信息系統(tǒng)開發(fā)的理論基礎ppt課件

信息系統(tǒng)分析與設計,第2章信息系統(tǒng)開發(fā)的理論基礎,.,第2章信息系統(tǒng)開發(fā)的理論基礎,2.1軟件工程2.2系統(tǒng)開發(fā)的方法2.3系統(tǒng)開發(fā)的模式2.4系統(tǒng)開發(fā)的工具2.5系統(tǒng)開發(fā)的方式,.,2.1軟件工程,2.1.1軟件工程概述1.軟件程序和軟件是有區(qū)別的，是兩個不同的概念。程序（program）是為了實現(xiàn)特定目標或解決特定的問題而使用相應的計算機語言編寫的一系列指令的集合。軟件（software）并不只是包括可以在計算機上運行的程序，還包括與這些程序相關的文檔。簡單地說，軟件是計算機系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，包括程序、相關數(shù)據(jù)以及說明文檔。,.,2020年6月7日星期日,2.1軟件工程,2.軟件危機它的具體表現(xiàn)如下：（1）已完成的軟件產(chǎn)品不能滿足用戶的需求；（2）開發(fā)的進度難以保證，交付的時間一拖再拖；（3）軟件開發(fā)的成本難以準確地估算，開發(fā)過程控制的困難造成了開發(fā)成本超出了預算；（4）軟件產(chǎn)品的質量難以保證，屢屢出現(xiàn)運算結果不正確，頻繁出錯，甚至死機的情況；（5）軟件通常沒有相應的文檔資料，或者是文檔與軟件產(chǎn)品不符，造成軟件難以維護。,.,2020年6月7日星期日,2.1軟件工程,3.軟件工程的概念1968年在德國舉行的學術會議上，北大西洋公約組織正式提出了軟件工程這一術語。IEEE:軟件工程是：一是將系統(tǒng)化的、規(guī)范的、可量化的方法應用于軟件的開發(fā)、運行和維護過程，也就是說將工程化應用于軟件的開發(fā)和管理之中；二是在一中所選方法的研究。計算機科學技術百科全書：軟件工程是應用計算機科學、數(shù)學及管理科學等原理，開發(fā)軟件的工程。軟件工程借鑒傳統(tǒng)工程的原則、方法，以提高質量、降低成本。其中，計算機科學、數(shù)學用于構建模型與算法，工程科學用于制定規(guī)范、設計范型、評估成本及確定權衡，管理科學用于計劃、資源、質量、成本等管理。,.,2020年6月7日星期日,2.1軟件工程,3.軟件工程的概念目前比較認可的一種定義認為：軟件工程是研究和應用如何以系統(tǒng)性的、規(guī)范化的、可定量的過程化方法去開發(fā)和維護軟件，以及如何把經(jīng)過時間考驗而證明正確的管理技術和當前能夠得到的最好的技術方法結合起來。,.,2020年6月7日星期日,2.1軟件工程,2.1.2軟件工程的七條基本原理（1）用分階段的生命周期計劃嚴格管理（2）堅持進行階段評審（3）實行嚴格的產(chǎn)品控制（4）采納現(xiàn)代程序設計技術（5）結果應能清楚地審查（6）開發(fā)小組的人員應少而精（7）承認不斷改進軟件工程實踐的必要性,.,2020年6月7日星期日,2.2系統(tǒng)開發(fā)的方法,目前主要的開發(fā)方法有：生命周期法、原型法、面向對象的開發(fā)方法、計算機輔助設計開發(fā)方法等。2.2.1生命周期法,.,2020年6月7日星期日,2.2系統(tǒng)開發(fā)的方法,生命周期法的主要優(yōu)點是：整個開發(fā)過程階段和步驟清楚，每一階段和步驟均有明確的成果，這些成果以可行性分析報告、系統(tǒng)分析說明書、系統(tǒng)設計說明書等文檔形式表現(xiàn)出來，并作為下一階段工作流的依據(jù)，所以生命周期法也被叫做文檔驅動的開發(fā)方法。在每一階段和步驟中，整個項目可以劃分為許多組成部分，各個部分可各自獨立地開展工作，且各部分的工作必須按要求到達各階段或步驟的終點，這有利于整個項目的管理與控制。生命周期法也有一些缺陷：（1）難以準確定義用戶需求。（2）開發(fā)周期長，難以適應環(huán)境變化。