信息系统管理工程师教程

信息系统管理工程师中级考试教程第12章信息系统分析269原因,UML中的图可以分为几下几类0第一类是用例图,从用户角度描述系统功能,并指出各功能的强作者,3∈Cm②第二类是静态图( Static Diagram),包括类图、对象图和包图。·类图描述系统中类的静态结构。不仅定义系统中的类,表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等,也包括类的内部结构(类的属性和操作)。类图描述的是一种静态关系,在系统的整个生命周期都是有效的。对象图是类图的实例,几乎使用与类图完全相同的标识。它们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例,而不是实际的类。一个对象图是类图的一个实例。由于对象存在生命周期,因此对象图只能在系统某一时间段存在·包由包或类组成,表示包与包之间的关系。包图用于描述系统的分层结构。③第三类是行为图( Behavior Diagram),描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系。包括状态图和活动图。状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。通常,状态图是对类图的补充。在实际应用时并不需要为所有的类画状态图,仅为那些有多个状态其行为受外界环境的影响并且发生改变的类画状态图。活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系,有利于识别并行活动。④第四类是交互图( Interactive Diagram),描述对象间的交互关系。包括顺序图和合作图。顺序图显示对象之间的动态合作关系,它强调对象之间消息发送的顺序,同时显示对象之间的交互。合作图描述对象间的协作关系,合作图跟顺序图相似,显示对象间的动态合作关系。除显示信息交换外,合作图还显示对象以及它们之间的关系。如果强调时间和顺序,则使用顺序图:如果强调上下级关系,则选择合作图。这两种图被合称为交互图。⑤第五类是实现图( Implementation Diagram)。包括组件图和配置图。组件图描述代码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系。一个组件可能是一个资源代码部件、一个二进制部件或一个可执行部件。它包含逻辑类或实现类的有关信息。组件图有助于分析和理解部件之间的相互影响程度。配置图定义系统中软硬件的物理体系结构。它可以显示实际的计算机和设备(用结点表示)以及它们之间的连接关系,也可显示连接的类型及部件之间的依赖性。在结点内部,放置可执行部件和对象以显示结点跟可执行软件单元的对应关系。使用用例图、类图、对象图、构件图和配置图等5个图形建立的模型都是静态的,是标准建模语盲UML的静态建模机制;使用状态图、活动图、顺序图和协作图等4个图形www.iopsage.com270第二篇信息系统开发过程建立的模型或者可以执行,或者可以表示执行时的时序状态或交互关系,是动态的、是标准建模语言UML的动态建模机制。因此,标准建模语言UML的主要内容也可以被归纳为静态建模机制和动态建模机制两大类。1253统一建模语言(UML)的建模过程UML是一种建模语言而不是方法,这是因为UML中没有过程的概念,而过程正是方法的一个重要组成部分。UML本身独立于过程,这意味着用户在使用UML进行建模时,可以选用任何适合的过程。一般采用的建模过程有:瀑布开发模型和迭代递增开发模型。瀑布开发模型和迭代递增开发模型分别如图1229所示。需求分析与设计编码测试维护[产品(a)布开发模型最初需求与分析设计维护请求更多需求与分析编码测试品b)选代递增开发模型图1229UML建模过程的开发模型我们以采取迭代递增开发模型为例,说明UML的建模过程。