Bài giảng Phân tích và thiết kế hệ thống thông tin (Phần 1)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ---- PHẠM THỊ MINH THƯƠNG BÀI GIẢNG PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN Dành cho sinh viên bậc Đại học chuyên ngành Công nghệ thông tin Quảng Ngãi, tháng 12 năm 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ---- PHẠM THỊ MINH THƯƠNG BÀI GIẢNG PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN Dành cho sinh viên bậc Đại học chuyên ngành Công nghệ thông tin --TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ-- Bài giảng Phân tích và thiết kế Hệ thống thông tin MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ 1 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN ... 2 1.1. KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ................................................... 2 1.1.1. Hệ thống .................................................................................................. 2 1.1.2. Hệ thống quản lý ..................................................................................... 5 1.1.3. Hệ thống thông tin .................................................................................. 7 1.2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG THÔNG TIN ......................................................... 8 1.2.1. Hệ thống thông tin tác vụ (Transaction Processing Systems – TPS) ..... 8 1.2.2. Hệ thống thông tin quản lý (Management Information System – MIS) . 9 1.2.3. Hệ hỗ trợ ra quyết định (Decision Support System – DSS) ................... 9 1.2.4. Hệ chuyên gia (Expert Systems – ES) .................................................. 10 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MỘT HỆ THỐNG THÔNG TIN ...... 10 1.3.1. Dữ liệu .................................................................................................. 10 1.3.2. Xử lý ..................................................................................................... 11 1.3.3. Bộ xử lý................................................................................................. 11 1.3.4. Con người ............................................................................................. 11 1.3.5. Truyền thông ......................................................................................... 11 1.4. CÁC TÍNH NĂNG CỦA MỘT HỆ THỐNG THÔNG TIN .......................... 11 1.5. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN.............................................................................................. 12 1.5.1. Mục đích ............................................................................................... 12 1.5.2. Yêu cầu ................................................................................................. 12 1.6. XÂY DỰNG THÀNH CÔNG MỘT HỆ THỐNG THÔNG TIN .................. 12 1.6.1. Khái niệm .............................................................................................. 12 1.6.2. Quản lý dự án ........................................................................................ 13 1.7. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN 14 1.7.1. Phương pháp phân tích thiết kế có cấu trúc (SADT – Structured Analysis and Design Technique) ......................................................................................... 14 1.7.2. Phương pháp phân tích thiết kế Merise ................................................ 15 1.7.3. Phương pháp phân tích MCX (Méthode de xavier castellani) ............. 16 1.7.4. Phương pháp phân tích GLACSI (Groupe d’ Animation et de Liaison pour l’ Analyse et de conception de Système d’ Information) ............................. 16 Bài giảng Phân tích và thiết kế Hệ thống thông tin 1.8. NHỮNG SAI SÓT KHI PHÂN TÍCH THIẾT KẾ THIẾU PHƯƠNG PHÁP 17 1.9. CÁC BƯỚC ĐỂ TIN HỌC HÓA MỘT HỆ THỐNG THÔNG TIN ............. 17 1.9.1. Các quy trình phát triển hệ thống ......................................................... 18 1.9.2. Các bước phát triển HTTT tự động hóa ................................................ 20 1.9.3. Mô hình, mô hình hóa ........................................................................... 22 1.10. CÁC MỨC NHẬN THỨC HỆ THỐNG THÔNG TIN .............................. 23 1.10.1. Quan niệm ............................................................................................. 23 1.10.2. Tổ chức ................................................................................................. 23 1.10.3. Vật lý ..................................................................................................... 23 1.11. BÀI TẬP, THẢO LUẬN ............................................................................. 23 Chương 2. NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ MÔ HÌNH TIẾN TRÌNH NGHIỆP VỤ CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN .................................................................................. 24 2.1. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG KHI NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ................... 