管理信息系统的开发-2010年春.ppt

第七章管理信息系统的开发,主要内容第一节系统分析第二节系统设计第三节系统实施,第一节MIS的系统分析,在系统分析阶段，系统分析人员首先要在详细调查、充分认识现有系统的不足和用户需求的基础上，进行结构化分析，确定新系统的功能需求和性能需求，提出新系统的逻辑模型，最后编写系统分析报告。,定义新系统应该“做什么”的问题。,无论采用何种开发方法,系统分析都是必要而且十分重要环节！,7.1.1现行系统的详细调查,详细调查详细调查是指集中一段时间和人力，对现行系统做全面、充分和详细的调查，弄清现行系统的边界、组织机构、人员分工、业务流程、各种计划、单据和报表的格式、种类及处理过程、企业资源及约束情况等，为系统开发做好原始资料的准备工作。,真实性全面性规范性启发性,详细调查的原则,召开座谈会:注意明确目的，有效地解决问题，避免频繁召集会议，浪费时间问卷调查法:调查系统普遍性问题,难点在于问卷设计；走访面谈:集中调查,事先准备调查提纲,让其进行准备调查人员直接参加业务实践:亲身了解,搜集试验数据；查阅企业的有关资料；个别访问/管理人员向开发者介绍/专家调查等。,总的原则是,以了解清楚现状为最终目标,详细调查的方法,组织结构调查详细调查当然应该围绕现行系统的数据处理展开，然而，信息又渗透于组织之中。因此，人们必须从具体的组织结构出发，逐步抽象，才能最后得出现行系统的全貌。除了组织结构的框架，还要了解各职能部门（特别是与所开发系统相关的部门）的职责、工作内容和内部分工。功能需求调查功能需求是用户对新系统的基本需求。大部分功能需求用户能够直接提出来，但有些需求用户可能不会直接提出，他们认为是不言而喻的。调查中要引导用户把这些隐性的需求明确化、具体化。性能需求调查性能体现系统的品质，如计算或网络速度、存储容量、差错率、方便性、安全性等。由于用户对信息技术不够了解，调查中要引导、启发用户提出具体、量化的需求。,详细调查的内容,业务流程调查全面细致地了解整个系统各方面的业务流程，注意发现和消除业务流程中不合理的环节。数据流程调查对收集的数据和处理数据的过程进行分析整理，在业务流程调查的基础上舍去具体的物质要素，只考虑数据的流向、处理、和存储等，并绘制原系统的数据流程图，为进一步的分析作准备。系统环境调查系统环境不直接包括在信息系统之中，是对信息系统有较大影响的因素的集合。环境调查的内容包括处理对象的数据来源，处理结果的输出时间和方式、格式等。各种信息载体的收集,详细调查的内容,某出版社系统调查表,某出版社系统调查表,7.1.2组织结构与业务流程分析,一、组织结构分析组织机构分析主要是根据系统调查的结果，给出企业的组织结构图。据此分析各部门间的内在联系，判断各部门的职能是否明确，是否真正发挥作用。根据同类型企业的国际国内先进管理经验，对组织结构设置的合理性进行分析，找出存在的问题。根据计算机管理的要求，为决策者提供调整机构设置的参考意见。,某企业的组织结构图,组织结构的调查内容,弄清组织内部的部门划分；各部门之间的领导与被领导关系；信息资料的传递关系；物资流动关系与资金流动关系；还应详细了解各级部门存在问题及对新系统要求；,组织结构的调查内容-cont.,除组织结构图外,还必须对部门进行职责说明：,二、管理功能分析为了实现系统的目标，系统必须具有各种功能。每个组织都是许多功能的集合体。以组织结构图为背景分析各部门的功能后，分层次将其归纳整理，形成各层次的功能结构图；然后自上而下逐层归纳和整理，形成以系统目标为核心的整个系统的功能结构图。,7.1.2组织结构与业务流程分析,某企业的销售管理功能图,二、业务流程分析业务流程分析的主要任务是分析各环节的管理业务活动，掌握管理业务内容、作用及信息的输入、输出，数据存储和信息的处理方法及过程等，发现原系统流程的不合理部分，并提出优化方案。此基础上，画出业务流程图。,7.1.2组织结构与业务流程分析,业务流程图TransactionFlowDiagram,TFD,TFD是一种描述系统内各部门、人员之间的业务关系、作业顺序和管理信息流向的图表。可以帮助分析人员找出业务流程中不合理的流向。,TFD基本符号和画法尚未统一,但同一系统内应统一！,必须准确,易于阅读！,某企业物料管理业务流程图,1.业务流程图的基本符号,2.业务流程图举例工资核算的业务流程是：每月各科室提交考勤表，人事处根据职工的档案工资得出日工资，由考勤表和日工资计算加班工资。另外，由工资档案得出职工的各种福利和奖金基数，然后由本月的实际利润档案和奖金基数计算奖金，得到职工的奖金表。由加班工资、各种福利和奖金可以填工资表，从而产生工资表。由工资表制作工资月报。工资月报送主管领导并将工资表保留存档。注：加班工资即是职工基本工资，加上额外加班的工资，并减去病事假应扣的工资。,3.业务流程图的作用业务流程图是系统分析人员作进一步系统分析的依据；业务流程图是系统分析人员、管理人员相互交流思想的工具；系统分析员可以直接在业务流程图上拟出计算机要处理的部分；利用业务流程图可以分析业务流程是否合理。,虽然业务流程图也形象表达信息的流动和存储过程,但没有完全脱离一些物质要素(人员/设备/货物/产品等)为利用计算机进行信息管理,必须舍去业务流程的物质要素，只关注数据在系统中的处理、流动和存储情况！,数据流程图,数据流程图DFD,DFD:是一种能全面地描述信息系统逻辑模型的主要工具,它用少数几种符号,脱离系统中物质因素(如组织机构/存储介质等)综合地描述数据在系统中的流动、处理和存储情况。,DFD是结构化分析的核心部分!,DFD的基本图例,外部实体,存储文件,画DFD的步骤,1.先画出顶层DFD,加工编号为P0.编号为DFD/02.根据业务处理过程对顶层图中0号加工进行分解,得到第一层DFD,编号为DFD/1,加工编号为P1、P2.3.如果第一层仍很复杂需对其继续分解,得到第二层DFD,编号DFD/2,加工编号分别为P1.1、P1.2,P2.1,P2.2.;直到分到都是基本加工为止。