第5章_管理信息系统的设计.ppt

第五章 管理信息系统的设计,掌握系统设计的任务与原则； 了解系统架构设计的概念； 熟悉软件结构设计的内容； 理解并掌握详细设计的内容。,本章学习目标,第五章 管理信息系统的设计,5.1 系统设计概述,5.2 总体设计,5.3 详细设计,5.1.1 系统设计的依据 系统设计是在系统分析的基础上由抽象到具体的过程，要考虑到系统实现的内外环境和主客观条件。通常系统设计阶段工作可依据以下几个方面来考虑： 系统分析的成果 现行技术 现行的信息管理和信息技术标准、规范和有关法律制度 用户需求 系统运行环境,5.1 系统设计概述,1.系统性 系统是作为统一整体而存在的，因此，在系统设计中，要从整个系统的角度进行考虑，系统的代码要统一，设计规范要标准，传递语言要尽可能一致，对系统的数据采集要做到数出一处、全局共享，使一次输入得到多次利用。,5.1.2 系统设计的原则,2.灵活性 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。,5.1.2 系统设计的原则,3.可靠性 可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力 衡量系统可靠性的指标是平均故障间隔时间和平均维护时间,5.1.2 系统设计的原则,4.经济性 经济性是指在满足系统需求的前提下，尽可能减少系统的开销。,5.1.2 系统设计的原则,1.制定规范 需要采用的管理规则：包括操作流程、交流方式、工作纪律等 设计文档的编制标准：包括文档体系、文档格式、图表样式等 信息编码形式，硬件、操作系统的接口规约，命名规则等 设计目标、设计原则,5.1.3 系统设计的内容,2.系统架构设计 系统架构设计就是根据系统的需求框架，确定系统的基本结构，以获得有关系统创建的总体方案。,5.1.3 系统设计的内容,3.软件结构设计 通常程序中的一个模块完成一个适当的功能，应该把模块组织成良好的层次系统，顶层模块调用它的下层模块以实现程序的完整功能，每个下层模块再调用更下层的模块，从而完成程序的一个子功能，最下层模块完成具体的功能。如果数据流程图已经细化到了适当的层次，则可以直接从数据流程图中映射出软件结构。,5.1.3 系统设计的内容,4.公共数据结构设计 公共数据变量的数据结构与作用范围； 输入、输出文件的结构； 数据库中的表结构、视图结构以及数据完整性等。,5.1.3 系统设计的内容,5.安全性设计 系统安全性设计包括：操作权限管理设计、操作日志管理设计、文件与数据加密设计以及特定功能的操作校验设计等。系统总体设计需要对这些方面的问题做出专门的说明，并制定出相应的处理规则。,5.1.3 系统设计的内容,6.故障处理设计 在系统总体设计时，需要对各种可能出现的、来自于软件、硬件以及网络通信方面的故障做出专门考虑。例如，提供备用设备、设置出错处理模块、设置数据备份模块等。,5.1.3 系统设计的内容,7.编写文档 应该用正式文档记录系统总体设计的结果，在这个阶段应该完成的文档通常包括：系统总体设计说明书、详细设计说明书、用户手册、测试计划、详细的实现计划等。,5.1.3 系统设计的内容,8.系统设计评审 需求确认：确认所设计的软件是否覆盖了所有已确定是 软件需求 接口确认：确认该软件的内部接口与外部接口是否已经 明确定义 模块确认：确认所设计的模块是否满足高内聚性、低耦 合度的要求，模块的作用范围是否在其控制范围之内 风险性：该设计在现有技术条件下和预算范围内是否能 按时实现 实用性：该设计对于需求的解决是否实用 可维护性：该设计是否考虑了今后的可维护性 质 量：该设计是否表现出了良好的质量特征,5.1.3 系统设计的内容,5.2.1 系统架构设计 系统划分 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 子系统的划分应便于系统分阶段实现,1.2系统,5.2 总体设计,确定系统架构 分析子系统之间的通信与协作，以获得对子系统外部接口的定义 根据系统的整体逻辑结构、技术特点、应用特点以及系统开发的资金投入等情况，选择合适的系统物理架构。