信息系统开发

1、第二章、管理信息系统的开发一. 教学目的与要求Ø 使学生了解管理信息系统开发的条件和开发原则；Ø 使学生了解面向对象的系统开发方法；Ø 使学生了解管理信息系统开发的技术基础；（在第5、9章详细介绍）Ø 使学生掌握管理信息系统开发的方法，使学生深刻理解结构化和原型法；Ø 使学生掌握管理信息系统开发的过程管理；二. 重点与难点Ø 重点：管理信息系统开发的过程管理；Ø 难点：管理信息系统开发的方法；三. 教学方法与时间分配Ø 本章以教师课堂讲授为主，以PPT方式讲授，通过举例企业管理信息系统的开发过程说明各种开发方法以及

2、项目管理的使用；Ø 本章预计占用4学时。四. 讨论、复习提问（互动环节）Ø 课堂讨论：开发管理信息系统需要具备什么知识，什么知识最为关键（开发管理信息系统的成功要素是什么？管理、业务还是技术。如何理解系统开发人员、方法、技术的关系）Ø 提问：结构化开发方法和原型开发方法的适用场合及优缺点；Ø 提问：财务管理系统通常需要包含的模块；（可根据不同专业方向提问相应子系统）五. 教学过程（教学内容）2.1 管理信息系统开发的条件与原则Ø 介绍管理信息系统开发的条件，说明管理信息系统是一个系统工程，是一个一把手工程。并举例说明为什么是一把手工程（企业战略

3、及目标，资金及人员支持、调研障碍等）；1) 领导重视与业务部门的支持：管理信息系统是一把手工程，系统投入、系统规划、系统分析、系统设计、系统实施与维护各阶段都要有管理层的支持。特别是系统规划和系统分析阶段，管理层的支持显得更为重要。2) 具有一定科学管理工作基础：信息系统的建立必须在一定管理的基础上，否则只能是空中楼阁或是形象工程。A) 管理工作程序化（管理）B) 管理业务标准化（业务流程）C) 报表文件的统一化（文档）D) 数据资料的的完善与代码化3) 建立一支专业队伍（人员）：人是信息系统的关键因素，不仅需要专业技术人员，更需要领域专家。4) 具备一定的资金能力（资金）：管理信息系统耗资大

4、，而且很难对效益进行定量评估，管理信息系统对资金要求不仅是在系统规划、系统分析、系统设计和实现阶段，运行维护成本。（云南省电子政务一期、二期工程投入1.2个亿，但是仅是网络系统维护每年就需要1200多万投入。Ø 企业开发管理信息系统需要的科学管理工作基础支持；Ø 介绍管理信息系统团队的建设，项目经理如何协调干系人的需求；信息系统建设涉及方方面面的人员，从股东、董事、公司管理高层、中层到基层操作人员，对管理信息系统的需求不一致，而且会有抵触心理。Ø 简单介绍管理信息系统开发的原则；1) 创新原则：管理信息系统不仅要能够降低公司运营成本，加快公司决策，改善公司业务流程

5、，提高企业核心竞争力，同时应该具有辅助决策功能，进行数据挖掘和知识管理功能。2) 面向用户原则：我们经常会听到用户这么说：你的系统很好，但是不是我们想要的。听到这句话时，系统分析师或项目经理都会崩溃。说明系统没有从用户的角度出发进行分析、设计、开发，而是分析、设计人员想当然的作品。用户通常只是一句话，例如：我要一个学生管理系统。但是这一句话可以简单到只开发基本功能，也可能用户需要的一个比较完整的功能。3) 整体性原则：信息系统是一个系统工程，开发信息系统必须站在企业整体战略、目标的角度考虑问题，而且信息系统需要企业各个部门的配合。相关性原则：管理信息系统是由若干子系统、模块构成，子系统、模块之

6、间存在数据、业务的联系，从面向对象的角度说，存在消息传递。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。4) 动态适应性原则：企业必须随着外部环境的变化作出及时调整，因此我们经常会听到系统分析、设计人员抱怨:用户需求总是变化莫测，系统经常需要做大的改动。动态适应性要求我们的系统能够适应企业变化，包括组织结构、业务流程，甚至是企业战略、目标。系

