Phân tích thiết kế hệ thống - Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống thông tin

Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN I HỆ THỐNG I.1 Khái niệm Hệ thống là một tập họp gồm có: Con người, công cụ và phương pháp làm việc; được tổ chức để thực hiện một số chức năng nào đó, nhằm đạt được một mục đích đã đặt ra. Hệ thống thông tin là một hệ thống mà công cụ là máy tính điện tử và thiết bị truyền thông. I-2 Phân loại hệ thống thông tin • Hệ thống thông tin điều khiển: Là hệ thống máy tính điện tử điều khiển các thiết bị. Ví dụ: Hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất tự động, hệ thống điều khiển giao thông, ... • Hệ thống thông tin tính toán: Là hệ thống máy tính thực hiện công việc tính toán những bài toán lớn. Ví dụ: Hệ thống máy thiết kế xây dựng, thiết kế mẫu, ... • Hệ thống thông tin quản lý: Là hệ thống máy tính thực hiện công việc quản lý. Ví dụ: Hệ thống kế toán, hệ thống quản lý nhân sự, hệ thống quản lý xe gắn máy, hệ thống quản lý xe máy, I.3 Hệ thống tổ chức Tổ chức là một tập họp gồm nhiều người cùng sinh hoạt chung và cùng tuân theo một quy định đặt trước. Tổ chức nhỏ nhất là gia đình, lớn nhất là Liên hiệp quốc. Bất kỳ một tổ chức nào trong đời sống thực đều được phân chia thành ba bộ phận: Bộ phận quyết định, bộ phận thông tin và bộ phận tác nghiệp. Ba bộ phận này được biểu diễn theo sơ đồ sau: Bộ phận quyết định Bộ phận thông tin Bộ phận tác nghiệp Bộ phận quyết định: Là bộ phận đầu não của tổ chức, thực hiện việc hoạch định chiến lược và lãnh đạo tổ chức thực hiện thành công chiến lược đã đặt ra. Bộ phận thông tin: Là bộ phận thực hiện sự liên hệ giữa bộ phận quyết định và bộ phận tác nghiệp. Bộ phận này xử lý toàn bộ các thông tin thu thập được từ bộ phận tác nghiệp, xử lý để đưa ra những phương án, giúp cho bộ phận quyết định có những lựa chọn tối ưu cho việc hoạch định chiến lược và quản lý. Đồng thời, bộ phận thông tin cũng là bộ phận cụ thể hóa các chỉ đạo quản lý của bộ phận quyết định rồi chuyển đến bộ phận tác nghiệp. Bộ phận tác nghiệp: Bao gồm tất cả các bộ phận trực tiếp thực hiện các công việc của tổ chức. Ta chú ý rằng, bên cạnh ba bộ phận chính trên còn có một bộ phận hỗ trợ. Bộ phận hỗ trợ có thể ở trong tổ chức nhưng không tham gia trực tiếp vào các công việc của tổ chức. Nếu không có bộ phận hỗ trợ thì tổ chức vẫn hoạt động bình thường. Ví dụ 1: Một xí nghiệp sản xuất giày dép đặt mục tiêu là chiếm lĩnh một phần thị trường trong nước, đặc biệt là loại giày cao cấp bằng da. Để hoạch định mục tiêu này, xí nghiệp đã nắm bắt được thông tin là nhu cầu sử dụng giày, nhất là giày da cao cấp trong nước ngày càng tăng. Cơ sở để hoạch định mục tiêu này là xí nghiệp đã xem xét năng lực sản xuất của xí nghiệp bao gồm đội ngũ quản lý, thiết bị máy móc, trình độ tay nghề của công nhân, nguồn cung ứng vật tư, khả năng tài chính của xí nghiệp ... Sau khi đặt ra mục tiêu, xí nghiệp phải thực hiện một loạt các công việc: Bắt tay nghiên cứu thiết kế các mẫu giày mới đáp ứng được thị hiếu của người tiêu dùng; rà soát lại dây chuyền sản xuất, tay nghề công nhân, khả năng tài chính, nguồn cung ứng nguyên vật liệu,... để đi đến quyết định sản xuất hàng loạt... Trong tổ chức (xí nghiệp) này: • Bộ phận quyết định: Ban giám đốc xí nghiệp. • Bộ phận tác nghiệp: Đội ngũ công