包括硬件设备、软件环境、网络结构、数据库结构等，并将子系统按照子系统所选的物理架构进行合理部署与优化,5.2.1 系统架构设计,1. 模块化 模块化是软件设计和开发的基本原则和方法，是总体设计的主要工作之一 模块是指一个独立命名的，拥有明确定义的输入、输出和特性的程序实体 把一个管理信息系统设计成若干模块的方法称为模块化,1.2系统,5.2.2 软件结构设计,模块化的基本思想: 将系统设计成由相对独立、单一功能的模块组成的结构，从而简化研制工作，防止错误蔓延，提高系统的可靠性。在这种模块结构图中，模块之间的调用关系非常明确、简单。每个模块可以单独被理解、编写、调试、查错与修改。模块结构整体上具有较高的正确性、可理解性和可维护性。,5.2.2 软件结构设计,模块的要素 输入和输出：模块的输入来源和输出去向都是同一个调用者。一个模块从调用者取得输入，加工后再把输出返回调用者 处理功能：模块把输入转换成输出所做的,1.2系统,5.2.2 软件结构设计,内部数据：仅供该模块本身引用的数据 程序代码：实现模块功能的程序,1.2系统,5.2.2 软件结构设计,前两个要素是模块的外部特性，即反映模块的外貌。后两个要素是模块的内部结构特性。在结构化设计中，首先关心的是外部特性，其内部特性只做必要了解,2. 模块的独立性 模块同模块的联系称为模块的耦合度 一个模块内部各成份的联系称为块模块的内聚性,1.2系统,5.2.2 软件结构设计,耦合度 内容耦合 公共耦合 控制耦合 数据耦合 独立耦合,1.2系统,5.2.2 软件结构设计,内聚性 偶然内聚 逻辑内聚 时间内聚 过程内聚 通信内聚 顺序内聚 功能内聚,1.2系统,5.2.2 软件结构设计,5.2.2 软件结构设计,3.结构化设计建模 模块：使用矩形来表示软件系统中的一个模块，框中写模块名 调用：用带箭头的线段表示模块间的调用关系 模块间的通信：用小箭头表示模块间在调用过程中相互传递的信息,模块间传递的信息可分为两类：作数据用的信息和作控制用的信息。具体可分为以下两种箭头: 尾部有小空心圆圈标记，表示作数据用信息 尾部有小实心圆圈标记，表示作控制用信息,5.2.2 软件结构设计,5.2.2 软件结构设计,辅助符号 选择调用 循环调用,5.2.2 软件结构设计,从数据流图导出初始结构图的方法 变换流分析 确定变换流、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,5.2.2 软件结构设计,实例: 某学校的学生“选课”系统的数据流程图如图5.6所示。这是一个简单、具有明显变换流特征的数据流程图。首先登录到系统，输入密码，经过验证合格后，即可进行选课处理。先查询相关课程信息，再进行选课登记，选课完成后，显示所选课程表，并打印输出课表,5.2.2 软件结构设计,5.2.2 软件结构设计,确定变换流、输入流和输出流部分。从左向右分析数据流程图，确定“登录系统”为输入部分；从右向左分析数据流程图，确定“打印课表”、“显示课表”为输出部分；分别用虚线加以标示，则得到虚线内部分为变换流，包括“课程查询”和“选课登记”两个加工。虚线外的两部分为输入流和输出流。 将数据流程图映射为模块结构图,5.2.2 软件结构设计,5.2.2 软件结构设计,事务流分析,5.2.2 软件结构设计,对于事务型数据流程图，通过事务分析，可以导出它所对应的标准形式的模块结构图,5.2.2 软件结构设计,实例:某火车售票系统的数据流程图如下所示,5.2.2 软件结构设计,5.2.2 软件结构设计,混合流分析与设计 混合数据流程图,5.2.2 软件结构设计,由混合数据流程图导出的控制结构图,5.2.2 软件结构设计,5.2.2 软件结构设计,4. 