計算機導論（第2版）（微課視頻版）課件 第10章 系統(tǒng)分析與設(shè)計

第10章系統(tǒng)分析與設(shè)計目錄2信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)基礎(chǔ)知識常見的信息系統(tǒng)系統(tǒng)開發(fā)生命周期項目開發(fā)計劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實現(xiàn)與維護第一部分信息系統(tǒng)1.信息系統(tǒng)基礎(chǔ)知識信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)是由人、計算機及其他外圍設(shè)備組成的能夠進行信息收集、傳遞、存儲、加工和維護的系統(tǒng)。信息系統(tǒng)能更有效率地滿足客戶的需求，也能幫助管理人員做出決策。教務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)上銀行系統(tǒng)、網(wǎng)上商城等都屬于信息系統(tǒng)。信息系統(tǒng)類似于動態(tài)網(wǎng)頁——不同級別的人訪問同一個信息系統(tǒng)，能夠看到的內(nèi)容是不一樣的。4信息系統(tǒng)對問題的分類按照問題的難度，信息系統(tǒng)將問題分為：51.結(jié)構(gòu)化問題2.半結(jié)構(gòu)化問題3.非結(jié)構(gòu)化問題所有的數(shù)據(jù)字段含義確定，其決策過程和決策方法有固定的規(guī)律可循。如銀行系統(tǒng)中還款時間和金額的計算、養(yǎng)殖場中飼料配方的計算等。具有一定的結(jié)構(gòu)，但不夠明確，其決策過程和決策方法有一定規(guī)律可循，但又不能完全確定。如企業(yè)的經(jīng)費預算、商店的進貨數(shù)量等。結(jié)構(gòu)復雜，幾乎毫無規(guī)律性。如企業(yè)人員的聘用、商店的進貨選擇等。第一部分信息系統(tǒng)2.常見的信息系統(tǒng)常見信息系統(tǒng)7事務(wù)處理系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)專家系統(tǒng)事務(wù)處理系統(tǒng)在信息系統(tǒng)中，事務(wù)是指雙方之間的交換，這通常需要訪問數(shù)據(jù)庫并可能更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)項。常見的事務(wù)如銀行轉(zhuǎn)賬、刷卡購物等。事務(wù)處理系統(tǒng)（TransactionProcessingSystem，簡稱TPS）提供了建立、修改、存儲、處理、刪除事務(wù)的方法，并能根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)生成詳細報告。目前絕大部分事務(wù)處理系統(tǒng)是在線事務(wù)處理系統(tǒng)（OnLineTPS，簡稱OLTPsystem）——每個事務(wù)被建立后都會立刻被處理。8事務(wù)處理系統(tǒng)核心策略在線事務(wù)處理系統(tǒng)的核心策略是提交和回滾：只有在一項事務(wù)的全部步驟都成功完成時，系統(tǒng)才會提交并永久地更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。一旦有一步失敗，整個事務(wù)就會回滾，相關(guān)記錄會恢復到該事務(wù)處理前的狀態(tài)。難點與缺點在線事務(wù)處理系統(tǒng)的難點：處理并發(fā)事務(wù)，即同時發(fā)生的很多事務(wù)。事務(wù)處理系統(tǒng)的缺點：雖然可以生成詳細報告，但不方便管理人員進行理解與分析，這便需要借助于管理信息系統(tǒng)。9管理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)（ManagementInformationSystem，簡稱MIS）可以對事務(wù)處理系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)進行處理、生成報告，以提供管理人員進行結(jié)構(gòu)化問題的決策。10管理信息系統(tǒng)能夠提供用于解決結(jié)構(gòu)化問題或日常任務(wù)的定期報告，這大大提高了管理效率。管理信息系統(tǒng)的缺點：不夠靈活，有時無法提供管理人員最想要的信息，另外它也不支持高難度的預測或模型創(chuàng)建。這便需要借助于決策支持系統(tǒng)。決策支持系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)（DecisionSupportSystem，簡稱DSS）能夠?qū)?shù)據(jù)進行直接或間接的分析創(chuàng)建模型并生成預測，以幫助管理者進行決策。決策支持系統(tǒng)通常提供了多種多樣的工具，管理者可以使用這些工具對數(shù)據(jù)進行個性化的處理與分析。11決策支持系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)只是為人們提供決策所需的信息，而不能代替決策，管理者必須自行分析數(shù)據(jù)并做出決策。這是優(yōu)點也是缺點——人工判斷可以保證決策更合乎常理，但這需要精通該領(lǐng)域問題的專業(yè)人士進行判斷，并且需要良好的統(tǒng)計學基礎(chǔ)。如果企業(yè)或組織不想高薪聘請這樣的專家，或沒有這樣的需求，那么專家系統(tǒng)就成了更好的選擇。12專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)依據(jù)存儲在計算機中的知識庫對數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)知識庫中的事實和規(guī)則來生成決策或建議。知識庫中的事實和規(guī)則通常從多個該領(lǐng)域?qū)＜一蚬こ處煹脑L談中獲得。專家系統(tǒng)是基于知識庫中的事實和規(guī)則的。如果沒有事實和規(guī)則，可以讓計算機根據(jù)許多次的實驗和錯誤嘗試總結(jié)出規(guī)則——這便是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。專家系統(tǒng)示例13專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用計算機電路來模擬人腦思考、記憶與學習的過程。