信息系统分析与设计(1)

信息系统分析与设计(1).第一页，共71页。学时：讲课—40（实验—16，课程设计—1周）学分：2.5（0.5，1）课程性质：必修/考试教材：信息系统分析与设计（第4版） 王晓敏、邝孔武，清华大学出版社信息系统分析与设计第二页，共71页。参考书：信息系统的开发与管理教程左美云、邝孔武，清华大学出版社信息系统分析与设计

陈禹主编、杨善林等副主编，高教出版社信息系统分析与设计2023/4/283第三页，共71页。专业知识结构管理理论与实践管理学经济学运筹学数据结构与数据库原理计算机网络原理与应用信息系统开发工具面向对象程序设计信息系统分析与设计信息资源管理组织行为学人力资源管理运营管理财务会计市场营销社会调查综合实习信息技术与方法数量方法课程设计毕业设计思政理论类计算机基础类自然科学类外语类综合素质工程技术导论类军事体育类2023/4/284第四页，共71页。课程知识结构正确理解和认识系统规划系统分析系统设计系统实现系统维护和管理信息系统开发方法管理理论组织理论信息技术社会技术系统方法系统思想2023/4/285第五页，共71页。章节构成第一章系统思想第二章信息、管理与信息系统第三章信息系统建设概论第四章系统规划第五章系统分析概述第六章流程建模第七章用例建模第八章领域对象建模第九章系统设计概述第十章系统总体设计第十一章系统详细设计第十二章系统实施第十三章系统维护与管理第十四章信息系统工程进展2023/4/286第六页，共71页。我们身边的管理系统企业管理信息系统（人事、薪酬、财务、物资、生产、供应、销售、MRP、MRPⅡ、ERP……)服务业（订票系统、银行系统、酒店信息系统，……)商业/电子商务（SCM、CRM、超市POS系统，……)政府/电子政务（行政审批、一站式服务，……）学校（学籍管理、教务管理系统、图书管理系统，……）办公自动化系统……2023/4/287第七页，共71页。POS系统交易处理数据查询数据录入查询及维护数据查询数据维护销售交易处理数据更新查询/响应处理商品数据客户数据商品进销数据POS终端顾客、收银员用户管理人员用户2023/4/288第八页，共71页。POS(收银)终端2023/4/289第九页，共71页。购物小票（水单）2023/4/2810第十页，共71页。管理人员终端销售流水账商品销售业绩客户消费记录商品库存进货记录……2023/4/2811第十一页，共71页。信息需求商品数据 记录所有商品的基本信息销售数据 记录每笔销售交易数据商品进货数据 记录每笔商品采购进货情况客户数据 记录所有客户的基本信息2023/4/2812第十二页，共71页。问题管理目标信息需求业务流程系统架构开发策略实施策略……2023/4/2813第十三页，共71页。第一章系统思想系统的概念系统的特性系统思想的发展系统工程软系统方法论物理-事理-人理系统方法2023/4/2814第十四页，共71页。第一节系统的概念一、系统的定义系统是由相互联系和相互制约的若干组成部分结合成的、具有特定功能的有机整体。理解：(1)多要素：要素可以是简单体，也可能是子系统。(2)有结构：要素间有联系，又互相制约。(3)有功能：有一定的目的性。2023/4/2815第十五页，共71页。二、系统的分类1.按复杂度分

(Boulding)超越系统社会文化系统人人类社会及宇宙动物低级有机体开放系统生物控制装置钟表机构框架结构物理低高2023/4/2816第十六页，共71页。2.按系统起源分-自然系统（源于宇宙的起源及演化）*山川、河流*动物、植物、人类等生命系统*太阳、月亮、…-人工系统（源于人的目的或自我意识）*物理系统（车辆、道路）*抽象系统（数学、诗歌、哲学、蓝图）

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人类活动系统（交通运输、生产运营，没有唯一的认识）2023/4/2817第十七页，共71页。3.按与环境的关系分*

