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【项目管理】第5章信息系统管理 --知识点整理

news 来源：原创 2025/5/13 18:08:36

Oracle相关文档，希望互相学习，共同进步

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（一）知识总览

对应：第1章-第5章

（二）知识笔记

一、信息系统工程

1.信息系统工程包括软件工程、数据工程、系统集成、安全工程。

2.软件工程涉及软件设计、开发、测试和交付。

3.数据工程围绕数据的生命周期，包括数据建模、标准化、运维、开发和安全管理。

4.系统集成包括网络集成、数据集成、软件集成和应用集成。

5.安全工程涉及系统安全体系框架及其组成，包括安全机制、服务和平台。

1. 软件工程

定义：应用计算机科学、数学和管理科学原理，以工程化的原则和方法解决软件问题。

目标：提高软件生产率、提高质量和降低成本。

软件工程的三要素：方法、工具和过程。

1）架构设计

软件架构研究的主要内容
- 研究内容: 软件架构描述、软件架构风格、软件架构评估和软件架构的形式化方法。
- 根本目的: 解决好软件的复用、质量和维护问题。
软件架构分类及风格
- 数据流风格（数批管）: 批处理序列、管道/过滤器两种风格。
- 调用/返回风格(吊柱子抽对子): 调用返回、主/子程序、数据抽象和面向对象、层次结构。
- 独立构件风格（独近视）: 进程通信和事件驱动的系统。
- 虚拟机风格（虚解规）: 解释器和基于规则的系统。
- 仓库风格（仓库黑超）: 数据库系统、黑板系统和超文本系统。
软件架构评估概述
- 评估关注: 系统的质量属性。
- 质量重要性: 质量大于一切。
软件架构评估: 关注系统的质量属性，包括敏感性（多个构件之间的关系特性）和权衡点（影响多个质量属性的特性）
- 敏感点: 多个构件之间的关系特性。
- 权衡点: 影响多个质量属性的特性，是多个质量属性的敏感点。例如，改变加密级别可能会影响安全性和性能。
软件架构评估的主要方式
- 评估方式: 基于调查问卷（或检查表）的方式、基于场景的方式和基于度量的方式。
- 最常用方式: 基于场景的评估方式。
基于场景的评估方式
- 包括方法: 架构权衡分析法(ATAM);软件架构分析法(SAAM);成本效益分析法(CBAM)。
- 场景描述: 采用刺激、环境和响应三方面来描述。
  - 刺激: 场景中解释或描述项目干系人怎样引发与系统的交互部分。
  - 环境: 描述刺激发生时的情况。
  - 响应: 系统如何通过架构对刺激做出反应。

2）需求分析

软件需求
- 定义：系统必须完成的事及必须具备的品质，包括：业务需求、用户需求、系统需求。
- QFD质量功能部署：将用户要求转化为软件需求的技术，最大限度提升用户满意度，分为常规需求、期望需求、意外需求。
- 常见方法: 包括用户访谈、问卷调查、采样、情节串联板、联合需求计划等。
- 无二义性、完整性、一致性、可测试性、确定性、可跟踪性、正确性、必要性等
需求规格说明书：范围、应用文件需求、合规性需求、可追踪性、筛选问题、注解和附录。
需求过程：需求获取、需求分析、需求规格说明书编制、需求验证与确认等。

