管理信息系统开发教案.docx
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管理信息系统开发教案
管理信息系统开发
教学要求
学习目标：
了解管理信息系统开发的特点和基本原则；
掌握管理信息系统的开发策略和方式；
初步掌握结构化系统开发方法。
教学重点
管理信息系统的开发策略和方式
教学难点
管理信息系统的开发方式的比较、管理信息系统开发的方法
课时安排
本章安排6课时。
教学大纲
任务一管理信息系统开发认知
一、管理信息系统开发的特点
作为系统工程，管理信息系统开发的特点是：
建设周期长，投资大，风险大，比一般的技术工程有更大的难度和复杂性。
另外，管理信息系统不只是单纯的计算机系统，而是辅助企业管理的人机系统。
二、管理信息系统开发的基本原则
管理信息系统的开发一般应遵循以下五项原则。
1.适应性原则
适应性是系统开发必须遵循的最基本的原则，包括两个方面：
一是系统要适应企业各级管理者的需求，特别是要适应企业最高层级管理者的需求；二是要主动适应信息技术环境。
2.效益性原则
企业的任何行为都是为了创造直接或间接、目前或长远的经济效益及社会效益。
开发企业管理信息系统也不例外，必须着眼于效益
3.系统性原则
管理信息系统是组织实体内部进行综合信息管理的软件系统，有着鲜明的整体性、综合性、层次性和目的性。
它的整体功能是由许多子功能有序组合而成的，与管理活动和职能相互联系、相互协调。
系统各子系统功能处理的数据既独立又相互关联，构成一个完整而又共享的数据体系。
因此，在管理信息系统的开发过程中，必须十分注重其功能和数据的整体性、系统性。
4.规范化原则
管理信息系统的开发是一项复杂的应用软件工程，应该按照软件工程的理论、方法、规范去组织与实施。
无论采用的是哪种开发方法，都必须注重软件开发工具、文档资料及项目管理的规范化。
5.递进性原则
管理信息系统的开发需要经历一个逐步完善、逐步发展的过程。
任务二管理信息系统开发的策略和方式
一、管理信息系统的开发策略
1.“自下而上”的开发策略
“自下而上”的开发策略是从现行系统的业务状况出发，先实现一个个具体的功能，逐步地由低级到高级建立管理信息系统。
2.“自上而下”的开发策略
“自上而下”的开发策略是一种更重要的策略，是信息系统的发展走向集成和成熟的要求。
“自上而下”的开发策略是从企业的高层管理和整体目标着手，强调从整体上协调和规划，由整体到局部，由长远到近期，自上而下地确定需要哪些功能去保证目标的完成，从而划分相应的业务子系统，并进行各个子系统的具体分析与设计。
二、管理信息系统的开发方式
管理信息系统的开发方式是指企业组织获得应用系统服务的方式，主要解决由谁来承担系统开发任务，建设所需信息系统的问题。
1.自主开发
自主开发是由用户依靠自己的力量独立完成系统开发的各项任务，适合于技术力量比较雄厚的企业。
2.委托开发
委托开发是由用户将管理信息系统的开发委托给富有开发经验的机构或专业开发人员，按照用户的需求承担系统开发的任务。
3.合作开发
合作开发是指由本单位提出开发要求，与合作单位一起完成管理信息系统的开发工作，开发成果由双方共享，这实际上是一种自主开发方式与委托开发方式的结合。
4.购买现成软件或软件包
购买现成软件或软件包是指从销售商手中直接购买已开发成功且功能强大的专项业务管理信息系统软件或者软件包。
5.四种开发方式的比较
由上可知，四种开发方式有各自的优缺点，在实际开发中，需要根据使用单位的实际情况进行选择，也可综合运用各种开发方式。
任务三管理信息系统开发的方法
一、结构化系统开发和设计方法
（一）结构化系统开发和设计方法的基本思想
结构化系统开发和设计方法也称结构化生命周期法，诞生于20世纪70年代初期。
这种方法其实是一类方法的总称，是指用系统工程的思想和工程化的方法，按用户至上的原则，结构化、模块化、自顶向下地对系统进行分析与设计，然后自底向上逐步实施的系统开发过程。
（二）结构化系统开发和设计方法的特点
（1）使用结构化、模块化方法。
（2）强调用户的参与。
（3）深入调查研究。
（4）严格按照阶段进行。
