ＴＧＰＭＳ总体数据规划
ＴＧＰＭＳ总体数据规划 技　术　报　告 三峡工程管理系统总体规划组 1997年1月26日 引　　　 言 　　中国长江三峡工程开发总公司自１９９３年１０月正式组建以来，在组织三峡信息 系统规划论证和急用系统开发方面做了大量的工作。１９９５年１０月正式签订合同引 进外资合作开发三峡工程管理系统（ＴＧＰＭＳ，加拿大方是Monenco AGRA公司，中方有哈工大、华中理工大等四高校），随之进行了需求调查和管理模型的 研究工作。三峡总公司信息中心通过调研认识到，为履行合同采用信息工程方法开发Ｔ ＧＰＭＳ，必须首先搞好总体数据规划工作，为此，特邀请大连海事大学信息工程研究 所高复先教授任技术总顾问，于１９９６年１２月１５日至１９日组织了"信息工程方法 论-- 信息资源管理及信息组织技术研讨会"（高复先主讲），为进行开发ＴＧＰＭＳ的总体数 据规划作好了认识准备。 　　１９９７年１月１４日至３１日集中进行的ＴＧＰＭＳ总体数据规划第一阶段（总 体调研）工作，是按照信息工程方法进行正规的总体数据规划的基础工作，通过调研分 析准确把握用户的需求-- 功能需求和信息需求。在此后进行的总体数据规划第二阶段（系统建模）工作，则是在 功能需求和信息需求分析的基础上，产生总体数据规划的三项关键性成果-- 系统功能模型、系统据模型和系统体系结构模型。 　　本报告阐明我们采用信息工程方法进行ＴＧＰＭＳ总体数据规划的工作目标、成果 表述和组织方法的理论根据、实践经验和具体步骤。 　一、系统开发目标和总体数据规划 　　三峡工程管理系统ＴＧＰＭＳ是新一代的集成化、网络化的大型信息系统，其信息 中心和信息网络将全面支持三峡工程的科学管理工作-- 从计划合同、技术设计、物资设备供应，到工程项目管理和监理工作的进度控制、质量 控制、造价控制，使业主、设计、施工和监理四方的工程管理信息能及时采集汇总，快 速处理流通，成为整体工程管理的大脑和神经网络系统。 　　这样的信息系统必须建立在稳定的、高档次的数据环境之上，即体现集成化信息系 统的核心与基础-- 数据集成的实质，而不是一些分散应用通过多种接口相互联接的结果。国内外大量的系 统集成化开发经验教训一再说明，许多理论研究也充分阐明，企图通过接口将一些"信息 孤岛"连成"信息大陆"是没有出路的[1-2]。 　　加拿大Monenco AGRA公司提出的ＭＡＩ/ＭＰＭＳ是积累多年的成功的工程管理系统，体现了先进的信息 技术，但因国情、管理体制和方法等方面的不同，不能简单搬用。积极的引进先进技术 的态度在这里的体现，应该是将ＭＰＭＳ的有关数据结构，借鉴过来用于ＴＧＰＭＳ数 据库的基本表（Base Table）设计；ＭＰＭＳ的有用程序模块，应加以选取、修改或重作，使其成为ＴＧＰＭ Ｓ的类库（Class Library）部件。已经开发和使用的"急用系统"（如总经理查询、财务结算和物资管理等 ），是一些独立的、缺乏信息共享能力的应用，它们不是通过接口与新系统互通信息， 而是在完成其历史使命之后由重新开发的ＴＧＰＭＳ的有关功能所取代。 　　在我们面临开发集成化、网络化的大型信息系统ＴＧＰＭＳ的宏大而艰巨任务时， 采取正确的技术路线，处理好技术引进、现有应用和系统开发目标的关系是极为重要的 。多年来国内花巨资引进国外应用软件系统的失败教训是深刻的，我们一定要避免将国 外的应用软件系统简单引进，或者在没有搞好自己的总体数据规划的情况下，就搞移植 或转换的厄运。 　　我们按照信息工程方法进行正规的总体数据规划的目的，就是要通过业务人员与系 统分析人员的密切合作，调研分析、准确把握用户的功能需求和信息需求，在此基础上 产生系统功能的正确定义和模块划分（即系统功能模型），系统数据的组织方法和规范 结构（即数据模型），搞清楚所有功能与数据的存取关系（即系统体系结构模型），以 便进行有计划、有步骤的ＴＧＰＭＳ的集成化开发建设。 二、总体数据规划的理论依据与工作要则 　　信息工程方法论（ＩＥＭ）是８０年代初由美国学者詹姆斯.马丁（James Martin）等人创立的，高教授于８０年代中期开始引进并结合国情进行研究和推广应用 。