UML是面向对象分析和设计的一种建模语言。

5个系统视图：逻辑、进程、实现、部署、用例视图

三要素：构造块（事物、关系和图）、

规则（构造块的摆放规定）、

公共机制（达到特定目标的公共方法）。

事物：包括结构事物（类）、行为事物（用例）、分组事物（包）和注释事物（注解）。

关系：包括依赖、关联、泛化、实现。

图：类图、对象图、构建图、组合结构图、顺序图、通信图、状态图、活动图和部署图、制品图、包图、交互概览图

面向对象分析 OOA模型：独立于具体实现，不考虑与系统具体实现有关的因素。

OOA的核心工作：建立用例模型、分析模型。

构建用例模型四阶段：识别参与者、合并需求获得用例、细化用例描述、调整用例模型。

分析模型建立包括定义概念类、确定类之间的关系、为类添加职责、建立交互。

3）软件设计

分为结构化设计、面向对象设计
（1）结构化设计 SD
- 定义: 一种自上而下、逐步求精、模块化的软件设计方法。
- 基础: 以SIS和SA阶段所产生的DFD、数据字典等文档为基础。
- 思想: 由相对独立且功能单一的模块组成，分为概要设计和详细设计。
  - 概要设计: 确定系统的大致结构，如房间的数量和类型。
  - 详细设计: 细化每个模块的内部实现，如每个房间的具体布置。
- SD原则: 高等级，低耦合。
（2）面向对象设计 OOD
定义：是OOA的延续，包括抽象、封装和可扩展性,可扩展性通过继承和多态实现。结果就是设计模型。可复用性关键
- OOD的原则
  - 单职原则: 设计功能单一的类，与结构化方法的高内聚原则一致。
  - 开闭原则: 对扩展开放，对修改封闭。
  - 李氏替换原则: 子类可以替换父类。
  - 依赖倒置原则: 依赖于抽象，而不是具体实现；针对接口编程，不针对实现编程。
  - 接口隔离原则: 使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。
  - 组合重用原则: 尽量使用组合而不是继承关系达到重用目的。
  - 迪米特原则（最少知识法则）: 一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解，与结构化方法的低耦合原则一致。
设计模式
- 分类: 根据处理范围不同，分为类模式和对象模式。
  - 类模式: 处理类和子类之间的关系，属于静态的。
  - 对象模式: 处理对象之间的关系，具备动态性。
- 目的和用途分类:
  - 创建型模式: 主要用于创建对象，包括工厂方法模式、抽象工厂模式、原型模式、单例模式和建造者模式等。
  - 结构型模式: 主要用于处理类或对象的组合，包括适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰模式、外观模式、享元模式和代理模式等。
  - 行为型模式: 主要用于描述类或对象的交互以及职责的分配，包括职责链模式、命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式、访问者模式等。
- 速记口诀:
  - 创建型模式：单抽原件厂（单例、抽象工厂、原型、建造者、工厂方法）。
  - 结构型模式：外侨组员戴佩饰（外观、桥接、组合、原型（小圆模式）、代理、适配器、装饰）。
  - 行为型模式：观摩对策责任解放戒望台（观察者、模板、对策（策略）、责任链、中介者、备忘录、状态）。

4）软件实现

软件配置管理
- 定义: 软件配置管理通过标识产品的组成元素，管理和控制变更，验证、记录和报告配置信息来控制产品的演进和完整性。
- 配置管理活动:
  - 配置管理计划
  - 实施配置标识
  - 支持配置控制
  - 配置状态记录
  - 软件配置审计
  - 软件发布和交付
- 配置审计: 独立评价软件产品和过程是否遵从已有的规则、标准、指南、计划和流程。
- 软件发布和交付: 通常需要创建特定的交付版本。
软件编码
- 程序质量影响因素取决于：设计质量，编程语言及编码途径。
- 编码效率:
  - 程序效率
  - 算法效率
  - 存储效率
  - IO效率（输入输出效率）
软件测试
- 测试目的: 验证软件是否满足质量要求，通过测试发现问题缺陷。
- 测试的意义: 为软件产品的质量和评价提供依据，但测试不能保证发现所有的缺陷。
- 静态测试:
  - 桌前检查、代码走查、代码审查（相对更正式）
- 动态测试:
  - 白盒测试（结构测试）: 根据内部结构和程序走向进行测试，主要用于单元测试。
    - 常用技术：控制流测试、数据流测试、程序变异测试。
  - 黑盒测试（功能测试）: 不考虑内部结构和算法，只检查是否符合软件需求说明书的要求，用于集成测试、确认测试、系统测试。
    - 常用技术：覆盖测试等（选择题技巧：有“覆盖”两字的选白盒，没有的选盒）。

5）部署交付

软件部署：将软件产品部署到最终用户的正式环境中。
部署活动包括：打包、安装、配置、测试、集成、更新等活动。
持续交付
持续部署三环节：bulid 编译、ship 三方插件及依赖到环境、run 启动整套环境。
部署方式：蓝绿部署（新旧两版本，切回旧版本）、金丝雀部署（少量先用，观察问题）

