《new系统设计》PPT课件.ppt

1,第六章系统设计,主要内容：结构化系统设计的方法、系统的平台设计、子系统的分解、模块化设计、代码设计、人机界面设计、数据存储设计、处理流程设计等内容。,2,第六章系统设计,系统分析阶段，主要解决的是新系统“做什么”的问题。而在系统设计阶段，需要回答的中心问题是“怎么做”，即通过给出新系统物理模型的方式，描述如何实现在系统分析中规定的系统功能。,3,第一节系统设计概述,系统设计概述主要包括：系统设计的目的与任务系统设计的依据系统设计的原则,4,一、系统设计的目的与任务,系统设计阶段的主要目的是，将系统分析阶段所提出的、充分反应用户信息需求的新系统逻辑模型转换成可以实施的、基于计算机与网络技术的物理(技术)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“系统怎样做”的问题。,5,一、系统设计的目的与任务,主要任务是从信息系统的总体目标出发，根据系统分析阶段对系统的逻辑功能的要求，并考虑到经济、技术和运行环境等方面的条件，确定系统的总体结构和系统各组成部分的技术方案，合理选择计算机和通信的软、硬件设备，提出系统的实施计划。,6,一、系统设计的目的与任务,系统设计阶段的工作包括如下主要活动：总体设计详细设计编写“系统设计说明书”,7,二、系统设计的依据,可从以下几个方面考虑：系统分析的成果现行技术现行的信息管理和信息技术的标准、规范和有关法律制度用户需求系统运行环境,8,三、系统设计的原则,应遵循以下的主要原则：系统性灵活性可靠性经济性,9,第二节系统功能结构设计,主要包括系统功能结构设计的原则、结构化设计方法、模块结构图及评价标准、转换策略、优化技巧等。系统的功能结构是在遵循结构化和模块化设计思想的基础上，以信息系统功能结构图和信息系统流程图来表示的。,10,一、系统功能结构设计的原则,应遵循以下的主要原则：分解-协调原则模块化原则自顶向下的原则抽象的原则明确性原则,11,一、系统功能结构设计的原则,功能结构设计的方法包括，结构化设计方法(StructuredDesign，SD)、Jackson方法、Parnas方法等。常使用的设计工具主要有：系统流程图，HIPO(分层和输入-处理-输出)技术，控制结构图，模块结构图等。,12,二、结构化设计方法,结构化设计方法是1974年由美国IBM公司的W.Stevens等人首先提出的。其思想是以数据流程图为基础，采用自顶向下、逐层分解的方法，把系统划分为若干子系统，子系统又划分为若干功能模块，模块又划分为子模块，层层划分直到相对独立、功能单一的独立程序为止。结构化设计的宗旨是要使设计工作简单化、标准化。,13,三、模块结构设计,模块结构图又称控制结构图或系统结构图，它是反映模块层次分解关系、调用关系、数据流和控制信息流传递关系的一种重要工具。模块结构图由模块、调用、数据、控制信息四种基本符号组成。,14,（一）结构图基本符号,15,模块,模块可以是一个程序，也可以是一个函数或过程子函数。模块具有四个属性：输入与输出、逻辑功能、程序代码、内部数据,修改库存,16,调用,a)调用b)判断调用c)循环调用,17,数据,用带空心圆的箭头表示传送的数据，并标上数据名，箭头的方向为数据传送的方向。,18,控制信息,查职工,读人事,用带实心圆的箭头表示控制信息，并标上信息名，箭头的方向为传送的方向。,职工号,简历数据,无此职工,19,（二）模块化,模块化：把系统划分为若干个模块，每个模块完成一个特定的功能，然后将这些模块汇集起来组成一个整体，完成指定功能的一种方法。优点：使整个系统设计简易、结构清晰，可读性、可维护性强，提高系统的可行性,同时也有助于管理信息系统开发和组织管理。,20,（二）模块化,目标：每个模块完成一个相对独立的特定功能；模块之间的关联和依赖程度尽量小；接口简单。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）,21,1.块间耦合,块间耦合：系统内不同模块之间互联程度的度量。模块间的耦合度越低，模块的独立性越好。形式有：数据耦合控制耦合公共耦合内容耦合,22,数据耦合,两个模块之间通过数据交换信息，且每一个参数均为数据。