（5）开发过程工程化。
要求开发过程的每一个步骤都按照工程标准规范化，建立完整的、标准化的文档资料。
（三）结构化系统开发和设计方法的生命周期
用结构化系统开发和设计方法开发一个系统，可以将整个开发过程划分为系统规划、系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与维护五个首尾相连接的阶段，一般称为系统开发的生命周期。
（1）系统规划。
系统规划是指根据用户的系统开发请求，进行初步调查，明确问题，确定系统目标和总体结构，确定各阶段的实施进度，然后进行可行性研究。
（2）系统分析。
系统分析是指分析业务流程、分析数据与数据流程、分析功能与数据之间的关系，最后提出分析处理方式和新系统逻辑方案。
（3）系统设计。
系统设计包括进行总体结构设计、代码设计、数据库（文件）设计、输入/输出设计、模块结构与功能设计，并根据总体设计，配置与安装部分设备，进行试验，最终给出设计方案。
（4）系统实施，系统实施是指同时进行编程（由程序员执行）和人员培训（由系统分析、设计人员培训业务人员和操作员）以及数据准备（由业务人员完成），然后投入试运行。
（5）系统运行与维护。
系统运行与维护是指对系统进行日常的运行管理、评价、监理审计，并对系统进行修改、维护或局部调整，在出现不可调和的大问题时，进一步提出开发新系统的请求，老系统生命周期结束，新系统诞生，构成系统的一个生命周期。
在每一阶段中，又包含若干步骤，步骤可以不分先后，但仍有因果关系，总体上不能打乱。
（四）结构化系统分析方法
结构化系统分析方法采用自顶向下逐层分解的方法。
首先抓住系统的本质特性对系统加以抽象概括，形成高层次的概念；然后逐步考虑细节问题，把整个系统分解成相对独立的若干小问题，然后分别解决。
（五）结构化系统开发和设计方法的优缺点
结构化系统开发和设计方法的突出优点就是它强调系统开发过程的整体性和全局性，强调在整体优化的前提下考虑具体的分析设计问题，即自顶向下的观点。
它强调的另一个观点是严格地区分开发阶段，强调一步一步地严格地进行系统分析和设计，对每一步工作都及时进行总结，发现问题及时地反馈和纠正，从而避免了开发过程的混乱状态，是一种目前被广泛采用的系统开发方法。
但是，随着时间的推移，这种开发方法也逐渐地暴露出了很多不足之处。
最突出的表现是它的起点太低，所使用的工具（主要是手工绘制各种各样的分析设计图表）落后，致使系统开发周期过长，从而带来了一系列的问题。
二、原型开发方法
原型开发方法是20世纪80年代随着计算机软件技术的发展，特别是在关系数据库系统（relationaldatabasesystem,RDBS）、第四代程序生成语言（4thgenerationlanguage，4GL）和各种系统开发生成环境产生的基础上，提出的一种从设计思想到工具、手段都全新的系统开发方法。
（一）原型开发方法的基本思想
原型开发方法的基本思想与结构化方法不同，它不注重全面、系统、详细地调查和分析，而是在系统开发人员对用户基本需求的理解的基础上，先快速开发出一个只具备基本功能、试验性的、简易的应用软件，即原型系统，然后对其反复修改。
（二）原型法的类型
1.丢弃型原型法
丢弃型原型法按应用目的和场合划分，又可分为探索型和试验型两种。
（1）探索型原型法。
探索型原型法是为了确定用户需求而建立原型的方法。
它是在未进行任何常规需求分析的情况下，力求完整地识别和确认属于用户的真正要求，没有详细的设计规范，也没有严格定义原型的规律。
（2）试验型原型法。
有些时候，用户除非很好地了解了一些实现细节，否则很难判断一种设计方法是否奏效。
有一种技术能够低成本地解决这个问题，那就是建立试验型原型。
试验型原型法只把原型当成试验工具，试了之后就抛掉，根据试验的结果做出新的系统。
2.演化型原型法
演化型原型法的基本思想是：
对于用户需求和系统功能不断变化的系统，如果花大力气去了解一个不清楚的东西，倒不如先按一个基本要求去开发系统，让用户使用起来，有问题随时修改，逐步使原型演化为新系统的最终产品。
这种方法虽然修改和追加功能次数很多，但还是有益处的。