例如人臉識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：開始并沒有事實和規(guī)則，計算機在成千上萬次的實驗中總結(jié)出了規(guī)則——是否是人臉，哪張臉是男性的等等。這些總結(jié)出來的規(guī)則不一定完全正確，但會隨著樣本量的增加而不斷修正。人臉識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)14第二部分系統(tǒng)開發(fā)生命周期系統(tǒng)開發(fā)生命周期每一個信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計都需要經(jīng)過一個完整的系統(tǒng)開發(fā)生命周期（SoftwareDevelopmentLifeCycle，簡稱SDLC）典型的SDLC包括以下幾步：1.評估現(xiàn)有系統(tǒng)，制定項目開發(fā)計劃。2.分析新系統(tǒng)的需求。3.設(shè)計系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)。4.編碼實現(xiàn)系統(tǒng)，對其進行測試、發(fā)布與維護。SDLC是可以循環(huán)的16SDLC循環(huán)第二部分系統(tǒng)開發(fā)生命周期1.項目開發(fā)計劃項目開發(fā)計劃需要考慮的問題在系統(tǒng)的項目開發(fā)計劃中，需要考慮如下的一些問題：項目的簡短描述，確定項目的范圍。團隊成員的選擇與分工。項目的成本估計和收益預估。項目的進度計劃。系統(tǒng)開發(fā)方法。系統(tǒng)開發(fā)方法指定了如何完成每個階段的工作，可以引導系統(tǒng)開發(fā)人員走過系統(tǒng)開發(fā)的每個階段。系統(tǒng)開發(fā)方法有很多種，如結(jié)構(gòu)化方法、信息工程方法和面向?qū)ο蠓椒ǖ?。相關(guān)工具在制定項目的進度計劃時，可以使用一些工具。PERTWBS甘特圖18PERTPERT（ProgramEvaluationandReviewTechnique，計劃評估和評審技術(shù)）分析項目的每個子任務(wù)所需的時間及先后關(guān)系，并由此確定一個最短路徑——通過此路徑可以用最少的時間完成整個項目。19WBS與甘特圖WBS（WorkBreakdownStructure，工作分解結(jié)構(gòu)）以類似樹形圖的方式將復雜的任務(wù)依次分解成一個個子任務(wù)。甘特圖使用長條狀的矩形來表示任務(wù)，按照時間的推移有序排列。矩形的長度表示任務(wù)的持續(xù)時間。20第二部分系統(tǒng)開發(fā)生命周期2.系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析在系統(tǒng)分析階段，團隊需要分析系統(tǒng)的需求，包括性能需求、功能需求、接口需求、界面需求等，并能根據(jù)功能需求將系統(tǒng)分成一個個小的模塊，稱為用例。需求可以通過與用戶的訪談和對現(xiàn)有同類系統(tǒng)的研究獲得。系統(tǒng)分析階段的產(chǎn)物是描述了所有需求和用例的《需求規(guī)格說明書》，通過《需求規(guī)格說明書》可以明確系統(tǒng)的目標。在系統(tǒng)分析階段，可以使用一些圖表來更形象化地表達需求，這些圖表還可以在隨后的SDLC階段中派上用場：22需求規(guī)格說明書有關(guān)圖表23數(shù)據(jù)流圖（DataFlowDiagram）描述了數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的流動情況。用例圖從用戶的角度描述系統(tǒng)的功能。有關(guān)圖表24類圖使用類和對象描述系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，能夠表現(xiàn)出類的屬性、方法及類與類之間的相互關(guān)系。順序圖能夠描述用例中所發(fā)生交互活動的詳細順序。UML用例圖、類圖和順序圖都屬于UML（UnifiedModelingLanguage，統(tǒng)一建模語言）。UML是一種圖形化的建模語言，主要用于信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計。除了前面所提到的三種圖外，UML還包含很多種圖，如包圖、對象圖、狀態(tài)圖、活動圖、協(xié)作圖、構(gòu)件圖、部署圖等。合理應(yīng)用圖表能顯著增加系統(tǒng)開發(fā)的效率?？梢允褂糜嬎銠C輔助軟件工程工具（Computer-AidedSoftwareEngineeringtool，簡稱CASEtool）制作這些圖表。25第二部分系統(tǒng)開發(fā)生命周期3.系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計27在系統(tǒng)設(shè)計階段，團隊需要根據(jù)系統(tǒng)分析階段的《需求規(guī)格說明書》進一步細化整個系統(tǒng)的設(shè)計：確定選擇的硬件。硬件選擇可以從自動化程度、處理方法和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三個角度考慮。確定軟件解決方案。比如，使用哪一種編程語言進行編寫，是否需要軟件開發(fā)工具包，是否需要集成商業(yè)的軟件模塊，等等。購置所選擇的硬件和軟件。確定編碼風格與應(yīng)用程序規(guī)范。第二部分系統(tǒng)開發(fā)生命周期4.系統(tǒng)實現(xiàn)和維護系統(tǒng)實現(xiàn)29在系統(tǒng)實現(xiàn)階段，團隊需要完成以下任務(wù)：1.配置所需的硬件和軟件，確保其能正常運行。2.進行軟件編碼。3.測試軟件。可按測試代碼的范圍將測試分為單元測試、集成測試和系統(tǒng)測試等。單元測試對每個模塊進行集成測試將多個模塊整合在一起進行測試系統(tǒng)測試則可以確保所有的硬件和軟件部件能夠一起正常運行測試還可分為三個階段：僅在開發(fā)小組內(nèi)部進行的α測試只提供給特定用戶群測試使用的β測試已經(jīng)趨于完善，只需在個別地方再做進一步優(yōu)化處理的γ測試4.文檔定稿。5.培訓用戶。6.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。如果新系統(tǒng)要代替老舊的系統(tǒng)，團隊需要負責將舊系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)移到新系統(tǒng)中。系統(tǒng)驗收30當系統(tǒng)實現(xiàn)階段的所有步驟完成后，往往還需要經(jīng)過驗收測試。驗收測試由用戶和系統(tǒng)分析員設(shè)計，旨在確保新系統(tǒng)能按要求運行。