《管理信息系统》-ch7：管理信息系统的系统设计(含ER图)课件

1、1第七章 管理信息系统的系统设计主要内容：系统设计的任务代码设计3.功能结构图设计信息系统流程图设计系统物理配置方案设计制订设计规范2第七章 管理信息系统的系统设计数据存储设计输出设计输入设计处理流程图设计编写程序设计说明书和系统设计报告3本节内容：1.1 系统设计的任务1.2 系统设计的主要内容1.3 系统设计的原则第一节 系统设计的任务41.1 系统设计的任务 系统设计的任务是：在系统分析提出的逻辑模型的基础上，科学合理地进行物理模型的设计。 主要解决“怎样做”的问题。 51.2 系统设计的主要内容总体设计信息系统流程图设计、功能结构图设计和功能模块图设计等。代码设计和设计规范的制定系统物

2、理配置方案设计设备配置、通信网络的选择和设计以及数据库管理系统的选择数据存储设计数据库设计、数据库的安全保密设计等。计算机处理过程设计输出设计、输入设计、 处理流程图设计及编写程序设计说明书7第二节代码设计本节内容：2.1 代码的功能 2.2 代码的设计 2.3 代码的种类 2.4 代码结构中的校验位 82.1 代码的功能 代码的定义代码是代表事物名称、属性、状态等的符号。代码的功能 明确对象，使用简洁:为事物提供一个概要而不含糊的认定，便于数据的存贮和检索。使用代码可以提高处理的效率和精度。节省空间提高数据的全局一致性。代码是人和计算机的共同语言，如零件号、图号等早已使用代码。人机交流最简洁

3、，便于计算机处理，如输入，检索，查询如：某机器人的机械手识别系统102.2 代码的设计 代码设计时，应注意以下一些问题：明确性：要注意尽量采用不易出错的编码结构。例如字母字母数字的结构（如WW2 ）比字母数字字母的结构(如W2W)发生错误的机会要少一些。方便性：容易记忆。容易识别（当代码长于4个字母或5个数字字符时，应分成小段。如:139-6234-6789分段表达容易记忆) ，这样人们读写时不易发生错误。代码量估计：若已知码的位数为P，每一位上可用字符数为Si，则可以组成码的总数为：例如，对每位字符为0-9的三位码，共可组成C=10*10*10=1 000种码。11中华人民共和国行政区划代码

4、国家标准（GB/T 22602002）；中华人民共和国“县以下行政区划代码编制规则” 国家标准（GB1011488）。举例：全国行政区代码12国家基础地理信息系统地形数据库数据分类编码执行国家标准国土基础信息数据分类与代码（GB/T13923-92）.代码为五位数字码,其结构如下:中华人民共和国行政区划代码（GB2260-1995） 142.3 代码的种类 顺序码 顺序码又称系列码，是一种用连续数字代表编码对象的码。 例如：用1代表厂长2代表科长3代表科员4代表生产工人等 152.3 代码的种类区间码 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。 典型的例子

5、是邮政编码。区间码的分类：多面码 上下关联区间码 十进位码 172.3 代码的种类区间码上下关联区间码。上下关联区间码由几个意义上相关的区间码组成，其结构一般由左向右排列。例如，会计核算方面，用最左位代表核算种类，下一位代表会计核算项目。十进位码。此法相当于图书分类中的十进位分类码。如610.736，小数点左边的数字组合代表主要分类，小数点右边的指出子分类。182.3 代码的种类助忆码助忆码用文字、数字或文字来描述，也可用文字与数字结合起来描述。例如，用TV-C-20代表20英寸彩色电视机，其中C代表彩色。助忆码适用于数据项数目较少情况（一般少于50个），否则可能引起联想出错。混合码 以上几种

6、的方式的混合编码举例（1）新会计制度的科目编码（见附）讨论：师大新校区的教室编码192.3 代码的种类名称优点缺点顺序码 顺序码的优点是短而简单，记录的定位方法简单，易于管理。没有逻辑基础，不易记忆。此外，新加的代码只能列在最后，删除则造成空码 区间码 信息处理比较可靠，排序、分类、检索等操作易于进行。 码的长度与它分类属性的数量有关，有时可能造成很长的码。 码有多余的数。这种码的维修也比较困难。助忆码 可以通过联想帮助记忆 助忆码适用于数据项数目较少情况（一般少于50个），否则可能引起联想出错202.4 代码结构中的校验位 加入校验位的原因：人们重复抄写代码和将它通过人手输入计算机时，发生错