（3）系統(tǒng)開發(fā)成本高，效率低。,.,2020年6月7日星期日,2.2系統(tǒng)開發(fā)的方法,2.2.2原型法它試圖改進生命周期法的缺點，它不要求像生命周期法那樣對原系統(tǒng)進行深入全面的調查和分析。其基本思想是：在投入大量的人力、物力之前，開發(fā)者和用戶在系統(tǒng)的重要需求上取得一致意見后，由開發(fā)者在短期內開發(fā)出一個功能不十分完善、實驗性的、簡易的應用管理軟件的基本框架（稱其為原型），先運行整個原型，通過對其評價，不斷修改、改進、擴展原型，使之逐步完善，直至形成一個相對穩(wěn)定的系統(tǒng)。原型法又主要分為兩種：一種是丟棄原型，另一種是進化原型。,.,2020年6月7日星期日,2.2系統(tǒng)開發(fā)的方法,原型法的主要優(yōu)點表現(xiàn)在：（1）原型法的開發(fā)過程是一個循環(huán)往復的反饋過程，符合用戶對計算機應用認識逐步發(fā)展、螺旋式上升的規(guī)律。（2）原型法很具體，使用戶能很快接觸和使用系統(tǒng)，容易為不熟悉計算機應用的用戶所接受，可提高用戶參與系統(tǒng)開發(fā)的積極性。這樣進行開發(fā)，系統(tǒng)也更加貼近實際；易學易用，減少用戶的培訓時間。（3）原型法開發(fā)周期短，費用相對少，使用靈活，對于管理體制和組織結構不穩(wěn)定、有變化的系統(tǒng)比較適合。,.,2020年6月7日星期日,2.2系統(tǒng)開發(fā)的方法,但原型法有一定的局限性，這主要表現(xiàn)在：（1）對于一個大型的系統(tǒng)，如果不經(jīng)過系統(tǒng)分析來進行整體性劃分，想要直接用屏幕來一個一個的模擬是很困難的，所以不適合大規(guī)模系統(tǒng)的開發(fā)；（2）對于大量運算的、邏輯性較強的程序模塊，原型法很難構造出模型來供人評價；（3）對于原基礎管理不善、信息處理過程混亂的問題，使用有一定的困難。首先是由于工作過程不清，構造原型有一定困難；其次是由于基礎管理不好，沒有科學合理方法可依，系統(tǒng)開發(fā)容易走人機械地模擬原來手工系統(tǒng)的誤區(qū)。開發(fā)過程的管理也存在難度，缺乏規(guī)范化的文檔資料。,.,2020年6月7日星期日,2.2系統(tǒng)開發(fā)的方法,2.2.3螺旋模型軟件是邏輯產(chǎn)品，它的開發(fā)是有風險的。生命周期法和原型法都沒有對軟件開發(fā)過程中的風險進行分析，將風險分析引入到開發(fā)中，并將生命周期法和原型法結合起來，構成的模型就是螺旋模型。,.,2020年6月7日星期日,2.2系統(tǒng)開發(fā)的方法,2.2.4面向對象的開發(fā)方法傳統(tǒng)的開發(fā)方法在一定程度上解決了軟件危機中的問題，但傳統(tǒng)的開發(fā)方法開發(fā)出來的軟件存在著軟件重用性差、軟件的可維護性差和所開發(fā)出的軟件系統(tǒng)往往不能真正滿足用戶的需要等問題。面向對象的技術起初是用在程序設計中的，專指在程序設計中采用封裝、繼承、抽象等設計方法。面向對象的思想已經(jīng)涉及到軟件開發(fā)的各個方面。面向對象技術就是以對象的觀點來解決現(xiàn)實世界中的問題。從普通人認識世界的觀點出發(fā)，把事物歸類、綜合，提取出共性并加以描述。在面向對象的系統(tǒng)中，世界被看成是獨立對象的集合，對象之間通過消息相互通訊，對象具有“智能化”的結構，它將數(shù)據(jù)和消息“封裝”在一起，對一個對象的訪問完全通過其外部的接口來進行，內部的實現(xiàn)細節(jié)、數(shù)據(jù)結構對外是不可見的。,.,2020年6月7日星期日,2.2系統(tǒng)開發(fā)的方法,2.2.5計算機輔助設計開發(fā)方法計算機輔助軟件工程（ComputeraidedsoftwareEngineering，CASE）原來是指用來支持管理信息系統(tǒng)開發(fā)的，由各種計算機輔助軟件和工具組成的一個大型綜合性軟件開發(fā)環(huán)境，隨著各種工具及軟件技術的發(fā)展、完善和不斷集成，逐步由單純的輔助開發(fā)工具環(huán)境轉化為一種相對獨立的方法。