nhân, nhân viên tiếp thị, bộ phận thiết kế, bộ phận cung ứng, ... • Bộ phận thông tin: Các cán bộ ban, phòng. • Bộ phận hỗ trợ: Bảo vệ, lái xe, nhân viên nhà ăn .. Ví dụ 2: Trường Đại học Nha Trang có hai chức năng: Đào tạo và nghiên cứu khoa học. Về chức năng đào tạo: Đào tạo nhân lực cho xã hội ở các trình độ: Trung cấp, cao đẳng, đại học và sau đại học với hơn 25 chuyên ngành. Về chức năng nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu những đề tài khoa học thuộc mọi lãnh vực: Kinh tế, kỹ thuật, xã hội, chính trị phục vụ cho công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Lực lượng cán bộ công chức, giáo viên hơn 600 người. Trong tổ chức này: Bộ phận quyết định: Ban giám hiệu nhà trường. Bộ phận tác nghiệp: Đội ngũ giáo viên. Bộ phận thông tin: Các cán bộ ban, phòng, khoa. Bộ phận hỗ trợ: Bảo vệ, lái xe, ký túc xá, nhân viên nhà ăn, y tế... II HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ II.1 Khái niệm Là một hệ thống tích hợp bao gồm: Con người, máy tính điện tử và phương pháp làm việc nhằm tạo ra các thông tin để giúp con người lựa chọn một quyết định tối ưu. Hệ thống thông tin quản lý sử dụng các thiết bị tin học, các phần mềm, cơ sở dữ liệu, các thủ tục chức năng, các mô hình phân tích, lập kế hoạch, quản lý và ra quyết định. II.2 Các thành phần của hệ thống thông tin quản lý II.2.1 Các yếu tố của hệ thống thông tin quản lý Hệ thống thông tin quản lý bao gồm 4 yếu tố: Lãnh vực quản lý, dữ liệu, các quy tắc quản lý và các thủ tục xử lý. Lãnh vực quản lý: Mỗi hệ thống thông tin thuộc một lãnh vực quản lý duy nhất. Mỗi lãnh vực quản lý tương ứng những hoạt động nhất quán của nó. Ví dụ: Lãnh vực kế toán, thương mại, nhân sự, đầu tư, ngân hàng ... Dữ liệu: Là các đối tượng quản lý trong hệ thống thông tin quản lý. Mỗi đối tượng của hệ thống có nhiều yếu tố thông tin, hệ thống quản lý cái gì của đối tượng đó? Dữ liệu được biểu diễn ở nhiều dạng (danh sách, văn bản, hình vẽ, biểu đồ ...) và lưu trên nhiều giá mang thông tin (băng từ, đĩa từ, giấy, ...). Ví dụ cùng quản lý con người, nhưng trong bài toán quản sinh viên ta quản lý các yếu tố khác hơn trong bài toán quản lý đảng viên. Các quy tắc quản lý: Là quy tắc điều hành, vận hành xử lý dữ liệu phục vụ cho mục tiêu của hệ thống. Hai hệ thống cùng một lãnh vực quản lý, có cùng dữ liệu quản lý như nhau nhưng có thể có các quy tắc quản lý khác nhau. Ví dụ, cùng bài toán Quản lý Sinh viên nhưng một hệ thống có thể quản lý theo một trong các quy tắc: Niên chế, học phần hay tín chỉ. Ba quy tắc quản lý này là khác nhau. Các thủ tục xử lý: Là những chương trình, phương cách xử lý trên một số dữ liệu cụ thể của hệ thống. Ví dụ: Trong bài toán Quản lý Sinh viên ta có các thủ tục xử lý: Tính điểm trung bình môn học, Xét học bỗng, Xét khen thưởng, Xét kỷ luật, Xét tốt nghiệp ... II.2.2 Các phân hệ thông tin Để dễ dàng cho việc quản lý, một hệ thống thông tin luôn được chia thành nhiều phần nhỏ, mỗi phần nhỏ được gọi là một phân hệ thông tin. Vì là một hệ thống con nên cấu trúc của một phân hệ cũng giống như cấu trúc của một hệ thống thông tin. Việc phân chia một hệ thống thành nhiều phân hệ được dựa vào yếu tố: Không gian hay chức năng. Việc phân chia cũng tùy thuộc vào những lãnh vực quản lý và người quản lý. Ví dụ: Một hệ thống thông tin kế toán ta có