7、误可能性更大。为了保证正确输入，有意识地在编码设计结构中原有代码的基础上，另外加上一个校验位，使它事实上变成代码的一个组成部分。校验码可以发现以下错误：遗漏、抄写、易位、双易、随机、缩位、增位校验位的计算：校验位通过事先规定的数学方法计算出来。代码一旦输入，计算机会用同样的数学运算方法按输入的代码数字计算出校验位，并将它与输入的校验位进行比较，以证实输入是否有错。212.4 代码结构中的校验位算术级数法 原代码1 2 3 4 5 各乘以权 6 5 4 3 2 乘积之和6+10+12+12+10=50 以11为模去除乘积之和，把得出的余数作为校验码： 50/11=46 因此代码为12345622

8、2.4 代码结构中的校验位几何级数法 原代码 1 2 3 4 5 各乘以权 32 16 8 4 2乘积之和 32+32+24+16+10=114 以11为模去除乘积之和，把得出的余数作为校验码： 114/11=104 因此代码为12345424第三节功能结构图设计 功能结构图是按功能从属关系画成的图表，图中每一个框称为一个功能模块。功能分解的过程就是一个由抽象到具体、由复杂到简单的过程。功能模块可以根据具体情况分得大一点或小一点。分解得最小的功能模块可以是一个程序中的每个处理过程，而较大的功能模块则可能是完成某一任务的一组程序。功能结构图中各层功能与新的信息系统中数据流程图中的处理（功能）是对

9、应的。 253、功能结构图设计工资管理子系统被分解为建立主文件、更新主文件、建立扣款文件以及计算和打印等四个子功能，其中每个子功能还可以继续分解下去。27第四节信息系统流程图设计 信息系统流程图属于计算机处理流程图，它用来表示信息在计算机系统中的处理流程。 信息系统流程图可以新系统的数据流程图为基础绘制，具体思路如下：首先为数据流程图中的处理功能画出数据关系图。最后，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。28第四节信息系统流程图设计处 理 功 能输入数据A输出数据E输入数据B输入数据C中间文件D输出文件F 数据关系的一般形式29第四节信息系统流程图设计

10、脱机操作人工操作手工输入联机存储器(磁带、磁盘等)磁盘磁带显示器脱机存储处理穿孔卡片通讯连接打印报告常用的系统流程图符号30第四节信息系统流程图设计数据存储#1数据存储#2处理1输入1处理2处理4处理3输出2输出1实体1实体2存储#1报告1输入1处理1处理3处理2中间文件存储#2报告2新系统逻辑模型转换为系统流程图示例31第四节信息系统流程图设计上月主文件建立扣款文件模块主文件更新模块计算打印模块工 资 单工资汇总表电费扣款通知单病假扣款通知单房租变动通知单人事变动通知单本月主文件扣款文件工资管理子系统的信息系统流程图32第四节信息系统流程图设计建立及修改程序生产能力表必须生产的产品名及产量各

11、产品的工艺路线及利润生产能力文件工艺路线文件线性规划程序设备利用率生产计划表生产计划优化系统的信息系统流程图33第五节系统物理配置方案设计本节内容：5.1 设计依据 5.2 计算机硬件选择 5.3 计算机网络的选择5.4 数据库管理系统的选择5.5 应用软件的选择345.1 设计依据 设计依据系统的吞吐量。每秒钟执行的作业数称为系统的吞吐量。系统的吞吐量越大，则系统的处理能力就越强。系统的响应时间。从用户向系统发出一个作业请求开始，经系统处理后，给出应答结果的时间称为系统的响应时间。它与CPU 运算速度和通讯线路的传递速率等有关。系统的可靠性。系统的可靠性可以用连续工作时间表示。系统的处理方式

12、。集中式和分布式地域范围。广域网还是局域网？数据管理方式。根据数据管理方式决定相应的DBS355.2 计算机硬件选择 计算机硬件的选择取决于数据的处理方式和运行的软件。管理对计算机的基本要求是速度快、容量大、通道能力强、操作灵活方便，但计算机的性能越高，其价格也就愈昂贵。系统的数据处理是集中式的，系统应用的主要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。系统应用的目的是进行企业管理，其应用本身就是分布式的，则应选择微机网络方式。 365.2 计算机硬件选择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

