6系统设计+数据库内容

第6章 系统设计,6.1 概述 6.2 总体结构设计 6.3 代码设计 6.4 输出输入设计 6.5 数据存储设计 6.6 处理流程设计 6.7 程序设计说明书和系统设计报告,6 系统设计,2,6.1 概述,一、系统设计的原则 系统性 灵活性 可靠性 经济性,6 系统设计,3,6.1 概述,二、系统设计的主要内容 1、系统总体结构设计 系统总体结构设计包括两方面的内容：系统网络结构设计和系统模块化结构设计。系统分析阶段对新系统计算机资源配置已作了分析，但太笼统，不够清晰。系统网络设计是在此基础上作进一步的详细设计，设计出计算机网络的拓扑结构和计算机资源配置图。系统划分为若干个子系统的工作，在系统分析阶段已经基本完成，但不够详细。系统模块化结构设计工作是在系统分析阶段对子系统划分的基础上，再进一步地划分，将它逐层的分解成多个大小适当、功能单一、具有一定独立性的模块，以便程序设计工作的进行。 2、代码设计 代码设计就是通过设计合适的代码形式，使其作为数据的一个组成部分，用以代表客观存在的实体、实物和属性，以保证它的唯一性便于计算机处理。,6 系统设计,4,6.1 概述,3、数据库（文件）设计 根据系统分析得到的数据关系集和数据字典，再结合系统处理流程图，就可以确定出数据文件的结构并进行数据库设计。 4、输入/输出设计 输入/输出设计主要是对以记录为单位的各种输入输出报表格式的描述，另外，对人机对话各式的设计和输入输出装置的考虑也在这一步完成。,6 系统设计,5,6.1 概述,5、处理流程设计 处理流程设计是通过系统处理流程图的形式，将系统对数据处理过程和数据在系统存储介质间的转换情况详细地描述出来。在设计中，它要与系统模块化结构设计结合起来，以模块化结构设计为参考。一般来说，每一个功能模块都应设计一个处理流程。系统处理流程设计是系统模型的进一步具体化，是软件设计的初步形式，也是程序设计的主要依据。 6、系统设计文档 系统设计文档包括三部分内容：系统标准化设计；描述系统设计机构；拟定系统实施方案。,6 系统设计,6,6.1 概述,三、系统设计的步骤 1、系统总体设计，其中包括： 系统总体布局方案的确定 软件系统总体结构设计 数据存储的总体设计 计算机和网络系统方案的选择 2、详细设计，其中包括： 代码设计 数据库设计 输出设计 输入设计 处理流程设计 3、系统实施进度与计划地制定 4、系统设计说明书的编写,6 系统设计,7,6.1 概述,四、系统设计的成果与文档内容 系统设计说明书是系统设计阶段的成果，它从系统设计的主要方面 说明系统设计的指导思想、采用的技术方法和设计结果，是新系统的物 理模型，也是系统实施阶段工作的主要依据。 1、概述 系统的功能，设计目标及设计策略 项目开发者，用户，系统与其他系统或机构的联系； 系统的安全和保密限制。 2、系统设计规范 程序名，文件名即变量名的规范化；,6 系统设计,8,6.1 概述,3、计算机系统的配置 硬件配置：主机，外存，终端与外设，其他辅助设备、网络形态； 软件配置：操作系统，数据库管理系统，语言，软件工具，服务程序，通信软件； 4、系统结构 系统的模块结构图 各个模块的IPO图 5、代码设计 各类代码的类型，名称，功能，使用范式及要求等。,6 系统设计,9,6.1 概述,6、文件（数据库）设计 数据库总体结构：各个文件数据的逻辑关系 文件结构设计：各类文件的数据项名称，类型及长度等； 文件存储要求，访问方法及保密处理。 7、输出设计输 输出介质 输出内容及格式 8、输入设计 各种数据输入方式的选择 输入数据的格式设计 输入数据的校验方法,6 系统设计,10,6.1 概述,9、系统安全保密性设计 关于系统安全保密性设计的相关说明 10、系统实施方案及说明 实施方案，进度计划，经费预算等。,6 系统设计,11,6.2 总体结构设计,一、系统总体功能结构设计 1、结构化设计思想 系统性。