信息管理与信息系统专业《信息系统分析与设计》讲义第8章141022.docx
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信息管理与信息系统专业《信息系统分析与设计》讲义第8章141022
第8章系统实施
系统实施是将系统设计阶段的成果信息化实现，即，图纸设计、文档资料的新系统方案转换成软件应用系统。
该阶段的目标不仅要有一个可靠、实用的信息系统，而且要确保培训所有的用户并使业务受益，具体任务包括：
①按总体设计方案购置和安装计算机硬件、系统软件与网络系统。
需按总体设计的要求和可行性报告对财力资源的分析，选择好适当的设备，通知供货厂家按要求供货并安装即可。
②建立数据库系统。
③程序设计、测试与系统调试。
采用自底向上的逐步开发方法，即先开发一个个的模块，然后再结构化地逐步建立起整个系统。
所以一些具体软件工程开发方法，如原型方法、结构化程序设计方法、面向目标的程序设计方法等都有了广泛的用途。
实施阶段的目标不仅要有一个可用的、可靠的信息系统，而且要确保培训所有的用户并使业务受益，具体包括购置计算机硬件、系统软件，并安装调试、程序编码、程序及系统的调试等。
8.1数据准备与实施
数据是信息系统操作的实际对象。
在系统分析阶段对支持系统运行的数据进行了整体规划，并得到相应的数据模式。
在系统实施阶段就要根据所选的数据库管理系统的技术条件与环境来实现相关设计，数据库的实施质量在很大程度上影响信息系统的质量。
因此，系统实施阶段，数据库开发人员和程序设计人员应熟练掌握相应数据库管理系统的功能、性能及开发工具，充分发挥即将构建的信息系统的潜能，使系统达到良好的设计效果。
8.1.1业务数据的采集与清洗[9]第17.1.3
将现行系统中的基础数据按符合系统要求的格式输入计算机，为系统转换做准备，也称为系统初始化。
（1）基础数据准备
按照系统分析所规定的详细内容，组织和统计系统所需的数据。
基础数据准备包括如下几方面的内容：
①基础数据统计工作要严格科学化，具体方法要程序化、规范化。
②计量工具、计量方法、数据采集渠道和程序都应该固定，以确保新系统运行有稳定可靠的数据来源。
③各类统计和数据采集报表要标准化、规范化。
④不同类型数据源数据的集中与规范。
⑤若为自动化采集方式，则注意不同设备采集数据的类型；若为人工采集，必须对相关人员进行业务和道德培训，防止出现添加无关数据、恶意修改数据、大规模漏报数据、编造或伪造数据等情况的发生。
（2）数据清洗[35]第2章
数据清洗的目的不是去掉开发者或用户的所有不感兴趣的数据，而是通过客观使用某些方式方法，使最终可用的数据更加完整、更加符合实用规范、更加有利于系统应用或预测决策分析。
因此，需要采取必要的手段完成有关“脏”数据、不完整数据、不一致数据的清洗工作，这些手段包括：
Ø填写缺失数据。
可采用的方法有：
忽略元组、人工填写缺失值、使用一个全局常量填充缺失值、使用属性的均值填充缺失值、使用与给定元组属同一类的所有样本的属性均值、使用最可能的值填充缺失值。
Ø光滑噪声数据。
数据光滑，即去掉数据中的噪声，具体技术包括分箱（箱均值光滑、箱中位数光滑、箱边界光滑）、回归、聚类，以及离散化的数据规约方法。
Ø识别或删除离群点数据，并解决不一致数据。
通过聚类分析，在给定数据集合中，什么样的数据是不一致的，找出有效的方法以挖掘出离群点数据，分析它的行为特征。
8.1.2业务数据的加工与整理[35]第2章
根据业务的需求，通过对数据的形式变换和内容处理，完成数据的加工工作。
由于需求的动态性，决定了加工的程度或深度需要不断进行，由此，初次加工、二次加工、……。
在阶段性达到用户的满意度后，也要为后续的扩充或更新留有一定的开发空间，不应当因为某一次的“完美”开发，而限制了系统的动态完善前景。
数据整理，是把加工后的数据按照用户的需求，进行必要的处理，转换成用户更容易接受或理解的数据表现形式，主要工作包括：
Ø数据集成。
