Luan van giáo trình phân tích và thiết kế hệ thống thông tin

GIÁO TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THƠNG TIN i i i i i i i i (Lưu hành nội bộ) i i iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii Năm 2021 i i LỜI GIỚI THIỆU i i Ngành công nghệ thông tin (CNTT) có vai trị lớn quản lý thông tin với lĩnh vực xã hội, ngành cung cấp thị trường nhiều sản phẩm phần mềm ứng dụng quản lý thông tin Song việc vận dụng phần mềm gặp khơng khó khăn Các hệ thống thơng tin tin học hố chưa đáp ứng yêu cầu nhà quản lý, doanh nghiệp Có nhiều ngun nhân ngun nhân vơ quan trọng nhà xây dựng hệ thống thông tin không trang bị kiến thức phân tích thiết kế, thiếu kinh nghiệm, thiếu chuyên nghiệp tham gia vào q trình phân tích thiết kế dẫn đến giai đoạn cài đặt thay đổi nhiều, chí thất bại gây lãng phí việc khai thác, bảo trì phát triển hệ thống Để góp phần đáp ứng nhu cầu phát triển đội ngũ nhân lực ngành công nghệ thông tin, môn học “Phân tích thiết kế hệ thống thơng tin” trở thành mơn học ngành CNTT trường đại học, cao đẳng Giáo trình biên soạn nhấn mạnh đến phương pháp luận để xây dựng phát triển hệ thống thông tin bao gồm lý thuyết, mơ hình, phương pháp cơng cụ sử dụng q trình phân tích thiết kế hệ thống Liên quan đến mơn học địi hỏi người đọc cần có kiến thức về: + Cơ sở liệu: Cung cấp kiến thức mơ hình cách tổ chức sở liệu lớn, đặc biệt nguyên lý hệ quản trị sở liệu, hiểu biết sơ đẳng CSDL khái niệm quan hệ, phụ thuộc hàm, phụ thuộc hàm sơ đẳng, phụ thuộc hàm trực tiếp, dạng chuẩn 1NF, 2NF, 3NF + Kỹ thuật lập trình: Mặc dù phân tích thiết kế HTTT khơng đề cập chi tiết việc lập trình, song giai đoạn thiết kế chương trình, sinh viên địi hỏi phải có kỹ kỹ thuật lập trình phương pháp thiết kế chương trình từ xuống (top-down), làm mịn dần, đệ qui, thuật giải độ phức tạp thuật giải, Giáo trình biên soạn có đóng góp ý kiến giáo viên môn CNTT, giáo trình biên soạn lần đầu nên cịn nhiều thiếu sót, tác giả hy vọng hồn thiện giáo trình lần chỉnh sửa sau i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Ngày 30 tháng năm 2021 i i i i Người biên soạn i iiiiiii iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i MỤC LỤC i Chương ĐẠI CƯƠNG VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN i i I I I I I I 1.1 Khái niệm hệ thống thông tin i i i i i i i 1.1.1 Các hệ thống- Hệ thống nghiệp vụ .7 i i i i i i i 1.1.2 Nhiệm vụ vai trò hệ thống thông tin i i i i i i i i i i 1.1.3 Các thành phần hợp thành hệ thống thông tin: .8 i i i i i i i i i i 1.2 Các hệ thống thơng tin tự động hố 10 i i i i i i i i 1.3 Qúa trình phát triển hệ thống thông tin 12 i i i i i i i i 1.4 Khảo sát trạng xác lập dự án 13 i i i i i i i i i 1.4.1 Đại cương giai đoạn khảo sát .13 i i i i i i 1.4.2 Yêu cầu thực giai đoạn khảo sát 13 i i i i i i i i i 1.4.3 Tìm hiểu đánh giá trạng 13 i i i i i i i 1.4.4 Phát yếu hệ thống .15 i i i i i i i i i i 1.5 Phân loại biên tập thông tin điều tra 15 i i i i i i i i i 1.6 Xác định yêu cầu, phạm vi, mục tiêu hạn chế dự án 16 i i i i i i i i i i i i i i i 1.6.1 Xác định yêu cầu nảy sinh 16 i i i i i i i 1.6.2 Phạm vi hoạt động dự án .16 i i i i i i i 1.6.3 Xác định mục tiêu hệ thống thông tin 16 i i i i i i i i i 1.6.4 Xác định hạn chế dự án 17 i i i i i i i i 1.7 Phác hoạ nghiên cứu tính khả thi giải pháp .17 i i i i i i i i i i i 1.7.1 Nghiên cứu tiền khả thi 17 i i i i i 1.7.2 Xác định mức tự động hoá khác 18 i i i i i i i i i 1.7.3 Phân tích tính hiệu đánh giá tính khả thi 18 i i i i i i i i i i i 1.8 Lập kế hoạch triển khai dự án xây dựng HTTT 19 i i i i i i i i i i Bài tập chương 21 i i i Chương PHÂN TÍCH HỆ THỐNG VỀ CHỨC NĂNG 23 i i I I I I I I 2.1 Giới thiệu số phương pháp phân tích thiết kế 23 i i i i i i i i i i 2.1.1 Kỹ thuật phân tích thiết kế hệ thống có cấu trúc 23 i i i i i i i i i i i 2.1.2 Kỹ thuật thiết kế hệ thống có cấu trúc theo định hướng luồng liệu 25 i i i i i i i i i i i i i i i 2.1.3 Phương pháp phân tích thiết kế hệ thống có cấu trúc 25 i i i i i i i i i i i i 2.1.4 Thiết kế mơ hình logic .25 i i i i i 2.1.5 Thiết kế mơ hình vật lý 25 i i i i i i 2.2 Các kỹ thuật phương tiện phân tích hệ thống 26 i i i i i i i i i i 2.3 Biểu đồ phân cấp chức (BPC) 26 i i i i i i i 2.3.1 Thành phần biểu đồ BPC .27 i i i i i i 2.3.2 Đặc điểm biểu đồ BPC 27 i i i i i i 2.4 Biểu đồ luồng liệu (BLD) 27 i i i i i i 2.4.1 Mục đích 27 i i 2.4.2 Các mức diễn tả biểu đồ luồng liệu 28 i i i i i i i i i i 2.4.3 Các thành phần biểu đồ .29 i i i i i i 2.5 Các thể khác biểu đồ luồng liệu 31 i i i i i i i i i i 2.5.1 Sự đồng hoá 31 i i i i 2.5.2 Phương pháp MERISE 31 i i i i 2.5.3 Sơ đồ công việc theo 31 i i i i i i i 2.5.4 Các kí hiệu vật lý bổ sung vào biểu đồ .31 i i i i i i i i i i 2.6 Đặc tả chức 32 i i i i i 2.6.1 Khái niệm đặc tả 32 i i i i i 2.6.2 Các phương tiện sử dụng để đặc tả chức 32 i i i i i i i i i i i i 2.7 Xây dựng biểu đồ phân cấp chức - BPC 36 i i i i i i i i i i 2.8 Xây dựng biểu đồ luồng liệu (BLD) .36 i i i i i i i i 2.9 Chuyển từ BLD mức vật lí sang BLD mức logic .38 i i i i i i i i i i 2.9.1 Khái niệm BLD mức vật lý, mức logíc .38 i i i i i i i i 2.9.2 Phương pháp chuyển đổi BLD mức vật lý sang mức logic 38 i i i i i i i i i i i 2.10 Chuyển từ BLD hệ thống cũ sang BLD hệ thống 39 i i i i i i i i i i i i i Bài tập chương 40 i i i Chương PHÂN TÍCH HỆ THỐNG VỀ DỮ LIỆU 40 i i I I I I I I 3.1 Khái niệm diễn tả liệu 40 i i i i i i 3.2 Sự mã hoá 41 i i i 3.2.1 Khái niệm mã hoá 41 i i i i 3.2.2 Chất lượng yêu cầu mã hoá 41 i i i i i i i i i 3.2.3 Các kiểu mã hoá: .42 i i i i 3.2.4 Cách lựa chọn mã hoá: 42 i i i i i i 3.3 Từ điển liệu 43 i i i i 3.3.1 Khái niệm 43 i i 3.3.2 Cấu tạo từ điển 43 i i i i 3.4 Mơ hình thực thể liên kết 43 i i i i i i 3.4.1 Khái niệm mơ hình thực thể liên kết 43 i i i i i i