信息系統(tǒng)建模方法

1、信息系統(tǒng)建模方法信息系統(tǒng)建模方法大型信息系統(tǒng)通常十分復(fù)雜，很難直接對它進(jìn)行分析設(shè)計，人們經(jīng)常借助模型來設(shè)計分析系統(tǒng)。模型是現(xiàn)實世界中的某些事物的一種抽象表示。抽象的含義是抽取事物的本質(zhì)特性，忽略事物的其他次要因素。因此，模型既反映事物的原型，又不等于該原型。模型是理解、分析、開發(fā)或改造事物原型的一種常用手段。例如，建造大樓前常先做大樓的模型，以便在大樓動工前就能使人們對未來的大樓有一個十分清晰的感性認(rèn)識，顯然，大樓模型還可以用來改進(jìn)大樓

2、的設(shè)計方案。在信息系統(tǒng)中，模型是開發(fā)過程中的一個不可缺少的工具。信息系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理、事務(wù)管理和決策支持。實質(zhì)上，信息系統(tǒng)可以看成是由一系列有序的模型構(gòu)成的，這些有序模型通常為：功能模型、信息模型、數(shù)據(jù)模型、控制模型和決策模型，所謂有序是指這些模型上分別在系統(tǒng)的不同開發(fā)階段、不同開發(fā)層次上建立的。一、信息建模方法介紹一、信息建模方法介紹模型的表示形式可以是數(shù)學(xué)公式、縮小的物理裝置、圖表文字說明，也可以是專用的形式化語言。模型建立的思路有

3、兩種：自頂向下、逐步求精和自底向上、綜合集成。模型的目標(biāo)即模型研究的目的，知識是指現(xiàn)實系統(tǒng)的知識和模型構(gòu)造知識，數(shù)據(jù)是指系統(tǒng)的原始信息，這三方面構(gòu)成了建模過程的輸入。模型構(gòu)造是具體的建模技術(shù)的運用過程。可信性分析是指分析所建模型能否滿足系統(tǒng)目標(biāo)。信息系統(tǒng)模型的表現(xiàn)形式與普通系統(tǒng)模型是有區(qū)別的。描述信息系統(tǒng)模型最常見的方法是形式化描述和圖示化描述。形式化描述方法非常精確、嚴(yán)謹(jǐn)，易于系統(tǒng)以后的實現(xiàn)，但難以掌握和理解，模型可讀性差，往往只有專

4、業(yè)人員才會使用，因而難于推廣。圖示化方法直觀、自然，易于描述系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、功能組成，且簡單易學(xué)，通常還有工具軟件支持，因而成為信息系統(tǒng)的主要描述工具，但這種方法的精確性和嚴(yán)謹(jǐn)性不夠。信息系統(tǒng)的建模方法可以分為：面向過程的建模、面向數(shù)據(jù)的建模、面向信息的建模、面向決策的建模和面向?qū)ο蟮慕Ｎ宸N。面向過程的建模方法是把過程看作系統(tǒng)模型的基本部分，數(shù)據(jù)是隨著過程而產(chǎn)生的。最有影響的面向過程的設(shè)計方法是Yourdon設(shè)計法。面向數(shù)據(jù)的建模方法

5、把模型的輸入輸出看成是最為重要的，因此，首先定義的是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而過程模塊是從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中導(dǎo)出的，即功能跟隨數(shù)據(jù)。最有影響的面向數(shù)據(jù)的設(shè)計方法是Jackson設(shè)計法。面向信息的建模方法與面向數(shù)據(jù)建模方法的區(qū)別就是信息和數(shù)據(jù)的區(qū)別。信息和數(shù)據(jù)都是信息系統(tǒng)中最基本的術(shù)語，數(shù)據(jù)是指記載下來的事實，是客觀實體屬性的值，而信息是構(gòu)成一定含義的一組數(shù)據(jù)。面向信息建模方法是從整個系統(tǒng)的邏輯數(shù)據(jù)模型開始的，通過一個全局信息需求視圖來說明系統(tǒng)中所有基本數(shù)據(jù)實

6、體及其相互關(guān)系，然后，在此基礎(chǔ)上逐步構(gòu)造整個模型，信息模型記錄系統(tǒng)運作所需的信息實體，如：人員，地點，事物，觀念等，為分析現(xiàn)行系統(tǒng)提供信息的圖形化表示。數(shù)據(jù)建模的目的是設(shè)計和實現(xiàn)滿足系統(tǒng)信息需求的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)建模支持系統(tǒng)設(shè)計。決策支持系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、模型庫和各自的管理系統(tǒng)組成。決策支持系統(tǒng)模型需要反映的問題是系統(tǒng)的決策制訂原則和機理、系統(tǒng)的組織機構(gòu)和人員配置。通過對決策系統(tǒng)的建模，企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)可以對企業(yè)有一個細(xì)致的了解，從而發(fā)現(xiàn)其中問

7、題。如組織結(jié)構(gòu)臃腫，職權(quán)劃分不清，權(quán)力范圍不合理等，據(jù)此進(jìn)行相應(yīng)的改革。比較成熟的決策支持系統(tǒng)建模方法有Petri網(wǎng)和GRAI法。面向?qū)ο蟮姆治龇椒ㄊ抢妹嫦驅(qū)ο蟮男畔⒔８拍?，如實體、關(guān)系、屬性等，同時運用封裝、繼承、多態(tài)等機制來構(gòu)造模擬現(xiàn)實系統(tǒng)的方法。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法的基本點是面向過程，系統(tǒng)被分解成若干個過程。而面向?qū)ο蟮姆椒ㄊ遣捎脴?gòu)造模型的觀點，在系統(tǒng)的開發(fā)過程中，各個步驟的共同的目標(biāo)是建造一個問題域的模型。在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計中