合并不同数据源中的数据，并存放在一个一致的数据存储（如，数据库、数据集市或数据仓库）中，利于用户的搜索和维护。
Ø数据变换。
将数据转换或统一成适合数据搜索、分析、优化的形式。
可能涉及数据的光滑、聚集、泛化、规范化、属性构造等内容。
Ø数据规约。
规约策略包括，数据立方体聚集、属性子集选择、维度归约、数值归约、离散化和概念分层产生。
8.2系统运行环境配置与实现[1、26]
系统配置是将软件系统、硬件系统、网络系统、数据库系统和数据安装并配置到计算机系统中，并考虑文档工作、组织环境与人员的整体配置过程。
8.2.1硬件设施的配置与测试[26]第9.5小节
硬件系统的配置问题，主要是指软件系统和数据所安装到的设备上的过程，刨除不同组织机构的运营管理设备的差异化，由于目前绝大多数应用系统都是基于网络环境的，信息系统是在这样的网络环境中工作的，因此，这里主要的硬件设施就是探讨服务器和存储的部署。
（1）服务器部署
服务器是指用一种高性能计算机作为网络的结点，它为客户端计算机提供各种服务，将与其相连的硬盘、磁带、打印机及各种专用通信设备提供给客户站点共享，同时也能为网络用户提供集中计算、信息发表及数据管理等服务。
它的高性能王要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等万面。
①按应用层次划分服务器
Ø入门级服务器。
是最基础的一类服务器，通常只使用一块CPU，并根据需要配置相应的内存和大容量的IDE硬盘，必要时也会采用IDERAID进行数据保护。
入门级服务器主要是针对使用WindowsNT、NetWare等网络操作系统的用户。
入门级服务器的稳定性、可扩展性以及容错冗余性能较差，仅适用于没有大型数据库数据交换、日常工作网络流量不大，无须长期不间断开机的小型企业。
Ø工作组级服务器。
一般支持1~2个处理器，可支持大容量的ECC内存。
此类服务器功能全面、可管理性强、且易于维护，具备了小型服务器所必备的各种特性。
例如，采用SCSI总线的I/O系统、SMP对称多处理器结构、可选装RAID、热插拔硬盘、热插拔电源等，具有高可用性等特点，适用于为中小企业提供Web、Mail等服务，也能够用于学校等教育部门的数字校园网、多媒体教室的建设等。
Ø部门级服务器。
通常可以支持2~4个处理器，具有较高的可靠性、可用性、可扩展性和可管理性。
首先，集成了大量的监测及管理电路，具有全面的服务器管理能力，可监测如温度、电压、风扇、机箱等状态参数。
此外，结合服务器管理软件，可以使管理人员及时了解服务器的工作状况。
同时，大多数部门级服务器具有优良的系统扩展性。
适合中型企业（如金融、邮电等行业）作为数据中心及Web站点等应用。
Ø企业级服务器。
属于高档服务器，普遍可支持4~8个处理器，拥有独立的双PCI通道和内存扩展板设计，具有高内存带宽、大容量热插拔硬盘和热插拔电源等特点以及超强的数据处理能力。
此类产品具有高度的容错能力、优异的扩展性能和系统性能、极长的系统连续运行时间，能在很大程度上保护用户的投资，可作为大型企业级网络的数据库服务器。
②按用途划分服务器
为了满足各种特定功能，出现了功能型服务器，如Web、FTP、EMAIL和DNS服务器等，以满足具体应用的要求。
根据不同用途，可将服务器分为通用型和专用型两种。
Ø通用型服务器。
可以提供各种服务功能，当前大多数服务器都是通用型服务器。
此类服务器在设计时兼顾多方面的应用需要，结构相对比较复杂，性能较高，价格也更贵。
Ø专用型服务器。
又称功能型服务器，是专门为某一种或某几种应用设计的。
它们在某些方面与通用型服务器不同，例如光盘镜像服务器用来存放光盘镜像文件，需要配备大容量、高速的硬盘以及光盘镜像软件；FTP服务器用于传输文件，要求服务器在硬盘稳定性、存取速度、I/O带宽方面具有明显优势。
这些服务器只需要满足某些功能应用要求，性能要求比较低，结构比较简单，通常采用单CPU即可；在稳定性、扩展性等方面要求不高，价格也比较便宜。
③按机箱结构来划分服务器
