信息工程方法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19 9 3年1 0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。1 9 9 5年1 0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1 9 9 6年1 2月1 5日至1 9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T GPMS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T G P M S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T GPMS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 统的核心与基础一数据集成的实质，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 “是没有出路的口-2。加拿大Monenco AGRA公司提出的M A I/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MP MS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 TGPMS 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T G P M S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T GPMS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(I EM)是8 0年代 初由美国学者詹姆斯.马丁(James Martin ) 等人创立的，？高教授于8 0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2 5周、1 6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I S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(I RM)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9 2年提出的五项信息资源 管理基础标准是完全可以用于T GPMS 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）。9 0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（OO I E ?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、R A D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。O O I E将全企业范围的I S 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。n.业务域分析。业务代表和系统分析 员组成的联合需求规划（J RP）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。m.系统设计。针对具体的应用，由联 合应用设计（J AD）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R 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（Cod Generator ）和可重用的类库，以提高系统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MA I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 - C A S E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 象的信息工蹋&希希桑牛-I椒郑岷衔颐堑难芯亢鸵延芯棕衔裕牵校停拥目13.力护W扇/惶住？b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。1 .总体规划过程。进行全三峡工程管 理的信息总体姨醋药迨葭姨 允菽P秃凸S苣P偷慕 (10)饕晒 J 滓墓困魇怯芍懈吓t禀斓疾斡氤橄蟆侗 鹫投丁 ？quot;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。n.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ooI E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。m.系统建造过程。基本上是oo I e 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D P AT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，？8 0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，W