需求分析该阶段产生的最初需求规格说明应当由代表系统最终用户的人员提www.iopsage.com第12章信息系统分析271供,内容包括系统基本功能需求和对计算机系统的要求。分析分析的任务是找出系统的所有需求并加以描述,同时建立模型,以定义系m统中的关键领域类,应由系统用户和开发人员合作完成。分析的第一步是定义用例,以描述所开发系统的外部功能需求。用例分析包括阅读和分析需求说明,此时需要与系统的潜在用户进行讨论设计设计阶段的任务是通过综合考虑所有的技术限制,以扩展和细化分析阶段的模型。设计阶段可以分为两个部分:第一部分是结构设计,结构设计是高层设计,其任务是定义包(子系统),包括包间的依赖性和主要通信机制。我们希望得到尽可能简单和清晰的结构,尽可能地减少各部分之间的依赖,并尽可能的减少双向的依赖关系。一个设计良好的系统结构是系统可扩充和可变更的基础。包实际上是一些类的集合。类图中包括有助于用户从技术逻辑中分离出应用逻辑(领域类),从而减少它们之间的依赖性;第二部分悬详细设计,细化包的内容,使编程人员得到所有类的一个足够消晰的描述。详细设计的目的是通过创建新的类图、状态图和动态图(顺序图、协作图和活动图),描述新的技术类,并扩展和细化分析阶段的对象类。实现构造或实现阶段是对类进行编程的过程。可以选择某种面向对象对象编程语言〔如Java〕作为实现系统的软件环境。Java很容易实现从逻辑视图到代码部件的映射,因为类到Java代码文件之间是一一映射关系。在实现阶段中,可以选取各种图的说明来辅助编程,比如:类图,状态图和动态图等。测试和配置完成系统编码后,需要对系统进行测试,它通常包括:单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。在单元测试中使用类图和类的规格说明,对单独的类或一组类进行测试;在集成测试中,使用组件图和合作图,对各组件的合作情况进行测试;在系统测试中,使用用例图,以检验所开发的系统是否满足例图所描述的需求。1254统一建模语言(UML)的应用UML的目标是以面向对象图的方式来描述任何类型的系统,具有很宽的应用领域。其中最常用的是建立软件系统的模型,但它同样可以用于描述非软件领域的系统,如机械系统、企业机构或业务过程,以及处理复杂数据的信息系统、具有实时要求的工业系统或工业过程等。总之,UML是一个通用的标准建模语言,可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。此外,UML适用于系统开发过程中从需求规格描述到系统完成后测试的不同阶段。UML在软件开发不同阶段的应用包括1.需求分析阶段在需求分析阶段,可以用用例来捕获用户霑求。通过用例建模,描述对系统感兴趣的www.iopsage.com272第二篇信息系统开发过程外部角色及其对系统(用例)的功能要求。建模的每个用例都指定了客户的需求(他或她需要系统干什么)。2.系统分析阶段分析阶段主要关心问题域中的主要概念(如抽象、类和对象等)和机制,需要识别这些类以及它们相互间的关系,并用UML类图来描述。为实现用例,类之间需要协作,这可以用UML动态模型来描述。在分析阶段,只对问题域的对象(现实世界的概念)建模,而不考虑定义软件系统中技术细节的类(如处理用户接口、数据库、通信和并行性等问题的类)。这些技术细节将在设计阶段引入。3.系统设计阶段在设计阶段把分析阶段的结果扩展成技术解决方案,加入新的类来提供技术基础结构。用户接口、数据库操作等分析阶段的领域问题类被嵌入在这个技术基础结构中设计阶段的结果是构造阶段的详细的规格说明。4.系统实施阶段实施是一个独立的阶段,其任务是用面向对象编程语言将来自设计阶段的类转换成实际的代码。在用UML建立分析和设计模型时,应尽量避免考虑把模型直接转换成某种特定的编程语言。因为在早期阶段,模型仅仅是理解和分析系统结构的工具,过早考虑编码问题十分不利于建立简单正确的模型。