部门F5补充定货汇总D2　补充定货文件 补充定货系统的顶层图　

顶层数据流图中库房收发数据加工可分解成三个部分：接收收发数据、修改库房数据和处理定货数据。由于补充定货报告每天只需处理一次，而库房收发工作是随时可能出现的，因此可以增加一个收发数据存储部分，然后每天处理库房数据并生成补充定货报告，则顶层数据流图可进一步扩展为第一层数据流图（见图6－17）。

D1　库存文件F3.1在库量1.1F1库房收发　接收库房原始凭证收发数据1.2修改库存数据F3.2缺货数据与定货标准1.3处理补充定货数据 2F2补充定　采购生成货报告部门定货报告F4单项补充　F6发出　F6接收数据定货数据F5补充定货汇总数据D3　D2　收发数据文件补充定货文件　补充定货系统的第一层数据流图4.3.3 数据词典(DD：Data Dictionary)

1、数据词典的作用和内容

在结构化分析中，数据词典的作用是对数据流图上每个成分给以定义和说明。换句话说，数据流图上所有成分的定义和解释的文字集合就是数据词典。

数据词典描述的主要内容有：数据流、数据元素、数据存储、加工、外部项．对整个系统开发以至将来系统运行与维护是必需的信息尽可能放入数据词典。

2、编写数据词典的基本要求

① 对数据流图上各种成分的定义明确、易理解，唯一。 ② 命名、编号与数据流图一致.

③ 符合一致性与完整性的要求，对数据流图上的成分定义与说明无遗漏项。 ④ 格式规范、风格统一、文字精炼，数字与符号正确。 3 . 数据词典的格式和编写方法

数据词典的格式是根据各类条目的内容以及编写、维护、使用方便来设计的。 介绍图表式格式，它有利于数据词典各条目的内容的描述清晰、明确、规范。 数据词典中采用以下符号：

等号：＝；意义：等于，是，由……组成；表示等式左边的项目由等式右边的各项组成或等式两边项目内容相同。

加号：＋；意义：与；表示加号两边项目同时出现或共同组成某项内容。 方括号：[ ]；意义：或者；表示方括号内各项目中至少一项出现。

花括号：{ }；意义：重复；表示花括号内项目重复出现多次或重复取值多次。 n{ }表示重复n次

n1{ }表示从括号内取第一个值到第n个值 { }（条件）表示在满足所注明的条件下重复

圆括号：( )；意义：选择项；表示括号内所列项目为可选项，可能出现，也可能不出现。

数据流结构 例一：

学生成绩通知＝｛学号＋学生姓名＋｛课程名称＋成绩｝＋（补考课程名称＋补考时间地＋补考地点）｝（所有在册学生）

例二：

学生奖励通知＝｛学号＋学生姓名＋（一等奖，二等奖，三等奖，鼓励奖）｝（所有获奖学生）

数据词典的编写方法： １．手工编写

主要工具是笔和卡片，计算机只是作为手工书写工具来使用，没有对数据字典的结构、内容和格式的处理功能。

２．计算机辅助编写

是指在计算机辅助绘制数据流图的同时，随着数据流图的逐层分解，计算机系统生成数据词典的某些条目，人工进行修改与补充。

基本加工的描述：

数据流图中所有不进一步分解的加工，称为基本加工。

基本加工是最底层的加工，但并不都是在最底层的数据流图中。上层数据流图中某些加工环节不进一步分解的，都属于基本加工，基本加工有父项，无子项。

数据词典条目类型一：数据流

数据词典条目类型二：数据元素

数据词典条目类型三：数据存储

数据词典条目类型四：加工

加　　　工系统名：＿＿＿＿＿条目名：＿＿＿＿＿编号：＿＿＿＿＿别名：＿＿＿＿＿输入数据流：加工逻辑：简要说明：修改记录：编写审核输出数据流：日期日期

数据词典条目类型五：外部项

4、数据词典举例

数 据 元 素系统名：学籍管理 条目名： 学号 属于数据流： F1-F7 编号：别名： 存储处：D1 学生名册 D2 学生成绩数据元素结构：代码类型 取值范围 意义xx xx xxx 字符 00010001—992999 编号 （由数字组成的字符串）系别代号 学生入学年号 简要说明： 学号是学生的识别符，每个学生都有唯一的学号。修改纪录：编写 张XX审核李XX 日期 2001.5.10 日期 2001.5.20