i i 3.4.2 Thực thể kiểu thực thể 43 i i i i i i 3.4.3 Liên kết kiểu liên kết .44 i i i i i i 3.4.4 Các thuộc tính 44 i i i 3.4.5 Thành lập BCD theo mơ hình thực thể liên kết 45 i i i i i i i i i i 3.5 Mơ hình quan hệ : .46 i i i i i 3.5.1 Khái niệm toán học mơ hình quan hệ .46 i i i i i i i i i 3.5.2 Định nghĩa phụ thuộc hàm ( Function dependence) 47 i i i i i i i i 3.5.3 Các dạng chuẩn 47 i i i 3.5.4 Thành lập biểu đồ BCD dựa vào mơ hình sở liệu quan hệ 48 i i i i i i i i i i i i i i i Bài tập chương 49 i i i Chương THIẾT KẾ TỔNG THỂ, GIAO DIỆN VÀ KIỂM SOÁT 51 i i I I I I I I I I 4.1 Đại cương giai đoạn thiết kế 51 i i i i i i i 4.2 Thiết kế tổng thể .51 i i i i 4.2.1 Phân định hệ thống làm máy tính hệ thống thủ cơng: .51 i i i i i i i i i i i i 4.2.2 Phân định hệ thống MT 52 i i i i i i i 4.3 Thiết kế giao diện nguời sử dung 53 i i i i i i i 4.3.1 Mục đích: 53 i i 4.3.2 Các dẫn thiết kế giao diện người dùng .54 i i i i i i i i i i 4.3.3 Thiết kế đầu vào hệ thống 55 i i i i i i 4.3.4 Thiết kế đầu 56 i i i i 4.3.5 Thiết kế thủ tục người dùng .57 i i i i i i 4.3.6 Thiết kế đối thoại hình 57 i i i i i i i 4.4.Thiết kế kiểm soát 58 i i i i 4.4.1 Đại cương thiết kế kiểm soát 58 i i i i i i 4.4.2 Nghiên cứu việc kiểm tra thông tin thu nhập hay xuất 58 i i i i i i i i i i i i i 4.4.3 Cách giai đoạn tiếp cận kỹ thuật phân tích kiểm sốt 59 i i i i i i i i i i i i 4.4.4 Các kỹ thuật bảo mật 59 i i i i i 4.4.5 Phân biệt quyền riêng tư (Privacy) .60 i i i i i i 4.5 Nghiên cứu khả gián đoạn chương trình phục hồi 60 i i i i i i i i i i i i 4.5.1 Các gián đoạn chương trình .60 i i i i i 4.5.2 Cài đặt thủ tục phục hồi .60 i i i i i i i Bài tập chương 61 i i i Chương THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ CHƯƠNG TRÌNH .63 i i I I I I I I I I 5.1 Đại cương thiết kế chi tiết hệ thống 63 i i i i i i i i 5.2 Thiết kế sở liệu 63 i i i i i i 5.2.1 Các thiết kế sở liệu 63 i i i i i i i i i 5.2.2 Tổ chức File liệu 64 i i i i i 5.2.3 Nghiên cứu đường truy nhập .65 i i i i i i 5.3 Thiết kế chương trình .66 i i i i 5.3.1 Tổng quan thiết kế chương trình 66 i i i i i i 5.3.2 Mơ đun chương trình 67 i i i i 5.3.3 Thiết kế cấu trúc 68 i i i i 5.4 Công cụ để diễn tả cấu trúc chương trình - Lược đồ cấu trúc chương trình 68 i i i i i i i i i i i i i i i i 5.4.1 Biểu diễn mô đun 68 i i i i i 5.4.2 Kết nối mô đun 68 i i i i i 5.5 Chất lượng lược đồ cấu trúc (LCT) .69 i i i i i i i i 5.5.1 Sự tương tác mô đun 69 i i i i i i i 5.5.2 Sự cố kết (Cohesion) 71 i i i i 5.5.3 Hình thái lược đồ 71 i i i i 5.6 Cách thức chuyển BLD thành LCT: 71 i i i i i i 5.6.1 Phương thức theo biến đổi 72 i i i i i 5.6.2 Phân tích theo giao dịch/giao tác .72 i i i i i i 5.6.3 Cấu trúc lại hệ thống: 73 i i i i i 5.7 Đóng gói thành modun tải 73 i i i i i 5.8 Lập mẫu thử (test) .73 i i i i i 5.8.1 Các loại mẫu thử 74 i i i i 5.8.2 Trình bày mẫu thử .74 i i i i 