就是在功能结构设计时，全面考虑各方面情况。不仅考虑重要的部分，也要兼顾考虑次重要的部分；不仅考虑当前急待开发的部分，也要兼顾考虑今后扩展部分； 自顶向下分解步骤。将系统分解为子系统，各子系统功能总和为上层系统的总的功能，再将子系统分解为功能模块，下层功能模块的实现上层的模块功能。 层次性。上面的分解是按层分解的，同一个层次是同样由抽象到具体的程度。各层具有可比性。如果有某层次各部分抽象程度相差太大，那极可能是划分不合理造成的。,6 系统设计,12,6.2 总体结构设计,基本思想,6 系统设计,13,6.2 总体结构设计,结构化方法分解的功能结构图如下：,6 系统设计,14,6.2 总体结构设计,2、模块化设计思想 把一个信息系统设计成若干模块的方法称为模块化。其基本思想是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。 模块结构整体上具有较高的正确性、可理解性与可维护性。,6 系统设计,15,工资处理过程的业务流程图,财务科,上月发 放清单,人事科,变动表,财务科,总务科,扣款清单,本月工资 发放清单,财务科,工资发 放清单,6 系统设计,16,工资管理信息子系统,建立主文件,更新主文件,建立扣款文件,计算和打印,数据录入,数据维护,建立主处理文件,数据更新,数据录入,数据维护,工资计算,打印工资汇总表,打印工资单,6.2 总体结构设计,6 系统设计,17,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。,6.2 总体结构设计,一 问题的提出,6 系统设计,18,(1) 某一功能模块向某一数据文件中存入数据，而另一个功能模块则从该数据文件中取出数据。 例1、 财务部门更新数据存储“客户信用文件”，发货部门提取该信用信息，以便作出合适的决策。,6.2 总体结构设计,6 系统设计,19,6.2 总体结构设计,6 系统设计,20,(2) 虽然在数据流程图中的某两个功能模块之间原来并没有通过数据文件发生联系，但为了处理方便，在具体实现中有可能在两个处理功能之间设立一个临时的中间文件以便把它们联系起来。,6.2 总体结构设计,6 系统设计,21,工资发放处理中。,如何解决在功能结构图中存在的问题呢？,6.2 总体结构设计,6 系统设计,22,1、首先为数据流程图中的处理功能画出数据关系图。,处理功能,输入数据A,输入数据B,输入数据C,中间文件D,输出数据E,输出文件F,6.2 总体结构设计,二 信息系统流程图,6 系统设计,23,示例,如何绘制系统流程图？,6.2 总体结构设计,6 系统设计,24,抄写,人员工资 变动表,上月工资 清单,本月工资 清单,6.2 总体结构设计,6 系统设计,25,2、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。,6.2 总体结构设计,6 系统设计,26,6.2 总体结构设计,6 系统设计,27,三 绘制中应注意的问题 1、从数据流程图变换成信息系统流程图并不是单纯的符号改换。,信息系统流程图,计算机的处理流程,数据流程图,人工操作,6.2 总体结构设计,6 系统设计,28,2、应考虑哪些处理功能可以合并，或进一步分解，然后把有关的处理看成是系统流程图中的一个处理功能。,6.2 总体结构设计,6 系统设计,29,示例,输入1,6.2 总体结构设计,6 系统设计,30,6.2 总体结构设计,二、系统平台设计 管理信息系统是以计算机科学为基础的人-机系统。管理信息系统平 台是管理信息系统开发与应用的基础。管理信息系统平台设计包括计算 机处理方式，网络结构设计，网络操作系统的选择，数据库管理系统的 选择等软、硬件选择与设计工作等。 1、按管理信息系统的目标选择系统平台 单项业务系统-常用各类PC，数据库管理系统作为平台。 