1、第二讲第二讲 信息系统的开发方法信息系统的开发方法n1 1 信息系统建设概述信息系统建设概述n2 2 信息系统开发方法信息系统开发方法n3 3 其他开发方法其他开发方法 n4 4 开发方式简介开发方式简介1 1 信息系统建设概述信息系统建设概述信息系统建设的任务信息系统建设的任务建立信息系统是针对目前存在的一个手工的或有待改进的计算机信息系统而进行的，支持组织的管理与决策。新系统不仅必须能够完成现有系统的全部功能，解决系统存在的主要问题，而且要满足用户所提出的一些新的、更高的要求，提高组织的管理水平与效率，取得良好的经济效益和社会效益。信息系统的生命周期信息系统的生命周期系统分析系统分析系统规
2、划系统规划系统运行系统运行与维护与维护系统实施系统实施系统设计系统设计系统生命系统生命周期周期信息系统的起始阶段信息系统的起始阶段 根据系统规划阶段确定的根据系统规划阶段确定的拟建系统总体方案和开发拟建系统总体方案和开发项目的安排，确定新系统项目的安排，确定新系统应该是什么样的应该是什么样的详细说明信息系统应该详细说明信息系统应该如何实现如何实现将设计的系统付诸实施将设计的系统付诸实施的阶段的阶段 每个系统开发项目完成每个系统开发项目完成后即投入应用，进入正后即投入应用，进入正常运行和维护阶段常运行和维护阶段 信息系统建设的特点信息系统建设的特点过程社会性；需求可变性；技术复杂性；内容多样性；
3、资源密集性；环境多变性。信息系统建设的指导思想信息系统建设的指导思想面向系统的观点；面向用户满意的观点；面向开发阶段的观点；面向开发环境的观点；面向成果标准化的观点。6060年代，开始注意信息系统开发的方法与工具。年代，开始注意信息系统开发的方法与工具。7070年代，系统开发的生命周期（年代，系统开发的生命周期（life cyclelife cycle）法诞）法诞生。生。2 2 信息系统开发方法信息系统开发方法7070年代后期，强调年代后期，强调“初始阶段的重要性初始阶段的重要性”。如果在需求阶如果在需求阶段产生一个差错，就在需求阶段纠正只要花费段产生一个差错，就在需求阶段纠正只要花费1 1元
4、，那么元，那么在设计阶段纠正要花费在设计阶段纠正要花费5 5元，在实现阶段纠正要花费元，在实现阶段纠正要花费1010元，元，到运行阶段纠正要花费到运行阶段纠正要花费100100元。元。系统需求系统需求系统分析系统分析初步设计初步设计详细设计详细设计编程调试编程调试测试运行测试运行运行维护运行维护8080年代年代 8080年代初，原型法（年代初，原型法（prototypingprototyping）的诞生）的诞生（由于（由于4GL4GL的出现与发展）。的出现与发展）。9090年代初，面向对象的分析与设计和面向对象的年代初，面向对象的分析与设计和面向对象的语言开始实际应用。语言开始实际应用。2.1
5、 2.1 结构化系统开发方法结构化系统开发方法结构化方法的特点：结构化方法的特点：面向用户的观点；面向用户的观点；自顶向下的分析、设计和自底向上的系统实施相结合；自顶向下的分析、设计和自底向上的系统实施相结合；充分预料可能发生的变化；充分预料可能发生的变化；严格划分系统阶段；严格划分系统阶段；结构化、模块化；结构化、模块化；开发过程的工程化。开发过程的工程化。优点：优点：（1 1）强调系统的思想和系统的方法；）强调系统的思想和系统的方法；（2 2）将系统生命周期分解为几个阶段；）将系统生命周期分解为几个阶段；（3 3）每个阶段都有明确的要求、标准和规范；）每个阶段都有明确的要求、标准和规范；（
