軟件系統(tǒng)分析第一章

1軟件系統(tǒng)分析與設計

侯天峰侯天峰，

三星電子（中國）研發(fā)中心，視頻圖像增強算法等先行技術預研

研究方向：Superresolution，Dehaze，Videoenhancement，Imageregistration，Deeplearning

Email：houtf@

MobilePhone：185025632983課程特征教材與參考資料徐潔磐.現(xiàn)代信息系統(tǒng)分析與設計教程，人民郵電出版社,2010劉友華.信息系統(tǒng)分析與設計，南京大學出版社,2005R.赫胥，面向對象分析與設計導論，高教出版社,2006成績平時成績 40%（到課率10%,實驗30%）期末成績 60%第一章信息系統(tǒng)基本概念5內容提要信息系統(tǒng)概述信息系統(tǒng)的基本概念常見的信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)分析與設計信息系統(tǒng)分析與設計發(fā)展的簡要歷史6內容提要系統(tǒng)分析與設計中的軟件工程基礎軟件與軟件工程軟件工程標準化軟件開發(fā)方法軟件開發(fā)工具軟件生存周期模型7內容提要系統(tǒng)結構化分析與設計方法結構化方法介紹總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設計系統(tǒng)實現(xiàn)8內容提要面向對象方法概述面向對象方法基本思想與原理面向對象數(shù)據(jù)模型9內容提要系統(tǒng)的面向對象分析與設計方法概述面向對象分析面向對象設計面向對象實現(xiàn)面向對象應用與開發(fā)10內容提要統(tǒng)一建模語言UMLUML入門Rational統(tǒng)一建模過程UML建模工具11內容提要UML分析與設計方法概述UML需求工作流UML分析工作流UML設計工作流UML實現(xiàn)工作流12第一章信息系統(tǒng)概述了解信息的有關基本概念了解系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的概念、特性及發(fā)展掌握信息系統(tǒng)的概念、功能、結構與類型了解信息系統(tǒng)分析與設計階段了解系統(tǒng)分析員的工作內容一、數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是對客觀事物的性質、狀態(tài)以及相互關系等進行記載的物理符號或是這些物理符號的組合。

它是可識別的，抽象的符號。例如：描述5個人：5，五，伍，正，101，five，☆，條形碼等。數(shù)據(jù)（Data）的定義數(shù)據(jù)是記錄客觀事物的抽象符號，例如文字、數(shù)字、圖形、曲線和模型等，其本身不能確切地給出具體含義。1,5,814數(shù)據(jù)的分類數(shù)據(jù)類型表現(xiàn)形式數(shù)值數(shù)據(jù)數(shù)字符型數(shù)據(jù)用字母等圖形數(shù)據(jù)圖形或圖片語音數(shù)據(jù)聲音或音調視覺數(shù)據(jù)動畫或影視

從上表中可以看出：數(shù)值數(shù)據(jù)使得客觀世界嚴謹有序；其它類型的數(shù)據(jù)使得客觀世界豐富多彩。二、信息

信息是關于客觀事實的可通訊的知識。加工處理之后的數(shù)據(jù)，有一定含義的數(shù)據(jù)，對決策有價值的數(shù)據(jù)信息（Information）的定義17信息產(chǎn)生的過程現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)處理信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)收集決策過程信息的分類信息分類角度信息類型按照管理層次戰(zhàn)略信息、戰(zhàn)術信息和作業(yè)信息按照應用領域管理信息、社會信息和科技信息等按照加工順序一次信息、二次信息和三次信息等按照反映形式數(shù)字、文字、圖像和聲音等信息19

有關信息定義的共識信息的存在不以主體（如人、生物或機器系統(tǒng)）存在為轉移，即使主體根本不存在，信息也可以存在，它在客觀上反映某一客觀事物的現(xiàn)實情況。信息在主觀上可以接受和利用，并指導人們的行動。人類在改造客觀世界的過程中，需要從客觀世界中獲取信息，通過感覺器官感知信息，通過大腦分析、處理信息。信息的度量

信息量的大小取決于信息內容消除人們認識的不確定程度。消除的不確定程度大，則發(fā)出的信息量就大；消除的不確定程度小，則發(fā)出的信息量就小。

1比特的信息量是指含有兩個獨立均等概率狀態(tài)的事件所具有的不確定性能被全部消除所需要的信息。

為此，我們通常用概率來度量信息量的大小，其單位用比特(Binarydigit，bit)來衡量。信息量的定義公式可寫成：

H(x)=-∑P(Xi)log2P(Xi)

i=1,2,3,…,n

其中Xi表示第i個狀態(tài)(共n個狀態(tài))；

P(Xi)代表出現(xiàn)第i個狀態(tài)時的概率；

H(x)為消除不確定性所需的信息量，單位為比特(bit)。例如：

硬幣：P(Xi)=0.5H(x)=-[P(X1)log2P(X1)+P(X2)log2P(X2)]=-(-0.5-0.5)=1bit擲骰子

H(X)=?明天下雨VS明天下午2點下雨？

冗余度是指為防止噪音的發(fā)生而部分或全部地重復信息。信息冗余度的適當增加，可以提高信息傳輸?shù)馁|量，但使得信息的一致性難以保證。信息的冗余度（Redundancy）

