ＴＧＰＭＳ總體數據規(guī)劃
ＴＧＰＭＳ總體數據規(guī)劃 技　術　報　告 三峽工程管理系統(tǒng)總體規(guī)劃組 1997年1月26日 引　　　 言 　　中國長江三峽工程開發(fā)總公司自１９９３年１０月正式組建以來，在組織三峽信息 系統(tǒng)規(guī)劃論證和急用系統(tǒng)開發(fā)方面做了大量的工作。１９９５年１０月正式簽訂合同引 進外資合作開發(fā)三峽工程管理系統(tǒng)（ＴＧＰＭＳ，加拿大方是Monenco AGRA公司，中方有哈工大、華中理工大等四高校），隨之進行了需求調查和管理模型的 研究工作。三峽總公司信息中心通過調研認識到，為履行合同采用信息工程方法開發(fā)Ｔ ＧＰＭＳ，必須首先搞好總體數據規(guī)劃工作，為此，特邀請大連海事大學信息工程研究 所高復先教授任技術總顧問，于１９９６年１２月１５日至１９日組織了"信息工程方法 論-- 信息資源管理及信息組織技術研討會"（高復先主講），為進行開發(fā)ＴＧＰＭＳ的總體數 據規(guī)劃作好了認識準備。 　?。保梗梗纺辏痹拢保慈罩粒常比占羞M行的ＴＧＰＭＳ總體數據規(guī)劃第一階段（總 體調研）工作，是按照信息工程方法進行正規(guī)的總體數據規(guī)劃的基礎工作，通過調研分 析準確把握用戶的需求-- 功能需求和信息需求。在此后進行的總體數據規(guī)劃第二階段（系統(tǒng)建模）工作，則是在 功能需求和信息需求分析的基礎上，產生總體數據規(guī)劃的三項關鍵性成果-- 系統(tǒng)功能模型、系統(tǒng)據模型和系統(tǒng)體系結構模型。 　　本報告闡明我們采用信息工程方法進行ＴＧＰＭＳ總體數據規(guī)劃的工作目標、成果 表述和組織方法的理論根據、實踐經驗和具體步驟。 　一、系統(tǒng)開發(fā)目標和總體數據規(guī)劃 　　三峽工程管理系統(tǒng)ＴＧＰＭＳ是新一代的集成化、網絡化的大型信息系統(tǒng)，其信息 中心和信息網絡將全面支持三峽工程的科學管理工作-- 從計劃合同、技術設計、物資設備供應，到工程項目管理和監(jiān)理工作的進度控制、質量 控制、造價控制，使業(yè)主、設計、施工和監(jiān)理四方的工程管理信息能及時采集匯總，快 速處理流通，成為整體工程管理的大腦和神經網絡系統(tǒng)。 　　這樣的信息系統(tǒng)必須建立在穩(wěn)定的、高檔次的數據環(huán)境之上，即體現集成化信息系 統(tǒng)的核心與基礎-- 數據集成的實質，而不是一些分散應用通過多種接口相互聯(lián)接的結果。國內外大量的系 統(tǒng)集成化開發(fā)經驗教訓一再說明，許多理論研究也充分闡明，企圖通過接口將一些"信息 孤島"連成"信息大陸"是沒有出路的[1-2]。 　　加拿大Monenco AGRA公司提出的ＭＡＩ/ＭＰＭＳ是積累多年的成功的工程管理系統(tǒng)，體現了先進的信息 技術，但因國情、管理體制和方法等方面的不同，不能簡單搬用。積極的引進先進技術 的態(tài)度在這里的體現，應該是將ＭＰＭＳ的有關數據結構，借鑒過來用于ＴＧＰＭＳ數 據庫的基本表（Base Table）設計；ＭＰＭＳ的有用程序模塊，應加以選取、修改或重作，使其成為ＴＧＰＭ Ｓ的類庫（Class Library）部件。已經開發(fā)和使用的"急用系統(tǒng)"（如總經理查詢、財務結算和物資管理等 ），是一些獨立的、缺乏信息共享能力的應用，它們不是通過接口與新系統(tǒng)互通信息， 而是在完成其歷史使命之后由重新開發(fā)的ＴＧＰＭＳ的有關功能所取代。 　　在我們面臨開發(fā)集成化、網絡化的大型信息系統(tǒng)ＴＧＰＭＳ的宏大而艱巨任務時， 采取正確的技術路線，處理好技術引進、現有應用和系統(tǒng)開發(fā)目標的關系是極為重要的 。