系统具有边界，边界划分了系统与环境-开放系统与环境经常有较多物质、能量、信息的交换-封闭系统（孤立系统）与环境没有物质、能量、信息的交换*生命系统和社会系统都是开放系统*系统的开放性与封闭性不能绝对化2023/4/2818第十八页，共71页。4.按状态与时间关系分-静态系统状态不随时间变化-动态系统状态随时间变化

2023/4/2819第十九页，共71页。5.按抽象程度分-实体系统（物理系统）最具体、确定的系统

系统实施阶段：可实际运行的系统-概念系统（概念模型）最抽象，系统雏形

系统初步调查阶段：目标、框架，概念模型-逻辑系统介于前两者之间

系统分析阶段：新系统逻辑模型2023/4/2820第二十页，共71页。管理信息系统-复杂的社会文化系统-人工系统（人的目的——根本）-开放的系统-动态系统-形成过程是一个从抽象到具体的过程2023/4/2821第二十一页，共71页。管理信息系统的本质M管理I信息S(IT)系统Essence(本质)Content(内容)Means(手段)2023/4/2822第二十二页，共71页。第二节系统的特性(1)整体性——最重要的特性系统之所以成为系统，首先是系统具有整体性。整体功能不是组成要素的简单叠加，是各个部分有机地结合在一起。整体的有机性，不仅表现为内部要素的联系，也表现为它与外部环境的联系。亚里斯多德：整体大于部分之和。对部分认识的总和不能代替对整体的认识（系统分析）。系统的整体性是由系统的有机关联性为保证。2023/4/2823第二十三页，共71页。(2)层次性——基本特性组成系统的诸要素的种种差异，使系统组织的地位和作用、结构和功能上表现出等级秩序性，形成具有质的差异的系统等级。每层系统由下层要素或子系统组成，同时又是上层系统的组成要素。系统的整体性，是在一定层次中形成一定结构基础上的整体性。分析系统可以用黑箱法分析下层要素，只研究其I/O及功能。2023/4/2824第二十四页，共71页。(3)目的性——根本特性，系统发展变化时表现的特性坚持趋向某种预先确定的状态。系统的目的可以通过系统的活动来实现。人工系统有其目的，系统通过反馈信息修正行为而实现预期目标。2023/4/2825第二十五页，共71页。(4)稳定性在外界作用下的开放系统有一定的自我稳定能力。稳定性靠负反馈，消除偏离稳定状态的失稳因素，但是有一定的限度。稳定性与整体性、目的性互相联系。稳定是相对的，不是绝对的。稳定不等于静止。稳定是发展中的稳定。2023/4/2826第二十六页，共71页。(5)突变性指系统通过失稳从一种状态进入另一种状态的剧烈变化过程——质变。超过了限度，系统就会失稳、发生突变。突变与系统稳定性相关。个别要素的变异得到其他要素响应，差异扩大，得到整个系统响应，发生质变，进入新的状态。2023/4/2827第二十七页，共71页。(6)自组织性开放系统在系统内外因素相互作用下，自发组织起来，使系统从无序到有序，从低级有序到高级有序。有些系统的内因可以通过外部条件实现自我进化和完善（生物、社会系统等）。由于系统的整体性和层次性，系统的自组织性是相对的。整体性很强的系统会强烈地约束低层子系统的自由行动。不是“独来独往，自以为是”。2023/4/2828第二十八页，共71页。(7)相似性——基本特征系统具有同构和同态的性质。系统的存在方式、结构和演化过程有共性。是系统理论建立的基础，也是模拟方法的基础。2023/4/2829第二十九页，共71页。第三节系统思想的发展(1)古代朴素的系统思想科学不发达，人们自然地用整体观点看事物（天地人星关系）。(2)科学的发展阻滞了系统思想科学技术（显微镜、望远镜）的发展为人类认识客观世界各个部分提供了十分有效的手段。科学分析的方法将整体分成部分来研究，自然科学成就空前——产生了决定论、机械论。自文艺复兴起，分析还原原理统治了西方科学方法达350年之久。2023/4/2830第三十页，共71页。(3)现代系统思想20’

