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1、第三章 信息系统分析,主要内容：系统分析的任务是针对每一个子系统进行详细的分析，然后制定出每个子系统的逻辑结构。本章结合教学管理系统介绍信息系统分析方法。,3.1 信息系统分析概述,3.1.1 信息系统分析的任务 详细了解每一个业务过程和业务活动的工作流程及信息处理流程，理解用户对信息系统的需求，然后运用各类信息系统开发理论、开发方法和开发技术确定出系统应具有的逻辑功能，再用适当的方法表达出来，形成这个系统的逻辑方案，这个方案不但要能够充分反映用户的信息需求并和用户取得一致的意见，而且要能够使系统设计员和程序员由此设计、开发出一个计算机化的信息系统。,3.1.2 信息系统分析步骤,第一步、对现
2、行系统进行详细的业务调查分析了解各项需求第二步、进行数据分析，建立数据库逻辑模型第三步、依据数据库模型确定出新系统的逻辑功能结构 第四步、整理各项文档资料，并提出系统分析总结报告,需求调查主要内容,1、系统的功能要求。这是未来系统必须完成的各项功能。2、系统性能要求。如联机系统的响应时间、系统需要的存储容量以及后援存储、重新启动和安全性等方面的考虑等。3、运行要求。4、将来可能提出的要求,系统分析工具,业务流程图数据流程图 数据字典 数据库设计工具规范化设计 功能描述工具结构式语言、判断树、判断表 基于UML的分析和设计,3.2 系统分析基本方法,3.2.1 业务流程调查 基本图例,业务流程概
3、述,新生入学后填写的学生情况登记表上报各系后，再上报教务处，教务处将这些报表汇总后与学校招生办公室进行核对，准确无误后存档以备使用。每年各个专业在制定完教学计划后，由教学秘书交系教学办公室进行审核，然后上报教务处，教务处出面组织全校进行讨论，协调各专业的教学执行计划，最后形成年度教学执行计划下发各系组织落实。各系将落实后的教师任务分配表汇总再报教务科。各系教学办公室根据教学执行计划、教师任务分配表和教室情况排出本系课程表，再报教务科，由教务科进行统一协调，最后制定出全校课程表下发各系。学校在部分专业中实施了学分制管理，在每学期开学以前还要进行学生选课工作。期末考试结束后，各系将学生成绩归档并进
4、行学籍处理，然后将成绩及学籍处理结果报教务科审批执行。另外教务科还要根据教师任课情况、学生情况制定各种报表上报省教委、学校及各有关单位。,对教学管理职能域进行调查形成的二级业务流程图,“学籍处理”业务的详细调查,对“学籍处理”业务的详细调查，可以了解到其业务处理有：转专业、休复学、退学。学生的转专业、休复学、退学（指自动退学）都要由本人提出申请，经系教学办公室审查初步同意后，报教务处教务科进行复核，最后报请校领导批准由教务处教务科负责执行，相应的执行结果要记入学生情况档案。每学期期末教师将学生成绩单送交各系院后，由教学办公室负责将学生成绩存档，在新学期的开学初期，各系、院要根据学生的学习成绩进
5、行学籍处理，并报教务科审批实施。另外每年各教学办公室还要对应届毕业生进行毕业资格审查，确定其毕业资格有三种类型：拥有毕业证书和学位证书、仅拥有毕业证书、仅拥有结业证书，然后报教务科复审上报，再将证书下发学生，相应的结果也要载入学生情况档案。,对“学籍处理”业务过程进行详细调查形成的三级业务流程图,“制订教学计划”业务的详细调查,“制订教学计划”业务过程的详细处理是：首先由各专业教学委员会制订教学计划，各专业的教学秘书将整理后的教学计划交给院系教学办公室进行汇总、审核，然后报学校教务处，教务处将各专业教学执行计划汇总后召开全校教学秘书及院系教务人员协调会，最终确定本年度的教学计划，并下发各院系。