CASE方法解決系統(tǒng)開發(fā)問題的基本思想是：結合系統(tǒng)開發(fā)的各種具體方法，在完成對目標系統(tǒng)的規(guī)劃和詳細調查后，如果系統(tǒng)開發(fā)過程中的每步都相對獨立且一定程度上彼此形成對應關系，則整個系統(tǒng)開發(fā)就可以應用專門的軟件開發(fā)工具和集成開發(fā)環(huán)境來實現(xiàn)。,.,2020年6月7日星期日,2.3系統(tǒng)開發(fā)的模式,2.3.1單機模式單機模式信息系統(tǒng)是早期最簡單的信息系統(tǒng)，目前仍有著一定范圍的應用，一般適用于系統(tǒng)規(guī)模較小、數(shù)據(jù)量不大的情況。在單機模式中，客戶端應用程序和數(shù)據(jù)庫服務器安裝在同一臺計算機上，數(shù)據(jù)庫一般使用本地數(shù)據(jù)（如MicrosoftAccess、VisualFoxPro）。應用程序通過本地化的數(shù)據(jù)引擎來訪問本地數(shù)據(jù)庫，其他客戶端無法通過網(wǎng)絡訪問到本地數(shù)據(jù)庫。單機模式的信息系統(tǒng)開發(fā)簡單、費用便宜、開發(fā)周期短，但不利于多用戶共享系統(tǒng)數(shù)據(jù)，不支持多用戶并發(fā)控制，數(shù)據(jù)處理也不能夠滿足較大系統(tǒng)的要求。,.,2020年6月7日星期日,2.3系統(tǒng)開發(fā)的模式,2.3.2中央集中模式中央集中模式是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的早期產(chǎn)品，是一種采用大型服務器主機和終端結合的系統(tǒng)，這種模式將操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和訪問數(shù)據(jù)庫的應用程序都放在作為核心的主機上運行，終端和主機之間以專線的方式連接，終端沒有任何處理能力，只用來顯示主機發(fā)來的數(shù)據(jù)以及供用戶輸入數(shù)據(jù)。,.,2020年6月7日星期日,2.3系統(tǒng)開發(fā)的模式,2.3.3客戶機/服務器模式客戶機/服務器（Client/Server，簡稱C/S）模式又稱C/S結構，是隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展而發(fā)展起來的。C/S結構的關鍵在于功能的分布，一些功能放在前端機（即客戶機）上執(zhí)行，另一些功能放在后端機（即服務器）上執(zhí)行。C/S模式簡單地講就是基于局域網(wǎng)的信息系統(tǒng)模式。最簡單的C/S模式數(shù)據(jù)庫應用由兩部分組成，即客戶應用程序和數(shù)據(jù)庫服務器程序。服務器程序啟動后，就隨時等待響應客戶程序發(fā)來的請求；客戶程序在客戶使用的計算機上運行，客戶使用的計算機稱之為客戶機。當需要對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行訪問時，客戶程序就自動尋找服務器程序，并向其發(fā)出請求，服務器程序根據(jù)預定的規(guī)則進行應答，送回結果。如下圖。,.,2020年6月7日星期日,2.3系統(tǒng)開發(fā)的模式,.,2020年6月7日星期日,2.3系統(tǒng)開發(fā)的模式,2.3.4瀏覽器/服務器模式瀏覽器/服務器（Browser/Server，簡稱B/S）模式又稱B/S結構。它是隨著Internet技術的興起，對C/S模式應用的擴展。在這種結構下，用戶工作界面是通過IE瀏覽器來實現(xiàn)的。用戶在客戶端通過Web瀏覽器向Web服務器提出請求，由Web服務器對數(shù)據(jù)庫進行操作，并將結果傳回客戶端。