多年來國內花巨資引進國外應用軟件系統(tǒng)的失敗教訓是深刻的，我們一定要避免將國 外的應用軟件系統(tǒng)簡單引進，或者在沒有搞好自己的總體數據規(guī)劃的情況下，就搞移植 或轉換的厄運。 　　我們按照信息工程方法進行正規(guī)的總體數據規(guī)劃的目的，就是要通過業(yè)務人員與系 統(tǒng)分析人員的密切合作，調研分析、準確把握用戶的功能需求和信息需求，在此基礎上 產生系統(tǒng)功能的正確定義和模塊劃分（即系統(tǒng)功能模型），系統(tǒng)數據的組織方法和規(guī)范 結構（即數據模型），搞清楚所有功能與數據的存取關系（即系統(tǒng)體系結構模型），以 便進行有計劃、有步驟的ＴＧＰＭＳ的集成化開發(fā)建設。 二、總體數據規(guī)劃的理論依據與工作要則 　　信息工程方法論（ＩＥＭ）是８０年代初由美國學者詹姆斯.馬?。↗ames Martin）等人創(chuàng)立的，高教授于８０年代中期開始引進并結合國情進行研究和推廣應用 。這是一種以數據為中心、強調總體數據規(guī)劃作用、在穩(wěn)定高檔次的數據環(huán)境之上建立 新一代的信息系統(tǒng)（ＩＳ）的有效的方法論[1、3]。 　　信息工程的基本原理是：數據位于現代數據處理的中心；數據是穩(wěn)定的，處理是多 變的；最終用戶必須真正參加開發(fā)工作，特別是中高層業(yè)務人員要參加ＩＳ的高層構思 和總體規(guī)劃工作?？傮w規(guī)劃的核心與基礎是總體數據規(guī)劃，其主要目的是改變企業(yè)低檔 次的數據環(huán)境--數據文件（Data-Files）環(huán)境和應用數據庫（Application Data Bases）環(huán)境，通過改造或重構建立高檔次的數據環(huán)境--主題數據庫（Subject Data Bases）環(huán)境和具有信息綜合深加工意義的信息檢索系統(tǒng)（Information Retrieval Systems），這是企業(yè)信息化建設成功的重要標志?？傮w數據規(guī)劃的組織實施是需要花氣 力的，文獻[1]給出了一個中型企業(yè)進行正規(guī)的總體數據規(guī)劃需要２５周、１６個步驟的 工作計劃進度表。信息工程轉變了傳統(tǒng)的以處理為中心的ＩＳ開發(fā)思路，確立了以數據 為中心的新思維，只有搞好總體數據規(guī)劃才能導出計算機系統(tǒng)規(guī)劃、通信網絡規(guī)劃和應 用系統(tǒng)開發(fā)計劃。應用系統(tǒng)開發(fā)是在系統(tǒng)體系結構模型的控制下，以系統(tǒng)數據模型的實 現為基礎，有計劃、有步驟地按系統(tǒng)功能模型建立應用，從而形成集成化的信息系統(tǒng)。 信息工程從總體數據規(guī)劃到應用開發(fā)，都是在集成化的計算機輔助軟件工程（Ｉ- ＣＡＳＥ）工具的支持下進行的。 　　穩(wěn)定的高檔次的數據環(huán)境建設，是與信息資源管理的規(guī)范化進程同步的。信息資源 管理（ＩＲＭ）是對信息資源開發(fā)利用的全局管理，是將信息技術與管理科學結合起來 ，把信息當做一種重要資源來進行優(yōu)化配置和使用。在集成化信息系統(tǒng)化建設中，企業(yè) 內部的應用集成主要體現在各業(yè)務域共享信息的聯(lián)機存取上，因此需要企業(yè)內統(tǒng)一的信 息標準；而企業(yè)與外單位的信息交換，特別是遠程異地的信息交換，就需要業(yè)務伙伴之 間達成共識的統(tǒng)一的信息標準。