資源簡介

信息系統的軟件及其作用
學習目標
1.理解軟件在信息系統中的作用；
2.借助軟件工具與平臺，開發網絡 應用軟件。
學習內容
信息系統依靠軟件幫助終端用戶使用計算機硬件，將數據加工轉換成各類信息產品。?軟件用于完成數據的輸入、處理、輸出、存儲、控制信息系統的活動。信息系統中的軟件 一般分為基礎軟件和應用軟件。
基礎軟件及其作用
信息系統的軟件分為基礎軟件和應用軟件。其中，基礎軟件是安裝在硬件上的第一層 軟件，主要指服務器端和客戶端的基礎軟件，包括服務器操作系統、客戶端操作系統，以 及特定的服務器軟件，如數據庫管理系統、中間件等，它們構成了信息系統的軟件運行環 境。而應用軟件則完成用戶特定的需求。
1.操作系統
操作系統（Operating System,簡稱OS ）是管理和控制計算機硬件與軟件資源的計算 機程序，是直接運行在“裸機”上的最基本的系統軟件，任何其他軟件都必須在操作系 統的支持下才能運行。操作系統是用戶和計算機的接口，同時也是計算機硬件和其他軟 件的接口。
目前，服務器操作系統主要有Unix、Linux、Windows。桌面客戶端的操作系統有 Macintosh、Unix、Linux等，移動終端操作系統有iOS和Android等，如下表所示。
為了使服務器系統能協調、高效和可靠地工作，同時也為了給用戶提供方便使用的人 機交互界面，在服務器操作系統中，通常都設有處理器管理、存儲器管理、設備管理、文件管理、作業管理等功能模塊，它們相互配合，共同完成操作系統既定的全部功能。
2.數據庫系統
數據庫是長期儲存在計算機中、有組織的、可共享的數據集合。從發展的歷程來看， 數據庫是數據管理的高級階段，它是由文件管理系統發展起來的。
信息系統在應用過程中，需要進行大量的數據處理，這是信息系統應用的基礎和核 心。小到用戶登錄，大到各種資源的管理、報表的生成，信息系統的應用越復雜，處理的 數據量越大。因此，在信息系統中，必須有一個“數據倉庫”來存儲和處理數據。
在信息系統中一般采用數據庫管理系統來解決大量的數據存儲和處理的問題。服務 器主機上運行的管理數據庫的基礎軟件稱為數據庫服務器軟件，也就是數據庫管理系統 DBMS （ Database Management System ）。常見的數據庫有MSSQL、ORACLE SQL,開放源代 碼的數據庫社區版有MySQLo
在客戶機/服務器、瀏覽器/服務器結構模式的信息系統中，用戶所使用的客戶端（或 瀏覽器）與數據存儲管理的服務器端分離開來，服務器上運行數據庫管理系統并駐留數據 庫，負責數據存儲和數據操縱；用戶界面由客戶端（或瀏覽器）提供，客戶端軟件通過與 服務器上的DBMS通信取得數據庫中的數據并顯示在用戶界面上，或將用戶輸入的數據傳 遞回服務器存于數據庫中。用戶的需求（比如計算某筆訂單的金額總計）可能由客戶端處 理，也可能由數據庫服務器處理。
3.中間件
軟件最早應用于科學計算，然后應用于計算機輔助設計、輔助制造等工業應用。隨著 技術的發展和應用的深入，特別是信息系統在各種管理領域大規模應用之后，由于業務需 求不斷變化、系統不斷增加、流程不斷復雜，使得系統越來越不堪重負；同時，隨著軟 件、硬件技術的持續發展，各種不同硬件系統、操作系統、數據庫系統的不斷涌現，它們 之間技術上的不兼容、訪問和存儲格式上的不同，使得信息系統的開發和應用很難同時滿 足不同的運行環境，即基于某種軟硬件環境開發出來的信息系統，在另一種環境下則無法 正常運行，需要重新開發；同時，盡管各個領域的應用各不相同，但應用系統之間許多基 礎功能和結構是有相似性的。這就造成了很多重復的開發工作，導致資源的極度浪費。
對于用戶和開發者來說，急需一種簡單、一致、集成的開發和運行環境，提供標準接 口和統一規范的操作，這就促成了中間件軟件的形成和發展。2008年年底，國家啟動了核 高基(核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產品)科技重大專項，在基礎軟件領域明 確提出重點支持操作系統、數據庫、中間件、文字處理等基礎軟件產業的自主創新。