用戶端只需要安裝如Netscape和IE一類的瀏覽器，而應用程序、數(shù)據(jù)庫都安裝在服務器一端。,.,2020年6月7日星期日,2.3系統(tǒng)開發(fā)的模式,.,2020年6月7日星期日,2.3系統(tǒng)開發(fā)的模式,2.3.4C/S模式和B/S模式的比較下面從幾個方面來對C/S模式和B/S模式進行比較。（1）開發(fā)和維護成本C/S開發(fā)和維護成本較高。B/S模式大大降低了開發(fā)和維護的成本。（2）客戶端負載C/S的客戶端具有顯示與處理數(shù)據(jù)的功能，負載重。（3）可移植性C/S移植困難。B/S幾乎不存在移植性問題。（4）用戶界面C/S用戶的界面是由客戶端所安裝的軟件決定；而B/S通過通用的瀏覽器訪問應用程序，其瀏覽器的界面統(tǒng)一。（5）安全性C/S適用于專人使用的系統(tǒng)，可以通過嚴格的管理派發(fā)軟件，適用于安全性要求較高的專用應用軟件；而B/S適用于交互性要求較多，使用人數(shù)較多，安全性要求不是很高的應用環(huán)境。,.,2020年6月7日星期日,2.4系統(tǒng)開發(fā)的工具,2.4.1前端開發(fā)工具前端開發(fā)工具主要在前臺給用戶提供用戶界面，并且要和后臺數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換。主要有：（1）PowerBuilderPowerBuilder是PowerSoft公司于1991年發(fā)布的軟件，它支持應用系統(tǒng)同時訪問多種數(shù)據(jù)庫，其中既包括Oracel,Sybase之類的大型數(shù)據(jù)庫，又包括FOXPRO之類支持ODBC接口的小型數(shù)據(jù)庫，PowerBuilder是完全可視化的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具，它提供了大量的控件，大大加快了項目的開發(fā)速度，也使開發(fā)者更容易掌握數(shù)據(jù)庫的開發(fā)。,.,2020年6月7日星期日,2.4系統(tǒng)開發(fā)的工具,（2）Delphi和C+Builder由Borland公司推出的Delphi具有可視化的編程環(huán)境，是一種方便、快捷的Windows應用程序開發(fā)工具。它使用了MicrosoftWindows圖形用戶界面的許多先進特性和設計思想，采用了彈性可重復利用的完整的面向對象程序語言(Object-OrientedLanguage)。（3）VisualStudioVisualStudio是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境。是目前最流行的Windows平臺應用程序開發(fā)環(huán)境。目前已經(jīng)開發(fā)到10.0版本，也就是VisualStudio2010。VisualStudio并不是一種開發(fā)語言，而是集成了若干個開發(fā)工具，可以用來創(chuàng)建Windows平臺下的Windows應用程序和網(wǎng)絡應用程序，也可以用來創(chuàng)建網(wǎng)絡服務、智能設備應用程序和Office插件。,.,2020年6月7日星期日,2.4系統(tǒng)開發(fā)的工具,（4）JavaJava，是由SunMicrosystems公司于1995年5月推出的Java程序設計語言和Java平臺的總稱。用Java實現(xiàn)的HotJava瀏覽器（支持Javaapplet）顯示了Java的魅力：跨平臺、動態(tài)的Web、Internet計算。從此，Java被廣泛接受并推動了Web的迅速發(fā)展，常用的瀏覽器現(xiàn)在均支持Javaapplet。Java平臺由Java虛擬機（JavaVirtualMachine）和Java應用編程接口（ApplicationProgrammingInterface、簡稱API）構成。