管理信息系统第七章 管理信息系统的系统设计

1、第七章第七章 管理信息系统的系统设计管理信息系统的系统设计 第七章第七章 管理信息系统的系统设计管理信息系统的系统设计 p系统设计是信息系统开发过程中第三个重要阶系统设计是信息系统开发过程中第三个重要阶 段。在这一阶段中我们将要根据前一阶段系统段。在这一阶段中我们将要根据前一阶段系统 分析的结果，在已经获准的系统分析报告的基分析的结果，在已经获准的系统分析报告的基 础上，进行新系统设计。础上，进行新系统设计。 p系统设计的系统设计的任务任务是在系统分析提出的逻辑模型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。的基础上，科学合理地进行物理模型的设计。 主要是解决主要是解决

2、“怎样做怎样做”的问题。在满足需求的的问题。在满足需求的 基础上尽可能提高系统的运行效率、灵活性、基础上尽可能提高系统的运行效率、灵活性、 可靠性。充分利用并合理投入各类人、财、物可靠性。充分利用并合理投入各类人、财、物 资源，使之获得较高的综合效益。资源，使之获得较高的综合效益。 重点及难点 p重点重点 系统设计的主要任务，系统模块结构设计，数据库系统设计的主要任务，系统模块结构设计，数据库 设计，模块处理过程设计，系统设计报告设计，模块处理过程设计，系统设计报告 p难点难点 模块分解的原则和依据，数据结构规范化设计，模块分解的原则和依据，数据结构规范化设计， HIPO图图 本章内容提要 p

3、 1.系统设计概述系统设计概述 1.1系统设计的任务系统设计的任务 1.2 系统设计的原则系统设计的原则 1.3系统设计的方法与工具系统设计的方法与工具 p 2.系统总体结构设计系统总体结构设计 2.1 系统物理配置方案设计系统物理配置方案设计 2.2 模块结构设计模块结构设计 p 3.系统详细设计系统详细设计 3.1代码设计代码设计 3.2处理过程设计处理过程设计 3.3数据库设计数据库设计 3.4界面设计界面设计 3.5输入输出设计输入输出设计 p 4.编写系统设计说明书编写系统设计说明书 1.系统设计概述 p 系统设计工作应该自顶向下地进行。首先设计总体结系统设计工作应该自顶向下地进行。

4、首先设计总体结 构，然后再逐层深入，直至进行每一个模块的设计。构，然后再逐层深入，直至进行每一个模块的设计。 系统设计通常可分为两个阶段进行，首先是总系统设计通常可分为两个阶段进行，首先是总体设计体设计， 其任务是设计系统的框架和概貌，并向用户单位和领其任务是设计系统的框架和概貌，并向用户单位和领 导部门作详细报告并认可，在此基础上进行第二阶段导部门作详细报告并认可，在此基础上进行第二阶段 详细设计详细设计。 p 系统设计是开发人员进行的工作，他们将系统设计阶系统设计是开发人员进行的工作，他们将系统设计阶 段得到的目标系统的逻辑模型转换为目标系统的物理段得到的目标系统的逻辑模型转换为目标系统的

5、物理 模型，该阶段得到工作成果模型，该阶段得到工作成果系统设计说明书是下系统设计说明书是下 一个阶段系统实施的工作依据。一个阶段系统实施的工作依据。 本章内容提要 p 1.系统设计概述系统设计概述 1.1系统设计的任务系统设计的任务 1.2 系统设计的原则系统设计的原则 1.3系统设计的方法与工具系统设计的方法与工具 p 2.系统总体结构设计系统总体结构设计 2.1 系统物理配置方案设计系统物理配置方案设计 2.2 模块结构设计模块结构设计 p 3.系统详细设计系统详细设计 3.1代码设计代码设计 3.2处理过程设计处理过程设计 3.3数据库设计数据库设计 3.4界面设计界面设计 3.5输入输

6、出设计输入输出设计 p 4.编写系统设计说明书编写系统设计说明书 1.1系统设计的任务系统设计的任务 p系统设计的主要任务是进行总体设计和详细设系统设计的主要任务是进行总体设计和详细设 计。计。 p一、一、 总体设计总体设计 总体设计包括系统模块结构设计和系统物理总体设计包括系统模块结构设计和系统物理 配置方案的设计。配置方案的设计。 系统物理配置方案的设计系统物理配置方案的设计 包括设备配置、通信网络系统的选择和设计、机房包括设备配置、通信网络系统的选择和设计、机房 设备的配置和数据库管理系统的选择等问题。计算设备的配置和数据库管理系统的选择等问题。计算 机物理系统具体配置方案要经过用户单位

7、和领导部机物理系统具体配置方案要经过用户单位和领导部 门的同意才可进行实施。门的同意才可进行实施。 1.1系统设计的任务系统设计的任务 系统模块结构设计系统模块结构设计 系统模块结构设计的任务是划分子系统，系统模块结构设计的任务是划分子系统， 然后确定子系统的模块结构，并画出模块结构然后确定子系统的模块结构，并画出模块结构 图。在这个过程中必须考虑以下几个问题：图。在这个过程中必须考虑以下几个问题： u如何将一个系统划分成多个子系统；如何将一个系统划分成多个子系统； u每个子系统如何划分成多个模块；每个子系统如何划分成多个模块； u如何确定子系统之间、模块之间传送的数据及如何确定子系统之间、模

