02单元2管理信息系统的系统分析1.docx
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02单元2管理信息系统的系统分析1
单元2 管理信息系统的系统分析
【教学导航】
教学目标
(1)了解管理信息系统分析的主要任务和基本步骤
(2)一般掌握管理信息系统详细调查的主要内容和基本方法
(3)一般掌握用户需求、组织机构和业务流程的调查与分析方法
(4)了解图书管理系统的参与者、用例的分析方法
(5)了解图书管理系统业务处理类、界面类的分析与设计方法
(6)掌握图书管理系统功能模块结构的分析与划分方法
(7)掌握图书管理系统数据库的分析与设计方法
(8)掌握数据流图的绘制方法和数据字典的定义方法
(9)掌握管理信息系统逻辑模型的建立和系统分析阶段的文档编写
教学方法
任务驱动法、分析探究法、调查分析法等
课时建议
6课时(含考核评价)
【知识必备】
2.1 管理信息系统分析的主要任务
管理信息系统的系统分析是在总体规划的指导下,对系统进行深入的调查研究,确定新系统逻辑模型的过程,其主要任务如下:
(1)进一步明确系统目标
(2)充分了解用户需求,形成系统需求说明书
(3)修正子系统的划分,确定各子系统的功能
(4)确定系统逻辑模型,形成系统分析报告
2.2 管理信息系统分析的基本步骤
管理信息系统分析的基本步骤如下:
(1)详细调查现行系统
(2)分析组织结构与业务流程
(3)分析系统数据流
(4)建立新系统的软件模型
(5)编写系统分析报告
2.3 管理信息系统的调查与分析
2.3.1 详细调查的主要内容
详细调查的主要内容包括以下方面。
(1)现行系统的系统界限和运行状态
(2)组织结构的调查
(3)功能体系的调查
(4)业务流程的调查
(5)数据与数据流的调查
(6)收集各种原始凭证和报表
(7)统计各类数据的特征和处理特点
(8)收集与新系统对比所需的资料
(9)了解约束条件
(10)了解现行系统的薄弱环节和用户要求
2.3.2 系统调查的基本方法
系统调查的常见方式有:
重点询问方式、全面业务需求分析的问卷调查法、深入实际的调查方式和参加业务实践。
(1)重点询问方式
(2)问卷调查法
(3)深入实际调查
(4)参加业务实践
2.3.3 用户需求的调查与分析
用户需求指用户对管理信息系统的所有要求和限制,通常包括功能、性能、可靠性、安全保密要求以及开发费用、开发周期、资源等方面的限制。
通过需求分析全面理解用户的各项要求,准确表达被接受的用户需求。
用户需求分析的过程如下:
(1)调查用户需求
(2)确定用户需求
(3)表达用户需求
2.3.4 组织机构的调查与分析
在系统详细调查的基础上,对现行系统的组织结构和管理功能进行分析,主要有组织结构分析、组织与功能的关系分析、管理功能分析三个方面。
在系统规划阶段所获取的组织机构图的基础上,进一步了解现行系统的组织机构、各部门的职能,分析各部门之间资料传递关系和数据流动关系。
根据系统调查结果绘制系统的组织机构图,用图示描述组织的总体结构和组织内部各部门之间的关系。
其次对组织机构进行调查分析,进一步掌握各部门的联系程度、主要业务职能、业务流程等。
2.3.6 数据的调查与分析
用业务流程图和表格分配图描述管理业务形象地表达了信息的流动和存储,得到现有系统的物理模型。
但没有脱离物质要素,为了便于分析问题,进一步舍去物质要素,抽象出数据流,详细调查数据与数据流。
收集进行系统分析所需的数据,具体包括各种单据(例如各种入库单、收据、凭证、清单、卡片)、账本、各种报表、各种记录;现行系统的说明文件,例如各种流程图、程序;各部门外的数据来源,例如上级文件、计算机公司的说明书、外单位的经验材料等。
收集的结果可以通过数量汇总表和统计报表进行描述。
2.4 数据流分析
数据流分析是把数据在原系统内部的流动情况抽象出来,抽象地反映信息的流动、加工、存储和使用情况。
