第一章 信息化和信息系统

1.1 信息系统与信息化

1.1.1 信息的基本概念

★信息的概念:

★信息的质量属性：

• 精确性
• 完整性
• 可靠性
• 及时性
• 经济性
• 可验证性
• 安全性

★信息的传输模型：

• 信源
• 信宿
• 信道
• 编码器
• 译码器
• 噪声

★信息、材料和能源共同构成经济和社会发展的3大战略资源，它们是可以相互转化的。

1.1.2 信息系统的基本概念

★信息系统以下特性表现得比较突出：

• 开放性
• 脆弱性
• 健壮性

★信息系统的组成部件包括硬件、软件、数据库、网络、存储设备、感知设备、外设、人员以及把数据处理成信息的规程等。

1.1.3 信息化的基本概念

★信息化从小到大分为以下5个层次：

• 产品信息化
• 企业信息化
• 产业信息化
• 国民经济信息化
• 社会生活信息化

★信息化的基本内涵启示我们：信息化的主体是。。，时域是。。，空域是。。，途径是。。，目标是。。。

★两网、一站、四库、十二金

• 两网：政务内网和政务外网
• 一站：政府门户网站
• 四库：建立人口、法人单位、空间地理和自然资源、宏观经济等四个基础数据库。
• 十二金：以“金”字冠名的12个重点业务系统。分为三类。

★国家信息化体系六要素：

• 信息技术应用：是龙头、主阵地

• 信息资源的开发利用：是核心任务、是关键，也是薄弱环节。

• 信息网络：是基础、是必要手段。

• 信息技术和产业：是基础。

• 信息化人才：是成功之本，是关键。

• 信息化政策法规和标准规范：用于规范和协调六要素之间关系，是根本保障。

  速记：上鹰（上映）、下鸡（夏季）、左人（做人）、右龟（有鬼）、中间织张网（智障网）

1.1.4 信息系统生命周期

★信息系统生命周期各阶段及说明：

★信息系统的生命周期，大的分为四个阶段：

• 立项阶段
• 开发阶段
• 运维阶段
• 消亡阶段

★信息系统的生命周期可简化为：

• 系统规划：任务是。。，成果，可行性研究报告、系统设计任务书。
• 系统分析：任务是。。，成果，系统说明书。
• 系统设计：任务是。。，成果，系统设计说明书。
• 系统实施：任务是。。，成果，实施进展报告、系统测试分析报告。
• 运行维护

★典型的软件生命周期包括：

• 可行性分析与项目开发计划
• 需求分析
• 概要设计
• 详细设计
• 程序设计
• 编码
• 测试
• 维护

★软件维护包括如下类型：

• 更正性维护
• 适应性维护
• 完善性维护
• 预防性维护

1.2 信息系统开发方法

★常用的开发方法包括：

• 结构化方法
• 面向对象方法
• 原型化方法
• 面向服务的方法

1.2.1 结构化方法

★结构化方法也称生命周期法，由结构化分析、结构化设计、结构化程序设计三部分组合而成，精髓是自顶向下、逐步求精和模块化设计。

★结构化方法主要特点：

• 开发目标清晰化
• 开发工作阶段化
• 开发文档规范化
• 设计方法结构化

★结构化方法的不足和局限：

• 开发周期长
• 难以适应需求变化
• 很少考虑数据结构

★结构化方法一般利用图形表达用户需求，使用手段主要有：

• 数据流图
• 数据字典
• 结构化语言
• 判定表
• 判定树

1.2.2 面向对象方法

★面向对象方法认为，客观世界是由各种对象组成的，任何事物都是对象。复杂对象可由各种简单对象构成，不同对象的组合和相互作用构成了系统。关键为建立一个全面、合理、统一的模型（用例和分析模型）。缺点为必须依靠一定的现象对象技术支持，在大型项目的开发上有一定局限性，不能涉足系统分析以前的开发环节。

1.2.3 原型化方法

★原型化方法也称为快速原型法，或简称为原型法。它是一种根据用户初步需求，利用系统开发工具，快速建立一个系统模型给用户,在此基础上与用户交流，最终实现用户需求的快速开发方法。