13、主存；CPU时钟；输入、输出和通信的通道数；显示方式；外接转储设备及其类型。375.3 计算机网络的选择网络拓扑结构网络拓扑结构一般有总线型、星型、环形、混合型等。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。网络的逻辑设计按软件将系统从逻辑上分为各个分系统或子系统，然后按需要配备设备，如主服务器、主交换机、分系统交换机、子系统集线器（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。网络操作系统目前，流行的网络操作系统有UNIX、Windows 等。385.4 数据库管理系统的选择 在数据库管理系统的选择上，主要考虑：数据库的性能数据库管理系统的系统平台数

14、据库管理系统的安全保密性能数据的类型 目前，市场上数据库管理系统较多，流行的有Oracle、Sybase、SQL Server、Informix、FoxPro和Visual Basic等， 395.5 应用软件的选择 选择应用软件应考虑：软件是否能够满足用户的需求。根据系统分析的结果，验证软件在功能上能否满足数据表示（如记录长度、文件最大长度等）、数据存储量和查询等方面的要求。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？40第六节制订设计规范设计规范是整个系统的“公用标准”，它具体地规定了文件名和程序名的统一格式、编码结构、代码结构、统一的度量名等。有关设计规范例子请参见本

15、章实例7.2。例如，某工资管理信息系统的设计规范中对程序名的规定：GAABBXG表示工资系统程序或程序文件。AA表示文件类型，由两个拼音字母组成。BB表示文件作何种处理。X由一位数字组成，用以区分同类型程序。 41第七节数据存储设计本节内容:7.1 文件的分类 7.2 文件组织方式 7.3 文件设计7.4 数据库设计的基础知识7.5 数据库设计 427.1 文件的分类 文件是系统中存放数据的基本方式。 (一) 按文件的用途可把文件分为以下几种：主文件主文件是系统中最重要的共享文件，主要存放具有固定值属性的数据。 处理文件 处理文件又称事务文件，是用来存放事务数据的临时文件，包含了对主文件进行更

16、新的全部数据。 工作文件 工作文件是处理过程中暂时存放数据的文件。 周转文件周转文件用来存放具有固定个体变动属性的数据 。其它文件 437.1 文件的分类总务科制表人_ _ _ _ _人员代码姓名用 电 量 电费扣款合 计住户电费扣款清单 工资子系统中的住户电费扣款文件，共有人员代码、姓名、用电量和电费扣款四个数据项。对于用电户，除新搬进和新搬走的用户外，前两项内容基本每月不变，需要输入的仅是用电量一项，为了节省总务部门抄写扣款清单（的工作量和财务部门输入扣款清单的工作量，可以采用周转文件来解决。 关于周转文件447.1 文件的分类 (二) 按文件的组织方式可把文件分为：顺序文件索引文件直接存

17、取文件457.2 文件组织方式 顺序文件：顺序文件刚建立时，记录按其来到的先后次序顺序排列，其物理顺序和逻辑顺序并不一定完全一致，称之为串行文件。文件的记录按照鉴别键大小依次重新排列所得到的文件叫做排好序的顺序文件( 简称顺序文件)。因此，排好序的顺序文件是物理顺序和逻辑顺序一致的文件 一切存于磁带上的记录，都只能是顺序的在磁盘上存放记录，既可以顺序地存放，也可以随机地存放。467.2 文件组织方式顺序文件：存在顺序存取存贮器上的顺序文件，只能按顺序扫描法查找。存在随机存取存贮器上的顺序文件，可以按顺序扫描法查找，也可以折半查找法进行查找。折半查找法是将待查找区域中点处的记录的鉴别键K和要查找

18、的记录的鉴别键KS相比较，若K=K S，那么键号为K的记录就是要找的记录，若KKS,则取出整个区域的一半(在文件按升序排列时)，若KSK，取下一半；若KSK，则取上一半。这样继续进行下去，直到找到为止。477.2 文件组织方式索引文件：带有索引表的数据文件叫索引文件。增加索引表是为了加快检索记录的速度。索引表的索引项应当按顺序排列，而数据文件本身则可以按顺序排列，也可以不按顺序排列。按索引文件组织方式组织文件时，文件包括索引区和数据区。索引表建立在索引区数据文件建立在数据区索引表本身也是一个文件，其中列有每个记录的关键字和相应的物理存储地址，这两项合称为索引项。487.2 文件组织方式索引文件