7、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) 工程化、标准化原则：系统开发必须遵循工程化和标准化原则，系统设计要考虑和其他系统的兼容性，系统实施要求统一组织、分步实施，健全文档管理。软件是程序以及开发、使用和维护这些程序所需的所有文档。所以在系统开发过程中所取得的成果，及时按照一定规范产生各种文档，是十分重要的，它们是组成应用软件系统的重要部分。文档的形式以图表为主，其表达效果在很多情况下比文字叙述简洁、形象、效果真实。所用的图

8、表应当规范化、标准化。系统开发工作的上述各项原则，是构成各种开发方法和技术工具的基础。2.2 管理信息系统开发的技术基础（简单介绍，主要在第5、9章）Ø 说明数据组织的层次结构；结合图2-1数据组织的层次结构，介绍数据项、记录、文件、数据库之间的关系。Ø 简单介绍文件的组织形式：（1）顺序组织方式、（2）索引文件、（3）直接存取文件。介绍这三种组织形式的特点，结合表2.1比较三种组织形式的关系。Ø 介绍数据库技术，数据库的作用；1) 数据库系统的构成A) 计算机系统B) 数据库C) 数据库管理系统D) 人员2) 数据库管理系统的主要功能A) 数据库开发B) 数据库

9、查询C) 数据库维护D) 应用与开发E) 数据字典 结合图2-2数据库管理系统的主要功能，详细说明数据库的5大功能。3) 数据库设计A) 结合图2-3 信息的转换过程，介绍信息的转换，说明现实世界、信息世界、数据世界和计算机世界之间的关系。B) ER模型的设计：实体、属性、联系分别用方框、椭圆、菱形表示，用直线将它们相连，构成ER图。4) 数据模型：数据库应用发展的历史上使用了三种数据模型：层次模型、网状模型、关系模型。在三种数据模型中，关系模型是最重要的模型，也是应用最广泛的模型。2.2.3计算机网络简单介绍计算机网络的概念。1.计算机网络的组成（1）通信子网分组交换器集中器或多路转换器分组

10、组装/拆卸设备网络控制中心（2）资源子网主机终端设备网络操作系统网络数据库系统2.计算机网络的控制，出现了三种网络控制方法：（1）中央控制（2）分布式控制（3）客户/服务器处理2.3 管理信息系统的开发方法2.3.1 结构化开发方法Ø 介绍结构化开发方法的含义及过程，自顶向下整体性分析与设计和自底向上逐步实施的V型系统开发过程；Ø 重点介绍说明结构化开发方法的生命周期；Ø 介绍结构化系统开发方法的优缺点；1.管理信息系统的生命周期MIS开发阶段又分为系统分析、系统设计、系统实施三个阶段。所以MIS的生命周期共划分为系统规划、系统分析、系统设计、系统实施和系统运行与

11、维护五个阶段，如图所示。这样划分MIS的生命周期是为了对每一个阶段的目的、任务、采用技术、参加人员、阶段性成果、与前后阶段的联系等作深入具体的研究，以便更好地实施开发工程，开发出一个更好的系统，以及更好地运用系统以取得更好的效益。由于上图的形状如同一个多级瀑布，故此模型理论上称为瀑布模型。2.结构化系统开发的基本思想1)管理信息系统非结构化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章程、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

12、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。2)结构化方法的基本思路和主要原则“结构化”一词在系统建设中的含义是用一组规范的步骤、准则和工具来进行某项工作。运用结构化的思想进行以计算机为基础的管理信息系统的建设工作，首先出现于60年代发展起来的结构化程序设计（Structured Prosramming，简记为SP）。到了70年代，约当（EYour-don）、康斯坦丁（LLConstantine）和德马可（TDemarco）等人提出了结构化分析（Structured Analysis，简记为SA）和结构化设计（Structured Design，简记为SD）方法。截至80

