第3章信息系统建设 本章导读 信息系统建设是调动各种因素,创建和完善信息系统的漫长过程。信息系统建设有其 自身的规律和特点,并涉及到文化社会、科学技术、领域知识、组织管理等因素。信息系 统建设包括信息系统规划、信息系统开发、信息系统维护和信息系统管理等方面的工作, 其中信息系统开发是我们要重点学习的内容 本章先介绍信息系统建设涉及到的因素、内在规律和特点,以及信息系统建设的主要 工作。然后介绍信息系统生存周期和信息系统开发过程。信息系统开发是信息系统建设的 工作重点,信息系统开发分为初始、细化、构建和移交四个阶段,在信息系统开发过程中, 需要从事领域分析、需求分析、系统设计、系统实现和测试等工作, 最后介绍指导信息系统开发的结构化方法,原型方法,面向对象方法和信息工程方法。 主要知识点 ■信息系统建设涉及的因素、规律及特点 ■信息系统建设的工作 ■信息系统生存周期 信息系统开发的阶段及工作 ■信息系统开发方法
3.1概述 信息系统建设( Information System Construction)是调动各种因素,创建和完善信 息系统的漫长过程。信息系统建设有其自身的规律和特点,并涉及到文化社会、科学技术、 领域知识和组织管理等因素。信息系统建设包括信息系统规划、信息系统开发、信息系统 维护和信息系统管理等方面的工作。 31.1信息系统建设涉及的因素 信息系统属社会系统,是自然和人类社会存在的复杂系统之一。信息系统建设具有 般工程项目建设的共性,但也存在其独特性,信息系统建设涉及多种复杂因素 1.文化社会因素 信息系统属社会系统,企业的体制、领导、组织、政策、法规、观念、员工的人文素 养等文化社会因素在一定程度上决定和影响着信息系统。在一个体制不顺、领导不力、管 理混乱、员工信息素养不高的企业中,建设信息系统的技术再先进、资金再充裕、开发人 员的技术水平再高,也建设不了成功的企业信息系统。所以,必须重视信息系统的文化社 会因素,只有在体制顺畅、管理科学、领导重视、企业员工具备一定的信息素养的基础上 才能够建设成功的企业信息系统。 2.科学技术因素 信息系统建设涉及到信息科学技术、计算机科学技术、管理学和行为科学、通信工程、 系统工程等多种学科。信息系统需要现代信息技术的支持,包括程序设计技术、可视化技 术、系统体系结构技术、图像识别技术、条形码输入技术、语音识别技术、系统规划技术、 决策模型技术等。信息系统开发需要遵循一定的方法。信息系统开发方法对保证信息系统 开发效率和质量有着决定性意义 3.领域知识因素 各专业领域需要构建适合自己专业特点的信息系统。信息系统与专业领域是一种融 合、浸透性关系。专业知识必须反映和渗透在信息系统之中,成为信息处理、业务处理、 组织管理和辅助决策的依据,离开信息系统所服务领域的专业知识,不可能开发出能够服 务该领域的信息系统 领域的专业知识是信息系统建设的重要的因素。信息系统建设必须由开发人员深入地 了解专业领域的知识和用户需求,只有完全掌握了专业领域的知识,并清楚地理解了用户 的需求之后,才能够开发出成功的企业信息系统 组织管理因素
信息系统建设是群体性的工程,需要有效地组织和管理。信息系统项目的组织管理较 之于一般工程项目的组织管理更复杂,因为信息系统建设具有软特征,更多是智能性活动, 工程对象的可见性不强,难于组织管理。信息系统建设的组织管理涉及到过程、人员、经 费、材料、文档等多种要素,通过对这些要素进行有效的组织、计划、配置、控制、监督, 以有序、有效、优质进行信息系统建设。信息系统建设的组织管理包括项目管理、人员管 理、经费管理、进度管理、文档管理、维护管理等方面内容。管理在信息系统建设中起着 重要作用,大量实践证明,中大型信息系统建设成功的关键因素不是技术而是管理, 312信息系统建设的内在规律 信息系统的建设和发展有其内在的规律。八十年代以来,部分专家学者通过对信息系 统建设的失败教训和成功经验的总结,研究和探讨信息系统建设的内在规律,其中最著名 的是诺兰模型和米歇模型。 1.诺兰模型 通过对几十年信息系统发展经验的总结,美国哈佛商学院诺兰( Nolan)教授在1980 年提出信息系统发展阶段论,即著名的诺兰模型。