管理信息系统教程管理信息系统的系统设计课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,管理信息系统,第七章 管理信息系统的系统设计,7.1 系统设计的任务,7.2,代码设计,7.3 功能结构图设计,7.4 信息系统流程图设计,7.5 系统物理配置方案设计,7.6 输出设计,7.7 输入设计,7.8 数据存储设计,7.9 处理流程图设计,7.10 制定设计规范,7.11,编写程序设计说明书和系统设计报告,本章教学目的要求,掌握,系统设计的基本知识,了解,系统设计的全过程，,掌握,系统设计报告编写方法,。,本章教学重点,系统设计的任务和原则；代码设计；数据库设计,详细,设计,提出,要求,可行性,研究,系统,评价,系统,维护,验收,编程,调试,系统,转换,详细,调查,初步,调查,逻辑,设计,开发方,案选择,审批,审查,审查,总体,设计,系统规划,系统分析,系统设计,系统实施,系统运行,和维护,第一节 系统设计的主要工作,系统设计的任务：,在系统分析提出的逻辑模型的基础上，科学合理地进行物理模型的设计，即建立系统的物理模型,【系统模型分为逻辑模型和物理模型。逻辑模型主要确定系统做什么，而物理模型则主要解决怎样做的问题，前者是系统分析的主要任务，后者是系统设计的主要任务。系统设计的依据就是系统分析阶段所得到的数据流程图和数据字典】,逻辑模型,物理模型,做什么,如何做,科学合理地提出,从具体到抽象,从抽象又回到具体,系统分析,系统设计,一、系统设计的主要工作,主要内容,系统详,细设计,系统总,体设计,系统设,计报告,1,、系统总体设计,系统总体设计的内容,系统的组成部分，即有哪些模块组成,系统的层次及调用关系,模块的处理功能,模块之间的接口，即模块间传递的数据,主要包括信息系统流程图设计、功能结构图设计和功能模块图设计,（指系统总体功能结构的设计）,让系统建设者了解要解决用户的问题所需要的硬件和系统。主要描述系统的硬件配置、人机界面、输入和输出、数据库和网络体系结构等。,2,、系统详细设计,系统详细设计的内容,代码设计和设计规范的制定,（是设计人员共同遵守的设计标准）,系统物理配置方案设计：,包括设备配置、通信网络的选择和设计以及数据库管理系统的选择等,（系统运行环境）,数据存储设计：,包括数据库的设计、数据库的安全保密设计等,计算机处理过程设计：,输入、输出、处理流程图设计及编写程序设计说明书等,系统设,计目标,二 系统设计的主要目标（五项）,系统的运行效率,系统的可靠性,系统的安全性,系统的灵活性,系统的经济性,通常，可以采用以下设计目标来评价一个设计方案的,优劣。,1.,系统的运行效率,批处理系统：,处理速度（即单个业务的平均处理时间）,联机实时处理系统：,响应时间（即从终端上发出一项请求到计算机在终端上给出回答所用的时间）,实时录入、成批处理的系统：,处理能力（标准时间周期内处理的作业个数）,2.,系统的可靠性,可靠性,是指受外界干扰时，系统的抵御能力和恢复能力。,平均故障间隔时间：,指前后两次发生故障的平均时间，反映了系统安全运行时间。,例如：第一次故障在,3,：,00,发生，第二次故障在,11,：,00,发生，第三次故障在,23,：,00,发生。,则：,平均故障间隔时间,=,（,8 + 12,）,/ 2 = 10,平均维护时间：,指故障后平均每次所用的修复时间，反映系统可维护性的好坏。,为保持系统的长久生命力，要求系统具有很强的,环境适应性,，为此，系统应具有较好的开放性和结构的可变性。,在系统设计中，应尽量采用,模块化结构,，提高各模块的独立性，尽可能减少模块间的数据耦合，使各子系统间的数据依赖减至最低限度。这样，既便于模块的修改，又便于增加新的内容，提高系统适应环境变化的能力。,3.,系统的灵活性,经济性,指在满足系统需求的前提下，尽可能减小系统的开销。,一方面，在硬件投资上不能盲目追求技术上的先进，而应以满足应用需要为前提；另一方面，系统设计中应尽量避免不必要的复杂化，各模块应尽量简洁，以便缩短处理流程、减少处理费用。,4.,系统的经济性,5.,系统的安全性,系统安全性,是指系统的硬件和软件免遭故意或偶然损害的能力；保护数据不丢失、不泄露、不改动和被销毁的能力；限制数据传播范围（保密）的能力。,第二节 代码设计,我们身边常用到的代码：,学号,身份证号码,借书证编号,手机号码,。,编码（代码）是信息系统实现的基础和前提，也是信息系统设计的有机组成部分,。,合理的编码结构是信息系统是否具有生命力的一个重要因素,。,代码的定义：,代码是代表事物名称、属性、状态等的符号，为了便于计算机处理，一般用数字、字母或它们的组合来表示,。,代码设计往往是系统设计的第一个步骤，有了良好的代码设计，才能保证整个系统设计的一致性，是系统设计的共同指南。,一、代码的功能,（代码的作用）,它为事物提供一个概要而不含糊的认定，便于数据的存储和检索,：代码缩短了事物的名称，节省了时间和空间,（如数据流程图中，用,F,表示数据流；,D,表示数据存储。,P,表示处理过程）,使用代码可以提高处理的效率和精度,：按代码进行排序或按某种规定算法进行统计分析，可以十分迅速,（如按学号排序）,代码提高了数据的全局一致性,（共享性）,：同一事物在不同场合有不同的叫法，可以通过编码统一起来，减少了因数据不 一致而造成的错误,（如同一个项目,P，,有的部门叫项目、有的叫课题、有的叫工程）,代码是人和计算机的共同语言,：是两者交换信息的工具,（如0037、0081等）,代码设计在系统分析阶段就应当开始,。由于代码的编制需要仔细调查和多方协调，在系统设计阶段才能最后确定。