4.对草图进行检查和合理布局,是否有遗漏/重复/冲突。5.装配数据流图总图。,DFD的分层表示,顶层DFD,顶层DFD只有一张,说明系统总的处理功能、输入、输出.顶层的加工名就是整个系统的名字。,某库存管理系统的顶层数据流程图,分解顶层DFD,库存管理系统的数据流程图,示例：学籍管理系统DFD分析,学籍管理要记录学生从入学到毕业整个在校期间的情况。把整个系统看成一个处理功能，系统的轮廓、范围，涉及的外部实体和数据流如下。,图1：学籍管理系统顶层DFD,示例：学籍管理系统DFD分析,还有一些外部实体、数据流没有画出来，随着数据流图的逐层展开，会逐渐增加的。这样做的好处是突出主要矛盾，系统轮廓更加清晰。图1是进一步分析的出发点。进一步地，学籍管理包括：学习成绩管理；学生奖惩管理；学生异动管理。由此，顶层数据流图的展开如下，值得注意的是还要增加新的数据流和外部实体，得到图2。,图2：,以“成绩管理”为例的流图分解,某校实行校（教务处教学管理科）、系（教学秘书）两级学生成绩管理。任课老师把学生成绩单一式两份分别送系教学秘书和教学管理科。系教学秘书负责登录成绩、发成绩单、根据学籍管理规定，确定每个学生的升级、补考、留级、退学等情况。教务科根据各系汇总数据，进行成绩统计与管理，将报表报关领导。补考成绩也类似处理。,图3：,以“成绩管理”为例的流图分解,分析图3，也有不合理的部分：学籍表结构是一样的，系里存一份，教务科也存一份，工作重复，出现数据冗余问题。但现实情况就是如此，这里应如实反映。至于新系统应如何改进？则是要在对现行系统系统分析的基础上，提出新逻辑模型时再考虑业务流程改进。图3中的一些处理，比如P2.1框：“登记期末成绩”，还需要进一步展开。把每个学生的各科成绩登录在所在班的“学习成绩一览表”中；根据成绩表，进行学籍表处理；根据成绩表平奖学金、确定升降级、发成绩单等。,图4：“登记期末成绩”框的展开,以“成绩管理”为例的流图分解,分析图4，除P2.1.5框：“确定异常情况”外，其它各框所表示的处理都已十分明确，不需要再分解。P2.1.5框：“确定异常情况”处理还比较复杂，需要近一分解。期末结束，根据学习成绩和其他情况，学生的异常变动分四种情况：升级：所有科目都及格的学生升级；补考：个别科目不及格的学生，可以补考，升级；留级：一学期有四门不及格的学生，考试作弊者，没有补考资格，留级；退学：连续留级两次、替考者等退学。,图5：,画DFD举例,画出储蓄所储蓄业务的DFD经调查,该储蓄所处理系统能完成储户的存/取款要求处理。如果是存款,如果是新储户,则将该储户数据记入存款帐文件;如果是老储户,则按储户编号在存款帐中查找该记录,填写存款额并修改余额;如果是取款,先检查是否超支。存/取款后应修改存款帐和储户存折,将存折交给储户。,顶层DFD,Step1画出顶层DFD,DFD/1,DFD/2,DFD/2,画DFD指导原则,分解时必须保持父图的输入输出数据流和子图输入输出数据流相同。,1.分解守恒:父图-子图平衡,画DFD指导原则-cont.,临时数据流不影响数据守恒要求用户输入临时信息,口令或确认信息等；经检验是非法的而被系统排除的数据流:“不合格的订单”、“非法查询要求”；,平衡？,画DFD指导原则-cont.,2.分解的深度与宽度DFD深度和宽度没有绝对标准,视系统复杂程度而定每个加工分解最好不要超过7+2个子加工。,画DFD应注意的问题,3.对于加工表示对数据进行操作,如“处理选课单”、“生成发票”加工编号,说明这个加工在层次分解中的位置(分层DFD)加工的命名加工名应当简洁,动宾结构,但不能使用空洞的动词:检验领料单、录入凭证();处理、计算()加工不应该只有输入或只有输出，通常既有输入又有输出,加工cont.,无意义加工名,较好的命名：,画DFD应注意的问题,画DFD应注意的问题-cont.,4.数据流表示数据和数据流向,由一组固定成分的数据组成“选课单”由“学号/姓名/课程编号/课程名”等组成。可在加工间,加工与数据存储或外部项间流动；两个加工之间可有多股数据流。数据流的命名：用名词,不要使用意义空洞的名词；尽量使用现实系统已有名字；同一DFD中不能有重名的数据流。,画DFD应注意的问题-cont.,流入数据流和流出的不一样,否则加工没有起作用,命名应合理,数据流不能直接连接两个外部实体、两个数据文件及数据存储与外部实体,数据流的一端至少应为加工。,画DFD应注意的问题-cont.,错误之处:不能以实物命名“书”来命名！,书的内容不是我们所需要的！,画DFD应注意的问题-cont.,数据流有时含义很明显,这时可省略,不需描述数据流,流向或流出数据存储的数据流不用命名,画DFD应注意的问题-cont.,顶层图集中反映系统主要的、正常的逻辑功能和与之有关的数据变换，不反映出错和例外处理.,尽量避免交叉线,所有元素的命名应当对客户有意义，且与业务相关,使用数据流程图符号规则小结,DFD练习,某校准备开发一个学生成绩管理系统。在该系统中，教务人员录入学生信息、课程信息和成绩信息，学生可以随时查询自己所选课程的成绩,但必须经过检验符合条件之后方可查询。,练习：图书管理系统,购入新书读者借书读者还书查询统计,系统功能要求：,功能描述,1.购入新书写入图书目录文件；2.读者借书填借书单；检查读者号有效性，无效，拒借；读者号有效，检查借书是否超数?已达5本,拒绝借；未超，可借，写回借书文件中；,功能描述,3.读者还书从借书文件中读出该书记录,查明借书日期，计算借书时间，如超期则计算罚款额并罚款,然后写回借书文件，无则直接写回借书文件。4.查询统计查询某读者情况(读者文件)查询某图书借阅情况统计图书借阅情况,查询要求,查询结果,罚款单,读者,读者,借书单还书单,采购人员,入库单,入库单,借书单,还书单,查询要求,罚款单,入库单、借书单还书单、查询要求,借书单,有效借书单,合格借书单,超额借书单,无效借书单,还书单,未超期还书单,超期还书单,罚款单,还书单,查询要求,查询的读者信息,查询的图书信息,统计要求,读者信息,图书信息,统计表,数据流图总结,DFD是结构化分析的主要工具,描述了信息流和数据转换！