Ø台式服务器。
也称为“塔式服务器”，有的台式服务器采用大小与普通立式计算机大致相当的机箱，有的采用大容量的机箱。
低档服务器由于功能较弱，整个服务器的内部结构比较简单，因此机箱不大，通常采用台式机箱结构。
Ø机架式服务器。
外形看起来不像计算机，而像交换机。
机架式服务器安装在标准的19英寸机柜中，这种结构多为功能型服务器。
机架式服务器也有多种规格，例如，1U（1.75英寸）、2U、4U、6U和8U等。
Ø机柜式服务器。
在一些高档企业服务器中，由于内部结构复杂，设备较多，有的还具有许多不同的设备单元，或有几个服务器都放在一个机柜中，这种服务器称为机柜式服务器。
Ø刀片服务器。
是一种高可用、高密度的低成本服务器平台，专门为特殊应用行业和高密度计算机环境所设计，适合群集计算和提供互联网服务。
其中，每一块“刀片”是一块系统主板，它们可以通过本地硬盘启动操作系统，WindowsNT/2000、Linu、或Solaris等，类似于一个个独立的服务器。
在这种模式下，每一个主板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。
此外，也可以用系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。
（2）负载均衡
如果应用服务中负载量非常大，则应当考虑使用负载均衡技术来将负载平均分摊到多个内部服务器上。
负载均衡是由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合，每台服务器都具有等价的地位，都可以单独对外提供服务，而无须其他服务器的辅助。
通过负载分担技术，将外部请求均匀分配到对称结构中的某一台服务器上，而收到请求的服务器独立响应客户的请求。
多个服务器同时执行一个任务时，这些服务器就构成一个集群。
使用集群技术可以用最少的投资获得接近于大型主机的性能。
常用的负载均衡技术如下：
Ø基于DNS的负载均衡
通过DNS服务中的随机名字解析来实现负载均衡。
在DNS服务器中，可以为多个不同的地址配置同一个名字，而最终查询这个名字的客户机将在解析这个名字时得到其中的一个地址。
因此，对于同一个名字，不同的客户机会得到不同的地址，并访问不同地址上的Web服务器，从而达到负载均衡的目的。
Ø反向代理负载均衡
使用代理服务器可以将请求转发给内部的Web服务器，让代理服务器将请求均匀地转发给多台内部Web服务器之一，从而达到负载均衡的目的。
这种代理方式与普通的代理方式有所不同，标准代理方式是客户使用代理访问多个外部Web服务器，而这种代理方式是多个客户使用它访问内部Web服务器，因此也被称为反向代理模式。
Ø基于网络地址转换的负载均衡
网络地址转换（NAT）是在内部地址和外部地址之间进行转换，以便具备内部地址的计算机能访问外部网络。
而当外部网络中的计算机访问地址转换网关拥有的某一外部地址时，地址转换网关能将其转发到一个映射的内部地址上。
因此，如果地址转换网关能将每个连接均匀地转换为不同的内部服务器地址，此后外部网络中的计算机就各自与自己转换得到的地址上的服务器进行通信，从而达到分担负载的目的。
（3）存储部署
当前的很多应用系统都是建立在网络环境下的。
网络环境下的存储系统不仅仅是简单的存储设备（如磁盘或磁盘阵列），而是由多个网络智能化的磁盘阵列和存储控制管理系统构成，具有不同的存储模式。
目前，所应用的存储模式主要包括3种：
直接连接存储（DirectAccessStorage，DAS）、网络附加存储（NetworkAttachedStorage，NAS）和存储局域网（StorageAreaNetworks，SAN）。
Ø直接连接存储
在网络存储的概念提出之前，存储产品是作为计算机的附属部分，采用直接连接存储结构将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。
其缺点是服务器成为网络瓶颈，存储容量不易扩充，服务器发生故障时，连接在服务器上的存储设备中的数据不能被存取。
