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1、第二章 認識軟體系統,和春技術學院資工系 李鴻鵬師,2,學習重點,認識軟體系統的定義與種類。了解應用領域與軟體系統的關聯。了解描述應用領域的特徵與需求的方法。了解軟體系統開發方法論。了解軟體系統應該具備的特性。,3,2.1 認識軟體系統(Software systems),軟體系統是根據某些功能與用途所開發出來的應用系統，這些功能與用途可以分門別類，形成各種應用領域（Application domain）。一個軟體系統的功能可從規格上來描述，圖2-1列出這些規格的由來，再進行軟體的開發之前，會先評估效益與可行性，從多方面來了解軟體的功能與用途，得到的結果產生了各種的文件 包括應用系統需求的定義
2、與規格，最後得到完整的需求文件，這些文件就是隨後系統設計工作的基礎。需求分析產生的系統模型，對於應用系統的作業方式有正式的描述，可由此推演出未來軟體系統的概觀，所以圖2-1 中流程，代表軟體系統內涵的描述與架構的形成過程。,4,圖2-1 軟體系統的規格與應用系統的需求,5,軟體與軟體系統區別,一般來講軟體被劃分為程式語言、系統軟體、和應用軟體。其中系統軟體為電腦使用提供最基本的功能，但是並不針對某一特定應用領域。而應用軟體則恰好相反，不同的應用軟體根據使用者和所服務的領域提供不同的功能。這些軟體也包含操作手冊及錯誤訊息處理文件等。軟體系統可能包含多個程式、設定程式的組態檔案(Configura
3、tion files)、說明系統結構的文件，以及說明如何使用系統的手冊。把軟體和系統加起來變成軟體系統，所指的是多個程式的組合，彼此相關，共同搭配達成軟體系統所賦予的功能，例如傳銷軟體系統包括基本的會員管理及進銷存管理軟體外，還有業績的獎金核算處理軟體、年度稅務的處理軟體、資料分析的軟體、會員網路查詢資料上傳軟體及各種資訊完整的報表與統計圖表軟體的功能。,6,2.1.1 電腦系統中軟體的分類,一般來講軟體被劃分為程式語言、系統軟體、和應用軟體。系統軟體跟電腦系統的作業有關，應用軟體則決定於個別使用者的偏好。系統軟體：作業系統、連結程式、載入程式、編譯程式等。應用軟體：Microsoft Off
4、ice、AutoCAD、Adobe Photoshop、防毒軟體等。,7,圖2-2 電腦系統中軟體的分類,8,2.1.2 系統程式,系統程式(System program)或是系統軟體(System software)包含很多種程式，主要的功能是支援電腦系統的作業，這裡的作業多半跟電腦的內部機制有關。例如撰寫程式時會用編輯程式(editor)來輸入程式碼，完成以後用編譯程式(compiler)把程式轉換成機器語言(machine language)，執行的時候系統會呼叫連結程式(linker)與載入程式(loader)把程式載入到記憶體中執行，然後使用者可以透過除錯程式(debugger)來偵
5、錯，這些程式都屬於系統程式。,9,2.1.3 作業系統,表2-1 作業系統的功能,10,作業系統的主要成員,11,作業系統的主要成員的運作,各主要成員之間必須合作才能完成整體的功能，其中使用者指令介面是使用者與作業系統溝通的管道，一般的作業系統都會提供類似的介面給使用者。假設使用者輸入一個指令，開始執行一個程式：Device manager會從鍵盤收到訊號，將按鍵轉成指令，把指令送給command user interface，然後交由Processor manager處理。Processor manager產生一個確認的訊息到螢幕上，讓使用者知道指令再處理中，processor manage
6、r在處理指令的過程中要先確定程式是在記憶體中還是在磁碟上。,12,作業系統的主要成員的運作,若是程式在磁碟上，file manager先計算檔案的位置，通知device manager把檔案送給memory manager，由memory manager分配適當的記憶體空間來放置程式。一旦程式載入到記憶體中，開始由processor manager執行之後，memory manager還是要持續監控記憶體使用的狀況。程式執行完後，processor manager會先得知，透過device manager將完成的訊息呈現在螢幕上。從這個例子可以大致體驗作業系統主要成員的合作情形。,13,2.1
