[工学]第六章系统设计.ppt

管理信息系统 5-1 第六章 系统设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 系统设计 5-2 n系统设计的目标与原 则 n系统概要设计 n系统详细设计 系统设计的任务主要是解决“怎么做”的问题 。其目标是进一步实现系统分析阶段推出的系统模 型，详细地确定新系统的结构、应用软件的研制方 法和内容。 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 数据数据 字典字典 数据数据 流图流图 E-RE-R图图 加工小说明加工小说明 流流 程程 描描 述述 处理描述处理描述 数数 据据 对对 描描 述述 象象 数 据 设 计 模块结构设计 接口设计 过程设计 分析模型分析模型 设计模型设计模型 平 台 设 计 系统设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 系统设计的目标与原则 系统设计的目标 q 系统的工作质量 准确及时性 用户友好性 q 系统的可变性 可修改性 易维护性 q 系统的经济性 直接、间接经济效益 社会效益 q 系统工作效率 处理能力 处理速度 响应时间 q 系统的可靠性 可抗性 平均无故障时间 平均修复时间 5-4 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 q系统性 代码统一，设计规范标准，数据一次输入多次利用。 q灵活性 开放性和结构可变性，尽量采用模块化结构，提高模 块的独立性。 q可靠性 安全保密性、检错及纠错能力等。 q经济性 硬件投资应以满足需要为前提，系统设计应尽量避免 不必要的复杂化，各模块应尽量简洁。 5-5 系统设计的目标与原则 系统设计的原则 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 系统概要设计是根据系统分析所得到的系统逻辑 模型（数据流图和数据字典），借助一套标准化的图 、表工具，导出系统的功能模块结构图。 qq 结构化设计（结构化设计（Structured DesignStructured Design，SDSD）方法方法 5-6 系统概要设计 功能模块设计 SDSD方法方法是由美国是由美国IBMIBM公司提出的，适用于任何软公司提出的，适用于任何软 件系统的软件结构设计。件系统的软件结构设计。SDSD方法通常与系统分析阶段方法通常与系统分析阶段 的的SASA方法衔接起来使用，借助方法衔接起来使用，借助SASA方法得到用数据流图方法得到用数据流图 和数据词典描述的系统分析报告，和数据词典描述的系统分析报告，SDSD方法则以数据流方法则以数据流 图为基础得到软件的模块结构。图为基础得到软件的模块结构。 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 是将系统设计成由相对独立、单一功能的模块组成的结构，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。在这种从而简化研制工作，防止错误蔓延，提高系统的可靠性。在这种 模块结构中，模块之间的调用关系非常明确与简单，每个模块可模块结构中，模块之间的调用关系非常明确与简单，每个模块可 以单独地被理解、编写、调试、查错与修改。模块结构整体上具以单独地被理解、编写、调试、查错与修改。模块结构整体上具 有较高的正确性、可理解性与可维护性。有较高的正确性、可理解性与可维护性。 qq SD SD方法的基本思想方法的基本思想 在从数据流图导出初始模块结构图时采用一组基本的设计策 略变换分析与事务分析。 在对初始模块结构图改进和优化方面有一组基本的设计原则 耦合小、内聚大，和一组质量优化技术。 qq SD SD方法采用图形表达工具方法采用图形表达工具模块结构图模块结构图 5-7 系统概要设计 功能模块设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 q模块结构图 q模块结构图的导出 q模块结构图的评价 q模块结构图的改进 5-8 系统概要设计 功能模块设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 （1 1）模块）模块 通常指用一个名字就可以调用的一段程序语句。通常指用一个名字就可以调用的一段程序语句。 如：如：FoxProFoxPro中的过程或命令文件。一个模块应具备以下四要素：中的过程或命令文件。一个模块应具备以下四要素： 输入和输出；输入和输出； 功能；功能； 内部数据；内部数据； 程序代码。程序代码。 