诺兰认为信息系统的建设需要经过起步 扩展、控制、集成、数据管理和成熟六个阶段,见图3.1 计算机 信息 时代 起步扩展掉制集成信息管理成熟 图3.1信系统建设的诺兰模型 诺兰认为,无论是宏观的国家信息系统和行业信息系统还是中小企业信息系统,其发 展必须遵循这六个阶段,一个企业的信息系统不可能从起步不经过扩展、控制、集成和信 息管理等阶段直接跨越到成熟阶段,这就是信息系统发展的内在规律。诺兰也认为,在前 个阶段中信息系统的主要特征是从手工管理过渡到事务的计算机处理,因此计算机技术 是关键因素。在这几个阶段企业还没有突出信息的作用,因此,把这几个阶段称为计算机 时代。在后三个阶段,信息已经成为企业的重要资源,成为企业管理和决策的主要因素 成为企业系统的中心,因此诺兰把后三个阶段称为信息时代 诺兰模型是早期人们对信息系统建设发展规律的硏究成果,在当时对人们客观全面地 认识信息系统的建设规律起到了积极作用。在20世纪80年代中后期我国信息系统建设中, 许多企业决策者自觉遵循诺兰模型,提高了信息系统建设的成功率 2.米歇模型 20世纪90年代以来,信息技术得到了迅速发展,信息的综合性集约化管理的需求也 3
日趋迫切,信息系统集成化建设的理论、方法和工具的研究也日趋活跃。早期信息系统的 研宄没有过多的注意信息技术的综合运用,以及将信息技术作为整个企业的发展要素而与 经营管理相融合的策略。在诺兰模型的基础上,20世纪90年代提岀的信息系统建设的米 歇模型更能够反映当代信息系统发展的新特征。米歇认为,从总的情况看,综合信息系统 的发展经过了起步、增长、成熟和更新四个阶段。其中起步阶段处于20世纪60年代末到 70年代初,20世纪80年代是信息系统发展的增长阶段,综合信息系统成熟于20世纪80 年代末到90年代初,20世纪90年代中期到21世纪初综合信息系统将进入更新阶段。研 究证明,各阶段的特征不只是涉及到计算机、网络和数据库等单纯的信息技术,更多的涉 及到知识、哲理、信息技术的综合运用水平、信息技术在企业经营管理中所发挥的作用 以及信息技术服务机构向企业和组织提供及时、完整和具有较高性能价格比的信息技术解 决方案的能力等多个方面。概括地讲,决定这些阶段的特征有信息处理的技术状况、信息 技术的综合应用水平和信息技术的集成程度、数据库和数据的存取能力、信息技术组织机 构和企业文化以及全员文化素质等五个方面。这就是综合信息系统发展的米歇模型,见图 3.2。米歇模型表现出了信息系统建设的发展过程,从总体上反映了信息系统建设应该经历 的阶段,以及所涉及的主要因素。 集成化 向适应度系统 集成化 系统 处理系统 信息技术应用状况数据处理能力企业文化全员素质 图3.2信息系统发展的米歇模型 31.3信息系统建设的特点 信息系统建设是一项复杂的社会过程 信息系统建设是一项复杂的社会过程。信息系统建设除了要考虑理论、技术和方法等 因素外,更多要考虑文化、社会、环境、管理和经济等人文社会因素。根据米歇模型,企 业信息系统建设与信息技术、应用状况、数据处理能力、企业文化和企业员工素质等因素 相关。在信息系统建设过程中,必须改革和调整所有阻碍和影响企业发展和信息系统建设 的不合理的管理体制和管理制度,制定有利于企业发展和信息系统建设的规章制度
信息系统建设面临大量的业务领域知识,企业内部和外部大量的信息要收集到信息系 统内部,作为信息系统加工处理的对象。企业的业务、管理和决策的知识和方法要反映到 信息系统之中,作为信息系统处理的算法和模型。信息的收集以及业务、管理、决策的系 统化需要做大量的工作。 人是信息系统建设的主体。信息系统建设涉及到多方面的人员。人具有不同的知识、 经验和心理倾向,人会把个人的情感、喜好、利益以及人际关系带到信息系统建设活动之 中,这就加大了信息系统建设工作的难度 2.信息系统建设是一项系统工程 信息系统是复杂的社会系统,这就需要我们用系统观点来看待和认识信息系统,用系 统方法来指导信息系统建设。信息系统作为一个社会系统,它处在复杂的社会环境之中, 我们必须搞清楚信息系统与其所处的社会环境的关系,信息系统在其社会环境中的地位和 作用。从社会和企业的整体出发,它们对信息系统的要求和约束,以及与信息系统的联系。 