信息冗余量的度量：

R=1-(In/Im)

其中：In表示所需要的信息量；

Im

表示編碼的信息量。24信息的屬性（Characteristics）事實性

事實是信息的中心價值。不符合事實的信息不僅沒有價值，而且可能為負價值，既害別人也害自己。所以事實是信息的第一和基本的性質。時效性

信息的時效是指從信息源發(fā)送信息，經(jīng)過接收、加工、傳遞、利用的時間間隔及其效率。時間間隔越短，使用信息越及時，使用程度越高，時效性越強。不完全性

關于客觀事實的信息是不可能全部得到的，這與人們認識事物的程度有關。25信息的屬性（Characteristics）等級性

管理系統(tǒng)是分等級的，對于同一個問題，處于不同的管理層次，要求不同的信息。信息也是分等級的。信息和管理層一樣，一般分為戰(zhàn)略級、戰(zhàn)術級和作業(yè)級。不同級的信息其特色也不相同。變換性

信息是可變換的，它可由不同的方法和不同的載體來載荷。價值性

信息是經(jīng)過加工并對生產(chǎn)經(jīng)營活動產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)，是一種資源，因而是有價值的。共享性可為多個接收者使用，并不影響信息自身內容。26信息的屬性（Characteristics）擴散性

擴散手段：

網(wǎng)絡傳播

信息與數(shù)據(jù)既有聯(lián)系，又有區(qū)別：數(shù)據(jù)是記載客觀事物符號，是物理性的，信息是對數(shù)據(jù)進行加工處理之后所得到的并對決策產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)，是邏輯性（觀念性）的；數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式，信息是數(shù)據(jù)有意義的表示。三、數(shù)據(jù)與信息之間的聯(lián)系與區(qū)別

例如：駕駛員開車時速度指示盤上指針指向80km/h，這是數(shù)據(jù)。如果駕駛員根據(jù)這個指示作出加速或減速，則成為了信息。

客觀事物（固有信息）

數(shù)據(jù)記載

加工處理表現(xiàn)形式：數(shù)據(jù)經(jīng)解釋后成為信息再識別數(shù)據(jù)是客觀事物的一種表現(xiàn)形式；信息是有一定含義的數(shù)據(jù)，是加工（處理）后的數(shù)據(jù)，信息是對決策有價值的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)和信息的概念是相對的，對于第一次加工所產(chǎn)生的信息，可能成為第二次加工的數(shù)據(jù)。同樣，第二次加工得到的信息可能成為第三次加工的數(shù)據(jù)。

信息的特定含義計算機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式設有數(shù)據(jù)

20120325小二金陵學院計算機2030四、信息化

現(xiàn)代社會信息化的高度發(fā)展突出地表現(xiàn)在以下兩個方面：其一，信息傳播的全球化。由于現(xiàn)代電子技術、通訊技術和多媒體技術等的迅猛發(fā)展，使得信息更新快，知識陳舊周期迅速縮短。其二，信息產(chǎn)業(yè)成為現(xiàn)代社會的主導產(chǎn)業(yè)。信息產(chǎn)業(yè)是指那些從事信息生產(chǎn)、傳播、處理、儲存、流通和服務的生產(chǎn)部門，由信息技術設備制造業(yè)和信息服務業(yè)構成。31系統(tǒng)與信息系統(tǒng)系統(tǒng)的概念及特征

信息系統(tǒng)的概念及其發(fā)展

32系統(tǒng)的概念及特征Asystemisagroupofinterrelatedcomponentsworkingtogethertowardacommongoalbyacceptinginputsandproducingoutputsinanorganizedtransformationprocess.ComponentsandtheirattributionSystemsstructure:relationshipbetweencomponentsSubsystemsEnvironmentandBoundaryInputandOutputS1S2S3S4SystemsstructureSystemsBoundaryEnvironmentSystemsInputOutput系統(tǒng)是由處于一定的環(huán)境中為達到某一目的而相互聯(lián)系和相互作用的若干組成部分結合而成的有機整體。INPUTOUTPUTPROCESSFEEDBACK34一、系統(tǒng)的概念及特征