这是一种以数据为中心、强调总体数据规划作用、在稳定高档次的数据环境之上建立 新一代的信息系统（ＩＳ）的有效的方法论[1、3]。 　　信息工程的基本原理是：数据位于现代数据处理的中心；数据是稳定的，处理是多 变的；最终用户必须真正参加开发工作，特别是中高层业务人员要参加ＩＳ的高层构思 和总体规划工作。总体规划的核心与基础是总体数据规划，其主要目的是改变企业低档 次的数据环境--数据文件（Data-Files）环境和应用数据库（Application Data Bases）环境，通过改造或重构建立高档次的数据环境--主题数据库（Subject Data Bases）环境和具有信息综合深加工意义的信息检索系统（Information Retrieval Systems），这是企业信息化建设成功的重要标志。总体数据规划的组织实施是需要花气 力的，文献[1]给出了一个中型企业进行正规的总体数据规划需要２５周、１６个步骤的 工作计划进度表。信息工程转变了传统的以处理为中心的ＩＳ开发思路，确立了以数据 为中心的新思维，只有搞好总体数据规划才能导出计算机系统规划、通信网络规划和应 用系统开发计划。应用系统开发是在系统体系结构模型的控制下，以系统数据模型的实 现为基础，有计划、有步骤地按系统功能模型建立应用，从而形成集成化的信息系统。 信息工程从总体数据规划到应用开发，都是在集成化的计算机辅助软件工程（Ｉ- ＣＡＳＥ）工具的支持下进行的。 　　稳定的高档次的数据环境建设，是与信息资源管理的规范化进程同步的。信息资源 管理（ＩＲＭ）是对信息资源开发利用的全局管理，是将信息技术与管理科学结合起来 ，把信息当做一种重要资源来进行优化配置和使用。在集成化信息系统化建设中，企业 内部的应用集成主要体现在各业务域共享信息的联机存取上，因此需要企业内统一的信 息标准；而企业与外单位的信息交换，特别是远程异地的信息交换，就需要业务伙伴之 间达成共识的统一的信息标准。因此，在总体数据规划中建立并执行信息资源管理基础 标准是非常重要的。我们在文献[2]的基础上，于９２年提出的五项信息资源管理基础标 准是完全可以用于ＴＧＰＭＳ建设上的，这就是：数据元素标准、信息分类编码标准、 用户视图标准、概念数据库标准和逻辑数据库标准（详见[4]）。 　　９０年代的信息工程将面向对象的思想和方法溶汇进来，形成了"面向对象的信息工 程（ＯＯＩＥ?quot;。这种新一代的方法论，实质上是在数据集成的基础上，综合多种 信息技术方法（包括结构化方法、原型方法、ＲＡＤ方法和基于Repository的方法等） ，开发集成化、网络化和自动化的ＩＳ的方法论。ＯＯＩＥ将全企业范围的ＩＳ建设工 作划分为四个阶段： 　　Ⅰ. 企业规划。高层管理人员直接参与，采用全局的观点识别企业目标和关键成功因素，研 究关键信息流，划分业务域，构思全企业范围的ＩＳ集成框架。 　　Ⅱ. 业务域分析。业务代表和系统分析员组成的联合需求规划（ＪＲＰ）小组，对每一业务 域进行较详细的分析，建立业务域的对象和事件的详细模型。 　　Ⅲ. 系统设计。针对具体的应用，由联合应用设计（ＪＡＤ）小组采用面向对象技术，设计 出系统的类（Classes）和方法（Methods），用责任驱动设计（Responsibility- Driven Design）来详细分析类的行为。同时开发快速原型和演示系统，以便及时获得用户的返 馈信息。 Ⅳ. 建造。尽量使用编码生成器（Code Generator）和可重用的类库，以提高系统建造的速度和质量。 　　ＯＯＩＥ继承了传统的信息工程的原理和方法，首先建立包括数据模型的计算机化 业务的框架，再利用起到中心支持作用的类库（Class Libraries）和快速应用开发（ＲＡＤ）方法。由于强调识别全企业范围的共用的对象类 型，因而使系统开发工作和维护量达到最小。采用这种信息工程的方法，首先做好高层 规划和建模，然后再分别建立能连接到规划和模型上的应用系统[5]。 根据上述理论和实践体验，结合三峡信息化建设的实际情况，我们提出了本次总体数据 规划工作的几项要则： 　　１、组成业务代表与系统分析员相结合的联合规划组，强调两类人员密切合作，互 相学习，通过调查和讨论进行需求分析。 　　