5.8.3 Các cách thử chương trình mẫu thử 74 i i i i i i i i Bài tập chương 74 i i i Chương LẬP TRÌNH – CHẠY THỬ – BẢO TRÌ 76 i i I I I I I I I 6.1 Lập trình 76 i i 6.1.1 Thành lập tổ lập trình 76 i i i i i 6.1.2 Chọn ngôn ngữ lập trình 76 i i i i i 6.1.3 Cài đặt tệp, viết đoạn chương trình chung 76 i i i i i i i i i i 6.1.4 Soạn thảo chương trình cho đơn vị xử lý 76 i i i i i i i i i i 6.2 Chạy thử ghép nối 76 i i i i i 6.3 Thành lập tài liệu hướng dẫn sử dụng 76 i i i i i i i i i 6.3.1 Đại cương tài liệu hướng dẫn .76 i i i i i i 6.3.2 Các hướng dẫn chung 77 i i i i 6.3.3 Giới thiệu chương trình, trình tự khai thác 77 i i i i i i i i 6.3.4 Đặc trưng đầu vào: đưa mẫu 77 i i i i i i i i i i 6.3.5 Đặc trưng tệp 77 i i i i i 6.3.6 Đặc trưng đầu 77 i i i i i i 6.3.7 Hướng dẫn cho nhân viên điều hành hệ thống 77 i i i i i i i i i i 6.4 Bảo trì hệ thống 77 i i i i Bài tập chương 78 i i i TÀI LIỆU THAM KHẢO .78 I I I Chương ĐẠI CƯƠNG VỀ HỆ THỐNG THƠNG TIN Các hệ thống thơng tin tin học hoá chủ đề rộng có nhiều khía cạnh khác Hệ thống thơng tin tin học hoá phương pháp sử dụng hệ thống máy tính để giải vấn đề quản lý xác định người sử dụng Vì thế, máy tính cung cấp giải pháp thơng qua việc cung cấp thơng tin hữu ích tới người sử dụng cách xử lý thông tin nhập vào Tồn q trình gọi hệ thống thông tin (HTTT) Để thuận tiện, tài liệu sử dụng từ “hệ thống” “dự án” thay cho cụm từ “Hệ thống thơng tin” Nội dung chương bao gồm: • Các khái niệm HTTT • Nhiệm vụ, vai trị thành phần HTTT • Quy trình phát triển HTTT • Các kỹ thuật khảo sát thu thập thơng tin • Đề xuất giải pháp sơ xác định tính khả thi hệ thống xây dựng 1.1 Khái niệm hệ thống thông tin Ngày hệ thống thông tin ứng dụng rộng rãi sống có hỗ trợ máy tính gọi HTTT tự động hoá Để hiểu rõ thuật ngữ xuất phát từ khái niệm hệ thống chung nhất, hệ thống nghiệp vụ (Business) đến hệ thống thông tin 1.1.1 Các hệ thống- Hệ thống nghiệp vụ Hệ thống: tập hợp có tổ chức nhiều phần tử thường xuyên tương tác với nhau, có mối quan hệ ràng buộc lẫn hoạt động chung cho mục đích Mơi trường phần nằm ngồi hệ thống xét thực chất hệ thống có giao tiếp với hệ thống xét Giữa hệ thống môi trường đường giới hạn xác định biên giới hệ thống Hệ thống nghiệp vụ loại hệ thống bao gồm hoạt đông kinh doanh, dịch vụ chẳng hạn sản xuất, phân phối, lưu thông sản phẩm, hoạt động giáo dục, y tế Nghiệp vụ hoạt động người nhằm mang lại lợi ích lợi nhuận Việc xác định mục đích hoạt động nghiệp vụ “lợi ích” hay “lợi nhuận” mang tính tương đối thật cần thiết để sau ta kiểm nghiệm hệ thống đạt yêu cầu mục tiêu chưa? Đặc điểm hệ thống nghiệp vụ có tham gia người nên hệ thống có hai đặc điểm chế điều khiển thơng tin Cơ chế điều khiển quản lý nghiệp vụ điều khiển cho hệ thống hướng mục đích, đạt kết với chất lượng cao Thơng tin hệ thống nhằm phục vụ nhu cầu giao tiếp, trao đổi người Một hệ thống nghiệp vụ phân làm ba hệ thống con: + Hệ thống định hệ thống bao gồm người, phương tiện phương pháp tham gia đề xuất định hoạt động nghiệp vụ + Hệ thống tác nghiệp hệ thống bao gồm người, phương tiện phương pháp tham gia trực tiếp thực hoạt động nghiệp vụ (sản xuất trực tiếp) Đó hoạt i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i I i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i I i i i i i i i i i i i I i i i i i i i i i i i i I i i i i i i i i i I i i i i i i i i i I i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i động nhằm thực có tính cách cạnh tranh để đạt mục tiêu xác định hệ định + Hệ thống thông tin hệ thống bao gồm người, phương tiện phương pháp tham gia xử lý thông tin hoạt động nghiệp vụ (kinh doanh hay dich vụ) Lưu ý nhiệm vụ môn học xây dựng hệ thống thông tin nên người học tránh nhầm lẫn HTTT với hệ thống tác nghiệp, đặc biệt đặc tả chức hệ thống Hệ thống thông tin hệ thống trung gian hệ tác nghiệp hệ định, cung cấp thơng tin phản ánh cấu tổ chức hoạt động nghiệp vụ 1.1.2 Nhiệm vụ vai trị hệ thống thơng tin Chức HTTT xử lý thơng tin hệ thống nghiệp vụ Quá trình xử lý thơng tin mơ hình hộp đen bao gồm: Bộ xử lý, thông tin đầu vào, thông tin đầu thông tin phản hồi cần thiết hệ thống Bộ xử lý biến đổi liệu đầu vào cho thông tin đầu Thông tin hệ thống nghiệp vụ gồm hai loại : - Thông tin tự nhiên loại thông tin nguyên dạng phát sinh tiếng nói, cơng văn, hình ảnh v.v Việc xử lý thơng tin thuộc cơng tác văn phịng với kỹ thuật mang đặc điểm khác - Thơng tin có cấu trúc thơng tin cấu trúc hố với khuôn dạng định thường biểu diễn dạng sổ sách, bảng biểu, sơ đồ quy định dễ dàng tin học hoá Nhiệm vụ hệ thống thông tin: Xét quan điểm hệ thống, nhiệm vụ HTTT có hoạt động đối nội đối ngoại + Về đối ngoại: Hệ thống thông tin thu nhận thơng tin từ mơi trường bên ngồi đưa thơng tin mơi trường bên ngồi Thí dụ thơng tin giá cả, thị trường, sức lao động, nhu cầu hàng hố v.v +Về đối nội: Hệ thống thơng tin cầu nối liên lạc phận hệ nghiệp vụ Nó cung cấp cho hệ tác nghiệp, hệ định thông tin gồm hai loại tự nhiên cấu trúc nhằm phản ánh cấu tổ chức nội tình trạng hoạt động nghiệp vụ hệ thống Vai trị hệ thống thơng tin Hệ thống thơng tin đóng vai trị trung gian hệ thống nghiệp vụ môi trường, hệ thống định hệ thống tác nghiệp 1.1.3 Các thành phần hợp thành hệ thống thông tin: a Đặc điểm HTTT: HTTT hệ thống tổ chức thống từ xuống có chức tổng hợp thông tin giúp nhà quản lý tốt sở trợ giúp định hoạt động nghiệp vụ Một hệ thống quản lý nghiệp vụ phân thành nhiều cấp thông tin xử lý luân chuyển từ mức xuống chuyển từ mức lên dần mức b Các thành phần HTTT HTTT bao gồm năm thành phần • Con người: HTTT cung cấp thơng tin cho người bao gồm người quản lý người sử dụng cuối Người sử dụng cuối người tương tác trực tiếp với hệ thống cung cấp liệu cho hệ thống đồng thời nhận thông tin từ i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i