数据词典《数据元素》条目举例

5、结构化语言

有以下三种：

祈使语句、条件语句、循环语句 例1. 祈使语句： 获取收发数据

计算补充定货量 例2. 条件语句： 如果 成绩≥60分 则 ： 将及格人数加1 否则： 将不及格人数加1 例3. 循环语句：

对于每个库存项目 (循环条件) 获取收入数据

将在库数加收入数据，更新在库数 获取发出数据

将在库数减发出数据，更新在库数 如果 在库数小于或等于临界库存数 则 发出补充订货信号。 6、决策树(Decision Tree)

决策树(Decision Tree)，又称判断树，是一种图形工具，适合于描述加工中具有多个策略，每个策略和若干条件有关的逻辑功能。结构化分析中所用图形工具决策树如图所示。

A1

A 方案 决策点 1 1.1.1 2.1.2 2.1.3 2.2.1 2.2.2 2.2.3

2.1 A2 A3 B1 B2 B3 B 方案 2.2 决策树（两段决策）

例如，某工厂对工人超产奖励的为：该厂生产两种产品A和B。凡工人每月的实际生产量超过计划指标者均有奖励。奖励为：对于产品A的生产者：超产数N小于或等于50件时，每超产一件奖励1元；超产数 N大于50、小于或等于100件时，大于50的部分每件奖励1.25元，其余每件奖励1元；超产数大于100件时，超过100的部分每件奖励1.5元，其余按超产100件以内的方案处理。对于产品B的生产者，超产数N小于或等于25件时者，每超产一件奖励2元，N大于25、小于或等于50件时，超过25件的部分每件奖励2.5元，其余按超产25件以内处理； N大于50件者，超过50件部分每件奖励3元，其余按超产50件以内处理。上述处理功能可以用决策树描述如图所示：

11001501.0*N50+1.25*(N-50)112.5+1.5*(N-25)2.0*N50+2.5*(N-25)产品A奖金产品B112.5+3*(N-50) 产品 超产数 奖金（元） 某工厂超产奖决策树　4.4 信息系统设计

4.4.1 信息系统设计概述

1. 信息系统设计的目的与任务

目的： 将系统分析阶段所提出的充分反映了用户信息需求的系统逻辑方案转换成可以实施的基于计算机与网络技术的物理（技术）方案。

任务：信息系统的总体目标出发，根据系统分析阶段对系统的逻辑功能的要求，并考虑到经济、技术和运行环境等方面的条件，确定系统的总体结构和系统各组成部分的技术方案，

合理选择计算机和通信的软、硬件设备，提出系统的实施计划。 2. 系统设计的依据

系统分析的成果 现行技术

现行的信息管理和信息技术的标准、规范和有关法律制度。 用户需求 系统运行环境

3. 系统设计阶段的主要活动

（1）系统总体设计：

－系统总体布局方案的确定 －软件系统总体结构的设计 －数据存储的总体设计 －计算机和网络系统方案的选择 （2）详细设计：

－代码设计 －数据库设计 －人机界面设计 －处理过程设计 （3）系统实施进度与计划的制订 （4）“系统设计说明书”的编写 4. 系统设计工作的特点

系统设计的主要任务是提出合理的计算机硬软件系统的技术方案，采取具体的技术措施来满足用户需求，因而大量工作是技术性的。

系统设计人员对系统的逻辑功能和用户的各类需求必须有深刻的、切实的理解。了解用户对系统分析阶段提出的信息需求的解释。

用户在操作使用和运行环境等方面的具体要求，也要在系统设计阶段加以明确并在系统的技术方案中得到反映。

系统设计工作的环境是管理环境和技术环境的结合，这是这一阶段工作的重要特点。

4.4.2 系统总体布局

1. 概述

从信息资源管理的集中程度看主要有： －集中式系统(Centralized Systems) －分布式系统(Distributed Systems) 从信息处理的方式来看主要有:

