第3章 信息技术知识根据考试大纲，本章主要考查以下知识点。 (1)信息系统建设的基本概念：信息系统建设的总体目标；信息系统的生命周期、各阶段目标及其主要工作内容；信息系统常用的开发方法。 (2)信息系统设计：方案设计、系统架构。 (3)软件工程：软件需求分析与定义；软件设计、测试与维护；软件质量保障及质量评价；软件配置管理；软件过程管理；软件开发工具；软件(重复)用。 (4)面向对象的系统分析与设计：面向对象的基本概念；统一建模语言与可视化建模；面向对象的系统分析；面向对象的系统设计。 (5)软件架构：软件架构的定义；软件架构的模式；软件架构的分析与评估。 (6)应用集成技术：数据库与数据仓库技术；Web Service技术；J2EE架构；.NET架构；软件引擎技术(流程引擎、Ajax引擎)；构件和常用构件标准(COM/DCOM/COM 、CORBA和EJB)；软件中间件。 (7)计算机网络技术：网络技术标准与协议；Internet技术及应用；网络分类；网络服务器；网络交换技术；网络存储技术；光网络技术；无线网络技术；网络接入技术；综合布线和机房工程；网络规划、设计与实施；网络安全；网络管理。 (8)大数据：大数据的概念；大数据的关键技术；大数据的发展应用领域和目标。 (9)云计算：云计算的概念和服务类型；云计算的关键技术；发展云计算的指导思想、基本原则和目标；发展云计算的主要任务。 (10)物联网：物联网的概念；物联网的发展现状；物联网的架构；物联网的关键技术；物联网的应用。 (11)移动互联网：移动互联网的概念；移动互联网的发展现状；移动互联网的关键技术；移动互联网的应用。 (12)互联网 ：互联网 的内涵；互联网 行动。3.1 信息系统建设 信息系统的建设在技术和管理上都存在复杂性，但在生命周期上还是有一定规律可循的。人们经过长期的理论与实践探索，也提出了一些信息系统的开发方法，这些规律和方法对系统的建设具有重要的意义，有利于从整体上把握系统建设的思路。3.1.1 信息系统的生命周期 一般来说，信息系统的生命周期分为4个阶段，即产生阶段、开发阶段、运行阶段和消亡阶段。 (1)产生阶段。也称为信息系统的概念阶段、需求分析阶段。这一阶段又分为两个过程，一是概念的产生过程，即根据企业经营管理的需要，提出建设信息系统的初步想法；二是需求分析过程，即对企业信息系统的需求进行深入的调研和分析，并形成需求分析报告。 (2)开发阶段。这个阶段是信息系统生命周期中最为关键的一个阶段。该阶段又可分为5个子阶段，即总体规划、系统分析、系统设计、系统实施和系统验收子阶段。 一个比较完整的总体规划，应当包括信息系统的开发目标、总体架构、组织结构和管理流程、实施计划、信息系统的技术规范等。 系统分析阶段的目标是为系统设计阶段提供系统的逻辑模型。系统分析的内容主要应包括组织结构及功能分析、业务流程分析、数据和数据流程分析、系统初步方案等。 系统设计阶段是根据系统分析的结果，设计出信息系统的实施方案。系统设计的主要内容包括系统架构设计、数据库设计、处理流程设计、功能模块设计、安全控制方案设计、系统组织和队伍设计、系统管理流程设计等。 系统实施阶段是将设计阶段的结果在计算机和网络上具体实现，将设计文本变成能在计算机上运行的软件系统。信息系统实施阶段结束以后，系统就要进入试运行。通过试运行，系统性能的优劣、是否做到了用户友好等问题都会暴露在用户面前，此后就进入了系统验收阶段。 (3)运行阶段。当信息系统通过验收，正式移交给用户以后，系统就进入了运行 阶段。 (4)消亡阶段。企业处在瞬息万变的市场竞争的环境中，企业的信息系统经常会不可避免地遇到系统更新改造、功能扩展，甚至是报废重建的情况，一个信息系统也必然会逐渐消亡。因此，企业在信息系统建设的初期就要注意系统的消亡条件和时机，以及由此带来的成本。3.1.2 信息系统开发方法 信息系统是一个极为复杂的人-机系统，它不仅包含计算机技术、通信技术，以及其他的工程技术，而且还是一个复杂的管理系统，需要管理理论和方法的支持。