1、第第9章章 GIS的设计与评价的设计与评价9.1 GIS 设计概述设计概述9.2 地理信息系统的设计方法地理信息系统的设计方法9.3 工程的标准化工程的标准化 GIS的开发建设和应用是一项系统的开发建设和应用是一项系统工程，涉及到系统的最优设计、最优控制工程，涉及到系统的最优设计、最优控制运行、最优管理，以及人、财、物资源的运行、最优管理，以及人、财、物资源的合理投入、配置和组织等诸多复杂问题。合理投入、配置和组织等诸多复杂问题。需要运用系统工程、软件工程等的原理和需要运用系统工程、软件工程等的原理和方法，结合空间信息系统的特点进行实施方法，结合空间信息系统的特点进行实施建设。建设。9.1 G
2、IS 设计概述设计概述 SSA&D方法的基本思想方法的基本思想(structured system development methodologies)用系统工程的思想和工程化的方法；用系统工程的思想和工程化的方法；按用户至上的原则；按用户至上的原则；结构化、模块化；结构化、模块化；自顶向下地对信息系统进行分析与设计。自顶向下地对信息系统进行分析与设计。9.2 地理信息系统的设计方法地理信息系统的设计方法用户要求用户要求需求分析需求分析概要设计概要设计详细设计详细设计程序编码程序编码测试测试维护维护支持需求支持需求 分析的分析的专家系统专家系统支持软件支持软件 设计的设计的专家系统专家系统 支
3、持测试支持测试的专家系统的专家系统 支持维护支持维护的专家系统的专家系统SSA&D方法方法 SSA&D方法的特点方法的特点 (structured system development methodologies)自顶向下整体性的分析设计和自底向上自顶向下整体性的分析设计和自底向上逐步实施；逐步实施；建立面向用户的观点；建立面向用户的观点；严格区分工作阶段；严格区分工作阶段；深入调查研究；深入调查研究；充分预料可能的变化；充分预料可能的变化；开发过程工程化。开发过程工程化。SSA&D方法方法(续续)系统分析阶段系统分析阶段系统设计阶段系统设计阶段系统实施阶段系统实施阶段系统运行、系统运行、维护
4、、评价维护、评价系统规划与初步调查；可行性研究与系统规划与初步调查；可行性研究与分析；现行系统组织结构与业务功能分析；现行系统组织结构与业务功能分析分析 ；业务流程分析；业务流程分析； 数据及数据流数据及数据流程分析；功能数据分析；提出分程分析；功能数据分析；提出分析处理方式和新系统的逻辑模型。析处理方式和新系统的逻辑模型。总体结构设计；代码设计；总体结构设计；代码设计； 文件数文件数据库设计；据库设计； IO设计；模块功能与处设计；模块功能与处理过程设计。理过程设计。程序设计；系统调试；人员培训；系程序设计；系统调试；人员培训；系统切换。统切换。系统维护；系统维护； 系统评价。系统评价。SS
5、A&D方法方法(续续) GIS工程工作流工程工作流SSA&D方法方法(续续) SSA&D的优缺点的优缺点优点：优点： 严格区分开发阶段，系统的针对性强；严格区分开发阶段，系统的针对性强； 整体性与全局性好，自顶向下观点。整体性与全局性好，自顶向下观点。缺点：缺点： 开发周期长；开发周期长； 开发过程繁琐、复杂；开发过程繁琐、复杂； 开发工具落后；开发工具落后； 与用户交流不直观；与用户交流不直观； 系统的升级较困难。系统的升级较困难。SSA&D方法方法(续续)原型方法原型方法 原型方法原型方法在关系数据库系统、第四代开发语言在关系数据库系统、第四代开发语言(4GL)和各种可视化开发环境的支持下