★从原型是否实现功能来分，可分为：

• 水平原型：也称行为原型，通常只是功能的导航，主要用在界面上。
• 垂直原型：也称结构化原型，实现了一部分功能，主要用在复杂的算法实现上。

★从原型的最终结果来分，可分为：

• 抛弃式原型：也称探索式原型，指达到预期目的后，原型被抛弃。
• 演化式原型：为增量式产品提供基础逐步演化为最终系统适用于web系统。

★原型法的特点：

• 缩短开发周期、降低成本和风险，获得较高综合开发效益。
• 以用户为中心开发系统，用户参与程度提高，提高了系统开发成功率。
• 由于用户全程参与，利于系统移交
• 原型法不足：开发环境要求高、管理水平要求高。

★从严格意义讲，原型法不是一种独立的系统开发方法，而只是一种开发思想。这就注定原型法必须与其他信息系统开发方法结合使用。

1.2.4 面向服务的方法

★面向服务（Service Oriented,SO）的开发方法：讲接口的定义与实现进行解耦，则催生了服务和面向服务的开发方法。

★SO的优点：使信息系统快速响应需求与环境变化，提高系统可复用性、信息资源共享和系统之间的互操作性。

1.3 常规信息系统集成技术

1.3.1 网络标准与网络协议

★OSI各层说明及涉及的协议、设备：

各层速记：应表会传网数物。

★OSI七层与TCP/IP对应关系：

★重要协议解析：

★协议间的重点关系：

• 基于TCP的协议：Telnet、FTP、SMTP、HTTP、POP3、WWW等
• 基于UDP的协议：DNS、TFTP、SNMP、NTP等。

1.3.2 网络设备

★网络设备

1.3.3 网络服务器

1.3.4 网络存储技术

★网络存储技术

1.3.5 网络接入技术

★网络接入方法，主要分为两类：

• 有线接入：PSTN、ISDN、ADSL、FTTx+LAN和HFC等。
• 无线接入：GPRS、3G、4G、5G接入等。

1.3.6 网络规划与设计

★网络工程可分为：

• 网络规划
• 网络设计
• 网络实施

★接入层、汇聚层和核心层

★广域网连接与远程访问设计

★无线网络设计

1.3.7 数据库管理系统

★目前常见数据库管理系统：

• 关系型数据库:
  • Oracle
  • Mysql
  • SQLServer
• 非关系型数据库:
  • MongoDB

1.3.8 数据仓库技术

★数据仓库（DataWarehouse）是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合，用于支持管理决策。

★与操作型数据库相比，数据仓库的主要优点如下：

• 面向主题
• 集成
• 相对稳定
• 反映历史变化

★数据仓库系统的结构同行包含4个层次：

• 数据源是数据仓库的基础，通常包括企业内部信息和外部信息。
• 数据的存储与管理是整个数据仓库系统的核心。
• OLAP服务器对分析需要的数据进行有效集成，按多为模型组织，以便进行多角度、多层次的分析，并发现趋势。
• 前端工具主要包括各种报表工具、查询工具、数据分析工具、数据挖掘工具以及各种基于数据仓库或数据集市的应用开发工具。

1.3.9 中间件技术

★中间件概念：

• 在一个分布式系统环境中处于操作系统和应用程序之间的软件。
• 中间件是一种嘟列系统软件或服务程序，分布式应用借助这种软件在不同的技术之间共享资源。
• 中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信。

★中间件按层次划分：

• 底层中间件：JVM、CLR、ACE、JDBC、ODBC等
• 通用型中间件：CORBA、J2EE、MOM和COM、IONA Orbix、WebLogic和IBM MQSeries等
• 集成型中间件：WorkFlow、EAI、WebLogic、IBM WebSphere、Tomcat等

1.3.10 高可用性和高可靠性的规划与设计

★可用性：系统能够正常运行的时间比例。

★可靠性：软件系统在应用或系统错误面前，在意外或错误使用的情况下维持软件系统的功能特性的基本能力。

计算机系统的可用性定义为：MTTF/(MTTF+MTTR)*100%。可维护性用平均维修时间MTTR来度量。MTTF:平均无故障时间。

1.4 软件工程

1.4.1 需求分析

★软件需求的三个层次：

• 业务需求：反应客户对系统高层次的目标要求。通过业务需求可以确定项目视图和范围。
• 用户需求：描述用户的具体目标，或用户要求系统必须能完成的任务。
• 系统需求：从系统的角度来说明软件的需求，包括。。。等。
  • 功能需求：也称行为需求，指必须实现的软件功能。
  • 非功能需求：指系统必须具备的属性或品质。
  • 设计约束：也称限制条件或补充规约，通常是对系统的一些约束说明。

