第六章、信息系統的開發

　　組織通常可用三種方式建立信息系統：一是通過購買，并在組織中實施；二是請信息系統開發公司來開發；三是由組織的內部人員自行開發。

　　信息系統開發的原則包括：⑴整體性原則；⑵有序相關性原則；⑶動態性原則；⑷目標優化原則；⑸可行性原則。信息系統的開發不僅僅是開發人員的事，作為信息系統的使用人員也要參與到開發中去。

　　項目的開發應該選擇合適的開發方法，通常有兩種開發的思路，即“自頂向下”和“自底向上”。結構化/生命周期法是一種自頂向下的方法，而原型法是自底向上的方法。

　　傳統的結構化/生命周期法是一種嚴謹的軟件開發方法。就是對軟件開發過程嚴格劃分階段，即把軟件的整個生命期分為需求分析、設計、開發實施（編程和測試）、運行維護和審計等階段，并嚴格規定各階段工作的任務、目標、應提交的成果，甚至規定了工作的步驟和采用的工具。

　　原型法的基本思路：首先建立系統的基本結構，實現基本功能；然后在使用過程中逐步補充數據，修訂與增添有關模型和方法，滿足用戶的進一步要求。原型法的實質目的在于啟發用戶提出需求，降低大型復雜系統的不確定性。

　　可視化開發是信息系統開發方式上的一場革命，它使應用軟件開發從專業人員的手中解放出來，使廣大更終用戶自己動手開發自己需要的應用系統成為可能。

　　6.1 信息系統的規劃

　　信息系統規劃也是企業信息資源的規劃，涉及到進行信息資源開發的方法和策略。

　　為什么要進行信息系統規劃：⑴需求的變化導致信息系統開發復雜性的增加，原先的基于程序設計的系統開發方法和工具已經遠遠不適應。⑵結構化方法注重系統性，要求在系統開發前對系統的需求、系統結構都有明確的定義，強調計劃的重要性，體現了系統工程的思想。⑶信息工程方法的核心就是總體規劃，它保證了組織信息系統總體上的成功，即使某些應用失敗也不會影響大局。⑷任何一個系統都需要經常修改維護。要想降低修改和維護的工作量，其前提是有好的系統結構，而系統結構是在總體規劃下制定的。⑸信息技術的發展導致計算機價格下降，允許采用客戶機/服務器或瀏覽器/服務器之類具有很高靈活性的系統結構，而系統規劃是對這種靈活性結構的重要保證。⑹事實說明，對于大型信息系統的建設，制訂總體規劃對成功是十分重要的。

　　促進信息系統規劃所需考慮的因素：⑴對企業制定戰略提供足夠的支持；⑵開發新的企業機會；⑶詳細規劃信息系統專業人員；⑷及時把握信息系統成本和效益。

　　通常由組織的高級管理人員來規劃信息系統。通過咨詢信息系統專家、高級管理人員制定出能幫助他們實現企業戰略的信息系統。

　　在系統規劃中應制定出現行系統中存在問題的解決方案，體現出新的信息系統能促進組織的發展，以及在新系統中采用的更新技術成果能有效提高系統效能。

　　規劃新的信息系統的過程：⑴首先支持企業戰略，解決現行系統中存在問題，促進組織發展，采用更新的技術成果。⑵然后進行信息系統規劃。⑶進行信息系統項目的管理。

　　信息系統的目標要適合組織機構的目標和戰略，這是一個更基本的要求。在這個思想指導下，再通過進一步明確用戶的實際要求，以保證系統的成功。

　　與組織目標相應，大型信息系統的目標也可以是一個分層的目標樹結構。一個組織的信息系統有總體目標，每個子系統又有更明確、更具體的分目標和子目標。

　　分目標和子目標是總目標的分解（局部要求），是服從總目標的，當出現局部利益與總體利益矛盾時要充分協調，原則上都要服從總目標的需要。

　　在進行信息系統規劃時要考慮到新的信息系統的基本運行環境，包括技術環境、組織環境和社會環境。

　　企業信息化水平的分階段（Nolan）模型：企業信息化過程可分為初始階段、普及階段、規劃階段、集成階段、數據管理階段和成熟階段，這些階段是信息化過程的客觀發展規律，階段是不能超越的，但是可以根據各階段的特征進行規劃，從而縮短通過階段的時間。

