Giáo trình Phân tích thiết kế hệ thống thông tin

Trường Trung học Kinh tế Kỹ thuật Hịa Bình – Ngành Công nghệ Thông tin SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO HỊA BÌNH TRƯỜNG TRUNG HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT HỊA BÌNH Giáo viên biên soạn: Nguyễn Trần Phương PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THƠNG TIN Lưu hành nội HỊA BÌNH – NĂM 2009 Tài liệu mơn Phân tích & Thiết kế hệ thống – Giáo viên biên soạn: Nguyễn Trần Phương Trường Trung học Kinh tế Kỹ thuật Hịa Bình – Ngành Cơng nghệ Thơng tin PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ HỆ THỐNG THƠNG TIN Tài liệu mơn Phân tích & Thiết kế hệ thống – Giáo viên biên soạn: Nguyễn Trần Phương Trường Trung học Kinh tế Kỹ thuật Hịa Bình – Ngành Cơng nghệ Thơng tin MỤC LỤC Mục lục Lời nói đầu Chương 1: Những vấn đề chung 1.1 Hệ thống thông tin 1.1.1 Hệ thống thơng tin 1.1.2 Các tính hệ thống thơng tin 1.2 Phân tích thiết kế hệ thống thơng tin 1.2.1 Các quan điểm phân tích 1.2.2 Các phương pháp phân tích 1.3 Các giai đoạn q trình xây dựng hệ thống thơng tin 1.3.1 Lập kế hoạch, xác định yêu cầu 1.3.2 Phân tích 1.3.3 Thiết kế 1.3.4 Thi công 1.3.5 Thử nghiệm 1.3.6 Bảo trì 1.4 Các mức trừu tượng hóa 1.4.1 Mức quan niệm 1.4.2 Mức tổ chức 1.4.3 Mức tác nghiệp Chương 2: Nghiên cứu & xử lý kết nghiên cứu 2.1 Nghiên cứu trạng 2.1.1 Một số khái niệm 2.1.2 Các phương pháp nghiên cứu 2.1.2.1 Phương pháp quan sát 2.1.2.2 Phương pháp điều tra 2.1.2.3 Phương pháp vấn 2.2 Xử lý kết nghiên cứu 2.2.1 Tổng hợp kết điều tra 2.2.2 Tổng hợp liệu 2.2.3 Rà soát lại tài liệu, rút yếu tố cần thiết 2.2.3.1 Mục đích hệ thống tin học hóa 2.2.3.2 Các quy tắc buộc 2.2.3.3 Làm rõ nhiệm vụ 2.2.4 Tổng hợp yêu cầu 2.3 Tài liệu sơ đồ hóa kết nghiên cứu Chương 3: Mơ hình hố quan niệm 3.1 Mơ hình thực thể 3.1.1 Khái niệm 3.1.2 Thuộc tính 3.1.3 Rằng buộc tồn vẹn thực thể 3.2 Mơ hình quan niệm liệu 3.3 Mối quan hệ thực thể 3.3.1 Xây dựng mơ hình ER 3.3.2 Bản số Tài liệu mơn Phân tích & Thiết kế hệ thống – Giáo viên biên soạn: Nguyễn Trần Phương 4 6 7 12 12 13 17 18 19 19 23 24 24 25 26 26 26 27 29 31 36 40 40 41 42 42 42 42 42 50 56 56 56 56 57 57 63 65 69 Trường Trung học Kinh tế Kỹ thuật Hịa Bình – Ngành Cơng nghệ Thông tin 3.3.3 Các tập xác định số Chương 4: Mức tổ chức vật lý 4.1 Mơ hình tổ chức xử lý 4.1.1 Các yếu tố tổ chức 4.1.2 Các quy tắc tổ chức 4.1.3 Khái niệm pha 4.2 Mơ hình sở liệu 4.2.1 Mơ hình phân cấp 4.2.2 Mơ hình mạng 4.2.3 Mơ hình quan hệ 4.2.4 Mơ hình CSDL hướng đối tượng 4.3 Chuẩn hóa mơ hình CSDL 4.4 Mơ hình lơ gic 4.5 Chuyển từ mơ hình quan niệm sang mơ hình lơ gic 4.5.1 Chuyển sang mơ hình CSDL mạng 4.5.2 Chuyển sang mơ hình CSDL quan hệ 4.6 Mức vật lý 4.6.1 Mơ hình vật lý liệu 4.6.2 Các mô đul xử lý 4.6.3 Phân dã mô đul 4.6.4 Phân dã chức 4.7 Chuyển từ mức lô gic sang mức vật lý 4.7.1 Sử dụng ngơn ngữ lập trình 4.7.2 Sử dụng hệ quản trị sở liệu 4.7.3 Giới thiệu rational rose 2003 Chương 5: Quản lý giai đoạn xây dựng HTTT 5.1 Quản lý giai đoạn lập kế hoạch, xác định yêu cầu 5.1.1 Xây dựng nhóm 5.1.2 Bố trí nhân sự, phân cơng nhiệm vụ 5.1.3 Lập kế hoạch tiếp cận vấn đề 5.1.4 Xây dựng mối quan hệ 5.1.5 Ký kết thỏa thuận tài chính, kỹ thuật 5.1.6 Xây dựng dự tốn cho giai đoạn 5.2 Quản lý giai đoạn phân tích 5.2.1 Tiếp cận trạng 5.2.2 Thu thập tài liệu có liên quan đến hệ thống tin học hóa 5.2.3 Triển khai theo kế hoạch xác lập giai đoạn trước 5.2.4 Tổng hợp yêu cầu, phân loại theo nhóm, loại bỏ yêu cầu trùng lắp, lập hồ sơ cho nhóm việc 5.2.5 Lập kế hoạch phân cơng, bố trí nhân tiếp cận đối tác làm rõ yêu cầu, khái niệm chuyên môn chưa rõ 5.2.6 Hiệp thương với đối tác để giải vấn đề nảy sinh mặt kỹ thuật tài 5.3 Quản lý giai đoạn thiết kế 5.3.1 Qhân cơng nhóm thiết kế tổng thể, nhóm thiết kế chi tiết 5.3.2 Lập văn đặc tả thiết kế mức tổng thể, mức chi tiết Tài liệu mơn Phân tích & Thiết kế hệ thống – Giáo viên biên soạn: Nguyễn Trần Phương 73 76 76 76 78 78 79 79 80 80 85 88 93 100 100 100 101 101 105 106 106 108 108 109 109 117 117 119 122 126 128 129 131 133 133 135 136 140 141 142 142 142 144 Trường Trung học Kinh tế Kỹ thuật Hịa Bình – Ngành Cơng nghệ Thơng tin 5.3.3 Kế hoạch thể hóa 5.3.4 Đặc tả thử nghiệm cho cá thể 5.3.5 Phân tích rủi 5.4 Quản lý giai đoạn thực 5.4.1 Phát triển mã nguồn 5.4.2 Xây dựng kế hoạch bảo trì 5.4.3 Lập sổ ghi giải pháp cho mô đul thử nghiệm 5.4.4 Xây dựng trợ giúp cho người dùng cuối 5.4.5 Nhất thể hóa phần, tất cả, rà sốt lỗi mã thể hóa 5.4.6 Xây dựng kế hoạch dự phịng cho rủi 5.4.7 Quyết toán khâu hoàn thiện 5.5 Quản lý giai đoạn thử nghiệm 5.5.1 Thực việc thể hóa 5.5.2 Thực thử nghiệm an pha, bê ta, thử nghiệm thu 5.5.3 Lập báo cáo thử nghiệm 5.5.4 Đánh giá mức độ các lỗi sinh giải pháp khắc phục 5.5.5 Lập ngân sách cuối dự án 5.5.6 Lắp đặt, tích hợp hệ thống đào tạo người vận hành 5.6 Quản lý giai đoạn bảo trì Gợi ý trả lời tập Tài liệu tham khảo Phần phụ lục Tài liệu mơn Phân tích & Thiết kế hệ thống – Giáo viên biên soạn: Nguyễn Trần Phương 152 152 153 154 154 155 156 156 157 158 158 159 159 159 160 161 162 162 163 165 166 167 Trường Trung học Kinh tế Kỹ thuật Hịa Bình – Ngành Cơng nghệ Thơng tin LỜI NĨI ĐẦU Ngày với việc ứng dụng cơng nghệ thông tin vào lĩnh vực đời sống xã hội, tất nhiên có nhiều nhu cầu xây dựng hệ thống thông tin tin học hóa từ quy mơ nhỏ tới lớn, từ đơn giản đến phức tạp địi hỏi có phương pháp luận để phát triển hệ thống thơng tin Phân tích thiết kế hệ thống thơng tin tin học hóa môn cung cấp phương pháp luận để thực dự án tin học dành cho tất học sinh, sinh viên bậc học chuyên nghiệp ngành Công nghệ thông tin Tài liệu với kiến thức chính, từ giáo trình phân tích thiết kế hệ thống thông tin trường đại học Quốc gia số mơn có liên quan nhằm đề cập số phương pháp tiếp cận vấn đề dự án tin học