演化型原型法又可分为递增式和演进式两种。
（1）递增式。
递增式又称为“缓慢增长的系统”，用于解决需要集成的、复杂系统的设计问题。
（2）演进式。
演进式是指将系统开发看成一个周期过程，反复进行。
（三）原型法开发过程
原型法开发过程是首先由用户提出开发要求，然后由开发人员识别并归纳用户要求，再根据识别、归纳的结果，构造出一个原型（即程序模块），最后同用户一起评价这个原型。
如果不行，则再对原型进行修改，直到用户满意为止。
1.原型法工作流程
2.原型法生命周期
原型法生命周期有十个阶段。
（1）方法选择。
（2）识别基本需求。
（3）开发原型。
（4）原型验证。
（5）修正和改进。
（6）判断原型是否完成。
（7）判断是否需要细部说明。
（8）严格说明细部。
（9）判断原型效果。
（10）整理原型、提供文档。
（四）原型法的优、缺点和适用范围
1.原型法的优点
（1）原型法的开发过程是一个循环往复的反馈过程，符合人们认识事物的规律，它认为人们对事物的认识不可能一次就完全了解，只有随着用户对计算机应用理解的不断加深，对系统需求提出更多更高的要求，才使得将来的系统能真正满足用户的需要。
（2）原型法以用户为中心开发系统，提供了一个验证用户需求的环境，为用户提供了一个可以演示的、生动的模型，比提供书面的文档和图表更为直观，而且在模型的演示中，可以对其进行不断的修改和完善。
（3）由于原型法需要快速形成原型和不断修改演进，因此原型法的开发周期短，费用相对较少，系统的可变更性好，应变性强，使用灵活。
2.原型法的局限性
作为一种具体的开发方法，原型法不是万能的，有其一定的适用范围和局限性。
（1）对于大型的系统或复杂度高的系统，如果不经过严格的系统分析和整体规划，直接用模块一个一个进行模拟是很困难的。
（2）对于大量的运算、逻辑性较强的程序模块，原型法很难构造一个合适的模型来供人评价。
（3）用户过早看到系统原型，错误地认为系统就是如此模样，会使用户缺乏信心和耐心，系统开发人员也很容易下意识地用原型取代严谨的系统分析。
三、面向对象开发方法
（一）面向对象方法的基本概念
1.对象
在面向对象方法中，对象是最基本的概念，是系统开发中最基本的研究对象，也是构成系统的最基本元素。
对象是不固定的，由于解决的问题和所处的角度不同，面向的对象也会不同。
对象具有如下特征。
（1）模块性。
模块性是指对象是一个独立存在的实体。
（2）继承性。
继承性是指利用已有的类作为基础建立新的类，而不必重复定义它们。
（3）类比性。
类比性是指对象之间属性关系的共同性。
（4）动态连接性。
动态连接性是指各个对象之间统一、方便、动态的消息传递机制。
2.类
所谓类，就是指一组具有相同数据结构、操作和约束条件的对象集合。
类的定义包括一组数据属性和在数据上的一组合法的操作。
3.继承
继承（inheritance）是指一个类可以直接继承其父类的部分或全部属性及操作的特性，而不必重复定义它们。
在面向对象的软件技术中，继承是基类（或父类）和子类之间共享数据和操作方法的机制。
4.消息
对象之间进行通信的数据称为消息（message），消息是向对象发出的服务请求。
5.封装
封装是一种信息隐蔽技术，对用户来说对象内部的信息是隐蔽的，不能直接访问，对象的使用者只能看到对象封装界面上的信息，只能通过对象的外部接口访问对象。
封装的定义包含以下几个方面。
（1）对象具有清楚的边界，即将对象的内部范围隐蔽在这个边界内。
（2）对各对象之间相互作用的外部接口进行描述。
（3）对每个对象的内部实现细节进行隐蔽。
6.多态性
简单地说，多态性（polymorphism）是指同一个操作在不同的类中有不同的实现方法和不同的执行结果。
（二）面向对象方法的基本思想
面向对象方法认为，客观世界是由各种各样的对象组成的，每个对象都有各自的内部状态和运动规律，不同对象之间通过消息传递相互作用，构成了各种不同的系统。
面向对象方法的要点可以归纳为以下几点。
（1）客观事物都是由对象（object）组成的，对象是在原事物基础上抽象的结果。
（2）对象由属性（attribute）和方法组成。