　　信息系統中的技術包括：信息技術、信息系統開放技術和信息系統管理技術等方面。

　　在系統規劃時考慮的技術問題有：識別組織目前信息技術水平；研究和權衡規劃中的信息系統對技術的需求，作出技術上的合理安排；使信息系統的開發和運行在技術上獲得合理的保證。

　　組織是按一定目的、任務和形式加以編制的集體。組織環境是指組織的性質、運作機制和管理水平。

　　社會經濟系統中，組織是為了實現共同目標而形成的具有一定形式和結構的人的群體和關系，企業是為了生產產品實現盈利的目的形成的組織

　　組織性質和運作機制是信息系統的基礎，組織的管理水平對信息系統成敗也有很大影響。

　　組織活動可以用流和處理過程來表達，常見的有：物流、事物流、資金流與信息流。

　　物流如從原材料經加工制造形成產品的過程；事物流是組織內部和外部事物性活動的過程；資金流是伴隨物流和勞務產生的資金收付過程。

　　信息流是組織中各種流的抽象表現形式。信息流總是貫穿于組織的每個活動中，任何其它流的產生與存在，總伴隨有信息流的產生與存在，信息流可以作為對其它流進行控制的依據。

　　對于落后的管理體制，它首先需要的不是信息技術，而是對管理體制的改變。

　　信息系統規劃在于充分了解運行的社會環境，以提出切合實際的開發計劃。

　　與信息系統密切相關的社會因素包括有：⑴人的信息意識和能力；⑵政策和法規；⑶組織文化和體制。

　　信息系統總體規劃的三階段模型：⑴戰略規劃制定；⑵確定信息需求；⑶資源分配。

　　6.2 信息系統開發

　　信息系統工程是系統工程的一個獨立的分支，它從系統、信息等概念出發，進行理論上的探討，再從中引伸出信息系統研制的方法與技術。信息系統工程將更全面地研究復雜的應用系統和適用的開發方法。

　　系統方法就是用系統的觀點去分析、認識和改造客觀事物。系統分析方法強調：⑴首先考察具體單位和組織的總目標；⑵以管理人員，特別是決策人員的需要為出發點；⑶嚴格地劃分工作階段，保證工作按計劃有步驟地進行；⑷采用簡明有效的（結構化）表達工具，通俗易懂地記載和描述信息系統；⑸工作成果的描述必須成文歸檔。

　　系統開發人員由三部分人組成：⑴風險承擔人（系統獲益人）；⑵用戶；⑶系統開發專業人員。

　　風險承擔人：從系統開發中更終獲得效益者。

　　一把手原則：企業的主要領導者應當是項目小組的成員。

　　用戶：使用系統或與系統關系密切的人員。

　　系統開發專業人員：主要包括系統分析員和程序員，還可能包括通信專業人員和項目管理員。

　　系統分析員是系統開發的核心，是直接導致系統成功或失敗的關鍵。許多情況下，系統分析員還要充當項目管理者，協調整個項目開發過程。程序員負責編寫計算機程序并實現新的系統。

