U／C矩陣

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過程/數據矩陣（U/C矩陣）

　　U/C矩陣是用來表達過程與數據兩者之間的關係。矩陣中的行表示數據類，列表示過程，並以字母U（Use）和C（Create）來表示過程對數據類的使用和產生。

　　U/C矩陣是MIS開發中用於系統分析階段的一個重要工具。提出了一種用關係資料庫實現U/C矩陣的方法，並對其存儲、正確性檢驗、表上作業等做了分析，同時利用結果關係進行了子系統劃分。

　　U/C矩陣是一張表格。它可以表數據/功能系統化分析的結果。它的左邊第一列列出系統中各功能的名稱，上面第一行列出系統中各數據類的名稱。表中在各功能與數據類的交叉處，填寫功能與數據類的關係。

　　U/C矩陣的正確性，可由三方面來檢驗：

　　(1) 完備性檢驗。這是指每一個數據類必須有一個產生者(即“C”) 和至少有一個使用者(即“U”) ；每個功能必須產生或者使用數據類。否則這個U/C矩陣是不完備的。

　　(2) 一致性檢驗。這是指每一個數據類僅有一個產生者，即在矩陣中每個數據類只有一個“C”。如果有多個產生者的情況出現，則會產生數據不一致的現象。

　　(3) 無冗餘性檢驗。這是指每一行或每一列必須有“U” 或“C”，即不允許有空行空列。若存在空行空列，則說明該功能或數據的劃分是沒有必要的、冗餘的。

　　將U/C矩陣進行整理，移動某些行或列，把字母“C” 儘量靠近U/C矩陣的對角線，可得到C符號的適當排列。

　　利用U/C矩陣方法劃分子系統的步驟如下。

　　1.用表的行和列分別記錄下企業住處系統的數據類和過程。表中功能與數據類交叉點上的符號Ｃ表示這類數據由相應功能產生，Ｕ表示這類功能使用相應的數據類。如下圖

　　2.對錶做重新排列，把功能按功能組排列。然後調換“數據類”的橫向位置，使得矩陣中Ｃ最靠近對角線。如下圖

　　3.將Ｕ和Ｃ最密集的地方框起來，給框起個名字，就構成了子系統。落在框外的Ｕ說明瞭子系統之間的數據流。這樣就完成了劃分系統的工作。如下圖

　　1.通過對U/C矩陣的正確性檢驗，及時發現前段分析和調查工作的疏漏和錯誤。

　　2.通過對U/C矩陣的正確性檢驗來分析數據的正確性和完整性。

　　3.通過對U/C矩陣的求解過程最終得到子系統的劃分。

　　4.通過對子系統之間的聯繫(“U”)可以確定子系統之間的共用數據。

　　1.改進了SA方法,實現了系統的科學的結構化劃分

　　傳統的方法,結構劃分是單純以已有的人工系統為依據,不是非常精確、科學。而U/C矩陣法是以數據使用的密集程度為主要依據,結合其他一些因素對系統進行劃分。這樣劃分,數據的操作相對集中在某一個子系統中,子系統之間的數據文換比較少。這樣可以實現子系統之間的高內聚,低藕合。

　　2.改進了E-R圖方法,實現了數據不同級別的保護

　　U/C矩陣法,將各層面、各子系統所涉及的資料庫進行了分析，有利於數據不同級別的保護，體現了各層面、各子系統對數據的專用性。

　　3.將系統分析階段的結構設計與資料庫設計有機結合

　　U/C矩陣法彌補了結構設計在理解、表達用戶數據需求方面的缺陷,也剋服了一圖資料庫設計層次不明確,完全與操作相脫離的弱點。使結構設計與資料庫設計兩件工作合二為一,通過對U/C矩陣的分析可以一次完成,縮短了軟體開發周期。

　　4.U/C矩陣法形象直觀

　　通過U/C矩陣,形象地描繪出過程操作與數據類數據之間的關係。這樣,容易被用戶和程式員所接受,成為兩者溝通的橋梁,而且有利於用戶和程式員的共同合作,一起進行系統分析,彌補了原先工作方式的不足。

　　U/C矩陣在劃分煤炭企業管理信息系統子系統中的應用

　　1.煤炭企業U/C矩陣的建立

　　U/C矩陣又稱功能一數據類圖利用它可以將一個系統中的數據的產生（Create）和數據的使用（Use）情況清楚地描述出來圖中的每一行代表一個功能,每一列代表一種數據類設第i行、第j列交叉處的元素為a_ij,則有公式。

　　在對某典型礦務局的組織機構設置及其系統的業務流程、管理功能、數據流程以及數據分析等調查的基礎上,考慮不同煤炭企業管理信息系統的共性和個性,對其進行系統化,自頂向下的劃分,然後逐個確定每一個具體的功能或功能類和數據或數據類用決策與計劃、組織與指揮、協調與控制、激勵與教育這4個方面8個層次來對功能劃分用控制、運行、反饋、監督4個方面組成的數據體系來對數據類進行劃分,其結果見圖1、圖2最後填上功能數據之間的關係,即完成煤炭企業U/C矩陣的建立,如圖3所示：