Java應用編程接口為Java應用提供了一個獨立于操作系統(tǒng)的標準接口，可分為基本部分和擴展部分。在硬件或操作系統(tǒng)平臺上安裝一個Java平臺之后，Java應用程序就可運行?，F(xiàn)在Java平臺已經(jīng)嵌入了幾乎所有的操作系統(tǒng)。,.,2020年6月7日星期日,2.4系統(tǒng)開發(fā)的工具,2.4.2后端數(shù)據(jù)庫管理軟件（1）AccessMicrosoftOfficeAccess（前名MicrosoftAccess）是由微軟發(fā)布的關聯(lián)式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它結合了MicrosoftJetDatabaseEngine和圖形用戶界面兩項特點，是MicrosoftOffice的成員之一。MicrosoftAccess在很多地方得到廣泛使用，例如小型企業(yè)，大公司的部門，和喜愛編程的開發(fā)人員專門利用它來制作處理數(shù)據(jù)的桌面系統(tǒng)。Access數(shù)據(jù)庫由七種對象組成，它們是表、查詢、窗體、報表、宏、頁和模塊。,.,2020年6月7日星期日,2.4系統(tǒng)開發(fā)的工具,（2）MySQLMySQL是一個小型關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，開發(fā)者為瑞典MySQLAB公司。目前MySQL被廣泛地應用在Internet上的中小型網(wǎng)站中。由于其體積小、速度快、總體擁有成本低，尤其是開放源碼這一特點，許多中小型網(wǎng)站為了降低網(wǎng)站總體擁有成本而選擇了MySQL作為網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫。目前Internet上流行的網(wǎng)站構架方式是LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP），即使用Linux作為操作系統(tǒng)，Apache作為Web服務器，MySQL作為數(shù)據(jù)庫，PHP作為服務器端腳本解釋器。由于這四個軟件都是免費或開放源碼軟件（FLOSS)，因此使用這種方式不用花一分錢就可以建立起一個穩(wěn)定、免費的網(wǎng)站系統(tǒng)。,.,2020年6月7日星期日,2.4系統(tǒng)開發(fā)的工具,（3）SybaseSybase是美國Sybase公司研制的一種關系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是一種典型的UNIX或WindowsNT平臺上客戶機/服務器環(huán)境下的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。Sybase提供了一套應用程序編程接口和庫，可以與非Sybase數(shù)據(jù)源及服務器集成，允許在多個數(shù)據(jù)庫之間復制數(shù)據(jù)，適于創(chuàng)建多層應用。系統(tǒng)具有完備的觸發(fā)器、存儲過程、規(guī)則以及完整性定義，支持優(yōu)化查詢，具有較好的數(shù)據(jù)安全性。Sybase通常與SybaseSQLAnywhere用于客戶機/服務器環(huán)境，前者作為服務器數(shù)據(jù)庫，后者為客戶機數(shù)據(jù)庫，采用該公司研制的PowerBuilder為開發(fā)工具，在我國大中型系統(tǒng)中具有廣泛的應用。,.,2020年6月7日星期日,2.4系統(tǒng)開發(fā)的工具,（4）SQLServerSQLServer是一個關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它最初是由Microsoft、Sybase和Ashton-Tate三家公司共同開發(fā)的，于1988年推出了第一個OS/2版本。