人们在长期的工程理论与实践探索中逐步总结出了一些开发方法。 1.结构化方法 结构化方法是由结构化系统分析和设计组成的一种信息系统开发方法。结构化方法是目前最成熟、应用最广泛的信息系统开发方法之一。由于它假定被开发的系统是一个结构化的系统，因此，其基本思想是将系统的生命周期划分为系统调查、系统分析、系统设计、系统实施、系统维护等阶段。 结构化方法遵循系统工程原理，按照事先设计好的程序和步骤，使用一定的开发工具，完成规定的文档，在结构化和模块化的基础上进行信息系统的开发工作。结构化方法的开发过程一般是先将系统的功能看成是一个大的模块，再根据系统分析与设计的要求对其进行进一步的模块分解或组合。 2.快速原型法 快速原型法是一种根据用户需求，利用系统开发工具快速建立一个系统模型并展示给用户，在此基础上与用户交流，最终实现用户需求的信息系统的开发方法。 快速原型法的开发过程包括系统需求分析、系统初步设计、系统调试、系统检测等阶段。用户仅需在系统分析与系统初步设计阶段完成对应用系统的简单描述，开发者则在获取一组基本需求定义后，利用开发工具生成应用系统原型，快速建立一个目标应用系统的最初版本，并将它提交给用户试用、评价。之后，根据用户提出的意见和建议进行修改和补充，从而形成新的版本，再返回给用户。通过这样反复交流，使得系统不断地得到细化和扩充，直到生成一个用户满意的解决方案为止。 快速原型法具有开发周期短、见效快、与业务人员交流方便的优点，特别适用于那些用户需求模糊，结构性比较差的信息系统的开发。 3.企业系统规划方法 企业系统规划方法(Business System Planning，BSP)是企业战略数据规划方法和信息工程方法的基础和，也就是说，后两种方法是在BSP方法的基础上发展起来的。BSP方法的目标是提供一个信息系统规划，用以支持企业短期的和长期的信息需求。 4.战略数据规划方法 战略数据规划方法是由世界级的信息系统大师詹姆斯 马丁提出的一种信息系统开发方法。该方法认为，一个企业要建设信息系统，它的首要任务应该是在企业战略目标的指导下做好企业战略数据规划。一个好的企业战略数据规划应该是企业核心竞争力的重要构成因素，它有非常明显的异质性和专有性。好的企业战略数据规划必将成为企业在市场竞争中的制胜法宝。战略数据规划方法的要点主要包括以下4个方面。 (1)数据环境对于信息系统至关重要。企业数据环境是随着企业的发展不断变化的，也是企业发展的基础条件。信息系统建设极大地影响着企业的未来发展方向，对企业的数据环境提出了更高的要求。将静态的、独立的信息资源通过战略数据规划重建企业数据环境，使其成为集成化、网络化的信息资源，对一个现代化企业来说是更为迫切的 任务。 (2)4种数据环境。在信息系统发展的历程中共有4类数据环境，即数据文件、应用数据库、主题数据库和信息检索系统。 (3)建设主题数据库是信息系统开发的中心任务。这里的主题数据库并不是指数据库的大小，也不是指数据库的功能，而是指哪些数据库是面向企业的业务主题的，哪些不是面向业务主题的。所谓业务主题，就是指企业的核心业务和主导流程。例如，对于一个汽车制造企业来说，生产整车就是其核心竞争力，相应地，围绕核心业务建立的数据库就是企业的主题数据库；而对于一个物流企业来说，围绕着物流业务处理的数据库就是企业的主题数据库。 (4)围绕主题数据库搞好应用软件开发。 5.信息工程方法 信息工程方法与企业系统规划方法和战略数据规划方法是一种交叉关系，即信息工程方法是其他两种方法的总结和提升，而其他两种方法则是信息工程方法的基础和核心。 信息工程方法与信息系统开发的其他方法相比，有一个很大的不同，就是信息工程不仅是一种方法，它还是一门工程学科。它及时次将信息系统开发过程工程化了。所谓工程化，就是指有一整套成熟的、规范的工程方法、技术、标准、程序和规范，使得开发工作摆脱随意性和多变性，其目标是使信息系统的开发走上智能化、程序化和自动化的道路。 