－批处理方式(Batch processing) －联机处理方式(On-line processing)

1）在系统总体布局中一般应考虑以下几个问题： 系统类型 处理方式 数据存储硬件配置 软件配置 2）系统布局方案的选择原则： 处理功能 使用方便 可维护性、可扩展性、可变更性好 安全性、可靠性高 经济实用 2. 集中式系统

单机批处理系统

单机多终端分时系统(终端无处理功能) 主机－智能终端系统（终端有辅助处理功能） 3. 分布式系统

分布式系统运行的网络环境有：局域网(LAN)、广域网(WAN)、局域网和广域网混合形式以及互联网（Internet）、内联网（Intranet）、外联网(Extranet)及其混合形式。

分布式系统的计算模式有资源共享方式、客户机/服务器(C/S)方式和浏览器/WEB服务器（B/S）计算模式。

4.4.3 软件系统的总体结构设计

1. 软件系统的总体结构设计任务

软件系统总体结构设计的主要任务就是根据系统的总体目标和功能将整个系统合理划分成若干个功能模块，正确地处理模块之间的调用关系和数据联系，定义各模块的内部结构等等。

模块化的基本概念

模块：在软件系统设计中，模块(module)是指这样的一组程序语句，它包括输入与输出、逻辑处理功能、内部信息及其运行环境。 2. 软件系统总体结构设计的原则

（1）分解-协调原则： 分解的依据

按系统的功能进行分解

按管理活动和信息运动的客观规律分解 按信息处理的方式和手段分解 按系统的工作规程分解

按用户工作的特殊需要分解(如有保密和其他要求) 按开发、维护和修改的方便性分解 协调的依据：

目标协调 工作进程协调

工作规范和技术规范协调 信息协调（指信息的提供和收回） 业务内容协调（如某些业务指标的控制） （2）模块化原则

将整个系统分解成相对的基干模块，通过对模块的设计和模块之间关系的协调来实现整个软件系统的功能

（3）自顶向下的原则。

抓住系统总的功能目标，逐层分解，即先确定上层模块的功能，再确定下层模块的功能 （4）信息隐蔽、抽象的原则。

上一层模块只负责为下一层模块的工作提供原则和依据，并不规定下层模块的具体行 （5）一致性原则。

要保证整个软件设计过程中具有统一的规范、统一的标准、统一的文件模式等。 （6）明确性原则。

每个模块必须功能明确、接口明确、消除多重功能和无用接口 3、结构化系统设计的方法和工具

（1）结构化设计方法概述

结构化设计（Structured Design，以下简称 SD）是从建立一个具有良好结构的系统的观点出发，基于把一个复杂的系统分解成相对的模块的原则，主要研究了将系统分解为不同模块的方法与技术，分析系统分解时产生的各种影响，提出了评价模块结构质量的具体标准，还给出了从表达用户要求的数据流图导出模块结构图的规则。

（2）HIPO（分层和输入－处理－输出）技术

HIPO （Hierarchy plus Input/Process /Output）技术，即用图形方法表达一个系统的输入和输出功能以及模块的层次。

HIPO技术包含两个方面的内容： H 图（模块层次图） IPO图(输入-处理-输出图)

用途：应用HIPO技术可以进行系统设计、评价，在系统实施之前加工、修改已设计的系统。

现以一个库房补充定货系统为例，对其中的数据加工“修改库存数据”这一功能，应用HIPO技术进行模块结构设计。

第一步：绘制 H 图。

此时系统需具备以下几种数据处理过程

·提取库房收发数据。 提取原有库存数据。 处理收发数据。 重写库存数据主记录。 必要时补充定货记录。

修改库存数据提取库房收发数据提取库存数据处理收 发数据刷新库存记录 第一轮H 图进一步分解：修改库存数据

提取库房收发数据提取库存数据处理收发数据刷新库存记录增加在库数减少在库数增加记录删除记录第二轮H 图

IPO图是一张图形化的表格。它描述分层图中每一个模块的输入输出关系、处理内容、本模块的内部数据和模块间的调用关系，是系统设计的重要成果，是系统实施阶段编制程序设计任务书和进行程序设计的出发点和依据。IPO图的格式如图所示。