hóa, song song với kiến thức cịn có cập nhật bổ sung giới thiệu số cách tiếp cận đại thịnh hành mà tác giả sưu tầm tự nghiên cứu qua sách, báo Internet nhằm giúp học sinh, sinh viên có nhìn tồn diện Đồng thời giúp học sinh, sinh viên tốt nghiệp trường có khả lựa chọn giải pháp khả thi tham gia, đảm nhiệm dự án tin học hóa Tài liệu trình bày chi tiết kỹ phân tích thiết kế hệ thống thơng tin, từ việc trình bày nguyên tắc cần thiết để phân biệt số khái niệm liên quan đến việc trình bày hình ảnh liệu mơ hình Tài liệu có nhiều ví dụ cụ thể dễ hiểu từ đơn giản đến phức tạp Phương pháp luận phát triển hệ thống thông tin chủ đề quan trọng công nghệ thông tin Trải qua giai đoạn phát triển, tiếp cận hướng đối tượng chiếm ưu ngày trở nên phổ biến chuẩn hố cơng nghiệp phần mềm Tuy nhiên cần nhìn nhận khách quan cách tiếp cận hướng đối tượng cịn đường nét tiếp cận hướng chức Đặc biệt quan điểm “Chia để trị” khơng thay đổi cho dù cách tiếp cận tính thời điểm tác giả biên soạn tài liệu Bên cạnh tài liệu tác giả sưu tầm giới thiệu vài nét sử dụng cơng cụ hỗ trợ phân tích thiết kế để học sinh, sinh viên sử dụng q trình học mơn phân tích thiết kế hệ thống thơng tin cơng cụ hỗ trợ Rational Rose 2003 Ngồi nêu tên số công cụ khác giới công nghệ thông tin Việt Nam quan tâm để học sinh, sinh viên tham khảo tự học có điều kiện Nội dung tài liệu gồm chương phần Phụ lục: Chương 1: Những vấn đề chung Các khái niệm bản, định hướng cách tiếp cận để thực dự án tin học; Giới thiệu dạng hệ thống thơng tin; Vịng đời phát triển hệ thống so sánh cách tiếp cận phát triển hệ thống; Các giai đoạn q trình xây dựng hệ thống thơng tin Chương 2: Nghiên cứu & xử lý kết nghiên cứu Phương pháp chung để nghiên cứu xử lý thông tin thu nhận Các mặt mạnh, yếu phương nghiên cứu; Các xu hướng Một vài Tài liệu mơn Phân tích & Thiết kế hệ thống – Giáo viên biên soạn: Nguyễn Trần Phương Trường Trung học Kinh tế Kỹ thuật Hịa Bình – Ngành Công nghệ Thông tin kinh nghiệm thực dự án tin học mà tác giả tiếp cận theo phương pháp để tham gia xây dựng phần mềm đơn vị công tác Chương 3: Mơ hình quan niệm Cung cấp phương pháp để xây dựng mơ hình hố quan niệm Nắm khái niệm CSDL quan hệ; Các kỹ thuật để xây dựng mô hình liệu Phương pháp đơn giản để giải mối kết hợp nhiều Chương 4: Mức tổ chức vật lý Cung cấp phương pháp để xây dựng mơ hình hố vật lý Giới thiệu số cơng cụ có sử dụng rộng rãi thị trường Từ học sinh, sinh viên biết lựa chọn kết hợp giải pháp để giải tốn cơng cụ thích hợp cho phát triển phần mềm Chương 5: Quản lý giai đoạn xây dựng hệ thống thông tin Với mục tiêu tham khảo, chương cung cấp số kiến thức chắt lọc từ môn quản lý dự án phần mềm, công nghệ phần mềm nhằm bổ trợ tốt học sinh, sinh viên tốt nghiệp công tác đơn vị phát triển phần mềm Phần Phụ lục Trích quy trình thực việc nghiên cứu trạng website trường (mẫu nghiên cứu trạng) Trình bày giải pháp quản lý thư viện phát sinh