,23,控制耦合,两个模块之间，一个模块通过开关量、标志、名字等控制信息，明显地控制另一模块的功能。,开发票,计算水费或电费,水费/电费,金额,24,控制耦合（续）,把控制耦合转化为数据耦合,水费,计算水费,计算电费,开发票,电费,25,公共耦合,模块之间通过一个公共的数据区域传递信息。,26,内容耦合,一个模块需要使用另一个模块的内部信息，或者转移进入另一个模块中时，这种联系方式则称为内容耦合。内容耦合方式是改进模块时发生连锁错误的主要来源。,27,块间耦合遵循下列原则,模块间尽量使用数据耦合；必要时才采用控制耦合；限制公共耦合的范围；坚决避免使用内容耦合。,28,2.块内聚合,块内聚合：衡量模块内各组成部分的凝聚程度。模块内的聚合度越高，模块的独立性越好。形式有：功能聚合顺序聚合通讯聚合过程聚合时间聚合逻辑聚合偶然聚合,29,2.块内聚合（续）,功能聚合：模块内部各组成部分全部为执行同一功能而结合为一个整体。顺序聚合：模块内部各组成部分，前一部分处理动作的输出是后一部分处理动作的输入。通信聚合：模块内部各组成部分的动作都使用相同的输入或产生相同的输出。,30,3.块内聚合（续）,过程聚合：模块内部各组成部分的动作彼此间无关系，但必须以特定的顺序执行。时间聚合：模块内部各组成部分的动作的动作必须在同一时间执行。逻辑聚合：模块内部各组成部分在逻辑上具有相似的处理动作，但功能上、用途上却彼此无关。偶然聚合：模块内部各组成部分之间无关系或关系松散。,31,3.块内聚合比较,组合名称联结形式可读性可修改性通用性紧凑性功能组合好好好好10顺序组合好好好中9通信组合中中中不好7过程组合中中中不好5时间组合不好中不好最坏4逻辑组合最坏不好最坏最坏0偶然组合最坏最坏最坏最坏0,32,（三）DFD导出初始结构图,从数据流程图导出系统的初始结构图，首先要区分数据流程图的结构类型，然后根据不同的类型采用不同的方法把数据流图映象成相应的模块结构。转换方法是建立在数据流程图(DFD)与模块结构图(MSC)之间关系的基础上的。,33,1.数据流程图的结构类型,（1）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。（2）事务型DFD事务型数据流程图一般呈束状形。,34,（1）变换型DFD,35,（2）事务型DFD,36,2转换策略,（1）以变换为中心的设计步骤：找出主加工、逻辑输入和逻辑输出设计模块结构的顶层和第一层设计中、下层模块,37,（1）以变换为中心的设计,38,（1）以变换为中心的设计,39,2转换策略,（1）以事务为中心的设计步骤：确定事务的来源；确定以事务为中心的系统结构；确定每一种事务以及它所需要的处理动作；合并具有相同处理动作的模块，组成公共处理模块加入系统；为每个事务处理模块设计下面的操作模块，再为操作模块设计细节模块。某些操作模块和细节模块可以被几个上一层模块共用。,40,（2）以事务分析为中心的设计,41,（2）以事务分析为中心的设计,42,（四）优化设计,将初始结构图根据模块独立性原则进行精化，对模块进行合并、分解修改、调整，得到高内聚、低耦合模块，得到易于实现、易于测试和易于维护的软件结构，产生设计文档的系统最终结构图。,43,（四）优化设计（续）,优化设计基本原则：合理控制系统的深度与宽度合理控制模块的扇出数（扇出数57）模块的大小要适当（一张A4纸）消除重复的功能作用范围和控制范围设计单入口单出口模块,44,第三节系统平台设计,主要包括管理信息系统的平台设计包括计算机软硬件选择、网络系统的设计、数据库管理系统的选择等。,45,一、设计依据,从几个方面进行考虑：系统的吞吐量系统的响应时间系统的可靠性结构模式地域范围或计算模式数据管理方式,46,二、平台设计的基本原则,根据实际业务需要情况配置设备；根据实际业务性质配置设备；根据组织中各部门地理分布情况配备系统设备；根据系统调查分析所估算出的数据容量配备存储设备；根据系统通信量、通信频度确定网络结构、通信媒体、网络类型、通信方式等；根据系统的规模和特点配备系统软件，选择软件工具；根据系统实际情况确定系统配置的各种指标；,47,三、计算机硬件的选择,选择技术上成熟可靠的系列机型；处理速度快；数据存储容量大；具有良好的兼容性与可扩充性、可维护性；有良好的性能/价格比；售后服务与技术服务好；操作方便；在一定时间内保持一定先进性的硬件。