信息系统分析与设计第一章信息系统及相关的概念一、信息的基本概念（1）信息是事物之间相互联系、相互作用的状态描述。
（2）信息的特征：可传输性、可存储性、可加工性、共享性和时滞性。
二、信息系统（一）信息系统：是指以计算机和各种信息技术为基础，为实现某个系统目标，由信息资源处理模型支持的，由计算机硬件设备、通信和网络设备、计算机软件、信息资源、用户、规章制度等组成的信息处理的统一体。
功能：信息的采集、处理、存储、管理、检索和传输，并能向有关人员提供有用的信息。
系统特征：目的性、整体性、相关性、动态性和有序性。
系统工程：是组织管理系统进行规划、研究、设计、制造、试验和运行的科学方法。
（二）信息系统的类型：（1）电子数据处理系统（EDPS）：数据更新系统、记帐系统、状态报告系统、数据统计系统；（2）管理信息系统：是一个利用计算机硬件和软件、手工作业、分析、计划、控制和决策模型以及数据库的人机系统；（3）决策支持系统；（4）专家系统；（5）办公自动化系统。
（三）信息系统的信息处理方式：基于计算机系统（四）模型：是对现实系统的抽象或模拟，它充分说明现实系统的本质，是对系统某方面的描述。
模型组成：系统目标和系统约束。
信息系统模型的种类：功能模型、信息模型、数据模型、控制模型和决策模型。
信息系统建模方法：面向数据流建模方法、面向数据结构建模方法、面向对象的建模方法等。
三、信息系统的应用环境（一）信息化：是指人们的信息活动的规模不断增长以至在国民经济中占主导地位的过程。
意义：信息化是为人类提供了最有效的利用资源手段，是当今社会最强大和最先进的生产力；工业化为信息化准备了必要的社会、经济与技术条件，信息化又把工业化达到的社会生产力推向更高阶段。
（二）国家信息化基础设施是指一个集成的、覆盖整个国家的信息设施的总和。
该设施连接全国各地区的政府机构、企业、学校和家庭，是全部公用的及专用的、政府的及企业的、高速交互式的、窄带及宽带的网络的集合。
国家信息化基础设施由通信网、计算机、信息和人四部分组成，国家信息化基础设施是由以下四个层次组成：传输层、网络层、终端系统和信息服务。
（三）人类赖以生存与发展的战略资源，除了物质资源和能源以外的第三资源称为信息资源。
信息资源开发的条件：丰富的信息资源内容；支持信息资源开发、利用的基础设施和技术；一定规模的有支付能力的信息市场；创造、开发和处理信息资源内容的人才。
信息资源开发过程：信息获取阶段、组织阶段和传播阶段。
四、信息系统工程：是与构造以计算机系统为基础有关的过程、方法和技术。
信息系统实质是计算机硬件系统和软件系统。
信息系统工程包括：硬件工程、软件工程、人机工程数据库工程和通讯与网络工程。
数据库管理系统（DBMS）。
第二章信息系统分析与设计理论一、软件工程：是指导计算机软件开发和维护的学科，软件工程采用工程的思想、原理、技术和方法来开发和维护软件，它是开发、运行和维护软件直至退役的系统方法。
特点：规范化和文档化。
（软件是程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档）（一）软件危机和软件工程的产生：软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
具体表现:难以制订开发计划；用户对完成的软件不满意，软件不能满足用户实际需要；软件错误多或存在潜在错误；已有软件不能维护或难以维护；缺乏完善的文档资料；软件开发速度远远跟不上计算机应用的发展对软件需求增长的速度。
产生原因：程序的复杂性和软件作为逻辑产品的特殊性是软件危机长生的根本原因。
（1）软件开发人员无法真正了解用户需求描述，开发出的产品与用户要求不一致；（2）对软件开发缺乏有效管理；（3）缺乏良好的理论、方法和工具对软件开发过程进行管理；（4）开发人员难以处理大型软件开发工作的各个方面，经常出现疏忽和遗漏。
软件工程主要研究内容：软件开发方法学、软件工具（是指支持计算机软件的开发、维护、模拟、移植的程序系统）、软件工程环境、软件工程管理（人员组织、进度安排、质量保证和成本核算）和软件工程经济学（成本的估算、成本效益分析的方法和技术）。
（二）软件生存周期：软件产品从概念形成，经过开发、使用和维护，直到最终废弃不用的整个过程。
分为八个阶段：可行性研究与计划、需求分析、总体设计、详细设计、实现、集成测试、确认测试、适用与维护。
（1）系统测试可分为三个过程：单元测试、集成测试和确认测试。
单元测试又叫模块测试，是对每一个模块功能的确认；集成测试又叫组装测试，它是根据概要设计中各功能模块的说明及制订的集成测试计划，将经过单元测试的模块逐步组装并进行测试；确认测试又叫验收测试。
（三）软件开发模型（1）瀑布模型：又成软件生命周期模型，将软件开发分为三个时期，软件计划时期（问题定义、可行性研究、需求分析）、软件开发时期（概要设计、详细设计和编码）和软件运行时期（测试和维护）。
瀑布模型存在问题:在软件开发早期，有时难以明确定义确切的软件需求，提供详细需求规格说明书，需求分析的准确性、有效性难以保证；常规的软件开发各阶段相互传递信息的唯一工具是文档，在连续传递的过程中易发生畸变。
（2）原型：是所开发软机系统的一个可执行模型或引导性版本，它可为客户和软件开发各阶段的系统人员提供系统的原始蓝本，以帮助得到实现系统目标的明确而严格的需求，促进客户和系统人员、各阶段系统人员之间的相互有效的信息交流，并以次为基础进行需求分析和系统设计。