通过自顶向下逐层分解加工而得到！,2.数据字典,1.数据字典概述数据流图描述了系统各个组成部分及其联系。但没有说明系统中各个成分的具体含义。比如：“读者信息表”应包含哪些内容呢？“修改书库”处理如何做呢？只有数据流图中的每一个成分都给出定义，才能准确、完整地描述一个系统，这要借助于数据字典。,数据字典,数据字典（DD）是对数据流程图中所有数据流，数据处理、数据存储以及外部项进行详细定义的文件。数据字典的内容：主要是对数据流程图中的数据结构、数据项、数据流、处理逻辑、数据存储和外部实体等6个方面进行具体的定义。,数据项的定义,又称数据元素，是系统中最基本的数据单位。定义数据的静态特性，包括：数据项名称、编号、别名、简述；数据项的类型、宽度；数据项的取值范围；例子：,数据结构的定义,数据结构描述某些数据项之间的关系。一个数据结构可以由若干个数据项组成；也可以由若干个数据结构组成，还可以由若干个数据项和数据结构组成。数据结构仍可用表格或卡片式定义。,数据流的定义,数据流由一个或一组固定的数据项组成。定义数据流时，不仅要说明数流的名称、组成等，还应指明它的来源、去向和数据流量等。,出库单组成的定义应使用数据项和数据结构的编号，前面数据项定义举例中没有列出来的使用了“日期”、“制单人”等名称,数据处理的定义,数据处理的定义仅对数据流程图中最底层的处理逻辑加以说明。对数据处理的定义，仍可以采用表格式，这里采用卡片式举一例。数据处理编号：P2数据处理名称：入库记账简述：根据入库单更新库存总账。输入数据流：入库流水账中尚未登账的入库单数据处理逻辑：尚未登账的入库单按商品编号分类汇总；在总帐中找到对应品种对应月份；修改本月合计购入数；修改结存数；入库单作已记帐标记。输出数据流：汇总后的数据写入库存台账处理频率：可以对每张入库单处理一次或多张入库单一次性处理。,数据存储的定义,在数据字典中只描述数据的逻辑存储结构，而不涉及它的物理组织。出库流水账的定义。数据存储编号：F3数据存储名称：出库流水账简述：存放出入库单信息数据存储组成：出库单编号+日期+制单人+S01+数量+单价+金额+S02关键字：出库单编号相关联的处理：P2，P4，P7,外部实体的定义,要定义外部实体编号、名称、简述及有关数据流的输入和输出等。,3描述处理逻辑的工具,数据流程图中比较简单的处理逻辑可以在数据字典中作出定义，但还有不少逻辑上的比较复杂的处理，若仅仅用文字表达，不仅十分繁琐，而且难以理解。因此，有必要运用一些描述处理逻辑的工具来加以说明，以便清晰地表达逻辑关系。,结构化语言表示法：,这是一种模仿计算机语言的处理逻辑描述方法。下面是某商业企业的销售打折方案的结构化英语表示法示例。IF一次性货款5万元IF欠款天数3个月7折ELSEIF老客户8折ELSE9折ENDIFENDIFELSE不打折ENDIF,判断树,判断树是用树形分叉图表示处理逻辑的一种工具。它由两部分组成，左侧用分叉表示条件，右侧表示采取的行动（处理方案）。采用判断树，形象直观，简单明了，不易产生逻辑上的混乱，特别适合于条件组合不太多的情况。当条件组合较多，相应的决策方案也较多的情形下用判断树来描述时，树的结构比较复杂。,判定树(决策树,DecisionTree),对于加工逻辑选择条件较多,运用结构化语言表达比较麻烦,可采用判定树。用树枝一样的图形方法进行描述,直观、易于理解判定树结构分为三个部分:左端为树根,要描述的处理中间为条件或条件组合右端要执行的动作(策略、行动),示例：某商业公司销售策略规定:不同的购货量、不同的顾客享受不同的优惠政策.具体的办法:年购货额在万元以上且最近三个月无欠款的顾客可享受折;若近三个月有欠款,若是本公司十年以上老顾客,可享受折；若不是老顾客,只有折。年购货额不超万元（含万元）者无折扣。,判定树绘制步骤第一步:提取问题中的条件(年购货额、最近三个月有无欠款和老顾客);第二步:对条件按题意组合；第三步:为条件组合确定目标动作;第四步:绘制判定树.,判断树,三、判定表,判定表:用表格的形式来表达加工逻辑。在判断条件较多时，用判断表来描述更为合适。判定表结构:,绘制判定表的步骤,第一步:提取条件,第二步:标示每个条件的取值.为便于绘制,可用符号代替条件的取值。,绘制判定表的步骤cont.,第三步:计算所有条件的组合数NN=m1*m2*m3=2*2*2=8第四步:提取目标动作不打折、打85折、打90折、打95折第五步:绘制判定表,绘制判定表的步骤cont.,绘制判定表的步骤cont.,判断表,在判断条件较多时，用判断表来描述更为合适。采用判断表可以清晰地表达条件、决策规则和处理方案之间的逻辑关系，将复杂的决策问题简洁、明确地描述出来，容易为管理人员和系统扽西人员所接受。判断表是描述条件比较多的决策问题的有效工具。,作业,某厂人事部门职工调配的政策如下所示：.若年龄不满18岁，文化程度是小学的，脱产学习；文化程度是中学充当电工；.若年龄满18岁但不满40岁，文化程度是小学或中学，若是男性，则当钳工，若是女性，则当车工。.若年龄满40岁及以上者，文化程度是小学或中学的，则当材料员。.凡大学毕业生，都当技术员。,画出判定表和判定树,例子判定表,条件列表,1.提取条件并设置符号2.总条件组合=2*3*3=183.提取动作A1:脱产学习A2:当电工A3:当钳工A4:当车工A5:当材料员A6:当技术员4.绘制判定表,例子判定表cont.,例子判定表cont.,3、6、9、12、15、18；1、10；2、11；7、16；8、17;,例子:判断树表示,文化程度,年龄,性别,分配方案,总结,三种工具的比较：结构化语言:处理逻辑既包含一般的顺序执行动作，又包含判断或循环逻辑；判定树:适于不太复杂的判断逻辑,判定表:适于复杂的判断逻辑(条件多，组合多，相应的动作也多)。