5-9 系统概要设计 功能模块设计 qq 模块结构图模块结构图 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 系统概要设计 qq 模块模块独立性独立性 模块独立性模块独立性, , 是指软件系统中每个模块是指软件系统中每个模块 只涉及软件要求的具体的子功能只涉及软件要求的具体的子功能, , 而和软而和软 件系统中其它的模块的接口是简单的件系统中其它的模块的接口是简单的 例如例如, , 若一个模块只具有单一的若一个模块只具有单一的 功能且与其它模块没有太多的联系功能且与其它模块没有太多的联系, , 则称此模块具有模块独立性则称此模块具有模块独立性 一般采用两个准则度量模块独立一般采用两个准则度量模块独立 性。即模块间耦合和模块内聚性。即模块间耦合和模块内聚 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 系统概要设计 qq 模块模块独立性的度量独立性的度量 耦合耦合是模块之间的互相连接的是模块之间的互相连接的 紧密程度的度量。紧密程度的度量。 内聚内聚是模块功能强度是模块功能强度( (一个模一个模 块内部各个元素彼此结合的紧密块内部各个元素彼此结合的紧密 程度程度) )的度量。的度量。 模块独立性比较强的模块应模块独立性比较强的模块应 是是高内聚低耦合高内聚低耦合的模块。的模块。 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 系统概要设计 qq 模块模块间的耦合间的耦合 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 非直接耦合非直接耦合 ( (NondirectNondirect Coupling)Coupling) 两个模块之间没两个模块之间没 有直接关系，它们之有直接关系，它们之 间的联系完全是间的联系完全是 通过主模块的控制和通过主模块的控制和 调用来实现的。调用来实现的。 非直接耦合的非直接耦合的 模块独立性最模块独立性最 强。强。 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 数据耦合数据耦合 (Data Coupling)(Data Coupling) 一个模块访问另一个模块时，彼此之间是一个模块访问另一个模块时，彼此之间是 通过简单数据参数通过简单数据参数 ( (不是控制参数、公共不是控制参数、公共 数据结构或外部变量数据结构或外部变量) ) 来交换输入、输来交换输入、输 出信息的。出信息的。 标记耦合标记耦合 (Stamp Coupling)(Stamp Coupling) 一组模块通过参数表传递记录信息，就是一组模块通过参数表传递记录信息，就是 标记耦合。这个记录是某一数据结构的子标记耦合。这个记录是某一数据结构的子 结构，而不是简单变量。结构，而不是简单变量。 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 控制耦合控制耦合 (Control Coupling) (Control Coupling) 如果一个模如果一个模 块通过传送开块通过传送开 关、标志、名关、标志、名 字等控制信息，字等控制信息， 明显地控制选明显地控制选 择另一模块的择另一模块的 功能，就是控功能，就是控 制耦合。制耦合。 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 外部耦合（外部耦合（External CouplingExternal Coupling） 一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一组模块都访问同一全局简单变量而不是同 一全局数据结构，而且不是通过参数表传递一全局数据结构，而且不是通过参数表传递 该全局变量的信息，则称之为外部耦合。该全局变量的信息，则称之为外部耦合。 公共耦合（公共耦合（Common CouplingCommon Coupling） 若一组模块都访问同一个公共数据环境，则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。、内存的公共覆盖区等。 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 公共耦合的复杂程度随耦合模块的个数增公共耦合的复杂程度随耦合模块的个数增 加而显著增加。若只是两模块间有公共数据加而显著增加。若只是两模块间有公共数据 环境，则公共耦合有两种情况。松散公共耦环境，则公共耦合有两种情况。松散公共耦 合和紧密公共耦合。合和紧密公共耦合。 