5.系统测试阶段UML模型可作为测试阶段的依据。系统的测试通常分为单元测试、集成测试、系统测试和验收测试几个不同级别。单元测试是对几个类或一组类的测试,通常由程序员进行。集成测试集成组件和类确认它们之间是否恰当的协作系统测试将系统当成一个黑箱,验证系统是否具备用户所要求的所有功能。验收测试由客户完成,与系统测试类似,验证系统是否满足所有的需求。不同的测试小组使用不同的UML图作为测试依据:单元测试使用类图和类规格说明;集成测试使用组件图和合作图;系统测试使用用例图来验证系统的行为;验收测试由用户进行,以验证系统测试的结果是否满足在分析阶段确定的需求。思考题1.系统分析员的职责是什么?他应具备哪些知识和能力?用数据流描述到银行存款的过程3.试述数据流图(DFD)的组成与基本符号以及在系统分析中的作用4.结合图127,画出“异动管理”、“奖惩管理”的数据流图。5.对所在学校的图书馆出纳台业务进行系统分析:www.topSage.com第12章信息系统分析土%习①画出数据流图②编写数据字典opsage.coM6.系统规格说明书包括哪些内容?7.述采用迭代递增开发模型建模的过程。8.简述UML在软件开发不同阶段的应用www.iopsage.com第13章信息系统设计信息系统的设计主要包括总体设计(或者概要设计)和详细设计两大部分。本章讨论系统设针阶段的任务和内容以及系统设计的方法和工具131系统设计概述系统分析阶段要回答的中心问题是系统“做什么”,即要明确系统的功能和用途,为系统的具体设计和实现提供一个逻辑模型。因而系统设计阶段要回答的中心问题就是系统“怎么做”’即如何实现系统规格说明书所规定的系统功能,满足业务的功能处理需求。在进行系统设计时,要根据实际的技术、人员、经济和社会条件确定系统的实施方案,建立起信息系统的物理模型。1311系统设计的目标一般来讲,系统设计的目标就是在保证实现系统分析建立的逻辑模型的基础上,尽可能地提高系统的可靠性、运行效率、易更改性、灵活性和经济性,更快、更准、更多地提供资料,拥有更多、更细致的处理功能以及更有效、更科学的管理方法。系统设计主要应当追求以下的目标1.系统的可靠性系统的可靠性是只保证系统正常工作的能力。这是对系统的基本要求,系统在工作时,应当对所有可能发生的情况都予以考虑,并采取适当的防范措施,提高系统的可靠性。系统的可靠性主要分系统硬件和软件的可靠性。衡量系统可靠性的重要指标是系统的平均故障间隔时间( Mean time between failure,MTBF)和平均维护时间( Mean Time To Repair,MTTR)。前者指平均的系统前后两次发生故障的间隔时间,后者指发生故障后平均没修复所需要的时间。系统平均故障间隔时间越长,系统可靠性就越高;系统平均维护时间越短,则说明系统的可维护性就越高。要提高系统的可靠性需要从多个方面进行考察,采取多种相应的措施,可以选用可靠性较高的设备;在设计中尽可能地避免出错,在程序中设置各种检验措施,防止误操作和非法使用:釆取软件和硬件的各种安全保障措施和操作,例如,对输入数据进行完整性检验,建立运行日志和审计跟踪,规定文件存取权限以及定期备份,等等。www.iopsage.com第13章信息系统设计1网2较高的系统运行效率系统的运行效率体现在以下三个方面。lopsage.com处理能力指在单位时间内能够处理的事务数。处理速度指处理单个事务所耗费的平均时间。响应时间指从客户端发出处理要求到系统返回处理结果所用的时间。而影响系统运行效率主要是以下两方面的因素系统硬件结构的影响。硬件可利用的资源的多少以及硬件设备的处理能力,比如处理机的运行时间、外部设备的运行时间和通信线路的通信质量好坏等对系统的运行效率都有很大的影响。计算机处理过程的设计质量的影响。计算机处理过程的设计质量标志着系统设计方案的优劣,也直接影响着系统的运行效率。3.