因此，在總體數據規(guī)劃中建立并執(zhí)行信息資源管理基礎 標準是非常重要的。我們在文獻[2]的基礎上，于９２年提出的五項信息資源管理基礎標 準是完全可以用于ＴＧＰＭＳ建設上的，這就是：數據元素標準、信息分類編碼標準、 用戶視圖標準、概念數據庫標準和邏輯數據庫標準（詳見[4]）。 　?。梗澳甏男畔⒐こ虒⒚嫦驅ο蟮乃枷牒头椒ㄈ軈R進來，形成了"面向對象的信息工 程（ＯＯＩＥ?quot;。這種新一代的方法論，實質上是在數據集成的基礎上，綜合多種 信息技術方法（包括結構化方法、原型方法、ＲＡＤ方法和基于Repository的方法等） ，開發(fā)集成化、網絡化和自動化的ＩＳ的方法論。ＯＯＩＥ將全企業(yè)范圍的ＩＳ建設工 作劃分為四個階段： 　?、? 企業(yè)規(guī)劃。高層管理人員直接參與，采用全局的觀點識別企業(yè)目標和關鍵成功因素，研 究關鍵信息流，劃分業(yè)務域，構思全企業(yè)范圍的ＩＳ集成框架。 　?、? 業(yè)務域分析。業(yè)務代表和系統(tǒng)分析員組成的聯(lián)合需求規(guī)劃（ＪＲＰ）小組，對每一業(yè)務 域進行較詳細的分析，建立業(yè)務域的對象和事件的詳細模型。 　?、? 系統(tǒng)設計。針對具體的應用，由聯(lián)合應用設計（ＪＡＤ）小組采用面向對象技術，設計 出系統(tǒng)的類（Classes）和方法（Methods），用責任驅動設計（Responsibility- Driven Design）來詳細分析類的行為。同時開發(fā)快速原型和演示系統(tǒng)，以便及時獲得用戶的返 饋信息。 Ⅳ. 建造。盡量使用編碼生成器（Code Generator）和可重用的類庫，以提高系統(tǒng)建造的速度和質量。 　?。希希桑爬^承了傳統(tǒng)的信息工程的原理和方法，首先建立包括數據模型的計算機化 業(yè)務的框架，再利用起到中心支持作用的類庫（Class Libraries）和快速應用開發(fā)（ＲＡＤ）方法。由于強調識別全企業(yè)范圍的共用的對象類 型，因而使系統(tǒng)開發(fā)工作和維護量達到最小。采用這種信息工程的方法，首先做好高層 規(guī)劃和建模，然后再分別建立能連接到規(guī)劃和模型上的應用系統(tǒng)[5]。 根據上述理論和實踐體驗，結合三峽信息化建設的實際情況，我們提出了本次總體數據 規(guī)劃工作的幾項要則： 　?。薄⒔M成業(yè)務代表與系統(tǒng)分析員相結合的聯(lián)合規(guī)劃組，強調兩類人員密切合作，互 相學習，通過調查和討論進行需求分析。 　?。?、綜合利用信息工程的理論和實踐經驗，采用業(yè)務代表與系統(tǒng)分析員都能掌握的 科學、簡單和實用的分析、建模方法和文檔規(guī)范。 　?。?、對已有的調研資料進行去偽存真、刪繁就簡的分析，提取合理部分重新規(guī)范表 述，根據實際情況做補充調查。 　?。础⒔梃bＭＡＩ的有關資料，結合國情和三峽工程管理的實際吸收有關部分，參照 用于需求分析與系統(tǒng)建模。 　?。怠⒉扇嵱玫模? ＣＡＳＥ工具，以規(guī)劃設計元庫（Repository）為中心機理，形成規(guī)范化的機內文檔， 系統(tǒng)地支持需求分析、系統(tǒng)建模和應用設計，使本次規(guī)劃工作順利與后續(xù)開發(fā)相銜接。 三、總體數據規(guī)劃的技術成果與工作組織 　　綜合傳統(tǒng)的信息工程（ＩＥ）和面向對象的信息工程（ＯＯＩＥ）方法論，結合我 們的研究和已有經驗，認為ＴＧＰＭＳ的開發(fā)建設應采取一套“自頂向下規(guī)劃設計與自底 向上實現相結合”的方法，總體說來包括三個過程：總體規(guī)劃過程、系統(tǒng)設計過程和系統(tǒng) 建造過程。 　　