6、提出的一种和各种可视化开发环境的支持下提出的一种开发方法。开发方法。 原型法基本思想原型法基本思想(Prototype)原型方法原型方法(续续)原型法原型法凭借着系统分析人员对用户要求凭借着系统分析人员对用户要求的理解，在强有力的软件环境支持下，的理解，在强有力的软件环境支持下，快速地给出一个实实在在的模型（或称快速地给出一个实实在在的模型（或称原型、雏形），这个模型大致体现了系原型、雏形），这个模型大致体现了系统分析人员对用户当前要求的理解和用统分析人员对用户当前要求的理解和用户想要系统实现后的形式。户想要系统实现后的形式。 原型法工作流程原型法工作流程 1、用户提出系统要求、用户提出系统要
7、求 2、识别、归纳上述要求、识别、归纳上述要求 3、开发一个模型原型、开发一个模型原型 4、评价模型、评价模型 5、模型不可行处理、模型不可行处理 6、模型不满意处理、模型不满意处理 7、修改模型、修改模型 8、确定模型后的处理、确定模型后的处理 N、实际系统开发、运行、维护等、实际系统开发、运行、维护等12346758N原型方法原型方法(续续)质量管理的目的是为了生产高质量的产品，它不质量管理的目的是为了生产高质量的产品，它不是通过检验产品的质量，而是把质量建立在生产是通过检验产品的质量，而是把质量建立在生产过程之中来达到。近年来，国际上影响最为深远过程之中来达到。近年来，国际上影响最为深远
8、的质量管理标准是的质量管理标准是ISO9000系列标准。系列标准。ISO9000最初主要针对制造行业，现在已经扩展到硬件、最初主要针对制造行业，现在已经扩展到硬件、软件甚至服务领域。软件甚至服务领域。ISO9000强调控制、可审查强调控制、可审查性、检验与核实以及过程的改进。其基本要求是：性、检验与核实以及过程的改进。其基本要求是：“说你做的说你做的(Say what you do)”，“做你说的做你说的(Do what you say)”，并，并“证明你已做的证明你已做的(Demonstrate what you have done)”。ISO-9000系列标准系列标准9.3 工程的标准化工
9、程的标准化ISO-9000系列标准包括：1）ISO-9000质量管理和质量保证标准选择和使用的导则；2）ISO-9001质量体系设计/开发，生产，安装和服务中的质量保证模式；3）ISO-9002质量体系生产和安装中的质量保证模式；4）ISO-9003质量体系最终检验和测试中的质量保证模式；5）ISO-9004质量管理和质量体系要素导则。ISO-9000原本为了制造业而规定，不能直接应用于软件行业，后来追加了9000-3标准，成为“使ISO-9001适用于软件开发、供应和维护的指南”。ISO-9000-3的核心思想是“将质量制作入产品之中”，也就是说，软件的质量提高不能依赖于完成后的测试，而取决
10、于整个软件生存期所有的活动。ISO-9000-3的要点如下：1）ISO-9000-3标准不适用于面向多数用户销售的程序包软件，仅适合于依照合同进行的单独订货开发软件，它也是用户企业的系统部门在建立质量保证体系时的指南；2）ISO-9000-3标准对供需双方领导的责任都做了明确的规定，并没有单纯地把义务全部加在供方；3）在包括合同在内的全部工序中进行审查，并彻底文档化。具体来说，就是需方和供方合作审查，找出含混不清的问题，并记录在文件中；4）ISO-9000-3叙述了供方和需方如何合作进行有组织的质量保证活动才能制作完美的软件，强调质量保证体系贯穿于整个开发过程，强调防患于未然而不是事后纠正；6
11、）供方应实施内部质量审核制度，要求供方为了质量管理而整顿其组织机构，建立监督质量体系的机制；7）供方应对每项合同进行审查。由于ISO-9000系列标准并不针对于软件企业，到九十年代初，CMU的SEI(软件工程研究所)提出了软件的能力成熟度模型(CMM-Capability Maturity Model for Software)。与ISO9000相比，CMM只关注软件，明确强调持续的过程改进，而ISO9000只是解决质量体系的最小保证。CMM模型较为全面地描述和分析软件过程能力的发展程度，建立了描述一个组织的软件过程成熟程度的分级标准。利用该标准，软件组织可以评估自己当前的过程成熟程度，并通过