综合业务管理系统-以计算机网络系统平台，如Novell网络和关系型数据库管理系统。 集成管理系统-OA,CAD,CAM,MIS,DSS等综合而成的一个有机整体，综合性更强，规模更大，系统平台也更复杂，涉及异型机、异种网络、异种库之间的信息传递和交换。 在信息处理模式上常采用客户/服务器（Client/Server）模式或浏览器/服务器（Brower/Server）模式。,6 系统设计,31,6.2 总体结构设计,2、计算机处理方式的选择 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。,6 系统设计,32,6.2 总体结构设计,3、计算机网络系统的设计 计算机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。 注：有关内容清参考计算机网络的技术书籍。,6 系统设计,33,6.2 总体结构设计,4、数据库管理系统的选择 数据库管理系统选择的原则是：支持先进的处理模式，具有分布处理数据，多线索查询，优化查询数据，联机事务处理功能；具有高性能的数据处理能力；具有良好图形界面的开发工具包；具有较高的性能/价格比；具有良好的技术支持与培训。 普通的数据库管理系统有Foxpro ，Clipper和Paradox等。 大型数据库系统有Microsoft SQL Server，Oracle Server，Sybase SQL Server和Informix Server 等。,6 系统设计,34,6.2 总体结构设计,5、软、硬件选择 根据系统需要和资源约束，进行计算机软、硬件的选择。计算机软、硬件的选择，对于管理信息系统的功能有很大的影响。大型管理信息系统软、硬件的采购可以采用招标等方式进行。,6 系统设计,35,6.3 代码设计,一、代码及其作用 代码是人为确定的代表客观事物（实体）名称、属性或状态的符号或者是这些符号的组合。在系统开发过程中设计代码作用是: 1、唯一化 最简单、最常见的例子就是职工编号。在人事档案管理中我们不难发现，人的姓名不管一个多么小的单位里都很难避免重名。为了避免二义性，唯一地标识每一个人，因此编制了职工代码。 2、规范化 例如，财政部关于会计科目编码的规定，以“1”开头的表示资产类科目；以“2”表示负债类科目；“3”表示权益类科目；“4”表示成本类科目等。 3、系统化 系统所用代码应尽量标准化。在实际工作中，一般企业所用大部分编码都有国家或行业标准。,6 系统设计,36,含义如下: 汉语拼音的第一个字母表示自行车的用途,如P为普通车、Q为轻便车、Z为载重 车、X为小轮车. 汉语拼音的第二个字母代表自行车的车轮直径,A、E、G、M分别指轮径28、 26 、24、20英寸的女式车. 最后,汉语拼音后面的阿拉伯数字如PA-12型的“12“,是工厂设计的顺序号.,自行车的型号 PA-12,6 系统设计,37,6.3 代码设计,二、代码设计的原则 1、必须保证有足够的容量 要足以包括规定范围内的所有对象。如果容量不够，不便于今后变化和扩充，随着环境的变化这种分类很快就失去了生命力。 2、按属性系统化 分类不能是无原则的，必须遵循一定的规律。根据实际情况并结合具体管理的要求来划分是我们分类的基本方法。 3、分类要有一定的柔性 不至于在出现变更时破坏分类的结构。所谓柔性是指在一定情况下分类结构对于增设或变更处理对象的可容纳程度。柔性好的系统在一般的情况下增加分类不会破坏其结构。但是柔性往往还会带来别的一些问题，如冗余度大等，这都是设计分类时必须考虑的问题。 4、注意本分类系统与外系统、已有系统的协调。 任何一项工作都是从原有的基础上发展起来的，故分类时一定要注意新老分类的协调性，以便于系统的联系、移植、协作以及新老系统的平稳过渡。,6 系统设计,38,6.3 代码设计,三、代码的设计方法 目前最常用的分类方法概括起来有两种，一种是线分类方法，一种是面分类方法，在实际应用中根据具体情况各有其不同的用途。 