中間件(Middleware)是指網絡環境下處于操作 系統、數據庫等系統軟件和應用軟件之間的一種起 連接作用的分布式軟件。?它主要解決異構網絡環境下分布式應用軟件的互聯 與互操作問題，提供標準接口、協議，屏蔽實現細 節，提高應用系統的移植性。
中間件在操作系統、網絡和數據庫的上層，應 用軟件的下層。總的作用是為處于自己上層的應用 軟件提供運行與開發的環境，幫助用戶靈活、高效 地開發和集成復雜的應用軟件。顧名思義，中間件 處于操作系統與用戶的應用軟件的中間，對應用軟件起到支撐作用，用戶并不直接使用 中間件。
例如，Web服務器就是一種中間件。Web服務器，一般指網站服務器，是駐留于互聯網 上某種類型計算機中的程序。Web服務器可以向瀏覽器等Web客戶端提供文檔；可以放置網 站文件，讓全世界瀏覽；也可以放置數據文件，讓全世界下載。對于網站開發和維護人員 來說，有了Web服務器，他們無須再面對不同的服務器環境帶來的各種不同。一般我們訪問 網站，就是通過瀏覽器向放置該網站文件的Web服務器發出訪問要求，由該服務器進行響 應，返回訪問結果。因此，如果同時有過多的訪問需求，服務器無法負荷，就會崩潰。
中間件是互聯網時代的IT基礎設施，可以提升業務的靈活性，消除信息孤島，提高IT 的研發和運營效率。作為網絡計算的核心基礎設施，中間件正在呈現出服務化、自治化、 業務化、一體化等諸多新的發展趨勢。
應用軟件及其設計過程
1.應用軟件及其作用
信息系統應用軟件，是用于處理特定應用的程序。例如圖書館管理軟件，對圖書岀 入庫、借還書、書籍統計、書籍查詢等工作進行管理，有效提高工作效率。另外，如 ERP軟件、SCM軟件、CRM軟件、0A軟件、財務軟件等，都屬于針對特定應用而開發的 應用軟件。
對整個信息系統來說，直接面對用戶的，就是信息系統的應用軟件。小到軟件界面的 設計，大到系統體系結構的確定，都關系到用戶的體驗感受。因此，應用軟件的開發過程 十分重要，應力求準確實現用戶的需求和組織的工作流程，提高工作效率，降低工作成 本，減少人為出錯機會。
2.應用軟件設計過程
(1)需求分析。
需求分析是軟件開發過程中非常重要的第一步，直接關系到后續工作的進行以及最終 的軟件產品能否滿足客戶的需求，因此需求分析在開發過程中起著關鍵性的作用。
需求分析一般要由軟件分析人員、開發人員、客戶三方一起完成。軟件分析人員要做 好充分的準備和調查，深入了解客戶的業務處理工作流程，準確領會客戶意圖，將客戶意 圖轉化成軟件能夠實現的功能。對于說不清楚需求的客戶，要善于通過關鍵問題，引導客 戶提出自己的需求。
(2)體系結構模式的選擇。
在體系結構模式的選擇過程中，盡量立足于現有網絡，在滿足安全與穩定要求的同 時，使管理與維護的操作簡單，減少開發投入。可以根據系統功能需求和主要模塊設計， 以及各種體系結構模式的特點來選擇合適的體系結構模式。
單用戶體系結構只能在一臺計算機上執行，資源不共享，不能滿足系統網絡要求。所 開發的系統無須共享資源且比較簡單時，可選擇單用戶體系結構。
系統用戶較多、功能復雜、存儲信息量大、需要專業技術人員維護和管理的系統，則 可選擇客戶機/服務器結構。
為使用戶能夠在簡單、易用、單一、統一的可視化界面下，輕松、方便地訪問到各種 類型的數據，可以選擇瀏覽器/服務器結構模式。
當系統需要即時通信和不間斷地更新數據時，可選擇對等網絡結構。
(3)模塊設計。
由于業務需求多樣、業務流程復雜，信息系統往往包含著若干相對獨立的子系統；為 了達成系統的總目標，必須要完成各子系統的功能；而各子系統功能的完成，又依賴于子 系統下面各項更具體功能的實現。同時，系統一般由整個開發團隊完成，清晰劃分各個子 系統的功能有利于團隊協作。因此，在設計階段，通常把整個系統按功能劃分成各個模 塊，并按從屬關系繪制出功能結構圖。?