6）过程管理

软件过程能力：组织基于软件过程、技术、资源、人员能力达成目标的综合能力，包括治理能力、开发和交付能力、管理与支持能力、组织管理能力等。
常用过程管理方法和实践：包括CMMI（能力成熟度模型集成）和 CSMM（中国电子工业标准化技术协会颁布的软件过程能力成熟度模型）。
CMMI有4个能力域和20个能力子域，161个能力要求组成，包括：治理、开发与交付、管理与支持、组织管理（包括过程管理、人员能力管理、组织资源管理、过程能力管理）。
成熟度等级
- 成熟度等级概述: 描述了组织在软件过程能力上的不同发展阶段，从初始级到创新引领级，共五级。
  - 初始级: 项目没有完整的管理规范，结果具有不确定性。
  - 规范级: 组织按照一定规范进行项目管理，项目基本可按计划实现。
  - 组织改进级: 在规范级基础上持续改进，能稳定实现预期项目目标。
  - 量化提升级: 关注量化管理，使用统计分析技术进行管理，建立量化质量和过程目标。
  - 创新引领级: 在量化提升级基础上优化创新，引领行业发展。
数据工程
- 数据工程定义: 信息系统的基础工程，围绕数据的生命周期，规范数据从产生到应用的全过程，为信息系统提供可靠数据保障和服务。
- 主要研究内容5:
  - 数据安全管理: 保障数据的安全性和隐私性，防止数据泄露和滥用。
  - 数据开发利用: 挖掘数据价值，为业务提供决策支持。
  - 数据运维: 对数据进行日常维护和运营，确保数据的可用性和安全性。
  - 数据标准化: 制定数据标准，确保数据的一致性和准确性。
  - 数据建模: 对现实世界进行抽象表示，变成计算机能处理的数据模型。
    - 数据模型分为概念模型、逻辑模型和物理模型

2.数据工程

2.1 数据建模
- 1）概念模型（信息模型）：按用户观点对数据和信息建模，包括实体、属性、域、键、关联，实体是客观存在并可以区分的事物，属性是实体的特征，关联是实体之间的关系
- - 实体: 客观存在的并可以相互区分的事物称为实例，而同一类型实例的抽象称为实体。实例: 学生实体（学号、系名、住处、课程、成绩）
  - 属性: 实体的特性称之为属性。
    - 实例: 学生实体的属性包括学号、系名、住处、课程、成绩等。
      教师实体的属性包括工作证号、姓名、系名、教研室、职称等。
  - 域: 属性的取值范围称为该属性的域。
    - 实例: 性别的域是集合["男", "女"]。
  - 键: 能唯一标识每个实例的一个属性或几个属性的组合称为键。
    - 实例：对于学生，学号可以做键；对于教师，工作证号作为键。
  - 关联: 在现实世界中，客观事物之间是相互关系的，这种相互关系称为关联。
    - 实例: 学生和课程的关系：一个学生可以选修很多课程，一个课程可以被很多学生选修（多对多关系）。系和教师的关系：一个系领导着很多教师，一个教师只能属于某一个系（一对多关系）。
  - 2）逻辑模型
    - 逻辑模型: 是在概念模型的基础上确定模型的数据结构，目前主要的数据结构有层次模型、网状模型、关系模型（目前最重要的一种逻辑数据模型）、面向对象模型和对象关系模型。
    - 关系模型的基本元素
      - 关系模型的基本元素：关系、关系的属性、视图等。
      - 关系的完整性约束三类型：实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性。
      - 对应关系:
      - 概念模型中的实体转换为关系模型的关系
        概念模型中的属性转换为关系模型的属性
        概念模型中的联系有可能转换为关系模型的新关系，被参照关系的主键转化为参照关系的外键
        关系模型中的视图在概念模型中没有元素与之对应
    - 关系的完整性约束
      - 实体完整性: 关系中的主键属性不能为空。
      - 参照完整性: 外键的取值要么为空，要么等于被参照关系中的某个主键值。
      - 用户定义的完整性: 应用领域需要遵照的约束条件。
- 3）.物理模型：如何用数据库模式来实现逻辑数据模型以及真正保存数据
- 基本元素包括表、字段、视图、索引等。
数据建模过程 4
- 数据需求分析: 数据建模的起点，数据需求掌握的准确程度直接影响后续数据模型质量。
- 概念模型设计: 将需求分析结果抽象为概念模型的过程，任务确定实体和数据及其关联。
- 逻辑模型设计: 主指关系模型结构的设计。一个关系模式就是一张二维表
- 物理模型设计: 考虑的主要问题包括命名、确定字段类型和编写存储过程与触发器等。
2.2 数据标准化
定义：是实现数据共享的基础，包括元数据标准化、数据元标准化、数据模式标准化、数据分类与编码标准化、数据标准化管理等。
- 元数据：是数据的数据。
- 数据元：是数据库、文件和数据交换的基本数据单元，不可再分的最小数据单元，分为对象、特性、表示。
- 开放系统互连环境 OSIE 四个基本要素：硬件、软件、通信、数据
- 具体过程包括4阶段：确定数据需求、制定数据标准、批准数据标准、实施数据标准
2.3 数据运维
数据存储：合理安全有效地保存数据，保证数据完整性和可访问性。存储介质包括磁带、磁盘、光盘等。存储管理包括：资源调度管理、存储资源管理、负载均衡管理、安全管理等。
数据备份策略：完全备份、差分备份、增量备份。
容灾系统分为：应用容灾、数据容灾。数据备份是数据容灾的基础。
衡量容灾系统的指标：RPO（允许丢失的数据量）和RTO（系统恢复时间）。
数据质量评价程序，通过应用一个或多个数据质量评价方法来完成，包括直接评价、间接评价法。
数据清理 3 步骤：数据分析、数据检测、数据修正。