8、块之间传送的数据及 其调用关系；其调用关系； u如何评价并改进模块结构的质量。如何评价并改进模块结构的质量。 1.1系统设计的任务系统设计的任务 p二、 详细设计 在总体设计基础上，第二步进行的是详细设计，主在总体设计基础上，第二步进行的是详细设计，主 要有处理过程设计以确定每个模块内部的详细执行要有处理过程设计以确定每个模块内部的详细执行 过程，代码设计、界面设计、数据库设计、输入输过程，代码设计、界面设计、数据库设计、输入输 出设计等。出设计等。 p三、 编写系统设计说明书 系统设计阶段的结果是系统设计说明书，它主要由系统设计阶段的结果是系统设计说明书，它主要由 模块结构图、模块说明书和其

9、它详细设计的内容组模块结构图、模块说明书和其它详细设计的内容组 成。成。 本章内容提要 p 1.系统设计概述系统设计概述 1.1系统设计的任务系统设计的任务 1.2 系统设计的原则系统设计的原则 1.3系统设计的方法与工具系统设计的方法与工具 p 2.系统总体结构设计系统总体结构设计 2.1 系统物理配置方案设计系统物理配置方案设计 2.2 模块结构设计模块结构设计 p 3.系统详细设计系统详细设计 3.1代码设计代码设计 3.2处理过程设计处理过程设计 3.3数据库设计数据库设计 3.4界面设计界面设计 3.5输入输出设计输入输出设计 p 4.编写系统设计说明书编写系统设计说明书 p 系统性

10、系统性 从整个系统的角度考虑，如系统的代码要统一，设计规范要标从整个系统的角度考虑，如系统的代码要统一，设计规范要标 准，对系统的数据采集要做到数出一处、全局共享等。准，对系统的数据采集要做到数出一处、全局共享等。 p 灵活性灵活性 要求系统具有很强的环境适应性，如尽量采用模块化结构，提要求系统具有很强的环境适应性，如尽量采用模块化结构，提 高各模块的独立性。高各模块的独立性。 p 可靠性可靠性 指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。如安指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。如安 全保密性、检错、纠错能力、抗病毒能力等。全保密性、检错、纠错能力、抗病毒能力等。衡量系统可

11、靠性衡量系统可靠性 的指标是平均故障间隔时间和平均维护时间。前者指平均的前的指标是平均故障间隔时间和平均维护时间。前者指平均的前 后两次发生故障的时间，反映了系统安全运行时间，后者指故后两次发生故障的时间，反映了系统安全运行时间，后者指故 障后平均每次所用的修复时间，反映系统可维护性的好坏。障后平均每次所用的修复时间，反映系统可维护性的好坏。 p经济性经济性 在满足需求的前提下尽可能减小系统的开销在满足需求的前提下尽可能减小系统的开销 u不盲目追求技术上的先进性 u模块尽量简洁 本章内容提要 p 1.系统设计概述系统设计概述 1.1系统设计的任务系统设计的任务 1.2 系统设计的原则系统设计的

12、原则 1.3系统设计的方法与工具系统设计的方法与工具 p 2.系统总体结构设计系统总体结构设计 2.1 系统物理配置方案设计系统物理配置方案设计 2.2 模块结构设计模块结构设计 p 3.系统详细设计系统详细设计 3.1代码设计代码设计 3.2处理过程设计处理过程设计 3.3数据库设计数据库设计 3.4界面设计界面设计 3.5输入输出设计输入输出设计 p 4.编写系统设计说明书编写系统设计说明书 1.3系统设计的方法与工具系统设计的方法与工具 p 系统设计的工作复杂又细致，总体设计阶段需要进行系统设计的工作复杂又细致，总体设计阶段需要进行 系统模块结构设计，要将一个大系统分解成不同层次、系统模

13、块结构设计，要将一个大系统分解成不同层次、 多个模块组成的系统，在详细设计阶段要在模块结构多个模块组成的系统，在详细设计阶段要在模块结构 设计的基础上，给出每个模块实现方法的细节，并对设计的基础上，给出每个模块实现方法的细节，并对 模块的输入、输出和处理过程作详细描述，以便在系模块的输入、输出和处理过程作详细描述，以便在系 统实施阶段进行程序设计时可以把这个描述直接统实施阶段进行程序设计时可以把这个描述直接“翻翻 译译”成用某种程序设计语言书写的程序。成用某种程序设计语言书写的程序。 p 系统设计在技术上有相当的难度，为此需要有一定的系统设计在技术上有相当的难度，为此需要有一定的 设计方法和设

14、计工具来指导。设计方法和设计工具来指导。70年代以来，出现了多年代以来，出现了多 种设计方法，其中结构化设计方法是较为典型的方法。种设计方法，其中结构化设计方法是较为典型的方法。 一、结构化设计的方法一、结构化设计的方法 p结构化设计（结构化设计（STRUCTURED DESIGN, 简称简称 SD)方法是使用最广的一种设计方法，由美国方法是使用最广的一种设计方法，由美国 IBM公司的公司的WSTEVENS、GMYERS和和 LCONSTANTINE等人提出。该方法适合于软等人提出。该方法适合于软 件系统的总体设计和详细设计，特别是将一个件系统的总体设计和详细设计，特别是将一个 复杂的系统转换

15、成模块化结构系统，该方法具复杂的系统转换成模块化结构系统，该方法具 有它的优势。在使用过程中可将结构化设计方有它的优势。在使用过程中可将结构化设计方 法与结构化分析（法与结构化分析（SA)方法及编程阶段的结构方法及编程阶段的结构 化程序设计方法化程序设计方法(SP)前后衔接起来，前后衔接起来， 一、结构化设计的方法一、结构化设计的方法 pSD方法具有以下特点：方法具有以下特点： p1 相对独立、功能单一的模块结构相对独立、功能单一的模块结构 p2“块内联系大、块间联系小块内联系大、块间联系小”的模块性能的模块性能 标准标准 p3 采用模块结构图的描述方式采用模块结构图的描述方式 二、模块结构图