系统名模块名由下列模块调用：输入：处理内容：内部数据元素：IPO图制图者：日期：调用下列模块：输出：备注： （3）模块结构设计

1）模块的定义

模块：在软件系统设计中，模块(module)是指这样的一组程序语句，它包括输入与输出、逻辑处理功能、内部信息及其运行环境。

输入与输出：模块的输入来源和输出去向在正常的情况下都是同一个调用者，即上

级模块。从调用者处获得输入信息，经过模块本身的处理后，再把输出返送给调用者。

逻辑功能：模块的逻辑功能描述了该模块能够做什么样的事情，具备什么样功能，即对于输入信息能够加工成什么样的输出信息。

内部信息：模块的内部信息是指模块执行的指令和在模块运行时所需要的属于该模块自己的数据。

运行环境：模块的运行环境说明了模块的调用与被调用的关系。 2）模块化与模块结构

模块化就是把系统划分为若干个模块，每个模块完成一个特定的功能，然后将这些模块汇集起来组成一个整体(即系统)，用以完成指定功能的一种方法。

模块程度可以由两个定性标准度量，这两标准分别称为块间耦合和块内联系。 块间耦合：是度量不同模块彼此间互相依赖（联结）的紧密程度。 块内联系：是衡量一个模块内部的各个部分彼此结合的紧密程度。

块间耦合:系统内不同模块之间互连程度的度量。块间耦合强弱取决于模块间联系形式及接口的复杂程度。模块间接口的复杂性越高，说明耦合的程度也越高。

数据耦合:如果两个模块彼此间通过数据交换信息，而且每一个参数仅仅为数据，那么这种块间耦合称之为数据耦合。

控制耦合:如果两个模块彼此间传递的信息中有控制信息，那么这种块间耦合称为控制耦合。

公共耦合:如果两个模块彼此之间通过一个公共的数据区域传递信息时，则称之为公共

耦合或公共数据域耦合。

内容耦合:如果一个模块需要涉及另一个模块的内部信息时，则这种联系称为内容耦合。 块内联系:模块内部元素的联系方式，块内联系标志一个模块内部各个元素间彼此结合的紧密程度，主要表现在模块内部各个元素为了执行某一功能而结合在一起的程度。

4.4.4 数据存储的总体设计

1、概述

在进行数据存储总体结构设计时应遵循的原则是： （1）数据结构的合理性： （2）数据存储的安全性： （3）维护和管理方便： 2、 数据的分类

在系统规划和系统分析中主要是根据系统的逻辑功能对数据进行分类，在总体设计阶段，应在上述分类的基础上根据软件系统对数据处理的要求和数据在处理过程中的地位与作用进一步分类，以便于存储和维护。一般可分为基础数据、中间数据、工作数据和暂存数据。