6、4 4）该方法是面向功能和流程的，便于流程优化。）该方法是面向功能和流程的，便于流程优化。缺点：缺点：（1 1）对话交流主要发生在分析阶段；）对话交流主要发生在分析阶段；（2 2）希望在分析阶段将所有问题讨论清楚；）希望在分析阶段将所有问题讨论清楚；（3 3）系统开发的周期较长。）系统开发的周期较长。2.2 2.2 原型法原型法 系统开发者在初步了解用户需求的基础上，快速构系统开发者在初步了解用户需求的基础上，快速构造系统开发的初步模型原型。这个原型可能是粗糙造系统开发的初步模型原型。这个原型可能是粗糙的、不完善的，经用户和开发人员共同研讨、改进和完的、不完善的，经用户和开发人员共同研讨、改进
7、和完善，提出修改方案。开发人员根据修改方案对原型进行善，提出修改方案。开发人员根据修改方案对原型进行修改，得到新的原型，再去征求用户意见，反复多次直修改，得到新的原型，再去征求用户意见，反复多次直到取得满意的原型为止。到取得满意的原型为止。在建筑学和机械设计中，在建筑学和机械设计中，“原型原型”指的是其结构、大指的是其结构、大小和功能都与某个物体相类似的模拟该物体的原始模型。小和功能都与某个物体相类似的模拟该物体的原始模型。在信息系统开发中，用在信息系统开发中，用“原型原型”来形象地表示系统的一来形象地表示系统的一个早期可运行版本，它能反映新系统的部分重要功能和个早期可运行版本，它能反映新系统
8、的部分重要功能和特征。特征。q 原型法开发的条件原型法开发的条件开发周期必须短且成本低开发周期必须短且成本低要求用户参与评价原型要求用户参与评价原型原型必须是可运行的原型必须是可运行的原型要易于修改原型要易于修改q 原型法的软件支持环境原型法的软件支持环境方便灵活的关系数据库系统（方便灵活的关系数据库系统（RDBSRDBS）；）；与与RDBSRDBS相对应的、方便灵活的数据字典描述工具；相对应的、方便灵活的数据字典描述工具；与与RDBSRDBS相对应的快速查询系统；相对应的快速查询系统；用以支持结构化程序的软件工具；用以支持结构化程序的软件工具；非过程化的报告或屏幕生成器；非过程化的报告或屏幕
9、生成器；自动文档编排功能。自动文档编排功能。q 原型法的特点原型法的特点从认识论的角度看，原型方法更多地遵循了人们认从认识论的角度看，原型方法更多地遵循了人们认识事物的规律，因而更容易为人们所普遍接受；识事物的规律，因而更容易为人们所普遍接受；原型方法将模拟的手段引入系统分析的初期阶段，原型方法将模拟的手段引入系统分析的初期阶段，沟通了人们的思想，缩短了用户和系统分析人员之沟通了人们的思想，缩短了用户和系统分析人员之间的距离，解决了结构化方法中最难以解决的一环。间的距离，解决了结构化方法中最难以解决的一环。充分利用了最新的软件工具，摆脱了老一套工作方充分利用了最新的软件工具，摆脱了老一套工作方
10、法，使系统开发的时间、费用大大地减少，效率、法，使系统开发的时间、费用大大地减少，效率、技术等方面都大大地提高。技术等方面都大大地提高。优点：优点：（1 1）改善了用户和系统设计者的交流方式；）改善了用户和系统设计者的交流方式；（2 2）帮助确定技术上的可行性；）帮助确定技术上的可行性；（3 3）有助于推广目标系统的思想；）有助于推广目标系统的思想；（4 4）降低了开发风险；）降低了开发风险；（5 5）减少了用户的培训时间，开发的时间和成本。）减少了用户的培训时间，开发的时间和成本。缺点：缺点：（1 1）方法缺少系统性和完整性；）方法缺少系统性和完整性；（2 2）对开发工具要求高；）对开发工具
11、要求高；（3 3）容易走上机械模拟手工系统的方式；）容易走上机械模拟手工系统的方式；（4 4）不适用于开发大型综合的）不适用于开发大型综合的MISMIS。2.3 2.3 面向对象方法面向对象方法面向对象的分析（面向对象的分析（OOAOOA）面向对象的设计（面向对象的设计（OODOOD）面向对象程序设计（面向对象程序设计（OOPOOP）n面向对象的方法面向对象的方法（Object Oriented,OO ）客观世界是由各种各样的对象组成的，对象是一个客观世界是由各种各样的对象组成的，对象是一个独立存在的实体，从外部可以了解它的功能，但其内部独立存在的实体，从外部可以了解它的功能，但其内部细节是细