16、二、模块结构图 p模块结构图是用于描述系统模块结构的图形工模块结构图是用于描述系统模块结构的图形工 具，它不仅描述了系统的子系统结构与分层的具，它不仅描述了系统的子系统结构与分层的 模块结构，还清楚地表示了每个模块的功能，模块结构，还清楚地表示了每个模块的功能， 而且直观地反映了块内联系和块间联系等特性。而且直观地反映了块内联系和块间联系等特性。 p1.模块的概念模块的概念 模块是组成目标系统逻辑模型和物理模型的基本单模块是组成目标系统逻辑模型和物理模型的基本单 位，它的特点是可以组合、分解和更换。系统中任位，它的特点是可以组合、分解和更换。系统中任 何一个处理功能都可以看成是一个模块。何一个

17、处理功能都可以看成是一个模块。 二、模块结构图二、模块结构图 p 一个模块应具备以下四个要素：一个模块应具备以下四个要素： p (1) 输入和输出输入和输出 模块的输入来源和输出去向都是同一个模块的输入来源和输出去向都是同一个 调用者，即一个模块从调用者那儿取得输入，进行加调用者，即一个模块从调用者那儿取得输入，进行加 工后再把输出返回调用者。工后再把输出返回调用者。 p (2) 处理功能处理功能 指模块把输入转换成输出所作的工作。指模块把输入转换成输出所作的工作。 p (3) 内部数据内部数据 指仅供该模块本身引用的数据。指仅供该模块本身引用的数据。 p (4) 程序代码程序代码 指用来实现

18、模块功能的程序。指用来实现模块功能的程序。 p 前两个要素是模块的外部特性，即反映了模块的外貌。前两个要素是模块的外部特性，即反映了模块的外貌。 后两个要素是模块的内部特性。在结构化设计中，主后两个要素是模块的内部特性。在结构化设计中，主 要考虑的是模块的外部特性，其内部特性只做必要了要考虑的是模块的外部特性，其内部特性只做必要了 解，具体的实现将在系统实施阶段完成。解，具体的实现将在系统实施阶段完成。 p2 模块结构图的基模块结构图的基 本符号本符号 三、三、信息系统流程图 p模块结构图主要从功能的角度描述了系统的结模块结构图主要从功能的角度描述了系统的结 构，但在实际工作中许多业务和功能都

19、是通过构，但在实际工作中许多业务和功能都是通过 数据存储文件联系起来的，而这个情况在模块数据存储文件联系起来的，而这个情况在模块 结构图中未能反映出来，结构图中未能反映出来，系统流程图可以反映系统流程图可以反映 各功能之间的数据传递关系各功能之间的数据传递关系。 四、四、处理流程图 p信息系统流程图对每一处理功能只是列出其处信息系统流程图对每一处理功能只是列出其处 理功能名称，理功能名称，而处理流程图则使用各种符号具而处理流程图则使用各种符号具 体地规定了处理过程中的各个细节，包括程序体地规定了处理过程中的各个细节，包括程序 名和文件名。名和文件名。处理流程图实际上是系统流程图处理流程图实际上

20、是系统流程图 的展开可具体化，属于详细设计的内容，应和的展开可具体化，属于详细设计的内容，应和 处理功能的模块设计一起进行。处理功能的模块设计一起进行。 五、五、IPO图图 pIPO图是对每个模块进行详细设计的工具，它图是对每个模块进行详细设计的工具，它 是输入加工输出是输入加工输出(INPUT PROCESS OUTPUT) 图的简称，它是由美国图的简称，它是由美国IBM公司发起并完善起公司发起并完善起 来的一种工具。在系统的模块结构图形成过程来的一种工具。在系统的模块结构图形成过程 中，产生了大量的模块，在进行详细设计时开中，产生了大量的模块，在进行详细设计时开 发者应为每一个模块写一份说

21、明。发者应为每一个模块写一份说明。IPO图就是图就是 用来说明每个模块的输入、输出数据和数据加用来说明每个模块的输入、输出数据和数据加 工的重要工具。工的重要工具。 五、控制流程图五、控制流程图(FC) p控制流程图控制流程图(FLOW CHART，简称，简称FC)又称框又称框 图，它是历史最悠久、最常使用的程序细节描图，它是历史最悠久、最常使用的程序细节描 述工具。述工具。 p1框图的三种基本成分框图的三种基本成分 p(1) 处理步骤处理步骤(用矩形框表示用矩形框表示) p(2) 条件判断条件判断(用菱形框表示用菱形框表示) p(3) 控制流控制流(用箭头表示用箭头表示) p使用这三种成分所

22、表示的程序基本结构，可以使用这三种成分所表示的程序基本结构，可以 把它们进行组合和嵌套，建立各种复杂的框图把它们进行组合和嵌套，建立各种复杂的框图 以表示程序的复杂逻辑关系。以表示程序的复杂逻辑关系。 本章内容提要 p 1.系统设计概述系统设计概述 1.1系统设计的任务系统设计的任务 1.2 系统设计的原则系统设计的原则 1.3系统设计的方法与工具系统设计的方法与工具 p 2.系统总体结构设计系统总体结构设计 2.1 系统物理配置方案设计系统物理配置方案设计 2.2 模块结构设计模块结构设计 p 3.系统详细设计系统详细设计 3.1代码设计代码设计 3.2处理过程设计处理过程设计 3.3数据库