在WindowsNT推出后，Microsoft與Sybase在SQLServer的開發(fā)上就分道揚鑣了，Microsoft將SQLServer移植到WindowsNT系統(tǒng)上，專注于開發(fā)推廣SQLServer的WindowsNT版本。Sybase則較專注于SQLServer在UNIX操作系統(tǒng)上的應用。（5）OracleOracle是甲骨文（oracleboneinscriptions）的英文翻譯的第一個單詞，Oracle的關系數(shù)據(jù)庫是世界第一個支持SQL語言的數(shù)據(jù)庫。1977年，LawrenceJ.Ellison領著一些同事成立了Oracle公司，他們的成功強力反擊了那些說關系數(shù)據(jù)庫無法成功商業(yè)化的說法。,.,2020年6月7日星期日,2.4系統(tǒng)開發(fā)的工具,2.4.3其它工具（1）UML統(tǒng)一建模語言統(tǒng)一建模語言(UnifiedModelingLanguage，簡稱UML)確切的說并不是一種工具，而是非專利的第三代建模和規(guī)約語言。UML是在開發(fā)階段，說明，可視化，構建和書寫一個面向對象軟件密集系統(tǒng)的制品的開放方法。UML展現(xiàn)了一系列最佳工程實踐，這些最佳實踐在對大規(guī)模，復雜系統(tǒng)進行建模方面,特別是在軟件架構層次已經(jīng)被驗證有效。UML可以貫穿軟件開發(fā)周期中的每一個階段。被對象管理組織（ObjectManagementGroup,簡稱OMG）采納作為業(yè)界的標準。UML最適于數(shù)據(jù)建模，業(yè)務建模，對象建模，組件建模。,.,2020年6月7日星期日,2.4系統(tǒng)開發(fā)的工具,（2）RationalRoseRationalRose是Rational公司出品的一種面向對象的統(tǒng)一建模語言的可視化建模工具。用于可視化建模和公司級水平軟件應用的組件構造。（3）RUPRUP（RationalUnifiedProcess，統(tǒng)一軟件開發(fā)過程，統(tǒng)一軟件過程)是一個面向對象且基于網(wǎng)絡的程序開發(fā)方法論。,.,2020年6月7日星期日,2.5系統(tǒng)開發(fā)的方式,1.用戶自行開發(fā)用戶具有開發(fā)系統(tǒng)的基本必要條件，且技術力量比較雄厚，可以采取自行開發(fā)的方式。這種開發(fā)方式的優(yōu)點是，開發(fā)人員熟悉業(yè)務處理過程，溝通交流容易，但是，開發(fā)人員應專心從事開發(fā)工作，不受原來從事工作的影響，也應克服組織中各方面的干擾因素。2.委托開發(fā)用戶將信息系統(tǒng)建設的規(guī)劃、目標等方面的要求明確提出，可以采取招標等方式委托軟件公司，通過簽訂合同的方式來完成開發(fā)任務。委托（外包）開發(fā)方式適合于使用單位無信息系統(tǒng)分析、設計及軟件開發(fā)人員或開發(fā)隊伍力量較弱、但資金較為充足的組織和單位。,.,2020年6月7日星期日,2.5系統(tǒng)開發(fā)的方式,3.合作開發(fā)由用戶和開發(fā)單位共同完成系統(tǒng)開發(fā)任務。優(yōu)點在于雙方取長補短，用戶在此過程中培養(yǎng)了一支隊伍。在雙發(fā)合作過程中用戶應充分明確自身的職責。合作開發(fā)方式適合于使用單位有一定的管理信息系統(tǒng)分析、設計及軟件開發(fā)人員，但開發(fā)隊伍力量較弱，希望通過管理信息系統(tǒng)的開發(fā)建立完善和提高自己的技術隊伍，便于系統(tǒng)維護工作的單位。4.從市場上購買是合組織需要的軟件目前，軟件的開發(fā)正在向專業(yè)化方向發(fā)展，一些專門從事信息系統(tǒng)開發(fā)的公司已經(jīng)開發(fā)出一批使用方便、功能強大的專項業(yè)務管理信息系統(tǒng)軟件。為了避免重復勞動，提高