系統(tǒng)的特征：整體性：是指任何一個系統(tǒng)至少要由兩個以上相互區(qū)別的要素或稱子系統(tǒng)組合而成。作為集合的整體系統(tǒng)的功能要比所有子系統(tǒng)功能的總和大。目的性：是指每個系統(tǒng)都具有它所要達到的目標。系統(tǒng)目的決定著系統(tǒng)各要素的組成和結構。相關性：是指系統(tǒng)的各要素之間既相互作用又相互聯(lián)系。這些聯(lián)系決定了整個系統(tǒng)的運行機制。環(huán)境適應性：系統(tǒng)在環(huán)境中運轉，環(huán)境是一種更高層次的系統(tǒng)。系統(tǒng)與其環(huán)境相互交流，相互影響，進行物質的、能量的或信息的交換。二、系統(tǒng)的分類系統(tǒng)類型實例自然系統(tǒng)血液循環(huán)系統(tǒng)、天體系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)等人造系統(tǒng)計算機系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)等人造系統(tǒng)：人工系統(tǒng)、自動系統(tǒng)人體的生理系統(tǒng)

地球生態(tài)系統(tǒng)

汽車系統(tǒng)

政府機構系統(tǒng)

學籍管理系統(tǒng)分類方法系統(tǒng)類型實例要素構成抽象系統(tǒng)馬克思共產(chǎn)主義思想體系、政治經(jīng)濟學實際系統(tǒng)企業(yè)：工人、管理人員、設備等學校:學生、教師、教學設備等與環(huán)境的關系封閉系統(tǒng)改革開放前的中國開放系統(tǒng)企業(yè)

按照系統(tǒng)的特征及其與環(huán)境之間的相互關系，又可以將系統(tǒng)分為具體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)、開放系統(tǒng)和封閉系統(tǒng)。系統(tǒng)的層次

計算機

國家政府機構

學校

信息系統(tǒng)是一系列相互關聯(lián)的可以輸入、處理、輸出數(shù)據(jù)和信息，并提供反饋、控制機制以實現(xiàn)某個目標的元素或組成部分的集合。信息系統(tǒng)是一個專門的系統(tǒng)，它通常是一個為組織或企業(yè)的各級領導管理決策提供服務的系統(tǒng)。三、信息系統(tǒng)（InformationSystem,IS)1、定義信息系統(tǒng)屬于哪一類型系統(tǒng)？信息系統(tǒng)概念結構2、信息系統(tǒng)的組成10信息系統(tǒng)是一種多環(huán)節(jié)的、復雜的、綜合系統(tǒng)

從信息系統(tǒng)建設涉及的學科領域來說：技術、管理、經(jīng)濟、社會、文化技術方面涉及：計算機技術、通信技術、數(shù)據(jù)采集技術、顯示技術、海量存儲技術、信息安全技術現(xiàn)代印刷技術等

例如:網(wǎng)上銷售系統(tǒng),排隊叫號系統(tǒng),超市收銀系統(tǒng),學籍管理系統(tǒng),考試系統(tǒng),工資管理系統(tǒng),財務管理系統(tǒng),庫存管理系統(tǒng),物流管理系統(tǒng)······3、信息系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)的采集和輸入數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的存儲數(shù)據(jù)的傳輸信息的管理信息的使用

二、人員4、信息系統(tǒng)體系結構

一、應用信息系統(tǒng)

三、戰(zhàn)略

四、組織

五、管理

六、數(shù)據(jù)資源

七、基礎設施5、信息系統(tǒng)的類型系統(tǒng)類型工作內容舉例涉及管理層次主要使用者

事務處理系統(tǒng)(TPS)定單處理、生產(chǎn)統(tǒng)計、工資核算、職工出勤記錄、現(xiàn)金收支帳務管理等業(yè)務運作業(yè)務人員基層主管普通職員