　　經理是更有可能被公司授權來進行變革的人，因此，他們更有可能是系統開發項目的啟動者。

　　整個管理層支持的廣度和深度，尤其是高層管理人員的支持，將大大影響系統開發的成敗。

　　可行性分析過程是確定系統是否值得開發的過程。通常可行性分析從四個方面進行：技術可行性、組織可行性、時間可行性和經濟可行性。

　　技術可行性研究目的是判斷新的系統在當前技術條件下能否實現，或某種新技術能否獲得。

　　組織可行性是研究，所建議的系統在組織結構上能否成功地實現。

　　時間可行性是研究，新系統能否在規定的時間內開發完成。

　　經濟可行性是研究系統開發的成本和效益，判斷系統運行得到的效益是否能高于系統開發的成本，以及能否在規定的時間內收回開發的成本。

　　信息技術雖然能幫助企業解決許多問題，但它并不是什么包治百病的靈丹妙藥。充分了解信息系統項目中存在的風險，可避免或減少失敗。

　　如果組織能在管理和技術上預先注意風險，認真做好可行性分析，并采取適當控制措施，才可確保項目的成功。

　　6.3 信息系統開發方法

　　購買方式簡單、費用低，但是往往系統難以完全滿足組織的信息需求，特別是給日后的系統維護可能會帶來極大的不便。

　　請開發公司開發是更常用的方法，這種方法既能滿足組織的信息需求，費用也不是很高，但是采用這種方法一定要注意，在開發的同時建立自己的維護隊伍，否則會產生與購買一樣的問題。

　　由組織內部人員自行開發對本組織的要求比較高，項目小組必須由經驗豐富的人士負責，項目小組成員可以是信息系統專業人員，也要有更終用戶。

　　結構化/生命周期法的優缺點：⑴優點：①對系統的每個微小情況都能給予注意；②用戶必須參與，能充分滿足用戶要求；③常能產生高質量的系統；④各階段以文檔作為里程碑，完整的文檔使系統維護更方便；⑤循序漸進、脈絡清晰，邊干邊學，可防止缺乏經驗的風險。⑵缺點：①開發周期長，難以滿足短周期使用項目；②開發成本高，難以滿足小型項目需要；③開發過程復雜，用戶必須提供完整的需求，不適應于需求不確定的情況，也不易適應環境的變化；④開發分階段進行，某階段出現的錯誤將被帶到其后階段，并會擴大，因此對質量審查提出了更高的要求。

　　需求分析是系統開發生命周期的第一階段，其任務是確定企業需求，并把這種需求反映到信息系統需求說明書中。這個階段的目標是確定用戶問題和提供解決該問題的信息系統邏輯方案。

　　系統設計是系統開發生命周期的第二階段，其目標是把信息系統的邏輯方案轉換成可實施的基于計算機與通信的物理技術方案。系統設計工作主要包括總體設計和模塊設計兩大階段，工作的成果是系統設計說明書。

　　開發實施是系統開發生命周期的第三階段，其工作內容包括編程、測試和系統切換等。

　　運行維護和審計是系統開發的第四階段。

　　需求分析工作主要由系統分析人員承擔，其過程中常用的工具有組織結構圖、數據流圖、數據字典等。這個階段的工作是通過的組織各部門、各業務的詳細調查，明確用戶提出的問題并找出解決這些問題的方案。系統分析結束時，系統分析員應完成系統分析報告［即系統（需求）說明書］。

　　系統需求分析具體過程包括：①了解系統的組織結構；②業務活動分析；③數據流圖和數據流分析；④采用數據字典及其他工具的數據分析；⑤功能/數據分析；⑥完成系統分析報告。

　　表達部門或單位的組織結構，更直觀的辦法就是組織結構圖。組織結構圖就是把組織分成若干部分，同時標明行政隸屬關系、信息流動關系和其他關系。畫組織結構圖的目的在于，首先從系統總體上了解信息流動的粗略情況，抓住與本項目有關的信息流集中的部分，以便為下一步的現場業務調查確定目標。

　　所謂業務活動分析，是指借助于圖表工具讓業務的處理過程脫離其具體的工作場所和實現手段而抽象地加以描述。業務過程描述的重點在于能完整地表達整個業務過程，包括對業務的不同處理方式和單據帳冊的存儲方式。

　　描述系統邏輯模型的更主要工具是數據流圖。數據流圖就是只通過數據流、數據存儲、數據處理及外部實體這四種記號來抽象綜合地描述整個系統的信息流程。

　　數據流圖不是從用戶那里調查來的第一手原始材料，而是經過了系統分析人員的分析和加工，它能以一種更抽象的、綜合的表達手段來描述整個系統的信息流程，表達出多種業務之間的相互影響、相互制約的復雜關系。