thể chia thành nhiều phân hệ như: Kế toán tổng hợp, Kế toán khách hàng, Kế toán vật tư, Kế toán tiền mặt, ... II.3 Chất lượng của hệ thống thông tin Chất lượng của một hệ thống thông tin tùy thuộc vào ba tính chất: Tính nhanh chóng, tính thích ứng và tính an toàn. • Tính nhanh chóng: Hệ thống phải nhanh chóng đưa ra thông tin trả lời những câu hỏi của người sử dụng. Tính nhanh chóng dựa vào thuật giải và thiết bị công nghệ. • Tính thích ứng: Khi xây dựng một hệ thống, con người không thể nào dự đoán hết tất cả các tình huống có thể xảy ra. Khi gặp một tình huống mới, hệ thống có giải quyết được không? Một hệ thống tốt phải chuẩn bị sẵn cho người sử dụng các công cụ để giải được các tình huống có thể xảy ra. • Tính an toàn: Dù bất kỳ tình huống nào, hệ thống phải bảo đảm sự an toàn dữ liệu. An toàn vật lý: Thể hiện không những tính toàn vẹn (không thể mất dữ liệu), tính nhất quán mà còn phải phân cấp cập nhật. An toàn logic: Ai là người được quyền truy cập dữ liệu và truy cập đến mức nào? Nói chung, một hệ thống khó đảm bảo cùng một lúc ba yêu cầu trên. Tùy theo tính chất của môt hệ thống mà người sử dụng đặt yêu cầu nào lên trên, hy sinh bớt đi một yêu cầu nào đó. III PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ III.1 Sự cần thiết của việc phân tích và thiết kế hệ thống thông tin Trong cuộc sống hàng ngày, để giải quyết một vấn đề nào đó, dù đơn giản hay phức tạp, nhằm đạt được mục tiêu mong muốn con người luôn tìm cách giải quyết một cách tối ưu và giải thích, bảo vệ phương pháp của mình bằng những lý luận logic nhất. Trước khi giải quyết một vấn đề, ta luôn suy xét tất cả các khía cạnh của vấn đề và nhận định những tình huống có thể xảy ra, đó là công việc phân tích. Trước mỗi tình huống, mỗi khía cạnh của vấn đề, dựa vào các khả năng và hạn chế của ta, ta đưa ra một hay nhiều phương án để giải quyết, đó là quá trình thiết kế. Tương tự như đời sống thực, khi quyết định áp dụng tin học để quản lý một hệ thống thông tin nào đó, chúng ta cũng phải tìm các phương án tốt nhất phù hợp với khả năng hiện thực của chúng ta. Hiển nhiên, độ phức tạp của việc phân tích và thiết kế hệ thống cho một hệ thống quản lý tự động - bao gồm sự tương tác giữa người và máy - sẽ phức tạp hơn nhiều so với việc phân tích hệ thống trong đời sống thực. III.2 Yêu cầu của một phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống thông tin quản lý Từ khi máy tính điện tử ra đời đến nay, đã có nhiều cách phân tích và thiết kế hệ thống. Một phương pháp phân tích và thiết kế cần thỏa mãn một số yêu cầu sau: Cách tiếp cận: Phương pháp phân tích và thiết kế phải có cái nhìn hệ thống từ toàn cục đến chi tiết và ngược lại. Người phân tích phải có cái nhìn bao quát hệ thống, để ý đến tất cả các yếu tố từ lớn nhất đến nhỏ nhất có liên quan, có ảnh hưởng đến hệ thống. Quyền lợi: Phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống phải giải quyết hài hòa quyền lợi của người xây dựng và người sử dụng hệ thống, ưu tiên đặt quyền lợi của người sử dụng lên trên. Trong quá trình phân tích và thiết kế cần có sự cộng tác chặt chẽ giữa người sản xuất chương trình và người sử dụng. Tiêu chuẩn: Phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống cần có một tiêu chuẩn nhất quán trong quá trình xây dựng hệ thống. Phương pháp có một chuẩn thống nhất