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1、1,信息系统分析与设计,复习纲要,2,第一章 信息系统及相关的概念,数据（Data）：一般意义上认为是客观实体的属性值，是对客观事物记录下来的，可以鉴别的符号（数字，字符、文字、图形等等）信息：“构成一定含义的一组数据就称为信息”,3,信息量,香农定理如一个事件X具有N种可能的状态，当各种状态以等概率出现的时候，系统将得到最大信息量H（x）max如式1,如事件X的N种可能 状态的出现概率不 等时，则将得到平 均信息量，其计算 公式如式2：,4,信息量,例1：已知某事件的各种可能状态以等概率出现，其出现概率P=0.666，试计算其最大信息量？答：,例2：已知某事件的状态数为5，各种状态的出现概率
2、分别为0.10;0.15;0.30;0.05;0.40，试计算其平均信息量？答：,5,一、已知某事件的可能状态数为23，他们均以等概率出现，试计算其信息量（I）？二、已知某事件的各种可能状态以等概率出现，其概率 P=0.756，试计算其最大信息量H（x）max？三、已知某事件的状态数为6，各种状态的出现概率分别为 0.17;0.32;0.06;0.20;0.16;0.09，试计算其平均信息 量H（x）？,信息量习题,6,第二章 信息系统分析与设计理论,软件过程的三种图形工具的五种基本控制结构是顺序结构、IF两分支选择结构、CASE多分支选择结构、先判断重复结构(WHILE)、后判断重复结构(R
3、EPEAT)。判定表描述程序的静态逻辑，因此不能独立用于描述程序逻辑。主要用于检查程序的逻辑。PDL语言是一种伪码，用于描述程序的逻辑。它的语法分为内外两层。外语法用高级语言中的关键字对程序进行分割，以描述程序结构和数据结构；内语法用自然语言描述各种操作和条件。HIPO是一种设计工具，主要包含可视目录表和IPO图。可视目录表给出程序的层次关系，IPO图则为程序各部分提供具体的工作细节。,7,模块独立性的度量之一：耦合度,耦合度是模块间的联结关系，衡量不同模块间的相互依赖 的紧密密程度，耦合的强弱取决于模块间接口的复杂程度；进入或访问一个模块的入口点；以及通过接口的数据。耦合度越高，模块独立性越
4、弱耦合度强弱的因素：一模块对另一模块的引用一模块向另一模块传递的数据量一模块施加到另一模块的控制的数量模块间接口的复杂程度,8,模块间耦合的类型：,低 非直接耦合耦 数据耦合合 标记耦合性 控制耦合 高 内容耦合,模块独立性,弱,(低耦合),强,(中耦合),(较强耦合),(强耦合),公共耦合,如何降低模块间耦合度：,(1)如模块必须存在耦合，选择适当的耦合类型原则：尽量使用数据耦合少用控制耦合限制公共耦合的范围坚决避免使用内容耦合(2)降低模块间接口的复杂性,10,模块独立性的度量之二：聚合度,衡量一个模块内部各成分之间彼此结合的紧密程度设计目标：高聚合(一模块的所有成分都直接参与并且对于完成
5、同一功能来说都是最基本的),11,模块的聚合性类型：,低 偶然聚合 内 逻辑聚合 聚 时间聚合 性 过程聚合 通信聚合 顺序聚合 高 功能聚合,模块独立性,弱(功能分散),强(功能单一),12,过程设计,过程设计也叫做详细设计或程序设计，它不同于编码或编程。在过程设计阶段，要决定各个模块的实现算法，并精确地表达这些算法。前者涉及所开发项目的具体要求和对每个模块规定的功能。以及算法的设计和评价，后者需要给出适当的算法描述，为此应提供过程设计的表达工具。判定表判定树结构化语言,13,某商业公司的销售策略规定：不同的购货量、不同的顾客可以享受不同的优惠。具体办法是：年购货额在5万元以上且最近三个月无
6、欠款的顾客可享受 15%的折扣；近三个月有欠款，但是本公司十年以上的老顾客，可享受 10%的折扣；若不是老顾客，只有5%的折扣；年购货额在5万元以下无折扣。,例：优惠折扣问题描述,14,判定表(Decision Table),判定表(Decision Table)，又称判断表，为描述这类加工逻辑提供了表达清晰、简洁的手段。是描述多条件、多目标动作的形式化工具。判定表也是一种图形工具，呈表格形。判定表共分四大部分其结构如下所示。判定表结构：条件类别 条件组合 操 作 操作执行,15,判定表(Decision Table),判断表的建立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