一般来说判定表和判定树用于决策的业务过程.,每种描述工具都有优缺点,须视实际情况加以灵活运用,7.1.4建立新系统逻辑模型,新系统的逻辑模型（或称逻辑方案）是经分析和优化后，新系统信息处理的方法和拟采用的管理模型。详细调查、进行系统分析等都是为最终建立新系统的逻辑模型做准备，所以，新系统逻辑模型的建立是系统分析阶段的最终成果，也是下一步系统设计和系统实现的依据。,确定合理的业务流程。确定合理的数据和数据流程。确定新系统的功能结构和数据分布。,1新系统信息处理方案,确定新系统的管理模型就是要确定今后系统在每一个具体的管理环节上的处理方法。一般应根据系统分析的结果和管理科学方面的知识来定。包括综合计划模型、生产计划管理模型、库存管理模型、财务管理模型等。,2确定新系统中的管理模型,7.1.5编制系统分析报告,系统分析阶段的成果就是系统分析报告，它反映了这一阶段调查分析的全部结果，是下一步设计与实现系统的纲领性文件。组织情况简述新系统的目标现行系统的运行状况新系统的逻辑方案新系统开发费用与时间进度估算,由SA阶段进入SD阶段,7.2管理信息系统的系统设计,7.2.1系统设计阶段的任务与原则,1.系统设计的任务在系统分析提出的逻辑模型的基础上,科学合理地进行系统物理模型地设计。,任务,系统总体结构设计:根据系统分析的逻辑模型设计应用软件系统的物理结构，一般用功能结构图（模块结构图，MSC）进行描述；系统物理配置方案设计包括硬件设备配置、网络选型、系统软件与DBMS选择等；代码设计数据库设计输入、输出设计与程序设计说明书编写。,编写系统设计报告!,系统设计的原则,系统性:系统作为一个整体,局部服从整体,从整体角度进行考虑,统一代码、统一设计规范和标准,对数据采集要做到数出一处、全局共享,使一次输入多次利用。灵活性:为提高系统寿命,系统须具有很强适应能力,易于维护和修改,采用模块化结构,提高模块独立性,减少耦合。,系统设计的原则-续,可靠性:系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。如：安全保密性、检错纠错能力、抗病毒能力、系统恢复能力。经济性:在满足系统要求前提下,尽可能减少费用。硬件投资上不盲目追求技术上的先进,满足需要即可设计避免不必要的复杂性,尽可能简洁。,7.2.2系统的总体设计,系统总体结构设计主要是划分子系统和确定每个子系统的功能结构，并画出功能结构图（模块结构图）。系统由模块构成，系统的质量决定于模块的质量以及模块间联系的质量，模块划分的原则称为模块独立性原则：模块的独立性要好，模块间联系要少，或者说模块内聚度高，耦合度要小。,功能结构图,整理数据流程图可得到功能结构图。功能结构图描述了各层数据流程图中数据处理的逻辑关系，省去了外部实体、数据流以及数据存储等，实际是各层DFD的组装结果。,采用模块结构图的描述方式,结构化设计方法使用的描述方式是模块结构图。,系统模块结构设计,系统模块结构设计的任务是划分子系统，然后确定子系统的模块结构，并画出模块结构图。系统模块结构设计过程中必须考虑的问题如何将一个系统划分成多个子系统；每个子系统如何划分成多个模块；如何确定子系统之间、模块之间数据传送和调用关系；如何评价并改进模块结构的质量。,一、系统划分,系统划分的原则子系统要具有相对独立性要使子系统之间数据的依赖性尽量小子系统划分的结果应使数据冗余最小子系统的设置应考虑今后管理发展的需要子系统的划分应便于系统分阶段实现,系统划分的方法,以过程/数据（U/C矩阵）分析结果为主按业务处理顺序划分按功能划分按数据拟合程度划分,二、模块设计,模块设计主要描述系统的模块结构及模块间的联系，它是系统总体设计的主要内容。模块设计用层次模块结构图来表示。在这种模块结构图中，模块支点的调用关系非常明确、简单。每个模块可以单独的被理解、编写、调试、查错与修改。模块结构整体上具有较高的正确性、可理解性与可维护性。,模块结构图的五种基本符号,模块,模块是可以组合、分解和更换的单元，是组成系统、易于处理的基本单位。模块应具备以下四个要素输入和输出功能内部数据程序代码,调用,在模块结构图中，用连接两个模块的箭头表示调用。箭头总是由调用模块指向被调用模块，但是应该理解成被调用模块执行后又返回到调用模块。一个模块是否调用一个从属模块，决定于调用模块内部的判断条件，则该调用称为模块间的判断调用，采用菱形符号表示。如果一个模块通过其内部的循环功能循环调用一个或多个从属模块，则该调用称为循环调用，用弧形箭头表示。,调用关系示意图,数据,当一个模块调用另一个模块时，调用模块可以把数据传送到被调用模块处处理，而被调用模块又可以将处理的结果送回调用模块。在模块之间传送的数据，使用与调用箭头平行的带空心圆的箭头表示，并在旁边标上数据名。,控制信息,为了指导程序下一步的执行，模块间有时还必须传送某些控制信息。例如，数据输入完成后给出的结束标志，文件读到末尾产生的文件结束标志等。控制信息与数据的主要区别是前者只反映数据的某种状态，不必进行处理。在模块结构图中，用带实心圆的箭头表示控制信息。,转接符号,当模块结构图在一张图上画不下时，需要转接到另外一张纸上，或者为了避免图上线条交叉时，都可以使用转接符号。,模块数据、控制、连接示意图,模块设计的原则,模块独立性原则模块大小适当原则模块的单入单出原则模块的扇入和扇出数要合理模块判断的作用域应是其控制域的子集补充、完善和修改,模块独立性原则,模块的独立性是指模块内部结构的紧凑程度和模块与其他模块接口关系的复杂性。如果一个模块内部结构越紧凑且与其他模块接口越简单,则说明该模块独立性越强,否则说明模块的独立性弱。模块独立性原则的意义在于模块实现及测试与维护所花费的代价不同,独立性越高的模块代价越小。为了衡量模块的独立性可以引入两个概念:内聚和耦合。模块的独立性原则要求将模块设计成高内聚、低耦合的模块。