,二、代码的设计,合理的编码结构是信息处理系统是否具有生命力的一个重要因素，在编码设计时，应遵循以下原则：,设计的代码在逻辑上必须能满足用户的需要，在结构上应当与处理的方法相一致,：,（通过学号就可以了解学生所在的系以及所学的专业）,一个代码应惟一标志它所代表的事物或属性,：,（如学号）,代码设计时，要预留足够的位置，以适应不断变化的需要,：在短时间内，随便改变编码结构对设计工作来说是一种严重浪费,（如身份证号码的更换）,代码要系统化，代码的编制应尽量标准化,：尽量使代码结构对事物的表示具有实际意义,（如用,Name,表示姓名就比用,N,表示姓名更清晰）,要注意避免引起误解，不要使用易于混淆的字符,：如0、,z、I、S、V,与0、2、1、5、,U,易混,要注意尽量采用不易出错的代码结构,：例如,WW2,就比,W2W,发生错误的机会要少一些；,当代码长于4个字母或5个数字字符时，应分成小段,（比如电话号码：0086-023-68668334）,若已知码的位数为,P，,每一位上可用字符数为,Si,，,则可以组成码的总数为：,C=S1*S2*Sp,例如，对每位字符为09的三位码，共可组成：,C1010101000,种码。,三、代码的种类,代码的种类,顺序码,区间码,助忆码,顺序码是一种最简单、最常用的代码。,这种代码是将顺序的自然数或字母赋予分类对象,。,例如,用,1,代表厂长，,2,代表科长，,3,代表科员，,4,代表生产工人等。,超市里收银小票的流水号,1,、顺序码,优点：,短而简单，易于管理,缺点,：,代码本身没有给出对象的任何其它信息,（没有逻辑基础）,新加的代码只能列在最后，删除则造成空码,（如政府的车牌号码：渝,AA0001,）,通常，,顺序码作为其他码分类中细分类的一种补充手段。,2,、区间码,区间码的定义：,把数据项分成若干组，每一区间代表一个组，码中数字的值和位置都代表一定意义。典型的例子是邮政编码、电话号码等。,我国公民身份证代码的含义,区间码的优点：,信息处理比较可靠，排序、分类、检索等操作易于进行,区间码的缺点：,码的长度与它分类属性的数量有关，有时可能造成很长的码，加重计算机处理的负担,在许多情况下，码有多余的数,码的维护比较困难,助忆码用文字、数字或文字数字结合起来描述，其特点是，可以通过联想帮助记忆。例如，用,TV-B-12,代表12英时黑白电视机，用,TV-C-20,代表20英时彩色电视机,（是一类特殊的区间码）,助忆码适用于数据项数目较少的情况(一般少于50个)，否则可能引起联想出错。此外，太长的助忆码占用计算机容量大多，也不宜采用。,3,、助忆码,例：员工代码设计:,一般员工编号能直接反映出该员工所在的部门，因此系统员工编号设计成“部门+编号”的形式，这里的部门使用部门编号，而后面的编号是指该名员工在所属部门的编号。例如员工编号10001，则10代表其所在的部门：财务部，而001是其员工本身的编号。具体设计如下图所示：,四、代码结构中的校验位,编码作为计算机的重要输入内容之一，其正确性直接影响到整个处理工作的质量,（如产品价格的错误输入）,由于人们抄写代码和将它通过人手输入计算机时发生错误难以避免，为了保证正确输入，有意识地在编码设计结构中原有代码的基础上，另外加上一个校验位，由它来证实输入是否有错,（数据加密中的数字签名技术也是编码校验的一种应用）,抄写错误,1234,1235,易位错误,1234,1243,隔位易位错误,1234,1432,如何解决，如何保证代码的正确性？,代码录入时出现错误的类型,在设计好的代码（代码本体）后，再增加一位，作为代码的组成部分。增加的这一位，即为校验位。,避免代码录入出现错误的办法,XXXXXX,X,校验位,代码本体,校验位是根据事先规定好的数学方法及代码本体计算出来的。,代码的校验方法,开始,YES,NO,计算校验位,计算的校验位与录入的校验位是否相同,结束,录入包括校验位在内的完整代码,以算术级数作为代码本体的权数,1,2,3,4,5,代码本体,6,5,4,3,2,权数,= 16,25,34,43,52,= 50,=,i,i,p,c,S,1,、算术级数法,6,11,mod,50,mod,=,=,=,M,S,R,1 2 3 4 5,6,校验位,代码本体,问题：如将数据错误输入为,21345,，校验码能检查出来此错误吗？,如何确定权的大小有一定的法则，不能随意安排，否则错误的数据输入经加权后，会得到正确的校验码，从而无法识别出错数据。,原代码,l 2 3 4 5,各乘以权 32 16 8 4 2,乘积之和 32,+,32,+,24,+,16,+,10114,以11为模去除乘积之和，把得出的余数作为校验码：,11411104,因此设计输入代码为：123454。,2,、几何级数法,原代码 1 2 3 4 5,各乘以权 17 13 7 5 3,乘积之和 17,+26+,21,+,20,+,15=99,以11为模去除乘积之和，把得出余数作为校验码：,991190,因此设计输入代码为：123450,注意，以11为模时，若余数是10，则按0处理。,3,、质数法,举例：产品库存表中的,Mac,码校验,在系统中，对入库单、出库单等数据设置,MAC,码，,MAC,码以单据中的关键数据为参数，经过一个,MAC,码计算函数经过加密计算产生。在进行数据校验时，通过这些表中的关键数据计算其,MAC,码，看其是否与数据库中对应的,MAC,码相附，如果不相附则说明该条数据已经被恶意修改过，通过数据校验，可以告诉用户那些数据被恶意修改过了。