12、节是“隐蔽隐蔽”的，它不受外界干扰。每种对象都有各的，它不受外界干扰。每种对象都有各自的内部状态和运动规律，不同的对象之间相互作用和自的内部状态和运动规律，不同的对象之间相互作用和联系构成了各种不同的系统。联系构成了各种不同的系统。q 基本思想基本思想 基于所研究的问题，对问题空间（软件域）进行自然分割，识别基于所研究的问题，对问题空间（软件域）进行自然分割，识别其中的对象及其相互关系，建立问题空间的信息模型，在此基础上进其中的对象及其相互关系，建立问题空间的信息模型，在此基础上进行系统设计，用对应对象和关系的软件模块构造系统。使系统的开发行系统设计，用对应对象和关系的软件模块构造系统。使系统
13、的开发过程能像过程能像硬件组装硬件组装那样，由那样，由“软件集成块软件集成块”来构筑。来构筑。对象：对象：当设计和实现一个信息系统时，如能在满足需求的条件下，把系当设计和实现一个信息系统时，如能在满足需求的条件下，把系统设计成由一些不可变的（相对固定）部分组成的最小集合，这个设统设计成由一些不可变的（相对固定）部分组成的最小集合，这个设计就是最好的。它把握了事物的本质，因而不再会被周围环境（物理计就是最好的。它把握了事物的本质，因而不再会被周围环境（物理环境和管理模式）的变化以及用户没完没了的需求变化所左右。这些环境和管理模式）的变化以及用户没完没了的需求变化所左右。这些不可变的部分就是所谓的
14、对象。不可变的部分就是所谓的对象。q 面向对象方法的进一步解释 （1）客观事物都是由）客观事物都是由对象对象组成的组成的（任何复杂的事物都可以通过对象的某种组合构成）（2）对象由属性和方法组成）对象由属性和方法组成（属性反映了对象的信息特征，如：特点、值、状态等，方法则是用来定义改变属性状态的各种操作）（3）对象之间的联系通过传递）对象之间的联系通过传递消息消息来实现来实现（传递消息的方式是通过消息模式和方法所定义的操作过程来完成的）（4）对象可按其属性进行归）对象可按其属性进行归类类（类有一定的结构，类上可以有超类，类下可以有子类，这种对象或类之间的层次结构是靠继承关系维系着的）（5）对象是
15、被）对象是被封装封装的实体的实体（封装指严格的模块化。这种封装了的对象满足软件工程的一切要求，而且可以直接被面向对象的程序设计语言所接受）q 面向对象技术的基本概念面向对象技术的基本概念a对象（对象（ObjectObject）a类（类（ClassClass）a消息（消息（MessageMessage）a继承性（继承性（InheritanceInheritance）a多态（多态（PolymorphismPolymorphism）a封装（封装（EncapsulationEncapsulation）q 对象（对象（ObjectObject）对象对象-类的一个实例，包括了数据和过程，类的一个实例，包括
16、了数据和过程，它是面向对象程序设计的基本单元。它是面向对象程序设计的基本单元。属性属性-对象的特征。对象的特征。对象之间的两种关系：对象之间的两种关系：分类结构分类结构对象对象A是对象是对象B类中一种的关系。类中一种的关系。组装结构组装结构对象对象A是对象是对象B的一部分的关系。的一部分的关系。运输工具运输工具分类结构分类结构组装结构组装结构计算机计算机q 类（类（ClassClass）类是对象的抽象。一个类定义了大体上相似的一组对象（对象的集合）；类是对象的定义和描述。一个类所包含的方法和数据是用来描述一组对象的共同行为和属性；通过类来抽象一个个对象的共同特点、描述一个个对象的相似属性，存储
