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◆ 概述 ◆ 软件开发 ◆ 系统集成 ◆ 系统测试 ◆ 运行与维护 - PowerPoint PPT Presentation


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第 8 章 系统实施. ◆ 概述 ◆ 软件开发 ◆ 系统集成 ◆ 系统测试 ◆ 运行与维护. 8.1 概述. 系统实施阶段的工作. 前期准备工作 系统平台的硬、软件安装与调试 程序编制与调试 数据库与文件的建立 系统集成 系统测试 系统转换 验收、运行与维护. 8.1 概述.  制定系统的实施计划  组织好系统的实施队伍  软、硬件与配套设施的准备  信息流程的重组织和业务流程修订  人员培训与宣传教育工作. 前期准备. 硬件平台.

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8章 系统实施

◆概述

◆ 软件开发

◆ 系统集成

◆ 系统测试

◆ 运行与维护


8.1概述

系统实施阶段的工作

  • 前期准备工作

  • 系统平台的硬、软件安装与调试

  • 程序编制与调试

  • 数据库与文件的建立

  • 系统集成

  • 系统测试

  • 系统转换

  • 验收、运行与维护


8.1概述

制定系统的实施计划

组织好系统的实施队伍

软、硬件与配套设施的准备

信息流程的重组织和业务流程修订

人员培训与宣传教育工作

前期准备


硬件平台

信息系统的硬件平台通常由信息处理设备、信息存储设备、信息传输设备、信息输出设备和信息采集设备构成

  • 信息处理设备:个人计算机,工作站,便携式计算机,服务器,小型、大型计算机等;

  • 信息存储设备:磁盘阵列,磁带机,光盘机,IC卡,移动存储设备等;

  • 信息输出设备:显示器,打印机,绘图仪,投影机,音响,专用信息输出设备等;

  • 信息采集设备:扫描仪,数字化仪,数码相机,数码摄像机,条形码阅读器,指纹仪,触摸屏,光电检测设备,专用信息采集设备(传感器)等。


网络平台

  • 信息系统的网络平台就是计算机网络,是由计算机和通信设备组成的有机整体。网络选型的原则是实用性、先进性、开放性、可扩充性和经济性。

  • 网络拓扑的选择,网络拓扑有总线型、环形、星型、树型以及它们的组合。如果网络拓扑没有选择好,过一段时间又要改变,就可能造成前期投资的损失。

  • 信息基础设施的建设


网络平台

  • 网络硬件是组成网络的基本部件,这些硬件主要包括各级网络服务器、工作站、路由器、交换机、集线器、网卡、网络线缆、光纤、收发器等

  • 网络平台选型首先要考虑信息系统的实际应用环境及应用需求,其次要考虑作为平台的软硬件产品的功能与性能,第三要考虑国际国内发展的主流趋势,最后还要考虑项目的投资状况及专业人员的技术支持水平。