19、：索引表是由系统程序自动生成的，在为数据文件输入数据的同时建立索引表，表中的索引项按记录输入的先后顺序排列，待全部记录输入后，软件就对索引表排序。最后的索引表是按关键字的升序或降序排列的关键字与地址的对照表。索引表在排序前按记录的物理顺序排列排序后则按照记录的关键字的逻辑顺序排列，而将原索引表抹去。497.2 文件组织方式物理记录号职工号姓名职称基地100138张又兴工程师100316王凌云高工100512陈 海副教授100881周仲文教授101022李 明讲师101224黄之英副教授101384刘 兴副教授101688高 勤教授数据文件索引文件的建立过程(原始文件)507.2 文件组织方式关

20、键字物理记录号381001161003121005811008221010241012841013881016关键字物理记录号121005161003221010241012381001811008841013881016排序前的索引表排序后的索引表索引文件的建立过程(索引表的建立)517.2 文件组织方式索引文件 查找时将外存上含有索引表的块送入内存，查得被找记录的地址，然后再将含有该记录的块送入内存。删除一个记录时，删去相应的索引项，而数据本身则保持不动。插入时，将插入记录置于数据区之末，而将添上相应索引项以后的索引重新排序。这些排序工作，也是由软件自动进行的。527.2 文件组织方式索引

21、文件：优点：加快检索记录的速度 索引文件组织方式可以保证地址的唯一性，而不产生重号。访问记录时，只要从索引表找到地址，就可得到所需记录，其存取机构的动作也比较简单。缺点：索引表本身需要占有一定存储空间。 537.2 文件组织方式 直接存取文件 直接地址法：程序员或数据库管理员可以直接把存放某一记录的地址作为该记录的键号。直接地址法的优点是：存取机构动作简单，用户使用方便，不会产生重号。缺点是：把记录的存贮地址作为键号，不易记忆。547.2 文件组织方式直接存取文件 直接地址法：程序员或数据库管理员可以直接把存放某一记录的地址作为该记录的键号。直接地址法的优点是：存取机构动作简单，用户使用方便，

22、不会产生重号。缺点是：把记录的存贮地址作为键号，不易记忆。浪费存储空间：有一个文件，其鉴别键号分散在10000到50000号之间，但其记录总数只有5000个。如果用直接地址法存贮记录，就要浪费35001 个记录空间。 557.2 文件组织方式直接存取文件杂凑法可以采用，即利用一种称之为杂凑法函数的算法，把键号转换为相应记录的地址，达到压缩存贮空间的目的。杂凑法也叫随机法或转化法。杂凑函数的算法很多下面介绍常用的质数除余法：设所需存贮单元为M(本例中M=5000)，则质数除余法的步骤如下： 确定一个接近M的质数P，上例中取质数P=4999 设需要转变的键号为K，则转换后的记录地址为： H(K)=

23、K-INT (k/p)P 式中：INT(k/p)表示k/p的整数部分。 上例中，键号为10000和50000的记录，用上法计算得到的地址分别为2和10。全部记录地址的分布范围: 0H (K)M-1567.2 文件组织方式直接存取文件 杂凑法采用杂凑法时，两个不同的键号经过杂凑法计算所得结果相同而在存放时发生冲突。解决键号冲突的方法是把第二个键号的记录存贮到其他地址去，而用链接的方法与第一个键号的记录相连。直接存取文件的特点是：文件的记录随机存放，插入记录方便，存取速度快，不用索引，节约存贮空间。记录没有排序，不能直接按关键字的顺序读出。577.3 文件设计 使用效果组织方式文件处理方式文件大小

24、随机查找速度顺序查找速度适用于何种活动率对软件要求备注顺序随机顺序很好不好无限制慢很快高低索引好好中等大快快低中直接不好很好有限制很快慢低高常用文件组织方式性能比较表中活动率指的是更新过程中作用到记录的百分数。例如，针对10000 个记录，需要处理8000个，则活动率为80%。587.3 文件设计文件设计通常从设计共享文件开始。文件由记录组成，所以设计文件主要是设计文件记录的格式。 文件记录设计表中详细填写了记录中每一数据项的名称、变量名、类型、宽度和小数位数。记录设计中还应注明记录由哪个程序形成，又输出到哪个程序。 597.3 文件设计 主文件 工资子系统 记录文件名_ 应用_序 号1234