模块划分的原则 低耦合，高内聚原则 作用范围应在控制范围之内 合理的模块扇入和扇出数 合适的模块大小,1. 系统总体布局的原则 系统类型、数据存储、硬件配置、软件配置、处理功能、使用便捷、安全可靠、经济适用 2. 设计系统物理配置方案的方法 在设计计算机物理系统配置方案的时候，可采用以下方法得到计算机物理系统配置的各种方案： 信息调查法 方案征集法 招标法 基准测试法,5.2.3 系统物理配置方案设计,3.系统配置方案报告的具体内容 计算机物理系统配置概述 计算机物理系统选择的依据 计算机物理系统配置 指出费用情况 具体配置方案的评价,5.2.3 系统物理配置方案设计,4.系统软硬件系统的设计选择 计算机网络的选择 网络的配置与设计应遵循以下原则： 技术先进 可扩充 保护现有资源 可靠性和安全性 配套能力好,5.2.3 系统物理配置方案设计,网络设备选型应遵循以下原则： 技术可行性原则 服务保证原则 经济合理原则,5.2.3 系统物理配置方案设计,计算机硬件的选择 主机的结构 主机的处理能力 相对机器性能价格指标 计算机主存、 cpu时钟 显示方式 输入输出通信的通道能力 外接设备及其类型,5.2.3 系统物理配置方案设计,数据库管理系统的选择 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 并发控制机制 事务处理完整性机制 数据后备和恢复机制 数据的类型,5.2.3 系统物理配置方案设计,应用软件的选择 软件能否满足用户的需求 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,5.2.3 系统物理配置方案设计,管理信息,5.3.1 代码设计 1.代码的功能 鉴别 分类 排序 专用含义,5.3 详细设计,管理信息,2.代码的种类 顺序码 层次码 助记码 混合码,5.3.1 代码设计,管理信息,3.代码设计的原则 顺序码 惟一性 可扩充性 合理性 规范性 系统性 短小精悍即选择最小值代码 具有规律性、便于编码和识别,5.3.1 代码设计,管理信息,4.代码设计步骤 确定代码对象 考察是否已有标准代码 根据代码的使用范围、使用时间，根据实际情况选择代码的种类与类型 考虑检错功能 编写代码表,5.3.1 代码设计,管理信息系统,1.概念设计 实体: 指客观存在并相互区别的事物，实体可以是具体的，也可以是抽象的 联系:实体和实体之间的关系被抽象为联系。联系分为一对一，一对多或多对多三种 属性:指实体的特征 主键: 能唯一地标识该实体的属性或属性组,5.3.2 数据库设计,管理信息系统,5.3.2 数据库设计,2. 逻辑结构设计 逻辑结构设计是在概念设计的基础上完成的 设计数据表: 按以下规则从数据关系模型中映射出数据库中的数据表 每一个实体应该映射为数据库逻辑结构中的一个数据表 每一个n:m关系也应映射为数据库逻辑结构中的一个数据表 每一个1:n关系也可映射为一个独立的数据表 每一个1:1关系可映射为一个独立的数据表，也可以与跟它相连的任意一端或两端的实体合并组成数据表,5.3.2 数据库设计,管理信息系统,规范数据表 第一范式：每个属性值都必须是原子值，即仅仅是一个简单值而不含内部结构 第二范式：满足第一范式条件，而且每个非主键属性都由整个主键决定 第三范式：符合第二范式的条件，每个非主键属性的进一步描述，即一个非主键属性值不依赖于另一个非主键属性值,5.3.2 数据库设计,管理信息系统,关联数据表 关联数据表就是将数据关系模型中数据实体之间的关系，在数据库逻辑结构中明确体现出来，它们将作为建立数据表之间参照完整性规则的依据,5.3.2 数据库设计,管理信息系统,设计数据视图 数据视图也称为虚表，与数据表一样，都可以将数据以记录集合的形式表现出来 数据视图的作用是能够使数据表现与数据存储之间进行有效的逻辑隔离，可以使数据库中的数据具有更高的安全性，可以简化前端程序员对数据库的复杂编程等,5.3.2 数据库设计,管理信息系统,3.