,通过这一功能，用户可以及时方便的了解到有那些数据被恶意修改过，并针对这一情况作出响应的处理，以防止这种情况的再次发生，影响数据统计的真实性以及系统的正常使用。,数据输入时产生校验码，输出时重新计算校验码并与原始校验码进行比较，以判断数据是否被修改。,身份证号码的规则设计,概述,18,位身份证标准在国家质量技术监督局于,1999,年,7,月,1,日实施的,GB11643-1999,公民身份号码,中做了明确的规定。,GB11643-1999,公民身份号码,为,GB11643-1989,社会保障号码,的修订版，其中指出将原标准名称,社会保障号码,更名为,公民身份号码,，另外,GB11643-1999,公民身份号码,从实施之日起代替,GB11643-1989,。,GB11643-1999,公民身份号码,主要内容如下：,一、范围,该标准规定了公民身份号码的编码对象、号码的结构和表现形式，使每个编码对象获得一个唯一的、不变的法定号码。,二、编码对象,公民身份号码的编码对象是具有中华人民共和国国籍的公民,。,身份证号码的规则设计,概述,三、号码的结构和表示形式,1,、号码的结构,公民身份号码是特征组合码，由,十七位数字本体码,和,一位校验码,组成。排列顺序从左至右依次为：,六位数字地址码,，,八位数字出生日期码,，,三位数字顺序码,和,一位数字校验码,。,2,、地址码,表示编码对象常住户口所在县,(,市、旗、区,),的行政区划代码，按,GB/T2260,的规定执行。,3,、出生日期码,表示编码对象出生的年、月、日，按,GB/T7408,的规定执行，年、月、日代码之间不用分隔符。,4,、顺序码,表示在同一地址码所标识的区域范围内，对同年、同月、同日出生的人编定的顺序号，顺序码的奇数分配给男性，偶数分配给女性。,5,、校验码,身份证号码的规则设计,设计方法,（,1,）十七位数字本体码加权求和公式,S =,Sum(Ai,*,Wi,), i = 0, . , 16,，先对前,17,位数字的权求和,Ai:,表示第,i,位置上的身份证号码数字值,Wi,:,表示第,i,位置上的加权因子，由,2,（,n-1,）,mod 11,得来。其中,n,表示身份证每一个数字所在位置，最左边是第,18,位，即,n=18,最右边是第,2,位，,n,2,。,Mod,表示求余数。对应得到的,Wi,如下：,Wi,: 7 9 10 5 8 4 2 1 6 3 7 9 10 5 8 4 2,（,2,）计算模,Y =,mod(S, 11),（,3,）通过模得到对应的校验码,Y: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,校验码,: 1 0 X 9 8 7 6 5 4 3 2,第三节 结构化系统设计概述,结构化设计,是“,用一组标准的准则和工具帮助系统设计人员确定应该由哪些模块，用什么方式联结在一起，才能构成一个最好的系统结构,”即，结构化设计方法（,SD,）是以数据流图（,DFD,）为基础的，采用,模块化、自顶向下逐步求精,的基本思想，以,DFD,为基础,构造出,结构图（,SC,）,。,1.,结构化设计的概念,结构化设计的基本思想就是,模块化,。即对每一个系统按功能逐步由顶向下，由抽象到具体的逐层分解，将系统分解成为多层次的独立功能模块，一直分解到能简单地用程序实现为止。,2.,结构化设计的基本思想,有效工作时,间卡信息,工资系统,有效工作,时间卡,工资总量,工资信息,录入考勤卡,信息,计算工资,总量,打印工资,单,计算雇员,工资率,计算支付,工资总量,雇员工资率,比率,工资总量,结构图的例子,采用,分解,的方法，即把系统分解成由相对独立的、功能单一的若干模块组成的结构,采用图形表达工具（,结构图，,SC,）,有一组基本的设计原则,（,模块耦合度与聚合度,）,有一组基本的设计策略,（,变换型、事务型,）,有一组评价标准和优化技术,3.,结构化设计的特点,在系统设计阶段，我们采用,结构图（,Structure Chart,，简称,SC,）,来表达新系统的物理模型，描述系统的结构。,3.,结构化设计的基本工具,1.,模块,模块,是可以组合、更换和分解的单元，是组成系统,的基本单元。,二 结构图,属性类,属性,说明,外部属性,功能,模块能够完成的任务或实现的操作,输入输出数据,模块使用的条件和模块之间的关系,内部属性,算法,模块内部如何实现所要求的功能,内部变量,算法中涉及的变量,模块的属性,模块的例子,:,int,max(,int,x,int,y),int,z;,z=xy? x: y;,return(z);,模块的功能：求两个整数的最大值,输入参数：两个整数,输出参数：整数,内部变量,算法,2.,结构图（,SC,）,结构图（,Structure Chart,，简称,SC,）又称层次模块,结构图或模块结构图,，是描述系统模块结构的图形化工,具，模块及模块之间的联系采用规定的图形符号来表,示。,模块,用矩形表示，,矩形,中写上模块名字，反,映了这个模块的功能。,（,1,）结构图的主要成分,模块名,模块名,模块,带双竖线的矩形。,库模块,可以重用，即可在图中多次调用。,库模块,调用,用连接两个模块的箭头表示调用，箭头,总是从调用模块指向被调用模块。