２、综合利用信息工程的理论和实践经验，采用业务代表与系统分析员都能掌握的 科学、简单和实用的分析、建模方法和文档规范。 　　３、对已有的调研资料进行去伪存真、删繁就简的分析，提取合理部分重新规范表 述，根据实际情况做补充调查。 　　４、借鉴ＭＡＩ的有关资料，结合国情和三峡工程管理的实际吸收有关部分，参照 用于需求分析与系统建模。 　　５、采取实用的Ｉ- ＣＡＳＥ工具，以规划设计元库（Repository）为中心机理，形成规范化的机内文档， 系统地支持需求分析、系统建模和应用设计，使本次规划工作顺利与后续开发相衔接。 三、总体数据规划的技术成果与工作组织 　　综合传统的信息工程（ＩＥ）和面向对象的信息工程（ＯＯＩＥ）方法论，结合我 们的研究和已有经验，认为ＴＧＰＭＳ的开发建设应采取一套“自顶向下规划设计与自底 向上实现相结合”的方法，总体说来包括三个过程：总体规划过程、系统设计过程和系统 建造过程。 　　Ⅰ. 总体规划过程。进行全三峡工程管理的信息总体规划，即总体数据规划，以数据模型和 功能模型的建立为主要成果。首要的工作是由中高层领导参与抽象、识别和定义"职能域 "，这是系统的最初构思。分小组进行职能域分析，分解、综合、定义"业务过程"，这是 子系统或功能模块的最初构思。经过进一步分析，就可以识别定义主要的"存取关系"， 而形成系统的体系结构，这就是建模过程。 　　Ⅱ. 系统设计过程。这是针对总体数据规划已定义的应用系统，在系统逻辑数据模型和功能 模型之上进行的基本上是ＯＯＩＥ的第三阶段的工作。但是，我们还强调面向对象方法 与结构化方法的结合，称之为"新结构化方法"-- 在复查确认系统目标之后进行系统数据结构设计、功能结构设计、存取设计、屏幕界面 规格和处理程序规格设计等。 　　Ⅲ. 系统建造过程。基本上是ＯＯＩＥ的第四阶段的工作，采用各种编码生成器，也可以采 用结构化方法进行系统建造。 　　为便于工作组织，我们将总体数据规划过程又划分为两个阶段-- 第一阶段进行总体调研，第二阶段进行系统建模。 　　第一阶段（总体调研）工作基本上有三项： 　　·业务需求调研； 　　·数据需求调研； 　　·将两者结合起来的数据流程草图的绘制。 　　产生五项基本成果： 　　·职能模型； 　　·业务过程模型； 　　·用户视图定义； 　　·一级数据流程图和二级数据流程图； 　　·数据流分析报告。 　　第二阶段（系统建模）有三项关键性工作，产生相应的三项关键性成果： 　　·系统功能模型； 　　·系统数据模型； 　　·系统体系结构模型。 　　《总体数据规划培训教材与ＤＰＡＴ使用说明》[4]完整介绍了本次总体数据规划全部 成果的规范表示方法，这里结合工作组织作些必要的说明。 　　 　　１、关于用户视图分析 　　传统的关系型数据库规划设计所采用的数据分析方法是基于"实体－关系"（Ｅ- Ｒ）分析的，这套方法不易被用户分析员所接受。为此，８０年代初James Martin作了一些简化，提出了"简化的Ｅ-Ｒ分析法"，用"结构化的Ｅ- Ｒ图"来表示数据模型[1]。不久，Willian Durell又作了进一步的简化， 　　他明确提出"用户视图与外部数据流是同义词"的论断，主张数据分析从用户视图分 析和规范化入手[2]。用户视图即最终用户所熟悉的单证、报表、帐册和用户屏幕格式等 ，它反应了最终用户对数据实体的看法，是信息需求调研的主要对象。我们进行了用户 视图的分类编码、构成表述、适度规范化（存储类视图规范到１- ＮＦ）和视图集分组导出主题数据库的研究，制定了统一的文档标准，多年来的实践证 明是科学而简单的，对信息化建设是有效的[4、6]。 　　２、关于数据流分析 　　早期James Martin所作的"数据分布分析"（详见[1]第九章）的基本思想仍然是正确有用的，但对今 天的计算机Ｃ／Ｓ体系结构和通信网络来说，实施起来难度较大，不易得出数据流的量 化分析结果。我们采用简化的一级数据流程图（１- ＤＦＤ），并强调各职能域输出数据流的识别和定义，结合用户视图的生存期和记录数 的登记，可以容易地得出系统内各职能域之间以及系统内外的数据流的量化分...
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