信息系统的开发模型
信息系统开发的概念
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• 信息系统开发概述 • 信息系统开发的核心概念 • 信息系统开发的方法论 • 信息系统开发的工具与技术 • 信息系统开发的挑战与解决方案 • 信息系统开发案例研究
01 信息系统开发概述
定义与特点
定义
信息系统开发是指通过系统分析和设计，将组织的目标、需求和业务流程转化 为计算机化的信息系统。
信息系统的发展历程
01
02
03
04
手工处理阶段
依靠人工操作处理业务数据。
自动化阶段
使用专用软件进行业务处理， 但仍需人工操作。
集成化阶段
实现业务流程的自动化处理， 并开始出现企业级的信息系统
。
智能化阶段
信息系统具备人工智能和机器 学习功能，能够进行智能分析
和预测。
02 信息系统开发的核心概念
系统规划
预算管理
在信息系统开发中，预算是一个重要 的考虑因素。需要合理估算开发成本 ，控制费用支出，避免超预算的情况 发生。
团队沟通与协作
沟通机制
建立有效的沟通机制是团队协同工作的基础。需要明确团队成员的 职责和分工，定期召开会议进行进度汇报和问题讨论。
协作工具
使用合适的协作工具可以提高团队工作效率。例如，使用项目管理 工具进行任务分配和进度管理，使用即时通讯工具进行实时沟通等。
项目背景
某制造企业为提高生产效率和管理水平，决定引入ERP系统。
需求调研
了解企业各部门业务需求，明确ERP系统的功能模块。
选型与供应商谈判
对比不同ERP产品，选择最适合企业的系统，并与其供应商进行商 务谈判。
案例二：企业资源规划（ERP）系统的实施
信息系统发展阶段理论-诺兰的阶段模型
信息系统发展阶段理论: 诺兰的阶段模型美国管理信息系统专家诺兰（Richard·L·Nolan）通过对200多个公司、部门发展信息系统的实践和经验的总结，提出了著名的信息系统进化的阶段模型，即诺兰模型。
诺兰认为，任何组织由手工信息系统向以计算机为基础的信息系统发展时，都存在着一条客观的发展道路和规律。
数据处理的发展涉及到技术的进步、应用的拓展、计划和控制策略的变化以及用户的状况四个方面。
1979年，诺兰将计算机信息系统的发展道路划分为六个阶段。
诺兰强调，任何组织在实现以计算机为基础的信息系统时都必须从一个阶段发展到下一个阶段，不能实现跳跃式发展。
诺兰模型的六个阶段分别是：初装阶段、蔓延阶段、控制阶段、集成阶段、数据管理阶段和成熟阶段。
六阶段模型反映了企业计算机应用发展的规律性，前三个阶段具有计算机时代的特征，后三个阶段具有信息时代的特征，其转折点处是进行信息资源规划的时机。
"诺兰模型"的预见性，被其后国际上许多企业的计算机应用发展情况所证实。
下图中，横坐标表示信息系统的各个阶段，纵坐标表示增长要素。
该模型总结了发达国家信息系统发展的经验和规律，一般模型中的各阶段都是不能跳越的，它可用于指导MIS的建设。
诺兰的阶段模型的主要内容初装阶段计算机刚进入企业，只作为办公设备使用，应用非常少，通常用来完成一些报表统计工作，甚至大多数时候被当做打字机使用。
在这一阶段，企业对计算机基本不了解，更不清楚IT技术可以为企业带来哪些好处，解决哪些问题。
在这一阶段，IT的需求只被作为简单的办公设施改善的需求来对待，采购量少，只有少数人使用，在企业内没有普及。
初始阶段特点：1、组织中只有个别人具有使用计算机的能力；2、该阶段一般发生在一个组织的财务部门。
蔓延阶段企业对计算机有了一定了解，想利用计算机解决工作中的问题，比如进行更多的数据处理，给管理工作和业务带来便利。
于是，应用需求开始增加，企业对IT应用开始产生兴趣，并对开发软件热情高涨，投入开始大幅度增加。
软件开发十大模型
1、至始至终开发者和客户纠缠在一起，直到完全版本出来。
优点：
1、人员分配灵活，刚开始不用投入大量人力资源，当核心产品很受欢迎时，可增加人力实现下一个增量。
2、当配备的人员不能在设定的期限内完成产品时，它提供了一种先推出核心产品的途径，这样就可以先发布部分功能给客户，对客户起到镇静剂的作用。
