信息系统分析与设计第十章节原型法的概念与方法

1、第十章 原型法的概念与方法,本章内容,10.1 原型法的提出 10.2 原型法的基本思想 10.3 原型法的工作步骤 10.4 原型法的关键成功因素 10.5 原型法与生命周期法的比较 小结,10.1 原型法的提出,20世纪60年代末至70年代初，出现了“软件危机”，为了对软件开发项目进行有效管理，信息系统开发生命周期法诞生了。由于开发过程规范、层次清晰，系统开发生命周期法得到广泛应用。但这种方法的应用前提是需要在早期就确定用户的需求，而不允许修改，这对于很多应用系统（如商业信息系统）来说是不现实的。用户需求定义方面的错误是信息系统开发中出现的后果最严重的错误。在此背景下，提出了原型法。,10.1.1 原型法的提出背景,产生“软件危机”的原因在于：用户需求不明确，缺乏正确的理论指导，软件规模越来越大且复杂度也越来越高。另一方面是需求与技术差异较大引起的。,10.1.1 原型法的提出背景,10.1 原型法的提出,管理需求（现实世界）,操作系统,现在编程,汇编语言,高级语言关系数据库系统,年代编程,那么如何解决“软件危机”呢？人们越来越重视软件开发方法的研究，通过多年的研究和努力，软件开发

2、方法走向两个方面： 一方面是着重研究与机器本身相关的软件开发工具，即高级语言及软件开发环境； 另一方面，着重研究软件设计和规格说明等。,10.1.1 原型法的提出背景,10.1 原型法的提出,10.1.1 原型法的提出背景,这时系统开发生命周期应运而生。生命周期法具有明显的优点。它采用系统观点和系统工程方法，自顶向下进行分析与设计并自下而上进行实施。开发过程阶段清楚，任务明确，并有标准的图、表、说明等组成各阶段的文档资料。生命周期法引入了用户观点，适用于大型信息系统的开发，将逻辑设计与物理设计分开 。 但是，生命周期法的应用前提是严格的需求定义方法和策略。需求定义方法是一种严格的、预先定义的方法。从理论上讲，一个负责分析设计的项目小组应完全彻底地预先指出对应用来说是合理的业务需求，并期待用户进行审查、评价和认可，并在此基础上顺利开展工作。,10.1.1原型法的提出背景,这种严谨的需求定义方法是在一定假设的前提下形成的，它们是： 所有的需求能被预先定义 项目参加者之间能够清晰而准确地通信 静态描述图形模型对应用系统的反映是充 分的 上面假设的共同特点是：它们都是被动的通信工具和静止的通信

3、工具，不能表演，因而要求用户根据一些静态的信息和静止的画面来认可系统则似乎近于苛求。,10.1.1原型法的提出背景,严格需求定义的合理性在许多情况下并不满足，特别是在管理领域，管理需求不断变化、管理需求难以获取，因此建立在脆弱基础上的开发策略在实施中一旦导致系统的失败就绝非意外之事。为了更好地处理由于缺乏支持严格方法的假设而给项目带来的风险，需要探求一种变通的方法。 解决需求定义不断变化问题一种思路是在获得一组基本的需求后，快速地加以“实现”。随着用户或开发人员对系统理解的加深而不断地对这些需求进行补充和细化。系统的定义是在逐步发展的过程中进行的，而不是一开始就预见一切，这就是原型法。,10.1.2 原型法（prototyping）,1. 原型法定义 原型法是指在获取一组基本的需求定义后，利用高级软件工具可视化的开发环境，快速地建立一个目标系统的最初版本，并把它交给用户试用、补充和修改，再进行新的版本开发。反复进行这个过程，直到得出系统的“精确解”，即用户满意为止。经过这样一个反复补充和修改过程，应用系统 “最初版本”就逐步演变为系统 “最终版本”。 原型法就是不断地运行系统“原型”来

