教学对象  教学时间  年 月 日  教学内容 第3章 管理信息系统开发方法 第1节 概述 第2节 常用开发方法  教学目的 学生通过本节内容的学习，深刻认识开发方法对管理信息系统开发设计与应用的重要性，对开发方法的体系结构有初步的认识和理解。 使学生掌握结构化系统开发方法、原型法、面向对象方法的基本思想、开发过程、特点、优缺点、适用范围。  教学重点 介绍管理信息系统开发方法的结构体系。 各种开发方法的基本思想、开发过程、适用范围。  教学难点 在实际管理信息系统开发过程中开发方法的选择。 各种开发方法之间的关系。  建议学时 1.5学时 教学教具 多媒体教学系统，Visual BASIC 软件危机录像  教学方法 讲授（PPT）  演示设计 板书设计 第1节 开发方法概述 一、研究开发方法的原因和目的 二、开发方法的结构体系 三、开发方法的发展 第2节 常用开发方法 一、结构化系统开发方法 二、原型法 三、面向对象方法  教学过程  课程导入 问题讨论： 1、有的同学认为，只要能编写好程序，就能开发管理信息系统，对不对？ 2、为什么许多管理信息系统开发和应用失败了，原因是什么？ 3、同学们知道哪些开发方法？“软件危机”是怎么回事？ 通过上述问题的讨论，引导学生重视开发方法的学习，对目前各种开发方法从总体上加以了解。      第1节 开发方法概述 一、研究开发方法的原因和目的 1、研究开发方法的原因 随着管理信息系统应用程度的深入和规模的扩大，出现的问题： 手工处理信息过程和方法原封不动地“翻译”成软件程序后，常常失败。 大型的应用系统应如何合理地组织人力、物力、财力来协调开发。 对一个实体组织应如何着手调查分析。 一个大型系统应该如何进行系统化的划分。 如何才能合理地协调数据和利用信息资源。 如何充分发挥现有计算机和通讯设备的处理能力，更好的解决实际管理问题等。 2、开发方法的基本目标 使管理信息系统正确反映管理需要，满足用户需求，使所开发的管理信息系统为管理决策提供信息支持； 有效地管理系统开发过程，加快软件开发速度，提高软件生产效率，降低费用； 增强管理信息系统软件产品的功能，提高软件产品的质量； 充分利用软件技术，尽快跟上硬件发展速度，从而最大限度地发挥和挖掘硬件的功能； 合理组织和充分利用人力、物力和财力等资源。 二、开发方法的结构体系 主流的系统开发方法，其侧重点各有所不同： 强调开发过程的组织、管理和控制，属于系统开发生命周期的范畴； 强调开发方法的驱动对象，属于方法论的范畴； 支持某种方法论的技术，属于技术范畴； 系统开发需要在一定的开发环境下运用开发工具来完成，属于系统开发环境/工具研究的范畴。 这些方法在一定层面上，从不同的角度提出，但彼此相互联系、相互支持、相互制约，只见的关系从上图四个层次中体现。开发环境/工具位于最底层，说明其他三个层面均离不开开发环境/工具的支持；技术是组成方法学的基本成分，例如，结构化方法学是由结构化分析技术、结构化设计技术、结构化程序设计技术组成；方法学能够完成系统开发生命周期的每一个阶段，而系统开发生命周期为每一种方法学提供了一种组织和实施的基本框架。 1、系统开发生命周期 是指系统分析员、软件工程师、程序员以及最终用户建立计算机信息系统的一个过程，是管理和控制信息系统开发成功的一种必要措施和手段。或者是一种用于规划、执行和控制信息系统开发项目的项目组织和管理方法，是工程学原理（系统工程的方法）在信息系统开发中的具体应用。 2、开发方法学 开发方法学是一组思想、规范、过程、技术、环境及工具的集成。一种好的方法学应该能够为系统的开发过程从头到位提供一整套高效率的途径和措施。 方法学是将具体的方法与技术包装在一起而形成的一种思想体系。任何一种开发方法学应该支持SDLC的每一个阶段，对整个系统开发生命周期进行综合的、详细的描述，体现在： 每个阶段所包含的每一个作业； 在每一个作业中个人和小组的作用； 每一个作业的质量标准； 所运用的开发技术。 