3、具有一定的市场。
五、 螺旋过程模型：
这是一个演化软件过程模型，它将原型实现的迭代特征和线性顺序模型中控制的和系统化的方面结合起来。使得软件的增量版本的快速开发成为可能。在螺旋模型 中，软件开发是一系列的增量发布。在每一个迭代中，被开发系统的更加完善的版本逐步产生。螺旋模型被划分为若干框架活动，也称为任务区域。典型地，有3到 6个任务区域：
缺点：
1、没有考虑软件的整体质量和长期的可维护性。
2、大部分情况是不合适的操作算法被采用目的为了演示功能，不合适的开发工具被采用仅仅为了它的方便，还有不合适的操作系统被选择等等。
3、由于达不到质量要求产品可能被抛弃，而采用新的模型重新设计。
优点：
缺点：
1、用工具生成的源代码可能是“低效”的。
2、生成的大型软件的可维护性目前还令人怀疑。
3、在某些情况下可能需要更多的时间。
优点：
1、缩短了软件开发时间，提高了建造软件的效率。
2、对很多不同的应用领域提供了一种可行性途径和解决方案
九、 形式化方法模型：
形式化方法模型包含了一组活动，他们导致了计算机软件的数学规约。形式化方法使得软件工程师们能够通过应用一个严格的数学符号体系来规约、开发、和验证基 于计算机的系统。 这种方法的一个变种，称为净室软件工程，已经被一些组织所采用。在开发中使用形式化方法时，它们提供了一种机制，能够消除使用其它软件过程模型难以克服的 很多问题。二义性、不完整性、不一致性能被更容易地发现和纠正，而不是通过专门的评审，是通过对应用的数学分析。 形式化方法提供了可以产生无缺陷软件的承诺。
第2章 信息系统建模
第2章 信息系统建模 UML采用一组图形符号来描述软件模型，这些图 形符号具有简单、直观、规范的特点。因而UML的特 点是：开发人员学习和掌握起来比较简单；所描述的 软件模型可以直观地理解和阅读；由于具有规范性， 所以能够保证模型的准确、一致。 2. UML的基本内容 作为一种对客观系统的建模语言，UML提供了描 述事物实体、性质、结构、功能、行为、状态、关系 的建模元素，并通过一组图来描述由建模元素所构成 的多种模型。UML的建模元素包括基本建模元素、关 系元素和图三大类，见图2.10。
测试
建立测试模型
细化 迭代1 迭代2
…
…
…
…
…
迭代n -1 迭代n
图2.9 信息系统建模过程
第2章 信息系统建模 2.1.4 信息系统建模语言 信息系统建模语言是描述信息系统模型的规则符号集。 信息系统建模语言与信息系统开发方法和开发过程有关，不 同的开发过程规定了不同的开发步骤和开发工作，不同的开 发方法规定了不同的建模语言。像结构化方法就采用数据流
第2章 信息系统建模
模型分析
需求理解
现实系统
建立模型
模型
图2.1 建模过程
第2章 信息系统建模 2. 信息系统模型 信息系统属于智能性系统，在信息系统中蕴藏着大量的 信息、知识、方法和技术。信息系统无论是在开发过程中， 还是在开发成功之后，都不具备其它简单物质系统的形态外 显性。信息系统这种深刻的包藏性，给信息系统的开发带来 了极大的困难，使得在整个信息系统开发过程中，人们对它 难以把握和描述。为了工程化、有效地开发信息系统，人们 除了寻求有效的开发方法，严密地组织工程过程之外，还需 要在开发的各个阶段，以某种有效的形式把信息系统描述和 表现出来，这样开发人员才能够有针对性地进行交流和讨论。 我们把通过确定的形式，对信息系统本质特性的描述称为信 息系统建模，而所描述的结果称为信息系统模型。
信息系统发展阶段理论-诺兰的阶段模型
信息系统发展阶段理论-诺兰的阶段模型信息系统发展阶段理论: 诺兰的阶段模型美国管理信息系统专家诺兰（Richard·L·Nolan）通过对200多个公司、部门发展信息系统的实践和经验的总结，提出了著名的信息系统进化的阶段模型，即诺兰模型。
诺兰认为，任何组织由手工信息系统向以计算机为基础的信息系统发展时，都存在着一条客观的发展道路和规律。
数据处理的发展涉及到技术的进步、应用的拓展、计划和控制策略的变化以及用户的状况四个方面。
1979年，诺兰将计算机信息系统的发展道路划分为六个阶段。
诺兰强调，任何组织在实现以计算机为基础的信息系统时都必须从一个阶段发展到下一个阶段，不能实现跳跃式发展。
诺兰模型的六个阶段分别是：初装阶段、蔓延阶段、控制阶段、集成阶段、数据管理阶段和成熟阶段。
六阶段模型反映了企业计算机应用发展的规律性，前三个阶段具有计算机时代的特征，后三个阶段具有信息时代的特征，其转折点处是进行信息资源规划的时机。
"诺兰模型"的预见性，被其后国际上许多企业的计算机应用发展情况所证实。
下图中，横坐标表示信息系统的各个阶段，纵坐标表示增长要素。
该模型总结了发达国家信息系统发展的经验和规律，一般模型中的各阶段都是不能跳越的，它可用于指导MIS的建设。
诺兰的阶段模型的主要内容初装阶段计算机刚进入企业，只作为办公设备使用，应用非常少，通常用来完成一些报表统计工作，甚至大多数时候被当做打字机使用。
在这一阶段，企业对计算机基本不了解，更不清楚IT技术可以为企业带来哪些好处，解决哪些问题。
在这一阶段，IT的需求只被作为简单的办公设施改善的需求来对待，采购量少，只有少数人使用，在企业内没有普及。
初始阶段特点：1、组织中只有个别人具有使用计算机的能力；2、该阶段一般发生在一个组织的财务部门。
蔓延阶段企业对计算机有了一定了解，想利用计算机解决工作中的问题，比如进行更多的数据处理，给管理工作和业务带来便利。
信息系统建设方法
信息系统建设方法
信息系统建设的方法有各种不同的方法，以下是几种常见的方法：
1. 瀑布模型：瀑布模型是一种经典的系统开发方法，按照线性的顺序进行，包括需求分析、系统设计、编码、测试和部署等阶段。
每个阶段都有其确定的产出物，并且后续阶段的开始依赖于前一阶段的完成。
2. 敏捷开发：敏捷开发是一种可以灵活应对需求变化的系统开发方法。
它强调团队合作、迭代开发和及早交付可用的软件。
在敏捷开发中，需求是动态的，团队通过短期迭代的方式不断地进行需求收集、设计、开发、测试和评审。
3. 原型开发：原型开发是一种通过制作系统的原型来进行需求分析和设计的方法。
原型是一个功能简单但外观与操作接口与实际系统相似的系统模型，用户可以通过与原型系统交互来明确需求、评估系统功能和界面。
原型可以快速迭代，使得系统的设计更加贴近用户的需求。
4. 增量开发：增量开发是一种系统开发方法，通过将系统拆解为多个小模块进行开发，每个模块都是可独立使用的，这样可以逐渐增加系统的功能。
增量开发可以提高系统的可用性和可维护性，并且可以在开发过程中及时进行用户反馈和需求调整。
5. 螺旋模型：螺旋模型是一种风险驱动的系统开发方法。
在螺旋模型中，系统
的开发是一个迭代的过程，每一次迭代都包括需求分析、风险评估、系统设计、开发和测试等阶段。
每一次迭代都会增加系统的功能，并且根据之前的风险评估结果来调整开发计划。
在实际的信息系统建设中，可能会根据具体的项目需求和团队的组织结构选择适合的方法，也可以综合运用多种方法来进行系统建设。
信息系统典型生命周期模型
信息系统典型⽣命周期模型1 ．瀑布模型瀑布模型是⼀个经典的软件⽣命周期模型，⼀般将软件开发分为可⾏性分析（计划）、需求分析、软件设计（概要设计、详细设计）、编码（含单元测试）、测试、运⾏维护等⼏个阶段，如图所⽰。
瀑布模型中每项开发活动具有以下特点：( l ）从上⼀项开发活动接受其成果作为本次活动的输⼊。
( 2 ）利⽤这⼀输⼊，实施本次活动应完成的⼯作内容。
( 3 ）给出本次活动的⼯作成果，作为输出传给下⼀项开发活动。
( 4 ）对本次活动的实施⼯作成果进⾏评审。
缺点：过程基本不可迭代，需求在开始的不确定性，错误到最后才能发现，开发进程呈现塞阻状态2 . V 模型如图所⽰V 模型的左边下降的是开发过程各阶段，与此相对应的是右边上升的部分，即各测试过程的各个阶段。
V 模型的优点在于它⾮常明确地标明了测试过程中存在的不同级别，并且清楚地描述了这些测试阶段和开发各阶段的对应关系。
3 ．原型化模型原型化模型的第⼀步是建造⼀个快速原型，实现客户或未来的⽤户与系统的交互，经过和⽤户针对原型的讨论和交流，弄清需求以便真正把握⽤户需要的软件产品是什么样⼦的。