物理结构设计 数据存储结构 数据索引与聚集 数据完整性：实体完整性和参照完整性,5.3.2 数据库设计,管理信息系统,1.输出设计 输出类型设计 外部输出 内部输出 中间输出 交互输出 操作输出,5.3.3 输入/输出设计,管理信息系统,输出形式设计 表格输出 显示输出 磁介质输出,1. 输出设计,管理信息系统,输出内容设计 用户使用的目的或用途 输出频率、速度、有效期、份数、机密安全性等 输出信息的具体形式 输出项目及数据的结构，数据类型、精度、取值范围等 输出设备和输出介质的选择,1. 输出设计,管理信息系统,1. 输出设计,管理信息系统,设计输出报告应注意的问题 方便使用者 要考虑系统的硬件性能 尽量利用原系统的输出格式，确实需要修改的，应与有关部门协商，征得用户同意 输出表格要考虑发展的需要。例如，是否有必要在输出表中留出备用项目，以满足将来新增项目的需要 输出格式和大小要根据硬件能力，认真设计，并试制输出样品，经用户同意后才可正式使用,1. 输出设计,管理信息系统,输入设计的原则 输入量要少 输入过程应便捷，有容错能力，以减少错误的发生 尽早校验数据。对输入数据的校验应尽量接近原数据发生点，以便错误及时得到纠正 尽量直接输入编码，减少汉字的输入量,2. 输入设计,管理信息系统,输入方式设计 键盘输入 键盘磁盘输入 数模/模数转换方式 条码输入 扫描仪输入 传感器输入 网络或通信传输,2. 输入设计,管理信息系统,输入内容及格式设计 输入数据的校验 q 重复校验 q 视觉校验 q 控制总数校验 q 数据类型校验 q 格式校验 q 逻辑校验 q 界限校验 q 记录计数校验 q 平衡校验 q 对照校验,2. 输入设计,1. 界面设计应考虑的因素 用户工作环境与工作习惯 界面风格的一致性 界面信息反馈 界面的合适性 容错性 审美性和可用性,5.3.4 人机界面设计,2. 界面功能特征 用户与界面之间的交互 直接操纵 菜单选择 表格填写 命令语言 自然语言,5.3.4 人机界面设计,2. 界面功能特征 系统信息在界面上的表示 用户对不同数据之间的关系感兴趣吗？ 信息表示刷新速度如何？ 用户必须根据数据的改变执行某种操作吗？ 用户需要通过直接操作界面对象而与显示的信息进行交互吗？ 要显示的信息是文本形式还是数字形式？,5.3.4 人机界面设计,2. 界面功能特征 系统对新用户的学习指导 错误消息 联机帮助,5.3.4 人机界面设计,处理过程设计，也称模块详细设计。模块详细设计时除了要满足某个具体模块的功能、输入和输出方面的基本要求以外，还应考虑以下方面： 模块间的接口要符合通信的要求； 考虑将来实现时所用计算机语言的特点； 考虑数据处理的特点； 估计计算机执行时间不能超出要求； 考虑程序运行所占的存储空间； 使程序调试跟踪方便； 估计编程和上机调试的工作量。,5.3.5 计算机处理过程设计,处理过程设计常用的描述工具： 程序流程图 pad图 盒图,5.3.5 计算机处理过程设计,n-s图由而且仅由顺序、选择、循环三种基本结构组成。基本图例如下：,盒 图,a,b,条 件 1,t,f,case xi, i=2,3,4,x2,x3,x4,当条件3成立,条 件 2,直到条件4成立,直 到 条 件 成立,c,d,e,f,g,h,i,j,顺序结构,选择结构,多分支选择结构,先判定型循环结构,后判定型循环结构,f,t,t,f,n-s图举例,1.系统设计的成果 系统总体结构图 系统设备配置图 系统分布编码方案 数据库结构图 系统详细设计方案说明书,新系统逻辑模型,5.3.6 编写系统设计说明书,2.系统设计说明书的组成 引言 摘要：系统的目标名称和功能等的说明。 背景：项目开发者、用户、本项目和其它系统或机构的关系和联系。 系统环境与限制：硬件、软件和运行环境方面的限制；保密和安全的限制；有关系统软件文本；有关网络协议标准文本。 参考资料和专门