23、设计数据库设计 3.4界面设计界面设计 3.5输入输出设计输入输出设计 p 4.编写系统设计说明书编写系统设计说明书 2.系统总体结构设计系统总体结构设计 p系统总体设计包括系统物理配置方案的系统总体设计包括系统物理配置方案的 设计和系统模块结构设计。设计和系统模块结构设计。 2.1 系统物理配置方案设计 p由于满足同一企业用户功能要求不同的计算机由于满足同一企业用户功能要求不同的计算机 物理系统配置，物理系统配置， 其结构可能存在较大差异，而其结构可能存在较大差异，而 且计算机物理系统投资较大，少则几十万元，且计算机物理系统投资较大，少则几十万元， 几百万元，多则千万元。因此，选择一个合适几

24、百万元，多则千万元。因此，选择一个合适 的计算机物理系统配置方案是至关重要的。的计算机物理系统配置方案是至关重要的。 2.1 系统物理配置方案设计 p按照新系统的目标及功能要求，进行具体的计按照新系统的目标及功能要求，进行具体的计 算机软硬件系统及其网络系统的选择和配置，算机软硬件系统及其网络系统的选择和配置， 并提交一份详细的计算机物理系统配置方案报并提交一份详细的计算机物理系统配置方案报 告。告。 2.1 系统物理配置方案设计 p 设计计算机物理系统配置方案时应该注意的问题设计计算机物理系统配置方案时应该注意的问题 p 1. 满足新系统的应用需求满足新系统的应用需求 计算机物理系统配置应该

25、以应用的实际需求为依据，以新系计算机物理系统配置应该以应用的实际需求为依据，以新系 统的处理功能为准则，从而减少不必要的投资。统的处理功能为准则，从而减少不必要的投资。 p 2. 实用性能强实用性能强 所选择的计算机物理系统的实用性可从以下方面体现：所选择的计算机物理系统的实用性可从以下方面体现： (1)易于开发，方便使用。易于开发，方便使用。 (2)选择的机型具有较强的生命力。选择的机型具有较强的生命力。 (3)有较强的通信能力。有较强的通信能力。 (4)性能价格比。性能价格比。 p 3. 可扩充性可扩充性 本章内容提要 p 1.系统设计概述系统设计概述 1.1系统设计的任务系统设计的任务

26、1.2 系统设计的原则系统设计的原则 1.3系统设计的方法与工具系统设计的方法与工具 p 2.系统总体结构设计系统总体结构设计 2.1 系统物理配置方案设计系统物理配置方案设计 2.2 模块结构设计模块结构设计 p 3.系统详细设计系统详细设计 3.1代码设计代码设计 3.2处理过程设计处理过程设计 3.3数据库设计数据库设计 3.4界面设计界面设计 3.5输入输出设计输入输出设计 p 4.编写系统设计说明书编写系统设计说明书 2.2 模块结构设计 p模块分解的原则和依据模块分解的原则和依据 p模块结构的标准形式模块结构的标准形式 p从数据流图导出模块结构图从数据流图导出模块结构图 p模块结构

27、图的改进模块结构图的改进 一、模块分解的原则和依据一、模块分解的原则和依据 p 系统逻辑模型中数据流图中的模块是逻辑处理模块，系统逻辑模型中数据流图中的模块是逻辑处理模块， 模型中没有说明模块的物理构成和实现途径，同时也模型中没有说明模块的物理构成和实现途径，同时也 看不出模块的层次分解关系，为此在系统结构设计中看不出模块的层次分解关系，为此在系统结构设计中 要将数据流图上的各个逻辑处理模块进一步分解，用要将数据流图上的各个逻辑处理模块进一步分解，用 模块结构图确定系统的层次结构关系，并将系统的逻模块结构图确定系统的层次结构关系，并将系统的逻 辑模型转变为物理模型。辑模型转变为物理模型。 p

28、1.“高内聚，低偶合高内聚，低偶合”的基本原则的基本原则 在结构化设计中，采用自顶向下，逐步细化的方法将系统分在结构化设计中，采用自顶向下，逐步细化的方法将系统分 解成为一些相对独立、功能单一的模块。解成为一些相对独立、功能单一的模块。 耦合表示模块之间联系的程度。紧密耦合表示模块之间联系耦合表示模块之间联系的程度。紧密耦合表示模块之间联系 非常强，松散耦合表示模块之间联系比较弱，非耦合则表示非常强，松散耦合表示模块之间联系比较弱，非耦合则表示 模块之间无任何联系，是完全独立的。模块之间无任何联系，是完全独立的。 内聚表示模块内部各成分之间的联系程度。内聚表示模块内部各成分之间的联系程度。 一

29、、模块分解的原则和依据一、模块分解的原则和依据 p 2.对子系统或模块进行划分的依据对子系统或模块进行划分的依据 (1)按逻辑划分，把相类似的处理逻辑功能放在一个子系统或按逻辑划分，把相类似的处理逻辑功能放在一个子系统或 模块里。例如，把模块里。例如，把“对所有业务输入数据进行编辑对所有业务输入数据进行编辑”的功能的功能 放在一个子系统或模块里。那么不管是库存、还是财务，只放在一个子系统或模块里。那么不管是库存、还是财务，只 要有业务输入数据都由这个子系统或模块来校错、编辑。要有业务输入数据都由这个子系统或模块来校错、编辑。 (2)按时间划分，把要在同一时间段执行的各种处理结合成一按时间划分，