,A,B,模块,A,调用模块,B,调用模块,被调用模块,模块调用的例子,:,1,int,max(,int,x,int,y),2,int,z;,3,z=xy? x: y;,4,return(z);,5,6,main( ),7,8,9,max( 3, 4);,10,11,main(),max(),z,x,y,SC,中的,选择调用,A,C,B,D,A,根据内部判,断决定是否,调用,B,A,按另一判定,结果选择调用,C,或,D,选择调用,的例子,:,1,A( ),2, ,3,if (,条件,),4,B( );,5,else,6,C( );,7,8,A,B,C,A,B,C,A,根据循环条件重复调用,B,、,C,等模块,SC,中的,循环调用,循环调用,的例子,:,1,A( ),2, ,3,while (,条件,),4,5,B( );,6,7,8,A,B,数据,在模块之间传递的数据，使用,带空心圆,的箭头,表示，并在旁边标上数据名。,A,B,模块,A,调用模块,B,时，,A,将数据,x,，,y,传送给,B,，,B,将处理结果数据,z,返回给,A,z,x,y,控制信息,采用,带实心圆的箭头,表示，并在旁边标上控制,信息名。,模块通过使用控制信息来判断某种条件或对其他模块做出相,应的动作。,查物资库存,读库存文件,库存量,物资,编码,无此物资,数据流程图是从,数据流,着眼，而结构图从,程序模块,着眼,;,数据流程图描述的是系统的,逻辑模型,，而结构图是描述系统的,物理模型,;,数据流程图是用不同的图来表示不同的层次，是“,平面图,”，而结构图能反映系统的层次结构，是“,立体图,”,;,数据流程图是从具体到抽象，描述系统的要求，而结构图是从抽象到具体，描述系统的实现方法,。,（,2,）结构图与,DFD,的差别,首先要区分数据流程图的,结构类型,变换型,DFD,一个数据流程图可以明显地分成,输入、处理和输出三部分,事务型,DFD,事务型数据流程图一般呈束状形,然后根据不同的类型采用不同的方法把数据流图转换成相应的模块结构,从数据流图导出初始结构图的方法,三 数据流程图导出结构图,确定,DFD,中变换流、输入流和输出流部分,设计模块结构的顶层和第一层,设计中下各层,转换,中心,输入,部分,输出,部分,1.,以变换为中心的策略,变换型,DFD,学生,1,登录系统,姓名,密码,2,课程查询,3,选课登记,4,打印课表,D1,学生档案,D2,课程文件,D3,选课记录,学生,合法,身份,课程,信息,选课,信息,课表,案例：学生选课,输出部分,转换中心,查询信息,学生,输入部分,根据数据流程图建立结构图的,第一个草案,，其中包括调,用阶层和必须的数据耦合。,选课主模块,输入身份信息,选课处理,输出选课信息,验证信息,查询信息,课表,课表,必要时增加下列模块,，以使（,1,）通过用户界面屏幕,获得输入数据，（,2,）读写数据存储，（,3,）写出输出数据,或报表。通常，这是一些低层模块或实用模块。,下面，增加一些模块来扩展结构图的第一个草图，以,便提供读写数据的模块。,选课主模块,输入身份信息,选课处理,输出选课信息,验证信息,查询,信息,课表,课表,输入密码,验证密码,课程查询,选课登记,打印课表,密码,密码,验证信息,课表,课程,查询,信息,课程,课表,2.,以事务为中心的策略,所谓事务,，是指一个信号，或一起事件，或一组数据，它们,能在系统中引起一组处理动作。,确定事务类型,处理,A,类事务,处理,B,类事务,处理,C,类事务,A,类事务,B,类事务,C,类事务,事务型,DFD,把一个复杂的,DFD,图,分割成若干个较小的,DFD,图,，每一,个小的,DFD,图只反映对同一种类型事务处理模块的功能，,这些小的,DFD,图比较简单，可采用,以变换为中心的策略,生,成若干个较小的结构图。,此外，以事务为中心的策略可以再把这些小的结构图合,并起来，形成一副大的结构图来描述整个系统。,以事务为中心的基本思想,以事务为中心的策略的实施步骤：,分析,DFD,图，确定它的事务中心,绘制出事务中心所对应的结构图,事务处理,取得事务类型,处理,A,类事务,处理,B,类事务,处理,C,类事务,输入信息,确定事务类型,事务类型,由事务型,DFD,转换得到的结构图,【,案例,】,某火车售票系统的数据流程图如下所示,录入员,1,接受查询,查询,信息,查询,信息,2,分析查询,4,按班次查询,6,查询显示,3,按日期查询,5,按线路查询,旅客,班次,日期,线路,查询结果,查询,结果,查询结果,查询,结果,接受查询,输入信息,查询信息,列车查询主模块,查询显示,分析查询,按日期查询,按班次查询,按线路查询,查询,信息,查询信息,查询结果,查询结果,日期,班次,线路,四 模块设计的原则,SD,方法提出的定性的,度量标准,：,模块之间的,耦合性（块间联系）,模块自身的,聚合性（块内联系）,一般来说，我们期望设计出,高度内聚,和,松散耦合,的模块来。,耦合,度,是模块间的联结关系，衡量不同模块间的相互依赖的紧密程度。耦合的强弱取决于模块间接口的复杂程度,；,进入或访问一个模块的,入口,点,；,以及通过接口的数据。,耦合,度,越高，模块独立性越弱,1.,块间联系（耦合度）,无耦合,没有依赖关系,松散耦合,有,少量依赖关系,紧密耦合,有,很多依赖关系,模块间耦合的类型,模,块,独,立,性,弱,(,低耦合,),强,(,中耦合,),控制耦合,(,较强耦合,),公共耦合,(,强耦合,),内容,耦合,耦,合,度,低,高,数据耦合,特征耦合,一模块调用另一模块时，被调用模块的输入、输出都是简单的数据，则该联结称为,数据耦合,。,属,松散耦合。,（,1,）数据耦合,数据耦合举例,计算水电费,计算水费,用水量,用电量,水费,电费,计算电费,如,两个模块通过,传递数据结构,(,不是,简单数据,，,而是记录（结构）、数组等,),加以联系,，,或都与一个数据结构,有关系,则称这两个,模块间存在,特征,耦,合,。,（,2,）特征耦合,“,住户情况,”,是一个数据结构，图中模块都与此数据结,构有关。