功能結構圖是定義和表達系統功能及其結構的有效方式。圖中每一個方框稱為一個功 能模塊，框中標明功能塊名稱。每一個功能塊的名稱，都是對系統及其子系統的功能定 義。功能結構圖規定了功能模塊設計的范圍，是功能模塊設計的基礎。
利用系統功能分解法，繪制系統功能結構圖，可以完成系統及其子系統功能結構的設 計，但系統功能結構圖底層的實現過程，在系統功能結構設計階段沒有給出。因此，在詳 細設計階段要在模塊結構設計的基礎上，給出每個模塊實現方法的細節，并對模塊的輸 入、輸出和處理過程進行詳細描述，以便在系統實施階段進行程序設計時，可以把這個描 述直接“翻譯”成用某種程序設計語言書寫的程序。
(4 )數據庫設計。
數據處理是信息系統應用的核心和基礎。數據庫是信息系統用于管理和存儲數據的 方式。
信息系統的數據庫設計，主要工作包括繪制數據流圖、編寫數據字典、設計數據邏輯 結構。
繪制數據流圖要根據業務流程描繪出數據在系統中流動和處理的過程，要描繪出信息 流和數據從輸入到輸出的過程中所經過的變換。
編寫數據字典可對系統中的數據作詳細描述，包括對數據項、數據結構、數據存儲、 數據說明等的描述。例如對“用戶名”的描述如下：
數據項名稱：用戶名(username )
類型：字符型
長度：16
說明：必須包含字母、數字，最短8位，最長16位
根據數據流圖和數據字典，對收集到的數據進行分類、組織，確定數據間的關系，同 時根據信息系統選定的數據庫管理系統所支持的數據模型，確定數據的邏輯結構。
應用軟件的開發工具和平臺
在完成了前期的分析和設計之后，就可以使用各種開發工具或開發平臺，按照系統設 計進行應用軟件的程序開發了。
1.數據庫開發工具
MySQL是目前最流行的關系型數據庫管理系統（Relational Database Management System ）。關系數據庫將數據保存在不同的表中，而不是將所有數據放在一個大倉庫內， 這樣就增加了速度并提高了靈活性。MySQL所使用的結構化查詢語言（SQL）是用于訪問 數據庫的最常用標準化語言。MySQL的特點是體積小、速度快、總體成本低。MySQL搭配 Apache和PHP,可組成良好的信息系統開發環境。
2.應用軟件集成開發環境
應用軟件集成開發環境是用于提供程序開發環境的應用程序，一般包括代碼編輯器、 編譯器、調試器和圖形用戶界面等工具，是集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、 調試功能等一體化的開發軟件服務套。所有具備這一特性的軟件或者軟件套（組）都可以 稱為集成開發環境，如微軟的Visual Studio系列，Borland的C++Builder、Delphi系列等（如 下表所示）。這些軟件可以獨立運行，也可以和其他軟件并用。

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