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 内容耦合内容耦合 (Content Coupling)(Content Coupling) 如果发生下列情形，两个模块之间就发生如果发生下列情形，两个模块之间就发生 了内容耦合了内容耦合 (1) (1) 一个模块直接访问另一个模块的一个模块直接访问另一个模块的 内部数据内部数据; ; (2) (2) 一个模块不通过正常入口转到另一个模块不通过正常入口转到另 一模块内部一模块内部; ; (3) (3) 两个模块有一部分程序代码重迭两个模块有一部分程序代码重迭 ( (只可能出现在汇编语言中只可能出现在汇编语言中);); (4) (4) 一个模块有多个入口。一个模块有多个入口。+ + 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 Y 全用 参数 传递 按名 调用 内容耦合 N 直接转入 传送 信息 全是 数据 控制耦合 N 有控制信息 公共环境耦合 数据耦合 有共享信息 N Y Y 图8.7b 模块耦合级别判定示意图 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 系统概要设计 qq 模块模块间的内聚间的内聚 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 功能内聚功能内聚 (Functional Cohesion)(Functional Cohesion) 一个模块中各个部分都是完成某一具体一个模块中各个部分都是完成某一具体 功能必不可少的组成部分，或者说该模功能必不可少的组成部分，或者说该模 块中所有部分都是为了完成一项具体功块中所有部分都是为了完成一项具体功 能而协同工作，紧密联系，不可分割的能而协同工作，紧密联系，不可分割的 。则称该模块为功能内聚模块。则称该模块为功能内聚模块。 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 信息内聚信息内聚 (Informational Cohesion)(Informational Cohesion) 这种模块完成多个功能，各个功能都在同这种模块完成多个功能，各个功能都在同 一数据结构上操作，每一项功能有一个唯一的一数据结构上操作，每一项功能有一个唯一的 入口点。这个模块将根据不同的要求，确定该入口点。这个模块将根据不同的要求，确定该 执行哪一个功能。由于这个模块的所有功能都执行哪一个功能。由于这个模块的所有功能都 是基于同一个数据结构（符号表），因此，它是基于同一个数据结构（符号表），因此，它 是一个信息内聚的模块。是一个信息内聚的模块。信息内聚模块可以看信息内聚模块可以看 成是多个功能内聚模块的组合，并且达到信息成是多个功能内聚模块的组合，并且达到信息 的隐蔽。即把某个数据结构、资源或设备隐蔽的隐蔽。即把某个数据结构、资源或设备隐蔽 在一个模块内，不为别的模块所知晓。在一个模块内，不为别的模块所知晓。 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 通信内聚通信内聚 (Communication Cohesion)(Communication Cohesion) 如果一个模块内各功能部分都使用了相同如果一个模块内各功能部分都使用了相同 的输入数据，或产生了相同的输出数据，的输入数据，或产生了相同的输出数据， 则称之为通信内聚模块。通常，通信内聚则称之为通信内聚模块。通常，通信内聚 模块是通过数据流图来定义的。模块是通过数据流图来定义的。 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 过程内聚过程内聚 （Procedural CohesionProcedural Cohesion） 使用流程图做为工具设计程序时，把流程使用流程图做为工具设计程序时，把流程 图中的某一部分划出组成模块，就得到过图中的某一部分划出组成模块，就得到过 程内聚模块。例如，把流程图中的循环部程内聚模块。例如，把流程图中的循环部 分、判定部分、计算部分分成三个模块，分、判定部分、计算部分分成三个模块， 这三个模块都是过程内聚模块。这三个模块都是过程内聚模块。 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 时间内聚时间内聚 （Classical CohesionClassical Cohesion） 时间内聚又称为经典内聚。这种模块大多时间内聚又称为经典内聚。这种模块大多 为多功能模块，但模块的各个功能的执行为多功能模块，但模块的各个功能的执行 与时间有关，通常要求所有功能必须在同与时间有关，通常要求所有功能必须在同 一时间段内执行。