知識工作支持系統(tǒng)(KWSS)技術設計、文件起草、論文寫作、文獻檢索、問題分析、教育培訓等

業(yè)務運作管理控制業(yè)務人員中、基層主管工程技術人員專職與兼職教師

辦公自動化系統(tǒng)(OAS)文件、檔案制作與管理、郵件傳送、文字與圖象處理、桌面印刷等

業(yè)務運作

文秘人員普通職員

管理報告系統(tǒng)(MRS)生產(chǎn)計劃、作業(yè)計劃、庫存控制、財務預算、財務報表、綜合統(tǒng)計等

管理控制

中、高層管理人員

決策支持系統(tǒng)(DSS)成本分析、投資分析市場預測、價格/利潤分析、生產(chǎn)計劃的仿真與優(yōu)化等管理控制戰(zhàn)略決策

中、高層管理人員

主管信息系統(tǒng)(EIS)市場開發(fā)計劃、產(chǎn)品開發(fā)計劃、經(jīng)營戰(zhàn)略、人力資源計劃、重大投資決策等

戰(zhàn)略決策

高層管理人員296、信息系統(tǒng)開發(fā)生命期（SDLC）階段主要活動系統(tǒng)規(guī)劃戰(zhàn)略規(guī)劃：根據(jù)組織的目標和發(fā)展戰(zhàn)略確定信息系統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)略業(yè)務流程規(guī)劃：根據(jù)組織的目標與戰(zhàn)略對組織的業(yè)務流程進行識別、改革與創(chuàng)新信息系統(tǒng)總體結構規(guī)劃：進行組織的信息需求分析、數(shù)據(jù)規(guī)劃、功能規(guī)劃與系統(tǒng)劃分、信息資源配置規(guī)劃項目實施與資源分配規(guī)劃：根據(jù)應用需要和可能將整個系統(tǒng)劃分成若干項目，估計每個項目所需硬件、軟件、網(wǎng)絡、資金、人員等各項資源系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)分析系統(tǒng)初步調查，開發(fā)項目的可行性研究，系統(tǒng)詳細調查，開發(fā)項目范圍內新系統(tǒng)邏輯模型的提出系統(tǒng)設計系統(tǒng)總體結構設計、輸入設計、輸出設計、處理過程設計、數(shù)據(jù)存貯設計、計算機處理方案選擇系統(tǒng)實施軟件編程和軟件包購置、計算機和通信設備的購置，系統(tǒng)的安裝、調試與測試，新舊系統(tǒng)的轉換系統(tǒng)運行與維護系統(tǒng)運行的組織與管理、系統(tǒng)評價、系統(tǒng)糾錯性維護、適應性維護、完善性維護、預防性維護系統(tǒng)更新現(xiàn)行系統(tǒng)問題分析、新系統(tǒng)的建設38系統(tǒng)規(guī)劃階段概述

確定系統(tǒng)需求目標并作出相應的規(guī)劃： 定義需求范圍和目標

確定可行性

制定開發(fā)進度表 相關措施的落實

輸出：項目計劃書系統(tǒng)分析階段概述

系統(tǒng)分析就是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，對現(xiàn)行系統(tǒng)進行分析綜合，找出各種可行的方案，以供決策者進行理想的選擇，也是為系統(tǒng)設計、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)實現(xiàn)打下堅實的基礎，同時也提供了系統(tǒng)驗收的依據(jù)。系統(tǒng)分析工作的三個步驟：取得實情（需求確定）；研究實情（系統(tǒng)分析），確定方案以及評估

輸出：系統(tǒng)分析說明書系統(tǒng)設計階段概述

以分析階段方案為基礎，結合相關技術環(huán)境和平臺構造出系統(tǒng)設計原型：分析方案的改造以適應環(huán)境及平臺

系統(tǒng)全局模型的設計

應用程序的設計數(shù)據(jù)庫的設計

人機界面設計

系統(tǒng)控制設計

網(wǎng)絡設計 輸出：系統(tǒng)設計說明書系統(tǒng)實現(xiàn)階段概述

具體實現(xiàn)工作：軟件編碼系統(tǒng)測試系統(tǒng)安裝和數(shù)據(jù)加載編制文檔及培訓 輸出：系統(tǒng)操作手冊七、信息系統(tǒng)發(fā)展的階段51、電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（ElectronicDataProcessingSystem，EDPS）

特點是數(shù)據(jù)處理的計算機化目的是提高數(shù)據(jù)處理的效率從發(fā)展階段來看，它可分為單項數(shù)據(jù)處理和綜合數(shù)據(jù)處理兩個階段：1.1單項數(shù)據(jù)處理階段（20世紀50年代中期到60年代中期）

這一階段是電子數(shù)據(jù)處理的初級階段。主要是用計算機部分地代替手工勞動，進行一些簡單的單項數(shù)據(jù)處理工作，如工資計算、統(tǒng)計產(chǎn)量等。1.2綜合數(shù)據(jù)處理階段（20世紀60年代中期到70年代初期）

這一時期的計算機技術有了很大發(fā)展，出現(xiàn)了大容量直接存取的外存儲器。此外，一臺計算機能夠帶動若干終端，可以對多個過程的有關業(yè)務數(shù)據(jù)進行綜合處理，進而促進了各類信息報告系統(tǒng)的產(chǎn)生。

管理信息系統(tǒng)最大的特點是高度集中，能將組織中的數(shù)據(jù)和信息集中起來，進行快速處理，統(tǒng)一使用。

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