13、年代，已提出的各类结构化方法不下30余种。这些方法虽各有产生的背景和特色，但它们的基本思路和主要特点是相同的。结构化方法的基本思路如图2-5所示。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）。管理信息系统结构化方法的主要原则，归纳起来有以下四条： （1）用户参与的原则（2）“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3. 结构化生命周期法1)结构化生命周期法要点所谓结构化生命周期法就是把管理信息系统开发的全过程按其生存周期分成若干阶段，每个阶段有相对

14、独立的任务，然后逐步完成各个阶段的任务。在每一阶段的开始与结束都规定了严格的标准。前一个阶段的结束标准就是后阶段开始的标准，而每个阶段任务相对独立而且比较简单，便于不同人员分工协作，从而降低了整个软件工程开发的困难程度。在软件生命周期的每个阶段都采用科学管理和良好的技术方法，而且在每个阶段结束之前都从技术与管理两个角度进行严格审查，合格之后才开始下一阶段工作。这就使得软件开发全过程以一种有条不紊的方式进行，保证了软件质量，提高了软件的可维护性。这样不仅可以大大提高软件开发的成功率，软件开发的生产率也会明显地提高。其工作流程如图2-6所示。具体地讲，结构化生命周期法强调以下几个方面：（1）开发阶

15、段性生命周期法把整个系统开发过程分成一系列严格定义顺序的紧密相关的阶段，这些阶段及其顺序一般是：系统定义(包括系统调查，可行性分桥，系统需求分析)，系统开发(包括系统设计，软件编码，系统测试)，系统维护。它的主要特点是：1）每一个阶段是由一个定性或定量的确认工作告终，以减少该阶段可能存在的不确定因素。2）只有前阶段性产品完成之后才能开始下一阶段工作。其优点在于：1）结构清晰，简单明了。2）在一些阶段可以使用成熟的系统分析及设计方法，如 结构化系统分析设计方法。3）通过每一阶段的确认评价，大大减少了不确定因素。4）通过每一阶段生成的相应文档资料，使得软件开发人 员及用户易于使用维护。（2）用户评

16、价与其它软件工程或信息系统不同，管理信息系统生命周期法要求在系统开发的每个阶段都有用户评价。由差错潜伏期与发现期分析知道，软件生命周期中越早潜入的错误发现越晚。系统分析时引入的错误往往要到运行时才发现，其修正的代价是相当昂贵的。这种错误是由于对用户系统分析不充分，理解不透彻，或表达的二义性造成的。所以管理信息系统待别强调在每个阶段结束前都要有用户评价或验收，以减少这种错误的发生。（3）文档管理为了便于管理信息系统的开发与管理，生命周期法把文档资料作为每个阶段的产品之一，而且加以标准化，作为每个阶段结束的重要标准。它保证了在系统开发结束时有一个完整准确的软件配置交付使用。文档资料是通讯的工具，它

17、清楚地说明了到这个时候为止关于该项工程已经知道或做了什么，同时确定了下一步的工作基础。文档资料也起着备忘录的作用，如果文档不完整或与上一阶段的文档不相衔接则一定在工作上有不完整的地方。文档资料另一重要作用是有利于与用户交流，检查错误，用户评价。文档资料也是系统维护的依据。（4）结构化的系统分析与设计较术在完成生命周期每个阶段任务时应该采用适合该阶段任务特点的系统化的技术方法。在系统分析与系统设计阶段应该采用结构化系统分析与设计方法。生命周期中的系统分析与系统设计方法虽然是多种多样的，但是最常用的还是结构化系统分析和设计方法。它要求对系统功能进行自顶向下的分解，模块化。以满足系统可理解性，适应性

18、，可分离性及整体性要求，使系统层次清晰，易于理解，调试和排错。 选择ppt图2-6 管理信息系统的生命周期或下图说明管理信息系统的生命周期。 结构化生命周期法工作流程2)结构化生命周期法存在的问题（1）阶段回溯不可避免一一延长系统开发的时间。（2）使用过程化语言没有以根本上改变个体手工编程的工作方式。（3）专业开发人员开发用户使用的系统开发模式开发人员与用户都要化时间去掌握对方专业领域的知识以期产生共同语言。 （4）用户热情没有自始至终调动不能从根本上解决让用户参加系统开发的问题。系统维护就十分困难。（5）文档资料缺乏实用价值，待别是早期的系统规格说明专业知识的缺乏使得用户难以理解文档的内容，