Ⅰ. 總體規(guī)劃過程。進行全三峽工程管理的信息總體規(guī)劃，即總體數據規(guī)劃，以數據模型和 功能模型的建立為主要成果。首要的工作是由中高層領導參與抽象、識別和定義"職能域 "，這是系統(tǒng)的最初構思。分小組進行職能域分析，分解、綜合、定義"業(yè)務過程"，這是 子系統(tǒng)或功能模塊的最初構思。經過進一步分析，就可以識別定義主要的"存取關系"， 而形成系統(tǒng)的體系結構，這就是建模過程。 　?、? 系統(tǒng)設計過程。這是針對總體數據規(guī)劃已定義的應用系統(tǒng)，在系統(tǒng)邏輯數據模型和功能 模型之上進行的基本上是ＯＯＩＥ的第三階段的工作。但是，我們還強調面向對象方法 與結構化方法的結合，稱之為"新結構化方法"-- 在復查確認系統(tǒng)目標之后進行系統(tǒng)數據結構設計、功能結構設計、存取設計、屏幕界面 規(guī)格和處理程序規(guī)格設計等。 　?、? 系統(tǒng)建造過程?；旧鲜牵希希桑诺牡谒碾A段的工作，采用各種編碼生成器，也可以采 用結構化方法進行系統(tǒng)建造。 　　為便于工作組織，我們將總體數據規(guī)劃過程又劃分為兩個階段-- 第一階段進行總體調研，第二階段進行系統(tǒng)建模。 　　第一階段（總體調研）工作基本上有三項： 　　·業(yè)務需求調研； 　　·數據需求調研； 　　·將兩者結合起來的數據流程草圖的繪制。 　　產生五項基本成果： 　　·職能模型； 　　·業(yè)務過程模型； 　　·用戶視圖定義； 　　·一級數據流程圖和二級數據流程圖； 　　·數據流分析報告。 　　第二階段（系統(tǒng)建模）有三項關鍵性工作，產生相應的三項關鍵性成果： 　　·系統(tǒng)功能模型； 　　·系統(tǒng)數據模型； 　　·系統(tǒng)體系結構模型。 　　《總體數據規(guī)劃培訓教材與ＤＰＡＴ使用說明》[4]完整介紹了本次總體數據規(guī)劃全部 成果的規(guī)范表示方法，這里結合工作組織作些必要的說明。 　　 　?。?、關于用戶視圖分析 　　傳統(tǒng)的關系型數據庫規(guī)劃設計所采用的數據分析方法是基于"實體－關系"（Ｅ- Ｒ）分析的，這套方法不易被用戶分析員所接受。為此，８０年代初James Martin作了一些簡化，提出了"簡化的Ｅ-Ｒ分析法"，用"結構化的Ｅ- Ｒ圖"來表示數據模型[1]。不久，Willian Durell又作了進一步的簡化， 　　他明確提出"用戶視圖與外部數據流是同義詞"的論斷，主張數據分析從用戶視圖分 析和規(guī)范化入手[2]。用戶視圖即最終用戶所熟悉的單證、報表、帳冊和用戶屏幕格式等 ，它反應了最終用戶對數據實體的看法，是信息需求調研的主要對象。我們進行了用戶 視圖的分類編碼、構成表述、適度規(guī)范化（存儲類視圖規(guī)范到１- ＮＦ）和視圖集分組導出主題數據庫的研究，制定了統(tǒng)一的文檔標準，多年來的實踐證 明是科學而簡單的，對信息化建設是有效的[4、6]。 　　２、關于數據流分析 　　早期James Martin所作的"數據分布分析"（詳見[1]第九章）的基本思想仍然是正確有用的，但對今 天的計算機Ｃ／Ｓ體系結構和通信網絡來說，實施起來難度較大，不易得出數據流的量 化分析結果。我們采用簡化的一級數據流程圖（１- ＤＦＤ），并強調各職能域輸出數據流的識別和定義，結合用戶視圖的生存期和記錄數 的登記，可以容易地得出系統(tǒng)內各職能域之間以及系統(tǒng)內外的數據流的量化分...
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