数据流分析主要包括对信息的流动、处理、存储等方面的分析。
数据流分析按照自顶向下、逐层分解、逐步细化的结构化分析方式进行,通过分层的数据流图(DataFlowDiagram简称DFD)实现。
2.4.1 绘制数据流图
数据流图是用规定的基本图形直观描述数据的流动及其处理、存储的图示。
2.4.2 定义数据字典
数据字典(DataDictionary,简称DD)指数据流图中所有成分定义和解释的文字集合。
数据字典的功能是对数据流图中的每个构成要素(包括数据流名、文件名、加工名以及组成数据流或文件的数据项)作出具体的定义和说明,是系统分析阶段的重要文档。
数据字典条目的类型有:
数据流条目、文件条目、加工条目、数据项条目。
2.4.3 加工逻辑说明
1.功能
对数据流图中每一个基本加工的描述,描述该加工在什么条件下做什么事。
2.描述内容
基本加工的内容中“加工逻辑”是最基本的部分,描述该加工在什么条件下做什么事,即描述了输入数据流、输入文件、输出数据流、输出文件之间的逻辑关系。
3.描述方法
常用的加工逻辑描述方法有3种:
判定表、判定树和结构化语言。
2.5 UML概述
UML(UnifiedModelingLanguage,译为统一建模语言),是一种面向对象的可视化建模语言,它能够让系统构造者用标准的、易于理解的方式建立起能够表达他们设计思想的系统监图,并且提供一种机制,以便于不同的人之间可以有效的共享和交流设计成果。
2.5.1 UML的功能
(1)为软件系统建立可视化模型
(2)规约软件系统的产出
(3)构造软件系统的产出
(4)为软件系统的产出建立文档
2.5.2 UML的组成
UML由视图(View)、图(Diagram)、模型元素(ModelElement)和通用机制(GeneralMechanism)等几个部分组成。
2.5.3 UML的图
每一种UML的视图都是由一个或多个图组成的,图就是系统架构在某个侧面的表示,所有的图一起组成了系统的完整视图。
将UML的9种图按其功能和特征进行归类,划分为五种类型:
(1)第一类是用例图:
从用户角度描述系统功能,并指出各功能的参与者。
(2)第二类是静态图:
包括类图、对象类。
其中类图描述系统中类的静态结构。
(3)第三类是行为图:
包括状态机图和活动图,用于描述系统的动态模型和组成对象之间的交互关系。
(4)第四类是交互图:
包括顺序图和通信图,用于描述对象间的交互关系。
(5)第五类是实现图,包括组件图和部署图。
其中组件图描述组件的结构及各组件之间的依赖关系
从应用角度来看,采用面向对象技术设计系统时,应包括以下步骤:
第一步描述用户需求,建立用例图;
第二步根据需求建立系统的静态模型,以构造系统的结构,建立类图、对象图、组件图和部署图等静态模型;
第三步描述系统的行为,建立状态机图、活动图、顺序图和通信图,表示系统执行时的顺序状态或者交互关系。
2.5.4 UML的应用
UML的目标是以面向对象的方式来描述任何类型的系统。
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,例如企业机构、业务过程,以及处理复杂数据的管理信息系统、具有实时要求的工业系统或工业过程等。
UML常应用在以下领域。
(1)管理信息系统
(2)嵌入式系统
(3)分布式系统
(4)商业系统
2.6 管理信息系统逻辑模型的建立
通过系统调查、对现行系统的业务流程、数据流程、处理逻辑等进行深入分析后,即可开始建立新系统的逻辑模型。
借助系统逻辑模型可以确定系统设计所需的参数,确定各种约束条件,预测各个系统方案的性能、费用和效益。
在开发一个系统之前,不可能全面理解系统每一个环节的需求,随着系统复杂性的增加,先进的建模技术越来越重要。
系统开发时,开发人员如何与用户进行沟通以了解系统的真实需求?
开发人员之间如何沟通以确保各个部分能够无缝地协作?
