信息系统建模方法的研究和应用

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1、信息系统建模方法的研究和应用讨论信息系统的建模方法人手，重点探讨功能建模、事件建模等主要方法，最后介绍了UML的信息系统建模中的应用。关键词：信息系统；建模方法；UML应用　　一、信息系统建模介绍所谓现代信息系统，是指具有规模大、目标多、维数高、关联复杂、多学科等特征的计算机信息系统。一般来说，现代信息系统的开发周期长、质量低、维护昂贵，需要探索新的开发方法与工具。基于目前的理论与实践研究，笔者认为，应用多种建模方法，将信息系统的开发作为综合性建模活动，是一种有效的方法。现代信息系统建模〔或模型化)，就是基于人类对开

2、发对象的认识理论和系统开发规律，综合应用多种方法(包括智能与非智能方法、认知方法等)、多类技术及多种工具，将复杂的问题世界抽象描述为一组模型。综合应用多种建模方法，对与问题求解相关的各主要方面建模，对多种系统特征建模，能够得到较完整的、正确的、有效的系统模型，加快开发过程，提高系统质量。　　二、信息系统建模方法　　功能模型描述与值的变化有关的系统属性—功能、映射、约束及功能依赖条件等，是一种层次结构。功能模型抽象化人类的智能与非智能行为，映射问题的求解模型。功能建模采用功能分解的结构化方法，其指导思想是将问题分解为子

3、问题，使之易理解、易解决。功能建模使用的工具是数据流程图、功能层次图及结构图等。　　功能建模包括下列步骤。　　1.识别功能需求。建模者常通过分析对象的操作，访问用户与考察业务活动，从输人输出信息推导处理过程等，识别系统功能需求。在识别功能需求过程中，应重视对象模型中顶层对象类的操作信息或高级业务管理者的信息，这些信息对于建立系统整体功能模型很重要，例如业务目标、问题求解策略、主要业务活动及关键的成功因素等。　　2.构造功能层次结构。采用结构化方法，首先依据已识别的较高层次的系统功能需求，建立顶层模型;然后自顶向下分解

4、功能为子功能，从抽象到具体建立功能层次结构。在分解过程中还需访问用户，收集与评价较详细的功能信息，并进行模型化处理。这种分解持续到每一功能元素代表单一功能(不能再分解)为止，底层的基本功能是未来程序模块的基础。功能层次结构模型中，同层上的元素是相互独立的，为平等关系，不同层次上的元素之间为调用关系或包含关系。从垂直方向来看，不同层次上具有共同目标的相关功能元素组成一个子系统(或块)，一个块提供一种类型的服务。例如上面例子中，帐务处理及下面各层的分解元素组成一个块，提供帐务管理的服务。块与块之间应为弱藕合关系，即尽量减

5、少块与块之间的依赖性，可减少块之间的交互。　　3.处理模型化。功能分解到合适层次后，应对每种功能元素进行模型化，包括输人输出信息与功能内部处理的描述，重点是处理逻辑的描述。描述可以是说明性的或过程性的。说明性的描述确定了输入值与输出值之间的关系。过程性的描述确定一个可以用算法表达的函数。　　处理逻辑的表达方式可以是:数学函数、伪码、决策表、决策树、自然语言等。当处理依赖于多种条件的组合时，可使用决策表和决策树。操作符，如逻辑与、逻辑或及逻辑异或，用来模型化处理的输人流(或输出流)之间的关系。　　上面针对最基本的、最重

6、要的系统属性(对象、功能与事件)讨论了有关建模方法，不同的信息系统可以选择或组合使用。在实际的现代信息系统建模中，有时必须综合考虑较多的系统属性、多种观察角度及多维结构。因此，人们渴望一种具有普遍指导意义的建模框架，即广义建模框架。这种框架是一种认知框架，描述广泛业务问题的真实世界到信息系统世界的一般映射规律，包括开发对象的认识规律和信息系统开发规律。广义建模框架具备以下特点:一是包含广义的目标，可覆盖所有信息系统的开发;二是提供足够多的系统属性、透视点和结构维，可作为系统开发指南;三是具有灵活性，能适应可能的变化与

7、扩展;四是有利于开发者与领域专家的通讯，以便开发一致的，易理解的、较理担的模型。　　三、UML在信息系统建模中的应用　　下面以一个实验预约系统为例，详细探讨基于UML的信息系统建模过程。　　（一）需求分析　　分析系统功能需求，较为快速有效的方法就是构建用例模型，并以用例图加以描述。用例图描述系统外部的执行者与系统提供的用例之间的某种联系，其中用例是对系统功能的描述，执行者则是使用这些用例的角色或外部系统。在用例图中，椭圆表示用例，“小人”图符表示执行者，用例和执行者之间的连线表示二者之间的关联和信息交流。　　通过对实

8、验预约系统典型用例的分析，可以确定系统主要执行者有学生、教师和系统管理员。学生具有预约实验、取消预约、查询实验成绩、查询实验项目安排、查询实验班级安排、个人信息维护等功能；教师具有公布实验成绩、查询实验项目安排、查询实验班级安排、个人信息维护等功能；系统管理员具有管理实验项目、管理实验班级计划和数据库维护等功能。由此，可得到系统用例图如图1所示