,“,计算水费,”,和,“,计算电费,”,本无关，由于引用,了此数据结构产生依赖关系，它们之间也是特征偶合。,计算水电费,计算水费,计算电费,住户情况,水费,电费,住户情况,特征耦合举例,一模块通过开关量、标志、名字等控制信息，明显地控制另一模块的功能，则该联结称为,控制耦合,。,（,3,）控制耦合,A,计算平均分,或最高分,B,平均分,/,最高分,成绩,控制耦合举例,读入分数,输出结果,计算平均分,计算最高分,平均,/,最高,?,调用模块,B,时，须先,传递控制信号,(,平均,分,/,最高分,),，以选择,所需的操作。控制,模块必须知道被控,模块的内部逻辑，,增强了相互依赖。,B,去除模块间控制耦合的方法：,(1),将被调用模块内的判定上移到调用模块中进行,(2),被调用模块分解成若干单一功能模块,改控制耦合为数据耦合举例,A,计算平均分,B1,平均成绩,最高成绩,计算最高分,B2,（,4,）公共耦合和内容耦合,公共耦合和内容耦合已基本不用,耦合是影响系统复杂程度和设计质量的重要因素,目标,：,建立模块间耦合度尽可能松散的系统,模块化设计对耦合度的要求,2.,块内联系（聚合度）,聚合度,是衡量一个模块内部各成分之间彼此结合的紧密程度。,设计目标：,高聚合,（模块的所有成分都直接参与并且对于完成同一功能来说都是最基本的）,模块内聚合的类型,模,块,独,立,性,弱,(,功能分散,),强,(,功能单一,),机械聚合,逻辑,聚合,暂时聚合,过程聚合,通信聚合,顺序聚合,功能聚合,聚,合,度,低,高,一个模块内所有成分的处理动作全部为完成某个功能，且只执行一个功能，缺一不可，称为,功能聚,合,。聚合性最强,（,1,）功能聚合,一个模块能完成多个操作，前一个操作处理的输出数据是下一个操作处理的输入数据，模块中各成份的工作是有次序的，各成份的关系也较紧密，则称为,顺序聚合,。,（,2,）顺序聚合,顺序聚合例子,打印,累加,读数,模块,1,（,3,）机械聚合,一个模块内的各组成部分的处理功能彼此之间没有任何关系，则该模块称为,机械聚合,。,M,R = O;,READ FILE F;,T = S;,模块,M,中的三个语句没有任何联系,缺点：可理解性差， 可修改性差,机械聚合例子,耦合与聚合都是模块独立性的定性标准，都反映模块独立性的良好程度。但,耦合是直接的主导因素，聚合则辅助耦合共同对模块独立性进行衡量,。,聚合与耦合密切相关，同其它模块强耦合的模块意味,着,弱聚合，强聚合模块意味着与其它模块间松散耦合,.,设计目标：,力争,强聚合、弱耦合,耦合、聚合与模块独立性关系,第四节 信息系统流程图设计,（简单了解）,功能结构图主要从功能的角度描述了系统的结构，但并未表达各功能之间的,数据传送关系,。,信息系统流程图：,是用来描述模块间数据联系的工具，信息系统流程图是以新系统的数据流程图为基础绘制的，,它,以数据流程图中的处理过程为中心来进行设计,。,可按下述思路来绘制信息系统流程图：,1首先为数据流程图中的处理功能画出数据关系图，它反映了数据之间的关系，即输入数据、中间数据和输出信息之间的关系；,2把各个处理功能的数据关系图综合起来，形成整个系统的数据关系图，即信息系统流程图。,从数据流程图到信息系统流程图并非单纯的符号改换，信息系统流程图表示的是计算机的处理流程，而,并不像数据流程图那样还反映了人工操作那一部分,。因此绘制信息系统流程图的前提是已经确定了系统的边界、人一机接口和数据处理方式。,图,7.5,是工资管理子系统的信息系统流程图,（其数据流程图见,P128,的图,6.12,，详细分析）,。由图可知该子系统由主文件更新模块、建立扣款文件模块和计算打印模块三部分组成。,第五节 系统物理配置方案设计,系统物理配置方案是指信息系统运行所依赖的,硬件平台、网络平台和软件平台,，因此其设计就是针对新系统的目标，构建能够支持新系统运行的软硬件环境，以满足新系统逻辑模型的功能和技术需求。,随着信息技术的发展，各种计算机软、硬件产品竞相投向市场。多种多样的计算机技术产品为信息系统的建设提供了极大的灵活性，使我们可以根据应用的需要选用不同生产者的性能各异的软、硬件产品，但同时也给系统设计工作带来了新的困难，那就是如何从众多厂家的产品中作出最明智的选择。,一、设计依据,系统的吞吐量：,每秒钟执行的作业数称为系统的吞吐量，系统的吞吐量越大，则系统的处理能力就越强,（如文字处理和三维图象处理选用的计算机就一定不同）,系统的响应时间：,从用户向系统发出一个作业请求开始，到给出应答结果的时间称为系统的响应时间,（系统响应时间与用户心理）,系统的可靠性：,系统的可靠性可以用连续工作时间表示,（如银行数据库管理系统、航天飞机自动控制系统等）,系统的处理方式,：集中式,主机系统；分布式,微机网络,地域范围：,根据系统覆盖的范围决定采用广域网还是局域网,（局域网的范围不能超过10公里）,数据管理方式：,如果数据管理方式为文件系统，则操作系统应具备文件管理功能；如果数据管理方式为数据库管理方式，系统中应配备相应的数据库管理系统,（大型数据库管理系统的价格非常高）,二、计算机硬件选择,（只是设备的选型设计，并不是购买）,确定系统的体系结构,（数据的处理方式）,：,如果是集中式的处理，可以采用主机一终端系统；若企业应用是分布式的，则使用微机网络更为灵活、经济；,（微机服务器与小型机服务器的选择）,软件对计算机的要求：,（如三维动画制作软件对计算机的要求）,三、计算机网络的选择,系统网络平台的设计主要包括中、小型机方案与微机网络方案的选取，网络互连结构及通信介质的选择，局域网拓扑结构的设计，网络应用模式及网络操作系统的选型，网络协议的选择，网络管理，远程用户等工作。