7、.4 應用軟體,電腦硬體的功能必須透過軟體來發揮，一般人的電腦裡頭除了作業系統以外，通常還會安裝一些自己常用或是需要用到的軟體。有的軟體雖小，但是使用頻率高，例如檔案壓縮程式，有時候人們習慣把這樣的程式以軟體工具稱之。透過軟體除了能幫助我們提昇工作效率之外，對於電腦系統的學習，也常有觸類旁通的效果。,14,2.2 應用系統（Application Systems）簡介。,軟體工程是開發大型軟體系統必經的程序，當開發出來的系統正式上線使用後，即可被稱為應用系統（Application System）。一般而言，應用系統是指支持整體作業流程所需要的軟硬體設備，例如常見的會計系統就是一種應用系統，操
8、作上除了需要電腦及周邊設備外，還包括資料庫管理系統（DBMS）及會計資訊系統。若是光提及應用（Applications），一般是指某種可經由電腦及軟體輔助解決的問題，譬如會計業務就是一種應用。,15,2.2.1 了解應用系統的涵義,對於各種應用的了解，有助於應用系統的組成，換句話說，要解決某種問題，必須先了解問題的本質，對於一般的資訊系統而言，我們可依各種應用的特徵加以分類，例如銀行資訊系統，生產管理系統不同的應用範疇(Application domain)。不同的範疇代表不同的專業，軟體工程師必須在了解各種不同的專業需求後，才有辦法開發軟體系統來輔助各專業正常運作的電腦化。我們可以從下面幾個
9、不同的角度來分析一個應用系統：,16,從幾個不同的角度來分析一個應用系統,處理的資料（Data）型態、意義與資料關係應用系統可以用資料模型(Data model)來作系統化的描述，一般說來，任何應用系統都有最基本資料處理的需求，例如資料的輸入輸出，儲存與搜尋。除了這些基本的資料需求外，資料之間的關係，資料的組織架構，資料的含意等等，必須仰賴一種有系統且被大家認知的方法來描述，在電腦科學裡，我們將這種方法歸類在所謂的資料模型裡。由於各種應用範疇各有不同的資料描述的需求，因此造成了各種不同的資料模型的行程。例如資料庫系統裡常見的關聯式資料模型(Relational data model)，或是軟體
10、設計方法中流席的物件導向資料模型。,17,從幾個不同的角度來分析一個應用系統,應用系統的涵義（Semantics of Application Systems）同樣的資料在不同的應用系統可能會有不同的涵義。譬如說某人的身分證字號，在國稅局所使用的資訊系統中，可能是當成報稅人的代號，但是在戶政系統裡，身分證字號是國民的統一編號。換句話說，應用系統會因其本身的需求，對資料作各種處理或解釋。應用系統處理資料的流程常被稱作程序(Process)，有時候一個程序可能代表一個公司某項業務的流程。軟體專案最終目標就是要輔助各種程序的正常運作，了解這些程序，等於是了解應用系統的涵義。,18,從幾個不同的角度來
11、分析一個應用系統,應用系統的分類（Taxonomy of Application Systems）將所有的應用系統加以分類是不太切實的，因為應用系統數目非常的多，而且很少有人能了解所有的應用系統。但是我們可以從系統的本質作大略的分類，這樣可以幫助建立對既有應用系統的了解及未來應用系統的歸類。例如資料庫應用系統可專指與資料庫應用有關的軟體系統。,19,2.2.2 以電腦為基礎的資訊系統(CBIS),以電腦為基礎的資訊系統(Computer-based information system,CBIS)，涵蓋了企業資訊化可能涉及的各種資訊系統。圖2-4列出這些資訊系統以及它們之間的關係。產業是由組織
12、來參與經營的，組織的決策核心仰賴各種營運的狀況來進行各種調適。會計資訊系統是任何一個行業都需要的應用，系統的功能大同小異，不會因為行業性質的差異而有所不同。管理資訊系統MIS也算是CBIS的一種。,20,圖2-4 以電腦為基礎的資訊系統,21,組織資訊系統,從組織的角度來看MIS：所謂的組織資訊系統(Organizational information system)是指MIS在組織的功能性架構下，所建立的各種子系統，這些子系統可由圖2-5來表示。,22,圖2-5 組織資訊系統,23,CBIS與組織資訊系統,例如在圖2-4中，以電腦為基礎的資訊系統(CBIS)，包括五大類主要的子系統：會計資訊
13、系統(Accounting information system)、管理資訊系統(Management information system)、決策支援系統(Decision support system)、辦公室自動化系統(Office automation system)、與專家系統(Expert system)。圖2-6繪出組織資訊系統與這五大類主要的子系統之間的關係，每個組織資訊系統都與CBIS的五類子系統相互關聯，每個資訊系統之間在整合的情況下互相合作，完成企業與組織的整體需求。不同的產業對於資訊系統的需求重點不一，但是所使用的資訊系統，都可以歸納於圖2-6的分類中。,24,圖2-6