6、各院系将教学计划下发给教研室主任安排教学任务，教研室主任将教学任务安排结果汇总成教师任课表报院系，各院系再将汇总后的教师任课表报教务处。,对“制订教学计划”业务过程进行详细调查形成的三级业务流程图,“排课”业务的详细调查,“排课”业务过程的详细处理是：各院系根据本单位的教学计划和教师任课表完成课表的初步排定工作，其排课内容涉及到学生班级、教师的上课时间安排，各院系将排课结果报教务处后，由教务处排定上课教室。,对“排课”业务构成进行详细调查形成的三级业务流程图,“统计报表处理”业务的详细调查,“统计报表处理”业务过程的详细处理是：教务处对教师任课情况进行统计，并形成开课情况统计表；根据学生档案统
7、计各专业及班级学生人数及学生变动情况，形成班级学生人数统计表、学生异动统计表等等。,对“统计报表处理”业务进行详细调查形成的三级业务流程图,业务流程图的审查,首先要与用户一道共同审查这些业务流程图的整个工作流程是否正确，是否有被遗漏的部分。其次要检查业务流程图的一致性，即在高层流程图中出现的各类报表、单证、数据存储等数据载体一定要在低层的业务流程图中反映出来，相应地表示业务处理单位或部门或人的业务处理的参与者、完成者也要在低层的业务流程图中反映出来。再次要检查低层业务流程图中是否存在这样的业务活动，它没有输入的数据载体或处理完毕不产生输出的数据载体。如果存在则要仔细调查各项业务活动是确实没有输
8、入或没有输出的数据载体，还是将某些数据载体遗忘。最后要对各项业务活动和数据载体的名称进行审查，确认名称定义的正确性和准确性，不能存在同名异义或同义异名的现象。,3.2.2 数据分析建立数据模型,数据模型目前主要采用关系模型来描述关系是一张二维表，表的每一行叫做一个元组（Tupple），是某个实体或实体之间联系中的一个具体值，通常称为一条“记录”。每一列叫做一个属性（Attribute），通常称为“数据元素”或“数据项”，每一个元组必须用关键字（Key）来唯一识别元组。,关系的性质：,1、在任一列上，数据项应该属于同一个属性；2、表中的所有的行都是不相同的，即不允许有重复的组项出现；3、行的顺序
9、无关紧要；4、在一个表中，每一列有不同的名称，并且列的顺序也无关紧要。,以“学生情况登记表”为例的关系规范化处理过程,非规范的“学生情况登记表”,数据的依赖关系：学生姓名性别；学生姓名出生年月；学生姓名籍贯；学生姓名政治面貌；学生姓名、与本人关系姓名；学生姓名、与本人关系工作单位；学生姓名、起始至终止年月所在单位；学生姓名、起始至终止年月证明人,非规范化关系转换为第一规范化形式（A）转换为（B）、（C）两种方案,第二规范化形式：,设有一关系如下：属性之间的依赖关系：学生学号学生姓名学生学号性别学生学号出生年月学生学号籍贯学生学号政治面貌学生学号、课程名称成绩,第一规范化形式转换为第二规范化形式
10、,第三规范化形式：,设有一关系如下：属性之间的依赖关系：学生学号学生姓名学生学号性别学生学号出生年月学生学号籍贯学生学号政治面貌学生学号学生所在系学生学号系所在地点学生所在系系所在地点,第二规范化形式转换为第三规范化形式,教学管理系统总体方案中的主题数据库方案：,对每个主题数据库进行规范化处理数据一览表,为每一个关系表定义数据结构,值得注意的是，主题数据库的标识、表标识以及数据元素的标识一定要用能够明确表示其含义的字符来命名，其命名也要遵循一定的规范来进行，否则一个系统中常常包含几十个表以及上千甚至更多的数据元素，如果命名不当必将引起理解和协调等各方面的混乱。,3.2.3 功能分析建立新系统逻
