系統設計與開發

Talk 7

主題

規劃資訊技術

人們如何製作系統

人們如何寫程式

系統開發生命週期

從想法到演算法

從演算法到程式

程式設計語言與方法

系統開發的狀況

規劃資訊技術

規劃是確定目標的過程，並決定要做些什

麼才能達成目標、何時完成目標、誰要來

完成，還有如何完成

規劃資訊技術

資訊技術規劃牽涉到四個階段

:

資源分配

資訊技術基礎建設分析

策略規劃

主要IT規劃活動

規劃資訊技術

策略規劃



IT 規劃的第一個步驟被稱為

策略規劃

，是

將資訊技術規劃與整體商業規劃結合



利用一些策略規劃的架構和方法來確定IT

規劃確實反應商業的需求。其中一個最有

名的架構就是

關鍵成功因素

(critical success

factors，CSF)

方法

規劃資訊技術

資訊技術基礎建設分析



IT規劃的第二階段是描述組織的

IT基礎建設

所急需建置的功能



IT基礎建設包含組織的資訊系統硬體、軟體

和電信通訊設備；資訊系統部門的成員和其

它的人員；還有影響存取、處理和使用公司

內部資訊的組織架構和程序

規劃資訊技術

資源分配



IT規劃的第三階段是

資源分配

，是選擇要

投資的資訊系統專案的過程



商業組織使用許多方法來決定如何分配資

源，其中一個被廣泛使用的方法是

成本效

益分析

規劃資訊技術

專案規劃



IT規劃的第四階段是

專案規劃

。專案規劃

的目的是安排完成特定專案目標的一連串

步驟，並且要讓專案在預算內按照預定時

間完成



一個專案規劃包含一個可測量的專案目標

的敘述，可用來衡量專案的成敗。一個專

案目標可以是關於建立資訊系統的過程，

例如專案完成的確切日期

規劃資訊技術

專案規劃



許多專案規劃使用

甘特圖

(Gantt chart)

來表

現專案的時程表。甘特圖可以顯示專案中

每個步驟或一系列的步驟預期中開始和完

成的時間，還有實際開始和完成的時間

規劃資訊技術

專案規劃



專案管理者使用關鍵路徑法

(critical path

method，CPM)

來記錄專案的時程。CPM

是一個專案的數學模型，用來計算特定的

活動何時可以完成

規劃資訊技術

專案規劃



專案管理者有時會使用由CPM變化而來的

方法，叫做

計畫評估和檢閱技術

(program

evaluation and review technique，PERT)

。使

用

PERT的管理者會使用三個估算時間：樂

觀的、悲觀的，和完成所有活動最可能的

時間

人們如何製作系統

對任何組織來說，系統的開發程序是很重

要的，需要的不只是技術，還要有創意

這個 SDLC 的瀑

布模型圖顯示了

一個基本的循序

流程，從確認該

做什麼事到確認

事情有做正確。

調查

分析

設計

開發

建置

維護

淘汰

系統開發生命週期

系統開發生命週期

調查

確認問題:

‧確認組織的資訊需求

‧檢視目前的系統

‧判定它是否滿足使用者和組織的需求

‧判斷開發一個新系統或重新設計既有的系統

是否可行

系統開發生命週期

分析

在分析階段，系統分析師會:

‧收集文件

‧訪談現有系統的使用者

‧觀察運作中的系統

‧收集和分析現有系統的資料並確認新的需求

系統開發生命週期

原型法是一個互動的方法，可以不斷

地修正和改進，直到符合終端使用者

的需求

系統開發生命週期

在

SDLC 的開發階段，系統分

析師必須小心地計畫和安排活

動時間表，因為它們可以重疊

和同時進行

開發

系統開發生命週期

建置

‧直接替換法

‧平行系統法

‧逐步導入法

‧領航法

系統開發生命週期

維護

維護階段是在系統運作期間對它的監

控、評估、維修和加強

系統開發生命週期

淘汰

系統通常會使用好幾年，不過在某些時

候維護不能繼續維持系統的運作，就要

經歷淘汰階段

人們如何寫程式

程式設計是解決問題的一種特別的型式，

包含:



定義問題



設計、精鍊和測試演算法



撰寫程式



程式測試和除錯

從想法到演算法

一個老師需要一個程式來玩猜數字遊戲，讓學生

可以學習發展邏輯策略和練習他們的計算能力。

在這個遊戲中，電腦由

1 到 100 選一個數字，然

後給玩家七次機會來猜這個數字。每次猜錯時，

電腦都會告訴玩家所猜的數字太大還是太小。

先描述問題:

從想法到演算法

:逐步精鍊

先將問題分為三個部分：開始、中途和結

束。每個部分都有一個較小的程式設計問

題要解決

Begin

Game

Repeat Return

until Number is

Guessed

End

Game

從想法到演算法

:逐步精鍊

下一步的精鍊是在每個部分填入詳細一點的步驟

1.

Begin Game

Display instructions

Pick a number between 1 and 100

2. Repeat Turn Until Number is Guessed

Input guess from user

Respond to guess

End Repeat

從想法到演算法

:逐步精鍊

填入重要的細節

If guess = number, then say so and quit;

if guess < number, then say guess is too small;

if guess> number, then say guess is too high.