7、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。,16,举例：优惠折扣（判断表）,1.识别判断条件，并列出所有的条件及条件值；C1（交易额）=50000元、50000元C2（信誉好）近三个月无欠款、有欠款C3（老顾客）交易10年以上、10 年以下2.建立条件组合数三种条件，每种各有二种情况，共有8种组合3.识别每个独立步骤A1：折扣 15%A2：折扣 10%A3：折扣 5%A4：无折扣,17,举例：优惠折扣设计判断表格,18,举例：优惠折扣合并与简化1,19,判断表,20,举例：优惠折扣判断树,交易额在50，000元以上,21,结构英语表示法,If 交
8、易额=2500元 then If 三个月无欠款 then 折扣 15%else if 老顾客 then 折扣 10%else 折扣 5%else 无折扣,22,判定表、判定树，结构化语言例,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。”,23,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
9、文化程度有3个取值所有条件的组合有：23318个。,判定表举例,24,判断表（初始）：,25,判断表（整理后）：,26,第三章 信息系统分析与设计方法,功能分解法 划分子功能信息造型法 E-R图面向数据流的分析方法数据流图数据字典,27,某订货系统功能说明如下：假设某一企业采购部门每天需要一张订货报表，报表按材料编号排序，报表中列出所有需要再次订货的材料。对于每种需要再次订货的材料应列出下列数据：材料编号、名称、订货数量、目前价格（或参考价格）、主要供应单位、第二供应单位等。材料入库或出库称为事务，通过放在仓库的CRT终端把事务报告给订货系统。当某种材料的库存数量少于库存量临界值时就应该再次订
10、货。,应用举例(1),28,如何画出上述订货系统的数据流程图呢？考虑数据的源点和终点：从上面对系统的描述可以知道，仓库管理员通过终端把事务报告给订货系统，系统经过汇总处理，每天向采购部提供一张订货报表。所以，采购员是数据的终点，而仓库管理员是数据的源点。,仓管员,0.0订货系统,采购员,事务,订货报表,图(a)订货系统的顶层数据流程图,应用举例(2),29,考虑数据加工：问题给出“采购部需要报表”，因此必须有一个用于产生报表的处理。输入事务的结果是改变材料库存量，然而任何改变数据的操作都是数据加工，因此对事务进行的处理是另一个处理。考虑数据流：系统把订货报表送给采购部，因此订货报表是一个数据流
11、；仓库需要将每笔事务输入到系统中，显然事务是另一个数据流。,应用举例(3),30,考虑数据存储：从问题的阐述中，可以看出产生报表和处理事务这两个处理在时间上明显不匹配，每当有一个事务发生时就必须立即处理事务，而每天只产生一次订货报表。因此，用来产生订货报表的数据必须存放一段时间，也就是应该有一个数据存储。另外，“当某种材料的库存数量少于库存量临界值时就应该再次订货”，这个事实意味着必须在某个地方有材料库存量和库存量临界值这样的数据。因此，需要有一个保存清单的数据存储。,应用举例(4),31,一旦把数据流程图中的四种成份都分离出来之后，就可着手绘制系统的数据流程图了。数据流程图的绘制也是采用自顶
12、向下的方法，由粗到细，逐层细化，最后形成一套完整的拟建系统的数据流程图。,仓管员,1.0处理事务,采购员,事务,订货报表,图(b)订货系统的一层数据流程图,2.0产生报表,D2 订货信息,D1 库存信息,应用举例(5)数据流程图1,32,D2,1.1事务输入和检验,仓管员,1.2更新库存,D1,库存信息,F3 库存,F1 事务,事务F2,F4 缺货信息,F5 订货信息,订货信息,图(c)订货系统的2层数据流程图(子图1),应用举例(6)数据流程图2,33,D2,F6 订货汇总信息,F7,订货报表,订货信息,图(d)订货系统的1层数据流程图（图b的局部，各数据成分加上编号）,应用举例(7)数据流
