第6章_系统设计.ppt

第6章系统设计,6.1系统设计的任务、分类和原则,系统设计的任务：在系统分析的基础上，按照逻辑模型的要求，根据系统实现的内外环境和主客观条件，从技术的角度去考虑系统的划分、功能结构等问题，从提高系统的运行水平、工作效率和质量方面，去完成系统物理方案的设计，使企业能从信息系统的应用中获得最大的综合经济效益。系统设计内容包括：功能结构图设计、代码设计、数据库设计、输入输出设计、物理配置方案设计等。从开发内容的角度看：系统设计可以划分为逻辑设计和物理设计两个层面从设计任务的角度看，系统设计可以划分为总统设计和详细设计系统设计应符合以下要求：系统性灵活性及可变性可靠性:衡量系统可靠性的指标有平均故障时间、平均维护时间、安全保密性、抗病毒能力。经济性,6.2系统划分和功能结构设计,系统划分和功能结构设计是系统设计阶段首先要考虑的问题。从设计任务的角度看，它归属于系统的总体设计范畴。从开发的角度看，它属于逻辑设计的范畴。它的主要任务是根据系统的总体目标和功能，将整个系统划分为具有独立性的子系统和模块（其中独立性意味着子系统和模块内具有较高的相关性，模块间具有较低的联系性）。,将系统的功能进行分解，按功能的从属关系表示的图表。,学院综合管理,教学教务管理,党务管理,后勤管理,教师管理,学生党务管理,教师党务管理,功能结构图的定义,一系统划分,一个系统可以划分若干子系统，一个子系统又由若干模块组成。人们将系统划分最上层模块称为子系统。子系统和模块从形式上并没有明显的界限。通常采用两种方法由数据流程图导出初始模块结构图，在予以优化设计者根据系统功能结构、管理业务的逻辑顺序、人们工作的习惯和设计者开发同类系统的检验直接划分出子系统,系统划分的一般原则：自定向下逐层分解的原则子系统在功能上具有独立性、简洁性，还要尽量给系统实施、维护提供便利。并充分考虑到开发单位目前和未来的经营管理需要子系统之间的信息关联低，接口关系明确划分的结果不会一起子系统逐的数据大量冗余，也不会出现子系统之间数据间的频繁交换的现象考虑系统的扩展性，即今后管理发展的需要,二模块和模块化设计,为了使复杂的问题简单化，降低系统的开发难度，人们在系统划分的基础上，进一步采用了模块来描述就不的功能。模块是指独立命名并且拥有明确定义的实体。系统中任何一个处理功能都可以看成使一个模块。（模块是可以组合、更换和分解的单元，是组成系统、易于处理的基本单元。）根据模块功能具体化程度的不同，可以划分为逻辑模块和物理模块。系统中的任何一个处理功能都可看成一个模块，系统实施中也可以理解为用一个名字就可以调用的一段程序语句。,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工作。内部数据：供该模块本身引用的数据。程序代码：用来实现模块功能的程序。结构化方法的基本思想就是模块化，即把系统功能自顶向下地、由抽象到具体地划分为多层次的独立功能模块，每个模块完成一定的功能，一直分解到能简单地用程序实现为止。,模块结构图,模块结构图又称控制结构图、系统结构图，它用一组特殊的图形符号按照一定的规则描述系统整体结构。它可以描述的问题包括：模块化分解后的系统结构层次、模块间组成层次的调用关系、模块间传递的数据信息及控制信息等。,功能模块结构图符号,三如何产生模块结构图和功能结构设计,一种方法使规范地由数据流程图到处初始模块结构图确定图中有几种导出类型如果数据流程图是可以明显地分成输入、处理和输出三部分的线性结构，则它就是“变换型”的数据流程图如果数据流程图大致呈束状结构则是“事务性”按事务型导出分析按变换型导出分析找出系统逻辑输入、逻辑输出和主处理设计模块的顶层和第一层设计中、下层模块完成合并，给出完整的模块结构图,另一种方法是系统设计者根据功能等因素直接进行功能结构图设计首先以相同数据流程图中的“处理（功能）”为依据，从系统的上层开始，大功能分解为若干小功能，层层分解，直到一个复杂的问题简单化，一个抽象的功能具体化为止。从概念上讲，上层功能包括（控制）下层功能，愈上层的功能愈笼统，愈下面的功能愈具体功能结构图就是按功能从属关系画成的图表，图中的每一框称作一个功能模块这样划分使模块功能比较集成、规模大小适当、易于进行后续的系统设计和系统实施。,四模块化设计的原则,模块的独立性耦合性：指多个模块间相互关系、相互以来的程度。