從想法到演算法

:逐步精鍊

讓電腦知道七次的限制已經到了

begin game

display instructions

pick a number between

1 and 100

set counter to 0

repeat turn until number is guessed or counter = 7

input guess from user

if guess = number, then say so and quit;

else if guess < number, then say guess is too small;

else say guess is too big

add 1 to counter

從想法到演算法

:控制結構

控制結構 就是控制指令執行順序的邏輯

結構

三個基本的控制結構:



循序

–

一組依照先後順序執行的指令



選擇

–

根據目前的情況，在兩個動作中選

擇一個



重複

–

允許一組的步驟重複執行數次，通

常是執行到某些條件滿足為止

從想法到演算法

:測試

測試是設計用來檢查演算法的邏輯

可以使用不同的數字來測試演算法

從演算法到程式

一個簡單的程式包含:



程式的標頭



變數的宣告和定義

進入電腦

文字編輯器輸入和儲存程式

使用轉譯軟體或編譯器將程式轉譯成機械

語言

轉譯軟體

轉譯軟體，叫做

直譯器

，在高階程式執行的

編譯器

編譯器

將整個程式在執行前轉譯成機械語

言程式

程式設計語言與方法

機械語言

是電腦的母語



四個基本的運算指令，可比較兩個數字，可重

複指令等等，都是二進位格式



指令、記憶體定址、數字和字元全都是以

0 和

1 來表示

程式設計語言與方法

組譯器

將組合語言的每個敘述轉譯成相對

高階語言

高階語言是介於人類自然語言和機械語言

之間的語言

例如: C++, Java, Basic, FORTRAN,

COBOL

他們容易撰寫和除錯，並可在不同機械間

轉移

結構化程式設計

結構化程式設計是一個讓程式設計步驟更容

易和更有生產力的技術

一個好的結構化程式符合下列要求:

-

由以邏輯力互相凝聚的模組組合而成

-

模組以階層化排列

-

簡單並可讀

非結構化程式設計

一個非結構化的程式

就像一個大而複雜的

機器，不能輕易拆解

成小部份

任何的修改都必須要

將整台機器拆開

結構化程式設計



問題可以區隔到個別的

模組



每個模組的輸出和輸入

較容易瞭解

結構化程式比較容易瞭解和修改，因為:

物件導向程式設計

在使用

物件導向程式設計

的程式中，不再

只是指令和程序的集合；它是一個物件的

集合

Basic 的三個階段

1.

早期的

Basic

- 每行程式之前都有行號。敘述

依照號行的順序來執行，直到以

GoTo 指令將控

制權轉移到另一個敘述

2.

結構化

Basic

- 一個擁有許多結構化程式設計

功能的新版語言，主程式被減化成幾行敘述；這

些敘述顯示了整個程式的邏輯。在執行時，主程

式會使用

CALL 指令將控制權交給其它副程式

3.

視覺化

Basic

- 一個現代化的程式設計環境，

包含許多物件導向程式設計和視覺化程式設計的

構想和工具

物件導向程式設計

有了

OOP 技術，程式設計師可以使用預先建構好的物件

來發展程式，就像建築工人用預先做好的磚牆來蓋房子

一樣

例如，用來將郵寄名單資料庫中的地址按英文字母順序

排序的物件也可以在另一個程式中用來排序飯店的訂房

名單

視覺化程式設計

視覺化程式設計

讓程式設計師可以藉由繪

圖和移動螢幕上的物件來建立他們程式的

大部分，消除了許多傳統程式設計冗長乏

味的程式碼撰寫

Apple 的 HyperCard 可能是第一個流行的

視覺程式設計環境範例

今日

Microsoft 的 Visual Basic 因為它的

視學化程式設計方法，廣泛地被專業人士

和玩家所使用

給使用者用的語言

使用者導向巨集語言或腳本語言讓使用者

能夠自己建立巨集程式來自動完成重複性

的工作

第四代語言使用類似英語的詞語和句子來

當作指令，專注在要做什麼事情上，而不

是要怎麼去做

元件軟體

可利用軟體元件建構小型的客製化應用程

式

客製化的能力必須要軟體有設計這項功能

才行，愈來愈多的軟體程式，包含作業系

統，都將擴充功能納入設計考量

Web 程式設計



HTML



JavaScript



Java



Perl



XML

程式設計師可以使用各種語言來寫

Web 應

用程式，包含

C 和 C++。不過有些程式設

計工具對於開發

Web 應用程式特別有用:

程式設計的未來

程式設計語言會繼續往自然語言的方向進

展

程式設計師與使用者之間的界線可能會變

得模糊

電腦將可以自己設計程式

系統開發的狀況

:軟體問題

軟體錯誤很難找到，更難移除



疏忽造成的錯誤



語法錯誤



邏輯錯誤



操作錯誤



容量錯誤



判斷錯誤

系統開發的狀況

:

軟體解決方案

程式設計技術

程式設計環境

程式驗證

無塵室程式設計

人員管理