mã cho hệ thống trường (mẫu giải pháp lựa chọn, quản lý thực dự án tin học) Trình bày hồ sơ phân tích & thiết kế phần mềm quản lý đào tạo trường (trích phần làm mẫu cho cho học sinh, sinh viên tham khảo) Hồ sơ phân tích & thiết kế Hệ thống thơng tin Quản lý đối tượng BHXH Thành phố HCM (mẫu cách lập hồ sơ phân tích thiết kế hệ thống thơng tin để học sinh, sinh viên tham khảo) Mỗi chương có phần câu hỏi, tập để giúp sinh viên hiểu rõ kiến thức học kiểm tra khả áp dụng kiến thức sinh viên vào toán thực tế Tài liệu xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu học tập học sinh, sinh viên Trung cấp Kinh tế Kỹ thuật Hòa Bình Dù cố gắng hết sức, tài liệu cập nhật bổ sung với nhiều kiến thức nên việc tự nghiên cứu biên tập chắn cịn nhiều hạn chế khơng thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp thầy cơ, chuyên gia, đồng nghiệp bạn sinh viên, học sinh Qua cá nhân gửi lời tri ân tới thầy cô, chuyên gia đồng nghiệp chưa có điều kiện gặp mặt, mà tài liệu tác giả trích tư liệu, hình ảnh để biên tập sách Tác giả chân thành cám ơn động viên đóng góp ý kiến thầy cô, chuyên gia bạn đồng nghiệp để tài liệu biên soạn hiệu chỉnh tốt Tác giả Tài liệu mơn Phân tích & Thiết kế hệ thống – Giáo viên biên soạn: Nguyễn Trần Phương Trường Trung học Kinh tế Kỹ thuật Hịa Bình – Ngành Cơng nghệ Thơng tin - Mơn Phân tích & Thiết kế hệ thống CHƢƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG Chương trình bày nội dung trọng tâm: - Các khái niệm - Các hệ thống thông tin vấn đề phát triển hệ thống thông tin - Các giai đoạn trình xây dựng HTTT - Các định hướng cách tiếp cận để thực dự án tin học 1.1 HỆ THỐNG THÔNG TIN 1.1.1 Hệ thống thông tin Hệ thống tập hợp phần tử tương tác tổ chức nhằm thực mục đích xác định Áp dụng định nghĩa vào tổ chức ta cần xác hố số khái niệm:  Các phần tử tập hợp phương tiện vật chất nhân lực  Tổ chức tạo thành hệ thống mở, nghĩa liên hệ với môi trường Một số phần tử hệ thống có tương tác với bên ngồi (cung ứng, thương mại, v.v…) Hệ thống thông tin hệ thống mà mối liên hệ thành phần liên hệ với với hệ thống khác liên hệ thông tin Hệ thống thông tin tổ chức bao gồm nguồn lực quy trình xử lý thông tin tổ chức đương nhiên bỏ qua thơng tin Khi nói đến thơng tin thiết phải kể đến:  Kiểu thơng tin: Ví văn bản, số liệu, âm thanh, hình ảnh, tri thức  Phương tiện lưu trữ thông tin: Giấy, phim, ảnh, đĩa vv  Các quy tắc phương pháp biến đổi thông tin Như hệ thống thông tin tin học hóa phần mềm tin học cấu thành yếu tố người, thông tin, phương tiện phương pháp xử lý tin 1.1.1.1 Các hệ thống thông tin Ngày nay, ứng dụng công nghệ thông tin áp dụng hầu hết lĩnh vựa khác đời sống xã hội Tuỳ theo quan điểm mà phân loại hệ thống thơng tin theo tiêu chí khác Tuy nhiên xét mặt ứng dụng, hệ thống thông tin phân chia thành số nhóm sau:  Hệ thống thông tin quản lý: Bao gồm hệ thống thông tin hỗ trợ hoạt động nghiệp vụ quản