生命现象不能用还原论解释，人们认识到还原论的局限性（蝾螈尾巴可以发育成腿，海胆半个胚胎能发育成完整的个体）。30’

资本主义工业化要求科学的企业管理，泰勒的科学管理理论诞生。企业应作为一个有机的组织来管理，系统的思想深入到管理理论中。40’

社会化大生产使管理矛盾突出，为解决复杂的工程协调问题，系统工程学诞生（贝尔的微波通信工程项目管理，阿波罗登月计划）。50’

系统分析方法论出现，系统工程、系统分析、运筹学等系统学科逐渐成熟。2023/4/2831第三十一页，共71页。(4)“硬”系统和“软”系统硬：目标、系统需求均已经存在。待找出并描述清楚。软：目标、系统需求待构造、不唯一。 概念模型要与问题比较，改进。现实世界中很多问题比工程问题要“软”得多，人类行为变化不定、繁复多变，很多问题是难以定义的。2023/4/2832第三十二页，共71页。“硬”系统方法定义现状及目标S0，S1定义需求（S1-S0）设计出多种解决方案：S0→→→S1评价各种方案 ？→？→？决策 ！！！实施 S0

S1“软”系统方法-BPR2023/4/2833第三十三页，共71页。结论系统思想将在IS建设中起重大指导作用。分析局部时不要忘了整体。系统工程、系统分析、运筹学都有相似的方法论基础。软系统方法将是指导企业实施信息系统建设的有力变革工具。

2023/4/2834第三十四页，共71页。第四节系统的一般模型处理输入输出控制目标2023/4/2835第三十五页，共71页。系统的一般模型输入：各种形式，物质、能量、信息输出：各种形式，物质、能量、信息处理：将多种输入转化为多种输出控制：对整个系统各个环节进行监测、检查，进而发现与实现系统目标相悖的问题，并做出适当的调整。2023/4/2836第三十六页，共71页。第四节系统工程37一、系统工程的定义系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法；SE是一门组织管理的技术。

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钱学森第三十七页，共71页。38SE认为虽然每个系统都是由许多不同的特殊功能部分所组成，而这些功能部分之间又存在着相互关系，但是每一个系统都是完整的整体，每一个系统都要求有一个或若干个目标。SE则是按照各个目标进行权衡，求得最优解(或满意解)的方法，并使各组成部分能够最大限度地相互适应。

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美国H.Chestnut

一、系统工程的定义(续)第四节系统工程第三十八页，共71页。39SE是为了更好地达到系统目标而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机制等进行分析与设计的技术。——日本工业标准(JIS)一、系统工程的定义(续)第四节系统工程第三十九页，共71页。40系统工程是从总体出发，合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法和技术的总称，属于一门综合性的工程技术。