有关内容请参考计算机网络的技术书籍。,网络拓扑结构一般有总线型、星型、环形等。在网络选择上应根据应用系统的地域分布、信息流量进行综合考虑。,（涉及网络的安全）,1,、网络拓扑结构,2,、网络的逻辑设计,通常首先按软件将系统从逻辑上分为各个分系统或子系统，然后按需要配备设备，如主服务器、主交换机、分系统交换机、子系统集线器（,HUB,）、通讯服务器、路由器和调制解调器等，并考虑各设备之间的连接结构,。,3,、网络操作系统,目前，流行的网络操作系统有,UNIX,、,Windows NT,等。,UNIX,（历史最早，是唯一能够适用于所有应用平台的网络操作系统）；,Windows NT,由于其,Windows,软件平台的集成能力，随着,Windows,操作系统的发展和客户机,/,服务器模式（,C/S,）向浏览器,/,服务器模式（,B/S,）延伸，无疑是有前途的网络操作系统。,四、数据库管理系统的选择,（,DBMS,的选择）,管理信息系统都是以数据库系统为基础,。,一个好的数据库管理系统对管理信息系统的应用有着举足轻重的重要影响。在数据库管理系统的选择上，主要考虑：,数据库的性能,数据库管理系统的系统平台,数据库管理系统的安全保密性能,数据的类型,【市场上流行的数据库管理系统有：0,racle、Sybase、SQL,Server、Foxpro,等，各种,DBMS,性能差异很大，价格也完全不同】,五、应用软件的选择,随着计算机产业的发展，出现了许多商品化应用软件，这些软件技术成熟、设计规范、思想先进，直接应用这些软件既可以节省投资，又能够规范管理过程、加快系统应用的进度。,（现今的软件开发，大都采取购买现有的软件平台，根据具体应用的需要进行二次开发，很少有一切从头做起的）,选择应用软件的原则：,软件是否能够满足用户的需求,：,（最基本的要求）,软件是否具有足够的灵活性：,应用软件要有足够的灵活性，以适应应用环境变化的需求,（容易修改，系统扩充）,软件是否能够获得长期、稳定的技术支持,：,良好的售后服务是软件性能的重要指标之一,例：重庆长安汽车销售管理系统物理配置方案设计,硬件环境设计：,赛扬900以上的计算机处理器，剩余硬盘空间5,G,以上，内存128,M,以上，配置有,CD-ROM，,鼠标，屏幕的分辨率为：800*600或以上，建议配置不间断电源，打印机为,Windows2000,支持的图形激光打印机。,软件环境设计：,1、,Windows 98/2000/XP,作为操作系统平台；,2、,MS SQL SERVER 2000,作为数据库平台；,3、,PB9.0,作为应用系统开发工具；,4、,Microsoft Word,作为文档编辑和阅读工具。,第六节 制订设计规范,（重点：设计规范的制订应该在代码设计时就进行，而不是所有设计完成后再设计）,设计规范是整个系统的“公用标准”，它具体地规定了文件名和程序名的统一格式、编码结构、代码结构、统一的度量名等。如不统一标准，将来无论在系统的使用、操作方面，或者在管理方面，都会造成极大的混乱,（如设计语言不同、数据接口不同、程序命名各异等）,。,（有关设计规范例子请参考,TOP,幼儿园管理系统程序编码规范）,PB,开发标准与命名约定, 在,PB,代码开发中，局部变量不使用作用域限定符，所有的运算符及赋值动词（）的前后者应加上一个空格，并且函数的参数表中的每个变量前面也要加入一个空格。,如：,wf_GetAttrib,( id, name, date ), 函数名，事件名或变量名一律用英文书写，首字母用大写，单词之间不用连字符（）,如：,wf_RightTrim,(), 数据库命令（,INSERT ， SELECT ）,使用全部大写, 单行结构的语句应分解多行：,If n_Rows 6 then,dw_report.Retrieve,(),EndIf,而非,If n_Rows 6 then,dw_report.Retrieve,(), 在函数或事件代码中，应加入相应的注释内容与函数头（事件头）如下所示： /,/ 目标：,/ 参数：,Ag1,/ Ag2,/,返回值： /,/ 以下开始为代码,第七节 数据存储设计,管理信息系统总是基于文件系统或数据库系统的，文件是存放系统中要处理的和维护的数据的基本方式，既文件是数据管理的最基本方式。,一、文件的分类,按文件的存储介质分类：,纸带文件、磁盘文件、磁带文件和打印文件等,按文件的信息流向分类,：输入文件(如卡片文件)、输出文件(如打印文件)和输入输出文件(如磁盘文件),按文件的组织方式分类,：顺序文件、索引文件和直接存取文件,按文件的用途分类：,（本节的重点）,主文件：,主文件是系统中最重要的共享文件，主要存放具有固定值属性的数据,（如职工姓名、职务等数据）,处理文件,：,又称事务文件，是用来存放事务数据的临时文件，包含了对主文件进行更新的全部数据，主要存放具有随机变动属性的数据,工作文件：,工作文件是处理过程中暂时存放数据的文件。如排序过程中建立的排序文件，打印时建立的报表文件等,（此类文件用完后，不再保存）,周转文件：,周转文件用来存放具有固定个体变动属性的数据。例如，工资子系统中的住户电费扣款文件(见表7.4),其他文件：,例如备份文件，档案文件等。,二、文件的组织方式,：,（数据的物理存储结构,只要求记住概念）,（一）顺序文件：,即文件中的记录是按照某些关键字排列的文件,（即顺序表存储结构）,顺序文件是根据记录的序号或相对位置进行存取的文件组织方式。