现代物流信息技术：3-3物流信息系统设计

1、3.3 物流信息系统设计3.3.1 系统平台的设计 系统平台设计指设计物流信息系统运行所依赖的硬件和软件环境。根据新系统的目标，在各种技术手段和实施方法中选择适当的系统物理配置方案，以满足新系统逻辑模型的需要和技术需求。 系统平台设计包括系统网络配置、数据库管理系统的选择、软件平台选择以及硬件平台选择等。1.系统网络配置 计算机网络，就是把分布在不同地理区域的独立的计算机、专门的外部设备用通信设备和通信软件通过传输介质（包括电缆、电话线、或无线通讯）互联成一个计算机系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。1）网络规划 从使用的用户角度可以按如下3种网络考

2、虑。 （1）互联网Internet （2）企业内部网Intranet：是指利用Internet的成熟技术，建立企业内部的信息系统，它不仅是内部信息发布系统，而同时是企业内部业务运作系统，用户是企业的员工。 （3）企业外联网Extranet：就是将企业内部网（Intranet）拓展到供应链中的合作伙伴中。用户是合作伙伴，所使用的技术同Internet，但获取和交换的资源不一样。 Web 服务器 数据库 服务器 电子邮件 服务器 网络管理 工作站 访问 服务器 PC PC PC 防火墙 路由器 其他网络 局域网 PSTN PC Internet Intranet的基本组成PSTN: Public

3、Switched Telephone Network 公共交换电话网网络规划的主要任务 定量或定性分析和估计； 规模与结构分析； 扩展性分析； 网络管理与安全规划。2）网络的实施 在确定系统所需的计算机类型和数量之后，根据各业务位置分布和有无连机通信的要求来决定在网络实施过程中是否需要与网络相连以及怎么与网络相连。 选择网络设备包括传输介质和互连设备等的要求是安全可靠、抗干扰性强，性能价格比好。3）网络的测试 网络测试是保证网络高性能、高可靠性和高可用率的基本手段，网络测试分为3个不同的层次进行，即为：设备层、系统层和应用层。 网络设备测试主要包括功能测试、性能测试、一致性和互通性测试等几个方

4、面。 网络系统测试包括物理连通性、基本功能和一致性的测试、网络系统的规划验证测试、性能测试、流量测试和模型化等。 网络应用测试主要测试网络对应用的支持水平，如网络应用的性能和服务质量的测试等。2. 系统数据库平台 数据库是与特定的主题或目的相关的数据的集合。数据库可以直观地理解为存放在计算机的大容量存储器上按照一定的格式存放数据的集合，可以认为数据库是被长期存放在计算机内、有组织的、可以表现为多种形式的可共享的数据集合。 1）数据库管理系统的分类与比较 目前，商品化的数据库管理系统以关系型数据库为主导产品，技术比较成熟。从数据库性能、应用支持的范围、伸缩性和并行性来分析，按功能强弱可以将商品化

5、的数据库管理系统产品容量分为小型、中型和大型数据库。容量数据库产品数据组织方式小型ACCESS、VISUAL 、FOXPRO、Foxbase、Approach和Dbase关系模型中型SQL Server关系模型大型DB2、INFORMIX、SYBASE、ORACLE等关系模型数据库管理系统的比较主流数据库的比较特性SQL ServerOracleSybaseDB2可伸缩性，并行性并行实施和共存模型并不成熟，很难处理日益增多的用户数和数据卷，伸缩性有限。提供高可用性和高伸缩性簇的解决方案。Oracle的并行服务器对各种UNIX平台的集群机制都有集成。 DB SWITCH支持其并行服务器，但技术层

6、面只支持版本12.5以上的ASESERVER。具有很好的并行性。DB2把数据库管理扩充到了并行的、多节点的环境。开放性只能在windows上运行，没有丝毫的开放性。 能在主流平台上运行（包括 windows）。支持所有的工业标准。采用完全开放策略。 主流平台上运行（包括 windows）。但早期Sybase与OS集成度不高。 能在主流平台上运行含windows，最适于海量数据。在企业级的应用。 安全认证没有获得高级别任何安全证书。 获得最高认证级别的ISO标准认证。 获得最高认证级别的ISO标准认证。 获得最高认证级别的ISO标准认证。 性能多用户时，性能不佳。 性能高， 保持开放平台下的TP