19、文档资料没有起到应有的作用，反而延长了开发时间。（6）系统开发周期过长一结构化生命周期法并没有解决软件开发研制时间过长的严重危机，在计算机硬软件技术相通讯技术日新月异发展的时代，很容易使刚建立起来的管理信息系统迅速变得陈旧，生命周期很短，所以系统开发周期过长将导致系统运行时间变短。2.3.2 原型法Ø 介绍原型与原型法的概念及特点；Ø 介绍原型与原型法的优缺点；1.什么是快速原型法快速原型法突出一个“快”字，采用结构化生命周期法作系统分析时要反复和用户讨论，这种讨论费时费力，而且终究是“纸上谈兵”，原型法则是“真枪实弹”，能够使用户立刻与想象中的目标系统作出比较。开发人员向

20、用户提供一个“样品”，用户迅速向开发人员作出反馈，这就是原型法的优越性。  “原型”是新系统的一个“样品”，一个早期可运行版本，它能反映新系统的部分重要功能和特征。快速原型法要求在获得一组基本的用户需求后，快速地实现新系统的一个“原型”，用户、开发者在试用原型的过程中，加强通信与反馈逐步调整需求趋近准确，确定各种需求的细节，通过反复评价、修改和使用原型，提高系统的质量。因此可以认为原型法是确定用户需求的策略，它对用户需求的定义采用启发的方式，引导用户在对系统逐渐加深理解的过程中作出响应。 2.原型定义策赂快速原型法的需求定义过程是一个开发人员与用户通力合作的反复过程。从一个能满足用户

21、基本需求的原型系统开始，允许用户在开发过程中不断提出更好的要求，并不断地完善系统。它实质上是一种迭代的循环型的开发方式，如下图所示。3.快速原型法工作阶段的划分快速原型法用于MIS开发有两种情况，一是仅代替生命周期法的某一个或几个阶段，二是承担工程的全部任务。实践证明，应该在做完了系统分析就建立个原型系统，以进一步确认，修改对系统的需求描述。原型技术应用在系统分析阶段是比较恰当的，可以让用户在分析阶段就能见到新系统(原型)，并能操作它、与开发人员一起改进它。所以在此我们重点介绍用原型法代替生命周期方法的系统分析阶段，。此时原型法的工作过程如上图所示。从上图中可见，原型法生命周期的入口端是可行性

22、分析。在可行性研究中，大多数典型问题已经被说明，例如：·应用和环境方面的主要约束；·当前业务的分析；·系统边界及交互点：·系统的输入输出和功能窗口。原型法生命周期的出口端是系统设计。在这里，系统设计的主要任务是分析和解剖原型，因为此时的原型系统与最终系统相比，还有许多需求未被满足。诸如恢复机制、操作文档辅助变换和质量控制等。在理想情况下，可以从原型系统经过演化而直接过渡到最终系统。    下图所示原型法生命周期由9个阶段组成，整个过程的目标是提供一个能被用户和开发人员双方所接受的、较为完善的系统需求。下面分别对各个阶段进行讨

23、论。 系统分析阶段的原型化生命周期（1）方法选择（2）识别基本需求（3）开发初始原型（4）验证原型（5）修正和改进原型原型迭代（6）判断原型是否完成（7）细部说明（8）判断原型效果（9）整理原型、提供文档4.原型法的局限性（1）开发工具要求高（2）解决复杂系统和大系统问题很困难（3）管理水平要求高（4）系统的衣锦还乡方式必须简单明了2.3.3 面向对象的开发方法Ø 简单介绍面向对象方法的基本思想，说明是一种主流的方法，简单介绍软件危机（从项目管理角度，进度、成本、范围、质量等说明管理信息系统实施成败）Ø 介绍面向对象方法开发过程20世纪70年代由A.Kay在Smalltal

