管理信息系统开发方法.doc

1 管理信息系统概述
  1.1 管理信息系统定义

       管理信息系统也是一种系统，是一种信息系统，是组织(企业)系统的一个子系统。管理信息系统掌握同企业有关的各种事件和对象的信息，并将这种信息提供给企业内外的系统用户。为了达到提供有用信息的目的，系统内必须实现某些过程，特别是信息联系过程和变换过程。系统接收各种数据，将它们转变为信息，将数据和信息加以存贮并将信息提供给用户。管理信息系统并不直接参与决策过程，它的任务主要是提供信息作为决策过程中的参考。但是，就象有些日常事务的决定可以由电子计算机做出一样，信息系统也可参与决策。这就使信息系统和决策过程之间失去明确的界限。
管理信息系统具备信息系统的功能。此外，它还具备其特有的计划、控制、预测和辅助决策功能.
（1）计划功能。根据现存条件和约束条件，提供各职能部门的计划。如生产计划、财务计划、采购计划等。并按照不同的管理层次提供相应的计划报告。
（2）控制功能。根据各职能部门提供的数据，对计划执行情况进行监督、检查、比较执行与计划的差异、分析差异及产生差异的原因，辅助管理人员及时加以控制。
（3）预测功能。运用现代数学方法、统计方法或模拟方法，根据现有数据预测未来。
（4）辅助决策功能。采用相应的数学模型，从大量数据中推导出有关问题的最优解和满意解，辅助管理人员进行决策。以期合理利用资源，获取较大的经济效益。
简言之，管理信息系统是一个以计算机为工具，具有数据处理、预测、控制和辅助决策功能的信息系统。
1．2管理信息系统一般模式
（1） 执行控制子系统(下层)
    MIS中的执行控制子系统与企业中管理机构的基层管理相对应。该子系统一般包括：生产管理、材料管理、财务管理、销售管理、人事劳资管理、设备管理等子系统。执行控制子系统处理的数据量大，但数据都是规范的，处理过程和规则都是程序化的。该子系统常用的处理有：事务处理、报表处理、查询处理。常用的输出形式有账簿、表格、图形。
    执行控制子系统的主要任务是：
理解并执行中层下达的指令。
处理(录入、存贮、计算、分类、汇总等)原始业务数据。
将汇总信息及执行中层指令的结果传至中层。
提供查询功能。
（2） 管理控制子系统(中层)
    管理控制子系统是为企业中层各管理部门和管理人员提供控制生产经营活动、制定资源分配方案、评价企业效益等项战术级管理所需的信息。该子系统在整个MIS中起着承上启下的作用。其主要任务是：
汇集下层传来的信息并结合环境信息，监督、控制低层的运行。
处理中层信息上传给高层，理解并执行高层下达的指令，必要时把高层指令分解并下达给低层执行。
提供查询功能。
（3） 战略决策和计划子系统(高层)
    战略决策和计划子系统的主要任务是：
汇集管理控制层和企业外部信息，辅助企业最高领导人做战略决策和计划。
将决策和计划分解下达执行并监督执行情况，分析执行中出现的问题及产生问题的原因，并提出解决问题的办法。
管理、协调全系统的运行。
提供查询功能。
1.3 管理信息系统的结构
1．单元
    管理信息系统的主要单元有：信息源、信息接收器、信息管理者和信息处理机。
（1）信息源
（2）信息接收器
（3）信息管理者
（4）信息处理机
2.结构模型
        一个系统的结构是指该系统各个单元之间相互关系的总和。根据这些关系的复杂性可分为“简单结构”和“复杂结构”。

2系统的开发方法

结构化生命周期法（Structured system development methodologies）
快速原型方法（Prototyping）
面向对象的方法（Object-oriented）
计算机辅助开发方法（Computer-aided software engineering，CASE）
2．1结构化生命周期法
2.1.1 管理信息系统的生命周期
    MIS开发阶段又分为系统分析、系统设计、系统实施三个阶段。所以MIS的生命周期共划分为系统规划、系统分析、系统设计、系统实施和系统运行与维护五个阶段，如图所示。这样划分MIS的生命周期是为了对每一个阶段的目的、任务、采用技术、参加人员、阶段性成果、与前后阶段的联系等作深入具体的研究，以便更好地实施开发工程，开发出一个更好的系统，以及更好地运用系统以取得更好的效益。