6.面向对象方法 在面向对象方法中将客观世界从概念上看成是一个由许多相互配合而协作的对象所组成的系统。面向对象的分析方法是利用面向对象的信息建模概念，如实体、关系、属性等，同时运用封装、继承、多态等机制来构造模拟现实系统的方法。传统的结构化设计方法的基本点是面向过程，即将系统分解成若干个过程；而面向对象的方法是采用构造模型的观点，在系统的开发过程中，各个步骤的共同的目标是建造一个问题域的模型。在面向对象的设计中，初始元素是对象，然后将具有共同特征的对象归纳成类，组织类之间的等级关系，从而构造出类库。在应用时，就可直接在类库中选择已有的类，从而达到复用的目的。3.2 软件工程 软件工程既是一种方法，又是一门工程学科，是研究如何有效地组织和管理软件开发的工程学科。IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会)在1983年给出的软件工程定义为：软件工程是开发、运行、维护和修复软件的系统方法。3.2.1 需求分析 软件需求包括功能需求、非功能需求和设计约束3方面的内容。 (1)功能需求：指系统需要完成哪些事，即为了向它的用户提供有用的功能，软件系统必须具有的功能。 (2)非功能需求：指产品必须具备的属性或品质，如性、性能、响应时间、容错性、扩展性等。 (3)设计约束：也称为限制条件、补充规约，通常是对解决方案的一些约束说明，如必须采用国有自主知识版权的操作系统，必须运行在Linux操作系统之下等。 下面一起来体会一些与需求相关的专业术语。 (1)业务需求：指反映组织机构或客户对系统、产品高层次的目标要求，通常问题定义本身就是业务需求。 (2)用户需求：指描述用户使用产品必须要完成的哪些任务，通常是在问题定义的基础上进行用户访谈、调查，对用户使用的场景进行整理，从而建立从用户角度出发的需求。 (3)系统需求：从系统的角度来说明软件的需求，包括有关系统特性说明的功能需求、质量属性，以及其他非功能需求，此外还包括一些设计上的约束。 所谓分析就是通过对问题域的研究，获得对该领域特性及存在于其中(需要解决)的问题特性的透彻理解，并用文档加以说明。 从上面的定义可以得知，需求分析的关键在于对问题域的研究与理解。为了便于理解问题域，现代软件工程方法所推荐的做法是对问题域进行抽象，将其分解为若干的基本元素，然后对元素之间的关系进行建模。 需求分析就是要提炼、分析和仔细审查已经收集到的需求，以确保所有的项目干系人都明白其含义并找出其中的错误、遗漏或其他不足的地方。 软件需求分析的工作通常包括以下7个方面。 (1)绘制系统上下文范围关系图。这种关系图是用于定义系统内部与系统外部实体间的界限和接口的简单模型，它可以为需求确定一个范围。 (2)创建用户接口原型。由于用户界面对于一个系统来说是十分重要的，因此在需求分析阶段中通过快速开发工具开发一个快速的原型，或者通过PowerPoint、Authorware等演示工具制作一个演示原型，甚至可以用纸笔画出一些关键的界面接口示意图，这些都有助于客户更好地理解所要解决的问题，更好地理解需求。 (3)分析需求的可行性。对所有获得的需求进行成本、性能、技术实现方面的可行性研究，以及这些需求项是否与其他的需求项有冲突，是否有对外的依赖关系等。 (4)确定需求的优先级。这是一项很重要的工作。迭代开发已经成为现代软件工程方法论的一个基础，而需求的优先级是制订迭代计划的一个最重要的依据。对于需求优先级的描述，可以采用满意度/非满意度指标进行说明，比如满意度可取值1～5，表示当需求被实现时用户的满意程度；不满意度可取值1～5，表示当需求未被实现时用户的不满意程度。 (5)为需求建立模型。也就是建立分析模型，这些模型的表现形式主要是图表加上少量的文字描述。在实践工程中，提倡多用图形来表达，图形化地描述需求将会更加清晰、易懂。