8.2 软件开发

1、好软件的标准

(1)能够实现预定功能。

(2)能够预料到可能出现的问题,并设计好如何处理异常情况。

(3)具备齐全的文档。

(4)书写格式标准和规范。

(5)具备好的运行性能。

(6)具备良好的可读性。


8.2 软件开发

自顶向下的原则

划分版本的原则

标准化原则

程序设计通用化

程序的易维护性

程序的可靠性

原则

  • 软件能力成熟度模型


8.2 软件开发

  • 结构化程序设计

  • 面向对象程序设计

  • 数据库设计

  • 可视化开发工具

  • 客户/服务器(C/S)结构

  • 浏览器/服务器(B/S)结构


8.2 软件开发

C/S 结构模式的优点

①由于客户端实现与服务器的直接相连,没有中间环节,因此响应速度快。

②操作界面漂亮、形式多样,可以充分满足个性化要求。

③C/S结构的信息系统具有较强的事务处理能力,能实现复杂的业务流程。


8.2 软件开发

C/S 结构模式的缺点

①需要专门的客户端安装程序,分布功能弱,针对点多面广的用户群体,不能够实现快速部署安装和配置。

②兼容性差,移植困难。对于不同的开发工具,具有较大的局限性。若采用不同工具,则需要重新改写程序。

③维护复杂,升级麻烦。如果应用程序要升级,必须到现场为客户机一一升级,每个客户机上的应用程序都需维护。

④开发成本相对较高,需要具有一定专业水准的技术人员开发。


8.2 软件开发

B/S 结构模式的优点

①具有分布性特点,可以随时随地进行查询、浏览等业务处理。

②业务扩展简单方便,通过增加网页即可增加服务器功能。

③维护简单方便,只需要改变网页,即可实现所有用户的同步更新。

④开发简单,共享性强 。


8.2 软件开发

B/S 结构模式的缺点

①个性化特点明显降低,无法实现具有个性化的功能要求。

②操作是以鼠标为最基本的操作方式,难满足快速操作的要求。

③页面动态刷新,响应速度明显降低。

④功能弱化,难以实现传统模式下的特殊功能要求 。


8.3 系统集成

硬件集成

网络集成

数据集成

软件集成

应用集成


ABCS

通用应用

其它

捆绑烟囱策略

烟囱式的系统

火力

情报

合成

战斗

防空

后勤

集成

途径

削短烟囱策略

取消烟囱策略

专用应用

共用应用

合成指挥系统

统一的软件平台

公共支撑软件

统一的硬件平台

操 作 系 统

统一的通信平台

公 共 硬 件


应用

软件

应用

系统

应用

数据

专用

软件

新的应用系统

系统

功能

结构

结构设计者

构件组装

规则

数据

构件

规范

构件库

软件

构件

标准应用工具

地理信息系统

数据访问

数据交换

数据服务

数据管理

标准

新构件生产

分布计算服务

安全

管理

传输服务

标准系统环境

标准硬件环境

在基本构架的基础上,利用成熟的构件建造系统


ISRSIM

EADSIM

Thunder

TACWAR

ITEM

COMNET

美军一体化C4ISR系统的进程

1989年开始,为了解决“烟囱问题”,美军发展一体化的指挥信息系统


  • 提出统一标准框架

    • 1992年提出“勇士C4I计划”

    • 1995年提出“一体化C4I系统”(IC4I),成立C4I一体化任务委员会

    • 1997年提出C4ISR系统


  • 建设公共基础设施

    1993年开始建设国防信息系统网(DISN),包括五大部分,即

    • 国防业务交换网(DSN)

    • 国防数据网(DDN)

    • 国防文电系统(DMS)

    • 国防商业运程通信网(DCTN)

    • 自动数字网(AUTODIN)

      确保美军和盟军实现全球通信与互通


  • 开发新型通用系统

    -1993年,根据“勇士C4I计划”,开发全球指挥

    控制系统(GCCS),作为美军一体化指挥控制系

    统的核心,统领各军种,支持战略、战役和战

    术应用,融合C4I各环节。各军种提出系列配

    套的支撑计划


  • 合并淘汰原有系统

    -到1996年,已经将170多个独立网络纳入国防信息系统网(DISN)

    -将21000个早期应用软件和“烟囱”式系统减少为600个

    -从1849个有相同功能的信息系统中选出247个作为改造后的系统

    -截止到2000年美国国防部至少淘汰了1079个已有系统。


  • 实战运用检验评估

    • 海湾战争是第一场真正的高技术局部战争,主要是高技术武器的集中大展示

    • 科索沃战争中,参战的北约国家及各军兵种间实现了信息化、网络化和一体化

    • 阿富汗战争中,在联合空战中心配备了最新型的 C4ISR系统,首次实现了作战信息实时传输到各类作战平台和单兵系统


  • 太空

E-8联合监视目标攻击雷达系统(J-STARS)寻找移动中的坦克及低空战机; E-3机载预警与控制(AWACS)飞机将发现任何高空飞行的,但还未进入部队上空的伊拉克战机; RC-135 “联合铆钉”战略侦察机监视空中的无线电波,窃听伊拉克指挥官无线电频率