30、把要在同一时间段执行的各种处理结合成一 个子系统或模块。个子系统或模块。 (3)按过程划分，即按工作流程划分。从控制流程的角度看，按过程划分，即按工作流程划分。从控制流程的角度看， 同一子系统或模块的许多功能都应该是相关的。同一子系统或模块的许多功能都应该是相关的。 (4)按通信划分，把相互需要较多通讯的处理结合成一个子系按通信划分，把相互需要较多通讯的处理结合成一个子系 统或模块。这样可减少子系统间或模块间的通讯，使接口简统或模块。这样可减少子系统间或模块间的通讯，使接口简 单。单。 (5)按职能划分，即按管理的功能。例如，财务、物资、销售按职能划分，即按管理的功能。例如，财务、物资、销售

31、子系统，或输入记帐凭证、计算机优解子系统或模块等等。子系统，或输入记帐凭证、计算机优解子系统或模块等等。 一般来说，按职能划分子系统，按逻辑划分模块的方式是比一般来说，按职能划分子系统，按逻辑划分模块的方式是比 较合理和方便的较合理和方便的 二、模块结构的标准形式模块结构的标准形式 p一个系统的模块结构图有两种标准形式，变换一个系统的模块结构图有两种标准形式，变换 型模块结构和事务型模块结构。型模块结构和事务型模块结构。 1变换型模块结构变换型模块结构 变换型模块结构描述的是变换型系统，变换型系统变换型模块结构描述的是变换型系统，变换型系统 由三部分组成：输入、数据加工（中心变换）和输由三部分

32、组成：输入、数据加工（中心变换）和输 出，它的功能是将输入的数据经过加工后输出。出，它的功能是将输入的数据经过加工后输出。 二、模块结构的标准形式模块结构的标准形式 二、模块结构的标准形式模块结构的标准形式 p2事务型模块结构事务型模块结构 事务型系统由三层组成：事务层、操作层和细事务型系统由三层组成：事务层、操作层和细 节层，它的功能是对接收的事务，按其类型选节层，它的功能是对接收的事务，按其类型选 择某一类事务处理。择某一类事务处理。 三、从数据流图导出初始结构图的方法三、从数据流图导出初始结构图的方法 p在系统分析阶段，我们采用结构化分析方法得在系统分析阶段，我们采用结构化分析方法得 到

33、了由数据流图、数据字典和加工说明等组成到了由数据流图、数据字典和加工说明等组成 的系统的逻辑模型。可根据一些规则从数据流的系统的逻辑模型。可根据一些规则从数据流 图导出系统初始的模块结构图。图导出系统初始的模块结构图。 p管理信息系统的数据流图通常也可分为两种典管理信息系统的数据流图通常也可分为两种典 型的结构，即变换型结构和事务型结构。型的结构，即变换型结构和事务型结构。 三、从数据流图导出初始结构图的方法三、从数据流图导出初始结构图的方法 变换型结构的数据流图呈一种线性状态，它所描变换型结构的数据流图呈一种线性状态，它所描 述的工作可表示为输入、主处理及输出。述的工作可表示为输入、主处理及

34、输出。 变换型结构的数据流程图变换型结构的数据流程图 三、从数据流图导出初始结构图的方法三、从数据流图导出初始结构图的方法 p事务型结构的数据流图则呈束状，即一束数据事务型结构的数据流图则呈束状，即一束数据 流平行流入或流出，可能同时有几个事务要求流平行流入或流出，可能同时有几个事务要求 处理。处理。 事务型结构的数据流程图事务型结构的数据流程图 三、从数据流图导出初始结构图的方法三、从数据流图导出初始结构图的方法 p这两种典型的结构分别可通过这两种典型的结构分别可通过“变换分析变换分析”和和 “事务分析事务分析”技术，导出技术，导出“变换型变换型”和和“事务事务 型型”初始的模块结构图。这两

35、种方法的思想是初始的模块结构图。这两种方法的思想是 首先设计顶层模块，然后自顶向下，逐步细化，首先设计顶层模块，然后自顶向下，逐步细化， 最后得到一个满足数据流图所表示的用户要求最后得到一个满足数据流图所表示的用户要求 的系统的模块结构图，即系统的物理模型。的系统的模块结构图，即系统的物理模型。 1.从变换型数据流图导出初始结构图的方法从变换型数据流图导出初始结构图的方法 p 因为变换型结构由输入、主处理和输出三部分组成，因为变换型结构由输入、主处理和输出三部分组成， 所以从变换型结构的数据流图导出变换型模块结构图，所以从变换型结构的数据流图导出变换型模块结构图， 可分三步进行。可分三步进行。

36、 p (1) 找出系统的主加工找出系统的主加工 通常在数据流图中多股数据流的汇合处往往是系统的主加工。通常在数据流图中多股数据流的汇合处往往是系统的主加工。 若没有明显的汇合处，则可先确定哪些数据流是逻辑输入和若没有明显的汇合处，则可先确定哪些数据流是逻辑输入和 逻辑输出，从而获得主加工。逻辑输出，从而获得主加工。 p (2) 设计顶层模块和第一层模块设计顶层模块和第一层模块 为每一个逻辑输入画一个输入模块，其功能是向主模块提为每一个逻辑输入画一个输入模块，其功能是向主模块提 供数据。供数据。 为每一个逻辑输出画一个输出模块，其功能是把主模块提为每一个逻辑输出画一个输出模块，其功能是把主模块提