例如初始化模块和终止一时间段内执行。例如初始化模块和终止 模块。模块。 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 逻辑内聚（逻辑内聚（Logical CohesionLogical Cohesion） 这种模块把几种这种模块把几种 相关的功能组合相关的功能组合 在一起，每次被在一起，每次被 调用时，由传送调用时，由传送 给模块的判定参给模块的判定参 数来确定该模块数来确定该模块 应执行哪一种功应执行哪一种功 能。能。 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 巧合内聚（巧合内聚（Coincidental CohesionCoincidental Cohesion） 巧合内聚巧合内聚 ( (偶然内聚偶然内聚) )。当模块内各部分之。当模块内各部分之 间没有联系，或者即使有联系，这种联间没有联系，或者即使有联系，这种联 系也很松散，系也很松散， 则称这种模则称这种模 块为巧合内块为巧合内 聚模块，它聚模块，它 是内聚程度是内聚程度 最低的模块。最低的模块。 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 完成 单一 功能 使几件 事相关 的因素 顺序的 顺序内聚 通信内聚 功能内聚 在同一控 制结构中 过程内聚 时间内聚 动作相似 逻辑内聚 偶然内聚 Y Y Y Y N N N 数据流程 共享数据 处理逻辑 (控制流) 同一时间 段内执行 压缩编码 或使模块变大 图8.7 模块内聚评价判别示意图 系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 在模块结构图中，用联接两个模块的箭在模块结构图中，用联接两个模块的箭 头表示调用。箭头总是由调用模块指向被调头表示调用。箭头总是由调用模块指向被调 用模块，执行后又返回调用模块。用模块，执行后又返回调用模块。 （2 2）调用）调用 a.调用 b.判断调用 A BCB A 模块的调用规则模块的调用规则 每个模块都有特定的任务，只有上级模每个模块都有特定的任务，只有上级模 块才能调用下级模块块才能调用下级模块; ; 模块的通信仅限于上下级模块之间，任模块的通信仅限于上下级模块之间，任 何模块不能与其他上下级模块或同组模何模块不能与其他上下级模块或同组模 块进行直接通信联系块进行直接通信联系; ; 某一模块要与其相邻的同组模块进行信某一模块要与其相邻的同组模块进行信 息交换，必须通过各自的上级模块息交换，必须通过各自的上级模块; ; 模块调用的次序是从上而下，自左向右模块调用的次序是从上而下，自左向右 。 BCD A c. 循环调用 5-31 系统概要设计 功能模块设计 qq 模块结构图模块结构图 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 B A X,Y Z 简历数据 读人事文件 查职工简历 职工号 无此职工 （3 3）数据）数据 一个模块调用另一个模块时，一个模块调用另一个模块时， 调用模块可以把数据传送到被调用调用模块可以把数据传送到被调用 模块供处理，被调用模块又可以将模块供处理，被调用模块又可以将 处理结果送回到调用模块。处理结果送回到调用模块。 （4 4）控制信息）控制信息 模块间传递某些控制信息模块间传递某些控制信息 用以指导程序下一步的执行控用以指导程序下一步的执行控 制信息只反映某种状态，不必制信息只反映某种状态，不必 进行处理。进行处理。 5-32 系统概要设计 功能模块设计 qq 模块结构图模块结构图 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 （5 5）转接符号）转接符号 当模块结构在一张图面上画不下，需要转接到另外当模块结构在一张图面上画不下，需要转接到另外 一张纸上，或为了避免图上线条交叉时，都可以使用转一张纸上，或为了避免图上线条交叉时，都可以使用转 接符号。接符号。 C 1 AB D 1 1 EF 5-33 系统概要设计 功能模块设计 qq 模块结构图模块结构图 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 （1）事务分析 以事务为中心的转换方法。 一个抽象的高层数据流图 CY AX BZ F1 F2ABC SYSTEM 分解后的系统结构图 范围：范围：一般用于转换高层数据流图。一般用于转换高层数据流图。 优点：优点：能把一个大的、复杂的系统分解成若干个小的、简单能把一个大的、复杂的系统分解成若干个小的、简单 的子系统。的子系统。 