1、线分类方法 线分类方法是目前用得最多的一种方法，尤其是在手工处理的情况下它几乎成了唯一的方法。线分类方法的主要出发点是:首先给定母项，母项下分若干子项，由对象的母项分大集合，由大集合确定小集合，最后落实到具体对象。 分类的结果造成了一层套一层的线性关系，如下图所示。,6 系统设计,39,6.3 代码设计,6 系统设计,40,6.3 代码设计,线分类划分时要掌握两个原则: 唯一性和不交叉性。否则分类后如果出现有二义性，将会给后继工作带来诸多不便。 线分类法的特点: 结构清晰，容易识别和记忆，容易进行有规律的查找。 与传统方法相似，对手工系统有较好的适应性。 主要缺点是结构不灵活，柔性较差。,6 系统设计,41,6.3 代码设计,2、面分类方法 面分类法主要从面角度来考虑分类。面分类方法的特点是: 柔性好，面的增加、删除、修改都很容易。 可实现按任意组配面的信息检索，对机器处理有良好的适应性。 缺点是不易直观识别，不便于记忆。 例如：代码3212表示材料为钢的1.0mm圆头的镀铬螺钉。,6 系统设计,42,6.3 代码设计,三、代码的种类 目前常用的代码种类： 1、顺序码 以某种顺序形式编码。如各种票据的编号，都是顺序码。 2、区间码 ：将顺序码分成若干区段，每一区段代表部分编码对象。如邮政编码221008。 再如：我国使用的居民身份证就是采用一个15位的数字码，前 6位表示地区编码，中间6位表示出生年月日，最后3位表示顺序号和其它状态(性别等)。这种数字码属区间码。这种编码优点是易于校对，易于处理，缺点是冗余较大。,6 系统设计,43,6.3 代码设计,3、 助记码 即以数字和字符的混合形式编码。助记码是在各类管理中最常用的一类编码形式。这种编码的优点是易于识别，可以通过联想帮助记忆，易于表现对象的系列性等，缺点是不易校对。 例如：GBxxxx表示国际标准的某类编码，IEEE802X表示某类网络协议标准名称的编码。所有的汽车牌照编号，都是混合码。 TV-C-20 代表20英寸的彩色电视机等。,6 系统设计,44,6.3 代码设计,四、代码的校验 1、录入代码时的可能错误： 抄写错误：1/7，0/O,Z/2,D/O,S/5， 易位错误：12345/13245， 双易位错误：12345/13254， 随机错误：上述两种或两种以上的错误出现,如何解决，如何保证代码的正确性？,6 系统设计,45,6.3 代码设计,2、避免代码录入出现错误的办法 在设计好的代码后，再增加一位，作为代码的组成部分。增加的一位，即为校验位。使用时，应录入包括校验位在内的完整代码，代码进入系统后，系统将取该代码校验位前的各位，按照确定代码校验位的算法进行计算，并与录入代码的最后一位（校验位）进行比较，如果想等，则录入代码正确，否则录入代码错误，进行重新录入。,6 系统设计,46,校验码是根据事先规定好的数学方法及代码本体计算出来的。,6.3 代码设计,校验位的作用机制：,6 系统设计,47,几种常用的形成校验位的方法,6 系统设计,48,2.确定校验位的方法：, 算术级数法,6 系统设计,49, 几何级数法,6 系统设计,50, 质数法,6 系统设计,51,案例：图书出版代码,结构化代码示例,ISBN 7 04 016119 2,6 系统设计,52,6.4 输入输出设计,一、输入输出设计的意义 输入输出设计是管理信息系统与用户的界面，一般而言，输入输出设计对于系统开发人员并不重要，但对用户来说，却显得尤为重要。 1、它是一个组织系统形象的具体体现； 2、它能够为用户建立良好的工作环境，激发用户努力学习、主动工作的热情； 3、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。 4、为用户提供易读易懂的信息形态。,6 系统设计,53,二、输出设计 输出设计的任务是使管理信息系统输出满足用户需求的信息。