　　箭頭表示數據流，指各種各樣的信息傳輸。數據存儲可以指帳本、記錄本，也可以指計算機中存儲的各種文件及數據庫。數據處理邏輯表示對信息的加工，包括手工和計算機的加工處理。外部實體是指在系統之外的、與系統有信息交流的部門或人員。對于系統而言，它們是信息的來源或去向。

　　數據流圖強調抽象性和綜合性，用數據流圖表達系統采用自頂向下逐步分析方法分層進行。由于圖形描述的用戶友善性，數據流圖成為系統分析人員與用戶交流的有效手段，也是系統設計的主要依據之一。

　　數據分析目的是把數據流圖中未能詳細表達的，有關的處理邏輯和數據的各種詳細材料進行匯總整理，以便檢查系統中的數據是否存在問題。

　　數據分析更主要的工具是數據字典。數據字典描述系統中的數據和數據間的關系，是關于數據的數據。數據字典內容主要包括數據流圖中所有數據的描述和處理邏輯的說明。

　　功能/數據分析法是IBM公司提出的一種系統化的聚類分析法。它通過U/C矩陣的建立和分析對系統的數據和功能進行檢驗。功能數據分析就是要解決系統中可能隱藏的問題。

　　系統分析結束時，系統分析員必須提交系統分析報告，稱作系統說明書，交由專家小組、用戶和上級審批。

　　系統說明書是需求分析階段的成果，是與用戶交流的工具，也是系統設計的依據，并在系統測試、系統維護和系統評價時使用。

　　系統說明書將作為信息系統的重要文檔長期保存，其內容包括：①原系統調查和分析內容；②新系統邏輯模型；③新系統信息量估算、數據處理方式選擇以及軟硬件系統配置意見等；④成本估算。

　　系統設計的原則是在滿足系統邏輯模型提出的功能下，要使系統的運行有高的效率、高的可靠性、好的服務質量以及很強的適應能力。系統的適應性是系統設計時考慮的更重要因素之一。

　　總體設計是把新系統的邏輯模型按一定的原則分成易于實現的模塊，并把模塊按它們間的關系聯系在一起形成系統的結構圖。

　　原則上說，系統的模塊化設計要求模塊間的聯系要少并簡單，以減少控制類聯系；劃出的模塊內的功能要單一。

　　模塊設計有四個主要活動：數據設計、控制設計、輸入/輸出設計和程序設計。

　　數據設計的任務是要確定系統所需要的數據項和數據之間的關系，然后按照數據關系理論建立數據文件或數據庫表。數據設計的第一步是使用實體關系圖（ERD）來建立數據模型。

　　控制設計的任務是設計一套控制措施來減少系統操作的差錯。

　　系統分析員要能識別系統中可能發生的所有問題，并要制定措施預防問題發生，對于無法預防的問題也應有檢測手段或在系統出事后能及時補救。

　　輸入/輸出設計是為系統的交互活動提供友好的用戶圖形接口。

　　人和計算機間采用圖形接口是當前軟件發展的一個趨勢，采用圖形方式更便于用戶界面上的統一，也更加美觀和易于操作。

　　程序設計是進一步明確有多少個需要編寫的程序及其相互關系，并對所有由計算機執行的模塊做出詳細的說明，包括模塊功能、性能、環境要求、技術指標、格式以及時間限制等。其更終產品是給程序員用的每個模塊的程序說明書。