12、提出更严格的软件质量标准和过程改进，来选择自己的改进策略，以达到更高一级的成熟程度。软件过程改进的软件过程改进的CMM模型模型CMM模型：建立面向管理的软件过程模型：建立面向管理的软件过程 我们往往只重视产品本身的标准化问题，却忽略了如何提高软件生产过程的能力，及如何使软件生产过程本身标准化。一个企业的软件能力更取决于该企业的一个企业的软件能力更取决于该企业的过程能力，特别是在软件开发和生产中过程能力，特别是在软件开发和生产中的成熟度。的成熟度。一个企业过程能力越是成熟，该企业的一个企业过程能力越是成熟，该企业的软件生产能力就越有保证。实际上技术软件生产能力就越有保证。实际上技术或工具并不是第
13、一位的。或工具并不是第一位的。 CMM模型模型CMMI（集成的（集成的CMM）软件生产能力成熟模型，即软件生产能力成熟模型，即CMM（后更（后更名为名为SW-CMM）模型就是目前国际上最）模型就是目前国际上最流行也是最实用的一种软件生产过程标流行也是最实用的一种软件生产过程标准。准。提供了衡量一个公司软件工程实践的整提供了衡量一个公司软件工程实践的整体有效性办法，且建立了五级过程成熟体有效性办法，且建立了五级过程成熟度级别。度级别。混沌的过程混沌的过程 不具备稳定的环境用于软件开发和维护； 缺乏健全的管理惯例，其软件过程能力无法预计； 软件过程是一片混沌； 软件过程总是随着软件开发工作的推进而
14、处于变更和调整之中。现实中有许多这样的软件组织，这种情况被CMM定义为初级（第1级）能力成熟度。 初始级初始级定义管理的基本过程定义管理的基本过程 软件开发的首要问题不是技术问题而是管理问题。因此，可重复级可重复级的焦点集中在软件管理过程上。 一个可管理的过程则是一个可重复复级的过程，一个可重级的过程则能逐渐进化和成熟。 该级管理过程包括了需求管理、项目管理、质量管理、配置管理和子合同管理五个方面。 项目管理分为计划过程和跟踪监控过程两个过程。 通过实施这些过程，从管理角度可以看到一个按计按计划执行的且阶段可控的软件开发过程划执行的且阶段可控的软件开发过程。 可重复级可重复级定义执行的步骤标准
15、定义执行的步骤标准 制定企业范围的工程化标准； 将这些标准集成到企业软件开发标准过程中去。所有开发的项目需根据这个标准过程，剪裁出该项目的过程，并执行这些过程。 对用于软件开发和维护的标准过程要以文件形式固定下来。针对各个基本过程建立起文件化的“标准软件过程” 较普遍的看法是，只有当达到了第3级能力成熟度时，才表明这个软件组织的软件能力“成熟”了。 定义级是标准一致的软件过程。定义级定义级设定定量的质量目标设定定量的质量目标 第四级的管理是量化的管理。 所有过程都需建立相应的度量方式，所有产品的质量(包括工作产品和提交给用户的产品)需有明确的度量指标。这些度量是详尽的，且可用于理解、控制软件过程和产品，这种量化控制将使软件开发真正变成为工业生产活动。 处于这一级的组织已经能够为软件产品和软件过程设定定量的质量目标，并且能对跨项目的重要软件过程活动的效率和质量予以度量。 管理级是可度量的、可预测的软件过程管理级是可度量的、可预测的软件过程管理级管理级持续优化级持续优化级 第五级的目标是达到一个持续改善的境界。 可根据过程执行的反馈信息来改善下一步的执行过程，即优化执行步骤。 如果一个企业达到了这一级，那么表明该企业能够根据实际的项目性质、技术等因素，不断调整软件生产过程以求达到最佳。 优化级是能持续改善的软件过程优化级是能持续改善的软件过程优化级优化级