“捕食者”无人机侦察影像能够覆盖部队前方几十千米

在部队的前方及侧翼,“阿帕奇”直升机低空侦察地面行动

  • 28000米高空

  • 20000米高空

多颗情报卫星,透过云层拍摄数字照片,雷达图片,截获雷达及无线电波信号

“全球鹰”无人机持续24小时侦察

U-2侦察机使用雷达、摄像机、信号和情报设备提供远程监视

  • 10000米高空

  • 中空

  • 低空


  • 第3师司令布罗恩特乘坐的履带式指挥控制车 (C2V)装有通信设备,保证他能够实时地访问来自卫星、机载预警与控制飞机、无人机或伊拉克国内人员的信息,上传和接收情报分析结果,生成战场态势

  • 所有的战场监视技术能够向指挥所传递信息,而所有这些信息将在数分钟内传至战场指挥官手中。这是挺进巴格达的地面部队巨大的信息优势


  • 美军通过实时、动态、平行的指挥控制,多次根据战场态势的变化,迅速改变作战方案,调整作战计划,以高机动速度迅速完成部署,遂行功能性摧毁和“震慑”行动

  • 从发现时敏目标到击毁时敏目标的“打击链”缩短了许多。这一方面归功于空中侦察传感器系统能力改进,分析计算和对信息的处理速度加快,另一方面也要归功于联合作战反应时间加快和动态资源组合能力增强


8.4 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制系统测试

  • 系统测试是保证系统质量的关键步骤,它是对系统规格说明、设计、编码和集成的最后复审。

  • 测试的目标是发现系统中的错误,但发现错误并不是最终目的。信息系统工程的根本目标是开发出高质量的完全符合用户需要的系统。

  • 测试只能查找出系统中的错误,不能证明系统中没有错误。


8.4 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制系统测试

测试的目标或定义:

(1)测试是为了发现程序中的错误而执行程序的过程 。

(2)好的测试方案是可能发现迄今为止尚未发现的错误的测试方案。

(3)成功的测试是发现了至今为止尚未发现的错误的测试。


8.4 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制系统测试

一组测试原则:

(1)所有的测试都应追溯到用户需求。

(2)应该在测试工作真正开始的较长时间之前就进行测试计划。

(3)测试应该从“小规模”开始,逐步转向“大规模”。

(4)穷举测试是不可能的。

(5)为了达到最佳效果,应该由独立的第三方来构造测试。


8.4 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制系统测试

另一组测试原则:

  • 不应测试自己开发的程序

  • 设计测试用例时,不仅有确定的输入数据,还有确定的输出数据

  • 测试用例不仅有合理的,也要有非合理的

  • 除了检查程序是否做完了它应该做的事,还要检查它是否做了不应该做的事。

  • 保留全部测试用例,作为软件的组成部分

  • 程序中存在错误的概率与在该段程序中已发现的错误数成正比


软件测试的步骤一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制

(1)模块测试——单元测试:编码

(2)子系统测试——集成测试:接口

(3)系统测试——集成测试:功能

(4)压力测试——极端情况下的性能指标

(5)验收测试——安装验收 用户参与,实际数据

(6)平行运行——新旧系统平行运行,试运行


软件测试的方法:黑盒测试和白盒测试 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制

黑盒测试——功能测试

黑盒测试法把程序看成一个黑盒子,完全不考虑程序的内部结构和处理过程。黑盒测试是在程序接口进行的测试,它只检查程序功能是否能按照规格说明书的规定正常使用,程序是否能适当地接收输入数据产生正确的输出信息,并且保持外部信息(如数据库或文件)的完整性。