DAS体系结构如图8.1所示。
图8.1DAS体系结构
Ø网络附加存储
NAS是从传统的文件服务器发展起来的一种专有系统，它和其他结点一样直接连接在局域网上，可以像网络打印机一样被其他姑点所共享。
NAS设备包括存储器件（如磁盘阵列RAID、CD或DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和功能服务器。
如图8.2所示。
图8.2NAS体系结构
NAS设备专为文件共享功能设计，不需要键盘、显示器、光驱、通用操作系统等部件，其价格比通用服务器便宜。
NAS的局限性体现在扩展性、数据备份和传输能力3个方面。
Ø存储区域网
SAN是一种将磁盘阵列或磁带库与通用服务器连接起来的高速专用网络。
在SAN结构中，磁盘阵列或磁带库作为集中化的存储设备，可由连接在SAN上的任何服务器访问。
SAN采用了光纤接口和设备来构建，因此具有更高的带宽，达到100MBps。
SAN体系结构如图8.3所示。
图8.3SAN体系结构
在SAN结构中，所有的存储设备（磁盘阵列和磁带库等）和服务器都通过光纤连接在一起组成专用网络。
存储数据在SAN网络上以100MBps的速度高速传输，不占用局域网的带宽，因此部署SAN结构能够极大地提高整个系统的数据处理能力和网络吞吐量。
8.2.2软件环境配置与运行（即，软件开发工具）
（1）系统软件
在信息系统的开发与应用过程中，除了系统的平台应用基础（即操作系统，如DOS操作系统、Windows系列操作系统、UNIX操作系统、Linux操作系统、Netware操作系统），还会涉及大量的系统工具，类型包括语言处理软件（如，汇编语言汇编器、C语言编译、连接器等）、数据库管理软件（如，Foxpro、Access、Oracle、SQLServer、Sybase、DB2和Informix等）、辅助开发软件（主要有编辑程序、调试程序、装备和连接程序、调试程序）、备份还原、硬件检测、安装驱动、系统优化以及桌面工具等内容，这些系统工具软件的使用，使得系统的性能、安全性、实用性得到很大程度的提高。
（2）软件开发工具
软件开发工具是用于辅助软件生命周期过程的基于计算机的工具。
通常可以设计并实现工具来支持特定的软件工程方法，减少手工方式管理的负担，试图让软件工程更加系统化，工具的种类包括支持单个任务的工具及囊括整个生命周期的工具。
开发工具分类：
Ø软件需求工具，包括需求建模工具和需求追踪工具。
Ø软件设计工具，用于创建和检查软件设计，因为软件设计方法的多样性，这类工具的种类很多。
Ø软件构造工具，包括程序编辑器、编译器和代码生成器、解释器和调试器等。
Ø软件测试工具，包括测试生成器、测试执行框架、测试评价工具、测试管理工具和性能分析工具。
Ø软件维护工具，包括理解工具（如可视化工具）和再造工具（如重构工具）。
Ø软件配置管理工具，包括追踪工具、版本管理工具和发布工具。
Ø软件工程管理工具，包括项目计划与追踪工具、风险管理工具和度量工具。
Ø软件工程过程工具，包括建模工具、管理工具和软件开发环境。
Ø软件质量工具，包括检查工具和分析工具。
目前主要的语言开发工具有几大类：
C++开发工具、Java开发工具、.net开发工具、Delphi开发工具等。
（3）其他工具
Ø视频软件，用于系统中视频会议或课程资料的在线研讨或学习。
Ø办公软件，用于办公或业务处理的文档、报表、演讲稿、网页显示等，如Office系列软件。
Ø浏览器软件，用于网络资源的搜索，如，IE浏览器、360浏览器等。
Ø图形图像软件，制作、查阅、美化、处理业务及管理过程中所需的图形、图像、音频、视频资料。
如，AutoCAD。
Ø安全防护软件，用于系统的安全性防护，诸如360杀毒及防火墙软件，瑞星杀毒等。
Ø备份还原软件，用于系统发生故障或安全问题时的系统恢复工作，如GHOST。
8.2.3网络系统的运行与调试
结合用户单位的网络应用环境，编制网络系统构建与调试方案，包括编制依据、施工人员部署、网络调试步骤、调试安全措施。