输出设计的目的是为了正确及时反映和组成用于管理各部门需要的信息。信息能够满足用户需要，直接关系到系统的使用效果和系统的成功与否。,6.4 输入输出设计,6 系统设计,54,6.4 输入输出设计,1、输出设计的内容： 输出信息使用情况。信息的使用者、使用目的、信息量、输出周期、有效期、保管方法和输出份数。 输出信息内容。输出项目、精度、信息形式(文字、数字)。 输出格式。表格、报告、图形等。 输出设备和介质。设备如：打印机、显示器等；介质如：磁盘、磁带、纸张（普通、专用）等。,6 系统设计,55,2.选择输出方式,指实现输出要采用哪些输出设备和介质。可供选择的输出设备和介质如下：,6 系统设计,56,6 系统设计,57,6 系统设计,58,6.4 输入输出设计,3、输出设计评价： 能否为用户提供及时、准确、全面的信息服务； 是否便于阅读和理解，符合用户的习惯； 是否充分考虑和利用了输出设备的功能； 是否为今后的发展预留一定的余地。,6 系统设计,59,6.4 输入输出设计,三、输入设计 输入界面是管理信息系统与用户之间交互的纽带，设计的任务是根据具体业务要求，确定适当的输入形式，使管理信息系统获取管理工作中产生的正确的信息。输入设计的目的是提高输入效率，减少输入错误。,6 系统设计,60,输入设计的原则, 最小量原则 简单性原则 早检验原则 少转换原则 减少延迟原则,6 系统设计,61,输入屏幕设计：从屏幕上通过人机对话输入是目前广泛使用的输入方式。通常有菜单式、填表式和应答式三种方式。,6 系统设计,62,输入设计的评价 输入界面是否明晰、美观、大方； 是否便于填写，符合工作习惯； 是否便于操作； 是否有保证输入数据正确性的校验措施。,6.4 输入输出设计,6 系统设计,63,6.5 数据存储设计,系统数据存储设计的两种系统,6 系统设计,64,6.5 数据存储设计,一、文件设计 文件设计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。,6 系统设计,65,1、文件系统类型,6.5 数据存储设计,6 系统设计,66,文件的组织方式比较,6 系统设计,67,6.5 数据存储设计,2、文件设计的步骤 了解已有的或可提供的计算机系统功能 外存配置磁盘、磁带、光盘，设备数量、功能、容量和有关文件的专储条件等； 终端和其他外设的配置：涉及文件可能使用的范围，多终端操作的可能性及文件输入、输出和更新的条件； 系统所能提供的文件组织方式和存取方式等。,6 系统设计,68,6.5 数据存储设计,规则及工具 ER模型 3NF关系群,规则 3NF关系群 操作 将E-R模型转换为关系数据模型,设计内容 库文件组织形式 存储介质的分配 存取路径选择 ,二、数据库设计,数据库设计是在选定的数据库管理系统基础上建立数据库的过程。如前面章节所述，数据库设计除用户需求分析外，还包括概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计等三个阶段。,6 系统设计,69,(一)、数据库概述 1、数据处理的发展 简单应用 (20世纪50年代以前)。 基本特征： 无数据管理及完全分散的手工方式。 应用背景： 硬件无外存或只有磁带外存，输入输出设备简单。 软件无操作系统，无文件管理系统，无管理数据的软件。 主要特点： 数据是程序的组成部分，数据不独立。修改数据必须修改程序。处理时，数据随程序一道送入内存，用完后全部撤出计算机，不能保留。数据大量重复，不能共享。,6 系统设计,70,人工管理阶段,6 系统设计,71,文件系统 (50年代后期到60年代中期)。 基本特征： 具有面向应用的数据管理功能，工作方式是仍然是分散、非手工的。 