25、56数据项名取工代码职工姓名部 门基本工资附加工资扣 房 费变 量 名DMXMBMJBGZFJGZFF类 型CCCNNN宽 度482777 小数位数222输 入 到输 出 自设计者签名_设计日期_607.4 数据库设计的基础知识(一) 数据模型：数据模型是数据库系统设计中用于提供信息表示和操作手段的形式构架,是数据库系统实现的基础。根据模型应用的不同目的，可以将模型分为两个层次：概念模型(也称信息模型)，数据模型网状模型层次模型关系模型617.4 数据库设计的基础知识概念模型：概念模型是将现实世界的客观对象抽象为某一种不依赖于计算机系统和数据库管理系统（DBMS）的信息结构。建模过程：现实世界

26、中的对象概念模型数据模型实体(Entity) “实体”即现实世界中存在的对象或事物。属性“属性”指实体具有的某种特性。联系在信息世界中，事物之间的联系可分为两类：一是实体内部的联系，如组成实体的各属性之间的关系；一是实体之间的联系，这里我们主要讨论实体之间的联系。627.4 数据库设计的基础知识概念模型： 实体之间的联系方式可分为三类：一对一联系(1:1) 如果对于A中的一个实体，B中至多有一个实体与其发生联系，反之，B 中的每一实体至多对应A 中一个实体，则称A 与B 是一对一联系。一对多联系(1:n) 如果对于A中的每一实体，实体B中有一个以上实体与之发生联系，反之，B 中的每一实体至多只

27、能对应于A 中的一个实体，则称A 与B 是一对多联系。多对多联系(m:n)如果A 中至少有一实体对应于B 中一个以上实体，反之，B 中也至少有一个实体对应于A 中一个以上实体，则称A 与B 为多对多联系。637.4 数据库设计的基础知识(二) ER方法 E-R 方法即实体联系方法（Entity-Relation Approach,简称E-R方法），是由P.P.S.Chen 于1976 年提出的，其方法是用E-R 图来描述某一组织的信息模型，是概念模型的最常用的表示方法。 在模型设计中，首先根据分析阶段收集到的材料，利用分类、聚集、概括等方法抽象出实体，并一一命名，再根据实体的属性描述其间的各种

28、联系。 ER图中用矩形表示实体。实体之间的关系用菱形表示，用无向边把菱形与有关实体连接，在边上标明联系的类型。实体的属性可用椭圆表示,并用无向边把实体与属性联系起来。 多对多联系图示一对多联系图示一对一联系图示一对一的联系（1：1）即一个实体在此种联系下只能对应一个实体 一对多的联系（l：n）即一个实体在此种联系下可对应其他一个以上的实体 多对多的联系（m：n）即一个实体类型中的多个实体与另一个实体类型中的多个实体相联系 4、从ER图导出关系数据模型 ER图中每个实体，都相应地转换为一个关系，该关系应包括对应实体的全部属性，并根据该关系确定出关键字。 一个联系也可转换为一个关系，与该联系相连的

29、各实体的码，以及联系的属性可转换为关系的属性。具体如下: 如果两实体间是1：N 联系，就将“1”的关键字纳入“N”方实体对应的关系中作为外部关键字，同时把联系的属性也一并纳入“N”方的关系中。 如果两实体间是M：N 联系，则需对联系单独建立一个关系，用来联系双方实体，该关系的属性中至少要包括被它所联系的双方实体的关键字，如联系有属性，也要归入这个关系中。 如果两实体间是1：1 联系，转换时只要在将其中一方的关键字纳入另一方，就能实现彼此的联系。地点面积仓库号仓库存放产品货号品名数量价格1N产品与仓库两个实体的E-R图为： 仓库（仓库号，地点，面积） 产品（货号，品名，价格， 仓库号，数量） 学

30、生课程两个实体之间的E-R图为:学号姓名性别助学金学生学习课程课程名课程号成绩学时数MN学生（学号，姓名，性别，助学金） 课程（课程号，课程名，学时数） 学习（学号，课程号，成绩） 厂长与工厂两个实体的E-R图为：姓名性别厂长编号厂长管理工厂厂号厂名地点11年龄厂长（厂长编号，厂号，姓名，性别，年龄） 工厂（厂号，厂名，地点） 或：厂长（厂长编号，姓名，性别，年龄）工厂（厂号，厂长编号，厂名，地点）专业任教学习mnnnm1时间成绩工号专业号姓名课号学分学时课名职称创建时间专业名性别姓名学号教师联系课程学生E-R图举例:教学管理737.4 数据库设计的基础知识1NNLNMMNM1N物 资库 存供