具体调试过程如下：
Ø网络设备内部安装与试运行，检验正常状态下，网络系统的运行情况。
Ø针对关键路有设备进行重点监控，并全程做好网络运行数据的记录。
Ø灾难测试。
即，通过峰值流量测试、安全保障测试、操作错误测试、物理故障测试、环境适应性测试、越权使用测试、异常点测试等工作，检验系统的鲁棒性。
Ø在线多点系统联校。
网络各终端完成单点测试后，通过网络服务中心管理机构，来完成本网络的综合测试，并系统联校试运行。
网络调试安全措施，内容包括：
Ø网络系统目标。
责权明确，确保不发生安全事故。
Ø安全网络运行与管理制度。
构建网络安全管理监控体系，并严格遵循国家、省市及行业颁布的安全法规和相关规定，切实抓紧网络安全管理及监管过程，实现安全管理目标。
同时，建立网络安全运行的检查、整改和落实制度。
Ø安全网络运行规程。
规定网络建设、运行、技术支持过程中的具体安全措施及落实工作。
8.2.4数据库管理系统[26]9.5.2小节
目前，市场上主流的数据库管理系统包括Oracle、DB2、SQLServer和MySQL。
（1）Oracle
Oracle是Oracle公司的产品，这是业界第一人为网格计算而设计的数据库，而且无须更改任何代码，便可从单一服务器迁移至网格计算方式。
以Oracle10g为例，其数据库有多个版本可供选择：
简化版、标准版。
Oraclel0g简化版（Oracle数据库XE）是一款基于Oracle10g第2版代码库的小型入门级数据库，它具备以下优点：
免费进行开发、部署和分发；下载速度快且管理简单，是一款优秀的入门级数据库。
Oraclel0g标准版是一款功能全面的数据库，它针对中小企业或运行在两个处理器服务器上的部门级系统进行打包和定价，具有可靠性、安全性和可伸缩性等特点。
此外，还具有许多自动化管理功能，并附带了可快速构建Web应用的工具；适用于所有数据、所有应用和所有平台。
Oraclel0g企业版在集群化和单一服务器配置方面提供了企业级的性能、可伸缩性和可靠性；提供了全面的功能来支持要求最严格的事务处理、商务智能和内容管理软件；利用独特的行级安全性、细粒度审计和透明的数据加密技术来确保数据安全，包括了高性能的数据仓库、在线分析处理和数据挖掘功能。
（2）DB2
DB2是IBM公司的数据库管理系统产品，目前较新的版本是DB2UniversalDatabaseV8.2，适用手AIX、Linux、HP-UX、Sun和Windows平台。
DB2可以构建健壮的随需应变业务应用程序。
DB2UDB进一步利用资源更广泛地支持开放标准和流行的开发平台，例如，J2EE和Microsoft.NET。
DB2UDB产品家族还包括根据特定需求量身定做的解决方案，例如，商业智能和高级工具无论是大型企业还是小型企业，DB2UDB都有合适内容和合适价格的解决方案来满足独特的需求。
（3）SQLServer
SQLServer是Microsoft公司的数据库管理系统产品，以SQLServer2005为例，其适合中小型企业应用。
SQLServer2005StandardEdition包含非关键的电子商务、数据仓库和业务流解决方案所需的核心功能。
SQLServer具有丰富的商业智能平台和卓越的性能以及较高的安全功能。
8.2.5实施阶段的文档管理
文档管理指文档、电子表格、图形和影像扫描文档的存储、分类和检索。
每个文本具有一个类似于索引卡的记录，记录了诸如作者、文档描述、建立日期和使用的应用程序类型之类的信息。
文档管理在具有大量书面文件或影像操作活动的商业领域中最为有用。
文档的状态包含草稿、正式、锁定、作废、归档、删除等。
①考虑到文档资料在系统中的应用，文档管理涉及如下问题：
Ø在组织中可以创建哪些类型的文档和其他内容。
Ø对于每种类型的文档使用哪些模板。
Ø对于每种类型的文档提供哪些元数据。
Ø在文档生命周期的每个阶段将文档存储在何处。
Ø在文档生命周期的每个阶段如何控制对于文档的访问。