5-34 系统概要设计 功能模块设计 qq模块结构图的导出模块结构图的导出 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 123 65 4 A BC D E F GH 输入主加工输出 数据流图 范围：范围：一般用于将低层数据流图转换成系统模块一般用于将低层数据流图转换成系统模块 结构图。如下面的图结构图。如下面的图A A转换为图转换为图B B。 5-35 （2）变换分析 以变换为中心的转换方法。 系统概要设计 功能模块设计 qq模块结构图的导出模块结构图的导出 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 (1)确定逻辑输入离物理输入端最远的，但 仍可被看作系统输入的那个数据流 方法：从物理输入端开始，一步步向系统的 中间移动，直至达到这样一个数据流：它已 不能再被看作为系统的输入，则其前一个数 据流就是系统的逻辑输入。 1、数据流图分析 系统概要设计 qq模块结构图的导出模块结构图的导出 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 (2)确定逻辑输出离物理输出端最远的， 但仍可被看作系统输出的那个数据流 方法：从物理输出端开始，一步步向系统 的中间反方向移动，直至达到这样一个数据 流：它已不能再被看作为系统的输出，则其 后一个数据流就是系统的逻辑输出。 1、数据流图分析 系统概要设计 qq模块结构图的导出模块结构图的导出 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 (3)对系统的每一股输入和输出，都用上 面 的方法找出相应的逻辑输入、输出 (4)确定主加工位于逻辑输入和逻辑输出 之间的加工，就是系统的主加工 1、数据流图分析 系统概要设计 qq模块结构图的导出模块结构图的导出 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 (1) 设计一个顶层模块(主模块)，它的功能是完成整个程序要做 的工作。 (2) 设计结构的第一层： n为逻辑输入设计一个输入模块，它的功能是向主模块提供数据 n为逻辑输出设计一个输出模块，它的功能是输出主模块提供的 数据 n为主加工设计一个变换模块，它的功能是将逻辑输入变换成逻 辑输出 第一层模块同顶层主模块之间传送的数据应与数据流图相对 应。这里主模块控制并协调一层的输入、变换、输出模块的工 作，注意识别出选择或循环调用以及调用条件。 2 设计SC的顶层和第一层模块： 系统概要设计系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 (1)为每一个输入模块设计两个下层模块，一个是输入 模块，接受数据来源；另一个是变换模块，模块调用 时传送的参数应同数据流图相对应 (2)输出模块也有两部分组成，一部分是变换模块，将 数据变换成输出的形式；另一部分是输出模块 上述设计过程由顶向下递归进行，直至达到系统 的输入端或输出端 (3)变换模块的下层模块，根据数据流图中相应加工的 组成情况而定。 3、第二级分解(分解SC各分支)自顶向下分解，设计出每个分 支(输入、加工、输出)的中、下层模块： ： 系统概要设计系统概要设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 SYSTEM GET C MAKE C INTO D 声音校验：边输入计算机边读; 词典校验：以预先存入的词典作为校验样本; 格式检验：检验数据是否符合预先规定格式; 逻辑校验：检验数据值是否合理; 界限校验：检验数据值是否在规定范围内; 顺序校验：检查顺序排列的记录; 记录计数检验：通过记录个数检查是否遗漏; 平衡校验：检验数据的合计是否正确. 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 5-81 系统详细设计 用户界面设计 用户界面的分类 图形用户界面（Graphics User Interface，GUI） 网页用户界面（Web User Interface，WUI） 手持设备用户界面（Handset User Interface，HUI） 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 q数据存储结构规范化 q文件分类 q文件设计步骤 q数据库设计 5-86 系统详细设计 数据存储设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 5-87 系统详细设计 数据存储设计 qq 数据概念设计（数据概念设计（ERER图）图） 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 ERER图图表表 1、实体表 2、m:n联系-表 3、其它联系-字段 5-88 系统详细设计 数据存储设计 qq 数据逻辑设计数据逻辑设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 规范化理论：规范化理论：Normalization TheoryNormalization Theory 为了使数据存储有一定的标准和简化数据存储的结构， 美国IBM公司的科德（E.F.Codd）在1971年首先提出了规范 化理论。