17、一个个对象的一致行为，是面向对象技术最重要的特征。子类子类 是对其父类的改动，相对父类，子类可以继承是对其父类的改动，相对父类，子类可以继承父类中的全部功能及响应代码添加新的功能及响应代父类中的全部功能及响应代码添加新的功能及响应代码用新过程覆盖父类中不适合子类的过程。码用新过程覆盖父类中不适合子类的过程。父类父类子类子类对对象象q 消息（消息（MessageMessage）消息是对象之间的通信机制，是访问类中所定义的行为的手段。当一个消息发送给某一个对象时，即要求该对象产生某些行为。所要求产生的行为包含在发送的消息中，对象接受到消息后，给与解释并产生影响。这种通信过程交消息传递（Messag
18、e Passing）。发送对象发送对象（SenderSender）接受对象接受对象（ReceiverReceiver）接接口口消消 息息操作名，参数操作名，参数消息传递模型消息传递模型q 继承性（继承性（InheritanceInheritance）继承性是不同类层次之间共享数据和方法的手段，是软件重用的一种机制。对一个新的类的定义和实现，可以建立在已有类的基础上。把已经存在类中的数据和方法作为自己的内容，并加入自己特有的新内容。类的层次结构在概念分析上源于对事物不同层次的抽象，而在具体实现上却依赖继承机制。在一个类上所做的改动反映到它所具有的所有子类中，并同时在一个类上所做的改动反映到它所具
19、有的所有子类中，并同时反映到按该类及其子类所创建的对象中。反映到按该类及其子类所创建的对象中。q 多态（多态（PolymorphismPolymorphism）多态是指具有多种形式。不同对象在收到统一消息后产生不同的结果，这一现象叫多态。在使用多态时，系统发出一个通用消息，而实现的细节由收到消息的对象自行决定。这样，同一消息就可能产生不同的调用方法。用相同名称调用方法的能力，使其具有不同的内容，用相同名称调用方法的能力，使其具有不同的内容，这主要取决于所处理的对象。这主要取决于所处理的对象。DrawCircleRectangle画矩形画矩形画圆画圆 所有对象接收同一条消息所有对象接收同一条消息
20、DrawDraw，但每个对象分别作，但每个对象分别作出自己的响应。出自己的响应。q 封装（封装（EncapsulationEncapsulation）封装是指对象可以拥有内部变量和处理，并将内部细节隐藏起来的能力。封装将对象封闭起来，管理着对象的内部状态，因而封装的实质是信息隐藏，它的基本单位是对象。封装需要两个条件：封装需要两个条件：一是所需封装的对象必须是完备的，即该对象必须能表示一个完一是所需封装的对象必须是完备的，即该对象必须能表示一个完整的概念，包括这个概念的所有方面；整的概念，包括这个概念的所有方面；二是对象必须具有私有特征，它需要对其内部的数据和处理过程二是对象必须具有私有特征，
21、它需要对其内部的数据和处理过程限制使用权限，以保证其内部的牢固性。限制使用权限，以保证其内部的牢固性。n面向对象系统的开发过程面向对象系统的开发过程 q 面向对象的系统开发模型时时间间时时间间需求需求总体总体设计设计分分析析设设计计分分析析设设计计簇二簇二簇一簇一簇三簇三类类 库库目标系统目标系统设设计计实实现现q 面向对象的系统开发生命周期面向对象的系统开发生命周期（1）分析阶段（Object Oriented Analysis,OOA）从问题域中选出词汇，建立类和对象的模型世界。（2）设计阶段（Object Oriented Design,OOD）对问题域的行为进行关键抽象再分解的过程。（