24 2.2. YÊU CẦU ĐẶT RA ĐỐI VỚI HỆ THỐNG THÔNG TIN TIN HỌC HÓA 24 2.2.1. Chủ đầu tư/Nhà lãnh đạo ...................................................................... 24 2.2.2. Người sử dụng ...................................................................................... 25 2.3. QUY MÔ TIN HỌC HÓA .............................................................................. 25 2.4. VAI TRÒ CỦA NHỮNG NGƯỜI THAM GIA PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN ............................................................................................................. 25 2.4.1. Người quản lý hệ thống thông tin ......................................................... 25 2.4.2. Phân tích viên hệ thống ......................................................................... 26 2.4.3. Người lập trình ...................................................................................... 26 2.4.4. Người sử dụng ...................................................................................... 26 2.4.5. Kỹ thuật viên ......................................................................................... 27 2.4.6. Chủ đầu tư ............................................................................................. 27 2.5. NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG ...................................................................... 27 2.5.1. Mục đích ............................................................................................... 27 2.5.2. Nội dung khảo sát ................................................................................. 27 2.5.3. Đối tượng khảo sát ................................................................................ 28 2.5.4. Một số phương pháp xác định yêu cầu ................................................. 29 2.6. CÁC CÔNG VIỆC SAU KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG .................................. 33 2.6.1. Xử lý sơ bộ kết quả khảo sát ................................................................. 33 2.6.2. Tổng hợp kết quả khảo sát .................................................................... 33 2.6.3. Hợp thức hóa kết quả khảo sát .............................................................. 33 Bài giảng Phân tích và thiết kế Hệ thống thông tin 2.7. GIỚI THIỆU NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG CỦA MỘT SỐ HỆ THỐNG THÔNG TIN ............................................................................................................. 34 2.7.1. Hệ thống thông tin “Quản lý kho hàng” ............................................... 34 2.7.2. Hệ thống thông tin “Quản lý đào tạo” .................................................. 38 2.8. PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CHỨC NĂNG ..................................................... 39 2.8.1. Mô hình phân cấp chức năng (nghiệp vụ) ............................................ 40 2.8.2. Ma trận cân đối thực thể - chức năng (ma trận E-F)............................. 42 2.9. MÔ HÌNH HÓA CÁC TIẾN TRÌNH CỦA HỆ THỐNG .............................. 44 2.9.1. Sơ đồ luồng dữ liệu mức ngữ cảnh ....................................................... 44 2.9.2. Mô hình luồng dữ liệu .......................................................................... 46 2.9.3. Kỹ thuật phân mức mô hình luồng dữ liệu ........................................... 49 2.10. BÀI TẬP, THẢO LUẬN ............................................................................. 52 Chương 3. MÔ HÌNH QUAN NIỆM CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ..................... 56 3.1. GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH QUAN NIỆM .................................................. 56 3.2. MÔ HÌNH THỰC THỂ - MỐI QUAN HỆ (Entity Relationship - ER) ......... 56 3.2.1. Các yếu tố cơ bản của mô hình thực thể - mối quan hệ ........................ 56 3.2.2. Mô hình thực thể - mối quan hệ mở rộng (Extended Entity Relationship – EER) 57 3.2.3. Một số ký hiệu vẽ mô hình thực thể - mối quan hệ .............................. 60 3.3. MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC TẬP THỰC THỂ ............................................ 60 3.3.1. Phân loại mối quan hệ ........................................................................... 60 3.3.2. Vai trò ................................................................................................... 60 3.3.3. Thể hiện ................................................................................................ 61 3.4. MỘT VÀI NHẬN XÉT ĐỂ RÀ SOÁT LẠI MÔ HÌNH ER.......................... 62 3.4.1. Đối tượng nào có thể làm tập thực thể? ................................................ 62 3.4.2. Yếu tố thông tin gì có thể làm thuộc tính cho một tập thực thể ? ......... 62 3.4.3. Loại bỏ các thuộc tính vô nghĩa ............................................................ 