规范化理论是以关系数据模型为背景，设计一个关 系数据库，但是它对一般的数据库逻辑设计，同样具有重要 的指导意义。如今这个理论有了很大的发展。 用规范化方法设计数据存储结构，可以提高数据的完整 性，一致性和可修改性。 5-89 系统详细设计 数据存储设计 qq 数据存储结构规范化数据存储结构规范化 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 第一范式（1NF） 为将其转换成规范化的关系，需把为将其转换成规范化的关系，需把“ “职工档案职工档案” ”数据结构分解成数据结构分解成 若干个二维表记录。若干个二维表记录。 职职 工工 档档 案案 . . . . . . . . . 简简 历历 职工号职工号 姓姓 名名 性别性别 出生日期出生日期 日期日期 工作单位工作单位 职职 务务 0001 0001 丁一丁一 男男 1945.10.5 1945.10.5 1952.9 1952.9 永红小学永红小学 学生学生 1958.9 1958.9 二十二中学二十二中学 学生学生 1964.9 1964.9 哈建大哈建大 学生学生 1969.8 1969.8 哈二建公司哈二建公司 助工、工程师助工、工程师 5-90 系统详细设计 数据存储设计 qq 数据存储结构规范化数据存储结构规范化 在一个数据结构中没有重复出现的数据项。 例如：职工档案所表示的数据结构（不是规范化的） 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 将上表中的数据项分解成如下两表所示的两个文件存储，这两 个文件表示的数据结构是规范化的。 职工号 日期 工作单位 职 务 0001 1952.9 永红小学 学生 0001 1958.9 二十二中学 学生 0001 1964.9 哈建大 学生 0001 1969.8 哈二建公司 助工、工程师 . . 职工基本情况文件 职工号 姓 名 性别 出生日期 0001 丁一 男 1945.10.5 . 职工简历文件 5-91 系统详细设计 数据存储设计 qq 数据存储结构规范化数据存储结构规范化第一范式（1NF） 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 函数依赖（Functional Dependence） 如果在一个数据结构R中，数据元素B的取值依赖于数据元 素A的取值，我们称B函数依赖于A。 换句话说，A决定B，用“A B”表示。 所有非关键字数据元素完全函数依赖于整个关键字。所有非关键字数据元素完全函数依赖于整个关键字。 （ 关键字仅由一个数据元素所组成必为第二范式关键字仅由一个数据元素所组成必为第二范式 ） 5-92 系统详细设计 数据存储设计 qq 数据存储结构规范化数据存储结构规范化第二范式（2NF） 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 供应商文件 *供应商名称 供应商地址 材料编号材料编号 材料名称材料名称 规格规格 供应商名称供应商名称 供应商地址供应商地址 价格价格 库存量库存量 库存占用资金库存占用资金 材料文件材料文件 * *材料编号材料编号 材料名称材料名称 规格规格 材料库存文件材料库存文件 * *材料编号材料编号 * *供应商名称供应商名称 价格价格 库存量库存量 库存占用资金库存占用资金 例如：“材料-供应商-库存”中的数据元素关系 5-93 系统详细设计 数据存储设计 qq 数据存储结构规范化数据存储结构规范化第二范式（2NF） 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 一个属于第三范式的数据结构，所有的非关键字数据元素 都是彼此函数独立的。 A A B B C C 函数依赖：函数依赖：如果在一个数据结构如果在一个数据结构R R中，数据元素中，数据元素B B的取值依赖于的取值依赖于 数据元素数据元素A A的取值，的取值， 称称B B函数依赖于函数依赖于A A。 