,内聚,内聚(cohesion)是对一个模块内,其元素在功能上连接程度强弱的一种度量。即内聚是用于衡量模块内部结构紧凑程度的指标。显然,一个模块的内聚越高越好。,功能内聚,指模块的各组成部分都是为实现某一具体功能而组织在一起,协同工作,紧密联系,不可分割。例如：计算实发工资，打印发票等功能内聚模块的优点是容易修改和维护,故其内聚程度最高。这是具有较好可维护性的系统的一个最基本的要求。,信息内聚,这种模块具有多种功能,各种功能都在同一数据结构上操作,该模块内聚度较高。,通信内聚,是指模块执行多个处理功能，且这些功能具有相同的输入或输出数据。通常这种模块是通过数据流图来定义的。信息内聚和通信内聚看起来很相似，其主要区别是信息内聚模块必须按规定的活动顺序执行，而通信内聚模块则不然。,通信内聚模块示例,过程内聚,模块中的处理活动是根据程序中的控制流组织在一起的，也就是说模块中的各个活动的处理顺序是根据控制流而不是数据流来完成的。,时间内聚,这种模块是多功能内聚，指模块的各处理动作和时间有关，而不是与问题有关。例如初始化系统模块系统结束模块紧急故障处理模块等均是时间性聚合模块.,逻辑内聚,这种模块是多功能内聚，调用时由传送参数决定执行哪个功能。导致逻辑内聚模块的一个重要原因是设计人员企图减少编码的数量，将功能类似的语句放在一起。例如，根据输入的控制信息，或从文件中读入一个记录，或向文件写出一个记录。,偶然内聚,如果模块内各组成部分没有联系或联系很松散，则这种模块为偶然内聚模块，又称机械内聚，其内聚度最小。例如，一些没有任何联系的语句可能在许多模块中重复多次，程序员为了节省存储，把他们抽出来组成一个新的模块，这个模块就是机械内聚模块。,偶然内聚(巧合内聚),A,B,C,M,MOVEOTORREADFILEFMOVESTOT,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,例:,总结,由以上模块内聚方式可以看出，模块设计时应尽量使模块成为功能内聚模块，避免偶然内聚模块，因为模块的内聚度越高，在模块测试与维护时越容易实现，测试与维护的开销越小。,耦合,耦合(coupling)是对两个模块之间联接程度的一种度量。模块间的依赖程度越大,则其耦合程度也越大；反之,模块间的依赖程度越小,则其耦合程度也就越小。,数据耦合,数据耦合：模块间传递的仅仅是数据参数而非控制参数。数据耦合是模块间必要的数据通信，是不可避免的。数据耦合是模块设计的目标。但这并非意味着在所有情况下数据耦合是最好的方案，也并不意味着应全部避免其他类型的模块。,Page132,数据耦合举例,标记（特征）耦合,标记（特征）耦合：这一概念与模块接口的复杂性有关。模块间通过参数表传递记录信息。例如，若调用模块将整个数据记录传递给被调用模块，而被调用模块只需要部分数据项，则称这两个模块之间存在标记耦合。,Page134,标记耦合举例,“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,它们之间也是标记偶合.,控制耦合,控制耦合：指一个模块将控制信息传递给另一个模块，以控制该模块的内部处理逻辑。从分解的角度看，导致控制耦合的主要原因是分解不彻底，被调用模块不是执行单一的功能。,Page136,控制耦合举例,公共耦合,公共耦合：如果多个模块共享同一全局数据域，则称之为公共耦合。,Page138,软件可理解性降低诊断错误困难软件可维护性差，软件可靠性差(公共数据区及全程变量无保护措施)慎用公共数据区和全程变量!,公共耦合存在的问题,内容耦合,内容耦合：如果两个模块之一和另一个模块的内部属性有关，则称这两个模块为内容耦合。这是最坏的一种耦合。,Page140,(7)内容耦合,最不好的耦合形式!,总结,从以上耦合方式来看，模块耦合方式中最好的是数据耦合，应尽量避免其他耦合，尤其是内容耦合。模块的内聚度和耦合度呈反方向变化，即高内聚能带来低耦合，高耦合则将导致低内聚。,模块大小适当原则,模块的大小是模块分解时要考虑的一个重要问题。模块多大最好？有许多不同的观点。模块自顶向下的分解，主要按功能来进行，也就是说一个模块最好一个功能。同时要注意模块间的接口关系以较为简单为宜。从经验上讲，为了提高可读性和方便修改，一个基本模块的程序量在10100个语句之间。这当然不是绝对的，例如对于一个数学公式计算模块，即使语句远远超出上述范围，也不应生硬地将它们分成几个小模块。因此，模块的功能是决定模块大小的一个重要出发点。,模块的单入单出原则,每个模块只能有一个入口，一个出口，如果一个模块有多个入口与出口则会引起模块间的接口过多，模块耦合度上升，以至于系统测试和维护难度加大。,模块的扇入和扇出数要合理,模块的扇入数是指模块的直接上层模块的个数。如果一个规模很小的底层模块的扇入数为1，则可以把它合并到它的上层模块中去。若它的扇入数较大，就不能向上合并，否则将导致对该模块做多次编码和排错。扇出数是指一个模块拥有的直接下层模块的个数。如果一个模块具有多功能，应考虑作进一步分解。反之，对某个扇出数过低（例如1和2的模块，也应进行检查。一般说来，模块的扇出数应在以内。）,模块判断的作用域应是其控制域的子集,模块判断的作用域是指判断所在的模块和判断结果所能影响到的其他模块的集合。模块的控制域是模块所能调用的下属模块及其本身所构成的集合，下属模块包含直接下属模块及间接下属模块。,补充、完善和修改,在系统分析阶段，加工说明中所反映的用户要求（例如出错处理，过程信息以及种种限制等）不能完全在数据流图中反映。然而，在系统设计阶段的系统模块结构图中，都必须体现出用户的所有要求。因此，由数据流图导出的初始模块结构图必须进行补充、完善，还要根据模块分解的原则进行修改，才能达到用户的要求。,由数据流图导出模块结构图,数据流图有两种典型的结构：变换型结构和事务性结构。这两种结构可以分别通过变换分析和事务分析方法导出标准的模块结构图。