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汪应洛

一、系统工程的定义(续)第四节系统工程第四十页，共71页。41一门综合性的工程技术；以大规模复杂系统为研究对象;应用定性与定量分析相结合的方法；采用现代信息技术手段；实现系统的最优设计、最优控制、最优管理。一、系统工程的定义(续)第四节系统工程第四十一页，共71页。42整体性和系统化观点—前提总体最优及平衡协调观点—目的综合运用方法与技术观点—手段问题导向及反馈控制观点—保障二、系统工程的特点第四节系统工程第四十二页，共71页。43系统工程不是工程实践，而是干成干好工程实践必须应用的方法、程序和技术，是一种知识体系。二、系统工程的特点(续)系统工程是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。——钱学森第四节系统工程第四十三页，共71页。44一、系统工程的形成与发展1.古代系统工程思想及实践都江堰水利工程田忌赛马孙子兵法丁渭造宫……第四节系统工程第四十四页，共71页。452.现代系统工程形成及发展第四节系统工程阶段年代（份）重大工程实践或事件重要理论与方法贡献I1930美国发展与研究广播电视正式提出系统方法（Systemsapproach）的概念1940美国实施彩电开发计划采用系统方法，并取得巨大成功美国Bell电话公司开发微波通讯系统正式使用系统工程（SystemsEngineering）一词（1951）II第二次世界大战期间英、美等国的反空袭等军事行动产生军事运筹学（MilitaryOperationsResearch）,也即军事系统工程20世纪40年代美国研制原子弹的“曼哈顿计划”运用SE，并推动了其发展1945美国空军建立兰德（RAND）公司提出系统分析（Systemsanalysis）概念，强调了其重要性第四十五页，共71页。46第四节系统工程IV1957H.Good和R.E.Machol发表第一部名为《系统工程》的著作系统工程学科形成的标志1958美国研制北极星导弹潜艇提出PERT（网络优化技术），这是最早的系统工程技术之一。1965R.E.Machol编著《系统工程手册》表明系统工程的实用化和规范化美国自动控制学家L.A.Zedeh提出“模糊集合”概念为现代SE奠定了重要的数学基础1961-1972美国实施“阿波罗”登月计划使用了多种SE方法，其成功极大地提高了SE的地位III40年代后期到50年代初期运筹学的广泛运用与发展、控制论的创立与应用、电子计算机的出现，为SE奠定了重要的学科基础第四十六页，共71页。二、系统工程方法471969年美国贝尔电话公司工程师霍尔（A·D·Hall）提出了系统工程三维结构，简称为霍尔模型。基本思想：任何复杂问题都可以归结为工程问题来研究，它强调明确目标，其核心思想是优化，应用定量的手段求得最优解。第四节系统工程第四十七页，共71页。48模型将系统的整个管理过程分为七个阶段（时间维）和七个步骤（逻辑维），并同时考虑到为完成这些阶段和步骤的工作所需的各种专业管理知识（知识维）。（一）、霍尔模型第四节系统工程第四十八页，共71页。49规划阶段环境科学社会科学工程技术计算机科学管理科学经济法律知识维逻辑维时间维明确问题选择目标系统综合系统分析方案优化作出决策付诸实施ABCDEFG654321方案阶段研制阶段生产阶段运行阶段更新阶段第四十九页，共71页。501.时间维（时间进程）表示系统工程的工作阶段或进程。即：从规划到更新，按时间顺序排列的系统工程全过程。（一）、霍尔模型(续)第四节系统工程第五十页，共71页。512.逻辑维（方法步骤）每个阶段需进行的工作步骤，是运用系统工程方法进行思考、分析和解决问题应遵循的一般程序。（一）、霍尔模型(续)第四节系统工程第五十一页，共71页。523.知识维（科学技术）表示从事系统工程工作所需要的知识。即：完成上述各阶段和各步骤所需要的各种专业知识和管理知识。（一）、霍尔模型(续)第四节系统工程第五十二页，共71页。53（二）、霍尔管理矩阵把三维结构中的六个时间阶段（时间维）和七个逻辑步骤（逻辑维）结合起来，形成一个二维结构，称为系统工程的活动矩阵，也称霍尔管理矩阵。第四节系统工程第五十三页，共71页。54（二）、霍尔管理矩阵(续)