31、方单位合同 结算入库验收购进订货付款物资入库管理E-R图747.4 数据库设计的基础知识上图涉及的实体包括:供方单位属性有单位号、单位名、地址、联系人、邮政编码物资属性有物资代码、名称、规格、备注库存属性有入库号、日期、货位、数量合同属性有合同号、数量、金额、备注结算属性有结算编号、用途、金额、经手人757.4 数据库设计的基础知识上图涉及的关系包括:入库1:n联系。验收1:n联系。购进多对多的联系付款多对多的联系订货这是一个数量超过两个的不同类型实体之间的联系。在订货业务中,一种物资可由多家供应,产生多笔合同。反之,一个供应单位可供应多种物资,产生多笔合同,所以,在图中用M:N:L的结构来表

32、示。订货联系的属性为:物资代码、单位号、合同号、数量、单价。767.4 数据库设计的基础知识(三) 数据模型目前，主要的数据模型是关系模型（Relational Model）。关系模型应用关系代数和关系演算等数学理论来处理数据库系统中的数据关系。从用户的观点来看，在关系模型下，数据的逻辑结构是一张二维表。每一个关系为一张二维表，相当于一个文件。实体间的联系均通过关系进行描述。结 算 编 码合 同 号数 量金 额J0012HT1008100030000J0024HT110760012000J0036HT111520004000关系表一个记录,用来描述一个实体。777.4 数据库设计的基础知识(三

33、)数据模型 关系模型中的主要术语有: 关系：一个关系对应于一张二维表。元组：表中一行称为一个元组。属性：表中一列称为一个属性，给每列起一个名即为属性名。主码(Primary Key,也称主关键字) ：表中的某个属性组，它的值唯一地标识一个元组，如表3.4中，结算编号和合同号共同组成了主码。域：属性的取值范围。分量：元组中的一个属性值。关系模式：对关系的描述，用关系名（属性1，属性2，.，属性n）来表示。787.4 数据库设计的基础知识 (三)数据模型 关系模型具有以下特点：关系模型的概念单一。对于实体和实体之间的联系均以关系来表示。关系是规范化的关系。规范化是指在关系模型中，关系必须满足一定的

34、给定条件，最基本的要求是关系中的每一个分量都是不可分的数据顶。高度的数据独立性和易操作性关系模型中，用户对数据的检索和操作实际上是从原二维表中得到一个子集，该子集仍是一个二维表。因而易于理解,操作直接、方便关系模型把存取路径向用户隐藏起来，用户只需指出“做什么”， 而不必关心“怎么做”，从而大大提高了数据的独立性。797.4 数据库设计的基础知识(四) 关系的规范化规范化理论是E.F.Codd在1971年提出的。他及后来的研究者为数据结构定义了五种规范化模式(Normal Form，简称范式)，即第一范式、第二范式、第三范式、BCNF范式和第四范式关系必须是规范化的关系，应满足一定的约束条件。

35、范式表示的是关系模式的规范化程度，也即满足某种约束条件的关系模式，根据满足的约束条件的不同来确定范式在五种范式中，通常只使用前三种。例子考虑为管理职工的工资信息而设计一个关系模式。关系模式的设计问题插入异常：如果没有职工具有8级工资，则8级工资的工资数额就难以插入。导致不一致。删除异常：如果仅有职工赵明具有4级工资，如果将赵明删除，则有关4级工资的工资数额信息也随之删除了。数据冗余：职工很多，工资级别有限，每一级别的工资数额反复存储多次。更新异常：如果将5级工资的工资数额调为620，则需要找到每个具有5级工资的职工，逐一修改。直观的解决方法级别工资450056006700职工级别赵明4钱广5孙

36、志6李开5周祥6837.4 数据库设计的基础知识第一范式(1NF) 属于第一范式的关系应满足的基本条件是元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项。简言之，第一范式指在同一表中没有重复项存在。 教师代码姓名工 资基本工资附加工资1001张兴5000060001002李明7990070001003王进400005000教师代码姓名基本工资附加工资1001张兴5000060001002李明7990070001003王进400005000847.4 数据库设计的基础知识第二范式所谓第二范式，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。上表所示关系虽满足1NF,但不满足2NF,因