37、 供的数据输出。供的数据输出。 为主处理画一个变换模块，其功能是把逻辑输入变换成逻为主处理画一个变换模块，其功能是把逻辑输入变换成逻 辑输出。辑输出。 p (3) 设计中、下层模块设计中、下层模块 主加工主加工 输入部分输入部分输出部分输出部分 主加工主加工 2.从事务型数据流图导出初始结构图的方法从事务型数据流图导出初始结构图的方法 p当数据流图呈现当数据流图呈现“束状束状”结构时，应采用事务结构时，应采用事务 分析的设计方法。就步骤而言，该方法与变换分析的设计方法。就步骤而言，该方法与变换 分析方法大部分类似，主要差别在于由数据流分析方法大部分类似，主要差别在于由数据流 图到模块结构的映射

38、方式不同。图到模块结构的映射方式不同。 p进行事务分析时，通常采用以下三步：进行事务分析时，通常采用以下三步： .确定确定DFD中的事务中心和加工路径。中的事务中心和加工路径。 .设计软件结构和顶层和第一层。设计软件结构和顶层和第一层。 .设计中、下层模块。设计中、下层模块。 接收分支接收分支 发送分支发送分支 新产品新产品 数据数据 产品变产品变 动数据动数据 p3.混合结构的分析混合结构的分析 p在规模较大的实际系统中，其数据流图往往是在规模较大的实际系统中，其数据流图往往是 变换型和事务型的混合结构，如图变换型和事务型的混合结构，如图6-4-10所示。所示。 此时可把变换分析和事务分析应

39、用在同一数据此时可把变换分析和事务分析应用在同一数据 流图的不同部分。例如，可以以流图的不同部分。例如，可以以“变换分析变换分析” 为主，为主，“事务分析事务分析”为辅进行设计。先找出主为辅进行设计。先找出主 处理，设计出结构图的上层，然后根据数据流处理，设计出结构图的上层，然后根据数据流 图各部分的结构特点，适当选用图各部分的结构特点，适当选用“变换分析变换分析” 或或“事务分析事务分析”就可得出初始结构图的某个方就可得出初始结构图的某个方 案。案。 四、模块结构图的改进 p系统设计的质量主要体现在模块的独立性上，系统设计的质量主要体现在模块的独立性上， 根据模块的外部特征和内部特征，有两个

40、评价根据模块的外部特征和内部特征，有两个评价 模块的独立性的定性度量标准：模块的独立性的定性度量标准：耦合性和内聚耦合性和内聚 性性。 2.改进模块结构图时应注意的问题改进模块结构图时应注意的问题 p (1) 作用范围应在控制范围之内作用范围应在控制范围之内 在模块分解设计时，可能会遇到在某个模块中存在着在模块分解设计时，可能会遇到在某个模块中存在着 判定处理功能，某些模块的执行与否依赖与判定语句判定处理功能，某些模块的执行与否依赖与判定语句 的结果。的结果。 一个判定的一个判定的作用范围作用范围是指所有受这个判定影响的模块。是指所有受这个判定影响的模块。 一个模块的一个模块的控制范围控制范围

41、是指模块本身及其所有的下属模块。是指模块本身及其所有的下属模块。 p 分析判定的作用范围和模块的控制范围之间的关系，分析判定的作用范围和模块的控制范围之间的关系， 可以较好地处理系统的模块关系，合理地分解模块。可以较好地处理系统的模块关系，合理地分解模块。 因此，在分解模块时应该满足以下要求：因此，在分解模块时应该满足以下要求： 判定的作用范围应该在判定所在模块的控制范围之内；判定的作用范围应该在判定所在模块的控制范围之内； 判定所在模块在模块层次结构中的位置不能太高。判定所在模块在模块层次结构中的位置不能太高。 p 根据以上两点可知，最理想的模块分解是判定范围由根据以上两点可知，最理想的模块

42、分解是判定范围由 判定所在模块及其直接下层模块组成。判定所在模块及其直接下层模块组成。 2.改进模块结构图时应注意的问题改进模块结构图时应注意的问题 p(2) 模块的扇入和扇出数要合理模块的扇入和扇出数要合理 模块的扇入数是指模块的直接上层模块的个数。模块的扇入数是指模块的直接上层模块的个数。 扇出数是指一个模块拥有的直接下层模块的个数。扇出数是指一个模块拥有的直接下层模块的个数。 2.改进模块结构图时应注意的问题改进模块结构图时应注意的问题 p如果一个模块具有多功能，应考虑作进一步分如果一个模块具有多功能，应考虑作进一步分 解。反之，对某个扇出数过低解。反之，对某个扇出数过低(例如例如1和和

43、2的模的模 块，也应进行检查。一般说来，模块的扇出数块，也应进行检查。一般说来，模块的扇出数 应在以内。应在以内。) 2.改进模块结构图时应注意的问题改进模块结构图时应注意的问题 p (3) 模块的大小要适当模块的大小要适当 模块的大小是模块分解时要考虑的一个重要问题。模块多大最好？模块的大小是模块分解时要考虑的一个重要问题。模块多大最好？ 有许多不同的观点。模块自顶向下的分解，主要按功能来进行，也有许多不同的观点。模块自顶向下的分解，主要按功能来进行，也 就是说一个模块最好一个功能。同时要注意模块间的接口关系以较就是说一个模块最好一个功能。同时要注意模块间的接口关系以较 为简单为宜。从经验上

44、讲，为了提高可读性和方便修改，一个基本为简单为宜。从经验上讲，为了提高可读性和方便修改，一个基本 模块的程序量在模块的程序量在10100个语句之间。个语句之间。 p (4) 消除重复的功能消除重复的功能 设计过程中若发现几个模块的功能是相似的，则应设法消除其中的设计过程中若发现几个模块的功能是相似的，则应设法消除其中的 重复功能。因为同一功能的程序段多次出现，不仅浪费了编码时间，重复功能。因为同一功能的程序段多次出现，不仅浪费了编码时间， 而且会给调试和维护带来困难。而且会给调试和维护带来困难。 p (5) 补充、完善和修改补充、完善和修改 在系统分析阶段，加工说明中所反映的用户要求（例如出错

