信息系统设计演示课件

管 理 信 息 系 统（Management Information System）,西北师范大学 商学院,王旭茵Email： ,第16章 信息系统设计,学习目的,总体了解系统设计的主要任务和设计步骤了解结构化设计方法的主要内容掌握数据库逻辑设计模块功能与处理过程设计学会编制系统设计文档,本讲内容,16.1 系统设计概述16.2 系统平台设计16.3 数据模型的详细设计16.4 输入/输出与用户界面设计16.5 软件结构设计,16.1 系统设计概述,16.1.1 系统设计的任务系统分析阶段所建立的逻辑模型解决系统“干什么”的问题，而系统设计阶段产生的物理模型解决系统“如何干”的问题在这一阶段，将在已经获得批准的系统分析报告的基础上，根据系统分析产生的逻辑模型，选择一个具体的计算机系统，设计出能在该计算机系统上运行的物理模型。因此，系统设计也称作系统物理设计。,16.1 系统设计概述,16.1.2 系统设计的内容信息系统平台设计，确定计算机系统的硬件和软件配置方案；数据存贮的详细设计，包括数据库逻辑结构设计和数据库物理结构设计；输入/输出设计；用户界面设计；软件结构设计；其他细节设计，如代码实体赋值、系统安全设计、数据处理方式设计等。,16.1 系统设计概述,16.1.3 系统设计的目标系统的运行效率系统的可靠性系统的灵活性系统的经济性系统的安全性,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法结构化设计的思想结构化设计方法（Structured Design，SD）是IBM公司提出的一种设计方法，其基本思路是：用一组标准的准则和工具帮助系统设计人员确定系统应该具有哪些模块，采用什么方法联结在一起才能构成一个最好的系统SD是结构化分析（Structured Analysis，SA）和结构化程序设计（Structured Programming，SP）之间的接口。,结构化的设计,需求规格说明SRS,设计文档,What do to?,How to do?,软件需求分析,软件设计,软件编码,图 5-1 软件设计在SE中所处的位置,把软件需求规格说明 转为软件过程性的表示。 解决“怎么做”的问题。,从需求分析模型到设计模型,数,据,流,图,实,体,关,系,图,状态转换图,加,工,控,制,规,规,格,格,说,说,明,明,数,据,对,象,描,述,数据字典,图 5-3 分析模型转换为设计模型,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法结构化设计的特点相对独立、功能单一的模块结构SD的思想是将系统设计成由多个相对独立、功能单一的模块组成的结构。由于模块之间相对独立，每一模块就可以单独地被理解、编写、测试、排错和修改，从而防止错误在模块之间扩散蔓延，提高了系统的质量。“高内聚、低耦合”的模块性能标准“块内联系大，块间联系小”是SD衡量模块独立性的标准。满足这种标准的模块功能简单、程序短、接口简单，当多人合作开发时，这一优点尤其重要。同时，独立的模块容易测试和维护。相对来说，修改独立的模块需要的工作量较小，错误传播范围较窄，需要扩充功能时比容易插入。采用模块结构图的描述方式SA、SD、SP三者具有一个共同点，即都使用图形化工具来建模。如SA中有DFD图、判断树等，SP采用程序流程图，而SD采用的是结构图。,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法结构图（Structure Chart，SC） 模块的概念模块是组成目标系统逻辑模型和物理模型的基本单位，它可以被组合、分解和更换。根据模块功能具体化程度的不同，可以分为逻辑模块和物理模块。在系统逻辑模型中定义的处理功能可视为逻辑模块。物理模块是逻辑模块的具体化，可以是一个计算机程序、子程序或若干条程序语句，也可以是人工过程的某项具体工作。模块具备以下四个要素：输入和输出处理功能内部数据程序代码,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法结构图（Structure Chart，SC） 结构图的基本符号：由以下6种基本符号组成,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法块间联系和块内联系块间联系及评价块间联系是指模块之间的联系，用来衡量模块的独立性。块间联系越小，意味着模块的独立性越高。当某个模块出现问题，其影响范围就小。在分析系统结构和功能时，就不会因模块间的复杂关系引起困难。块间联系有多种类型，按联结程度由低到高依次为：数据联结（耦合）、特征联结（耦合） ） 、控制联结（耦合） 、公共联结（耦合）和内容联结（耦合） 。,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法块间联系和块内联系块间联系及评价,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法块间联系和块内联系块内联系及评价块内联系是指一个模块内部各成分（程序语句）之间的联系，它是决定系统结构优劣的另一个重要因素。模块内部的紧凑性，主要表现在模块内的各成分为了执行处理功能而组合在一起的相关程度，即组合强度。