Ø当团队成员一起致力于文档创建、审核、批准、发布或处置时，如何在组织内移动文档。
Ø要将哪些策略应用于文档，以便审计与文档相关的操作，以适当方式保留或处置文档，以及保护对组织至关重要的内容。
Ø当文档在其生命周期中从一个阶段过渡到另一个阶段时，如何转换文档。
Ø如何将文档视为企业记录，在这种情况下，必须根据法律要求和公司准则保留文档。
②文档管理的主要步骤
Ø确定文档管理角色。
确保文档管理计划中包含组织的重要项目负责人的反馈意见，有适当的团队来实现解决方案，知道谁将参与文档管理过程。
Ø分析文档用途。
在确定使用文档的人员后，确定他们使用的文档类型以及使用方式。
Ø规划文档的组织结构。
在各类网站和资料库中，通过专门软件工具完成文档的组织、存储和发布。
Ø规划如何在各位置之间移动内容。
在文档生命周期的不同阶段中，可能需要将文档从一个网站或库移动到另一个网站或库。
例如，发布过程可能包括将文档从暂存网站移动到公共Internet网站。
如果在网站之间移动内容时需要将内容从一种格式转换为另一种格式，则您还需要规划内容转换。
Ø规划内容类型。
使用内容类型来组织有关文档类型的信息，如元数据、文档模板、策略和工作流程。
确保整个组织中组织文档和实施的一致性。
Ø规划内容控制。
为每种内容类型和存储位置规划适当的控制级别。
例如，对于文档库，可以计划要求签入和签出以及使用信息权限管理来防止未授权分发文档。
Ø规划工作流。
通过为组织规划工作流，当每个参与者在文档的生命周期中进行协作时，可以控制和跟踪文档在团队成员之间移动的方式。
OfficeSharePointServer2007包括适用于一般团队任务的工作流，如审核和批准文档。
OfficeSharePointServer2007还支持创建和安装自定义工作流。
Ø规划策略。
对于每种内容类型，应规划信息管理策略，以确保文档获得适当的审计、保留，或者根据组织的机构要求和法律要求处理文档。
OfficeSharePointServer2007包含实现审计、文档保留、标签和条形码等的策略（以确保所打印的内容可以与文档库中的相应版本相关）。
③管理特点
Ø层次展现。
层次结构的文档存储和展现形式，使得文档更加容易查阅。
Ø权限管理。
依据层次结构文档的管理人权限体系。
通过文档目录和文档种类管理人，使得文档的保密，权限查阅等需求得到了满足。
Ø文档发布。
文档内部发布，使得文档发布到内部的文档查阅界面。
Ø导入导出。
文档导入导出，指通过选择指定的文档将其从系统中导出，从对应文件中将其内容恢复到系统转化为文档。
这使得文档可以存储为特定结构的文件用于备份或资源共享，为文档备份、文档迁移、资料共享等提供了很好的途径。
Ø文档附件。
文档附件改变了文档仅记录文字信息的属性，扩展为通过文档可以附加存储文件、影音资料等。
8.2.6信息系统组织环境与人员的配置
（1）组织环境
组织环境（organizationenvironment）是指所有潜在影响组织运行和组织绩效的因素或力量，对组织和信息系统的生存和发展起着决定性作用。
组织机构随时根据自身的发展需要来调整信息系统以适应环境的变化。
组织环境调节着组织结构设计与组织绩效、信息系统与其应用成效的关系，影响组织和系统应用的有效性。
组织环境是信息系统组织与利用的内在与外在的客观条件。
任何组织都不是孤立存在的。
组织机构通过信息系统的利用，来不断与外界进行信息交流。
例如，企业的采购部门与外部的原料供应商之间的物料采购关系，由此，系统运行过程中，需要注意与组织机构有关系的各方机构的信息交流。
组织环境配置工作需要注意的是：
Ø明晰组织机构的外部应用环境，了解与之相关的组织机构、竞争对手、政府部门。
Ø必须及时修订系统方案，以适应不断变化的环境，通过调整组织系统输入输出的结果，来促使组织环境更加有序化，朝着有利于组织系统生存和发展的方向运动。
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