这就需要为系统建立模型。
2.7 管理信息系统分析阶段的文档编写
通过调查现有系统的物理模型(组织结构图、功能体系图、业务流程图),抽取现有系统的逻辑模型,形成了现有系统的软件模型。
【项目实战】
【任务2-1】应用UML分析图书管理系统
【任务描述】
(1)任务卡
任务卡如表2-7所示。
表2-7 任务卡
任务编号
02-1
任务名称
应用UML分析图书管理系统
计划工时
60min
所属系统名称
图书管理系统
任务说明
(1)分析图书管理系统的功能,划分功能模块,绘制图书管理系统的用例图
(2)分析图书管理系统的业务需求、参与者与用例
(3)对图书管理系统的类进行分析,绘制图书管理系统的“书目类”、“借阅者类”、“借阅类”等类的类图,绘制图书管理系统“出版社管理界面类”、“图书类型管理界面类”、“书目信息管理界面类”、“借阅者信息管理界面类”、“图书借阅界面类”等界面类的类图
(4)对图书管理系统的主要操作流程进行分析
(2)任务跟踪卡
任务跟踪卡如表2-8所示。
表2-8 任务跟踪卡
任务编号
开始时间
完成时间
计划工时
实际工时
当前状态
02-1
【任务实施】
【任务2-1-1】分析图书管理系统的业务需求
图书管理系统是对图书馆或图书室的藏书以及借阅者进行统一管理的系统,本教材所开发的图书管理系统主要面向社区,图书借阅采用开馆自选形式,管理图书的数量一般在1万册以上。
通过实地考查,与社区图书管理人员深入交谈,我们发现使用图书管理系统的对象主要有管理员和借阅者,管理员根据其工作内容分为三种类型:
图书管理员、图书借阅员和系统管理员,由于社区工作人员较少,有时这三种角色可以由同一人担任,但根据管理规定一般情部下由不同的工作人员担任。
【任务2-1-2】分析图书管理系统的参与者
经过实地调查、访谈,我们可以列出图书管理系统的主要业务内容。
(1)系统可供图书借阅员完成借书、还书、续借操作。
(2)系统可供图书管理员完成图书编目、入库,办理借书证等操作。
(3)系统允许系统管理员对系统进行维护、管理系统用户、设置用户权限。
(4)系统可供图书管理员、图书借阅员和借阅者本人查询图书信息、借阅信息和罚款信息。
通过以上分析,可以确定系统中有四类参与者:
图书借阅员、图书管理员、系统管理员和借阅者。
【任务2-1-3】分析图书管理系统的用例
由于系统中存在四种类型的参与者,下面分别从这四种类型的参与者角度出发,列出图书管理系统的基本用例,如表2-10所示。
表2-10 图书管理系统的基本用例
系统参与者
基本用例
图书借阅员
借出图书、归还图书、续借图书、查询信息、修改密码
图书管理员
管理基础数据、管理书目、管理图书、管理借阅者、办理借书证
系统管理员
管理用户、管理用户权限、设置系统参数、备份数据
借阅者
查询信息
【任务2-1-4】分析图书管理系统的类
系统对象的识别可以从发现和选择系统需求描述中的名词开始进行。
从图书管理系统的需求描述中可以发现诸如“书目”、“图书”、“借阅者”、“借阅信息”等重要名词,可以认为它们都系统的候选对象,是否需要为它们创建类可以通过检查是否存在与它们相关的属性和行为进行判断,如果存在,就应该为相应候选对象在类图中建立模型。
“借阅者”是具有自己的属性特征的,在图书管理系统中,“借阅者”具有借书、还书等行为,所以在类图中应该有一个“借阅者”类。
“图书”和“书目”是不同的,“书目”是有自己的属性特征的,可以通过ISBN号进行区分,而且图书的书目可以被添加、修改和删除;图书也有自己的属性特征,可以通过条码惟一标识一本书,具有不同条码的图书名称可以不同,也可能相同。
在图书管理系统中,“图书”可以被借出和归还,所以应该在类图中添加“书目”类和“图书”类。