模块功能越简单，其组合强度就越高。模块的组合强度分为7个等级：功能组合（内聚）；顺序组合（内聚） ；通信组合（内聚） ；过程组合（内聚） ；暂时组合（内聚） ；逻辑组合（内聚） ；机械组合（内聚） 。,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法块间联系和块内联系块内联系及评价,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法从数据流程图导出结构图SD阶段产生的结构图来源于SA阶段所生成的DFD图。结构图与DFD图的区别在于：前者表现的是上下级模块之间层次化的调用和控制关系；后者表现的是逻辑处理功能的顺序和数据在系统内的流向，而不表示各级控制关系和调用关系。从DFD图导出结构图的策略有两种：以变换为中心的策略以事务为中心的策略。,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法从数据流程图导出结构图从DFD图导出结构图的策略有两种：以变换为中心的策略,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法从数据流程图导出结构图从DFD图导出结构图的策略：以事务为中心的策略,1、确定数据流的类型 变换流 事务流 在一个大系统DFD中，变换流和事务流可能会同时出现，如在一个事务流中，活动路径上的信息可能会体现变换流的特征。,2、变换流设计 （1）一级映射,（物理输入）,（逻辑输入）,（逻辑输出）,输 入,处理,输 出,（物理输出）,（2）逐级映射 I：由变换中心边界沿输入 端路径回溯，将每个遇 到的“处理”映射成相应 层次的模块。 P：每个处理直接对应 一个下层模块。O：由边界沿输出端路径 外推，方法与I类似。（3）精化： 根据设计概念和原则,3、事务流设计,分类,报名,付款,注销,查询,复审,采用“事务分析”（transaction Analysis）技术,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法IPO图IPO图主要是配合结构图详细说明每个模块内部功能的一种工具，它是输入处理输出图（Input-Process-Output）的简称。IPO图为每个模块的输入、输出数据和数据加工进行说明的。用于描述模块内部处理过程的方法有：结构化英语；决策树；决策表；算法描述语言。,16.1 系统设计概述,16.1.4 结构化系统设计方法IPO图,本讲内容,16.1 系统设计概述16.2 系统平台设计16.3 数据模型的详细设计16.4 输入/输出与用户界面设计16.5 软件结构设计,16.2 系统平台设计,信息系统平台包括硬件平台、网络平台和软件平台。系统设计的首要任务是根据新系统功能与性能要求，构建能够支持新系统运行的软硬件环境，也就是进行系统平台设计。有些企业往往在系统分析与设计之前，过早地购买了计算机设备，系统分析结束才发现已购置的设备已经不符合要求，造成直接经济浪费。因此，系统设备的购置应放在系统分析结束之后，系统设计开始之时，才比较合适,16.2 系统平台设计,16.2.1 系统平台设计的依据系统的吞吐量 系统的响应时间系统的可靠性集中式还是分布式地域范围数据管理方式,16.2 系统平台设计,16.2.2 系统硬件平台的配置硬件的选择取决于数据的处理方式和运行的软件。一般来说，如果数据处理是集中式的，系统应用的目的是利用计算机的强大计算能力，则可以采用主机终端系统，以大型机或中小型机作为主机，可以使系统具有较好的性能。若对企业管理等应用，其应用本身就是分布式的，使用大型主机主要是为了利用其多用户能力，则不如微机网络更为灵活、经济。确定了数据的处理方式以后，在计算机机型的选择上则主要考虑应用软件对计算机处理能力的需求，包括：计算机内存；CPU速度和性能；输入、输出和通信的通道数目；显示方式；外接存储设备及其类型。,16.2 系统平台设计,16.2.3 系统网络平台的配置网络拓扑结构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。通常，应尽量使信息流量最大的应用放在同一网段上。网络的逻辑设计通常首先按软件将系统从逻辑上分为若干子系统，然后按需要配备设备，如主服务器、主交换机、分系统交换机、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。网络操作系统网络操作系统有UNIX、Netware、Windows NT等。UNIX历史最早，是惟一能够适用于所有应用平台的网络操作系统；Netware网络操作系统适用于文件服务器/工作站模式，具有较高的市场占有率；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/服务器模式向浏览器/服务器模式延伸，无疑是有前途的网络操作系统,16.2 系统平台设计,16.2.4 系统软件平台的配置,16.2 系统平台设计,16.2.4 系统软件平台的配置操作系统目前有很多，如UNIX及其变种、Windows、Windows NT、Linux、Netware等，其中代表主流发展方向的有Windows NT、UNIX。