24、k计算机语言中首次提出面向对象的概念。以后逐渐发展了面向对象的分析、面向对象的设计等系统开发的方法和技术。发展面向对象方法的目的是提高软件系统的可重用性、可扩展性和可维护性，使软件系统向通用性方向发展。1.面向对象方法的基本思想（1）客观事物都是由对象组成的（2）对象由属性和方法组成（3）对象之间的联系通过传递消息来实现（4）对象可按其属性进行归类（5）对象是被封装的实体它与传统方法比较有两大重大思想突破：1）操作与数据共同封装（对象由属性和方法组成）所谓“对象”就是数据和操作的封装通信单位。在面向对象方法中，系统模型的基本单元是对象，是客观事物的抽象，是相对稳定的。系统的功能是通过对象之间的

25、消息传递来实现的。因而面向对象方法开发的系统有较强的应变能力，重用性好。2）类与继承机制所谓“类”就是指一组具有相同结构、操作和约束条件的对象。一个类的上层可以有超类，下层可以有子类。形成一种层次结构。一个类可以有多个超类，也可以有多个子类。超类是下层子类的概括，因此子类可以继承超类的属性、操作和约束规则，这就是类的继承机制。继承性使面向对象的系统具有较好的可扩充性和灵活性，因而有利于软件系统的维护。同时还有其他突破，例如：封装和多态等。2.面向对象方法的开发过程（1）系统调查和需求分析（2）分析问题的性质和求解问题（3）详细设计问题（4）程序实现3.面向对象方法的评价（1）需要一个详细的需求

26、分析报告（2）从小到大，自下而上的分析过程（3）完成从对象客体的描述到软件结构之间的转换（4）必须与其它方法综合运用才能充分发挥其优势2.3.4 信息工程方法（了解）Ø 介绍信息工程方法的开发阶段及各阶段的工作内容1.信息工程方法的开发阶段如图2.8信息战略规划业务分析初步设计原型法设计程序自动生成测试运行维护详细设计硬件设计知识库2.各阶段的工作内容（1）信息战略规划阶段（2）业务分析阶段（3）系统设计阶段（4）系统制作阶段2.3.5 计算机辅助开发(CASE)方法（了解）Ø 介绍CASE 方法的基本思路及特点1. CASE 方法的基本思路系统开发工作的自动化、计算机化，

27、是提高系统开发效率和质量的重要途径。CASE的目标就是要实现系统开发各阶段工作基于计算机的自动化。它是一个正在发展的领域，CASE工具的成熟及有效使用还需要一段时间，但它是一个很有前途的发展方向。2. CASE 方法的特点解决了从客观对象到软件系统的映射问题，支持系统开发全过程；自动检测方法提高了软件质量和软件重用性；简化了软件开发的管理和维护；加速系统开发过程，功能进一步完善；自动生成开发过程中的各种文档。3. CASE的作用可概括为3个方面：（1）能实现一个具有快速响应、专用资源和早期查错功能的交互式开发环境。（2）对系统开发和维护过程中各个环节实现自动化。（3）通过强有力的图形接口，实现

28、直观的程序设计。2.3.6 现有方法评价首先，当系统建设者能作出准确、完整、严格的需求分析时，传统的结构化生命周期方法是一类有效、成熟的方法，然而需求本身具有模糊性，这种模糊性本身就否定了需求的严格明确性。这种方法把一个充满回溯的开发过程加以线性化并硬性割裂，夸大了系统目的的明确性，而忽视了系统的动态开放性。第二，由于结构化生命周期采用功能分解、瀑布模型的方法，在完成了功能需求定义后，系统分析员就算完成了任务，交给后续人员去工作，后续人员以完成功能为主要目标，往往使得各功能模块之间联系复杂，且最终实现模型与人工系统模型在结构上有很大差别，不利于理解和维护。之所以出现这一问题，是由于对MIS的层