主要有：服务器、客户机、网络主要设备、输入输出设备、后援设备,48,四、计算机软件的选择,1操作系统2数据库管理系统3开发工具：4应用软件,49,五、计算机网络的选择,计算机网络系统的设计主要包括中小型主机方案与微机网络方案的选取、网络拓扑结构、互连结构及通信介质的选型、网络计算模式、网络操作系统及网络协议等的选择等。网络计算模式原来一般采用客户机/服务器(C/S)模式，但随着Internal技术的发展和广泛应用，MIS的网络计算模式开始更多的采用浏览器/Web服务器/数据库服务器(B/W/D)模式。,50,六、物理配置方案设计报告,1计算机物理系统配置概述（总体结构、背景、要求、原则、制约因素）2计算机物理系统选择的依据(功能、容量、性能、硬件、通讯与网络、应用环境）3计算机物理系统配置(硬件结构配置、通讯与网络系统配置、软件系统配置）4指出费用情况（硬件、软件、机房、附属设施、人员培训、维护等）5具体配置方案的评价,51,第四节代码设计,代码是指代表事物名称、属性、状态等的符号，它以简短的符号形式代替具体的文字说明。代码设计的任务：设计出一套供管理信息系统开发和运行所需的代码系统。,52,一、代码的功能,有以下几个方面主要功能：1便于录入2节省存储空间，提高处理速度3便于计算机识别和处理4提高数据标准化程度5提高处理精度,53,二、代码设计的原则,遵循下面六条基本原则：1惟一性2通用性(标准化)3可扩充性4简洁性5系统性6易修改性,54,三、代码的种类,1顺序码：连续的数字或字母代表编码对象如：张平的职工号为0001；李立为0002等；优点：简单，位数少，易追加，易管理；缺点：可识别性差，无逻辑性。2层次码：按区间划分代码，每个区间有一定的含义如某大学的学生代码*优点：分类明确，有严格的隶属关系，容量大；缺点：位数多。,55,三、代码的种类（续）,3特征组合码：按分类对象的属性或特征分“面”，“面”内的类目按其规律编码第一面：1-不锈钢2-黄铜3-钢如：螺钉可选用材料、直径、螺钉头形状等三个“面”第二面：1-0.52-13-1.5第三面：1-圆头2-平头3-六角形头代码234表示“黄铜1.5方形头螺钉”优点：具有一定的柔性，适合计算机处理；缺点：利用率较低，易出现大量空码。,56,三、代码的种类（续）,4十进制码：图书馆常用的图书编码方法，与层次码的编码原理相同，所不同点是在十进制码结构中采用了小数点符号.5助记码：用具有特定意义的字母代表某一类项目如：“TV-C-34”表示34英寸彩色电视机；优点：可用汉字拼音或英语联想帮助记忆；缺点：位数多，处理不便，易产生重复。,57,四、代码的校验,为了保证关键代码输入的准确性、减少输入错误，有意识地在编码设计的基础上，通过事先规定的某种数学方法，计算出校验码，附加在编码之后，作为编码的一部分。输入时与代码一起输入，此时计算机会用同种数学方法，输入代码进行数学计算，并与所输入的代码进行比较，以校验是否正确，并发现错误。,58,四、代码的校验（续）,代码输入时常见的错误抄写错误：例如，1写为7；3写为8易位错误：例如，1234写为1324双位错误：例如，36912写为21963随机错误：包括以上两种或三种综合性错误或其它错误,59,四、代码的校验（续）,确定校验位的方法将代码(Ci)各位乘以权因子(Pi)，求出各位的积：C1P1，C2P2，.CnPn求出加权和：S=C1P1+C2P2+.+CnPn以称为模的常数M除和，求出余数R即：R=SmodM把模M减去余数R作为校验位,J=M-R当J为10、11、12时，其校验位码为A、B、C,60,四、代码的校验（续）,权因子的选取:几何级数，如1，2，4，8，16，32，算术级数，如1,2，3，4，5，6，7，质数，如1，3，5，7，11，13，17，有规律的数，如1，3，7，1，3，7，模的选取:可取10，11，13等,61,四、代码的校验（续）,例子：原代码1238，权因子为质数法，模M=10，以J=MR为校验码，设计出其校验码。