4、进行启发、揭示、判断、修改和完善的系统开发方法。,10.1.2 原型法（prototyping）,2.原型(prototype) 原型(prototype)即样品、模型的意思。把系统主要功能和接口通过快速开发制作为“软件样机”，以可视化的形式展现给用户，及时征求用户意见，从而明确无误地确定用户需求。同时，原型也可用于征求内部意见，作为分析和设计的接口之一，可方便于沟通。 对原型的基本要求包括：体现主要的功能；提供基本的界面风格；展示比较模糊的部分以便于确认或进一步明确；原型最好是可运行的，至少在各主要功能模块之间能够建立相互连接。,10.1.2 原型法（prototyping）,3. 原型分类 可以分为三类： （1）淘汰式(disposable)： （2）演化式(evolutionary)： （3）增量式(incremental)：,10.1.2 原型法（prototyping）,4. 部分原型 在信息系统设计的过程中，常用的各种不同形式的部分原型有： （1）对话原型 （2）数据输入原型 （3）报表系统原型 （4）数据系统原型 （5）计算和逻辑原型 （6）应用程序包原型 （7）概念原型

5、,本章内容,10.1 原型法的提出 10.2 原型法的基本思想 10.3 原型法的工作步骤 10.4 原型法的关键成功因素 10.5 原型法与生命周期法的比较 小结,10. 2 原型法的基本思想,原型法是确定需求策略，是对用户需求进行抽取、描述和求精。它快速地、选代地建立最终系统工作模型，对问题定义采用启发的方式，由用户作出响应。实际上是一种动态定义技术。 原型法被认为，对于大多数企业的业务处理来说，需求定义几乎总能通过建立目标系统的工作模型来很好地完成，而且这种方法和严格定义方法比较起来，成功可能性更大。,10.2.1 原型定义方法,原型法为预先定义技术提供了一种很好的选择和补充。人们对物理模型的理解要比对逻辑模型的理解来得准确。 原型法就是在人们这种天性的基础上建立起来的，它考虑到用户有时也难免有判断错误，不可能在系统开发过程中，提出更多、更好的要求。原型法以一种与预先定义完全不同的观点来看待定义问题。,10.2.1 原型定义方法,与预先定义技术完全不同，原型法开发策略的假设(hypothesis)是： 1.并非所有的需求在系统开发以前都能准确地说明 2.有快速的系统建造工具 3.

6、项目参加者之间通常都存在通信上的障碍 4.需要实际的、可供用户参与的系统模型(system modal) 5.需求一旦确定，就可以遵从严格的方法。 6.大量反复是不可避免的、必要的，应该加以鼓励,10.2.2 原型法模型,原型法的模型如图所示,10.2.2 原型法模型,软件原型它具有以下特征： 1)它是一个可实际运行的系统 2)它没有固定的生存期。 3)从需求分析到最终产品都可作原型，即可为不同目标作原型。 4)它必须快速、廉价。 5)它是迭代过程的集成部分，即每次经用户评价后修改、运行，不断重复双方认可。,本章内容,10.1 原型法的提出 10.2 原型法的基本思想 10.3 原型法的工作步骤 10.4 原型法的关键成功因素 10.5 原型法与生命周期法的比较 小结,10.3.1 原型法中的两个角色,1）用户(user) 用户是信息应用系统的使用者，能从管理信息系统中寻求帮助，能胜任他的职能领域工作。 2）系统设计者(system designer) 系统专业人员是系统的设计者，他能够使用各种有效的开发工具、能知道系统的数据资源、在信息系统的设计中已建立第四代语言。,10. 3 原型

7、法的工作步骤,10.3.2 原型法的工作步骤,利用原型法进行信息系统的设计过程中，分四步进行： 1、快速分析，弄清用户的基本信息需求(Plan) 2、构造原型，开发初始原型系统(Implement) 3、用户和开发人员使用并评价原型(Measure) 4、修改和完善原型系统(Learn),10.3.2 原型法的工作步骤,1、快速分析，弄清用户的基本信息需求（Plan） 在分析者和用户的紧密配合下，快速确定软件系统的基本要求。根据原型所要体现的特性（或界面形式、或处理功能、或总体结构、或模拟性能等），描述基本规格说明，以满足开发原型的需要。快速分析的关键是要注意选取分析和描述的内容，围绕使用原型的目标，集中力量，确定局部的需求说明，从而尽快开始构造原型。,10.3.2 原型法的工作步骤,1、快速分析，弄清用户的基本信息需求（Plan） 本步骤的目标: 讨论构造原型的过程；写出一简明的骨架式说明性报告，反映用户的信息需求方面的基本看法和要求；列出数据元素和它们之间的关系；确定所需数据的可用性；概括出业务原型的任务并估计其成本；考虑业务原型的可能使用。 本步骤的中心是： 用户和设计者定义基本