分类： 面向过程的方法学（结构化方法学）——70年代的主流 面向数据的方法学（数据建模和信息工程）——80年代 面向对象的方法学——90年代的主流 3、技术 技术是指运用一些特殊的工具和规则来完成信息系统开发生命周期的一个或几个阶段。技术只是支持某一种方法学或开发过程中的一部分。 举例。数据流程图、实体关系图——结构化方法学中的技术。 结构化程序设计——结构化方法的技术 4、系统开发环境/工具 系统开发环境/工具是指用于支持系统生命周期、方法学以及技术的应用系统。 计算机辅助软件工程：Computer Aided Software Engineering, CASE 软件开发环境：Software Development Environment, SDE 软件工程环境：Software Engineering Environment ,SEE 集成化项目/程序支持环境：Integrated Project/Programming Support Environment, IPSE 对上述个范畴进一步扩展，即为现在各种主要的开发方法，见下图。  三、开发方法的发展 面向对象方法无疑是今后发展的主要方向，与之相适应的先后出现了一系列的方法与工具，如： 1、UML统一建模语言 UML统一建模语言（Unified Modeling Language）是一种建模语言。是第三代用来为面向对象开发系统的产品进行说明可视化和编制文档的方法。 UML取代目前软件业众多的分析和设计方法（Booch Coad Jacobson Odell Rumbaugh Wirfs-Brock等）成为一种标准，这是软件界的第一次有了一个统一的建模语言。它是面向对象分析与设计的一种标准表示。它不是一种可视化的程序设计语言，而是一种可视化的建模语言。不是工具或知识库的规格说明，而是一种建模语言规格说明，是一种表示的标准。不是过程也不是方法，但允许任何一种过程和方法使用它。 　　UML的目标是： 　　易于使用、表达能力强、进行可视化建模。 　　与具体的实现无关，可应用于任何语言平台和工具平台。 　　与具体的过程无关，可应用于任何软件开发的过程。 　　简单并且可扩展，具有扩展和专有化机制，便于扩展无需对核心概念进行修改。 　　为面向对象的设计与开发中涌现出的高级概念，例如协作框架模式和组件提供支持，强调在软件开发中对架构框架模式和组件的重用。 　　与最好的软件工程实践经验集成。 　　可升级，具有广阔的适用性和可用性。 　　有利于面对对象工具的市场成长。 2、ROSE ROSE是美国Rational公司的面向对象建模工具，利用这个工具，我们可以建立用UML描述的软件系统的模型，而且可以自动生成和维护C++、Java、VB、Oracle等语言和系统的代码。 3、RUP RUP（Rational Unified Process，统一软件开发过程）具有很多长处：提高了团队生产力，在迭代的开发过程、需求管理、基于组件的体系结构、可视化软件建模、验证软件质量及控制软件变更等方面，针对所有关键的开发活动为每个开发成员提供了必要的准则、模板和工具指导，并确保全体成员共享相同的知识基础。 它建立了简洁和清晰的过程结构，为开发过程提供较大的通用性。但同时它也存在一些不足： RUP只是一个开发过程，并没有涵盖软件过程的全部内容，例如它缺少关于软件运行和支持等方面的内容；此外，它没有支持多项目的开发结构，这在一定程度上降低了在开发组织内大范围实现重用的可能性。可以说RUP是一个非常好的开端，但并不完美，在实际的应用中可以根据需要对其进行改进并可以用OPEN和OOSP等其他软件过程的相关内容对RUP进行补充和完善。 第2节 常用开发方法 一、结构化系统开发方法 基本思想 结构化系统开发方法（Structured System Analysis And Design，SSA&D，）又称结构化生命周期法，是系统分析员、软件工程师、程序员以及最终用户按照用户至上的原则，自顶向下分析与设计和自底向上逐步实施的建立计算机信息系统的一个过程，是组织、管理和控制信息系统开发过程的一种基本框架。  