trong việc phân tích, đánh giá, xử lý, thuật ngữ, ... Hiện nay có nhiều phương pháp đang được áp dụng, trong đó phổ biến nhất là phương pháp MERISE. IV PHƯƠNG PHÁP MERISE IV.1 Lịch sử MERISE viết tắc của cụm từ Methode pour Rassembler les Idees Sans Effort, dịch từng từ là: Các phương pháp để tập họp các ý tưởng không cần cố gắng, xuất phát từ những suy nghĩ của một nhóm nghiên cứu, đứng đầu bởi J.L.Lemoigne tại Trường Đại học Aix- En-Provence của Pháp và những nghiên cứu thực hiện đồng thời ở Trung tâm nghiên cứu trang bị kỹ thuật (CETE) cũng tại thành phố trên, dưới sự lãnh đạo của H.Tardien. Phương pháp MERISE đã ổn định những cơ sở của nó bằng một hợp đồng đã liên kết trong việc tìm kiếm một phương pháp thiết kế hệ thống thông tin gồm ba thành viên tham gia: CETE của Aix-En-Pravence, đại học Macxây I và INRIA (Viện nghiên cứu Tin học và tự động hóa quốc gia Pháp). IV.2 Ý tưởng cơ bản của phương pháp MERISE Ý tưởng cơ bản của phương pháp MERISE là xuất phát từ 3 mặt cơ bản sau: Mặt thứ nhất: Quan tâm đến chu kỳ sống của hệ thống. Một hệ thống thông tin luôn trải qua bốn giai đoạn: Thai nghén - Sinh sản - Quản trị - Chết. Thời gian sống này đối với hệ thống tổ chức lớn có thể kéo dài từ 10 - 15 năm. Thai nghén: Là thời kỳ mà những người trong hệ thống suy nghĩ về hệ thống thông tin quản lý mới. Đây là thời gian đấu tranh để quyết định có nên thay đổi hệ thống quản lý hiện tại hay không? Khi đã quyết định thay đổi thì phải trả lời cho được câu hỏi: Vì sao phải thay đổi hệ thống hiện tại? Sinh sản: Là thời gian xây dựng hệ thống thông tin quản lý. Trước khi thay hệ thống quản lý cũ bởi một hệ thống mới, cần có thời gian xây dựng hệ thống mới. Quản trị: Hay còn gọi là thời gian khai thác, là thời gian sử dụng hệ thống vào công việc quản lý. Chết: Trong thời gian quản trị, nhiều tình huống mới sẽ xảy ra bắt buộc người sử dụng phải bổ sung để thích ứng. Quá trình thích ứng đến một lúc nào đó thì không thể thích ứng nổi, hệ thống không thể giải quyết các tình huống phát sinh. Một yêu cầu là phải thay hệ thống này bởi hệ thống mới. Khác với hệ thống vật chất, hệ thống thông tin chết đi khi nó mạnh nhất, hoàn chỉnh nhất trong suốt quá trình sống của nó. Mặt thứ hai: Đề cập đến chu kỳ nhận thức về hệ thông tin (còn được gọi là chu kỳ trừu tượng). Sự hiểu biết về hệ thống thông tin trải qua ba mức: Mức quan niệm, mức logic (tổ chức) và cuối cùng là mức vật lý. Mức quan niệm: Nhận thức như thế nào về hệ thống? Mức logic: Bằng lý luận chứng minh được sự đúng đắn của nhận thức. Mức vật lý: Thể hiện nhận thức ra đời sống thực. Qui trình xử lý được miêu tả trên bình diện quan niệm, kế tiếp là trên bình diện tổ chức và cuối cùng là trên bình diện tác nghiệp. Mỗi mức được mô tả dưới dạng mô hình, là một tập họp các ký hiệu chính xác dựa trên các qui tắc, nguyên lý ngữ vựng và cú pháp qui định. Có những qui tắc cho phép chuyển từ mô hình này sang mô hình khác một cách tự động nhiều hay ít. Mặt thứ ba: Mặt này có liên quan đến chu kỳ phát triển của hệ thống. Một hệ thống thông tin luôn trải qua 3 giai đoạn: Phân tích, thiết kế và thực hiện. Phân tích: Tìm hiểu hết tất cả những vấn đề liên quan đến hệ thống. Thiết kế: Dùng mô hình thực để mô tả hệ thống. Thực hiện: Xây dựng hệ thống thực. Đặc trưng của phương pháp MERISE là tách biệt dữ liệu