　　2.煤炭企業管理信息系統U/C矩陣正確性檢驗

　　正確性檢驗是利用U/C矩陣來分析系統的重要的一步它可以指出我們前段工作的不足和疏漏,或是劃分不合理的地方,具體說U/C矩陣正確性檢驗可以從以下3個方面進行：

　　（1）完備性檢驗即具體的數據類必須有一個產生者即（“C”）和至少一個使用者即（“U”）,功能則必須有產生或使用（“U”或“C”）發生。

　　（2）一致性檢驗即具體的數據類必有且僅有一個產生者（“C”）。

　　（3）無冗餘性檢驗即表中不允許有空行空列。

　　3.煤炭企業管理信息系統U/C矩陣的求解及子系統的劃分

　　U/C矩陣求解過程就是對系統結構劃分的優化過程,是基於子系統的劃分應相互獨立而且內部凝聚性高的原則之上的一種聚類操作。煤炭企業管理信息系統U/C矩陣的求解及子系統的劃分應用成組技術（GT）中的方法之一不幹涉繫數法進行求解。這樣劃分的子系統獨立性和凝聚性都是較好的,因此它可以不受干擾的獨立運行。

　　具體步驟如下：

　　（1)首先將U/C矩陣轉換為關聯矩陣,關聯矩陣的元素為a_ij,即

	功能Ai與數據Bj相關聯
	功能Ai與數據Bj不相關聯

　　(2)構造不幹涉繫數數列W₁,W₂,\cdots,W_n,其中W₁，W₂可以任取。

　　W₃ = W₁ + W₂ + 1,

　　W₄ = 2W₃,

　　W_{m − 1} = 2W_{m − 2},

　　W_m = 2W_{m − 1}。

　　在這裡取W₁ = 1,W₂ = 3故不幹涉繫數數列為1,3,5,10,20,40,…。

　　(3)將不幹涉繫數數列中的數由大到小依次分配給關聯矩陣的每一行作為權繫數, 然後按列加權, 求得每列繫數之和, 即

　　　　()

　　(4)按S_j的大小重新排列關聯矩陣的各列,得到新的關聯矩陣併在此基礎上進行行列調整,在圖中划出一個一個的小方塊即劃分子系統,並還原成U/C矩陣如圖3所示,即為通過系統分析後劃分出的子系統劃分子系統的原則是:①沿對角線一個一個地劃,不要漏掉住何一個數據或功能；②小方塊的劃分應包括所有的“C”元素。另外對同一個調整齣來的結果,小方塊子系統的劃分不是唯一的。具體如何劃分為好要根據目前各礦務局的實際情況以及分析者個人的工作經驗和習慣來定。

　　從圖3可以看到,整個煤礦管理信息系統被分為5個子系統分別為經營決策子系統、煤炭生產子系統、運銷子系統、財務子系統、人事子系統。各子系統內具體包括的功能從圖3即可知經營決策子系統由經營計劃、組織分析、評價與控制、財務計劃、資金尋求5項功能組成；煤炭生產子系統由採購訂貨、接收訂貨、庫存控制、調度、採礦工藝、生產能力計劃、材料需求、運行、地勘測量、設計、基建、機電安裝維修、洗選加工、礦井供電、給排水、安全救災、管理及生活服務、多種經營及環保18項功能組成運銷子系統由銷售領域管理、銷售、銷售管理、訂貨服務、運輸5項功能；組成財務子系統由會計總帳、成本計劃、預算會計3項功能組成；人事子系統由人員計劃、招聘發展、賠償3項功能組成,各子系統相對獨立,內部凝聚性好,相互之間的信息依賴關係減少到最低程度。

　　4.結論

　　U/C矩陣是一種處理聚類問題的系統化方法,它可以用於系統分析的各個方面應用U/C矩陣劃分煤炭企業管理信息系統子系統具有以下優點：。

　　（1）通過對煤炭企業U/C矩陣進行系統化的分析和正確性檢驗,可以及時發現前段分析和調查工作的疏漏和錯誤,可以檢查出原系統的缺點不足以及將來新系統的改革方案。

　　（2）通過對煤炭企業U/C矩陣的求解過程最終得到子系統的劃分。

　　（3）U/C矩陣劃分子系統,以儘量把數據產生的煤炭企業功能和使用的企業功能劃分在一個子系統中,通過子系統之間的聯繫“U”可以確定子系統之間的共用數據,從而減少子系統之間的信息交換使各個子系統之間分工建立緊密的橫向聯繫。

　　（4）應用U/C矩陣劃分了煤炭企業管理信息系統子系統以後,為下麵系統的定義與分析、系統設計、系統的實現和運行打下了堅實的基礎為最終完成煤炭企業管理信息系統奠定了基礎。

　　（5）各子系統均能及時準確地接收、處理、利用各種反饋信息,從而有利於運用反饋原理進行管理,並且使管理工作保持充分的彈性,及時適應客觀事物各種可能的變化,有效地實現動態管理。

　　（6）完成子系統的劃分以後,可以對目前的組織機構的設置作出定量的評價,從而為改進組織機構設置、精簡機構人員、提高管理質量效果、提高煤炭企業的經濟效益提供依據。