45、处理，在系统分析阶段，加工说明中所反映的用户要求（例如出错处理， 过程信息以及种种限制等）不能完全在数据流图中反映。然而，在过程信息以及种种限制等）不能完全在数据流图中反映。然而，在 系统设计阶段的系统模块结构图中，都必须体现出用户的所有要求。系统设计阶段的系统模块结构图中，都必须体现出用户的所有要求。 因此，由数据流图导出的初始模块结构图必须进行补充、完善，还因此，由数据流图导出的初始模块结构图必须进行补充、完善，还 要根据模块分解的原则进行修改，才能达到用户的要求。要根据模块分解的原则进行修改，才能达到用户的要求。 本章内容提要 p 1.系统设计概述系统设计概述 1.1系统设计的任务系统设

46、计的任务 1.2 系统设计的原则系统设计的原则 1.3系统设计的方法与工具系统设计的方法与工具 p 2.系统总体结构设计系统总体结构设计 2.1 系统物理配置方案设计系统物理配置方案设计 2.2 模块结构设计模块结构设计 p 3.系统详细设计系统详细设计 3.1代码设计代码设计 3.2处理过程设计处理过程设计 3.3数据库设计数据库设计 3.4界面设计界面设计 3.5输入输出设计输入输出设计 p 4.编写系统设计说明书编写系统设计说明书 p代码的定义 代码是代表事物名称、属性、状态等的符号。 p代码的功能 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

47、精度。 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。 p 代码设计的若干原则 设计的代码在逻辑上必须满足用户的需要，在结构上应当与处理方 法相一致。 例如，有时可利用代码的结构直接进行记录的统计； 代码要系统化； 已有国家标准或行业标准的要以国家或行业标准为准； 代码设计要预留足够的位置，以适应不断变化的需要。 不要使用易于混淆的字符。 当代码较长时，应分成小段。 p 示例 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=1000种码。 P i isc 1 p 代码的

48、种类 顺序码。顺序码是一种用连续数字代表编码对象的 码。 例：我们学校的专业代码。 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。 例：邮政编码。 助忆码。例如，用TV-B-12代表12寸黑白电视机， 用TV-C-20代表20寸彩色电视机 本章内容提要 p 1.系统设计概述系统设计概述 1.1系统设计的任务系统设计的任务 1.2 系统设计的原则系统设计的原则 1.3系统设计的方法与工具系统设计的方法与工具 p 2.系统总体结构设计系统总体结构设计 2.1 系统物理配置方案设计系统物理配置方案设计 2.2 模块结构设计模块结构设计 p 3.系统详细设计

49、系统详细设计 3.1代码设计代码设计 3.2处理过程设计处理过程设计 3.3数据库设计数据库设计 3.4界面设计界面设计 3.5输入输出设计输入输出设计 p 4.编写系统设计说明书编写系统设计说明书 3.2处理过程设计 p 在获得了一个合理的模块划分即模块结构图以后，就可以进一步在获得了一个合理的模块划分即模块结构图以后，就可以进一步 设计各模块的处理过程了，这是为程序员编写程序作准备，它是设计各模块的处理过程了，这是为程序员编写程序作准备，它是 编程的依据。编程的依据。 p 处理过程设计，也称模块详细设计，通常是在处理过程设计，也称模块详细设计，通常是在IPO图上进行的。图上进行的。 模块详

50、细设计时除了要满足某个具体模块的功能、输入和输出方模块详细设计时除了要满足某个具体模块的功能、输入和输出方 面的基本要求以外，还应考虑以下几个方面：面的基本要求以外，还应考虑以下几个方面： 1. 模块间的接口要符合通信的要求；模块间的接口要符合通信的要求； 2. 考虑将来实现时所用计算机语言的特点；考虑将来实现时所用计算机语言的特点； 3. 考虑数据处理的特点；考虑数据处理的特点； 4. 估计计算机执行时间不能超出要求；估计计算机执行时间不能超出要求； 5. 考虑程序运行所占的存贮空间；考虑程序运行所占的存贮空间； 6. 使程序调试跟踪方便；使程序调试跟踪方便； 7. 估计编程和上机调试的工作

51、量。估计编程和上机调试的工作量。 处理流程图处理流程图 控制流程图控制流程图 本章内容提要 p 1.系统设计概述系统设计概述 1.1系统设计的任务系统设计的任务 1.2 系统设计的原则系统设计的原则 1.3系统设计的方法与工具系统设计的方法与工具 p 2.系统总体结构设计系统总体结构设计 2.1 系统物理配置方案设计系统物理配置方案设计 2.2 模块结构设计模块结构设计 p 3.系统详细设计系统详细设计 3.1代码设计代码设计 3.2处理过程设计处理过程设计 3.3数据库设计数据库设计 3.4界面设计界面设计 3.5输入输出设计输入输出设计 p 4.编写系统设计说明书编写系统设计说明书 p 数

52、据管理技术的发展 人工管理 文件管理 数据库管理 文件管理系统的缺点： .编写应用程序不方便 .数据冗余度大 .程序和数据相互依赖 .不支持文件的并发访问 .缺少统一的数据管理 p 数据库的三级模式 外模式（外部级）：描述了各个用户对数据库的视角。 模式（概念级）：是整个组织对数据库的视图，即整个数据库的 抽象表示。 内模式（内部级）：它是数据物理结构和存储方式的描述，是数 据在数据库内部的表示方式（例如，记录的存储方式是顺序存储、 按照B树结构存储还是按hash方法存储；索引按照什么方式组织； 数据是否压缩存储，是否加密；数据的存储记录结构有何规定）。 p数据库管理系统 数据库管理系统(da