,其特点是：,存取第,i,个记录，必先存取前面的,i-1,个记录,（磁带文件）,插入记录只能加在末尾（由于文件记录的记录号是连续的，插入记录的记录号只能排在最后，如班上新进一个学生的学号）,顺序文件的优点是：连续存取，速度快,（在磁盘上连续读取数据）,缺点是：修改和查找麻烦，速度慢。,（二）索引文件：,为了便于检索，除文件本身外，另外建一张指示逻辑记录和物理记录之间对应关系的,索引表,，这类包括文件数据区和索引表两大部分的文件，称为索引文件,（即链表存储结构）,索引表的索引项应当按顺序排列，而数据文件本身则可以按顺序排列，也可不按顺序排列,（如同根据学生住宿安排表，就能快速准确的找到某个学生一样）,索引表是由系统程序自定生成的，在输入记录建立数据的同时建立索引表。,如对应于图,3.7,（,a,）的数据文件，其索引表如图,3.7,（,b,），图,3.7,（,c,）为输入过程中建立的索引表,（此例中关键字为,“,职工号,”,，它也是职工表的主键）,当记录数目很多时，索引表也将很大，一个物理块可能容纳不下，查询索引表时，可能要多次访问外存物理块。为了避免这种矛盾，可以为索引表再建一个索引，称为查找表。,假设图,3.7(b),的索引表需占用三个物理块，则可建立如表,3.2,所示的查找表。检索记录时，先查找查找表，再查索引表，最后读取记录，只需三次访问外存。,索引文件的优点：可以保证记录地址的唯一性，不产生重号，存取机制也比较简单。,缺点：索引表本身要占用一定的存储空间，索引只是一种静态索引，各级索引均为线性表结构，特别是当索引表为顺序存储结构时，修改不方便，效率低下（插入与删除操作复杂,保持有序）。,（三）直接存取文件（散列文件）：,其组织方式：,1,、直接地址法：,即直接把存放某一记录的地址作为该记录的鉴别键的值。如将图,3.9(a),数据文件中的职工号直接换成物理记录号，就形成了一个直接存取文件。,优点：存取机制简单，使用方便，不会重号,缺点：把记录的存储地址作为鉴别键，不易记忆。,2,、杂凑法,：是利用一种称之为杂凑函数的算法，把键号转换为记录的地址，以达到压缩存储空间的目的。,如质数除余算法：,DRK=K MOD 11,利用杂凑算法分配地址空间，都可能发生两个不同的键号经过计算得到相同的地址，即出现地址冲突。（如上例中的,K=3,和,K=14,时，经计算分配的地址相同）,为了解决键号在压缩过程中出现的这种矛盾，可以采用溢流法：既利用主表和溢流表两个表来存储记录的键号。（见,P66,）,优点：存取速度快，比较节约存储空间,缺点：不易找到一个良好的算法，而且地址碰撞现象发生过多时，会延长存取时间。,三、文件设计,文件设计的定义：,就是根据文件的使用要求、处理方式、存储量、数据的活动性以及硬件设备的条件等，合理地确定文件类别，选择文件介质，决定文件的组织方式和存取方法。,文件设计通常从设计共享文件开始，而文件由记录组成，所以设计文件主要是设计文件记录的格式。,表7.6是工资子系统中主文件记录设计表,四、数据库设计的基本知识,汽车模型,地图,沙盘,汽车调度模型,。,什么是模型,?,模型的概念：对现实世界事物特征的,模拟,和,抽象,就是这个事物的模型。,计算机不能直接处理现实世界中的具体事物，所以必须先把具体事物转换为抽象的模型，然后再将其转换为计算机可以处理的数据，从而以模拟的方式实现对现实世界事物的处理。,为什么要建立数据模型,?,真实地反映现实世界,易被人理解,便于在计算机上实现,（一）概念模型,概念模型是按用户的观点对数据和信息建模，反映的是现实世界中的事物及其相互联系，与此有关的概念有：,1,、实体,（,Entity,）：是观念世界中描述客观事物的概念。实体可以是人，物或抽象的概念；,2,、属性：,指实体具有的某种特性，属性用来描述一个实体；,3,、联系,:,现实世界的事物总是存在着联系,这种联系必然要在信息世界中得到反映。在信息世界中，事物之间的联系可分为两类,:,实体内部的联系：,（如学生中的领导联系）,实体之间的联系：,（如教师与学生的联系）,实体有个体和总体之分：,个体：如”张三”、”李四”等,（是实体的值）,总体：泛指个体组成的集合,（是实体的型）,总体又分为：,同质总体：如学生实体；,异质总体：异质总体是由不同性质的个体组成的集合,一个异质总体可以分解出多个同质总体,（如学校实体由学生和老师构成）,数据文件描述的是同质总体,而数据库描述的是异质总体。,两个实体型之间的联系可以分为三类,:,一对一联系,:,如果对于,A,中的一个个体,B,中至多有一个个体与其发生联系；反之，,B,中的一个体至多对应,A,中一个个体，则称,A,与,B,是一对一联系,（如男女之间的夫妻关系）,一对多联系：,如果对于,A,中的每一个体，实体,B,中有一个以上的个体与之发生联系，反之，,B,中的每一个体至多只能对应于,A,中的一个个体，则称,A,与,B,是一对多联系,（如学生与所在系）,多对多联系：,如果,A,中至少有一个体对应于,B,中一个以上的个体，反之；,B,中也至少有一个个体对应于,A,中一个以上的个体，则称,A,与,B,为多对多联系,（如学生与课程）,（二）,E-R,方法,概念模型的最常见的表示方法是实体,联系方法（简称,E-R,方法）。,E-R,方法是,P.P.S.Chen,于,1976,年提出的，其方法是用,E-R,来描述某一组织的信息模型。,E-R,图中用,矩形,表示实体；实体之间的关系用,菱形,表示；用无向边把菱形与有关实体连接，在边上标明联系的类型；实体的属性可用,椭圆,表示，并用无向边把实体与属性联系起来。,例,1,：教学管理中涉及到学生、课程两个实体，用,E-R,图可表示为下图所示。