社会和企业规定了信息系统存在的必要性、信息系统的目标和对信息系统的约束和限制。 当我们进入信息系统内部,把它作为一个系统看待时,就需要正确地确定信息系统的目标, 信息系统的功能,信息系统各组成部分在实现信息系统目标中的地位和作用,信息系统功 能在各组成部分上的合理分布,信息系统系统结构等内容。 在建设信息系统过程中,一定要运用系统工程方法,正确地处理系统与环境的关系, 系统目标与系统功能、结构的关系,系统整体与部分的关系,系统内部诸多要素相互之间 的关系,系统各建设要素之间的关系,系统建设各项工作之间的关系,系统建设各工作阶 段之间的关系。把信息系统建设成为一个满足社会企业大系统的要求,与系统环境形成和 谐关系,目标明确、功能、结构合理的社会系统 从上述可见,建设成功的信息系统受制于多种复杂因素,其中有主观因素和客观因素, 组织内部因素和外部因素,技术因素和社会因素,认识因素和态度因素,工程因素和管理 因素等。大量实践证明,建设成功的企业信息系统,首先,要求企业领导者和工程主持者 具有较高的信息知识素养和综合管理水平,企业具备了建设信息系统的内外部条件。其次, 要求企业领导者和工程主持者对信息系统建设所涉及到的复杂因素、信息系统建设的内在 规律和信息系统特点有深刻理解。第三,企业领导者高度重视信息系统建设,并亲自参与 和组织信息系统的建设工作。第四,提供信息系统建设所需的专业技术队伍、资金、场地 等必要条件。最后,选择适宜的信息系统开发方法、技术和环境。 3.14信息系统建设的工作 信息系统建设的特点决定了信息系统建设要做大量复杂和细致的工作。信息系统建设 主要包括信息系统规划、信息系统开发、信息系统维护和信息系统管理四个方面的工作。 1.信息系统规划 信息系统规划是根据信息系统建设的设想,通过对企业经营管理和目标的分析,提出 符合企业发展目标的信息系统建设规划,并由这个规划指导整个信息系统的建设工作
2.信息系统开发 信息系统开发是根据信息系统规划所确定的近期目标和任务,由用户和技术人员组成 的开发队伍,通过领域分析、需求分析、系统设计、系统实现、测试等环节,构建能够满 足用户要求的信息系统的过程。 3.信息系统维护 信息系统维护是在信息系统投入运行之后,因为企业目标、环境、管理的变化,用户 对信息系统需求发生变化,信息系统的技术和手段的变化,以及信息系统在运行过程中暴 露出的隐患问题,由技术人员对信息系统所进行的修改和完善性工作。信息系统一旦投入 运行,维护工作就将开始,并一直持续到信息系统生存周期的结束 4.信息系统管理 信息系统管理是由管理者在信息系统生存周期各个阶段,通过有效地组织和控制参与 信息系统建设的相关资源,使之有效地达到该阶段的预期目标的综合过程。根据信息系统 建设的任务划分,可以分为信息系统开发管理、维护管理、运行管理,根据信息系统管理 的对象划分,可以分为信息系统人员管理、信息资源管理、项目管理、网络管理等。 本书将主要讨论信息系统规划、信息系统开发和信息系统管理三项工作,信息系统维 护不列为本书的讨论内容 3.2信息系统生存周期 信息系统生存周期( Informat ion System Life Cycle)是指从提出信息系统建设的设想 开始,历经规划,开发,演化等过程,一直到被其它信息系统所替代的全过程。在信息系 统生存周期中存在规划、开发、演化、管理和支持五个过程,其中演化过程中又包括运行 和维护两个子过程。见图3.3 规划过程 开发过程 程 运行过程维护过程 ·文档过程 质量休证过程 ·配置管理过程·验证过程 ·培训过程 ·评审与审计过程 ·环境建立过程 图3.3信总系统生存周期中的过程 6