,变换分析,根据信息系统的模型，信息一般是以外部数据的形式进入系统，通过系统处理后，然后离开系统。从其过程我们可以得出，变换流的数据流图是一个线性结构。变换型的数据流是由输入、变换（或称处理）和输出三部分组成。,变换型数据流图,找出系统的逻辑输入、主加工、逻辑输出,从物理输入端开始，逐步向系统中间移动，知道有这样一个数据流，它不能看作系统的输入，则它前面的数据流就是系统的逻辑输入。从输出端开始，逆数据流向中间移动，可以确定系统的逻辑输出。介于逻辑输入、逻辑输出之间的加工就是主加工。,设计顶层模块和第一层模块,按“自顶向下，逐步细化”的原则设计各层模块。各模块的名称和输入、输出要标明。系统的主加工就是顶层模块。第一层按输入、变换、输出等分支进行处理。,设计中、下层模块,因为逻辑输入的功能是向调用它的模块提供数据，所以它自己也需要一个数据来源。此外，逻辑输入必须向调用模块提供所需的数据，因此它应具有变换功能，能够将输入数据按模块的要求进行变换后，再提交该调用模块。从而，我们为每个逻辑输入设计两个下层模块，其中一个是输入模块，另一个是变换模块。同理，也为每个逻辑输出设计两个下层模块。一个是变换模块，将调用模块所提供的数据变换成输出的形式；另一个是输出模块，将变换后的数据输出。,事务分析,事务型结构的数据流的特征是：某个加工将它的输入分离成一串平行的数据流，分别执行后面的加工。,(2)事务型结构,基本模型：,事务分析设计步骤,确定DFD的事务中心和加工路径：当数据流图中每个加工将一个输入数据分解成多个发散的输出数据流时，该加工就是事务中心，从事务中心辐射出去的数据流为各个加工路径。设计软件结构的顶层和第一层事务结构。顶层是一个全控模块，有两个部分：分析模块（用来分析事务类型）和调度模块（根据不同的类型调度下层模块）。设计中、下层模块、优化等工作，与变换分析设计相同。,(3)大型系统DFD中,变换型和事务型结构往往共存:,混合结构的分析,在规模较大的实际系统中，其数据流图往往是变换型和事务型的混合结构。此时可把变换分析和事务分析应用在同一数据流图的不同部分。例如，可以以“变换分析”为主，“事务分析”为辅进行设计。先找出主处理，设计出结构图的上层，然后根据数据流图各部分的结构特点，适当选用“变换分析”或“事务分析”就可得出初始结构图的某个方案。,系统吞吐量系统每秒钟执行的作业数；系统的响应时间从用户向系统发出作业请求,经系统处理后，到系统给出应答结果的时间；系统的可靠性用连续工作时间表示；系统处理方式:集中式/分布式处理;主机系统/网络系统；地域范围广域网/局域网；,一、设计依据,7.2.3系统配置方案设计,计算机硬件的选择取决于数据的处理方式和要运行的应用软件。数据处理方式对计算机处理能力的需求：集中式：主机-终端系统分布式：微机网络方式应用软件对计算机处理能力的需求：计算机主存、CPU、输入、输出和通信的通道数、显示方式、外接转储设备及其类型。软件选择要考虑的因素：软件是否能满足用户需求；软件是否具有足够的灵活性；软件能否获得长期、稳定的技术支持。,二、计算机软、硬件的选择,计算机通信网络系统的设计主要包括中、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。,三、计算机通信网络的选择,应考虑的因素数据库的性能；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软件Oracle、Sybase、SQLServer、Informix、Foxpro、MicrosoftAccess等等,四、数据库管理系统的选择,计算机处理方式可以根据系统功能，业务处理特点，性能/价格比等因素，选择批处理、联机实时处理、联机成批处理、分布式处理等方式。在一个管理信息系统中，也可以混合使用各种方式。,五、计算机处理方式的选择和设计,7.2.4代码设计,代码：是代表客观实体或属性的符号。其真正意义在于采用一对一的方式，把一个复杂的事物用简单的形式表现出来，是信息分类、校对、统计、检索的关键。代码设计是实现信息系统的前提条件，是系统设计与编程的标准。一套设计优良的代码系统可以提高信息交流和处理的效率和精度，提高数据的全局一致性，便于数据的存储和检索。,代码设计的原则,唯一确定性：代码应唯一标志它所代表的事物和属性。系统性：系统所用代码要尽量标准化，尽量参照国家和行业标准。合理性：代码结构要合理，尽量反映编码对象的特征，并与事物分类体系相适应，以便代码具有分类的标示作用，便于理解和交流。稳定性：代码应能适应环境的变化，要预留足够的扩充余地。要具有不能轻易改变的持久性、避免经常修改，具有稳定性。随便改变编码结构对设计工作来说是一种严重的浪费。可识别性：一般说来，代码越短，分类、准备、存储和传递的开销越低，数据检索及处理就越好。当代码很长时，应分成小段，便于记忆。如726-499-6135比7264996135好。,代码的种类,顺序码区间码助记码,顺序码（系列码）,用连续数字代表编码对象。简单、易于管理没有逻辑基础，本身不说明任何信息特征通常作为其它代码分类中更细分类的一种补充手段例如：各种票据的编号，都是顺序码。,区间码,依据被编码对象的共同特征，分成若干块，各块按顺序号编码。信息排序、分类、检索等处理易于操作代码的长度依赖于分类属性的数量，有时代码长且有冗余，难于维修。包括：多面码（表7.1）、上下关联码、十进位码。如，图书分类码，如73.87221，小数点左边的数字代表大类，右边数字代表子类。占位不统一，不便于计算机处理。,助忆码,把代码对象名称作为代码的一部分，帮助记忆。如：TV-C-29代表29英寸彩色电视机。,代码的校验,数据的可靠性依赖于数据处理的全过程。数据处理过程原始数据采集、数据准备（分类编码）、数据输入、数据处理、数据输出。数据差错：人为差错设备差错为保证数据质量，必须保证数据输入的正确性。