原编码：1238权因子：11753S=11+14+15+24=64R=SMODM=64MOD10=4J=MR=10-4=6（校验位）原代码加校验码：12386,62,第五节数据库设计,数据库设计就是在对环境进行需求分析的基础上，进行满足要求及符合语义的逻辑设计，进行具有合理的存储结构的物理设计，实现数据库的运行。,63,第五节数据库设计,数据库设计的基本步骤：1.需求和约束分析2概念模式设计3逻辑模式设计4物理数据库设计5实施阶段6运行和数据库维护其中，5和6是在系统实现阶段所做的工作,64,（一）需求和约束分析,进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）。包括：调查用户要求数据分析确定环境约束条件,65,（二）概念模式设计,通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。概念模式设计是整个数据库设计的关键。工具：实体联系模型（E-R模型）,66,1E-R模型,E-R模型的三要素：实体、联系和属性。实体：客观存在并可相互区分的事物如：学生张三、工人李四等属性：实体所具有的某一特性如：学生的学号、姓名、性别、年级、成绩等联系：实体之间的相互关联如：学生与课程之间有选课联系联系有一对一、一对多、多对多等,67,1E-R模型（续）,E-R图矩形框-实体菱形框-联系椭圆形框-实体和联系的属性直线-相互联系的实体之间以直线连接，并标注联系类型,68,1E-R模型（实体间的联系）,69,1E-R模型(例:学生选修课程),学生,课程,选修,学号,姓名,系别,课程名,先修课,主讲老师,成绩,用矩形表示实体集，在框内写上实体名,用椭圆表示实体的属性,用无向边把实体与其属性连接起来,用菱形表示实体间的联系,将参与联系的实体用线段连接,n,m,标注联系类型,70,2.E-R模型设计的主要步骤,划分和确定实体；划分和确定联系；确定属性；画出E-R模型.,71,实例：构造一个基本的教学E-R模型,标识实体：对一个基本的教学系统，最基本的实体必须包含有教师，学生，及所学习的课程。划分和确定关系：教师和课程之间，存在“讲授”这个关系，是一个M：N的关系；学生和课程之间，存在“学习”这个关系，是一个L：N的关系；,72,实例：构造一个基本的教学E-R模型,确定属性实体的属性：教师（教师编号、教师姓名、职称）；学生（学号、姓名、性别）；课程（课程编号、课程名、学时、学分、教材名称）；联系的属性：讲授（效果）；学习（成绩）；,73,实例：构造一个基本的教学E-R模型,画出E-R模型,74,（三）逻辑模式设计,逻辑模式设计是把概念模型（即E-R模型）转换为与选用的数据库管理系统所支持的数据模型相符的逻辑数据模型。步骤：1将E-R模型转换关系数据模型2关系模型的规范化,75,1.将E-R模型转为关系数据模型,转换原则：一个实体用一个二维表来表示，实体的所有属性就是表的属性，实体的码就是表的码。一个关系用一个二维表来表示，与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均成为此表的属性。而表的码为联系相连的各实体的码的组合。,76,实例：教学E-R模型转为关系数据模型,实体：教师KEY=教师编号,实体：学生KEY=学号,77,实例：教学E-R模型转为关系数据模型,实体：课程KEY=课程编号,78,实例：教学E-R模型转为关系数据模型,联系：教学KEY=教师编号，课程编号,联系：学习KEY=学号，课程编号,79,2关系模型的规范化,规范化是关系数据库设计的重要理论。借助规范化方法来设计数据存储的结构，并力求简化数据存储的数据结构，提高数据的可修改性、完整性和一致性。规范化：以关系模型为背景，以关系理论为基础，在一个关系模型的数据结构中，没有出现重复的数据主项即为规范化。,80,2关系模型的规范化,第一范式（1NF）：在一个数据结构中没有重复出现的数据项或空白值数据项。第二范式（2NF）：一个规范化的数据结构的所有非关键字数据项完全函数依赖于它的整个关键字。