★质量功能部署（QFD）:是一种将用户要求转化成软件需求的技术，其目的是最大限度地提升软件工程过程中用户的满意度。为了达到这个目标，QFD将软件需求分为三类：

• 常规需求
• 期望需求
• 意外需求

★需求获取：是一个确定和理解不同的项目干系人的需求和约束的过程。常见的需求获取方法包括：

• 用户访谈
• 问卷调查
• 采样
• 情节串连板
• 联合需求计划

★需求分析:分析人员把杂乱无章的用户要求和期望转化为用户需求。

★使用结构化方法进行需求分析，其建立的模型的核心是数据字典，围绕这个核心，有三个层次的模型：

• 数据模型：用实体联系图（E-R图）表示。
• 功能模型：用数据流图（QFD）表示。
• 行为模型：用状态转换图（STD）表示。

★软件需求规格说明书（Software Requirement Specification,SRS）是需求开发活动的产物。编制该文档的目的是使项目干系人与开发团队对系统的初试规定有一个共同的理解。国家标准规定SRS应该包括以下内容：

• 范围
• 引用文件
• 需求
• 合格性规定
• 需求可追踪性
• 尚未解决的问题
• 注解
• 附录

★需求验证也称需求确认，其活动为了确定5个方面的内容。

★统一建模语言（UnifiedModelingLanguage,UML）是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的可视化的建模语言。

★UML中的关系：

• 依赖：一个事务变化会影响另一个事物。
• 关联：一组对象之间连接的结构关系。
• 泛化：一般化和特殊化的关系。
• 实现：一个类由另一个类保证执行的契约。

★UML2.0包括14中图：

★UML的各种图示

★UML视图：UML对系统架构的定义是系统的组织结构，包括系统分解的组成部分，以及他们的关联性、交互机制和指导原则等提供系统设计的信息。具体来说，就是指以下5个系统视图：

• 逻辑视图
• 进程试图
• 部署视图
• 用例视图

★面向对象分析（OOA）的基本任务是。。。

★OOA模型独立于具体实现，即不考虑与系统具体实现有关的因素，这也是OOA与OOD的区别所在。

★OOA的任务是"做什么"，OOD的任务是“怎么做”。

★面向对象分析阶段的核心工作是建立系统的用例模型和分析模型。

★用例模型：从用户的角度看，不关心系统的内部结构和设计，关心系统能提供的服务。

★在OOA方法中，构建用例模型一般需要经历四个阶段：前三个阶段是必须的。

• 识别参与者
• 合并需求获得用例
• 细化用例描述
• 调整用例模型

★用例之间的关系主要有：

• 包含
• 扩展
• 泛化

★用例关系及说明

1.4.2 软件架构设计

1.4.3 软件设计

1.4.4 软件工程的过程管理

1.4.5 软件测试及其管理

1.4.6 软件集成技术

1.5 新一代信息技术

1.5.1 物联网

1.5.2 云计算

1.5.3 大数据

1.5.4 移动互联

1.6 信息系统安全技术

1.6.1 信息安全的有关概念

1.6.2 信息加密、解密与常用算法

1.6.3 信息系统安全

1.7 信息化发展与应用

1.7.1 信息化发展与应用的新特点

1.7.2 国家信息化发展战略

1.7.3 电子政务

1.7.4 电子商务

1.7.5 工业和信息化融合

1.7.6 智慧化

1.8 信息系统服务管理

1.8.1 信息系统服务业及发展

1.8.2 信息系统工程监理的概念和发展

1.8.3 信息系统运行维护的概念和发展

1.8.4 信息技术服务管理的标准和框架

1.9 信息系统规划

1.9.1 大型信息系统

1.9.2 信息系统的规划方法

1.9.3 信息系统的规划工具

1.10 企业首席信息官及其职责

.5.4 移动互联

1.6 信息系统安全技术

1.6.1 信息安全的有关概念

1.6.2 信息加密、解密与常用算法

1.6.3 信息系统安全

1.7 信息化发展与应用

1.7.1 信息化发展与应用的新特点

1.7.2 国家信息化发展战略

1.7.3 电子政务

1.7.4 电子商务

1.7.5 工业和信息化融合

1.7.6 智慧化

1.8 信息系统服务管理

1.8.1 信息系统服务业及发展

1.8.2 信息系统工程监理的概念和发展

1.8.3 信息系统运行维护的概念和发展

1.8.4 信息技术服务管理的标准和框架

1.9 信息系统规划

1.9.1 大型信息系统

1.9.2 信息系统的规划方法

1.9.3 信息系统的规划工具

1.10 企业首席信息官及其职责