由于上图的形状如同一个多级瀑布，故此模型理论上称为瀑布模型。
如上图所示，MIS生命周期各阶段的主要活动如下。
1．系统规划阶段
    这是管理信息系统的起始阶段。以计算机为主要手段的管理信息系统是其所在组织的管理系统的组成部分，它的新建、改建或扩建服从于组织的整体目标和管理决策活动的需要。所以这一阶段的主要任务是：根据组织的整体目标和发展战略确定管理信息系统的发展战略，明确组织总的信息需求，制定管理信息系统建设总计划。
2．系统分析阶段
    系统分析阶段与系统设计阶段的目的都是做新系统设计。在一般的机械工程或建筑工程中并没有系统分析这个阶段。由于MIS自身的复杂性，要把设计阶段又划分为逻辑设计阶段和物理设计阶段，并称逻辑设计阶段为系统分析，物理设计阶段为系统设计。
    应注意，分析阶段的工作是从做系统可行性分析开始，即可行性研究论证。若结论是可行，则进一步作出系统逻辑设计。该阶段活动可以分成如下几步完成：
（1）提出问题
    事实上，每个用户单位都有一个信息管理系统，不过有的是手工的，有的是人机的，有的效率低，有的效率高。当用户不满足信息管理现状，便会提出开发新的MIS的要求。
    组建开发组。新系统开发的组织、协调、管理都是在系统开发组的领导下进行的。在用户提出开发新系统的要求后就应组建开发组。开发组应当由系统开发的专业技术人员、用户单位的业务人员和领导组成。开发组的组成人员不是一成不变的，应根据开发工程的进展，在不同阶段调整开发组人员成分及数量。
（2）初步调查
    开发组对用户单位做初步调查。初步调查的目的在于论证企业开发MIS的可能性与必要性。应对整个组织(企业)的概况、组织的目标、组织的边界、组织的环境、组织的资源、组织中各类人员对开发新系统的反映或态度等问题进行认真调查。
（3）可行性分析
    综合初步调查的资料，从企业现有自身条件和环境条件出发，分析实现用户要求的可能性与必要性。分析要实事求是，结论要有定性的或定量的论据。
（4）编写可行性分析报告
    在分析论证的基础上编写可行性分析报告，并提交给企业或企业的主管部门。如果开发组认为开发新系统是可行的，应当在可行性分析报告中提出几种开发方案、进度计划、资金投入计划等供审批机关参考。
    当可行性分析报告被批难后，便进行系统逻辑设计，即建立新系统的逻辑模型。
（5）详细调查
    与系统规划阶段的初步调查不同，此次调查的目的在于设计新系统。因为新系统要建立在现实组织中，要在原信息系统的基础上建设，没有对企业，特别是企业中现存信息系统的详细调查、深入了解，新系统将无从设计或设计不良。详细调查的内容应当比初步调查更广泛、更深入细致。详细调查的任务相当艰巨，其指导思想应当是抓宏观、抓信息流，要搞清系统中所有的信息流输入、处理、存贮与输出。
（6）还原原信息系统的逻辑模型
    在对原信息系统的信息流有了全面、深入的了解之后，用数据流图描述原信息系统，即得到原信息系统的逻辑模型。这对于系统开发来说是一个倒推的工作，因为我们要从现实存在的信息系统(原系统)还原出它的模型。
（7）建立新系统的逻辑模型
    建立新系统的逻辑模型是系统分析阶段的核心任务。然而新系统的逻辑模型不是凭空想象出来的，建立它，通常可以通过以下两种途径：
1）先得到原系统的逻辑模型，改进原系统的逻辑模型得到新系统的逻辑棋型。
2）从新系统的功能目标出发，通过对系统基本模型的分解而得到新系统的逻辑模型。
    系统分析员使用一系列图表工具，如数据流图、数据词典等表达工具构造出独立于物理设备的新系统的逻辑模型，并与文字说明一起组成新系统逻辑设计文档，称为系统分析说明书。它是系统分析阶段的阶段性成果，也是新系统物理设计的依据。

3．系统设计阶段
    系统设计阶段的任务是依据系统分析说明书进行新系统的物理设计，提出一个由一系列物理设备构成的新系统设计方案，并把这一方案表达出来。通常，又将系统设计阶段分为总体设计和详细设计两个阶段。
    总体设计阶段的主要任务是：系统空间布局设计、系统模块结构的设计，系统软硬件结构设计。
    详细设计阶段的主要任务是：数据库设计和数据文件的设计、编码设计、输入／输出设计、模块逻辑设计等。
    所有这些设计的图表、说明等构成新系统的系统物理设计文档，称为系统设计说明书。它是新系统的物理模型，是系统实施的根据，是系统设计阶段的阶段性成果。
4．系统实施阶段
    物理设计完成后，即可进入系统实施阶段。实施阶段是根据系统的物理设计来构造一个物理的新系统。主要任务是：购置计算机硬件、系统软件，并安装调试；程序设计、程序及程序系统的调试；系统试运行；操作人员培训、编写操作说明等文字资料等。
    新系统经一段时间的试运行，要评价系统开发的质量。不过MIS生命周期的每一个阶段结束后，都应该进行阶段性评价，如果发现问题应及时改正，如果是属于前面阶段的问题，亦应返回前面相应阶段做出修正。系统开发是一个不断前进、又不断反复的过程。
5．系统运行与维护阶段
    经评价认可的系统可以正式交付使用，新系统便进入了长期的运行、维护阶段，被更新的系统所取代。这一阶段的主要活动是：
（1）系统转换，新系统正式代替原系统；
（2）新系统正式运行，并逐日提交运行记录；
（3）系统维护及对维护的评价，并提交每次的维护报告及维护评价报告。
（4）用户培训。增强用户对系统的认识和使用信心，提高系统应用效果。