1.规划过程 规划过程( Planning process是信息系统生存周期中的第一个过程。在规划过程中,先 提出信息系统建设的设想,对所要开发的信息系统进行规划和可行性分析,然后决定该信 息系统是否有必要开发,并且制订信息系统建设的总体规划。 2开发过程 信息系统开发过程( Development Process)是在信息系统规划的基础上,研制信息系 统的全过程。信息系统开发要经过初始、细化、构建、移交等阶段,需要从事领域分析、 需求分析、系统设计、系统实现、测试等方面的工作,并经过多次反复迭代,最后形成可 以交付用户使用的信息系统。 3演化过程 演化过程( Evolution process是信息系统发挥作用的全过程。这个过程从信息系统提交 使用开始,到信息系统不能继续适应企业目标、管理、技术的变化被终止为止。演化过程 包括运行和维护两个子过程。运行过程是信息系统应用于组织的业务、管理和决策,并发 挥其作用的过程。维护过程则是信息系统不断适应环境和需求的变化,进行完善和版本更 新的过程。 4.管理过程 管理过程( Management process)对信息系统实施有效地管理和控制。可以分为信息系 统规划管理、开发管理、维护管理、运行管理。根据信息系统管理的对象划分,可以分为 信息系统人员管理、信息资源管理、项目管理、网络管理等。 5支持过程 支持过程( Supporting process是在信息系统生存周期中,除了其他过程之外,起着辅 助、支持作用的信息系统过程。支持过程包括一组过程,主要有文档过程、配置管理过程、 质量保证过程、验证过程、评审和审计过程、培训过程、环境建立过程等。 33信息系统开发 331概述 信息系统开发是在信息系统规划的基础上,研制信息系统的全过程。信息系统开发是 信息系统生存周期中最重要的一个过程。经过这个过程,将把信息系统开发的初步设想, 通过多个阶段,多方面的工作,转变成为可以交付用户使用的信息系统 信息系统开发涉及到诸多因素,包括文化社会、科学技术、领域知识和组织管理等。 信息系统开发就是通过对这些要素有效地配置,分解到信息系统开发的各个工作之中,并
且按照确定的步骤开展工作,最终得到所需要的信息系统 信息系统开发需要做大量复杂的工作,主要有领域分析、需求分析、系统设计、系统 实现和测试等方面的工作。除此之外,还包括项目管理,系统支持等。这些工作一般需要 交叉并行进行。信息系统开发又是在一定的时间范围中进行,从某一个时间开始,到另 个时间结束。按照时间顺序,以及信息系统开发的工作特点,可以把信息开发划分成为初 始,细化、构建和移交四个阶段。信息系统开发呈现为所要从事的五方面的主要工作,在 四个开发阶段中进行的过程,它表现为以时间和工作为两个维度的二维结构。 从图3.4可以看出,在信息系统开发的四个工作阶段中,通过多方面的工作的进行 来完成信息系统的开发任务。每一项工作都要经过一个或几个阶段,像领域分析要经历初 始、细化和构建三个阶段,而系统实现要经历四个阶段。在每一个工作阶段中,又需要经 过多次迭代过程。 开发阶段 初始 细化 构造 移交 域分析 需求分析 统设讨 达代11达代2 1达代p1;选 图34信息系统开发过程 332信息系统开发工作 在信息系统开发的四个阶段中需要做许多工作,其中最主要有领域分析、需求分析、系 统设计、系统实现、测试等五方面的工作(除了这些主要工作之外,还包括项目管理,系 统配置,人员培训等)。下面我们主要介绍这五方面的工作 1.领域分析 领域分析也被称为业务分析( Business analysis),是对企业现行业务的分析。由开发 人员和用户对企业系统的目标、组织机构、职能作用、业务流程、企业实体等进行深入分 析,以全面了解企业现行系统的运行机制和业务过程,建立起能够反映企业实际的领域模 型,为信息系统开发打下基础。领域分析主要做的工作有:现行企业系统调查、企业目标 分析、机构和职能分析、业务分析、企业实体分析,并建立领域模型
2需求分析 需求分析( Requirements analysis)是对所开发的信息系统应该具有的功能、性能和作 用的分析。由分析人员通过对用户的需求调查,并结合企业的目标、业务现状、企业实力 和目前的技术水平,通过深入分析,确定出合理可行的信息系统需求。需求分析主要工作 包括需求调査、需求分析、需求描述和需求验证。 3.系统设计 系统设计( System Design)是在需求分析的基础上,通过考虑系统的实现环境,确定 系统的设计方案。系统设计包括系统平台设计、系统体系结构设计、详细设计、界面设计 和数据库设计等工作。最后通过设计模型来描述系统的设计结果 5.系统实现 系统实现( System Implementation)的任务是通过一系列迭代过程,把信息系统的设 计模型转变成为可以交付测试的信息系统。