数据库管理系统（DBMS）是MIS的基础。选择DBMS时主要考虑：应是国际上流行的，要支持关系数据模型；支持结构化查询语言SQL；具有远程数据存取和分布式处理功能；具有良好的安全保密性能；原来使用的数据库需要升级换代，所选的新的数据库应与原来数据兼容或有开发工具进行转换； DBMS的选择要和硬件选型、操作系统选择、网络环境建立同时进行。目前市场上DBMS种类较多，如Oracle、Sybase、SQL Server、Informix、FoxPro、Access等，Oracle、Sybase、SQL Server均是大型的DBMS，是开发大型MIS的首选，FoxPro、Access在小型MIS中最为流行，而Informix则适用于中型MIS的开发。常用的编程设计语言，如C、Pascal、BASIC、FORTRAN、COBOL等。若系统采用OO方法进行分析与设计，最好选用OOPL来编程，如C+、JAVA。如果系统采用B/S架构，可以考虑ASP、JSP、C#。若开发的是DSS，则可以选择PROLOG、LISP等。选择合适的辅助工具。如集成开发环境（IDE）提供了多种工具帮助程序员进行编程，如灵巧的编辑器、上下文相关帮助和调试工具。Visual Studio、JBuilder、PowerBuilder都是良好的IDE。对开发人员来说，CASE工具能帮助生成重要的系统模型，自动检查模型的完整性，能根据模型生成程序代码。如Rational Rose就是支持UML建模的工具。在商品化软件选型过程中，应考虑以下几个因素：软件是否能够满足用户的需求？软件的流程与企业业务流程是否相近？软件是否具有足够的灵活性？软件是否能够获得长期、稳定的技术支持？,本讲内容,16.1 系统设计概述16.2 系统平台设计16.3 数据模型的详细设计16.4 输入/输出与用户界面设计16.5 软件结构设计,16.3 数据模型的详细设计,系统分析阶段，系统分析员完成了数据模型的逻辑设计，建立了面向企业整体的全局概念模型，它独立于任何物理设备。系统设计阶段，根据所选择的计算机硬件和软件，在一个特定的DBMS支持下，进一步完成数据模型的详细设计，为最后在存储介质上建立数据库做准备。用数据库术语来说，数据模型详细设计的任务是：完成数据库的逻辑结构设计和物理结构设计。把数据库设计的这两个阶段放在系统设计阶段的原因是由于它们都与所选定的信息系统平台有关,16.3 数据模型的详细设计,16.3.1 数据库逻辑设计将概念模型转换为所选用的DBMS所支持的模型。若选用的DBMS支持关系模型或对象模型，那么这一步的工作就是用E-R图构造的概念模型向关系模型或对象模型转换的过程；如果没有经过E-R模型，而直接用基于3NF的方法进数据库设计的，其数据库概念模型和逻辑结构设计是一致的，可以认为设计产生的3NF关系群既是概念模型也是逻辑模型，那么这一步工作已经在系统分析阶段完成，可以直接进入下一步DDL定义。利用DBMS提供的数据描述语言（DDL）定义数据模型，从而把模型转变为模式。到目前为止，各种数据模型还无法被DBMS直接接受，还需用形式化语言将它描述出来。用数据描述语言精确定义数据模型的程序称为模式。以关系模型为例，模式DDL定义的内容有：关系名，每个关系包含的属性名，各属性域的类型、长度和关键字。以最常用的SQL Server为例，该系统就具有相关的DDL语句，如CREATE命令就是用来定义逻辑数据结构。,16.3 数据模型的详细设计,16.3.1 数据库逻辑设计,16.3 数据模型的详细设计,16.3.2 数据库物理设计数据库物理结构设计是数据库设计的最后一步。目前，由于绝大多数的信息系统都采用关系模型的数据库系统，一些物理设计的内容，如存取路径的选择等，不再需要系统设计员自行设计，一切由DBMS自动完成，从而大大减轻了这一阶段的工作负担。 确定数据库文件的组织查询优化处理确定数据的存放位置,本讲内容,16.1 系统设计概述16.2 系统平台设计16.3 数据模型的详细设计16.4 输入/输出与用户界面设计16.5 软件结构设计,16.4 输入/输出与用户界面设计,输入与输出是用户与计算机的界面。手工编制的凭证，通过系统输入，经过计算机加工处理，将有关信息以报表、图形等形式提供给管理人员。做好输入/输出设计，生成一个友好的用户界面是系统设计的重要一环，也是新系统是否受用户欢迎、是否具有生命力的主要因素，特别是DSS和EIS的输入/输出更强调界面的灵活和友好,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4.1 输入设计输入设计的工作内容是：选择数据输入设备；输入数据格式的设计；输入数据正确性校验；联机系统的输入屏幕设计。,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4.1 输入设计输入设计的原则：控制输入量在输入时，只需输入基本的信息，而其他可通过计算、统计、检索得到的信息则由系统自动产生。减少输入延迟输入数据的速度往往成为提高信息系统运行效率的瓶颈，为减少延迟，可采用周转文件、批量输入等方式。减少输入错误输入设计中应采用多种输入校验方法和有效性验证技术，减少输入错误。避免额外步骤在输入设计时，应尽量避免不必要的输入步骤，当步骤不能省略时，应仔细验证现有步骤是否完备、高效。