结构化系统开发方法由管理策略和开发策略两个部分组成： 管理策略部分强调系统开发的规划、进程安排、评估、监控和反馈。 开发策略部分包括： 任务分解结构（Work Breakdown Structure，简称WBS）。包括系统规划、系统分析、系统设计、系统实施和系统支持。 WBS优先级结构。即系统开发所遵循的基本模式，如瀑布模型（Waterfall）、阶梯模型（Stair step）、螺旋模型（Spiral）、迭代模型（Iterative）等。 开发经验。计算机信息系统的开发是一个实践性非常强的过程，因此，开发经验是非常宝贵的一种系统开发资源，如何充分地利用开发人员丰富的开发经验也应该是系统开发生命周期研究的内容之一。 开发标准。系统开发标准通常包括活动、职责、文档、质量检验四个方面的标准。 开发过程 系统规划阶段。该阶段的范围是整个业务系统，目的是从整个业务的角度出发确定系统的优先级。 系统分析阶段。主要活动包括可行性分析和需求分析。其范围是列入开发计划的单个信息系统开发项目。目的是分析业务上存在的问题，定义业务需求。 系统设计阶段。系统设计的目的是设计一个以计算机为基础的技术解决方案以满足用户的业务需求。总体设计的主要任务是构造软件的总体结构；详细设计包括人机界面设计、数据库设计、程序设计。 系统实施阶段。系统实施的目的是组装信息系统技术部件，并最终使信息系统投人运行。如用户手册等。包括的活动有编程、测试、用户培训、新旧系统之间的切换等。 系统运行与维护阶段。目的是对系统进行维护，使之能正常地运作。 开发原理 用户的积极参与。用户积极参与信息系统的开发的全过程，是信息系统开发能否成功的一个关键的、绝对必要的因素。 严格按划分的阶段和活动进行系统开发。运用系统处理方法，将系统开发的全过程采取“分而治之（Divide and conquer）的策略，将整个系统的开发过程分为一系列“阶段（Phases）”，然后再将阶段分为一系列的“活动（Activities）”，将活动划分为更小的、更易于管理和控制的“作业（Task）”。  设立检查点（Check point）。在系统开发的每一个阶段均设立检查点，来评估所开发系统的可行性，避免由于系统开发的失败造成更大的损失。 文档的标准化。文档标准化是进行良好通信的基础，是提高软件可重用性的有效的手段。 优缺点 优点： 阶段的顺序性和依赖性。前一个阶段的完成是后一个阶段工作的前提和依据，而后一阶段的完成往往又使前一阶段的成果在实现过程中具体了一个层次。 从抽象到具体，逐步求精。从时间的进程来看，整个系统的开发过程是一个从抽象到具体的逐层实现的过程，每一阶段的工作，都体现出自顶向下、逐步求精的结构化技术特点。 逻辑设计与物理设计分开，即首先进行系统分析，然后进行系统设计，从而大大提高了系统的正确性、可靠性和可维护性。 质量保证措施完备。每一个阶段的工作任务完成情况进行审查，对于出现的错误或问题，及时加以解决，不允许转入下一工作阶段，也就是对本阶段工作成果进行评定，使错误较难传递到下一阶段。错误纠正得越早，所造成的损失就越少。 缺点： 它是一种预先定义需求的方法，基本前提是必须能够在早期就冻结用户的需求，只适应于可在早期阶段就完全确定用户需求的项目。然而在实际中要做到这一点往往是不现实的，用户很难准确地陈述其需求。 未能很好地解决系统分析到系统设计之间的过渡，即如何是物理模型如实反映出逻辑模型的要求，通俗地说，就是如何从纸上谈兵到真枪实弹地作战的转变过程。 该方法文档的编写工作量极大，随着开发工作的进行，这些文档需要及时更新。 5、适用范围 该方法适用于一些组织相对稳定、业务处理过程规范、需求明确且在一定时期内不会发生大的变化的大型复杂系统的开发。 二、原型法 信息系统原型，就是一个可以实际运行、可以反复修改、可以不断完善的信息系统。 原型法产生的原因 运用结构化系统开发生命周期法的前提条件是要求用户在项目开始初期就非常明确地陈述其需求，需求陈述出现错误，对信息系统开发的影响尤为严重，因此，这种方法不允许失败。