耦合度低，相互影响越小，系统独立性强内聚性：指一个功能模块内部各项处理相互联系的密切程度，主要从模块内部考虑模块间的独立性，应尽量提高模块的内聚性模块的大小：实现模块所编写程序的行数扇入与扇出：扇出系数是一个模块直接调用其他模块的个数；扇入系数就是直接调用该模块的模块的个数。一个模块应当有较高的扇出系数和较低的扇入系数，平均扇入、扇出系数通常是3或4。通常，好的系统结构是高层扇出系数较高，中间扇出系数较少，底层扇入系数较高。作用范围与控制范围：好的模块结构设计应满足判定的作用范围在模块的控制范围以内，判定所在的模块在模块层次结构中的位置不能太高。,6.3代码设计,代码是用数或字符代表事物名称、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，唯一地标识系统中某一事物。代码的功能：标识：是代码最基本的功能，一个代码只能唯一地标识一个分类对象，而一个分类对象也只能有一个唯一的代码。分类排序专用含义,代码的种类,顺序码系列码，是一种用连续数字代表编码对象的码。区间码把数据项分成若干组，每一区间代表一个组，码中数字的值和位置都代表一定意义（邮政编码）层次码特征码（多面码）2342表示材料为黄铜的1.5mm方形头镀铬螺钉十进制码助忆码用文字、数字或文字数字结合起来描述，可以通过联想帮助记忆。TVC25代表25寸彩色电视机,代码设计的原则唯一性：每一代码对其所代表的事物或属性都必须具有标准化：采用国内国际已有的标准编码合理性：设计的代码必须在逻辑上能满足用户的需要，在结构上能与处理的方法相一致可扩充性：代码设计要预留足够位置，以适应需要的变化。适用性：尽可能反映对象的特点及规律，以逐记忆，便于填写简洁性：长度应以短小为好系统性：有一定的分组规则，从而在整个系统中具有通用性,6.4数据库设计,数据库设计是信息系统设计阶段的重要组成部分，它是在选定了硬件、操作系统和数据库管理系统（DBMS）环境的情况下，准确地表达用户的需求，并将其转换为有效存储数据模型的过程。数据库设计过程包括：用户需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计数据库的实施数据库运行与维护,数据库设计的过程,数据字典：,一用户需求分析,用户需求分析是数据库设计的起点，已经在系统分析和设计中完成了，数据库设计阶段只需要进一步确认以下的需求：数据要求：数据内容、来源去向、性质、取值范围、数据存储等的要求处理要求：处理功能、处理方式、响应时间安全性与完整性要求,二概念结构设计,在系统分析阶段进行它通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成了一个独立于具体数据库管理系统的概念模型。用E-R图来描述现实世界中实体与实体之间的关系：先根据系统分析的结果设计各个局部E-R图；再将局部E-R图集成为总体E-R图,逻辑结构设计,在概念设计的基础上，将概念结构E-R图转换为某个数据库管理系统所支持的数据模型，并对其进行优化。E-R图转换为关系数据模型一对多联系多对多联系数据模型的规范化：数据库关系模式确定后可借助规范化理论进行规范化，以消除数据表冗余、更新异常等不合理现象，提高数据的可修改性、一致性和完整性。规范化水平由弱到强依次为：数据表中的每一个属性都应是不可分割的数据项，再同一个表中，不能出现重复的数据项每个非主码属性都由主码唯一决定每个非主码属性都不依赖于其它的非主码属性设计数据视图：用户视图是面向用户呈现出的虚表,在一个关系的记录中，每一个属性项都是不可再分的数据项。例如，在人事档案的关系：女项又分成两个子项，它不满足1NF的要求。,第一范式1NF:,.,.,.,.,所谓第二范式，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依赖于其主码。例如，下面所示关系虽满足lNF，但不满足2NF，因为它的非主属性不完全依赖于由教师代码和课题代码组成的主关键字。这种关系会引起数据冗余和更新异常，当要插入新的研究课题数据时，往往缺少相应的教师代码，以致无法插入;当删除某位教师的信息时，常会引起丢失有关研究课题信息。解决的方法是将一个非2NF的关系模式分解为多个2NF的关系模式。