11、辑结构,新系统逻辑结构的描述工具是数据流程图图例：外部项：指不受系统控制，在系统以外的事物或人，它表达了该系统数据处理的外部来源和去处。数据流：数据流表明了数据的流动方向及其名称，它是数据载体的表现形式之一。数据存储：用来指明数据保存的地方。处理功能：表达了对数据处理的逻辑功能,功能分析是在业务流程调查和数据分析基础上进行的，首先从底层的业务流程开始分析，将能够由计算机进行处理的业务抽取出来，然后再根据数据模型和抽取后的处理功能构造新系统的逻辑结构。,“学籍处理”逻辑结构,“制定教学计划”逻辑结构,“排课”逻辑结构,“统计报表处理”逻辑结构,教学管理系统总体逻辑结构,逻辑功能的审查,第一、数据
12、流程图本身的正确性检查。第二、逻辑功能正确性检查。第三、检查新系统逻辑功能是否符合总体规划中的总体方案要求。,新系统的逻辑结构的特征：,1、系统内各功能部分之间的数据存储及交换关系都是通过主题数据库来实现的，充分体现了第一章中所提到的信息系统开发的基本原理和前提。2、数据库的建立首先经过了总体规划，在充分考虑到全局利益的前提下形成的，因此解决了由分散开发所带来的一系列问题。3、数据流出现在相关的外部项和处理功能之间，表明了该系统与外界的接口。,3.2.4 处理功能的表达,用自然语言表达处理功能通常存在以下几类问题：界限不明确 逻辑条件的次序不明确 意义模糊的形容词或副词,3.4.2.1 结构式
13、语言,结构式语言使用的词汇主要有三类：1、祈使句中的动词；2、在数据字典中定义的名词；3、某些逻辑表达式中的保留字。结构式语言使用的语句只允许有四类：1、简单的祈使句2、判断句 3、循环语句4、上述三种的复合语句,祈使句（动词+名词）,获得当月水表数获得上月底水表数当月水表数减去上月底的水表数，得到本月实际用水吨数1.20元乘以实际用水吨数得到水费将水费加到应交房租水电费中获得当月电表数获得上月底电表数当月电表数减去上月底的电表数，得到本月实际用电度数0.80元乘以实际用电度数得到电费将电费加到应交房租水电费中获得房租费将房租费加到应交房租水电费中，得到住户的应交房租水电费,判断句：,形式1（
14、一般形式）：如果条件1（成立）则动作A否则（条件1不成立）就动作B 形式2（嵌套形式）：如果 条件1（成立）则 如果 条件2（成立）则 动作A 否则（条件2不成立）就 动作B否则（条件1不成立）就 动作C 形式3：如果 条件1 则动作A如果 条件2 则动作B,循环句：,一般形式：对每一满足条件的记录，循环执行 动作A,3.4.2.2 判断树,判断树是用一种树型图形方式来表示多个条件、多个取值所应采取的动作。看一张判断树图形的时候，要从左边（树根）开始，沿着各个分支向右看，根据每一个条件的取值状态可以找出应该采取的动作，所有的动作都列在这张图的最右侧 方法：首先确定有哪些条件第二确定每一个条件有
15、几种可能的状态，即有几种取值第三要确定有哪些动作最后确定每一项动作要依赖哪些条件及取值。,举例：,学校的奖学金有两种，且记为奖学金A和奖学金B。对于奖学金A，凡各科成绩平均在88分以上、单科成绩不低于75分、英语平均在80分以上者可申请一等奖学金（金额400元）；凡各科成绩平均在85分以上、单科成绩不低于70分、英语平均在80分以上者可申请二等奖学金（金额300元）。对于奖学金B，凡各科成绩平均在92分以上、单科成绩不低于85分、英语平均在90分以上者可申请特等奖学金（金额1500元）；凡各科成绩平均在90分以上、单科成绩不低于80分、英语平均在85分以上者可申请一等奖学金（金额800元）；凡
16、各科成绩平均在88分以上、单科成绩不低于75分、英语平均在80分以上者可申请二等奖学金（金额400元）；凡各科成绩平均在85分以上、单科成绩不低于70分、英语平均在80分以上者可申请三等奖学金（金额300元）,两个条件：奖学金种类，成绩第一个条件有两个状态：奖学金A和奖学金B。第二个条件有六个状态：依据平均成绩、单科最低成绩和英语平均成绩来最终确定。有六个处理动作，即最后发放的奖学金金额。,判断树：,其中：计算出学生的平均成绩，将值放入G中；计算出学生各科的最低成绩放入D中；计算出英语的平均成绩放入E中。,凡各科成绩平均在80分以上，可以申请三等奖学金（金额300元），各科成绩平均在80分以上