事实上这种要求又难以做到。人们设想，有一种方法，能够迅速发现需求错误。当图形用户界面(Graphic User Interface, GUI)出现后，自80年代中期以来，原型法逐步被接受，并成为一种流行的信息系统开发方法。 基本思想 原型法（Prototyping Method）是在系统开发初期，凭借系统开发人员对用户需求的了解和系统主要功能的要求，在强有力的软件环境支持下，迅速构造出系统的初始原型，然后与用户一起不断对原型进行修改、完善，直到满足用户需求。 3、开发过程 可行性研究。对系统开发的意义、费用、时间作出初步的计算，确定系统开发的必要性和可行性。 确定系统的基本要求。系统开发人员向用户了解用户对信息系统的基本需求，即应该具有的一些基本功能，人机界面的基本形式等。 建造系统初始原型。在对系统有了基本了解的基础上，系统开发人员应争取尽快地建造一个具有这些基本功能的系统。 用户和开发人员评审。用户和开发人员一起对刚完成的或经过若干次修改后的系统进行评审，提出完善意见。 修改系统原型。开发人员就要根据用户的意见对原始系统进行修改、扩充和完善。 开发人员在对原始系统进行修改后，又与用户一起就完成的系统进行评审，如果不满足要求，则要进行下一轮循环，如此反复地进行修改、评审，直到用户满意。 结束。如果经用户评审，系统符合要求，则可根据开发原始系统的目的，或者作为最终的信息系统投入正常运行，或者是把该系统作为初步设计的基础。 插入图 教材P146图9.7 4、优缺点 优点： 对系统需求的认识取得突破，确保用户的要求得到较好的满足。 改进了用户和系统开发人员的交流方式。 开发的系统更加贴近实际，提高了用户的满意程度。 降低了系统开发风险，一定程度上减少了开发费用。 缺点： 开发工具要求高。 解决复杂系统和大型系统很困难。 对用户的管理水平要求高。 支撑环境 方便灵活的关系数据库系统（RDBS）， 与RDBS相对应的、方便灵活的数据字典，它具有存储所有实体的功能。 与RDBS相对应的快速查询系统，能支持任意非过程化的（即交互定义方式）组合条件的查询， 高级的软件工具（如4GLS或信息系统开发生成环境等等），用以支持结构化程序，并且允许采用交互的方式迅速地进行书写和维护，产生任意程序语言的模块（即原型）， 非过程比的报告或屏幕生成器，允许设计人员详细定义报告或屏幕输出样本。 适用范围 原型法的适用范围是比较有限的，对于小型、简单、处理过程比较明确、没有大量运算和逻辑处理过程的系统。 其他原型法 丢弃式原型法（ Throw-It-Away Prototyping Method） 演化式原型法(Evolutionary Prototyping Method) 递增式原型法（Incremental Prototyping Method） 三、面向对象方法 面向对象方法（Object Oriented）产生的原因 以前的开发方法，只是单纯地反映管理功能的结构状况，或者只是侧重反映事物的信息特征和信息流程，只能被动英和实际问题需要的做法。面向对象的方法把数据和过程包装成为对象，以对象为基础对系统进行分析与设计，为认识事物提供了一种全新的思路和办法，是一种综合性的开发方法。 2、基本思想 客观世界是由各种各样的对象组成的，每种对象都有各自的内部状态和运动规律，不同对象之间的相互作用和联系就构成了各种不同的系统。 对象(Object)是客观世界中的任何事物或人们头脑中的各种概念在计算机程序世界里的抽象表示。是面向对象程序设计的基本元素。 基本概念 客观世界由各种“对象”(Object)组成，任何客观事物都是对象，对象是在原事物基础上抽象的结果。任何复杂的事物都可以通过对象的某种组合结构构成。对象可由相对比较简单的对象以某种方式组成； 对象由属性和方法组成。属性(Attribute)反映了对象的信息特征,如特点、值、状态等等.