基础数据是指整个系统的输入数据、输出数据、代码、各种工作和技术标准、规范以及主要子系统的共享数据

中间数据是指是数据处理中需要保存了中间结果。工作数据是指为提高某项处理功能的效率而事先加工好的数据

暂存数据是指处理过程中需存储、在处理过程结束后即可消除的数据。 3、数据存储规模的确定

在进行数据存储总体结构设计时，既要考虑现有数据量的存储规模，又要预见到未来数据量的增长趋势，要注意控制数据量的无增长。 4. 数据存储空间的分布

数据存储的空间分布应与系统总体设计总的物理环境配置协调一致，以保证使用和管理上的方便。

5. 数据库管理系统的选择

4.4.5 计算机与网络系统方案的选择

（1）选择依据 （2）功能要求 （3）市场考虑 （4）系统配置 （5）培训要求 （6）评价

4.4.6 系统详细设计

系统详细设计包括代码设计、数据库设计、人－机界面设计和处理过程设计。 1. 代码设计

代码的概念：用来表征客观事物的实体类别和属性的一个或一组易于计算机识别和处理的特定符号或记号，它可以是字符、数字、某些特殊符号或它们的组合。

代码设计的任务：把信息系统要处理的事物用特定的字符、数字或其组合来描述，以便于计算机系统识别与处理。

代码的作用：

－标识作用：可用来标识和确定某个具体的对象，以便于计算机的识别。 －统计和检索作用：当按对象的属性或类别进行编码时，易于优化对象的统计和检索。

－对象状态的描述作用：代码可以用来标明事物所处的状态，便于对象的动态管理。

代码的校验

校验码又称编码结构中的校验位。为了保证正确的输入，有意识地在编码设计结构中原代码的基础上，通过事先规定的数学方法计算出校验码(一位或两位)，附加在原代码的后面，使它变成代码的一个组成部分；使用时与原代码一起输入，此时计算机会用同样的数算方法按输入的代码数字计算出校验位，并将它与输入校验位进行比较，以检验输入是否有错。 2. 数据库设计

数据库系统由模式、子模式、应用程序、数据库和数据库管理系统等几部分组成，除DBMS外，模式、子模式、应用程序、数据库等则必须根据用户的具体要求进行分析和设计，这项工作称为“数据库”设计，它的核心问题是如何从系统的观点出发建立一个数据模式

（1）符合用户要求，即能正确地反映用户的工作环境 （2）与所选用的DBMS所支持的数据模式相匹配。 （3）数据组织合理，易操作、易维护、易理解。 设计数据库的步骤： （1）用户需求分析

收集和分析用户需求是数据库系统设计中的基础，其目的是根据一个组织中高层领导和终端用户的要求，决定整个管理信息系统的目标、范围及应用性质。

（2）基本数据库结构的设计 （3）中间数据库结构的设计

中间数据库是指为满足某个具体功能模块的要求而从基础数据库中生成的临时工作库。 （4）与应用程序的接口

为提高系统的稳定性和可维护性，要求数据的组织结构与应用程序之间保持相对性，这就要求在进行数据库设计时应尽可能为程序员提供透明的数据库接口，以利于调整和维护程序。

3. 人－机界面设计

（1）输出设计：是由计算机对输入的原始信息进行加工处理，形成高质量的有效信息，并使之具有一定的格式，提供给管理者使用，这是输出设计的主要职责和目标。

输出设计涉及如下内容：

1）输出信息及其使用方面的内容。 2）输出设备 3）输出介质

（2）输入设计：是在保证向信息系统提供正确信息和满足需要的前提下，尽可能做到输入方法简单、迅速、经济和方便使用者。

输入设计遵循以下原则：

1）输入量应保持在能满足处理要求的最低限度，避免重复和冗余。 2）输入的准备及输入过程应尽量简易、方便，并有侦错、防错与纠错措施。 3）应尽早对输入数据进行检查，使错误及时得以改正

4）输入数据应尽早地用其处理所需的形式记录下来，以避免数据需要转录时可能发生错误。

（3）人－机对话界面设计

是指在计算机程序运行中，使用者与计算机系统之间通过终端屏幕或其他装置进行一系列交替的询问与回答。

在设计图形用户界面时，应注意：

1）图形对象占用系统资源多，且处理较慢。 2）图形对象应直观、清楚、易理解。

3）图形对象的选择与设计应尽量利用系统本身提供的工具软件或是通过继承方的方式重用类库中已有的图形对象，以提高资源的利用率。 4. 处理过程设计

管理信息系统处理方式的合理选择，就是一个处理过程的设计问题，选择处理方式实际上就是根据系统的任务、目标和环境条件，合理地选择信息活动的形态及其具体方法。

信息活动形态也称为计算机处理形态，就是说利用计算机系统对信息所能进行的方式。这种方式就是计算机系统处理数据的基本方式，共有13种方式：传递、核对、变换、分类、合并、存贮、更新、检索、抽出、分配、生成、计算、表现。