（3）对象之间的联系主要是通过传递消息（message）实现的，而传递的方式是通过消息模式（messagepattern）和方法所定义的操作过程完成的。
（4）对象可按照其属性进行归类（class），类有一定的结构，类上可以有父类，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）对象是一个被严格模块化的实体，即被封装后的实体。
（三）面向对象方法的开发过程
使用面向对象方法开发一个信息系统一般包括以下四个阶段。
（1）系统调查和需求分析。
（2）分析问题的性质和求解问题。
（3）整理问题。
（4）程序实现。
（四）面向对象的系统设计方法
面向对象设计的任务就是把分析阶段建立的问题域模型转变成系统的实施方案，就是用面向对象的观点建立求解域的模型。
大多数系统的面向对象设计模型在逻辑上都由四大部分组成，这四大部分对应于组成目标系统的四个子系统，即问题域子系统、人机交互子系统、任务管理子系统和数据管理子系统。
1.设计问题域子系统
问题域子系统的设计是以面向对象分析得到的模型为出发点，面向对象分析的结果恰好符合面向对象设计的问题空间部分。
2.设计人机交互子系统
人机交互子系统重点突出人如何命令系统以及系统如何向用户提交信息，主要是设计一组与用户界面有关的类和对象。
人机交互子系统的设计策略主要有如下几点。
（1）分类和描述。
（2）设计命令层。
（3）设计详细的交互准则。
（4）根据图形用户界面（GUI）进行设计：
图形用户界面（GUI）是一种界面设计技术，针对不同的系统平台，有不同的GUI工具包，在进行界面设计时可考虑选择某个适用的GUI工具包。
3.设计任务管理子系统
设计任务管理子系统主要是设计一组用于控制系统中类的行为的类和对象。
任务管理部分的设计策略包括以下几点。
（1）确定事件驱动型任务。
（2）确定时钟驱动型任务。
（3）确定优先任务和关键任务。
（4）确定关键任务。
（5）确定协调任务。
（6）确定资源需求。
4.设计数据管理子系统
数据管理子系统是系统存储或检索对象的基本设施，数据管理的设计主要指确定持久对象的存储结构，以便把对象存储于一个数据管理系统中。
由于面向对象的数据库技术还不成熟，目前多选用关系数据库管理系统为面向对象的信息系统存储数据。
四、杰克逊系统开发方法
（一）杰克逊系统开发方法的基本思想
杰克逊系统开发方法的思想是：
从客观现实中提取出客观实体，并确定各实体的活动以及实体与各活动之间的相互关系，生成反映客观问题的进程模型。
在进程模型的基础上，增加系统功能,确定时序关系，最后实现所设计的系统。
（二）杰克逊系统开发方法的开发过程
杰克逊系统开发方法实际上是支持软件分析与设计的一组连续的技术步骤，该方法可划分为建模、设计和实现三个阶段，共包括实体活动分析、实体结构分析、建立进程模型、确定系统功能、确定系统时序、系统实现六个步骤。
1.实体活动分析
实体活动分析主要是从问题的描述中提取软件系统要产生和运用的实体（人、物或组织）以及现实世界作用于实体上的动作（事件）。
当选定了实体和动作之后，实际上已经把要开发系统的范围划定了。
2.实体结构分析
实体结构分析是把作用于实体的动作或由实体执行的动作，按时间发生的先后次序排序，构成进程，并用一个层状的Jackson结构图表示。
3.建立进程模型
建立进程模型是指将实体和动作表示成一个进程模型，定义模型与现实世界的联系。
模型系统的规格说明可用系统规格说明图（systemspecificationdiagram，SSD）来表示。
4.确定系统功能
确定系统功能主要是说明与已定义的动作相对应的功能，为已定义的动作加入功能函数。
5.确定系统时序
确定系统时序是指对进程加入时间因素，对进程调度特性进行评价和说明。
在这个步骤中，设计人员将定义系统的时间限制。
6.系统实现
系统实现是指设计组成系统的硬件和软件，实现系统的原型。
五、计算机辅助开发方法
软件开发环境和工具是为了提高软件开发的效率而引进的，它的诞生是与软件开发技术的发展以及软件工程概念的出现密切相关的。
（一）CASE方法的基本思路