37、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，其中，姓名和职称只依赖于主关键字的一个分量教师代码，研究课题名只依赖于主关键字的另一个分量研究课题号。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。 教师代码姓 名职 称研究课题号研究课题名 857.4 数据库设计的基础知识第二范式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。可将上表所示关系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

38、这些关系都符合2NF要求。867.4 数据库设计的基础知识第三范式(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。上表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(产品代码唯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。 产品代码产品名生产厂名生产厂地址877.4 数据库设计的基础知识第三范式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

39、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。 设某商业集团下辖三个商店和六个仓库。每个商店可销售多种商品，每种商品也可放在多个商店销售和多个仓库，集团采用统一配送货物的方式，每个仓库要统计每种商品的实际库存量，每个商店要统计每种商品的月销售量，每个商店聘请了多名职工,每个职工只能在一个商店工作。（1）试画出ER图，并在图上注明属性、联系的类型。（2）将ER图转换成关系模型，并注明关键字。（3）按三个范式的要求设计数据库。课堂作业897.5 数据库设计 数据库设计步骤用户要求分析概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计系统分析(逻辑设计)系统设计系统设计系统分析(详细

40、调查)系统开发步骤数据库设计与系统开发阶段对照数据厍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。,数据库设计除用户要求分析外, 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。 907.5 数据库设计数据厍的概念结构设计概念结构设计应在系统分析阶段进行。任务是根据用户需求设计数据库的概念数据模型(简称概念模型)。概念模型是从用户角度看到的数据库可用第三章中介绍的E-R模型表示可用本章实例7.1中介绍的3NF关系群来表示917.5 数据库设计数据库的逻辑结构设计逻辑结构设计是将概念结构设计阶段完成的概念模型转换成能被选定的数据库管理系统(DBMS)支持的数据模型。数据模型可以由

41、实体联系模型转换而来可以用本章实例7.1介绍的基于第三范式(3NF)的方法来设计。927.5 数据库设计数据库的逻辑结构设计将E-R模型转换为关系数据模型的规则:每一实体集对应于一个关系模式。实体间的联系一般对应一个关系,联系名作为对应的关系名,不带属性的联系可以去掉。实体和联系中关键字对应的属性在关系模式中仍作为关键字。根据这些规则, 实体和联系就很容易转换成下述对应的关系数据模型937.5 数据库设计数据库的物理结构设计物理结构设计是为数据模型在设备上选定合适的存储结构和存取方法，以获得数据库的最佳存取效率。物理结构设计的主要内容包括：库文件的组织形式。如选用顺序文件组织形式、索引文件组织

42、形式等。存储介质的分配。例如将易变的、存取频繁的数据存放在高速存储器上；稳定的、存取频度小的数据存放在低速存储器上。存取路径的选择等。 948 输出设计本节内容：8.1 输出设计的内容8.2 输出设计的方法 8.3 输出报告8.4 输出设计示例958.1 输出设计的内容 输出设计的内容包括：有关输出信息使用方面的内容信息的使用者、使用目的、报告量、使用周期、 有效期、保管方法和复写份数等；输出信息的内容输出项目、位数、数据形式（文字、数字）；输出格式表格、图形或文件；输出设备打印机、显示器、磁带、光盘等。输出介质输出到磁盘还是磁带上，输出用纸是专用纸还是普通白纸等。968.2 输出设计的方法

43、输出设计的方法：采用预印表格打印多层表格周转文件978.3 输出报告 输出报告定义了系统的输出。输出报告中既标出了各常量、变量的详细信息，也给出了各种统计量及其计算公式、控制方法。设计输出报告时要注意以下几点：方便使用者，尽量利用原系统的输出格式如确需修改，应征得用户同意；输出表格要考虑系统发展的需要。是否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。988.3 输出报告输出设计书资料代码GZ01输出名称工资主文件一览表处理周期每月一次形式行式打印表种类0001份 数1报送财 务 科项 目 号项目名称位数及编辑备 注1部门代码X（4）2工 号X（5）3姓 名X（12）4级 别X（3）5

44、基本工资9999.996房 费999.99输出设计书998.4 输出设计示例屏幕显示输出的设备调拨单 100中国长江三峡开发总公司设备调拨单请购单位：工程建设部：右岸工程部 1997年5月21日 97调字第设备名称棒磨机型号规格 数量计划1账面价格单价180,200.00总价180,200.00单位设备编号15073001-001实收数1结算价款单价180,200.00总价180,200.0000台合同号10号仓库发货仓库中国建设银行开户银行32100876543账 号备 注 总计金额其他有关费用运输费管理费保险费包装费 610.4 5保险费包装费（大写）壹拾捌万贰佰元整180,200.00存