充分了解后，再在原型基础上开发出⽤户满意的产品。
如图所⽰：增量模型也是原型化开发⽅法。
如图所⽰模型要点：瀑布和原型模型相结合，强调版本升级。
4.螺旋模型螺旋模型是⼀个演化软件过程模型，将原型实现的迭代特征与线性顺序（瀑布）模型中控制的和系统化的⽅⾯结合起来。
使得软件的增量版本的快速开发成为可能。
在螺旋模型中，软件开发是⼀系列的增量发布。
螺旋模型的整个开发过程如图所⽰。
图中的螺旋线代表随着时间推进的⼯作进展；开发过程具有周期性重复的螺旋线形状。
4个象限分别标志每个周期所划分的4 个阶段：制定计划、风险分析、实施⼯程和客户评估。
螺旋模型要点：统⼀了瀑布模型与原型模型，与增量模型相似，更强调风险分析。
5 ．迭代模型喷泉模型：体现认识事物的循环迭代性，强调开发活动之间的⽆间隙性，⽆明显的活动阶段划分，适⽤于⾯向对象的开发过程。
信息模型建模方法 ppt课件
IDEF4的设计目标
为产生面向对象的设计提供支持，该设计 的实现将具有所需生命周期特性，并缩短 总的实施开发时间
使得评价面向对象的代码是否符合设计和 是否具有所需的生命周期特性，变得容易 进行。
IDEF5
本体论描述获取（Ontology Description Capture）。IDEF5提供了一种有理论基础 的方法专门协助设计、创建和维护本体。
(2) 从 属 实 体 ： 全 称 为 “ 从 属 标 识 符 实 体”(Identifier Dependent Entities)，该类实体的每 个实例的唯一标识依赖于该实体与其它实体的联系。
IDEF1
信息建模（Information Modeling）描述 系统信息及其联系，建立系统的信息模型。 该信息模型表达了制造系统环境的信息结 构和语义，主要用于： 1.判断组织中当前管理和使用的信息： 2.判断在需求分析中哪些问题是由于缺 乏合适的信息管理方法造成的： 3.判断在待建系统中将处理哪些信息。
IDEF7：信息系统审定（Information System Auditing）
IDEF8:用户界面建模（User Interface Modeling ）
IDEF9:场景驱动信息系统设计（Scenario-Driven IS Design）
IDEF10~14
IDEF10：实施体系结构建模（Implementation Architecture Modeling）
计算机观点 内部模式
关注：信心存储和检索便、速、空间分配使用效益 随计算机技术而变
引入数据的第三种模式 -- “概念模式”
➢ 对企业数据及其联系进行 单一集成的定义
➢ 既独立于专门的业务处理
➢ 又独立于数据的物理存储 或存储方式。
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（1）传统软件开发方法的缺点 ①可复用性差。②数据与过程的潜在不
一致性。 （2）面向对象软件设计技术 （Object-
Oriented Design, OOD）有利于人类 的抽象思维 （3）OOD极大地提高了软件的可维护性
7.4 面向对象的开发方法（续）
2. 什么是面向对象的开发方法？
7.6 CASE方法与工具（续）
CASE方法具有下列特点：
解决了从客观对象到软件系统的映射问 题，支持系统开发的全过程。
提高了软件质量和软件重用性。 加快了软件开发速度。 简化了软件开发的管理和维护。 自动生成开发过程中的各种软件文档。
7.6 CASE方法与工具（续）
CASE中集成了多种工具，这些工具既可 以单独使用，也可以组合使用。
可细分为7个步骤：
系统规划 系统分析 系统设计 系统实现 系统测试 系统转换 系统维护
系统维护
系统转换
系统测试
系统实现 系统设计
维护使用 过程
系统分析 系统规划 设计过程
开发过程
信息系统开发的一般过程
7.2 生命周期法
信息系统从提出需求、形成概念开始，经 过分析论证、系统开发、使用维护，直到 淘汰或被新的信息系统所取代的全过程称 为信息系统生命周期。