应用背景： 硬件外存有了很大的发展，除了磁带机，还出现了大容量的硬盘和灵活的软磁盘软件出现了操作系统、文件管理系统和多用户的分时系统，专用于商业事务管理的高级语言COBOL 主要特点: 数据管理方面，实现了数据对程序的一定的独立性，数据不再是程序的组成部分，修改数据不必修改程序，数据有结构，被组织到文件内，存储在磁带、磁盘上，可以反复使用和保存。文件逻辑结构向存储结构的转换由软件系统自动完成，系统开发和维护工作得到减轻。,6 系统设计,72,文件系统阶段,数据1,数据2,数据n,存取方式,程序1,程序2,程序n,6 系统设计,73,数据库系统 (60年代后期开始)。 应用背景： 硬件大容量磁盘已经出现、硬件价格大幅下降软件联机实时处理业务增多、面向全组织的复杂数据结构、数据冗余度小，易于扩充、数据与程序独立、统一的数据控制功能。 特点： 面向全组织的复杂数据结构。 数据冗余度小，易于扩充。 数据与程序独立。 统一的数据控制功能。,6 系统设计,74,数据库系统阶段,数据库观点 数据不是依赖于处理过程的附属品，而是现实世界中独立存在的对象,6 系统设计,75,数据库系统的特点,6 系统设计,76,2、数据库DB( Access, FoxPro, Sql Server, Oracle) 3、数据库管理系统（DBMS） 数据库管理系统DBMS（database management system）是指用户 与操作系统之间的一层数据管理软件，它为用户应程序提供访问数据库的方法，包括数据库的建立、查询、更新及各种数据控制。 数据库管理系统功能包括： 定义数据库的功能。 管理数据库的功能。 维护数据库的功能。 数据通信的功能。,6 系统设计,77,4、数据库系统（DBS） 数据库系统 DBS (database system) 是实现有组织、动态存储尤 其是关联数据、方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统，即它是采用了数据库技术的计算机系统。 数据库系统构成： 硬件 ( 计算机、网络设备、存储设备等) 软件（主要包括：操作系统、数据库管理系统（DBMS）、应用软件包和应用程序 ） 人员（主要包括：系统分析员、系统程序员、应用程序员、数据库管理员（DBA） ）,6 系统设计,78,(二)、数据描述 数据描述是数据处理中的一个重要环节，从事物的特性到计算机中的具体表示，实际上经历了三个领域：现实世界、信息世界和机器世界。 1、基本术语信息世界的数据描述的主要工具: E-R图,6 系统设计,79,信息的转换,客观 事物类： 事物 相关性质集合,人,实体 实体集合 及 实体 联系 相关属性集合,加工、转换,数 文件 据 记录 库 相关数据项集合,加工 转换,存储 二进制数据集合 结构,计算机世界,DBMS,数据世界,DBMS的数据模型,信息世界,认识选择描述,现实世界,E-R模型,6 系统设计,80,E-R图描述现实世界的概念模型 实体： 属性： 联系： 一对一联系 一对多联系 多对多联系,实体集,属性,联系集,线段,6 系统设计,81,实体(entity): 是指明客观存在并相互区别的事物。实体可以是具体对象，例如一本书、一个工厂、一种材料等。也可以是抽象的概念和联系，例如学生的一次选课、一次借书等。 实体集(entity set): 具有相同性质的同类实体的集合。例如所有教师、所有选课等。 属性(attribute)： 实体具有许多特性，每一个特性称为属性。每个属性有一个联欢会范围，即值域。例如学生的实体可由学号、姓名、性别、年龄、系别等属性组成。性别的取值范围是“男”或“女”。 主键(key)： 惟一标识实体的属性集称为主键。例如学生实体的学号可作为学生实体的主键。,6 系统设计,82,实体间的联系： 现实世界中，事物是相互联系的。这种联系必然在信息世界中体现出来，即实体是相互关联的。两个不同实体集的实体间的联系，它有以下三种情形： 一对一联系，记为1:1。例如工厂与厂长之间，科研任务与课题组长之间都是1:1联系。