8、的信息需求。讨论的焦点是数据的提取、过程模拟。,10.3.2 原型法的工作步骤,2、构造原型，开发初始原型系统。(Implement) 根据基本规格说明，尽快实现一个可运行的系统。为此需要强有力的软件工具的支持。并忽略最终系统在某些细节上的要求，例如安全性、健壮性、异常处理等。主要考虑原型系统应充分反映的待评价的特性，暂时忽略一切次要的内容。例如，如果构造原型的目的是确定系统输入界面的形式，可以利用输入界面自动生成工具，由界面形式的描述和数据域的定义立即生成简单的输入模块，而暂时不考虑参数检查、值域检查和后处理工作，从而尽快地把原型提供给用户使用。,10.3.2原型法的工作步骤,2、构造原型，开发初始原型系统。(Implement) 初始原型的质量对于原型生存期的后续步骤的成败是至关重要的。如果它有明显的缺陷，会带给用户一种不好的思路；如果为追求完整而做得太大，就不容易修改。这时，会增加修改的工作量。因此，要有一个好的初始原型。 本步骤的目标是：建立一个能运行的交互式应用系统来满足用户的基本信息需求。,10.3.2 原型法的工作步骤,2、构造原型，开发初始原型系统。(Implement

9、) 本步骤的原则是： (1)建立模型的速度是关键因素，而不是运行效率。 (2)初始原型必须满足用户的基本需求。 (3)初始原型不求完善，它只响应用户基本已知需求。 (4)用户使用原型必须要很舒适。 (5)用户系统接口必须尽可能简单，使用户在用初始原型工作时不致于受到阻碍。,10.3.2 原型法的工作步骤,3、用户和开发人员使用并评价原型。(Measure) 这阶段是频繁通信，发现问题，消除误解的重要阶段。其目的是验证原型的正确程度，进而开发新的并修改原有的需求。它必须通过所有相关人员的检查、评价和测试。 由于原型忽略了许多内容，它集中反映了要评价的特性，外观看起来可能会有些残缺不全。用户要在开发者的指导下试用原型，在试用的过程中考核评价原型的特性，分析其运行结果是否满足规格说明的要求，以及规格说明的描述是否满足用户的愿望。纠正过去交互中的误解和分析中的错误，增补新的要求，并为满足环境变化或用户的新设想而引起系统需求的变动而提出全面的修改意见。,10.3.2 原型法的工作步骤,3、用户和开发人员使用并评价原型。(Measure) 在演示/评价/修改的迭代初期,主要目的是： （1）原型通过用户验收，让用户能获得有关系统的亲身经验，必须使之更好地理解实际的信息需求和最能满足这些需要的系统种类； （2）总体检查，找出隐含的错误； （3）在操作原型时，使用户感到熟悉和舒适。 在迭代的后期，要达到的主要目的是： （1）应发现丢失和不正确的功能； （2）测试思路和提出建议； （3）改善系统界面。,10.3.2 原型法的工作步骤,3、用户和开发人员使用并评价原型。(Measure) 本步骤中的原则是： 对实际系统的亲身经验能产生对系统的真实理解；用户总会找到系统第一个版本的问题；让用户确定什么时候更改是必需的，并控制总开发时间；如果用户在一定时间里（比如说一个月）没有和开发者联系，那么用户可能是对系统表示满意，也可能是遇到某些麻烦，设计者应该与用户联系。,10.3.2 原型法的工作步骤,4、修改和完善原型系统。(Learn) 本步骤的目的： 修改原型以便纠正那些由用户指出的不需要的或错误的， 根据修改意见进行修改。若原型运行的结果未能满足规格说明中的需求，反映出对规格说明存在着不一致的理解或实现方案不够合理。若因为严重的理解错误而使正确操作的原型与用户要

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