逻辑维时间维明确问题选择目标系统综合系统分析方案优化作出决策付诸实施规划阶段a11a12a13a14a15a16a17方案阶段a21a22a23a24a25a26a27研制阶段a31a32a33a34a35a36a37生产阶段a41a42a43a44a45a46a47运行阶段a51a52a53a54a55a56a57更新阶段a61a62a63a64a65a66a67代表一项具体的管理活动第四节系统工程第五十四页，共71页。55（三）、霍尔模型的特点研究方法上的整体性（三维）技术应用上的综合性（知识维）组织管理上的科学性（时间维与逻辑维）系统工程工作的问题导向性（逻辑维）第四节系统工程第五十五页，共71页。56（四）、霍尔模型的优势运用系统工程过程管理方法，决策的可靠性可提高一倍以上，节约时间和总投资平均在15%以上，而用于管理的费用一般只占总投资的3%－6%。第四节系统工程第五十六页，共71页。第五节软系统方法论2023/4/2857第五十七页，共71页。1.软系统方法论---切克兰德方法论霍尔三维结构不适用于以建立和管理“软系统”为目的的社会科学、管理科学等科学领域；而适用于以研制“硬件系统”为目标的自然科学、工程技术等“硬科学”领域，故有人称霍尔三维结构为“硬科学”的系统工程方法论。英国的切克兰德把OR、SE、SA和SD所使用的方法论叫硬系统方法论，并在1981年自己提出一种软系统方法(SSM)——“调查学习”法。第五十八页，共71页。第四节系统工程

同时，Checkland认为，完全按照解决工程技术问题的思路来解决社会问题或“软科学”问题，会碰到许多问题。提出了良结构系统：指偏重工程问题、机理明显的物理型的硬系统

不良结构系统：指偏重社会问题、机理尚不清楚的心理和事理型的软系统他认为：不良结构问题的核心不是寻求“最优化”，而是“调查、比较”或者说是“学习”，从模型和现状比较中，学习改善现存系统的途径，是有很明显的反馈调节思想。

第五十九页，共71页。弄清关联因素问题现状说明建立概念模型改善概念模型比较实施切克兰德的“调查学习”方法流程图实施步骤第六十页，共71页。切克兰德的“调查学习”软方法的核心不是寻求“最优化”，而是“调查、比较”或者说是“学习”，从模型和现状比较中，学习改善现存系统的途径。概念模型代替数学模型，思路更加开阔。满意解代替最优解，价值观方面的重要变化。第六十一页，共71页。问题及其环境的识别与表达建立概念模型(目标系统概念化)根底定义比较，寻求改善途径选择设计实施评估他提出的软系统工程方法论的主要内容和工作过程如图所示第六十二页，共71页。2.两种方法轮的比较(?)

相同点：问题导向；注重程序及阶段；…

不同点：(研究对象或应用领域、基本方法、

核心内容或关键点、反馈机制、…)（1）霍尔方法论主要以工程系统为研究对象，而切克兰德方法更适合于对社会经济和经营管理等“软”系统问题的研究。

（2）前者的核心内容是优化分析，而后者的核心内容是比较学习。

（3）前者更多关注定量分析方法，而后者比较强调定性或定性与定量有机结合的基本方法。

（4）后者较之前者具有反馈过程。第六十三页，共71页。第六节物理—事理—人理（WSR）系统方法论自然科学是关于物理的科学；运筹学是关于事理的科学（许国志），实际还包括管理科学、系统科学，事理就是做事的道理；处理好人的关系这是人理学，就是人文科学、行为科学，人理就是做人的道理。把这三者结合起来“WSR系统方法论”。

WSR系统方法论是具有东方文化传统的系统方法论，得到国际同行的认同。

WSR系统方法论的基本内容和主要步骤：

1、理解领导意图；

2、调查分析；

3、形成目标；

4、建立模型；

5、协调关系；

6、提出建议。第六十四页，共71页。故事--怎样开展工作？来到新公司，我首先想到的问题是，如何保住目前的位置，并且更好的发展？

高人指点，先要维系好与老板的关系，不要破坏自己在老板心中的良好形象，然后组建一支有凝聚力的团队，干出样子．按照这两个思路，我开始新事业的征程：首先，前往不能得罪老板．老板的话就是圣旨，让你往东，你不能往西；他说黑，你不能说白；让你冲，你就得冲，绝不能后撤．其次，开始组班子．一个有凝聚力的团队，就是思想统一的团队．如何思想统一？就是一切按老板的意图办