53、tabase management system)是一 种操纵和管理数据库的大型软件，是用于建立、使 用和维护数据库，简称dbms。它对数据库进行统一 的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。 p数据库管理系统 p数据库管理系统的特点： .提供支持高效存取的数据结构，以实现对大量 数据的存储。 .提供方便的编程接口，使用户可以通过查询语 言访问和修改数据库数据。 .提供对多个用户同时对数据进行存取操作的支 持，当多个用户同时访问数据库时，为了避免同时 存取带来数据混乱，DBMS引入“事务”的概念来实 现对多个数据库访问的管理。 p层次模型 p网状模型 p网状模型 p关系模型 现实世界的实体

54、以及实体间的各种联系均用关系来表示， 关系通常可以简记为： R (A1，A2，An) 从用户角度看，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维 表。 候选码（键）Candidate key 如果某一属 性组的值能够唯一地标识一个元组，则称该属性组 为候选码（键），简称码. 街道（城市、街道、邮编） 主码（键） Primary key 若一个元组有多 个候选码，其中任何一个都可以做主码.主码的 诸属性就称为主属性。 外码（键）Foreign key 是一个实体的主键，它被复制到 另一个实体以确定一个关系实例. 院系（院系代码、院系名称、系主任） 教师（教工号、姓名、院系代码、） p 数据库设计是指在数据

55、库管理系统的基础上建立数据 库的过程。即给定现实世界中的数据，根据处理的要 求，通过合理的组织，逐步抽象出具体的数据结构的 过程。 p数据库设计分可分为如下步骤： 需求分析阶段：在这个阶段中，设计者需要准确了 解和分析用户有关数据处理和存储方面的需求。 数据库概念结构设计阶段：通过对用户需求进行综 合、归纳与抽象，形成独立于具体的DBMS的概念模 型（E-R图） 数据库逻辑结构设计阶段：优化概念模型，选定 DBMS，并且将概念结构转换为逻辑数据模型。 数据库物理设计阶段：为逻辑数据模型选取一个适 合的应用环境的物理结构 p数据库需求分析 需求分析的任务是在用户调查的基础上，通过分析，逐 步明确

56、用户对系统的需求，包括数据需求和围绕这些数据 的业务处理需求。 p数据库概念结构设计 概念设计的任务是产生反映企业组织信息需求的数据库 概念结构，即概念模型。概念模型不依赖于计算机系统 和具体的DBMS。设计概念模型的过程称为概念设计。 （E-R图） m 1n m n n 成绩成绩 p .数据库逻辑结构设计 逻辑设计的任务是从概念模型导出特定的DBMS可以处理的数据库的逻 辑结构(数据库的模式和外模式)，这些模式在功能、性能、完整性、一 致性约束及数据库可扩充性等方面都满足用户的要求。 模型的转换 .实体的表示 .属性的表示 .联系的表示 m:n联系 1:n联系或1:1联系 多元关系的表示 m

57、 1n m n n 学生（学号、姓名、班级、学籍状态、家庭住址、） 课程（课程号、课程名、学分、） 选课（学号、课程号、成绩） 属于（教工号、院系代码）？ 成绩成绩 教师（教工号、姓名、年龄、教师（教工号、姓名、年龄、院系代码院系代码） 商店商店(商店编号商店编号,商店名商店名,地址地址)，主键为商店编号，主键为商店编号 商品商品(商品号商品号,商品名商品名,规格规格,单价单价)，主键为商品号，主键为商品号 销售销售(商店号商店号,商品号商品号,月份月份,月销售量月销售量)， 主键为主键为(商店号商店号,商品号商品号,月份月份)，外键为商，外键为商 店号，参照商店；商品号参照商品。店号，参照商

58、店；商品号参照商品。 职工职工(职工编号职工编号,姓名姓名,性别性别,业绩业绩,商店编号商店编号,聘期聘期,月薪月薪)， 主键为职工编号，外键为商店编号，参照商店主键为职工编号，外键为商店编号，参照商店 p 数据库逻辑结构设计 模型的范化 什么是好的数据模型? l 简单的 描述一个实体的数据属性应该仅描述那个实体 l 本质上无冗余的 每个数据属性(除了外键)都最多描述一个实体 l 应该是灵活的而且对于未来需求具有适应性 这些目标通过数据规范化可以实现. 第一范式：元组中的每一个分量都是不可分割的数据项。 第二范式：关系不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于主码。（消除 了非主属性对主属性

59、的部分依赖） 选课（学号，姓名、年龄、课程号、课程名、成绩、学分） （学号，课程号）（姓名、年龄、课程名、成绩、学分） 学号姓名、年龄 课程号课程名、成绩、学分 .数据冗余 一门课n个学生选修，课程名、学分重复n-1次；同一学生选修m门课程，姓 名重复m-次。 .更新异常 要调整某门课的学分，表中所有行的“学分”都要更新，否则会出现同一 门课程学分不同的情况。 .插入异常 如果要开设一门新的课程，暂时还没有人选修，“课程名”、“学分”无 法录入数据库 .删除异常 学生（学号，姓名，年龄） 课程（课程号，课程名，学分） 选课（学号、课程号、成绩） 第三范式：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。（消除 了非主属性对主属性的传递依赖） 员工（职工号、姓名、部门号、部门名、部门简介）