建立原型的过程：确定需求、快速设计、构造原型、评价原型和实现系统。
（3）增量开发模型（螺旋模型）：通过调查分析确定客户对目标系统的需求；风险分析；构造一个原型系统；将原型交给客户运行并和客户交流，在此基础上评审，根据对原型改进意见，并构造下一代原型系统；重复以上“运行原型系统－与客户交流－进一步分析设计－再构造原型”的过程，直到目标系统开发结束。
（4）基于四代技术的开发模型（收集需求、设计策略、用4GL 实现、测试）（5）变换模型（6）构件配装应用开发模型。
Δ变换模型是基于形式化规格说明及程序变换的软件开发模型；软件构件是指具有相对独立的功能和重要价值的软件成分。
二、可行性研究与计划：从技术、经济和社会因素等方面研究并论证本软件项目的可行性，并制订初步项目开发计划。
（一）可行性研究与计划的过程：系统分析人员对客户要求及现实环境进行调查；编写有关客户提出的问题的书面材料；依据书面材料及有关资料对待开发的系统从经济、技术和社会因素等方面进行可行性研究；进行评估和审批，决定项目是取消还是继续。
（二）成本估算：面向软件规模、功能的成本估算方法，主要有：COCOMO模型、PUTNAM模型（是一个动态多变量模型，适合大型软件开发项目）、基于代码行的成本估算方法（将功能分解为各子功能，估算出各子功能的原代码行数，确定各子功能的代码成本，最后计算总工作量及成本）。
ΔCOCOMO模型估算公式：ED=rS c，TD=a（ED）b，ED为开发总工作量，TD为开发时间，S为源代码行。
中等COCOMO模型（动态单变量模型）、详细COCOMO模型。
（三）可行性研究报告：引言、可行性研究的前提、对现有系统的分析、所建议的系统、可选择的其他方案、投资及效益分析、社会因素方面的可行性和结论。
（四）可行性研究计划的文档：引言、项目概述、验收标准、完成的最迟时限、批准日期、实施计划、支持条件和专题计划要点。
三、分析与设计原理（一）需求分析的任务：问题识别（是对所求解问题及其环境的理解、分析和综合的过程）、需求描述（在对问题空间准确、全面理解的基础上，考虑到问题的可解性，用文字详细说明具体的问题需求，即生成用户手册概要和确认测试计划，为概要设计提供需求说明书）和需求评审（是对需求描述的有效性进行确认）。
具体工作：确定系统的综合要求；分析系统的数据要求；开发模型系统；描述需求，建立系统的逻辑模型；修正系统开发计划，建立有关的文档；需求评审。
（1）需求分析原则：解决逻辑问题、以运行环境为基础、用户参与。
（2）需求获取方法：会议与访谈、问卷调查、实地观察、查阅资料和快速原型法。
需求建模：面向过程、数据、数据流、对象的方法。
定义需求方法：采用信息分析方法、为系统开发原型（3）软件需求说明书：引言、任务概述（目标、目标特点、假定和约束）、需求规定（功能规定、性能规定、输入输出要求、数据管理能力要求、故障处理要求）、运行环境规定（设备、接口和控制）。
数据要求说明书：引言、数据的逻辑描述、数据采集。
（4）需求分析面临困难：应用领域具有一定专业性；应用领域与用户需求具有多样性，需求变更具有不可预测性；用户对应用领域理解、描述及对系统目标要求具有片面性和模糊性，用户需求的获取过程与形式描述的非特征性，以及规范描述的困难性；需求分析方法论和分析工具的缺乏及其应用范围的局限性。
（二）系统设计基础（1）设计过程：数据设计、体系结构设计、过程设计。
（2）设计的基本原则：抽象（忽略细节和非本质的方面，分析问题的本质和主要面；模块化（依据一定原则，将软件系统分为若干部分，即模块）；信息隐藏（是指在设计和确定模块时，应使一个模块内包含的信息对于不需要这些信息的其他模块来说是不可访问的）和信息局部化（是指将一些关系密切的成分物理地放得彼此靠近）；一致性、完整性和确定性。
（3）总体结构设计（概要设计）：根据需求分析所产生的软件需求规格说明书，建立目标系统的总体结构。
目标系统的总体结构由系统各模块的功能、模块间的层次关系及接口控制所组成。
（A）总体结构的描述工具：模块结构图，用来描述软件系统的组成结构及相互关系，由模块、调用、数据、调用符号和参数表、辅助符号构成。
（B）模块独立性：不同模块相互之间的联系尽可能少，一个模块尽可能在逻辑上独立，有完整单一的功能。
可用模块的耦合度和内聚度来衡量。
（C）块间联系的度量：耦合度，是从模块外部考察模块的独立性程度。
类型：独立耦合（两个模块彼此完全独立，没有直接联系）、数据耦合（两个模块彼此交换数据）、控制耦合（模块间传递的是控制参数而不是数据参数）、公共耦合（多个模块对同一数据区进行存取操作）和内容耦合（一个模块直接访问另一模块的内部代码或数据）。
在模块划分时，尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共耦合范围，完全不用内容耦合。
（D）块内联系的度量：内聚度，模块内部各成分之间的联系，模块的高内聚度必然导致模块的低耦合度。
按由弱到强顺序，可分为低内聚（偶然内聚、逻辑内聚、时间内聚）、中内聚（过程内聚、通信内聚）、顺序内聚和功能内聚（如果模块仅完成一个单一的功能，且该模块的所有部分是实现这一功能所必须的，没有多余语句）。
设计模块时，应做到高内聚度低耦合度。
（4）过程设计的任务：对总体结构设计产生的功能模块进行过程描述，即模块设计，为每个模块设计详细算法、内部数据结构和程序逻辑结构，过程设计不是编码，是为编码提供说明，如程序框图、数据流图等。