传递依赖：传递依赖：设设A A，B B，C C分别是同一个数据结构分别是同一个数据结构R R中的三个数据元中的三个数据元 素，如果素，如果C C函数依赖于函数依赖于B B，而而B B又函数依赖于又函数依赖于A A，那么那么C C也函数依也函数依 赖于赖于A A，称称C C传递依赖于传递依赖于A A。 5-94 系统详细设计 数据存储设计 qq 数据存储结构规范化数据存储结构规范化第三范式（3NF） 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 如:材料库存结构，已是第二范式，但存在着传递依赖关系。 即库存占用资金”函数依赖于“库存量”和“价格”，这三个元 素均为非关键字域，而“库存量”和“价格”都完全依赖于整个 关键字。 显然，“库存占用资金”是冗余数据元素。去掉它，就去掉了传 递依赖关系，而转换成第三范式的数据结构。 材料库存文件材料库存文件 *材料编号材料编号 *供应商名称供应商名称 价格价格 库存量库存量 材料库存文件材料库存文件 材料编号材料编号 供应商名称供应商名称 价格价格 库存量库存量 库存占用资金库存占用资金 5-95 系统详细设计 数据存储设计 qq 数据存储结构规范化数据存储结构规范化第三范式（3NF） 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 第二步：如果关键字多于一个数据元素， 确保每个非关键字数据元素完全函数 依赖于整个关键字 第一步：把所有有重复的数据结构分解为 若干个二维表的数据结构，指定关键 字唯一标识出每个元组。 第三步：检查所有的非关键字数据元素是 彼此独立，如果不是，消除函数传递 依赖关系，通过去掉冗余或分解的办 法转换成若干个满足这种要求的数据 结构。 非规范化的数据结构 （含有重复出现的数据组项） 第一规范化模式 （没有重复组项的数据结构） 第二规范化形式 （所有非关键字数据元素都 完全依赖于整个关键字） 第三规范化形式 （所有的非关键字数据元素都 完全函数依赖于整个关键字 并且仅依赖于整个关键字） 5-96 系统详细设计 数据存储设计 qq 数据存储结构规范化的步骤数据存储结构规范化的步骤 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 (1)去掉重复的数据项，转换成1NF A B E F CD *A B E F *A *C D (2)去掉部分函数依赖，转换成2NF (3)去掉传递依赖，转换成 3NF *A *B C D *A *B C *A D *A B C *A B 5-97 系统详细设计 数据存储设计 qq 数据存储结构规范化的步骤数据存储结构规范化的步骤 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 q主文件 长期保存、用以存储重要数据，对主文件经常进行 调用和更新。 q业务文件 临时存储数据、实时记载业务过程中数据发生的 变化，用于统一更新主文件。 q输入文件 需要输入的大量数据先建立数据文件，经校验后， 一次输入进行处理。 q输出文件 输出的结果文件，它可以是打印文件或其他形式的 文件。 q工作文件 在处理过程中暂时使用的中间文件，处理结束后文 件即可删除。 q转存文件 用于存储在一定恢复点上系统部分状态的拷贝文件 。转存文件主要是为了安全目的。 5-98 系统详细设计 文件设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 5-99 系统详细设计 文件设计的步骤 q 了解已有的或可提供的计算机系统功能文件 外存配备：磁盘、磁带、光盘的配备数量、功能、容量 和有关文件的转贮条件等； 终端和其他外设的配备：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法等 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 与其他文件的接口：搞清有关文件之间的相互关系及数据项的协调。 文件的数据量：根据文件用途和记录长度，并从将来的需要量考虑，估算文件的 数据量（记录数）。 文件的逻辑结构：根据需要，确定文件记录的长度、逻辑结构组成以及各数据项 的描述。 文件处理方式：由用途决定文件的处理方式，可以是批处理、实时处理或混合方 式等。 文件的更新情况：从文件使用情况考虑，估计插入、修改和删除等操作的频率和 更新要求。 文件的使用率：估算文件记录的实际使用频率。 文件存取时间：根据业务处理的需要，对文件存取时间提出的不同要求 文件的保密性：用户对文件机密程度的要求。 5-100 系统详细设计 文件设计的步骤 q确定文件设计的基本指标 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 文件的组织方式、存取方法和介质的确定应该考虑文件用途和使 用频率等情况。