13、程图3,34,思考题1,请绘制某商场供销存管理的数据流程图。某商场对每一批购入的商品根据“入库单”登记在“购入流水账”中，对每一批销售的商品根据“出库单”登记在“销售流水账”中。商品每天入库或出库后，要根据“购人流水账”和“销售流水账”，修改“库存台账”。商场每月将根据“库存台账”制作各种报表。,35,思考题2,请绘制银行处理存款的数据流程图。储户将填好的存款单、存折、现金交给银行，银行作如下处理：1)审核存款单、存折和现金，发现不合格时退回储户；合格的存折、存款单和现金交存款处理。2)处理存款时要修改账目和存折，再将存折退回储户。3)银行将现金存人“现金库”。,36,从数据流图导出模块结构图
14、,从数据流程图导出系统的模块结构图，首先要区分数据流程图的结构类型，然后根据不同的类型采用不同的方法把数据流图映象成相应的模块结构。,37,(一)数据流程图DFD的结构类型,1变换型DFD一个数据流程图可以明显地分成输入、处理和输出三部分。2事务型DFD事务型数据流程图一般呈束状形。,38,变换分析举例-DFD,汇款单,合格的汇款单,处理后的汇款单,收据,明细账,变换中心,输出,输入,业务数据,39,变换分析举例-转换后的模块结构图,40,练习题1,按图所示，将数据流图导出模块结构图？（说明：其中C为变换中心）,41,第四章 管理信息系统,管理信息系统的概念管理信息系统的研究和应用起源于20世
15、纪50年代末期，20世纪60年代进入了一个蓬勃发展的时期。管理信息系统是一个由人、计算机及其它相关因素组成的，能进行信息的收集、传递、存储、加工、维护和使用的系统。管理信息系统有着广泛的应用领域，但是企业，特别是制造业是管理信息系统应用最为广泛的领域。,42,制造业管理信息系统,MRP系统MRP系统ERP系统计算机集成制造系统产品数据管理技术,43,制造业管理信息系统的发展,总的来看，制造业信息系统可以分为两种类型。一种是通过技术实现产品生产的系统；另一种是通过管理实现生产的系统。技术信息系统包括计算机辅助设计(CAD，Computer Aided Design)、计算机辅助制造(CAM，Co
16、mputer Aided Manufacturing)及计算机数字控制(CNC，Computer Numeric Control)等。以管理为主的信息系统包括：物料需求计划系统(MRP，Material Requirement Planning)、制造资源计划系统(MRP，Manufacturing Resources Planning)、计算机辅助质量控制(CAQ，Computer Aided Quality control)及准时制造技术(JIT，Just in Time)等。将技术和管理因素相结合的信息系统有：计算机集成制造系统(CIMS，Computer Integrated Manu
17、facturing)和企业资源计划(ERP，Enterprises Resources Planning)。,44,第五章 决策支持系统,现代西方现代管理学派的Herbert A.Simon将决策问题分为三种不同的类型，即将问题分为结构化问题(structured problem)、半结构化问题(semi-structured problem)和非结构化问题(non-structured problem)。对这三种问题的决策分别称为结构化决策、半结构化决策和非结构化决策。,45,决策支持系统的类型,群决策支持系统分布式决策支持系统智能决策支持系统决策支持中心战略决策支持系统基于数据仓库和联机分
18、析处理的决策支持系统,46,联机分析处理,联机分析处理(OLAP)是一种独立于数据仓库的技术。其基本思想是：决策者应能灵活地操纵数据，以多维的形式从多角度观察组织的状态、了解组织的变化。联机分析处理系统与数据源的数据存储相分离，只要有足够的数据就可以完成相关的分析。,47,联机分析处理,联机分析处理(OLAP，OnLine Analytical Processing)是在传统的联机事务处理(OLTP，OnLine Transaction Processing)基础上发展起来的一种数据分析技术，又称多维分析或共享多维信息的快速分析。它用于完成基于某种数据存储的数据分析功能。OLAP的基本思想是：