lý doanh nghiệp, tổ chức Ví dụ hệ thống quản lý nhân sự, hệ thống kế tốn, hệ thống tính cước chăm sóc khách hàng, hệ thống quản lý thư viện, hệ thống đào tạo trực tuyến, hệ thống quản lý đại lý bán hàng từ xa  Các hệ thống Website: Gồm hệ thống có nhiệm vụ cung cấp thông tin cho người dùng môi trường mạng Internet Các hệ thống Website có đặc điểm thơng tin cung cấp cho người dùng có tính đa dạng (có thể tin tức dạng file đa phương tiện) cập nhật thường xuyên Giáo viên biên soạn: Nguyễn Trần Phương Trường Trung học Kinh tế Kỹ thuật Hịa Bình – Ngành Cơng nghệ Thơng tin - Mơn Phân tích & Thiết kế hệ thống Gồm hệ thống website đặc biệt cung cấp dịch vụ chủ yếu việc trao đổi mua bán hàng hố mơi trường Internet Hệ thống thương mại điện tử bao gồm tảng hỗ trợ giao thức mua bán, hình thức toán, chuyển giao hàng hoá  Hệ thống điều khiển: Gồm hệ thống phần mềm gắn với thiết bị phần cứng hệ thống khác nhằm mục đích điều khiển giám sát hoạt động thiết bị hay hệ thống Ví dụ hệ thống máy tính nhúng dây truyền sản xuất, hệ thống điều khiển lò nung, hệ thống điều khiển cửa phai thủy điện, v.v Mỗi loại hệ thống thơng tin có đặc trưng riêng đặt yêu cầu riêng cho việc phát triển hệ thống Ví dụ, hệ thống điều khiển địi hỏi u cầu mơi trường phát triển, hệ điều hành ngơn ngữ lập trình riêng; hệ website thực thi chức môi trường mạng phân tán đòi hỏi cách phát triển riêng Do vậy, khơng có phương pháp luận chung cho tất dạng hệ thống thơng tin Có cách phân chia khác:  Hệ thống thông tin (Information System): Cất giữ, lấy, biến đổi biểu diễn thông tin cho người sử dụng Xử lý khoảng liệu lớn có quan hệ phức tạp , mà chúng lưu trữ sở liệu quan hệ hay hướng đối tượng  Hệ thống kỹ thuật (Technical System): Xử lý điều khiển thiết bị kỹ thuật viễn thông, hệ thống quân sự, hay q trình cơng nghiệp Đây loại thiết bị phải xử lý giao tiếp đặc biệt, khơng có phần mềm chuẩn thường hệ thống thời gian thực (real time)  Hệ thống nhúng (Embeded System): Thực phần cứng gắn vào thiết bị điện thoại di động, điều khiển xe hơi, … Điều thực việc lập trình mức thấp với hỗ trợ thời gian thực Những hệ thống thường khơng có thiết bị hình đĩa cứng, …  Hệ thống phân bố ( Distributed System): Được phân bố số máy cho phép truyền liệu từ nơi đến nơi khác cách dễ dàng Chúng đòi hỏi chế liên lạc đồng để đảm bảo toàn vẹn liệu thường xây dựng số kỹ thuật đối tượng CORBA, COM/DCOM, hay Java Beans/RMI  Hệ thống Giao dịch (Business System): Mơ tả mục đích, tài nguyên (con người, máy tính, …), quy tắc (luật pháp, chiến thuật kinh doanh, chế, …), công việc hoạt động kinh doanh  Phần mềm hệ thống (System Software): Định nghĩa sở hạ tầng kỹ thuật cho phần mềm khác sử dụng, chẳng hạn hệ điều hành, sở liệu, giao diện người sử dụng Giáo viên biên soạn: Nguyễn Trần Phương Trường Trung học Kinh tế Kỹ thuật Hịa Bình – Ngành Cơng nghệ Thơng tin - Mơn Phân tích & Thiết kế hệ thống 1.1.1.2 Các tính hệ thống thơng tin Các tính hệ thống thông tin gồm: o Thời gian trả kết quả: Tức thời gian kể từ hệ thống nhận thơng tin u cầu có định tương ứng với thơng tin u cầu o Khối lượng thông tin xử lý o Độ phức tạp liệu cần xử lý độ phức tạp xử lý o Độ phức tạp cấu trúc hệ thống cho dù quy mô hệ thống không lớn o Độ tin cậy hệ thống phải tính đến chế an tồn, dự phịng cố ngồi mong đợi Bên cạnh xác q trình xử lý thơng tin độ ổn hệ thống mà nguyên nhân chủ yếu đề phát sinh từ người 1.2 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THƠNG TIN Phân tích thiết kế hệ thống thơng tin phương pháp sử dụng để tạo trì hệ thống thông tin nhằm thực chức lưu trữ, xử lý thông tin truyền thơng tin Mục tiêu phân tích thiết kế hệ thống cải tiến hệ thống cấu trúc theo hay nhóm quy trình, điển hình qua ứng dụng phần mềm, phần mềm giúp đỡ người sử dụng hoàn tất cơng việc đơn vị dễ dàng hiệu Là người phân tích hệ thống, bạn phải trung tâm phát triển phần mềm Phân tích thiết kế hệ thống thông tin dựa trên: chức o Sự hiểu biết bạn mục tiêu, cấu trúc qui trình tổ o Kiến thức tin học am hiểu chuyên môn bạn lĩnh vực triển khai công nghệ thông tin nhằm mang lại lợi ích cho tổ chức theo yêu cầu Trên thực tế chưa có phần mềm đưa vào sử dụng trình sử dụng mà khơng có phiếm khuyết Vậy việc nghiên cứu nhu cầu đánh giá trạng phân tích trước thiết kế điều khơng thể thiếu với dự án tin học hóa hệ thống, điều giảm chi phí cho việc phát triển hệ thống Thơng thường phía đầu tư th nhà phát triển với yêu cầu mờ, mơ hồ có dạng “Phần mềm quản lý ” “Trang tin điện tử đơn vị ” khơng nói rõ tin học hóa vấn đề cụ thể Thế vận hành nhà đầu tư quan tâm tới nhu cầu trực tiếp bỏ qua phần tổng thể hệ thống tất nhiên không nói đến mối liên hệ cơng tác nhóm đơn vị quy định, quy trình riêng có vận hành đơn vị Vì thiết phải có phương pháp khoa học hướng dẫn việc thực dự án tin học hóa tùy theo mơ hình phát triển Có nhiều quan điểm cách tiếp cận vấn đề việc phân chia giai đoạn cách gọi tên (có tài liệu, giáo trình có bốn giai đoạn, có tài liệu giáo trình phân chia thành tám giai đoạn Tuy nhiên phạm vi khuôn khổ tài liệu điều kiện cụ thể nhà trường, xin phân chia giai đoạn sau: Lập kế hoạch, xác định u cầu; Phân tích; Thiết kế; Thi cơng; Thử Giáo viên biên soạn: Nguyễn Trần Phương ... 1.2 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THƠNG TIN Phân tích thiết kế hệ thống thông tin phương pháp sử dụng để tạo trì hệ thống thơng tin nhằm thực chức lưu trữ, xử lý thông tin truyền thông tin Mục... nghệ Thơng tin MỤC LỤC Mục lục Lời nói đầu Chương 1: Những vấn đề chung 1.1 Hệ thống thông tin 1.1.1 Hệ thống thông tin 1.1.2 Các tính hệ thống thơng tin 1.2 Phân tích thiết kế hệ thống thơng tin. .. trợ phân tích thiết kế để học sinh, sinh viên sử dụng q trình học mơn phân tích thiết kế hệ thống thông tin công cụ hỗ trợ Rational Rose 2003 Ngoài nêu tên số công cụ khác giới công nghệ thông tin