,第二范式2NF:,在本例中，关系被分解为如下三个关系:教师关系:教师代码、姓名、职称;课题关系:研究课题号、研究课题名;教师与课题关系:教师代码、研究课题号。,第三范式3NF:,所谓第三范式，指的是这种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。例如表3.7所示产品关系属第二范式，但不是第三范式。这里，由于生产厂名依赖于产品代码(产品代码惟一确定该产品的生产厂家)，生产厂地址又依赖于厂名，因而，生产厂地址传递依赖于产品代码。这样的关系同样存在着高度冗余和更新异常问题。,消除传递依赖关系的办法，是将原关系分解为如下几个3NF关系：产品关系:产品代码、产品名、生产厂名;生产厂关系:生产厂名、生产厂地址。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。,物理结构设计,逻辑结构设计是面向用户的，而物理结构设计是面向计算机的。数据库在物理设备上的存储结构和存储方法等就称为数据库的物理结构。数据库物理结构设计的主要内容数据库存储结构设计存储路径的选择数据库索引的建立设计数据库存储结构时需要综合考虑数据存取时间、存储空间利用率、数据库维护代价等方面的因素数据库存储设计一般包括关系的属性、数据类型、字段长度、备注说明等项目。数据库设计还涉及到一项较为重要的问题，即数据库的安全性和完整性保护的问题：数据库的安全性：防止机密数据被泄漏，防止无权者使用、改变或有意破坏他们无权使用的数据。完整性保护是保护数据结构不受损害，保护数据的正确性、有效性和一致性,五数据库实施、运行和维护,6.5用户界面设计,系统用户界面设计对于用户使用系统和系统安全性来说是十分重要的，包括：输出设计输入设计人机界面设计首先进行输出设计，然后再根据输出要求来进行输入设计,一输出设计,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输出内容设计：基本要求是准确、及时、适用输出格式设计输出方式选择,表格信息。,图形信息在表示事物的趋势、多方面因素的比较等方面有较大优势。,直方图,圆饼图,曲线图,地图等,图标用来表示数据间的比例关系和比较情况。易于辨认，无需过多解释。,报表报表是最常用的一种输出形式。一般由3个部分组成：表头、表体和表尾。,输出方式：报表打印,输出方式：屏幕输出,输出方式：数据文件输出,选择输出设备与介质,输出设备和介质一览表,二输入设计,输入设计原则输入量小输入方便数据转换少数据尽早检验输入内容设计输入格式设计输入方式设计输入数据的校验重复校验视觉校验校验位校验逻辑校验界限校验控制总数校验：对所有数据项的值求和进行校验,目前常用的输入设备有以下几种:,1、读卡机,2、键盘-磁盘输入装置,3、光电阅读器,4、终端输入,5、声音识别仪,三人机对话设计,考虑的因素对话设计以用户需要为先对话设计的实质是信息交换对话设计友好性强人机对话设计的基本类型菜单式命令式填表式应答式,6.6物理配置方案设计,系统物理配置方案设计的依据：系统的吞吐量每秒钟执行的作业数，TPS，值越大，说明系统的处理能力强系统的响应时间从用户向系统发出一个请求开始，经系统处理后，再给应答结果的时间系统的可靠性用连续工作时间来表示并机处理系统分为对偶系统或双工系统对偶系统用两台同样的计算机同时做同样的工作双工系统两台相同或相类似计算机组合起来，平时做不同的工作,系统地域范围系统的处理方式：集中式还是分布式如果系统的处理方式是集中式的，既可以是单机式系统，也可以是网络系统如果系统的处理方式是分布的，必须是网络系统数据管理方式,二系统工作模式,集中式系统分布式系统：将整个系统分成若干个地理上分散的配置，业务可以独立处理，但系统在统一的工作规范和技术要求下运行：文件服务器/工作站模式C/SB/S在设计系统工作模式时，应考虑系统的类型、处理方式、数据存储要求、软硬件的配置情况，还应照顾到系统使用的方便程度、维护和扩展性的性能、安全性、可靠性和经济实用性等。,三计算机硬件设计,设备选择与配置应根据实际情况来确定，具体来说，需要考虑的因素包括系统工作模式设计、数据存储容量、外设、终端或网络的配置、计算机及网络系统速度、应用软件等。,四计算机软件设计,操作系统数据库管理系统开发工具,五计算机网络的设计,影响信息系统运行的网络因素包括网络的传输速度、吞吐量、带宽、安全性和灵活性