白盒测试——结构测试

白盒测试法的前提是可以把程序看成装在透明的白盒子里,即完全了解程序的结构和处理过程。这种方法按照程序内部的逻辑测试程序,检验程序中的每条通路是否都能按预定要求正确工作。


1一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制、单元测试(模块测试)

(1)模块测试内容

  • 模块接口

  • 局部数据结构

  • 重要的执行通路

  • 出错处理通路

  • 影响上述各方面特性的边界条件


1一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制、单元测试

(2)测试过程

  • 代码审查

    • 人工测试程序可以由编写者本人非正式地进行,也可以由审查小组正式进行。

    • 审查小组最好由四人组成:

      • 组长:有能力的程序员、没有直接参与这项工程。

      • 程序的设计者

      • 程序的编写者

      • 程序的测试者


1一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制、单元测试

(2)测试过程

  • 测试软件

    • 为每个模块开发测试驱动软件,它好比一个“主程序”,它接收测试数据,把这些数据传送给被测试的模块,并且打印出有关的结果。


2一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制、集成测试

先分别测试每个模块,再把所有模块按设计要求放在一起结合成所要的程序,这种方法称为非渐增式测试方法;

把下一个要测试的模块同已经测试好的那些模块结合起来进行测试,测试完以后再把下一个应该测试的模块结合进来测试,这种每次增加一个模块的方法称为渐增式测试方法

集成测试的两种方法


渐增式集成测试方法 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制

从主控制模块开始,沿着软件的控制层次向下移动,从而逐渐把各个模块结合起来。

自顶向下结合

第一步,对主控制模块进行测试,测试时用存根程序(哑程序)代替所有直接附属于主控制模块的模块;

第二步,根据选定的结合策略,每次用一个实际模块代换一个存根程序;

第三步,在结合进一个模块的同时进行测试;

第四步,为了保证加入模块没有引进新的错误,可能需要进行回归测试。


渐增式集成测试方法 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制

自顶向下结合

M1

M2

M3

S4

M5

M6

S7

M8

深度优先:M1->M2->M5->M8->M6->M3->S7->S4

宽度优先:M1->M2->M3->S4->M5->M6->S7->M8


渐增式集成测试方法 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制

自底向上结合

自底向上测试从“原子”模块(即在软件结构最低层的模块)开始组装和测试。

第一步,把低层模块组合成实现某个特定的软件子功能的族;

第二步,写一个驱动程序(用于测试的控制程序),协调测试数据的输入和输出;

第三步,对由模块组成的子功能族进行测试;

第四步,去掉驱动程序,沿软件结构自下向上移动,把子功能族组合起来形成更大的子功能族。


渐增式集成测试方法 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制

自底向上结合

Mc

Ma

Mb

D1

D2

D3

族3

族1

族2


3一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制、压力测试

  • 数据量

  • 数据流速

  • 并发任务

  • 恶劣环境


4一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制、验收测试

(1)对某些已经测试过的纯粹技术性的特点可能不需要再次测试。

(2)对用户特别感兴趣的功能或性能可能需要增加测试。

(3)通常主要使用生产中的实际数据进行测试。

(4)可能需要设计并执行一些与用户使用步骤有关的测试。

测试范围

方式方法

需求分析阶段产生的文档是验收测试的基础 。

验收测试必须有用户积极参与,或者以用户为主进行。

一般采用黑盒测试法。


4一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制、验收测试

验收测试的一个重要内容是复查系统硬件软件配置。复查的目的是保证系统硬件软件配置的所有组成都齐全,各方面的质量都符合要求,文档与程序一致,具有维护阶段所必需的细节,而且,已经编排好目录。