29、次嵌套性认识不足，这样，系统开发周期就比较长，开发效率很低，按目前国内开发效率统计，开发一个企业完整的信息系统常常需要两年多时间，然而，经验表明，一个系统的开发时间如果超过半年，其应用效果就要打折扣了。第三，对于需求具有模糊性的问题引出了快速原型化方法，当获得一组基本的需求后，原型化方法快速予以“实现”（即原型Prototype），随着用户和开发人员通过原型对系统理解的加深而不断地对这些需求进行细化补充，需求是在不断与应用人员沟通的发展过程中动态地定义的，这种方法能适应企业的工作方式。然而，用软件空间的进程对应实体，造成一致性的困难；而且，原型化方法的原型是局部的，这样就难以符合MIS的整体特

30、性；同时，由于实际工作中沟通的困难性及用户需求快速生成工具的缺乏，使得系统建设计划较难得到执行，因而也很难满足MIS的时效性要求；此外，对于基础管理不够完善的企业，系统建设容易走上机械地模拟原来手工系统的轨道，这样就不能体现MIS改进企业管理的特性。第四，针对开发时效性问题引入了OO方法，它以对象为基础，利用特定的软件工具直接完成从对象客观的描述到软件结构之间的转换，这是OO方法最主要的特点和成就，它使系统的重用性好。典型的语言有Ada、Smalltalk、C+等，现在研究的重点是采用何种方法来使用这些语言，即如何从现行系统中抽象出可重用的对象来，60年代的Simular语言和70年代的Sma

31、lltalk语言都有学术价值，但还未达到实用的阶段，其根本原因是客观世界的对象五花八门，难于抽象；而且纯面向对象的模型不能满足软件系统的要求，实际上有许多模块是一些函数型模块、进程模块、Sell脚本、数据编码处理等，难以统一成对象，这样实用性就较差；同时，这种方法也需要一定的软件工具基础支持才可以应用；另外在大型的MIS建设中如果不经自顶向下地整体划分，而是一开始就自底向上地采用OO方法开发系统，同样也会造成MIS整体结构差的结果。第五，针对时效性和软件支持问题，也可引入CASE方法，应用CASE方法的关键是CASE工具，CASE工具使原型化方法和OO方法能付诸于实现，然而，目前CASE还是一

32、个发展中的概念，“未能成为当初指望的包治百病的灵药”，虽然有一些CASE产品已经出现，如DEC公司的集成化CASE（Digital Cohesion CASE）和ORACLE公司的CASE（Oracle CASE Method）等，但还没有一个统一的格式，而且适用面有限，能够全面支持整个MIS开发全过程的CASE的研制需要较大的投资和较长的时间。20世纪90年代的CASE产品仍以专用的工具和目标适中的系统为主，那种通用的集成化环境仍难以实用，更难以商品化。 结论：综上所述，虽然有诸多缺陷，但只有结构化生命周期开发方法是实用并较全面支持整个系统开发过程的方法。其他的几种方法尽管有很多优点，但或不

33、很成熟或只能作为结构化系统开发方法在局部开发环节的补充，暂时都还不能替代其在管理信息系统开发过程中的主导地位，尤其是在占目前系统开发工作量最大的系统调查和系统分析这两个重要环节。由于本书作为管理信息系统建设的基础入门教材，应让初学者建立起系统规范的建设思想，掌握基本方法，所以本书着重讨论结构化生命周期法的原理及应用。但强调鼓励读者在获得了本书的基本思想后用自己熟知的开发工具，结合其他方法大胆进行实践，以达到学以致用的目的。 2.4 管理信息系统开发的过程管理2.4.1管理信息系统的开发方式Ø 介绍比较管理信息系统各种开发方式的优缺点、适用条件（通常大公司都是买模块，自己进行二次开发，举例：实达集团CRM系统开发，易初明通ERP系统开发（财务模块自行开发）；云南省电子化行政审批系统、OA系统（委托开发）；云南省公文交换系统开发（合作开发）系统 对本企业 系统维护 开 发 费 用   开发方式 开发能力 的 难 易 （或购置费用） 说明 的 要 求 用于企业 用于企业   内部 外部 自行开发 非常需要 容易 大 小 开发时间较长，但可得到适合本单