输入过程应尽量简化输入设计在为用户提供纠错和输入校验的同时，必须保证输入过程简单易用，不能因为查错、纠错而使输入复杂化，增加用户负担。,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4.1 输入设计数据输入设备的选择 键盘输入 联机键盘输入和脱机键盘输入 磁性数据输入设备 磁性墨水字符识别（Magnetic Ink Character Recognition，MICR） 、磁条技术 光扫描设备 一维条码、二维条码 、光学字符识别装置（Optical Character Recognition，OCR）射频识别（Radio Frequency Identification，RFID )其它设备触摸屏、数字音频设备、摄像头视频捕捉、指纹识别、电子笔和书写板设备、电子密钥（密钥盘）,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4.1 输入设计输入格式设计原始凭证的格式设计 数据排列的顺序应与阅读的顺序一致，一般是从上到下，由左至右；为了填写方便，多采用“表格式”或“选择式”，如果数据值的类别较少且范围固定，可采用“选择式”；类型相同的数据应尽量排在一起，如数字项目排在一起，文字项目排在一起；不往计算机中输入的数据应集中排列在原始凭证的最高端或最下端。 输入介质的记录格式设计,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4.1 输入设计输入格式设计原始凭证的格式设计 输入介质的记录格式设计 数据在终端屏幕上存放的顺序与阅读原始凭证的顺序一致；数据记录的长度不应超过终端屏幕允许的最大长度。正确设计数据项目的长度，能容纳项目可能出现的最长数据，包括整数和小数。,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4.1 输入设计输入格式的正确性校验重复校验视觉校验检验位校验控制总数校验数据类型校验格式校验逻辑校验界限校验顺序校验记录计数校验平衡校验对照校验,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4.2 输出设计输出设计的内容 有关输出信息使用方面的内容输出方式输出设备输出介质,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4.2 输出设计输出设计的方法 报表信息 报表类型：详细报表；汇总报表；异常报表；决策报表经常使用两种技术：下钻；链接图形及多媒体信息,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4.3 用户界面设计用户界面的设计原则尽量保持一致性为熟练用户提供快捷键提供有效反馈设计完整的对话过程提供简单的错误处理机制允许撤销动作提供控制的内部轨迹减少短期记忆负担,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4.3 用户界面设计用户界面的分类 图形用户界面（Graphics User Interface，GUI）网页用户界面（Web User Interface，WUI） 手持设备用户界面（Handset User Interface，HUI）,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4 输入/输出与用户界面设计,16.4 输入/输出与用户界面设计,本讲内容,16.1 系统设计概述16.2 系统平台设计16.3 数据模型的详细设计16.4 输入/输出与用户界面设计16.5 软件结构设计,16.5 软件结构设计,16.5.1 软件结构设计的目标管理信息系统设计的最终结果是形成一个能完成新系统规定功能的软件系统。为了得到这个软件系统，从系统分析的详细调查开始到现在已经历了一个漫长的过程，其间的各项工作都是为最终的软件设计服务的。事实上，系统开发的全过程是先将客观存在的、正在运行的老系统转变为符合新目标要求的、逻辑的新系统，然后再转换为软件系统的过程。因此，系统分析与设计的质量将集中反映到软件设计的质量上。MIS软件结构设计的目标是：提高软件的可靠性、可维护性、可修改性和可重用性。,16.5 软件结构设计,16.5.2 管理信息系统的软件结构模块化原理有两种方法：HIPO法和结构化设计方法（SD方法）HIPO法使用的工具是H图（即层次图/功能图）和IPO图SD方法使用的工具是结构图这两种方法有各自的缺点对HIPO来说，由于H图只表示了模块间的调用关系，不表示模块间的控制及通讯关系，必须用IPO图对每一个功能模块的输入处理输出情况进行详细描述。而SD方法虽然克服了H图的缺点，把H图和IPO图的功能集中在结构图上表示，但传统的SD方法把整个系统的结构图画在一张图上，对于MIS这样一个大型系统来说很不方便。SD方法的另一个缺点是：由于它侧重于系统的“程序结构描述”，是面向系统设计员的，不便于用户理解。,16.5 软件结构设计,16.5.2 管理信息系统的软件结构实际使用中，系统设计员常把这两种方法结合起来。这种方法把软件分成两大层次：功能结构层：面向逻辑、面向用户这一层用H图（功能图）表示，用以描述新系统的逻辑