8、，初始元素是對象，然后將具有共同特征的對象歸納成類，組織類之間的等級關(guān)系，構(gòu)造類庫。在應(yīng)用時，在類庫中選擇相應(yīng)的類。管理數(shù)據(jù)配置和更改控制策略定義；進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計和分析；提供模擬模型。IDEF3描述現(xiàn)有系統(tǒng)或建議系統(tǒng)的行為方面內(nèi)容。IDEF3作為描述系統(tǒng)直覺知識的工具，獲取的過程知識是結(jié)構(gòu)化的。IDEF3還記錄了所有時間性的信息，包括與企業(yè)處理過程相關(guān)的優(yōu)先和因果關(guān)系。IDEF3描述的結(jié)果是為分析和設(shè)計模型提供一個結(jié)構(gòu)化的知識庫。與構(gòu)造預(yù)

9、測性的數(shù)據(jù)模型的模擬語言（如SIMAN，SLAM，GPSS，WITNESS）不同，IDEF3構(gòu)造一個結(jié)構(gòu)化的描述。這些描述獲取關(guān)于系統(tǒng)實際運作什么或?qū)⒁鍪裁?，同時提供該系統(tǒng)的不同用戶的視圖表示。IDEF3有兩種描述方式：過程流和對象狀態(tài)轉(zhuǎn)變網(wǎng)絡(luò)。IDEF3過程流描述過程以及過程之間的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，描述“如何做“的知識，如描述一個部位在制造過程中發(fā)生的情況。這些過程間的關(guān)系是在整個業(yè)務(wù)流程中產(chǎn)生的，描述的目的是說明事物是如何運作的。五、五、

10、IDEF4面向?qū)ο笤O(shè)計方法面向?qū)ο笤O(shè)計方法在美國空軍Armstrong實驗室倡導(dǎo)下開發(fā)的IDEF4方法可以應(yīng)用于使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)的應(yīng)用中。IDEF4是由專業(yè)的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計人員和編程人員開發(fā)的，選擇IDEF4方法的最重要的原因是它把面向?qū)ο蟮脑O(shè)計看作是大系統(tǒng)開發(fā)框架的一部分，而不是把面向?qū)ο蟮脑O(shè)計和分析相隔離。IDEF4強調(diào)在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計過程中的圖形化語法，使用圖形化語法和圖示有助于對重要的設(shè)計事件進(jìn)行集中和交流。IDEF4與其他對象

11、設(shè)計方法有明顯的區(qū)別，最主要的是它支持“最小委托（leastcommitment）“策略，支持在類繼承、對象組成、功能分解和多態(tài)方面的設(shè)計評估。IDEF4把面向?qū)ο蟮脑O(shè)計活動劃分成離散的、可管理的大塊。每個子活動由一個強調(diào)設(shè)計決策的圖形化語法支持。IDEF4方法很容易讓設(shè)計者在設(shè)計類繼承、類組成、功能分解和多態(tài)之間作平衡。IDEF4更是一個圖形化的語法，它為運用和發(fā)展面向?qū)ο蟮脑O(shè)計提供了一個一致的框架，而這一設(shè)計最終是由類不變數(shù)據(jù)清單和

12、方法集約定描述的。一個IDEF4模型由兩個子模型組成：類子模型和方法子模型。兩個子模型通過一個調(diào)度映射連接。這兩個結(jié)構(gòu)描述設(shè)計模型中的所有信息。類子模型由下列類型的圖示組成：（1）定義類繼承關(guān)系的繼承圖示；（2）定義類組合的類型圖示；（3）定義方法調(diào)用規(guī)約的規(guī)約圖示；（4）描述對象例示流程的例示圖示，這些例示流程有助于設(shè)計者對設(shè)計進(jìn)行核查。方法子模型由下列兩個圖示類組成：（1）按照行為相似性區(qū)分方法類型的方法分類學(xué)圖示和（2）為功能分解

13、，說明方法的客戶和提供者的客戶圖示。六、六、IDEF5實體論（實體論（Ontology）描述獲取方法）描述獲取方法實體論歷史上起源于形而上學(xué)這一哲學(xué)分支，主要研究客觀世界的本質(zhì)。傳統(tǒng)的實體論研究目的是將客觀世界進(jìn)行分割以發(fā)現(xiàn)其基本組成成分。自然科學(xué)提供了關(guān)于實體論研究的一個極好范例。例如，原子物理學(xué)將現(xiàn)實世界的物質(zhì)作了最基本的分類（如質(zhì)子、電子、中子），生物科學(xué)將地球上各種生物進(jìn)行分類描述。IDEF5方法是一種具有扎實的理論和實踐基礎(chǔ)的

14、方法，用于實現(xiàn)實體的建立、修改和維護。該方法所提供的標(biāo)準(zhǔn)化的過程，直觀自然的表現(xiàn)能力，高質(zhì)量的結(jié)果，有助于降低開發(fā)的成本。實體分析由三個過程來實現(xiàn)，即用于描述某領(lǐng)域特定對象和過程的詞匯集，開發(fā)該詞匯集中基本術(shù)語的定義，刻畫術(shù)語間的邏輯聯(lián)系。實體由三部分組成，它們是某一領(lǐng)域使用的術(shù)語集、術(shù)語使用規(guī)則、推論。在每個領(lǐng)域有很多自然現(xiàn)象，人們用對象（概念的或物理的）、狀態(tài)和聯(lián)系加以區(qū)別，不同的語言對這些現(xiàn)象有不同的表達(dá)方式。在實體論中，“關(guān)系“