而方法(Method)则是用来定义改变属性状态的各种操作； 对象之间的联系主要是通过传递消息(Message)来实现的，而传递的方式是通过消息模式(Message pattern)和方法所定义的操作过程来完成的; 对象可按其属性进行归类(Class)。类有一定的结构，类上可以由超类(Superclass)，类下可以有子类(Subclass)。对象或类之间的层次结构是靠继承关系(Inheritance)维系的; 对象是一个被严各模块化了的实体，称之为封装(Encapsulation)。这种封装了的对象满足软件工程的一切要求，而且可以直接被面向对象的程序设计语言所接受。 4、开发过程 系统调查和需求分析：对系统将要面临的具体管理问题以及用户对系统开发的需求进行调查研究，即先弄清要干什么的问题。 分析问题的性质和求解问题：在繁杂的问题域中抽象地识别出对象以及其行为、结构、属性、方法等。一般称之为面向对象的分析，即OOA。 整理问题：对分析的结果作进一步的抽象、归类、整理，并最终以范式的形式将他们确定下来。一般称之为面向对象的设计，即OOD。 程序实现：用面向对象的程序设计语言将上一步整理的范式直接映射（即直接用程序设计语言来取代）为应用软件。一般称之为面向对象的程序，即OOP。 5、评价 OO方法直接反映了人们对客观世界的认知模式。人类认识客观世界有两个基本过程：一个是从特殊到一般的归纳过程，另一个是从一般到特殊的演绎过程。 从应用设计到解决问题的方案更加抽象化而且具有极强的对应性。 在设计中容易与用户沟通。 把数据和操作封装到对象之中。 设计中产生各式各样的部件，然后由部件组成框架，以至于整个程序。 应用程序具有较好的重用性、易改进、易维护和易扩充。 6、适用范围 流行的开发方法，适用面很广。 四、CASE 介绍 计算机辅助软件工程方法是一种自动化或自动化的系统开发环境，它能够全面支持出系统调查外的给一个开发步骤，使得原来由手工完成的开发过程转变为一自动化工具和支撑环境支持的自动化开发过程。 采用CASE工具进行系统开发，还必须结合某种具体的开发方法，如结构化系统开发方法等。 计算机辅助软件工程方法的特点： 解决了从客观对象到软件系统的映射问题，支持系统开发的全过程。 提高了软件质量和软件重用性。 加快了软件开发速度。 简化了系统开发过程的管理和维护。 自动生成开发过程中的各种文档资料。 CASE是一种开发方法吗？    教学小结 系统开发和采用何种开发方法，是管理信息系统开发能否成功的关键。各种开发方法各有其侧重点，结构化系统开发方法是目前各种开发方法中理论比较严谨、应用比较广泛、成功率比较高的一种开发方法，主要由于其应用了系统的思想和系统工程的工作方式，对于其存在的缺点，可以通过与原型法、面向对象方法结合使用，能够得到较好地克服。原型法对于了解用户需求、提高用户满意程度、提高开发速度等发面尤其突出的特点，但对于大型复杂系统开发可以作为系统调查分析加以采用。面向对象方法作为一种全新的开发方法尽管是研究的热点，但在管理实际中如何分析、设计，如何构造对象是相当复杂的一项工作，当前在面向对象的程序方面已经有了长足的进步，难点仍然是面向对象的分析和设计。其他开发方法有的是针对特定的系统研究出的特殊的开发方法，在实际应用中还广泛，印证其有效性的案例不是很多，CASE严格意义上讲，只是一种自动化的开发技术。  学习指导 学习上注意开发方法的体系结构，了解各种开发方法的侧重点和各种开发方法之间的联系与区别，开发方法与开发技术之间的区别。 常用系统开发方法管理信息系统的核心之一，对于每一种开发方法的基本思想、开发过程、特点、优缺点、适用范围结等需要牢固掌握，同时，对于各种开发方法之间的联系需要正确地理解，针对不同的管理系统，或者同一系统中的不同部分采用不同的开发方法进行有效地解决。  参阅教材 教材第9章第1节  网络资源 运用http://www.google.com/ http://www.baidu.com/ http://e.pku.edu.cn/ 等搜索引擎，以开发方法、结构化系统开发方法、原型法、面向对象等为关键字进行搜索。  作 业 第3章第2、4、9题  教学后记