通过以上各种因素的综合考虑和分析研究后，确定较 为合适的文件组织及存取方式，并对介质的需要量作初步计算。 5-101 系统详细设计 文件设计的步骤 q 确定合适的文件组织方式、存取方法和介质 q 编写文件设计说明书 文件组织方式、存取方法和存储介质等的选择和确定的根据； 文件用途、使用范围、处理方式、使用要求、存取时间和更新 要求等； 文件逻辑结构、各数据项描述以及键（码）的确定原则； 文件数据量和存储介质需要量的初步估算； 文件保密要求及有关安全措施； 对于文件数据的收集、整理和格式要求的说明； 对建立和更新文件所需要的程序选行说明及提出要求； 关于建立文件的注意事项及其他需要说明的内容。 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 数据库设计步骤 用户需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 系统分析（详细调查） 系统分析（逻辑设计） 系统设计 系统设计 数据库设计与系统开发阶段对照 数据库系统已形成一门独立的学科，所以，当把数据库设计原 理应用到管理信息系统开发中时，数据库设计的几个步骤就与系统 开发的各个阶段相对应，且融为一体。 系统开发步骤 5-102 系统详细设计 数据库设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 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E-R模型表示。 q 数据库的概念结构设计 5-103 系统详细设计 数据库设计 q 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 模型可以由实体联系模型转换而来。 逻辑结构设计阶段提出的关系数据模型应符合第三范式3NF的 要求。如果选用的DBMS是支持层次、网络模型的DBMS，则还 需完成从关系模型向层次或网络模型转换的工作。 用DBMS提供的数据描述语言DDL对数据模型予以精确定义，即 所谓模式定义,如FoxPro中的CREATE命令。 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 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 组织形式等； 存储介质的分配例如将易变的、存取频度大的数据存放 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 5-104 q 数据库的物理结构设计 系统详细设计 数据库设计 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 IPO图 问题分析图（PAD） 控制流程图(FC) 过程设计语言（PDL） 5-105 系统详细设计 处理过程设计 用SD方法，可以完成系统总体模块结构的设计，而每一个模 块完成的具体操作，则在处理过程设计中完成。处理过程设计是 系统设计的最后一步，也是最详细的涉及到具体的业务处理过程 的一步，是下一步编程实现系统的基础。所用到的设计工具有： 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 IPO图由IBM公司提出。主要是用来配合层次化模块 结构图详细说明每个模块内部功能的一种工具。 IPO图的设计因人和具体情况而异，但都必须包括输 入（I）、输出（O）、处理（P）以及与之相应的数 据库或文件、在总体结构中的位置等信息。 5-106 系统详细设计 处理过程设计 q IPO图（INPUT-PROCESS-OUTPUT） 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 开始 循环.T. 显示系统功能 功能选择 工作结束销售业务采购业务选择错误会计业务 退出 0 1 2 3 其他 Y N 处理过程说明 局部数据元素：注释： 输入： 功能代码0,1,2,3 上层调用模块：无 可调用的下层模块： 销售、采购、会计模块 输出： 系统：材料供应商MIS 设计人：张涛 模块：主控 日 期： 2003.3 IPO图 5-107 管 理 信 息 系 统 第第 六六 章章 系系 统统 设设 计计 q控制流程图（FC-FLOW CHART ） 又称框图，是经常使用的程序细节描述工具。 框图的特点：框图的特点： 清晰易懂，便于初学者掌握。框图中的箭头若使清晰易懂，便于初学者掌握。框图中的箭头若使 用不当，会使框图非常难懂，而且无法进行保护。用不当，会使框图非常难懂，而且无法进行保护。 框图的三种基本成分框图的