　　系統分析員把系統每個模塊的（程序）設計說明書交給程序員，由程序員編寫程序并進行測試。

　　程序一般用高級語言編寫，如Visual Basic、C++或者是數據庫管理系統。

　　測試方式包括單元測試、組裝測試、確認測試和系統測試。

　　單元測試是以每個模塊為單位執行的分開獨立測試。單元測試又分為結構測試和邏輯測試：結構測試是確認程序是否符合程序語言規則，邏輯測試是驗證程序中是否存在邏輯錯誤。

　　把各獨立的模塊集成起來形成系統，并進行系統的正確性測試，這就是組裝測試。組裝測試是檢查模塊之間是否有問題。

　　確認測試則要驗證系統的功能、性能或其他指標是否滿足用戶的要求。測試的主要依據就是系統說明書。除了測試系統的正確與否，還要檢查系統開發文檔是否完整。

　　系統測試是將經確認測試的軟件系統與計算機、外設、支持軟件、數據等環境集成一起后，在實際環境下檢查系統的工作情況。

　　在安裝新系統之前需要做好準備工作。首先是人員的培訓，如操作、維護、管理的人員等。

　　新系統代替舊系統的過程稱為系統切換。有三方面的內容需要轉換：①數據轉換；②文件轉換；③系統轉換。

　　系統轉換的方式有四種：直接方式、并行方式、導航方式和（分段）逐步方式。

　　系統維護是指實際運行的信息系統會因企業發展和需求變化而作些修改，系統也可能因存在的某些問題需要得到糾正，所以系統必須允許其在運行過程中進行修改，這個過程稱作系統維護。

　　系統維護工作可分為三種類型：正確性維護、適應性維護和完善性維護。

　　正確性維護是改正系統中的錯誤或消除程序中的隱患，是對系統在設計和實現階段工作所遺留下的問題的修正性維護；適應性維護是指那些因系統運行環境的變化而引起的系統調整性維護。完善性維護是指對系統功能的進一步完善或增加。

　　為什么要進行項目管理？研究表明，大多數信息系統都不能按預計的時間和成本內完成，因而無法滿足用戶要求。為避免出現這樣的問題，必須認真地做好信息系統開發項目的管理工作。

　　管理項目的第一步是在開發前準備好一份工作細目清單，以此規定需求分析、系統設計、系統實現等階段的各項活動；第二步是要決定活動所需資源和完成活動所需時間。

　　項目管理軟件產品可以用來產生狀態報告和分析某活動的延遲對其他活動和整個項目的影響程度，使管理者能夠迅速采取補救措施。

　　軟件文檔化是軟件工程的基本要求，信息系統中的文檔甚至比程序更重要。在結構化/生命周期法中文檔被稱作各階段的里程碑。

　　人們借助于軟件工具幫助編寫文檔，這就是計算機輔助軟件工程（CASE）。

　　計算機輔助軟件工程（CASE）就是使用軟件工具幫助軟件工程人員開發軟件。

　　原型法是一種快速低成本的系統開發方法，在需求難以說明，或需求變動較大的一類系統開發中是非常適用的方法。原型法采用漸進的方式，把系統開發的五個階段壓縮在一起，反復執行。

　　原型法通常分成四個步驟：①確定基本需求；②構造原型；③運行評價；④設計修改。

　　原型法的優缺點：⑴優點有：①通常更能滿足用戶需求；②能較快實現系統基本結構；③也使開發成本降低；④適應用戶需求不確定的系統；⑤時間要求迫切的系統開發，只能采用原型法。

　　⑵缺點有：①原型法雖然加快系統開發的速度，但這往往導致系統質量的下降；②由于原型法沒有嚴格的系統開發規范，文檔也不作為開發的主要依據，因此系統集成和系統維護都很困難。

　　可視化開發就是在可視開發工具提供的圖形用戶界面上，通過菜單、按鈕、對話框、編輯框、單選框、復選框、列表框和滾動條等，由可視開發工具自動生成應用軟件。

　　由于數據庫管理系統和第四代生成語言能夠快速開發系統，用戶可以使用這些工具建立原型。

　　更終用戶指的就是實際使用系統的人員。更終用戶開發是指不需要信息系統專家幫助，完全由用戶自己開發信息系統的開發過程。

　　更終用戶開發方法適用的范圍是：完成個人數據分析、開發供自己使用的信息系統、開發簡單的決策支持系統、開發簡單的專家系統等。

　　更終用戶開發可能會增加系統的成本。更終用戶開發的系統質量往往不高；缺乏文檔；數據往往分散，不能共享；要與其他系統結合很困難；系統的維護也很困難。

　　合適的開發方法可以降低系統開發的成本。在進行可行性分析時，就要確定使用的開發方法。