根据采用的分析技术的不同，采用的图也不同，如面向对象技术下采用的用例模型和域模型；面向数据分析技术下采用的E-R(Entity-Relationship，实体-关系)图；结构化分析技术下采用的数据流图等。 (6)创建数据字典。数据字典是对系统用到的所有数据项和结构所作的定义，以确保开发人员使用统一的数据定义。 (7)使用QFD(Quality Function Deployment，质量功能展开)。这是在需求优先级基础上的一个升华，其原理与满意度/非满意度指标十分接近。通过将产品特性、属性与对客户的重要性联系起来，QFD把需求分为三类：期望需求(即如果缺少会让客户感到不满意的需求)、普通需求、兴奋需求(实现了客户会感到惊喜，但没有也不会遭到责备)。 浏览某种单一形式表达的需求不一定能够对其有的理解，而将用文字表示的需求和用图形表示的需求结合起来效果则好得多。用图形表示需求，主要通过对需求进行建模来实现，建立的分析模型有助于检测到需求的不一致性、模糊性、错误及遗漏。 希赛教育软考学院专家提示：迄今为止，尚未发现一种分析建模技术能够将需求的所有内容涵盖，应根据实际情况进行有效组合。进行需求建模时，首先应该建立一个概念，即分析模型的基础是分析元素，而分析元素则来源于客户所陈述的需求。应该尽可能地利用CASE(Computer Aided Software Engineering，计算机辅助软件工程)工具创建、维护、需求模型，以保持其可控性。3.2.2 软件设计 软件设计的基本原则是信息隐蔽与模块独立性。信息隐蔽是指在概要设计时列出将来可能发生变化的因素，并在模块划分时将这些因素放到个别模块的内部。也就是说，每个模块的实现细节对于其他模块来说是隐蔽的，模块中所包含的信息(包括数据和过程)不允许其他不需要这些信息的模块使用。 软件设计中的模块独立性是指软件系统中每个模块只涉及软件系统中的某项具体功能，而与软件系统中的其他模块接口是相对简单的。模块独立的概念是模块化、抽象、信息隐蔽和局部化概念的直接结果。 一般采用两个准则度量模块独立性，即模块间耦合和模块内聚。耦合是对模块之间相对独立性(互相联系的紧密程度)的度量。模块之间的联系越紧密，联系越多，耦合性就越高，而独立性就越弱。 内聚是对模块功能强度(一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度)的度量。一个模块内部各个元素之间的联系越紧密，则它的内聚性就越高，相对地，它与其他模块之间的耦合性就会越低，而模块独立性就越强。由此可见，模块独立性比较强的模块应是高内聚低耦合的模块。 模块的内聚性分为7种，如图3-1所示。一般认为，巧合(偶然)、逻辑和时间上的聚合是低聚合性的表现；通信、信息和功能的聚合是高聚合性的表现。第3章 信息技术知识 根据考试大纲，本章主要考查以下知识点。 (1)信息系统建设的基本概念：信息系统建设的总体目标；信息系统的生命周期、各阶段目标及其主要工作内容；信息系统常用的开发方法。 (2)信息系统设计：方案设计、系统架构。 (3)软件工程：软件需求分析与定义；软件设计、测试与维护；软件质量保障及质量评价；软件配置管理；软件过程管理；软件开发工具；软件(重复)用。 (4)面向对象的系统分析与设计：面向对象的基本概念；统一建模语言与可视化建模；面向对象的系统分析；面向对象的系统设计。 (5)软件架构：软件架构的定义；软件架构的模式；软件架构的分析与评估。 (6)应用集成技术：数据库与数据仓库技术；Web Service技术；J2EE架构；.NET架构；软件引擎技术(流程引擎、Ajax引擎)；构件和常用构件标准(COM/DCOM/COM 、CORBA和EJB)；软件中间件。 (7)计算机网络技术：网络技术标准与协议；Internet技术及应用；网络分类；网络服务器；网络交换技术；网络存储技术；光网络技术；无线网络技术；网络接入技术；综合布线和机房工程；网络规划、设计与实施；网络安全；网络管理。 (8)大数据：大数据的概念；大数据的关键技术；大数据的发展应用领域和目标。 (9)云计算：云计算的概念和服务类型；云计算的关键技术；发展云计算的指导思想、基本原则和目标；发展云计算的主要任务。 (10)物联网：物联网的概念；物联网的发展现状；物联网的架构；物联网的关键技术；物联网的应用。 (11)移动互联网：移动互联网的概念；移动互联网的发展现状；移动互联网的关键技术；移动互联网的应用。 (12)互联网 ：互联网 的内涵；互联网 行动。3.1 信息系统建设 信息系统的建设在技术和管理上都存在复杂性，但在生命周期上还是有一定规律可循的。人们经过长期的理论与实践探索，也提出了一些信息系统的开发方法，这些规律和方法对系统的建设具有重要的意义，有利于从整体上把握系统建设的思路。3.1.1 信息系统的生命周期 一般来说，信息系统的生命周期分为4个阶段，即产生阶段、开发阶段、运行阶段和消亡阶段。 (1)产生阶段。也称为信息系统的概念阶段、需求分析阶段。这一阶段又分为两个过程，一是概念的产生过程，即根据企业经营管理的需要，提出建设信息系统的初步想法；二是需求分析过程，即对企业信息系统的需求进行深入的调研和分析，并形成需求分析报告。 (2)开发阶段。这个阶段是信息系统生命周期中最为关键的一个阶段。该阶段又可分为5个子阶段，即总体规划、系统分析、系统设计、系统实施和系统验收子阶段。 一个比较完整的总体规划，应当包括信息系统的开发目标、总体架构、组织结构和管理流程、实施计划、信息系统的技术规范等。 系统分析阶段的目标是为系统设计阶段提供系统的逻辑模型。系统分析的内容主要应包括组织结构及功能分析、业务流程分析、数据和数据流程分析、系统初步方案等。 系统设计阶段是根据系统分析的结果，设计出信息系统的实施方案。系统设计的主要内容包括系统架构设计、数据库设计、处理流程设计、功能模块设计、安全控制方案设计、系统组织和队伍设计、系统管理流程设计等。 系统实施阶段是将设计阶段的结果在计算机和网络上具体实现，将设计文本变成能在计算机上运行的软件系统。信息系统实施阶段结束以后，系统就要进入试运行。通过试运行，系统性能的优劣、是否做到了用户友好等问题都会暴露在用户面前，此后就进入了系统验收阶段。 (3)运行阶段。当信息系统通过验收，正式移交给用户以后，系统就进入了运行 阶段。 (4)消亡阶段。企业处在瞬息万变的市场竞争的环境中，企业的信息系统经常会不可避免地遇到系统更新改造、功能扩展，甚至是报废重建的情况，一个信息系统也必然会逐渐消亡。因此，企业在信息系统建设的初期就要注意系统的消亡条件和时机，以及由此带来的成本。3.1.2 信息系统开发方法 信息系统是一个极为复杂的人-机系统，它不仅包含计算机技术、通信技术，以及其他的工程技术，而且还是一个复杂的管理系统，需要管理理论和方法的支持。人们在长期的工程理论与实践探索中逐步总结出了一些开发方法。 1.结构化方法 结构化方法是由结构化系统分析和设计组成的一种信息系统开发方法。结构化方法是目前最成熟、应用最广泛的信息系统开发方法之一。由于它假定被开发的系统是一个结构化的系统，因此，其基本思想是将系统的生命周期划分为系统调查、系统分析、系统设计、系统实施、系统维护等阶段。 结构化方法遵循系统工程原理，按照事先设计好的程序和步骤，使用一定的开发工具，完成规定的文档，在结构化和模块化的基础上进行信息系统的开发工作。结构化方法的开发过程一般是先将系统的功能看成是一个大的模块，再根据系统分析与设计的要求对其进行进一步的模块分解或组合。 2.快速原型法 快速原型法是一种根据用户需求，利用系统开发工具快速建立一个系统模型并展示给用户，在此基础上与用户交流，最终实现用户需求的信息系统的开发方法。 快速原型法的开发过程包括系统需求分析、系统初步设计、系统调试、系统检测等阶段。用户仅需在系统分析与系统初步设计阶段完成对应用系统的简单描述，开发者则在获取一组基本需求定义后，利用开发工具生成应用系统原型，快速建立一个目标应用系统的最初版本，并将它提交给用户试用、评价。