系统实现的工作包括子系统、组件、类和接口 的实现、数据库建立和系统集成。 6测试 测试(est)是对所实现的信息系统进行的测试。主要包括集成测试、系统测试和验收 测试,最后得出可以交付运行的信息系统。系统测试的工作包括编制测试计划、构造测试 用例、实施测试、测试结果评价等。 3.4信息系统开发方法 几十年来,出现过众多信息系统开发方法,其中较有影响的有结构化方法、原型方法、 面向对象方法和信息工程方法 341结构化方法 结构化方法( Structured Method是20世纪60年代末,在结构化程序设计的基础上 发展起来的,遵循系统工程的思想、充分考虑用户需求、突出功能特征、按照软件生命周 期过程严格划分工作阶段、强调软件各部分之间的结构关系的一类开发软件的全局性方法。 结构化方法由结构化分析(SA)、结构化设计(SD)和结构化编程(SP)三部分构成 1.结构化分析 结构化分析是结构化方法中的第一个环节。结构化分析的主要任务是运用结构化分析 方法和工具,调硏现行系统的业务管理过程和新系统的需求,通过综合系统目标、用户要 求、考虑系统的背景和环境、以及资金能力和技术因素,通过客观、认真、全面地分析, 确定出合理可行的系统需求,并提出新系统的逻辑方案(也叫系统逻辑模型),编写出系统
说明书。系统说明书经过审査通过之后,可以结束分析工作,把系统说明书提供给设计阶 段,作为结构化设计工作的依据。在分析工作没有完全完成,系统说明书未通过审查之前, 不能结束分析工作。结构化分析运用的工具是数据流图和数据字典。用数据流图描述数据 的传输、加工处理过程。数据流图既作为现行系统数据加工处理的描述工具,同时又作为 新系统逻辑模型的描述工具。 2结构化设计 结构化设计的基本工作就是确定构成系统的模块,各模块之间的联系以及每一个模块 的功能、算法和流程。所以,结构化设计也被称为模块化设计。结构化设计包括总体设计 和详细设计两个层次的工作。总体设计需要确定构成系统的所有模块以及各模块之间的关 系,并用系统结构图来描述系统的总体结构,总体设计也被称为结构设计。详细设计则需 要深入到各个模块内部,设计模块的数据结构和处理逻辑,详细设计也被称为模块设计, 般用伪码、判定树、判定表等工具描述模块的内部逻辑。设计工作的依据是系统的逻辑 模型,在设计过程中,需要把系统的数据流图转变成为系统结构图,并根据数据流图中各 个加工,设计各个模块的内部数据结构和处理流程。 3.结构化编程 结构化编程是利用结构化程序设计方法,把设计的各个模块利用程序设计语言编写出 来,并对编写的程序经过模块调试和集成调试,最后形成用户所需要的软件系统。 3.42原型方法 原型方法( Prototype Method也叫快速原型方法,基本思想是在自动化或半自动化原型 生成工具的支持下,根据用户的初步需求,通过原型生成工具,快速生成一个系统模型, 该系统模型被称为系统原型。系统原型的作用是以实物的形式把系统的框架、构成、式样、 界面和交互模式提供给用户。用户根据原型来了解新系统,并对原型做出判断和评价,提 出改进意见。开发人员根据用户的意见对原型做进一步地修改,并反复这个过程,直到用 户对系统原型满意为止。最后把系统原型转换为实际系统。 原型方法要求原型生成工具或环境的支持。原型生成工具一般需要有高性能的计算机 系统、方便的用户界面、模型、方法、式样、数据的存储和管理能力。在20世纪80年代 中期之后,在高性能计算机、网络、数据库、人工智能、界面技术和第四代语言出现之后 才具备了原型生成工具的技术基础,所以原型方法是计算机和信息技术发展的产物。 343面向对象方法 第一个面向对象语言产生于1967年,20世纪80年代后期面向对象方法( Object-Oriented Method开始引起重视,到20世纪90年代面向对象方法成为软件开发的主流方法。面向对 象方法中的对象是主观对客观的认识在软件中的实体性反映。面向对象方法的思想就是在 软件开发中,直接面向问题领域中的客观事物,并运用一整套诸如对象、类、封装、继承 对象连接、对象结构、消息等机制,指导软件开发。由于面向对象方法直接面向客观问题, 因此,较之于其它方法,面向对象更接近于问题实际、更简单、更易于理解和掌握。 10