2.4 数据开发利用

数据集成整合不同数据源中的数据，向用户提供全局模式的数据视图。
数据挖掘目标：发现数据背后的规律或关系，服务于决策。
数据挖掘-常见任务：数据总结、关联分析、分类和预测、聚类分析、孤立点分析等。
数据服务：包括数据目录服务、查询与浏览及下载服务、数据分发服务。
分发服务核心内容：数据发布、数据发现、数据评价、数据获取。
数据可视化：将数据转变为图形或图像展示。
信息检索：按照用户的检索需求找出特定信息的过程，主要方法：全文检索、字段检索、基于内容的多媒体建设、数据挖掘。
信息检索技术：布尔逻辑检索、截词检索、临近检索、限定字段检索、限制检索技术等

2.5 数据库安全

数据库安全机制：用户身份认证、存取控制、数据库加密、数据审计、推理控制

3.安全工程

安全空间 5要素：认证、权限、完整、加密、不可否认

4.系统集成

系统集成内容：技术环境、数据环境、应用程序的集成。

数据集成 4层次：基本数据、多维视图、模式集成、多粒度集成四个层次。

网络集成-语法，数据集成- 语义，应用-语用

二、知识小结

知识点	核心内容	考试重点/易混淆点	难度系数
软件工程	应用计算机科学、数学和管理科学等原理，以工程化的原则和方法解决软件问题	软件架构风格、软件复用、质量属性	⭐⭐⭐
数据工程	围绕数据的生命周期，规范数据从产生到应用的全过程	数据建模、数据标准化、数据运维	⭐⭐⭐⭐
系统集成	包括技术环境、数据环境和应用程序的集成	网络集成、数据集成、应用集成	⭐⭐⭐
安全工程	涉及安全系统、安全工程基础及工程体系架构	安全机制、安全服务、风险管理	⭐⭐⭐⭐
软件架构	涉及软件架构的描述、风格、评估和形式化方法	架构风格分类、架构评估方法	⭐⭐⭐
需求分析	用户对新系统在功能、性能等方面的期望	需求获取方法、需求分析过程	⭐⭐
UML	统一建模语言，包含构造块、规则和公共机制	类图、活动图、顺序图等	⭐⭐⭐
数据建模	包括概念模型、逻辑模型和物理模型	实体、属性、关系，关系完整性约束	⭐⭐⭐⭐
数据标准化	实现数据共享的基础	元数据、数据元、数据模式标准化	⭐⭐⭐
数据集成	整合不同数据源中的数据，提供全局模式的数据视图	数据仓库、多级视图集成	⭐⭐⭐⭐
数据库安全	包括安全威胁、安全机制和安全服务	非授权访问、数据修改、拒绝服务	⭐⭐⭐⭐
软件测试	验证软件是否满足质量要求	静态测试、动态测试、白盒测试、黑盒测试	⭐⭐⭐