为了保证关键代码输入的准确性、减少输入错误，可给代码设置检验位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，使它事实上变成代码的一个组成部分。,代码结构中的校验位,校验码的形成利用数学算法将原代码与校验码建立某种唯一的数学关系；以“校验和”作为校验码可检查替代错误，如代码为234，其和为2+3+4=9，则完整代码为2349。以“权”+“校验和”作为校验码可检查替代错误和易位错误，如代码234，若给代码自左至右的权为3、2、1，将代码各位上的字符值分别乘以权，再求校验和23+32+41=16，完整代码23416。,代码结构中的校验位,当代码较长时，校验和的位数也随之增加，这样做就不经济了。在满足代码各种输入错误检验的前提下，力求校验位数越少越好，通常控制在12位较好。引入“模数”概念，所谓“模”可以是任何整数，一般取校验和除以“模”所得余数与模的差作为校验码。,数据库是MIS核心组成部件，数据库设计的质量将影响信息系统的运行效率及用户对信息系统使用的满意度。如何根据企业用户需求及企业环境约束,设计企业数据库的概念模型,然后在相应的DBMS上,设计企业数据库的逻辑模型,最终建立企业数据库？这是一个从现实世界到数据世界转换的过程。,单据/账簿,计算机数据库,数据库设计概述,数据库设计,7.2.5,数据库设计,1.数据库设计的步骤,数据模型二维表,物理模型数据库文件,概念模型E-R图,基本思想,在需求分析的基础上，用E-R（实体-联系）图构造一个反映现实世界客观事物之间联系的概念模型，然后再将此概念模型转换成基于某一特定的DBMS的数据模型。,对客观事物的抽象,数据库的逻辑结构,概念模型是从用户的观点对数据及信息建模，不涉及具体的DBMS，是系统分析人员与用户交流的有力工具，另一方面，概念模型应能很方便的转化为数据模型。,2.概念模型,实体:现实世界中客观存在对象或事物。例如:学生、系、系主任属性:现实世界中客观事物具有的某种特性,用于刻画事物。例如:学生实体有学号、姓名、性别、出生年份等属性联系:现实世界中客观事物之间的关系。例如:系主任领导系，学生属于某一系，学生选修课程，这里“领导”、“属于”、“选修”表示实体间的联系，可以作为联系的名称。一对一联系(1:1)；一对多联系(1:n)；多对多联系(m:n),基本成分,E-R图形的表示方法,E-R图示例1,1:1的联系,E-R图示例2,1:n的联系,E-R图示例3,m:n的联系,ER图向关系数据模型转换,关系模型由ER转换而来,通常有以下几条原则：,原则1:E-R图中每个实体都相应地转换为一个关系(二维表),该关系应包括对应实体的全部属性,并根据语义确定出主关键字。如示例1,厂长（厂长号、姓名、年龄）工厂（工厂号、工厂名、地点）,ER图向关系模型转换cont.,原则2:对于E-R图中联系,根据不同类型联系,采取不同处理手段对1:1联系,只要在一方增加另一方关键字即可。如示例1,厂长（厂长号、姓名、年龄）工厂（工厂号、工厂名、地点、厂长号）,厂长（厂长号、姓名、年龄、工厂号）工厂（工厂号、工厂名、地点）,或,ER图向关系模型的转换cont.,对1:n联系:将1方关键字纳入n方实体对应的关系中作为外部关键字,同时把联系的属性也一并纳入n方的关系中。如示例2,仓库（仓库号、地点、面积）产品（零部件号、名称、单价、仓库号、储存数量）,原则2:,仓库（仓库号、地点、面积）产品（零部件号、名称、单价）,ER图向关系模型的转换cont.,m:n联系:需对联系单独建立一个关系,用来联系双方实体。其属性中要包括联系的双方实体关键字,如果联系有属性,也要归入这个关系中。如示例3,学生（学号、姓名、性别、助学金）课程（课程号、课程名、学时数）,原则2:,选修（学号、课程号、成绩）,新的关系,E-R图综合示例,建立某工厂的物资管理系统的E-R模型,业务描述:所涉及实体有职工、仓库、供应商、零部件。职工:职工号、姓名、年龄、岗位;仓库:仓库号、面积、类型；供应商:供应商号、名称、地址、电话；零件:零件编号、名称、规格、单价；联系如下:一个供应商可以供应多种零部件,一个零部件可以从多个供应商处采购。一个仓库可存放多种零部件,一种零部件可放在多个仓库中;一个仓库有多个职工管理仓库,一个职工只能在一个仓库工作;,E-R图综合示例-cont.,识别实体及属性,职工:职工号、姓名、年龄、岗位;,仓库:仓库号、面积、类型,供应商:供应商号、名称、地址、电话,零件:零件编号、名称、规格、单价,E-R图综合示例-绘制E-R图,一个仓库可存放多种零部件,一种零部件可放在多个仓库中,一个供应商可以供应多种零部件,一个零部件可以从多个供应商处采购,一个仓库有多个职工管理仓库,一个职工只能在一个仓库工作,E-R图综合示例-合并E-R图,仓库,库存量,简化的E-R图,储存,在合并后的ER图中，同一实体只出现一次,职工,E-R图综合示例cont.,完整的物资管理系统E-R模型,E-R图综合示例,将物资管理系统的E-R模型转化为关系模型,第一步:将实体职工、仓库、供应商、零部件转化为四个关系：职工（职工号、姓名、年龄、岗位）仓库（仓库号、面积、类型）供应商（供应商号、名称、地址、电话）零部件（零部件号、名称、规格、单价）,E-R图综合示例cont.,将物资管理系统的E-R模型转化为关系模型,第二步:将每一个联系转换为关系模式：仓库-职工（1:n）：职工（职工号、姓名、年龄、岗位，仓库号）仓库（仓库号、面积、类型）仓库-零部件（m:n）储存（仓库号、零部件号、库存量）供应商-零部件（m:n）供应（供应商号、零部件号、供应量）,E-R图综合示例cont.,将物资管理系统的E-R模型转化为关系模型,合并:将重复的关系模式进行合并，得到最终的关系模型：,职工（职工号、姓名、年龄、岗位、仓库号）仓库（仓库号、面积、类型）供应商（供应商号、名称、地址、电话）零部件（零部件号、名称、规格、单价）储存（仓库号、零部件号、库存量）供应（供应商号、零部件号、供应量）,练习,设某商品销售业务中的信息有:员工号、员工名、工资销售组名、销售组负责人商品号、商品名、单价、销售日期、销售量供应者号、供应者名、供应者地址。