原型法将生命周期法中的系统调查、系统分析、 系统设计三个阶段融为一体，使用户一开始就能 看到系统实现以后是一个什么样子，将会遇到哪 些问题，哪些根本是错误的，哪些需要改进等， 同时大大缩短了开发周期。
7.3 原型法（续）
原型的种类 操作性（进化型） 非操作性（丢弃型）
7.4 面向对象的开发方法
华为印度研究所 联想集团软件设计中心 沈阳东软股份有限公司 四川托普集团 北京鼎新信息系统开发有限公司
用友软件股份有限公司 亿阳集团 浪潮通软 北京北佳公司 东方通公司 广州新太科技有限公司 方正技术研究院
2001年12月10日 2002年1月11日 2001年6月26日 2001年12月13日 1999年7月6日，中国首家企业通过 cmm 2级评估的企业。 2001年6月 2001年 2001年 2001年11月30日 2001年12月7日 2001年12月14日 2001年12月24日
系统生命周期法包括5个阶段，即： 系统规划 系统分析 系统设计 系统实施 系统维护和评价
系统规划 理解问题
系统分析 理解解决方案
系统设计 选择与规划最佳解决方案
系统实施 使解决方案有效
系统维护和评价 评价方案的结果
系统生命周期法
7.3 原型法
原型法首先根据分析人员对用户要求的理解，在 强有力的软件环境支持下，开发出一个系统原型， 然后与用户反复协商修改，最终形成实际系统。 与生命周期法相比，它扬弃了那种一步步周密细 致地调查分析，然后逐步整理出文字档案，最后 才能让用户看到结果的繁琐做法。
7.6 CASE方法与工具
CASE（Computer Aided Software Engineering,计算机辅助软件工程）是一种自动 化或半自动化的方法，能够全面支持除系统调查外 的每一个开发步骤。严格地讲，CASE只是一种开 发环境（包括软件环境和硬件环境）而不是一种开 发方法。
采用CASE工具进行系统开发，必须结合一种具体 的开发方法，如结构化系统开发方法、面向对象方 法或原型化开发方法等，CASE方法只是为具体的 开发方法提供了支持每一过程的专门工具。因而， CASE工具实际上把原先由手工完成的开发过程转 变为以自动化工具和支撑环境支持的自动化开发过
信息系统的开发模型
7.1 信息系统开发的一般过程 7.2 生命周期法 7.3 原型法 7.4 面向对象的开发方法 7.5 软件能力成熟度模型 7.6 CASE方法与工具 7.7 选择适当的开发方法
7.1 信息系统开发的一般过程
信息系统的开发可划分为三个过程：设 计过程、开发过程和维护使用过程。
面向对象开发方法是一种运用对象、类、 继承、封装、聚合、消息传送、多态性 等概念来构造系统的信息系统开发方法。
7.5 软件能力成熟度模型
CMM（Capability Maturity Model，能力 成熟度模型）是由美国卡内基-梅隆大学 软件工程研究所推出的评估软件能力与成 熟度的一套标准。该标准基于众多软件专 家的实践经验，侧重于软件开发过程的管 理及工程能力的提高与评估，是国际上流 行的软件生产过程标准和软件企业成熟度 等级认证标准。
7.5 软件能力成熟度模型（续）
CMM共分五级，分别为：初始级、可重 复级、已定义级、已管理级、优化级。
在每一级中定义了达到该级所需具备的 关键过程及每个关键过程所需达到的水 平，并针对每一关Leabharlann 过程给出了推荐性 的具体实施方法。
我国通过CMM的认证情况：
摩托罗拉中国软件中心
2000年9月，全球第39个通过cmm 5级评估的企业
根据CASE工具所支持的软件生存周期中 的不同阶段，把CASE工具划分为三种基 本类型，即CASE工具箱、CASE工作台、 CASE方法指南。
7.7 选择适当的开发方法
信息系统的开发是一个复杂的系统工程， 它涉及计算机处理技术、系统理论、组织 结构、管理功能、管理知识等各方面的问 题，至今没有一种统一完备的开发方法。 但，每一种开发方法都要遵循相应的开发 策略。针对已经确定的开发策略选定相应 的开发方法。
总之，对信息系统的开发要根据系统本身 的特点来选择恰当的开发方法。