62 3.4.4. Tính độc lập của các thuộc tính ............................................................ 63 3.4.5. Xác định thuộc tính khoá ...................................................................... 63 3.4.6. Tách thuộc tính có dung lượng lớn ....................................................... 63 3.4.7. Xử lý một thuộc tính lặp nằm trong một tập thực thể .......................... 63 3.4.8. Xử lý một nhóm thuộc tính lặp nằm trong cùng một tập thực thể........ 63 3.4.9. Các tập thực thể có mối quan hệ ISA ................................................... 63 3.5. MÔ HÌNH QUAN NIỆM VỀ DỮ LIỆU ........................................................ 63 3.6. MÔ HÌNH QUAN NIỆM VỀ XỬ LÝ ............................................................ 64 Bài giảng Phân tích và thiết kế Hệ thống thông tin 3.6.1. Quy trình mô hình hóa xử lý ................................................................. 64 3.6.2. Mô hình tựa Merise ............................................................................... 73 3.7. BÀI TẬP, THẢO LUẬN ................................................................................ 75 Chương 4. MÔ HÌNH TỔ CHỨC CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN .......................... 81 4.1. KHÁI NIỆM ................................................................................................... 81 4.2. MÔ HÌNH TỔ CHỨC VỀ DỮ LIỆU ............................................................. 81 4.2.1. Các khái niệm cơ bản ............................................................................ 81 4.2.2. Các quy tắc chuyển đổi ......................................................................... 83 4.3. CHUẨN HOÁ VÀ KIỂM TRA LẠI MÔ HÌNH ER ..................................... 89 4.3.1. Các dạng chuẩn hóa .............................................................................. 89 4.3.2. Chuẩn hóa các lược đồ quan hệ ............................................................ 91 4.4. RÀNG BUỘC TOÀN VẸN ............................................................................ 92 4.4.1. Ràng buộc thực thể ............................................................................... 92 4.4.2. Ràng buộc tham chiếu (ràng buộc khóa ngoại) .................................... 92 4.4.3. Các ràng buộc được định nghĩa bởi người dùng................................... 93 4.5. MÔ HÌNH TỔ CHỨC VỀ XỬ LÝ ................................................................. 93 4.5.1. Mục đích ............................................................................................... 93 4.5.2. Các khái niệm ....................................................................................... 93 4.5.3. Bảng công việc ...................................................................................... 94 4.5.4. Mô hình tổ chức về xử lý ...................................................................... 95 4.6. BÀI TẬP, THẢO LUẬN ................................................................................ 96 Chương 5. MỨC VẬT LÝ CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ...................................... 97 5.1. MÔ HÌNH VẬT LÝ VỀ DỮ LIỆU ................................................................ 97 5.1.1. Thiết kế cơ sở dữ liệu vật lý ................................................................. 97 5.1.2. Thiết kế các trường ............................................................................... 98 5.1.3. Thiết kế các file ..................................................................................... 98 5.1.4. Các hệ quản lý file ................................................................................ 99 5.1.5. Các cấu trúc dữ liệu và phương thức truy nhập .................................... 99 5.1.6. Xác định quy mô file và không gian lưu trữ cần thiết ........................ 100 5.2. MÔ HÌNH VẬT LÝ VỀ XỬ LÝ .................................................................. 102 5.2.1. Mục đích ............................................................................................. 102 5.2.2. Mô đun xử lý ....................................................................................... 103 5.2.3. Phân rã mô đun ................................................................................... 103 5.2.4. Sơ đồ tổng thể phân rã chức năng ....................................................... 104 5.2.5. Mô tả các mô đun ................................................................................ 106 Bài giảng Phân tích và thiết kế Hệ thống thông tin 5.3. BÀI TẬP, THẢO LUẬN .............................................................................. 