此,E-R,图中实体的相关属性如下：,学生实体属性：学号，学生姓名，所属系，年龄,课程实体属性：课程号，课程名，先行课程号,选课联系的属性：学号，课程号，成绩，学期,例,2,：,建立一个企业数据库，其中涉及到的实体有：单位，职工，项目，供应商。,规定：每个单位有多个职工，一个职工只能在一个单位工作，用,工作年限,来描述；每个职工仅参加一个项目的工作，但一个项目可有多个职工参加建设；每个项目的原材料由多个供应商供应，而每个供应商可按一定,数量,和,单价,向多个项目供应原材料。,单位的属性有：单位号，单位名，电话,职工的属性有：职工号，姓名，性别,项目的属性有：项目号，项目名，项目地点,供应商的属性有：供应商号，供应商名，地址,ER,模型是对现实世界的一种抽象，它抽取了客观事物中人们所关心的信息、忽略了非本质的细节,（如学生的身高、体重等就不是我们所关心的信息，但它们是存在的）,，并对这些信息进行了精确地描述。,E-R,图所表示的概念模型与具体的,DBMS,所支持的数据模型相独立，是各种数据模型的共同基础，因而是抽象和描述现实世界的有力工具。,（三）数据模型（数据库的逻辑设计）,数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述，是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式构架，是数据库系统实现的基础。,在实际数据库系统中支持的数据模型主要有以下三种：,层次模型：（,Hierarchical Model,）,网状模型：,(Network Model),关系模型：,(Relation Model),其中关系模型是最重要的数据模型，,现今推出的数据库管理系统几乎全部支持关系模型,。,关系模型的定义,：关系模型是建立在数学概念的基础上，应用关系代数和关系演算等数学理论来处理数据库系统的方法。,从用户的观点来看，在关系模型下，数据的逻辑结构是一张,二维表,。每一个关系为一张二维表，相当于一个文件，实体间的联系均通过关系进行描述。,例：下表用,m,行,n,列的二维表表示了具有,n,元组,(,n-Tuple,),的“学生”关系。每一行即一个,N,元组，相当于一个记录，用来描述一个实体。,关系模型中的主要术语有：,关系,：一个关系对应于一张二维表,（学生关系，是关系的型）,元组,：表中的一行，相当于一个记录,（学生记录，是关系的值）,属性,：表中一列称为一个属性,（学号、姓名等）,主码,：表中的某个属性组，它唯一标识一个元组,（学号属性）,域,：属性的取值范围,（学生的性别只能取“男”或“女”两个值）,分量,：元组中的一个属性值,（学号为“,180110”,的学生的姓名）,关系模式,：对关系的描述，用关系名（属性,1,，属性,2,，,）来表示。,如：学生（学号，姓名，性别，出生日期, . .,）,关系模型的特点：,1,、关系模型的概念单一,：对于实体和实体之间的联系均以关系来表示，如,：,学生,(,学号，学生姓名，所属系，年龄,),课程,(,课程号，课程名，先行课程号,),选课关系（学号，课程号，成绩，学期）,2,、关系是规范化的关系,：最基本的要求是关系中的每一个分量都是不可分的数据项，既表不能多于二维,3,、关系模型中，用户对数据的检索和操作实际上是从原二维表中得到一个子集，该子集仍是一个二维表,。因而易于理解，操作直接、方便。,（如,SELECT SNO FROM STUDENT.,）,由于关系模型概念简单、清晰、易懂、易用，并有严格的数学基础以及在此基础上发展起来的关系数据理论，简化了程序开发及数据库建立的工作量，因而迅速获得了广泛的应用，并在数据库系统中占据了统治地位。,（四）关系的规范化,一个企业销售记录的关系模式,PEQ,（订单代码、订购日期、客户、发货日期、产品、单价、数量、雇员），如表,6.12,所示。如果关系模式设计得不好会带来以下问题 ：,冗余度高,:,如果“雇员”与客户的联系是固定的，而当该客户每购买一种产品时，“雇员”就重复存放一次。,修改问题,:,如果在,PEQ,中，某客户的联系雇员变动时，就需要对所涉及的雇员进行修改，这不仅增加了更新代价，而且有可能造成数据的不一致性。,删除问题,:,如果某客户暂时不需要任何产品，则删除时就丢失了其所联系雇员的一些信息，而该雇员可能在以后可能再次用到。,插入问题,:,在这个关系中，关键字由“订单代码、产品”组成。如果新增一个客户的有关数据，而所购买产品未定，那么这个客户的数据无法插入，因为缺少关键字其他数据。,产生问题的原因,?,所设计的关系模式没有体现数据之间的结构,关系规范化的提出,:,规范化理论是,E.F.Codd,在,1971,年提出的。以后人们为数据结构定义了五种规范化模式（,Normal Form,，简称范式）。即：,1NF,，,2NF,，,3NF,，,4NF,，,5NF,。,规范化理论正是用来改造关系模式，通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖，以,解决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗余问题,。,范式,：表示的是关系模式的规范化程度，也即满足某种约束条件的关系模式。,（一）第一范式（,1NF,）,1NF,的定义,：属于第一范式的关系应满足的基本条件是元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项。,例如，表,7.6,所示关系不符合第一范式，而表,7.7,则是经过规范化处理，去掉了重复项后而符合第一范式的关系,（见,P151,）,（二）第二范式（,2