信息管理系统第五章课件

1、管理信息系统华北电力大学电子与通信工程系苑津莎电子邮件：第五章 管理信息系统的设计5.1 系统设计概述5.2 系统总体设计5.3 系统详细设计5.1 系统设计概述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5.1.2 系统设计的原则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

2、到数出一处、全局共享，使一次输入得到多次利用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5.1.3 系统设计的内容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2.系统架构设计系统架构设计

3、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4.公共数据库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

4、理设计文件与数据加密设计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：

5、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5.2 总体设计5.2.1 系统架构设计定义子系统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设置应考虑今后管理发展的需要子系统的划分应便于系统分阶段实现定义子系统外部接口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5.2.1 系统架构设计定义系统物理架构根据系统的整体逻辑结构、技

6、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5.2.2 软件结构设计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模块化的基本思想:相对独立、单一功能的模块组成的结构，简化研制工作，防止错误蔓延，提高系统的可靠性。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。5.2.2 软件结构设计模块的属性输

7、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逻辑功能：模块把输入转换成输出内部信息：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前两个要素是模块的外部特性，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5.2.2 软件结构设计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耦合度内容耦合: 一个模块直接修改、访问另一个模块的内部数据; 一个模块不通过正常入口转到另一模块内部。内容耦合破坏了模块的独立性和系统的结构化。公共耦

8、合若一组模块都访问同一个公共数据环境，则它们之间的耦合就称为公共耦合。公共的数据环境可以是全局数据结构、共享的通信区、内存的公共覆盖区等。 5.2.2 软件结构设计控制耦合如果一个模块通过传送开关、标志、名字等控制信息，明显地控制选择另一模块的功能，就是控制耦合。 数据耦合一个模块访问另一个模块时，彼此之间是通过简单数据参数 (不是控制参数、公共数据结构或外部变量) 来交换输入、输出信息的。 独立耦合两个模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的 5.2.2 软件结构设计5.2.2 软件结构设计内聚性偶然内聚 块内的各个任务（通过语句或指令来实现的）没有什么有意义

9、的联系，之所以能构成一个模块完全是偶然的原因。 逻辑内聚一个模块完成的任务在逻辑上属于相同或相似的一类（例如，用一个模块产生各种类型的输出），则该种模块内的联系称为逻辑内聚。 逻辑内聚存在的问题是：修改困难，调用模块中有一个要对其改动，还要考虑到其它调用模块；模块内需要增加开关，以判别是谁调用，因而增加了块间联系；实际上每次调用只执行模块中的一部分，而其它部分也一同被装入内存，因而效率不高。5.2.2 软件结构设计时间内聚时间内聚是指一个模块中包含的任务需要在同一时间内执行（如初始化，结束等所需操作）。 过程内聚如果一个模块内的各个处理元素是相关的，而且必须按固定的次序执行，这种内聚就叫做过程

10、内聚。过程内聚的各模块内往往体现为有次序的流程。 通信内聚若一个模块中的各处理元素需引用共同的数据（同一数据项、数据区或文件），则称其元素间的联系为通信内聚。通信内聚的各部分间是借助共同使用的数据联系在一起的，故有较好的可理解性。 顺序内聚若一个模块内的各处理元素关系密切，必须按规定的处理次序顺序执行，这样的模块为顺序内聚类型。顺序内聚的模块内，后执行的语句或语句段往往依赖先执行的语句或语句段，以先执行的部分为条件。 功能内聚功能内聚是内聚度最高的一种模块类型。如果模块仅完成一个单一的功能，且该模块的所有部分是实现这一功能所必须的，没有多余的语句，则该模块为功能内聚。 5.2.2 软件结构设计

11、设计时应注意:设计功能独立单一的模块控制使用全局数据模块间尽量传递数据型信息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讯：用小箭头表示模块间在调用过程中相互传递的信息5.2.2 软件结构设计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，表示作控制用信息辅助符号选择调用循环调用5.2.2 软件结构设计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

12、模块结构的顶层和第一层设计中下各层实例: 某学校的学生“选课”系统的数据流程图下图5.7所示。学生，输入密码，经过验证合格后，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。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

13、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5.2.3 系统物理配置方案设计1.设计系统物理配置方案的方法开发人员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试用法基准测试法2.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3.系统

14、软硬件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数据库管理系统的选择应用软件的选择5.3 详细设计 5.3.1 代码设计1.代码的功能鉴别分类排序专用含义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3.代码设计的原则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4.代码设计的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

15、情况选择代码的种类与类型考虑检错功能编写代码表5.3.2 数据库设计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2.逻辑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，

16、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，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

17、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3.物理设计数据存储结构数据索引与聚集数据完整性5.3.3 输入/输出设计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输出形式设计表格输出显示输出磁介质输出5.3.3 输入/输出设计输出内容设计输出频率、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结构，数据类型、精度、取值范等输出设输出设备的选择5.3.3 输入/输出设计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

18、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5.3.3 输入/输出设计2.输入设计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，减少汉字的输入量输入方式设计键盘输入键盘磁盘输入数模/模数转换方式网络或通信传输5.3.3 输入/输出设计输入内容及格式设计输入数据的校验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

19、录计数校验 q 平衡校验 q 对照校验5.3.4 人机界面设计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2. 界面功能设计 用户与界面之间的交互系统信息在界面上的表示系统对新用户的学习指导错误消息联机帮助5.3.5 计算机处理过程设计 程序流程图PAD图盒图 5.3.6 编写系统设计说明书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库结构图系统详细设计方案说明书 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。参考资料和专门术语说明 5.3.6 编写系统设计说明书系统设计方案模块设计：系统的模块结构图、各模块的名称、功能、调用关系、局部数据项和详细算法说明等代码设计：各类代码的类型、名称、功能、使用范围和使用要求等的设计说明书文件(数据库)设计说明：概述(目标、主要功能)