14、 CBIS與組織資訊系統,25,以電腦為基礎的資訊系統(CBIS),會計資訊系統：處理與會計相關的應用管理資訊系統：提供管理階層有效的資訊，包含公司所有管理運作等，如人事薪資，考勤，生產管理，物料管理，行銷管理，品質管理，研發管理等。決策支援系統：根據管理資訊系統各種不同的資訊，進行分析協調、評估與設計，讓管理階層能有效地做出決策。辦公室自動化系統：支援辦公室內經常性的工作，例如文書處理與EMAIL等網路系統還有簽章流程。專家系統(expert system)：和決策系統有二點差異。專家系統可以利用之事庫與自動推理，使決策者能藉助他人經驗。專家系統可以記載並提供所達成決策的由來，從問題解決的角
15、度來看，不但提供解答，而且有具體過程，作為日後參考。,26,組織資訊系統,主管資訊系統：提供主管階層進行組織策略性規劃時所需的資訊與工具方面的問題。行銷資訊系統：蒐集與組織行銷相關的資訊，並且經由整理與分析之後，輸出在行銷上對於組織有用的資訊。財務資訊系統：包括組織的資金管理狀況及組織預算的分配等方面的問題。人力資源資訊系統：輔助組織管理人力資源流入與流出組織的過程中所產生的各種事物方面的問題。製造業資訊系統：輔助組織解決和管理有關於生產製造方面的問題。,27,企業資源規劃(ERP,Enterprise resources planning),在傳統的管理資訊系統MIS之中，我們看到財務資訊系
16、統、製造業資訊系統、行銷資訊系統等，企業在電腦化與自動化的過程中，往往是逐步地建立這些系統。後來人們逐漸發現企業的資訊資源具有整體的不可分割性。分別建置傳統的MIS系統，到頭來仍會面臨整合的問題。早期的企業資源以原料為大宗，所以物料的管理最先獲得大家的重視。表2-2 列出的物料需求規劃(MRP,Material requirement planning)發展的過程。,28,表2-2 MRP發展的過程,29,物料需求規劃（MRP,Material Requirement Planning）是在1970年代運用生產設施與資訊處理的自動化，使物料的管理最適化，達到降低成本的目標。MRP II（Man
17、ufacturing Resources Planning）是由MRP進化而來的，一般也俗稱製造資源規劃。二者在學理上都有深入的探討，但在實務應用上卻沒有所謂的標準可言，事實上並沒有任何一套系統能應用在大多數的企業中。從1990年代以後，出現了企業資源規劃（ERP,Enterprise Resources Planning）與企業程序再造工程（BPR,Business Process Reengineering）的觀念，資訊資源的有效運用是這些觀念的基礎，知識可致富以及知識本身就是財富的事實，使BPR與ERP逐漸落實於資料庫系統的應用之上。,從MIS到ERP與BPR,30,2.2.4 軟體工程
18、與應用系統,CBIS、MIS與ERP多半是大型的軟體應用系統。開發的時候屬於大型的專案，勢必要運用軟體工程的方法與程序來保障專案進行的品質與專業性，不致因為缺乏系統化的方法與理論的基礎而雜亂無章。,31,2.3軟體系統(Software system)開發方法論(Development methodology),方法論(methodology)是各種專業裡非常重要的基礎，方法論是一套方法、步驟及程序，可以運用來使與專業有關的工作進行的有效率且有準則可循。在軟體工程裡，有各類的方法論提出來幫助軟體系統的分析與設計，例如資訊實務技術中時有耳聞的物件導向方法論(object-oriented met
19、hodology)。,32,2.3.1 開發方法論的分類,在軟體工程中都會提到專案及軟體開發的階段，各個階段都有各種方法論提供出來協助階段進展過程中的工作。在軟體工程裡，研討的重點在與軟體系統開發有關的方法論，我們可以將這些方法論大致歸納成下列幾項：描述資料架構與應用系統涵義的方法論：例如物件導向方法論協助系統分析與設計的方法論：通常會提供一套系統化的表示法，作為溝通的基礎指引系統製作的方法論：探討如何提高軟體的品質與效率，例如結構化的程式設計，及使用各種軟體工具。大型軟體系統的開發，必須仰賴這些方法論。,33,2.3.2 好的軟體系統應該具備的特性,容易維護(maintainability)：軟體在開發的時候就要考量到未來是否容易擴充與維護，因為客戶的需求一定會改變的。可靠性(dependability)：軟體系統能安全運作，系統失敗時不致造成重大損失。效率(efficiency)：使用時的回應時間要滿足使用者的要求。好用性(usability)：在使用者的介面設計上要有人性化，說明文件要充分的描述清楚軟體的使用。,34,References,顏春煌編著，軟體工程理論與實務應用，碁峰資訊股份有限公司。,