借阅信息也具有自己的属性特征,借阅信息也可以被添加和删除,所以,应该在类图中增加一个“借阅”类代表与借阅信息有关的事务。
至此已为系统定义了四个类,分别是“借阅者类”、“书目类”、“图书类”和“借阅类”。
根据用例模型和图书管理系统的需求描述,这几个类都是实体类,需要访问数据库,为了便于访问数据库,抽象出一个“数据库操作类”,该类可以对数据库执行读、写、检索等操作。
所以,再在类图中添加一个“数据库操作类”。
用户在使用图书管理系统时需要与系统进行交互,所以,还需要为系统创建用户界面类。
根据用例模型和系统的需求描述,为图书管理系统抽象出以下用户界面类:
数据库连接界面、用户登录界面、系统主界面、用户管理界面、用户权限管理界面、密码修改界面、出版社数据管理界面、部门数据管理界面、藏书地点管理界面、图书类型管理界面、借阅者类型管理界面、浏览与管理书目数据界面、新增书目数据界面、修改书目数据界面、浏览与管理借阅者数据界面、新增借阅者数据界面、修改借阅者数据界面、图书借阅查询界面、图书借阅报表打印界面、书目信息报表打印界面、借阅者信息报表打印界面、条码编制与图书入库界面、条码输出界面、图书借出界面、图书归还与续借界面、图书罚款处理界面、补交罚款界面、罚款类型管理界面、补交押金界面、系统帮助界面、选择出版社界面、选择借阅者界面、选择图书界面、选择借出图书界面、选择待罚款的借阅者、提示信息对话框、错误信息对话框。
【任务2-1-5】分析图书管理系统的三层架构
图书管理系统采用C/S模式的三层架构,如图2-6所示,这样就可以将系统设计的三层部署在相应的层次中,即用户操作界面部署在客户端,业务逻辑处理类部署在业务服务器上,数据访问类则部署在数据库服务器。
客户端主要部署用户界面包,图书借阅员在此端完成“借书”、“还书”、“查询借阅信息”等操作。
然后由连接组件将该操作请求发送到服务器端,再由在服务器端部署的业务逻辑组件进行业务处理,并将更新后的信息保存到数据库。
服务器端主要部署的组件包括系统管理员进行系统维护的界面包和进行业务处理的业务逻辑包。
图2-6 C/S模式的三层架构
【任务2-1-6】分析图书管理系统的功能模块结构
为了实现图书系统管理的业务需求,便于团队合作开发系统,将图书管理系统划分为3种类型(通用操作、业务处理和整合部署)、12个模块(用户登录模块、用户管理模块、基础数据管理模块、类型管理模块、业务数据管理模块、数据查询模块、报表打印模块、条码编制与图书入库模块、图书借出与归还模块、罚款管理模块、系统整合模块、系统部署与发布模块),功能结构图如图2-3所示。
图2-7 图书管理系统的功能结构图
【任务2-1-7】分析图书管理系统的主要操作流程
在图书管理系统中,每个用例都可以建立顺序图和活动图,将用例执行中各个参与的对象之间的消息传递过程表现出来,反映系统的操作流程。
本节主要分析图书管理系统的几个主要的操作流程。
1.用户登录的流程
当用户进行登录时,首先打开【用户登录】界面,然后开始输入“用户名”和“密码”;“用户名”和“密码”输入完毕,并提交到系统,然后系统开始检查判断“用户名”和“密码”是否正确。
如果检查通过则成功登录,否则显示【错误提示信息】对话框;在【错误提示信息】对话框中选择需要进行何种操作,如果选择“重新输入”则返回【用户登录】界面再一次输入“用户名”和“密码”,如果选择取消则退出【用户登录】界面,此时表示登录失败。
2.借出图书的操作流程
借出图书的操作流程为:
图书借阅员选择菜单项【借出图书】,打开【图书借出】窗口,图书借阅员在该对话框中输入借阅者信息,然后由系统查询数据库,以验证该借阅者的合法性,若借阅者合法,则再由图书借阅员输入所要借阅的图书信息,并将借阅信息提交到系统,系统记录并保存该借阅信息。
3.归还图书的操作流程
归还图书的操作流程为:
图书借阅员选择菜单项【归还图书】,打开【图书归还】窗口,图书借阅员在该对话框中输入归还图书的条码,并提交到系统,然后由系统查询数据库,以验证该图书是否为本馆藏书,若图书不合法,则提示图书借阅员;若合法,则由系统查找借阅该图书的借阅者信息,然后删除相对应的借阅记录,并更新借阅者信息。
4.超期处理的操作流程
超期处理的前提条件为:
当发生借书或还书时,首先由系统找到借阅者的信息,然后调用超期处理以检验该借阅者是否有超期的借阅信息。
超期处理的操作流程为:
获取借阅者的所有借阅信息,查询数据库以获取借阅信息的日期,然后由系统与当前日期比较,以验证图书是否超过了规定的借阅期限,若超过规定的借阅时间,则显示超期的图书信息,以提示图书管理员。
【任务2-2】分析图书管理系统的数据库
【任务描述】
(1)任务卡
任务卡如表2-17所示。
表2-17 任务卡
任务编号
02-2
任务名称
分析图书管理系统的数据库
计划工时
30min
所属系统名称
图书管理系统
任务说明
(1)分析图书管理系统数据库的概念结构
(2)绘制图书管理系统局部E-R图和整体E-R图
(2)任务跟踪卡
任务跟踪卡如表2-18所示。
表2-18 任务跟踪卡
任务编号
开始时间
完成时间
计划工时
实际工时
当前状态
02-2
【任务实施】
(1)确定实体
通过需求分析后,可以确定该系统涉及的实体主要有图书、借阅者、出版社、部门、图书借阅、图书罚款等。
(2)确定属性
列举各个实体的属性构成,例如图书书目的主要属性有书目编号、图书名称、作者、出版社、ISBN、出版日期、图书页数、价格、图书类型、总藏书数量、馆藏数量、馆藏地点和简介等。
(3)确定实体联系类型
实体联系类型有三种,例如借书证与借阅者是一对一的关系(一本借书证只属于一个借阅者,一个借阅者只能办理一本借书证);出版社与图书是一对多的关系(一个出版社出版多本图书,一本图书由一个出版社出版);“书目信息”表中记载每个种类的图书信息,而“图书信息”表中记载每一本图书的信息,这两个实体之间的联系类型为一对多。
(4)绘制局部E-R图
绘制每个处理模块局部的E-R图,图书管理系统中的借出与归还模块不同实体之间的关系如图2-19所示,为了便于清晰看出不同实体之间的关系,在E-R图中没有列出实体的属性。
图2-19 图书管理系统的借出与归还模块的局部E-R图
(5)绘制整体E-R图
综合各个模块局部的E-R图获得总体E-R图,图书管理系统总体E-R图如图2-20所示,其中“书目”、“借阅”和“借阅者”是三个关键的实体。
图2-20 图书管理系统数据库的E-R图
(6)获得概念模型
对总体E-R图进行优化,确定最终的总体E-R图,即概念模型。
图书管理系统数据库的概念模型如图2-20所示。
【任务2-3】应用数据流图分析图书管理系统
【任务描述】
(1)任务卡
任务卡如表2-19所示。
表2-19 任务卡
任务编号
02-3
任务名称
应用数据流图分析图书管理系统
计划工时
60min
所属系统名称
图书管理系统
任务说明
(1)对蝴蝶社区的图书管理业务流程进行实地调查
(2)对蝴蝶社区的图书管理进行需求分析
(3)建立图书管理系统的逻辑模型,包括绘制数据流图和定义数据字典
(2)任务跟踪卡
任务跟踪卡如表2-20所示。
表2-20 任务跟踪卡
任务编号
开始时间
完成时间
计划工时
实际工时
当前状态
02-3
【任务实施】
【任务2-3-1】图书管理业务流程的实地调查
对蝴蝶社区进行了详细的实地调查,该社区的图书室藏书有1万多册,还订阅了100多种杂志,但其现行图书管理工作都是采用传统的手工管理,经过对其图书管理工作中的图书信息、借阅者管理及借书管理工作的全面调查研究,其现行手工流程具体分析如下:
(1)图书登记:
对上级政府部门分配、社区自行购入和社会捐赠的图书进行图书信息登记和编目。
(2)借阅者登记:
图书管理员根据社区提供的本社区的居民花名册进行借阅者登记,然后填发借书证。
(3)借书管理:
借阅者持借书证到图书室借书,图书管理员将借书日期填写在书籍卡片上,将卡片夹在借书证中间,存放在图书室。
借阅者还书时,收回借书证或另借其它书籍。
【任务2-3-2】图书管理的需求分析
经与社区领导和图书管理员交流,他们要求利用计算机管理图书,以便能快捷地对图书信息进行维护与查询,对借阅者的借书情况进行跟踪分析,提高图书管理的质量。
对新开发的图书管理系统的具体需求如下。
1.社区领导的需求
2.图书管理员的需求
3.性能要求
【任务2-3-3】图书管理系统逻辑模型的建立
1.新开发图书管理系统的功能分析
经调查分析,新开发的图书管理系统应具有以下功能:
(1)查询和维护借阅者基本信息,包括借阅者信息的增加、修改、删除等;
(2)管理借阅者借书证,包括借书证的办理、挂失和注销等。
(3)新书登记与编目
(4)图书的流通处理,即借书、续借、还书处理。
(5)罚款处理,即对超期未归还图书、损坏图书和丢失图书进行罚款处理。
2.绘制数据流图
绘制数据流图时,只考虑图书管理员和借阅者两个外部分实体,顶层数据流图如图2-21所示。
图2-21 顶层数据流图
0层数据流图如图2-22所示。
图2-22 0层数据流图
借阅管理的1层数据流图如图2-23所示。
图2-23 1层数据流图之一
借阅管理的2层数据流图如图2-24和图2-25所示。
图2-24 2层数据流之一
图2-25 2层数据流之二
3.定义数据字典
数据字典是进行数据收集和数据分析所获得的主要成果,是系统中各类数据描述的集合。
数据字典通常包括数据项、数据流、数据存储、处理逻辑。
【项目实战考核评价】
本单元的项目实战考核评价内容如表2-21所示。
表2-21 单元2的项目实战考核评价表
考核要点
考核项目
考核内容描述
标准分
评分
应用UML分析图书管理系统
(1)分析图书管理系统的功能,划分功能模块,绘制管理信息的用例图
(2)分析图书管理系统的业务需求、参与者与用例
(3)对图书管理系统的类进行分析,绘制类图和界面类的类图
5
分析图书管理系统的数据库
(1)分析图书管理系统数据库的概念结构
(2)绘制图书管理系统局部E-R图和整体E-R图
1
应用数据流图分析图书管理系统
(1)对蝴蝶社区的图书管理进行实地调查和需求分析
(2)建立图书管理系统的逻辑模型,包括绘制数据流图和定义数据字典
5
素养与态度
认真完成本单元的各项任务、纪律观念强、团队精神强、学习态度好、学习效果好
1
小计
12
评价方式
自我评价
小组评价
教师评价
考核得分
【同步实践】
【任务2-4】分析进销存管理系统
【任务描述】
对一家电脑销售公司或家电销售公司组织机构、业务流程进行详细调查,完成以下任务:
(1)详细分析该公司的进货、入库、销售、出库、转库等业务流程,且绘制业务流程图。
(2)分析新开发的进销存管理系统的功能要求和性能要求,且绘制功能结构图。
(3)建立进销存管理系统的逻辑模型,绘制数据流图建立UML模型,编制数据字典。
(4)编写需求分析说明书和系统分析报告。
【同步实践考核评价】
本单元的同步实践考核评价内容如表2-22所示。
表2-22 单元2的同步实践考核评价表
任务编号
02-4
任务名称
分析进销存管理系统
任务完成方式
【 】小组协作完成 【 】个人独立完成
任务完成
情况说明
存在的主要
问题说明
考核评价
自我评价
小组评价
教师评价
【归纳总结】
本单元介绍了管理信息系统的
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