采用CASE工具辅助开发并不是一种真正意义上的方法，使用CASE方法必须依赖于某一种具体的开发方法，如结构化方法、原型方法、面向对象方法等，一般大型的CASE工具都可以支持。
需要注意的是，CASE方法只是一种辅助的开发方法，主要作用在于帮助开发者生成开发过程中的各类图表、程序和说明性文档。
（二）CASE软件平台
CASE软件平台则是一组范围广泛的集成化软件工具，构成了工作站的“软环境”。
软件开发人员可以根据自己的需要对CASE软件平台进行任意增裁，以便执行某些专门的项目管理、设计和维护这样一些任务，以替代传统的软件开发工具。
为了提供全面的软件开发支持，一个完整的CASE软件平台必须具备以下功能。
1.图形功能
图形表示法在软件开发中起着重要的作用，图形可以用来定义软件系统的规格说明，表示软件系统的设计方案，图形还为将设计转换成程序代码提供了实现的蓝图，同时，图形是软件文档的一种重要形式。
2.查错功能
检查错误是CASE软件平台最重要的功能之一。
尽早查出错误是降低软件开发成本的一个行之有效的方法。
自动检查错误能帮助开发人员在系统生命周期的较早阶段发现更多的错误。
3.中心信息库
中心信息库（简称中心库）是CASE软件平台的核心，是实现下列功能的基础。
（1）CASE工具集成。
（2）系统规格说明的一致性和完整性控制。
（3）系统信息的共享。
（4）文档标准化。
（5）系统文档的生成。
（6）代码的生成。
（7）软件的可重用性控制。
（8）项目的管理与控制。
4.对软件生命周期的全面覆盖
管理信息系统中一个基本的统一概念就是传统的系统生命周期，它描述了管理信息系统开发、使用和维护的各个阶段的过程，从根本上说，对生命周期的覆盖是结构化系统开发和维护的一种管理技术。
软件系统是管理信息系统的核心，软件系统的生命周期是管理信息系统生命周期的主要内容。
5.支持建立系统的原型
CASE方法中所提供的建立原型的工具在实现软件生命周期前期工作的自动化上发挥了重要作用。
这些工具用来决定系统需求并回答有关这个正在生成的系统的性能问题。
6.代码的自动生成
从建立原型到软件生命周期的另一端是代码生成。
CASE工作台通过由程序设计规格说明生成代码，实现了编程阶段自动化。
这里生成的可能是一个框架，也可能是一个完整的程序。
7.对结构化方法的支持
CASE软件平台提供了若干工具，从而使支持结构化分析、结构化设计和结构化程序设计这些结构化方法实现了自动化。
在这里，自动化包括两方面的内容：
自动文档的准备和自动化的处理步骤。
（三）计算机辅助开发硬件平台
1.可供选择的硬件平台
CASE软件支撑环境有三种可供选择的硬件平台。
（1）独立的工作站。
（2）由一台主机和若干工作站组成的两层结构。
（3）由一台中央主机、中型的部门级或项目级的主机和若干工作站组成的三层结构。
2.CASE系统的基本组成部分
CASE系统可以分为前端、中心信息库（中心库）和后端三个基本部分。
（四）计算机辅助开发的特点
与一般的开发方法相比，CASE方法有如下特点。
（1）解决了从客观世界对象到软件系统的直接映射。
强有力地支持软件/信息系统开发的全过程。
（2）使结构化方法更加实用。
（3）自动检测的方法大大地提高了软件的质量。
（4）使原型法和面向对象方法能够付诸实施。
（5）简化了软件的管理和维护。
（6）加速了系统的开发过程。
（7）使开发者从繁杂的分析设计图表和程序编写工作中解放出来。
（8）提高了软件各部分的重用性。
（9）产生出统一的标准化的系统文档。
（10）使软件开发的速度加快而且功能得到进一步的完善。
（五）计算机辅助开发方法的优、缺点
CASE方法有以下优点。
（1）CASE方法可以用于辅助结构化系统开发和设计方法、原型法和面向对象方法的开发。
（2）它是高度自动化的系统开发方法。
（3）只要在分析和设计阶段严格按照CASE方法规定的处理过程，就能够将分析、设计的结果让计算机软件程序自动完成。
（4）CASE方法的开发方法、过程的规范性、可靠性和开发效率均较好。
CASE方法的缺点是目前缺乏全面完善的CASE工具。
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