之后，根据用户提出的意见和建议进行修改和补充，从而形成新的版本，再返回给用户。通过这样反复交流，使得系统不断地得到细化和扩充，直到生成一个用户满意的解决方案为止。 快速原型法具有开发周期短、见效快、与业务人员交流方便的优点，特别适用于那些用户需求模糊，结构性比较差的信息系统的开发。 3.企业系统规划方法 企业系统规划方法(Business System Planning，BSP)是企业战略数据规划方法和信息工程方法的基础和，也就是说，后两种方法是在BSP方法的基础上发展起来的。BSP方法的目标是提供一个信息系统规划，用以支持企业短期的和长期的信息需求。 4.战略数据规划方法 战略数据规划方法是由世界级的信息系统大师詹姆斯 马丁提出的一种信息系统开发方法。该方法认为，一个企业要建设信息系统，它的首要任务应该是在企业战略目标的指导下做好企业战略数据规划。一个好的企业战略数据规划应该是企业核心竞争力的重要构成因素，它有非常明显的异质性和专有性。好的企业战略数据规划必将成为企业在市场竞争中的制胜法宝。战略数据规划方法的要点主要包括以下4个方面。 (1)数据环境对于信息系统至关重要。企业数据环境是随着企业的发展不断变化的，也是企业发展的基础条件。信息系统建设极大地影响着企业的未来发展方向，对企业的数据环境提出了更高的要求。将静态的、独立的信息资源通过战略数据规划重建企业数据环境，使其成为集成化、网络化的信息资源，对一个现代化企业来说是更为迫切的 任务。 (2)4种数据环境。在信息系统发展的历程中共有4类数据环境，即数据文件、应用数据库、主题数据库和信息检索系统。 (3)建设主题数据库是信息系统开发的中心任务。这里的主题数据库并不是指数据库的大小，也不是指数据库的功能，而是指哪些数据库是面向企业的业务主题的，哪些不是面向业务主题的。所谓业务主题，就是指企业的核心业务和主导流程。例如，对于一个汽车制造企业来说，生产整车就是其核心竞争力，相应地，围绕核心业务建立的数据库就是企业的主题数据库；而对于一个物流企业来说，围绕着物流业务处理的数据库就是企业的主题数据库。 (4)围绕主题数据库搞好应用软件开发。 5.信息工程方法 信息工程方法与企业系统规划方法和战略数据规划方法是一种交叉关系，即信息工程方法是其他两种方法的总结和提升，而其他两种方法则是信息工程方法的基础和核心。 信息工程方法与信息系统开发的其他方法相比，有一个很大的不同，就是信息工程不仅是一种方法，它还是一门工程学科。它及时次将信息系统开发过程工程化了。所谓工程化，就是指有一整套成熟的、规范的工程方法、技术、标准、程序和规范，使得开发工作摆脱随意性和多变性，其目标是使信息系统的开发走上智能化、程序化和自动化的道路。 6.面向对象方法 在面向对象方法中将客观世界从概念上看成是一个由许多相互配合而协作的对象所组成的系统。面向对象的分析方法是利用面向对象的信息建模概念，如实体、关系、属性等，同时运用封装、继承、多态等机制来构造模拟现实系统的方法。传统的结构化设计方法的基本点是面向过程，即将系统分解成若干个过程；而面向对象的方法是采用构造模型的观点，在系统的开发过程中，各个步骤的共同的目标是建造一个问题域的模型。在面向对象的设计中，初始元素是对象，然后将具有共同特征的对象归纳成类，组织类之间的等级关系，从而构造出类库。在应用时，就可直接在类库中选择已有的类，从而达到复用的目的。3.2 软件工程 软件工程既是一种方法，又是一门工程学科，是研究如何有效地组织和管理软件开发的工程学科。IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会)在1983年给出的软件工程定义为：软件工程是开发、运行、维护和修复软件的系统方法。3.2.1 需求分析 软件需求包括功能需求、非功能需求和设计约束3方面的内容。 (1)功能需求：指系统需要完成哪些事，即为了向它的用户提供有用的功能，软件系统必须具有