系统配置复查


4一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制、验收测试

  • 由用户在开发环境下模拟实际操作环境运行程序系统

    • 目的是评价软件产品的功能、可用性、可靠性、性能和支持,系统界面的特色。

    • 方法是由开发者在场记录系统出错情况及使用中存在的问题。

测试


4一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制、验收测试

  • 由系统一个或多个用户在实际操作环境中运行系统

    • 目的是评价系统的可支持性,包括文档的完整性、用户培训和支持、使用系统的能力和满意程度。

    • 方法是开发者不在测试现场,由用户记录的问题可能是系统存在的错误,也可能是用户的主观认定。

测试


8.5 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制运行与维护

用户培训的一般内容包括:

·系统的用途和目标

·现有系统与新系统的差别

·系统工作概述

·如何使用用户手册

·与系统有关的信息服务人员和用户人员的义务和责任

用户培训

只有用户使用信息系统,信息系统才能够发挥作用


8.5 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制运行与维护

什么是系统转换

  • 由于一个组织(企业)的管理工作是连续进行的,软件系统也必须连续地进行工作,这就有一个老的软件系统与新的软件系统的交替过程,即老的软件系统逐渐地退出,由新的软件系统来代替。称为系统的转换(或切换)。

系统转换


8.5 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制运行与维护

转换的方法

直接法

老系统

新系统

老系统

并行法

新系统

老系统

新系统n

阶梯法

新系统2

新系统1


8.5 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制运行与维护

在软件已经交付使用之后,为了改正错误或满足新的需要而修改软件的过程 。

四类维护

改正性维护——诊断和改正用户发现的程序错误

适应性维护——为了和变化了的环境适当地配合

完善性维护 ——增加新功能或修改已有功能

预防性维护 ——改进未来的可维护性或可靠性

系统维护


8.5 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制运行与维护

维护组织——维护的责任人或授权人

维护报告——用户填写需维护问题的报告表

保存维护记录—— 最好用数据库记录下来

评价维护活动—— 定量的度量

维护过程


8.5 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制运行与维护

软件可维护性可以定性地定义为:维护人员理解、改正、改动和改进这个软件的难易程度。

决定软件可维护性的因素

(1)可理解性

(2)可测试性

(3)可修改性


8.5 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制运行与维护

文档

文档是影响软件可维护性的决定因素,甚至比程序代码更重要。

(1)必须描述如何使用这个系统。

(2)必须描述如何管理这个系统。

(3)必须描述系统需求和设计。

(4)必须描述系统的实现和测试,以便使系统成为可维护的。


8.5 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制运行与维护

  • 用户文档

    • 功能描述,说明系统能做什么;

    • 安装文档,说明怎样安装这个系统以及怎样使系统适应特定的硬件配置;

    • 使用手册,简要说明如何着手使用这个系统;

    • 参考手册,详尽描述用户可以使用的所有系统设施以及它们的使用方法,还应该解释系统可能产生的各种出错信息的含义;

    • 操作员指南,说明操作员应该如何处理使用中出现的各种情况。


8.5 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制运行与维护

软件可靠性与系统可维护性

提高软件可靠性是提高系统可维护性的根本途径。

提高软件可靠性的方法和技术:

(1)建立以可靠性为核心的质量标准。

(2)选择良好的开发方法。

(3)软件重用。


8.5 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制运行与维护

软件重用技术是提高系统可维护性的重要方法

软件重用概念

软件重用是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。软件元素包括程序代码、测试用例、设计文档、设计过程、需求分析文档甚至领域知识。

软件重用技术

(1)软件构件技术

(2)软件生成技术

(3)面向对象的程序设计技术


8.5 一体化指控,保证了作战行动的机动性,实现了“时敏目标打击”和战场控制运行与维护

信息系统的质量维护

硬件质量维护

软件质量维护

数据质量维护

软件系统的质量维护主要是应用系统软件和数据的质量维护。

数据的质量维护不仅需要输入新的数据来更新数据库,而且还要保证数据的完整性。

仅仅数据质量不可靠也会导致一个信息系统的失败。