19、决策者应能灵活地操纵数据，以多维的形式从多方面和多角度来观察组织的状态、了解组织的变化。,48,知识发现的概念,1996年，Fayyad等人给出了知识发现的定义，即：知识发现是从数据集中识别有效模式的过程，该模式是新颖的、有潜在应用价值的和最终可理解的。该定义得到了大多数人认同。,49,知识发现的过程,数据准备数据挖掘评估、解释模式巩固知识运用知识,50,数据挖掘,数据挖掘根据知识发现的目标，决定数据挖掘的目的，用相关的准则，选择某个特定数据挖掘算法搜索数据中的模式，然后选取相应算法的参数，分析数据，产生一个特定的模式或数据集，从而得到可能形成知识的模式。采用较多的方法有决策树、分类、聚类、粗
20、集、关联规则、神经网络等。模式模式是用某种语言形成的表达式，它可用来描述数据集中数据的特性，表达式所描述的数据是数据集的一个子集。作为一个模式，表达式应比简单列举数据子集中的所有元素更具概括性。例如，“如果成绩在8190之间，则成绩优良”是一个模式，而“如果成绩为81、82、83、84、85、86、87、88、89或90，则成绩优良”就不是一个模式。,51,模式的类型,分类模式回归模式时间序列模式聚类模式关联模式序列模式,52,数据挖掘的方法,决策树方法粗集方法概念树方法遗传算法,53,第六章 专家系统,专家系统（Expert System，简称ES）是一种计算机信息系统。其主要任务是研究怎样
21、使计算机模仿人脑所从事的推理、学习，思考、规划等思维活动，解决需要人类专家才能处理的复杂问题，如医疗诊断、气象预报、运输调度和管理决策等。所以，专家系统是一个具有大量专门知识与经验的系统，它应用人工智能技术，根据一个或多个人类专家提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断，模拟人类专家做决定的过程，解决需要专家决定的复杂问题。从实用角度看，专家系统是一门工程学科：它以知识为研究对象，研究知识的获取、知识的表示方法和知识的使用。,54,专家系统的特点,启发性：家系统主要用来解决需要人类专家求解的问题，如医生对患者进行诊断。这些问题难于形式化和转换成计算问题。同时，领域知识通常具有多义性或不确定性，专
22、家的作用正是利用其经验来使用知识，排除结论的多义性及不确定性。所以，专家系统能运用人类专家的知识经验进行评砗团卸稀透明性：由于专家系统所求解的问题具有多义性及不确定性，所以需要专家系统能解释本身的推理过程，回答用户对结论所提出的问题。灵活性：人类专家的知识的经验不是静止的，而是不断丰富，不断增长的。专家系统也是一样，它通过其知识获取机制，能不断地丰富、校正知识，从而更好地工作。,55,专家系统的类型,解释专家系统预测专家系统诊断专家系统设计专家系统规划专家系统,监视专家系统控制专家系统调试专家系统教学专家系统修理专家系统,56,Questions,1能根据学生的特点、弱点和基础知识，以最适当的
23、教案和教学方法对学生进行教学和辅导的专家系统是：A解释专家系统B调试专家系统C监视专家系统D教学专家系统,2用于寻找出某个能够达到给定目标的动作序列或步骤的专家系统是：A设计专家系统B诊断专家系统C预测专家系统D规划专家系统,3能对发生故障的对象（系统或设备）进行处理，使其恢复正常工作的专家系统是：A修理专家系统B诊断专家系统C调试专家系统D规划专家系统,4能通过对过去和现在已知状况的分析，推断未来可能发生的情况的专家系统是：A修理专家系统B预测专家系统C调试专家系统D规划专家系统,57,黑板结构,1976年，F.Hayes Roth，等人研制出了HEARSAY系统。HEARSAY是一个用于语音识别的专家系统。该系统首次采用了黑板结构。此后，黑板结构得到了广泛的应用，并发展成为一种流行的系统构造技术。黑板结构是一种模拟人类专家解决问题过程的方法。人类在解决复杂问题时，往往需要多名来自不同领域的专家，这些专家聚集在一起，对问题的某一方面发表各自的看法，每个专家可以把自己的解决方案写在黑板上。这样，其他专家都可看到，并能参与讨论，使用有关的结果。最后，通过综合每个专家对局部问题的求解，最终解决整个问题。,58,知识表示,知识表示的基本问题一阶谓词逻辑产生式系统框架理论语义网络元知识,59,机器推理,人类推理的基本类型谓词逻辑的演绎推理产生式规则推理语义网络推理框架推理控制策略,