và xử lý, đảm bảo tính khách quan trong quá trình phân tích và cung cấp đầy đủ các mô hình để diễn đạt các bước phát triển. Ưu điểm của phương pháp MERISE là có cơ sở khoa học vững chắc. Hiện tại nó là một trong những phương pháp phân tích được dùng nhiều ở Pháp và Châu Âu khi phải phân tích và thiết kế các hệ thống lớn. Nhược điểm của phương pháp này là cồng kềnh, do đó để giải quyết các áp dụng nhỏ, việc áp dụng phương pháp này nhiều lúc đưa đến việc kéo dài thời gian, nặng nề không đáng có. IV.3 Nội dung của phương pháp MERISE Khi phân tích hệ thống thông tin, người phân tích nhìn hệ thống dưới ba góc độ khác nhau: Các mức nhận thức về hệ thống, các thành phần cấu thành hệ thống và các bước phát triển hệ thống. Các vấn đề của hệ thống được biểu diễn trong không gian ba chiều như sau: Các mức nhận thức về hệ thống Các bước phát triển Các thành phần của hệ thống Mức quan niệm Mức tổ chức Mức vật lý Phân tích Thiết kế Thực hiện IV.3.1 Các mức nhận thức về hệ thống: Nhận thức của một người về hệ thống được đo bởi sự trả lời các câu hỏi: What? Why? Who? Where? When? How? Có ba mức nhận thức về hệ thống thông tin quản lý: • Mức quan niệm: Là mức cảm nhận đầu tiên để xác định hệ thống thông tin, ở mức này cần trả lời câu hỏi: Hệ thống thông tin cần những yếu tố gì? Chức năng ra sao? Gồm những dữ liệu nào và qui tắc quản lý như thế nào? Và tại sao có những yếu tố này? Tại sao có những chức năng này? – Trả lời câu hỏi: What? Why? • Mức tổ chức hay logic: Là mức tổng hợp các yếu tố đã nhận diện ở mức quan niệm. Trong mức này, cần phải trả lời được các câu hỏi: Ai làm? Làm ở đâu và làm khi nào? Who? Where? When? • Mức vật lý: Là mức chi tiết. Về dữ liệu cần có các quan hệ cụ thể, có một ngôn ngữ lập trình cụ thể. Về xử lý cần có đầy đủ các đặc tả cho từng thủ tục chương trình, có sự tham khảo ngôn ngữ trong chương trình này. Mức này trả lời câu hỏi cuối cùng: Các công việc làm như thế nào? How? Phân tích: Bao gồm các công việc: • Xác định vấn đề. • Nghiên cứu hiện trạng của tổ chức. • Nghiên cứu khả thi. • Xây dựng sách hợp đồng trách nhiệm. Thiết kế: Bao gồm các công việc: • Thiết kế dữ liệu. • Thiết kế xử lý. Thực hiện: Bao gồm các công việc: • Cài đặt hệ thống vào máy tính. • Thử nghiệm: Thử nghiệm , thử nghiệm  và thử nghiệm . • Khai thác. • Sửa chữa, bảo trì. • Thích ứng IV.3.3 Các bước phát triển của quá trình xây dựng hệ thống thông tin IV.3.2 Năm thành phần của hệ thống thông tin • Dữ liệu (DL): Bao gồm những dữ liệu vào, ra của hệ thống, dữ liệu cần thiết để xử lý bên trong thiết bị. Đây là khía cạnh tĩnh của hệ thống. • Xử lý (XL): Thông tin của hệ thống được tạo ra như thế nào? Bằng cách nào? Đây là khía cạnh động của hệ thống. • Bộ xử lý (BXL): Bao gồm: Con người, máy tính điện tử, các thiết bị tin học để thực hiện việc xử lý. • Sự truyền thông (STT): Một hệ thống gồm nhiều bộ phận, việc truyền thông giữa các bộ phận như thế nào? • Con người (CN): Con người can thiệp vào hệ thống như thế nào? (Con người là yếu tố quyết định để hệ thống hoạt động). Trong các mặt phẳng trên, ta quan tâm đến một bộ phận quan trọng nhất, đó là: MỨC NHẬN THỨC DỮ LIỆU XỬ LÝ Quan niệm Mô hình quan niệm dữ liệu Mô hình quan niệm xử lý Logic Mô hình logic dữ liệu Mô hình logic xử lý Vật lý Mô hình vật lý dữ liệu Mô hình vật lý xử lý HẾT CHƯƠNG I