17、90分以下的可申请二等奖学金（金额400元），各科成绩平均在90分以上可申请一等奖学金（金额800元），贫困学生在拿到奖学金的基础是上可以再多领取200元奖学金。,3.4.2.3 判断表,方法首先确定有哪些条件第二确定每一个条件有几种可能的状态，即有几种取值第三要确定有哪些动作第四给出所有条件的组合最后确定每一项动作要依赖哪些条件及取值。,举例：,某工厂人事部门对一部分职工重新分配工作，其分配原则如下：“如果年龄不满18岁，文化程度是小学，则脱产学习，文化程度是中学，则当电工。如果年龄满18岁但不满40岁，如果文化程度是小学或中学，若是男性，则当钳工，若是女性，则当车工，文化程度是大学，则当技
18、术员。如果年满40岁及以上者，文化程度是小学或中学，则当材料员，文化程度是大学，则当技术员。”,有三个条件：性别、年龄、文化程度。性别有2个取值年龄有3个取值文化程度有3个取值所有条件的组合有：23318个。,判断表（初始）：,判断表（整理后）：,例：“教师基本信息管理”处理功能的描述,3.3 基于UML的系统分析方法,UML（统一建模语言，Unified Modeling Language）是目前被广泛使用的面向对象系统的建模方法，支持该方法的典型工具是Rational Rose（Rational Rose的使用方法简介见附录）。采用UML进行系统分析形成的分析模型由功能模型、对象模型和动态
19、模型组成。首先进行需求调查建立功能模型，用用例图来描述；然后是细化功能模型衍生出对象模型和动态模型，对象模型用类图来描述，它描述了实现用例所需要的数据和操作（或称方法），动态模型用状态图和顺序图来描述，它描述了功能实现过程的各种动态。,3.3.1 业务流程调查建立功能模型,用例图（Use Case Diagram）符号：角色（Actor）：角色是与系统交互的人或事物，角色可以是用户、其它系统或时间。当时间作为角色时，一般是指一定时间触发系统中的某个事件。用例（Use Case）：用例是系统的功能模块，它描述人们如何使用系统。关系分为通信关系、使用关系和扩展关系。通信关系（Communicate
20、s Relationship）：描述角色与用例之间的关系，某一个角色启动一个用例或一个用例启动一个角色。,“学籍管理员”角色启动与“学籍处理”用例的通信 使用关系（Uses Relationship）：表示一个用例可以利用另一个用例提供的功能。扩展关系（Extends Relationship）：表示允许一个用例扩展另一个用例提供的功能。,使用用例图来描述教学管理系统总体业务流程,“学籍处理”用例的扩展,“制订教学计划”用例的扩展,“排课”用例的扩展,“统计报表处理”用例的扩展,3.3.2 分析数据建立对象模型,对象模型中类之间可以有四种关系：关联：（Associations）是类之间的连接
21、依赖性：是类之间的连接，但依赖性的连接总是单向的，它显示一个类依赖另一个类的定义,累积：累积关系是强关联，它反映的是整体和个体之间的关系一般化：显示类之间的继承关系。,教学管理系统对象模型,分析活动建立动态模型,业务流程调查所建立的功能模型主要是强调真实而接近现实管理业务，但功能模型中存在着需要调整的处理方式和不能够由系统来实现的用例，为此需要根据前面的对象模型和优化后处理方式调整功能模型，使之成为未来信息系统的逻辑结构。,“学籍处理”优化后的功能模型,“制定教学计划”优化后的功能模型,“排课”优化后的功能模型,优化后的教学管理系统总体功能模型,用结构式语言、判断树、判断表在“用例说明窗口”描述每一个叶子层用例,用状态图描述每一个叶子层用例,用顺序图描述每一个叶子层用例,