4.4.7 编写系统设计说明书

系统设计说明书是从系统总体目标与功能出发对系统建设中各主要技术方面的设计进

行说明，是系统设计阶段的成果的全面总结，也是系统实施阶段的主要依据之一，其着重点在于阐述系统设计的指导思想以及所采用的技术路线、方法和具体设计措施。

要求：应全面、准确和清楚地阐明系统的技术方案和在实施过程采取的技术手段、方法和技术标准以及相应的环境条件要求。

系统设计说明书的主要内容应包括： （1）系统开发项目概述 （2）模块设计说明 （3）代码设计说明 （4）输入设计说明 （5）输出设计说明 （6）数据库设计说明 （7）网络环境说明 （8）安全保密说明 （9）系统设计实施方案说明

4.5 系统实施

4.5.1 系统实施阶段的主要活动

系统实施的目的：把系统分析和系统设计的成果转化为可实际运行的系统 。 系统实施的条件：以系统分析和设计文档资料为依据的。 1. 系统实施的目的和条件

目的是把系统分析和系统设计的成果转化为可实际运行的系统。

系统实施工作必须在系统分析和系统设计工作完成后，严格按照系统开发文档进行。是以系统分析和系统设计文档资料为依据的。系统开发者只有通过系统开发文档，对系统目标、系统总体结构、系统代码设计、输入输出设计、数据库设计、处理过程设计以及系统运行环境等有了明确的理解和认识后，才能开始系统实施活动。 2、 系统实施的主要活动：

-编程：按照详细设计阶段产生的程序设计说明书，用选定的程序设计语言书写源程序。 -测试：运用一定的测试技术与方法，通过模块测试、组装测试、确认测试和系统测试几个步骤，发现和排除系统可能存在的问题。

-系统安装：各种软、硬件设备的选形、论证、购置、安装，以及整个系统调试运行。

-新旧系统转换：以新开发的系统替换旧的系统，并使之投入使用的过程。

4.5.2 编程

1. 编程的任务

使用选定的计算机程序设计语言，把软件系统详细设计所得到的各模块的信息处理功能

和过程描述转换成能在计算机系统上运行的程序源代码（源程序）。 2. 对编程的质量要求

-基本的质量要求：程序的正确性，即在给定环境下计算机能识别和正确运行所编程序，要满足系统设计的功能要求。

-重要的质量要求：源程序的可读性 3. 结构化编程

-顺序结构(SEQUENCE结构)：顺序结构表示含有多个连续的处理步骤，按程序书写的先后顺序执行。

-选择结构(IF-THEN-ELSE结构)：由某个逻辑表达式的取值决定选择两个处理加工中的一个。

-循环结构或重复结构：

“当”型循环结构(DO-WHILE结构):在控制条件成立时，重复执行特定的加工。 “直到”型循环结构(DO-UNTIL结构)：与当型无本质区别，只是测试条件在处理Ｓ之后进行。

-情况选择结构或多分支结构(CASE结构)：是条件结构的扩充，当被测试的变量有多种可能的取值，而根据不同的值需要选择不同的处理时，可采用这种结构。

入 口TAp入 口FAB出口出口B图4－26顺序结构图4－27选择结构

入口S入口FPTST出口FP出口图4－28 “当”型循环图4－29 “直到”型循环

入口测试PS1S2S3。。。。。。。。。。。。。。。出口Sn4－30　多分支结构

4.5.3 系统测试

1. 系统测试的目的

系统测试是以找错误为目的，我们不是要证明程序无错，而是要精心选取那些易于发生错误的测试数据，以十分挑剔的态度，去寻找程序的错误。 2.系统测试的基本原则

测试工作应避免由原开发软件的个人或小组来承担。

设计测试用例不仅要包括合理、有效的输入数据，还要包括无效的或不合理的输入数据。 不仅要检验程序做了该做的事，还要检查程序是否同时做了不该做的事。 保留测试用例，将会给重新测试和追加测试带来方便。 3. 系统测试的方法与步骤

（1）人工测试：

个人复查：指源程序编完以后，直接由程序员自己进行检查。

走查：测试在预先阅读过该软件资料和源程序的前提下，由测试人员扮演计算机的角色，

用人工方法将测试数据输入被测程序，并在纸上跟踪监视程序的执行情况，让人代替机器沿着程序的逻辑走一遍，发现程序中的错误。

会审：测试成员在会审前仔细阅读软件有关资料，根据错误类型清单（从以往经验看容易发生的错误），填写检测表，列出根据错误类型要提问的问题。会审时，由程序作者逐个阅读和讲解程序，测试人员逐个审查、提问、讨论可能产生的错误。