联系:一个员工仅在一个销售组;一个销售组仅有一个员工;一个组可销售多种商品；一种商品只能由一个组销售;一种商品每天有一个销售量；一个供应者可供应多种商品;一种商品可多渠道供应。,请画出E-R模型并转化为关系模型,6.关系的规范化概念,主关键字:主码或主属性非关键字：除主属性之外的其他属性完全函数依赖：如果所有的非主属性都由主属性的全体决定部分依赖关系：是指关系中主属性的一部分也能够决定某个（些）非主属性,7.关系的规范化过程,第一范式(1NF)元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项。第二范式(2NF)关系不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主码。第三范式（3NF)不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字。,第一范式,第一范式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。下表不符合1NF的关系,第二范式,第二范式，指的是这种关系不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全函数依赖于其主关键字。下表不符合2NF的关系,存在的问题数据冗余：同一数据多处重复存放，若修改了部分数据，会引起数据不一致;插入异常：当要插入新的课程时，由于暂时无人选，缺少相应的学号，以致无法插入；删除异常：当删除99002这位学生时，将有管理会计这门课的信息也丢失了.,第二范式,第二范式解决方法将一个非2NF的关系模式分解为多个2NF的关系模式分解如下：学生（学号，所在系，系主任）选课（学号，课程名，成绩）这样的两个关系模式因为没有部分依赖的问题（都是只有一个主码），当然都满足2NF。,第二范式,第三范式,指的是关系不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字。下表不符合3NF的关系,存在的问题关系同样存在着高度冗余和更新异常问题。解决方法将一个非3NF的关系模式分解为多个3NF的关系模式分解如下：学生（学号，所在系）系别（系，系主任）3NF消除了插入、删除异常及数据冗余、修改复杂等问题，已经是比较规范的关系。在关系规范化的过程中，并不是范式越高越好，一般企业管理信息系统数据存储逻辑设计要求达到3NF就可以了。,第三范式,MIS与用户的界面,一般而言,输入输出设计对于开发人员并不重要,但对用户来说,却尤为重要。组织系统形象具体体现；为用户建立良好工作环境,能激发努力学习、主动工作热情；符合用户习惯,方便用户操作,使目标系统易于为用户所接受；用户提供易读易懂的信息形态。,1.输入输出的意义？,7.2.6输入/输出设计,输出设计,不是技术,而是能提供什么样信息,以多快速度、以什么方式,是用户评价系统开发成功与否的重要标志,用户关心的是什么？,2、输出设计的内容,有关输出信息使用方面的内容使用者/目的/信息量/输出周期/有效期/保管方法/输出份数输出信息的内容输出数据项、精度、信息形式(文字、数字)输出格式:表格(报表,凭证,单据)/图形/文件/输出设备:打印机/显示器/绘图仪/视频显像设备输出介质:磁盘/光盘/纸张,3、输出设计的方法,表格信息:表示详细信息,适合各管理层使用；图形信息:用来表示事物趋势、信息比较等直方图、圆饼图、曲线图等,表示方式直观,为决策用户喜爱,输出设备根据需要有多种:显示器、打印机、光盘等,选择合适输出方法,主要存在如下输出方式：,4.输出设计评价,是否能为使用者提供及时、准确和全面信息服务;是否充分考虑和利用各种输出设备的功能;输出格式是否和原系统相一致；修改部分是否有充足理由,使用人员是否同意;输出图形或表格是否符合使用者习惯,是否便于阅读和理解;是否为系统今后发展变化留有一定余地,输出表格中是否为新增项目留有相应的余地。,输出设计与输入设计类似，需要给出输出的方式和用户界面的内容,如显示输出的屏幕格式、打印输出的格式,每个显示、打印项目的类型、长度。输出设计时，也要注意在整个系统中统一设计风格。,5输入设计的原则,提高输入效率和减少输入错误是输入设计的两个根本原则。具体要求如下：控制输入量、减少输入延迟。由于数据输入与计算机处理比较起来相对缓慢，在数据录入时，系统大多数时间都处于等待状态，系统效率将显著降低；同时，数据录入工作一般需要人的参与，大量的数据录入往往浪费很多人力资源，增加系统的运行成本。允许用户控制交互的流程。用户可以跳过不必要的操作，改变动作次序或取消刚才的操作。可由信息系统导出或计算出的数据，不要再由用户输入。为所有的输入动作提供帮助。具有自动数据校验和检查的功能，尽可能防止用户出现不必要的输入错误。,数据查询功能的“过滤检索界面”统一格式,“入库单查询模块”用户界面1,“入库单查询模块”用户界面2,说明：,1.操作人员输入查询检索条件后,计算机把满足检索条件的所有入库单的主要数据项以每行一个入库单的形式显示在检索屏的数据显示区。2.操作人员从检索结果中找到具体要查询的入库单后,按回车键或通过鼠标双击显示选中的入库单的全部信息（结果显示屏）。,7.2.7处理流程设计(过程设计),总体结构设计将系统划分成子系统，子系统划分成模块，并用层次模块结构图表示了模块的调用关系，数据传递关系，即确定了模块的外部特征。模块内部算法设计就是要确定模块的内部特征，即对每个模块的加工处理逻辑进行分析与设计，它是在功能结构图或模块结构图的基础上具体设计出每个模块内部的功能和处理过程，为程序员提供详细的技术资料。,进行处理流程设计时,设计者面临两方面问题：决定实现