22、3）演化阶段 面向对象程序设计（Object Oriented Programming,OOP）、测试和集成组合在一起的阶段。（4）维护阶段 是系统提交运行之后的变更活动。是找出和规定一组根据系统的各项要求而行动和相互作是找出和规定一组根据系统的各项要求而行动和相互作用的问题领域对象。用的问题领域对象。如：一个简单的销售系统模型的实例：如：一个简单的销售系统模型的实例：顾客顾客姓名姓名地址地址交易交易日期时间日期时间计算总额计算总额销售交易销售交易付款方式付款方式计算总额计算总额销售项销售项数量数量计算销售额计算销售额货品货品名称名称价格价格取价格取价格计算销计算销售额售额取价格取价格面向对象
23、的分析（面向对象的分析（OOAOOA）面向对象设计面向对象设计 Object Oriented Design,OOD OODOOD的主要作用是对的主要作用是对OOAOOA分析的结果作进一步的规分析的结果作进一步的规范化整理，以便能被范化整理，以便能被OOPOOP直接接受。直接接受。主要有以下几项工作：主要有以下几项工作：v 对象定义规格的求精过程对象定义规格的求精过程v 数据模型和数据库设计数据模型和数据库设计v 优化优化 对象和结构的模块化为对象和结构的模块化为OODOOD提供了一种范式，这种范提供了一种范式，这种范式支持对类和结构的模块化。并符合一般模块化所要求式支持对类和结构的模块化。并
24、符合一般模块化所要求的所有特点，如信息隐藏性好，内部聚合度强和模块之的所有特点，如信息隐藏性好，内部聚合度强和模块之间耦合度弱等。间耦合度弱等。面向对象设计程序面向对象设计程序 Object Oriented Programming,OOP 试图使程序设计环境适合于现实世界的问题。试图使程序设计环境适合于现实世界的问题。面向对象面向对象使程序员的观点使程序员的观点从程序设计语言如何工作从程序设计语言如何工作转向着重于执行程序设计功能的对象模型转向着重于执行程序设计功能的对象模型，而不是着重而不是着重于每个程序代码如何与程序的其他部分和系统交互作用于每个程序代码如何与程序的其他部分和系统交互作用
25、上，面向对象程序着重于建立能够模拟程序需要解决的上，面向对象程序着重于建立能够模拟程序需要解决的现实世界问题的对象。现实世界问题的对象。n面向对象方法的评价面向对象方法的评价 特点：特点：q 需要一个详细的需求分析报告需要一个详细的需求分析报告 q 从小到大，自下而上的分析过程从小到大，自下而上的分析过程 q 完成从对象客体的描述到软件结构之间的转换完成从对象客体的描述到软件结构之间的转换 q 必须与其他方法综合运用才能充分发挥其优势必须与其他方法综合运用才能充分发挥其优势 面向对象方法的出发点和所追求的基本目标是使分析、设计面向对象方法的出发点和所追求的基本目标是使分析、设计和实现一个系统的
26、方法尽可能接近人们认识一个系统的方法，和实现一个系统的方法尽可能接近人们认识一个系统的方法，也就是使描述问题的问题空间和解决问题的方法空间在结构也就是使描述问题的问题空间和解决问题的方法空间在结构上尽可能一致。上尽可能一致。使设计出的软件尽可能直接地描述现实世界，构造出模块化使设计出的软件尽可能直接地描述现实世界，构造出模块化的、可重用的、应变能力和维护性好的软件，并达到控制软的、可重用的、应变能力和维护性好的软件，并达到控制软件的复杂性和降低开发维护费用的目的。件的复杂性和降低开发维护费用的目的。注意：注意：阶段调查分析设计实现工作量30%40%20%10%开发过程中各环节所占的比重开发过程