2.1.2 结构化系统开发的基本思想
  1．管理信息系统非结构化开发方法存在的主要问题
（1）工作阶段的划分原则不明确，各阶段的工作缺乏规范的章程、方法、表达工具与标准。
（2）系统建设过程用户参与程度低，用户与专业人员对话缺乏有效的手段。
（3）系统开发的工作任务集中在系统实施阶段，系统分析、设计工作不深入。
（4）系统实施阶段的工作采取“自底向上”的方法，系统总体功能与目标的实现难以保证。
2．结构化方法的基本思路和主要原则
    “结构化”一词在系统建设中的含义是用一组规范的步骤、准则和工具来进行某项工作。运用结构化的思想进行以计算机为基础的管理信息系统的建设工作，首先出现于60年代发展起来的结构化程序设计（Structured Prosramming，简记为SP）。到了70年代，约当（E．Your-don）、康斯坦丁（L．L．Constantine）和德马可（T．Demarco）等人提出了结构化分析（Structured Analysis，简记为SA）和结构化设计（Structured Design，简记为SD）方法。截至80年代，已提出的各类结构化方法不下30余种。这些方法虽各有产生的背景和特色，但它们的基本思路和主要特点是相同的。
    结构化方法的基本思路如图2-5所示。这类方法都是把整个系统开发过程分成若干阶段，每个阶段进行若干活动，每项活动应用一系列标准、规范、方法和技术，完成一个或多个任务，形成符合给定规范的产品（成果）。
    管理信息系统结构化方法的主要原则，归纳起来有以下四条：
（1）用户参与的原则
（2）“先逻辑，后物理”的原则
（3）“自顶向下”的原则
（4）工作成果描述标准化原则
2.1.3 结构化生命周期法
1．结构化生命周期法要点
    所谓结构化生命周期法就是把管理信息系统开发的全过程按其生存周期分成若干阶段，每个阶段有相对独立的任务，然后逐步完成各个阶段的任务。在每一阶段的开始与结束都规定了严格的标准。前一个阶段的结束标准就是后—阶段开始的标准，而每个阶段任务相对独立而且比较简单，便于不同人员分工协作，从而降低了整个软件工程开发的困难程度。在软件生命周期的每个阶段都采用科学管理和良好的技术方法，而且在每个阶段结束之前都从技术与管理两个角度进行严格审查，合格之后才开始下一阶段工作。这就使得软件开发全过程以一种有条不紊的方式进行，保证了软件质量，提高了软件的可维护性。这样不仅可以大大提高软件开发的成功率，软件开发的生产率也会明显地提高。其工作流程如图2-6所示。具体地讲，结构化生命周期法强调以下几个方面：
（1）开发阶段性
    生命周期法把整个系统开发过程分成一系列严格定义顺序的紧密相关的阶段，这些阶段及其顺序一般是：系统定义(包括系统调查，可行性分析，系统需求分析)，系统开发(包括系统设计，软件编码，系统测试)，系统维护。
它的主要特点是：
1）每一个阶段是由一个定性或定量的确认工作告终，以减少该阶段可能存在的不确定因素。
2）只有前阶段性产品完成之后才能开始下一阶段工作。
其优点在于：
1）结构清晰，简单明了。
2）在一些阶段可以使用成熟的系统分析及设计方法，如 结构化系统分析设计方法。
3）通过每一阶段的确认评价，大大减少了不确定因素。
4）通过每一阶段生成的相应文档资料，使得软件开发人员及用户易于使用维护。
（2）用户评价
    与其它软件工程或信息系统不同，管理信息系统生命周期法要求在系统开发的每个阶段都有用户评价。
由差错潜伏期与发现期分析知道，软件生命周期中越早潜入的错误发现越晚。系统分析时引入的错误往往要到运行时才发现，其修正的代价是相当昂贵的。这种错误是由于对用户系统分析不充分，理解不透彻，或表达的二义性造成的。所以管理信息系统待别强调在每个阶段结束前都要有用户评价或验收，以减少这种错误的发生。
（3）文档管理
    为了便于管理信息系统的开发与管理，生命周期法把文档资料作为每个阶段的产品之一，而且加以标准化，作为每个阶段结束的重要标准。它保证了在系统开发结束时有一个完整准确的软件配置交付使用。文档资料是通讯的工具，它清楚地说明了到这个时候为止关于该项工程已经知道或做了什么，同时确定了下一步的工作基础。文档资料也起着备忘录的作用，如果文档不完整或与上一阶段的文档不相衔接则一定在工作上有不完整的地方。文档资料另一重要作用是有利于与用户交流，检查错误，用户评价。文档资料也是系统维护的依据。
（4）结构化的系统分析与设计较术
    在完成生命周期每个阶段任务时应该采用适合该阶段任务特点的系统化的技术方法。在系统分析与系统设计阶段应该采用结构化系统分析与设计方法。生命周期中的系统分析与系统设计方法虽然是多种多样的，但是最常用的还是结构化系统分析和设计方法。它要求对系统功能进行自顶向下的分解，模块化。以满足系统可理解性，适应性，可分离性及整体性要求，使系统层次清晰，易于理解，调试和排错。