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 108 Bài giảng Phân tích và thiết kế Hệ thống thông tin 1 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, có nhiều phương pháp phân tích và thiết kế đang tồn tại. Trong đó, phương pháp phân tích và thiết kế hướng cấu trúc của Mỹ vẫn chứng tỏ được sức mạnh của mình vì vẫn đang được một số lượng lớn người sử dụng. Đây cũng chính là phương pháp mà bài giảng này trình bày. Bài giảng Phân tích và thiết kế Hệ thống thông tin được biên soạn theo nội dung phân phối chương trình do Trường Đại học Phạm Văn Đồng xây dựng. Nội dung của bài giảng Phân tích và thiết kế Hệ thống thông tin bao gồm 5 chương với thời lượng 45 tiết, sẽ cung cấp cho sinh viên những hiểu biết cơ bản để đi khảo sát hiện trạng, từ đó phát biểu bài toán và xây dựng các biểu đồ, các mô hình của hệ thống thông tin tương ứng với 3 mức bất biến của một hệ thống thông tin: Mô hình quan niệm, mô hình tổ chức và mô hình vật lý. Bên cạnh đó, sinh viên được nghiên cứu phát biểu bài toán của một số hệ thống thông tin và tham gia bàn bạc, thảo luận để xây dựng mô hình cho bài toán đặt ra ở từng chương cũng như tổng hợp ở cuối học phần. Mặc dù bản thân có cố gắng biên soạn nhưng bài giảng chắc không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của bạn đọc, đồng nghiệp và sinh viên. Bài giảng có sử dụng tư liệu của các đồng nghiệp. Bài giảng Phân tích và thiết kế Hệ thống thông tin 2 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN Thời lượng: 05 tiết Kết thúc chương này, sinh viên có thể: - Biết các bước để tin học hóa một hệ thống thông tin - Biết các phương pháp phân tích, thiết kế hệ thống thông tin và những sai sót khi thực hiện - Hiểu được các mức bất biến và các thành phần cơ bản của một hệ thống thông tin 1.1. KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN 1.1.1. Hệ thống Hệ thống là một khái niệm được xuất phát từ rất lâu trong tự nhiên, sinh học, vật lý, . Một cách tổng quát, hệ thống là một tập hợp các thành phần liên kết với nhau, thể hiện qua một phạm vi (boundary) xác định, hoạt động kết hợp với nhau nhằm đạt đến những mục đích xác định. Một hệ thống gồm có 9 đặc điểm: Hình 1. 1: Minh họa về hệ thống và các thành phần của hệ thống a. Thành phần (components) Bài giảng Phân tích và thiết kế Hệ thống thông tin 3 Một hệ thống được hình thành từ một tập hợp các thành phần. Một thành phần là một phần đơn giản nhất hoặc là một sự kết hợp của những phần khác nhau còn được gọi là hệ thống con (subsystem). Việc xem một hệ thống như một tập hợp các thành phần giúp chúng ta có thể sửa đổi hoặc nâng cấp hệ thống bằng cách thay đổi các thành phần riêng lẽ mà không cần phải thay đổi hoặc làm ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. b. Liên kết giữa các thành phần (inter-related components) Một chức năng hay hoạt động của một thành phần liên kết một cách nào đó với các chức năng hay hoạt động của những thành phần khác. Nói cách khác, đây chính là sự phụ thuộc của một hệ thống con vào một hệ thống con khác. c. Ranh giới (boundary) Hệ thống luôn có một ranh giới xác định phạm vi hệ thống. Bên trong ranh giới chứa đựng tất cả các thành phần. Ranh giới giới hạn phạm vi của hệ thống, tách biệt hệ thống này với những hệ thống khác. Các thành phần bên trong phạm vi có thể bị thay đổi trong khi đó các sự vật bên ngoài hệ thống đó không thể bị thay đổi. d. Mục đích (purpose) Tất cả các thành phần trong hệ thống hoạt động với nhau để đạt được những mục đích toàn cục của hệ thống. Mục đích này chính là lý do để tồn tại hệ thống. e. Môi trường (environment) Hệ thống luôn tồn tại bên trong môi trường của nó. Mọi thứ bên ngoài ranh giới tác động lên hệ thống, trao đổi với hệ thống, tạo đầu vào cho hệ thống cũng như tiếp nhận đầu ra của hệ thống. f. Giao diện (interfaces) Là nơi mà hệ thống trao đổi với môi trường g. Đầu vào (input) Tất cả các sự vật cung cấp cho hệ thống từ môi trường. h. Đầu ra (output) Tất cả các sự vật mà hệ thống gởi tới môi trường, đây chính là kết quả vận hành của hệ thống. Một đầu ra của hệ thống luôn xác định các đối tượng môi trường mà hệ thống gởi tới. Bài giảng Phân tích và thiết kế Hệ thống thông tin 4 i. Ràng buộc (constraints) Là các quy định giới hạn ảnh hưởng tới xử lý và mục đích của hệ thống. Những ràng buộc này có thể xuất phát từ bên trong (ví dụ: số lượng nhân viên bị hạn chế) hoặc bên ngoài hệ thống (ví dụ: đúng ngày, điều lệ,). Ví dụ: Hoạt động của một cửa hàng kinh doanh mua bán nước giải khát. Cửa hàng bán sỉ và lẽ các loại nước ngọt, nước suối, rượu, bia,Đối tượng mà cửa hàng giao tiếp là khách hàng mua các loại nước giải khát, nhà cung cấp cung (các công ty sản xuất nước giải khát) cấp các loại nước giải khát cho cửa hàng và ngân hàng giao tiếp với cửa hàng thông qua việc gửi, rút và thành toán tiền mặt cho nhà cung cấp. Cửa hàng có 3 bộ phận được xắp xếp để thực hiện các công việc khác nhau: kho dùng để cất giữ hàng, nhập kho từ nước giải khát được giao từ các nhà cung cấp, xuất kho lên quầy bán hàng cho nhân viên bán hàng để bán cho khách hàng và quản lý thông tin về tồn kho hàng ngày của tất cả các loại nước giải khát. Phòng bán hàng thực hiện các công việc bán và nhận đặt nước giải khát của khách hàng cũng như lập hóa đơn và xử lý thanh toán. Văn phòng dùng để quản lý và theo dõi thông tin về nhập xuất, kế toán, đơn hàng và đặt mua nước giải khát. Xem xét cửa hàng dưới quan điểm là một hệ thống, chúng ta phân chia mỗi bộ phận là mộ