27、中各环节所占的比重3 3 其他开发方法其他开发方法 JAD(Joint Application Development)JAD(Joint Application Development)CBSE(Component-Based Software CBSE(Component-Based Software Engineering)Engineering)的开发的开发2-38信息工程方法自顶向下按四个开发阶段逐步进行：（1 1）信息战略规划阶段；）信息战略规划阶段；（2 2）业务分析阶段；）业务分析阶段；（3 3）系统设计阶段；）系统设计阶段；（4 4）系统制作阶段）系统制作阶段 信息工程方法的
28、开发过程与结构化生命周期法类似，也是分阶段进行的，该方法引入了知识库的概念，从业务分析到系统制作的每一个过程都离不开知识库的支撑。信息工程方法的开发阶段信息工程方法的开发阶段信息战略规划信息战略规划业务分析业务分析初步设计初步设计原型法设计原型法设计详细设计详细设计硬件设计硬件设计程序自动生成程序自动生成测试测试运行维护运行维护知知 识识 库库2-39q 信息战略规划阶段信息战略规划阶段 该阶段的目的是使所开发的信息系统能支持企业领导的经营管理及其决策，能支持企业经营管理的方针和策略，保证系统在统一的目标和要求下按计划开发。具体工作包括：（1）调研分析。初步调查企业的内外环境、优势和劣势、经营
29、方针、目标，明确实现方针、目标的条件及关键要素。（2）信息战略规划。根据初步调查和分析，决定系统开发的目的和开发规划、总体框架及体系结构、企业基本模型、数据基本模型、业务处理模型、技术规范、系统开发的优先次序、人员、开发进度等。2-40q 业务分析阶段 该阶段的工作内容是从知识库中取出规划阶段存入的信息，对业务处理的数据和处理过程进行分析，总结出详细的数据模型和处理模型及两者之间的关系存入知识库中。q 系统设计阶段 从知识库中取出分析阶段存入的有关信息，进行数据流程、数据结构、输入/输出设计，并将结果存入知识库中。q 系统制作阶段 从知识库中取出设计阶段存入的有关信息，用程序生成器自动生成程序
30、代码，并进行调试和测试。2-41计算机辅助开发（CASE）方法（Compute Aided Software Engineering）CASE是一种自动化或半自动化的方法，能够全面支持除系统调查外的每一个开发步骤。CASE是一种开发环境而不是一种开发方法。目前，CASE 仍是一个发展中的概念，各种CASE软件也较多，没有统一的模式和标准。采用CASE工具进行开发，必须结合一种具体的开发方法，如：结构化系统开发方法、面向对象方法或原型法等，CASE方法只是为具体的开发方法提供了支持每一过程的专门工具。2-42CASE方法的特点：（1）解决了从客观对象到软件系统的映射问题，支持系统开发的全过程；（
31、2）提高了软件质量和软件重用性；（3）加快了软件开发速度；（4）简化了软件开发的管理和维护；（5）自动生成开发过程的各种软件文档。现在，CASE中集成了多种工具，这些工具既可以单独使用，也可以组合使用。CASE概念也由一种具体的工具发展成为开发信息系统的方法学。4 4 开发方式简介开发方式简介1自行开发自行开发 根据所承担的项目的实际情况开发的专有系统，一般由专业的咨询公司开发，基本上可以满足项目实施阶段的各种目标控制需要，经过适当改进，这些专有系统也可以用于其它项目中。优点：易于协调，可以保证进度；开发人员熟悉企业情况，可以较好地满足用户的需求；方便运行与维护；可以满足特殊需要等。缺点：开发周期较长；成功率低；系统的技术水平和规范程度往往不高。2委托开发委托开发 进一步发展:业务外包3合作开发合作开发 主要问题是企业如何选择合适的开发伙伴，它应该有技术实力，有类似企业的开发经历，熟悉行业特点，一般多为大专院校和科研院所。4咨询开发咨询开发 以企业自己的力量为主，外请专家进行咨询的方式。5外购商品化软件外购商品化软件 购买成熟的商品化软件，然后根据项目的实际情况进行二次开发和人员培训。这些商品软件一般以一个子系统的功能为主，兼顾实现其他子系统功能。