2．结构化生命周期法存在的问题
（1）阶段回溯不可避免——延长系统开发的时间。
（2）使用过程化语言——没有以根本上改变个体手工编程的工作方式。
（3）专业开发人员开发用户使用的系统开发模式——开发人员与用户都要化时间去掌握对方专业领域的知识以期产生共同语言。
（4）用户热情没有自始至终调动——不能从根本上解决让用户参加系统开发的问题。系统维护就十分困难。
（5）文档资料缺乏实用价值，特别是早期的系统规格说明——专业知识的缺乏使得用户难以理解文档的内容，文档资料没有起到应有的作用，反而延长了开发时间。
（6）系统开发周期过长——结构化生命周期法并没有解决软件开发研制时间过长的严重危机，在计算机硬软件技术相通讯技术日新月异发展的时代，很容易使刚建立起来的管理信息系统迅速变得陈旧，生命周期很短，所以系统开发周期过长将导致系统运行时间变短。

2．2快速原型法
2.2.1 什么是快速原型法
    快速原型法突出一个“快”字，采用结构化生命周期法作系统分析时要反复和用户讨论，这种讨论费时费力，而且终究是“纸上谈兵”，原型法则是“真枪实弹”，能够使用户立刻与想象中的目标系统作出比较。开发人员向用户提供一个“样品”，用户迅速向开发人员作出反馈，这就是原型法的优越性。
    “原型”是新系统的一个“样品”，一个早期可运行版本，它能反映新系统的部分重要功能和特征。快速原型法要求在获得一组基本的用户需求后，快速地实现新系统的一个“原型”，用户、开发者在试用原型的过程中，加强通信与反馈．逐步调整需求趋近准确，确定各种需求的细节，通过反复评价、修改和使用原型，提高系统的质量。因此可以认为原型法是确定用户需求的策略，它对用户需求的定义采用启发的方式，引导用户在对系统逐渐加深理解的过程中作出响应。
2.2.2 原型定义策略
    快速原型法的需求定义过程是一个开发人员与用户通力合作的反复过程。从一个能满足用户基本需求的原型系统开始，允许用户在开发过程中不断提出更好的要求，并不断地完善系统。它实质上是一种迭代的循环型的开发方式，如下图所示。

2.3.3 快速原型法工作阶段的划分
    快速原型法用于MIS开发有两种情况，一是仅代替生命周期法的某一个或几个阶段，二是承担工程的全部任务。
    实践证明，应该在做完了系统分析就建立—个原型系统，以进一步确认，修改对系统的需求描述。原型技术应用在系统分析阶段是比较恰当的，可以让用户在分析阶段就能见到新系统(原型)，并能操作它、与开发人员一起改进它。所以在此我们重点介绍用原型法代替生命周期方法的系统分析阶段。此时原型法的工作过程如上图所示。
    从上图中可见，原型法生命周期的入口端是可行性分析。在可行性研究中，大多数典型问题已经被说明，例如：
·应用和环境方面的主要约束；
·当前业务的分析；
·系统边界及交互点：
·系统的输入／输出和功能窗口。
    原型法生命周期的出口端是系统设计。在这里，系统设计的主要任务是分析和解剖原型，因为此时的原型系统与最终系统相比，还有许多需求未被满足。诸如恢复机制、操作文档辅助变换和质量控制等。在理想情况下，可以从原型系统经过演化而直接过渡到最终系统。
   下图所示原型法生命周期由9个阶段组成，整个过程的目标是提供一个能被用户和开发人员双方所接受的、较为完善的系统需求。下面分别对各个阶段进行讨论。

（1）方法选择
（2）识别基本需求
（3）开发初始原型
（4）验证原型
（5）修正和改进原型——原型迭代
（6）判断原型是否完成
（7）细部说明
（8）判断原型效果
（9）整理原型、提供文档