（2）机器测试：

黑盒测试：将软件看作黑盒子，在完全不考虑程序的内部结构和特性的情况下，研究软件的外部特性。根据软件的需求规格说明书设计测试用例，从程序的输入和输出特性上测试是否满足设定的功能。

白盒测试：将软件看作一个透明的白盒子，按照程序的内部结构和处理逻辑来选定测试用例，对软件的逻辑路径及过程进行测试，检查与设计是否相符。

个人复查人工测试走查会审软件测试黑盒测试机器测试白盒测试

31　图4－软件测试的分类

系统测试的步骤：

-单元测试：程序中的一个模块或一个子程序，是程序设计的最小单元，是程序最小的编译单位。

-组装测试：在每个模块完成了单元测试以后，需要按照设计时作出的层次模块图把它们连接起来，进行组装测试。

-确认测试：经过组装测试，软件已装配完毕，接下来进行的确认测试和系统测试将是以整个软件做为测试对象，且采用黑盒测试方法。

-系统测试：将信息系统的所有组成部分包括软件、硬件、用户以及环境等综合在一起进行测试，以保证系统的各组成部分协调运行。

模块单元测试单元测试设计信息软件需求信息系统其它元素可运行系统模块测后模块组装测试测后软件确认测试确认后软件系统测试模块单元测试图4－32　系统测试的步骤

4.5.4 系统转换

1. 系统转换的任务与方式

-直接转换：在老系统停止运行的某一时刻，新系统立即开始运行。

-并行转换：新老系统并行工作一段时间，经过一段时间的考验以后，以新系统正式全面代替老系统。

-分段转换：分段转换实际上是上述两种方式的结合，在新系统全部正式运行之前，分阶段一部分一部分地替代老系统。

老系统新系统时间切换点老系统新系统时间 并行运行时间图4－33直接转换

图4－34 并行转换

老系统 新系统

时间

分段转换

35 分段转换 图 4－

2. 系统转换的主要工作：

根据信息系统的实际开发和应用情况，确定了系统转换的方式以后，除了做好组织准备、物质准备和人员培训等准备工作之外，最重要而且工作量最大的是数据准备和系统初始化工作。

-数据准备：从老系统中整理出新系统运行所需的基础数据和资料

-系统初始化：对系统的运行环境和资源进行设置、系统运行和控制参数设定、数据加载以及调整系统与业务工作同步等内容。

在系统转换过程中，尤其是长时间的并行转换过程中，用户又会发现一些系统的错误和功能的缺陷，此时应以系统分析中确定的系统目标来衡量是否要对系统进行修改，对此，无论是用户还是系统开发方都应采取慎重态度。

4.5.5 系统评价

－目标评价 ：针对系统开发所设定的目标，逐项检查，是否达到了预期目标，实现的程度如何。

－功能评价 ：根据用户所提出的功能要求，在实际的运行环境中，检查系统功能的完成情况，评价用户对功能的满意程度和系统中各项功能的实际效果

－性能评价 ：主要包括系统的稳定性、可靠性、安全性，容错能力，响应时间，存贮效率等。

－运行方式评价 ：系统中各种资源（硬件、软件、人、信息等）的利用率如何。如系统设定的输入数据能否被获得并输入，出错率怎样，输出数据是否可用并且确实有用，其及时性和利用情况如何，数据采集方式、人机交互方式、结果提供方式能否为用户所适应，满意程度如何。

4.5.6 系统的可靠性与安全性概述

信息系统的可靠性是指在满足一定条件下的应用环境中，系统能够正常工作的能力。 信息系统的安全性

信息系统的安全性是指信息系统防范意外或人为地破坏信息系统的运行，或非法使用信息资源，所具有安全保护的能力。

在系统投入使用前的系统测试是检验系统可靠性的一个重要手段。系统测试不可能