系统的可变更性系统在投入运行之后,会因为系统环境的不断变化而遇到这样那样的新问题,进而不可避免地会浮现出一些设计上的缺陷和功能上的不完善。因此在进行系统设计时要充分考虑系统的可变更性,即降低惨改和维护系统的难度。对系统的更改是否方便直接关系到系统的生命周期。一个变更性好的系统,维护相对容易、生命周期较长。采取结构化和模块化的设计方式,将会使系统的结构清晰明了,便于系统的维护和修改,提高系统的适应性4.系统的经济性考虑系统的经济性就是指要考虑系统的收益与支出之间的比例关系。系统的设计不是去追求最佳的设计效果,而是一个寻求经济效益和系统产出平衡的可接受的设计方案的过程。上述系统设计的主要目标相互联系,又彼此制约,有些在一定程度上还会相互冲突例如对于一个对安全性要求较高的涉及机密信息的信息系统,为了提高该系统的可靠性,就要采取一些校验和控制措施,成本会相应增加,经济性会相对下降;另外,要增强系统的可变更性,可采用模块化的结构,系统的运行效率会有所损失。在进行实际的系统设计时,应当根据系统的具体情况有所侧重。对于涉及机密信息的系统要不惜增加一定成本和损失系统效率来保障系统的可靠性和安全性,而对于实时处理要求较高的订票系统则不妨增加存储的开销,首先保证系统的运行效率。1312系统设计的原则1.系统性原则信息系统是作为统一整体而存在的。因此,在系统设计中,要从整个系统的角度进行考虑。比如,系统的代码要统一、设计规范要标准;传递语言要尽可能一致;对系统的数据采集要做到数出一处,全局共享,使一次输入得到多次利用等。2.简单性原则在系统达到预定目标的情况下,应该尽量简单,避免一切不必要的设计。因此在设计www.IopsSagecom第二篇信息系统开发过程过程中,要尽量使输入数据的形式容易理解和掌握,使数据处理过程简化,力求系统结构清晰、合理、保证使用者操作方便,修改容易等。3.开放性原则为保持系统的长久生命力,要求系统具有很强的环境适应性。为此,系统应具有较好的开放性和结构的可变性。在系统设计中,应尽量采用模块化结构,提高各模块的独立性,尽可能减少模块间的数据耦合,是各子系统间的数据依赖降至最低限度。这样,既便于模块的修改,又便于增加新的内容,提高系统适应环境变化的能力。4.管理可接受原则个信息系统是否能发挥作用和具有较强的生命力,很大程度上取决于管理是否可接受。这要受业务管理水平、人员素质、传统思想等多方面因素的影响。5.其他原则系统设计还应该遵循经济性、安全性的原则。不同类型的信息系统的设计原则应该有所侧重。比如办公自动化系统应该强调可靠性和安全性的原则。对于一个服务性质的公众服务系统又应该强调系统的简单易用原则。1313系统设计的内容系统设计的内容和任务因系统目标的不同和处理问题不同而各不同,但一般而言,系统设计包括总体设计(也被称为概要设计)和详细设计。在实际系统设计工作中,这两个设计阶段的内容往往是相互交叉和关联的1.总体设计总体设计也被称为概要设计,是系统开发过程中关键的一步。系统的质量及一些整体特性基本上是由这一步的成果所决定的。总体设计的主要任务是完成对系统总体结构和基本框架的设计。系统总体结构设计包括两方面的内容,系统总体布局设计和系统模块化结构设计。模块化设计的工作任务包括如下内容。按需求和设计原则将系统划分为若干功能模块决定每个模块的具体功能和职责。分析和确定模块间的调用关系确定模块间的信息传递系统总体布局方案包括系统网络拓扑结构设计和系统资源配置设计方案。2.详细设计总体设计只是为整个信息系统提供了一个设计思路和框架,框架内的血肉需要系统的设计人员在详细设计这个阶段充实。总体设计完成后,设计人员要向用户和有关部门提交份详细的报告,说明设计方案的可行程度和更改情况,得到批准后转入系统详细设计。详细设计阶段主要是在总体设计的基础上,将设计方案进一步详细化、条理化和规范化,为各个具体任务选择适当的技术手段和处理方法。系统的详细设计一般包括如下www.topSage.com