第三范式（3NF）：一个数据结构中任何一个非关键字数据项都不传递依赖于它的关键字。,81,第一范式,如果在一个数据结构中没有重复出现的数据项或空白值数据项，就称该数据结构是规范的。任何满足规范化要求的数据结构都称为第一规范形式，记为1NF。,82,第一范式例：把不规范转为规范,职工简明表,关键字：职工号,职工基本情况,83,第二范式,如果一个规范化的数据结构的所有非关键字数据项完全函数依赖于它的整个关键字，则称该数据结构是第二范式的，记为2NF。转化为第二范式的方法是：对于若干个关键字由若干个数据项组成的数据结构，必须确保所有的非关键字数据元素依赖于整个关键字。即去掉部分依赖关系，把它分解成若干个都是2NF的数据结构。,84,第二范式（续）,部分依赖：假设ABC分别是同一个数据结构R中的三个元素或分别是R中若干个数据元素的集合。C依赖于AB的子集，则称C部分依赖于AB。否则，称为C完全依赖于AB。AB-C，A-C则AB-C例如:（学号，课程号）-成绩（学号，课程号）-姓名,85,第二范式例：第一范式转为第二范式,材料编号材料名称规格供应商名称供应商地址价格库存量库存占用资金,材料供应商库存的关系如下：,材料名称、规格、供应商地址不完全依赖于关键字，不是2NF,86,第二范式例：第一范式转为第二范式,分解成三个2NF的数据结构,材料编号*供应商名称*价格库存量库存占用资金,材料编号*材料名称规格,供应商名称*供应商地址,1.材料库存,2.材料库存,3.供应商,87,第三范式,如果一个数据结构中任何一个非关键字数据项都不传递依赖于它的关键字，则称该数据结构是第三范式的，记为3NF。传递依赖：假设ABC分别是同一个数据结构R中的三个元素或分别是R中若干个数据元素的集合,如果C依赖B，而B依赖于A，那么C自然依赖于A，即称C传递依赖A。A-B，B-C则A-(传递)C去掉传递依赖关系，就是3NF。,88,第三范式例：第二范式转为第三范式,因价格与库存量、库存占用资金都是非关键字，但库存量依赖于价格和库存占用资金，所以非3NF.转为第三范式：去掉多余的“库存占用资金”，而在程序中加以解决即可。,材料编号*供应商名称*价格库存量,材料编号*材料名称规格,供应商名称*供应商地址,1.材料库存,2.材料库存,3.供应商,89,数据结构规范化设计的步骤,90,（四）物理数据库设计,物理数据库设计是指对给定的逻辑模式，选取一个最适合应用环境的物理数据库结构的过程。主要任务包括以下几个方面：确定文件的存储结构、选取存取路径、确定数据存放位置和确定存储分配。,91,第六节用户界面设计,用户界面是指信息系统与用户交互的接口，用户界面设计通常包括输出设计、输入设计、人-机对话设计等。,92,一、输出设计,用户所需的信息、报表都要由系统输出完成.输出设计工作主要包括：确定输出的类型与内容确定输出方式进行输出格式的设计,93,一、输出设计（续）,输出的类型与内容输出类型的确定：外部输出和内部输出内部输出：指一个处理过程向另一个处理过程的输出；外部输出：指向计算机系统外的输出，如有关报表等。输出设备与介质的选择输出设备：打印机、磁带机、磁盘机、光盘机等；输出介质：打印纸、磁带、磁盘等。输出内容的设计包括输出内容的项目名称、项目数据的类型、长度、精度、格式设计、输出方式等。,94,一、输出设计（注意事项）,报告应注明名称、标题、日期、图号；尽量将相类似的项目归纳在一起；尽量将位数相同的项目归纳在一起；当一行打印的位数有多余时，项目与项目之间的空格可以加大，使布局合理、醒目；决定数据位数时，要考虑编辑结果的最大数（包括货币符号、逗号所占的位数）；字符从左对齐，空格和数字从右对齐；注意“0”和空格的含义；“合计”要醒目；打印时，应把已代码化的名称复原，以求一目了然；,95,二、输入设计,输出信息的正确性很大程度取决于输入信息的正确性和及时性。因此，必须科学地进行输入设计，使之正确地、及时地、方便地收集信息、录入信息。输入设计的原则：最小量早检验少转换,96,二、输入设计（主要内容）,输入内容的确定数据项的名称、数据类型、位数和精度、数值范围及输入处理方式。输入方式及设备的选择键盘+显示器，鼠标，读卡机，光电阅读器，条形码识别机，手写输