45、根财务会计请购单 位发货仓 库财务稽 查业务单位主管： 收款： 提货： 发货： 制单：打印输出的设备调拨单 000016号1018.4 输出设计示例输出格式定义 1029 输入设计本节内容：9.1 输入设计的原则9.2 数据输入设备的选择9.3 输入检验9.4 原始单据的格式设计9.5 输入屏幕设计1039.1 输入设计的原则1、 输入设计的任务确定输入内容、设计输入格式、设计出错的校验方法：2、输入设计的原则提高效率和减少错误是两个最根本的原则。具体目标是：控制输入量减少输入延迟减少输入错误输入过程应尽量简化3、常用的输入设备键磁盘输入装置光电阅读器终端输入1049.2 数据输入设备的选择名

46、称内容特点键盘磁盘由数据录入员通过工作站录入，经可靠性验证后存入磁记录介质（如磁带、 磁盘等）。成本低、速度快，易于携带，适用于大量数据输入。光电阅读器采用光笔读入光学标记条形码或用扫描仪录入纸上文字。光符号读入器适用于自选商场、借书处等少量数据录入的场合。终端输入终端可以在线方式与主机联系及时返回处理结果1059.3 输入检验输入错误的种类数据本身错误。由于原始数据填写错误等原因引起的输入数据错误。 （1）非法的错误：代码级：易位、写错（或者不在代码表之中）、漏码、添码字段级：字段内容非法，发生冲突（如订货量为负，日期超前）、主关键字为空，月份不是“0112”记录级：违反规则或相互矛盾（比如

47、出库时间早于入库时间） （2）合法的错误：可以通过MIS的检查，但内容是错误的。（如：将196元输入为169元，日期有效但不准确，姓名串名，摘要输入不准确）106输入错误的种类数据多余或不足。在数据收集过程中产生的差错。如数据（单据等）的散失、遗漏或重复等原因引起的数据错误。数据的延误。数据收集过程中所产生的差错，不过它的内容和数据都是正确的，只是由于时间上的延误而产生差错。1079.3 输入检验校验码：对于代码级的错误，可采用加校验码的方法。字典对照校验：输入的内容与基本的数据检验，比如检验客户号码。（机器存有码表，可以查对输入的正确性） 字段规则：可以通过数据类型的限制，字段长度的检验，一

48、般的数据库都增加了“字段规则”功能，只要在初始化时定义一下即可,解决字段的错误记录错误：通过程序设计解决重复校验：这种方法将同一数据先后输入两次，然后由计算机程序自动予以对比校验，如两次输入内容不一致，计算机显示或打印出错信息。视觉校验：输入的同时，由计算机打印或显示输入数据，然后与原始单据进行比较，找出差错。视觉校验不可能查出所有的差错，其查错率为75%85%。1089.3 输入检验控制总数校验。用控制总数校验时，工作人员先用手工求出数据的总值，然后在数据的输入过程中由计算机程序累计总值，将两者对比校验。数据类型校验校验数据是数字型还是字符型。格式校验。校验数据记录中各数据项的位数和位置是否

49、符合预先规定的格式。姓名栏规定为18位，而姓名的最大位数是17位，则该栏的最后一位一定是空白。该位若不是空白，就认为该数据项错位。 1099.3 输入检验逻辑校验根据业务上各种数据的逻辑性，检查有无矛盾。例如，月份最大不会超过12。界限校验检查某项输入数据的内容是否位于规定范围之内。譬如，商品的单价规定在50元至1000元范围内，则检查是否有比50元小及比1000元大的数目即可。凡在此范围之外的数据均属出错。顺序校验检查记录的顺序例如，要求输入数据无缺号时，通过顺序校验，可以发现被遗漏的记录。又如，要求记录的序号不得重复时，即可查出有无重复的记录。1109.3 输入检验记录计数校验这种方法通过计算记录个数来检查记录有否遗漏和重复。不仅对输入数据，而且对处理数据、输出数据及出错数据的个数等均可进行计数校验。平衡校验平衡校验的目的在于检查相反项目间是否平衡例如，会计工作中检查借方会计科目合计与贷方会计科目合计是否一致。对照校