7、C-D和TPC-C的世界记录。 在UNIX平台下的并发性要优与 SQL Server。性能较高适用于数据仓库和在线事物处理。客户端支持及应用模式C/S结构，只支持windows客户，可以用ADO、DAO、OLEDB、ODBC连接。多层次网络计算，支持多种工业标准，可以用ODBC、JDBC、OCI等网络客户连接。 C/S结构，可以用ODBC、Jconnect、Ct-library等网络客户连接。跨平台，多层结构，支持ODBC、JDBC等客户。 使用风险完全重写的代码，经历了长期的测试，兼容较差。 长时间的开发经验，能向下兼容。广泛的应用。完全没有风险。向下兼容， 但是移植有一定风险。 在巨型企业

8、得到广泛的应用，向下兼容性好。风险小。操作简便操作简单，但只有图形界面。较复杂，同时提供GUI和命令行，在windowsNT和unix下操作相同。较复杂，同时提供GUI和命令行。但GUI较差，常常无法及时状态。操作简单，同时提供GUI和命令行，在windowsNT和unix下操作相同。 价格便宜贵一般较贵 2）选择数据库的考虑因素构造数据库的难易程度程序开发的难易程度数据库管理系统的性能分析对分布式应用的支持数据完整性约束可移植性和可扩展性并行处理能力与并发控制功能容错能力与安全性控制支持汉字处理能力 3）数据库管理系统的实施与测试 建立实际的数据库结构、装入数据、进行测试和试运行的过程称为数

9、据库的实施。 1）建立实际数据库结构 2）装入试验数据，调试应用程序 3）装入实际数据 4）进入试运行 数据库试运行也称为联合调试，其主要工作包括：功能测试，实际运行应用程序，执行对数据库的各种操作，测试应用程序的各种功能；性能测试，测量系统的性能指标，分析是否符合设计目标。3. 系统的软件平台 系统的软件平台是选择和购置物流信息系统开发、运行、维护等工作所需操作系统和开发工具软件。 系统软件选择一般应遵循的原则是：符合开放式系统、有必要和足够的软件工具支持、能够支持新技术、购买成本低。1）操作系统的类型、结构与选择操作系统有微机操作系统、网络操作系统和嵌入式的操作系统。操作系统按其功能特征的

10、不同，又可分为批处理系统、分时系统和实时系统。操作系统的结构有三种：整体式结构、核心结构和层次结构。选择操作系统的要求： （1）硬件配置必须能支持所选择的操作系统， （2）操作系统是否能够满足对物流系统数据处理（容量、时间等方面）的要求。 （3）操作系统还应该有适当的应用软件的支撑，可以完成系统开发、运行、维护等工作。 （4）操作系统的安全性的考虑。2）开发工具的类型、结构与选择类别工具编写程序环境特点B/SASP类：ASP.NET;ASP文本编辑器，Frontpage, Dreamweaver和工具自带环境易学、开发效率高，安全性和跨平台较差，开发工具和运行服务器需要购买JSP类: Java

11、, JSP文本编辑器，Frontpage, Dreamweaver和工具自带环境较难，开发效率一般，安全性和跨平台好，开发工具和运行服务器要大量免费软件PHP类:php文本编辑器，Frontpage, Dreamweaver和工具自带环境一般，开发效率一般，安全性和跨平台一般，开发工具和运行服务器要大量免费软件C/SPB工具自带环境开发效率高，与DATABASE结合好，安全性和跨平台一般，开发工具需要购买Delphi工具自带环境开发效率一般，与DATABASE结合一般，安全性和跨平台一般，开发工具需要购买混合VBVC+工具自带环境工具自带环境开发效率低，与DATABASE结合较差，安全性和跨平

12、台一般，运行效率高，需要购买物流信息系统主流开发工具开发工具的选择 开发工具各有千秋，可以通过系统集成技术和平台集成技术，将B/S和C/S结构融为一体，形成信息平台的三层B/S结构。具体要选择什么样的模式结构，应综合分析各种因素，如下：（1）开放性；（2）易用性；（3）硬件要求和性能；（4）支持团体开发；（5）面向对象性 3）系统运行的软件构架 客户层 Client tier 应用层 Middle tier 企业信息系统层 EIS tier 客户端 客户端 客户端 Web服务器 Servelet JSP HTML XML 应用服务器 Application Server EJB EJB EJB

13、 EJB 客户端 Enterprise Java Service JMDI, JDBC, JMS, RMI/IIOP 数据库服务器 DBS RDBMS Explorer Win2000, Linux, AIX, UNIX SQL, Oralcle, DB2 防火墙 LMIS GPS、GIS、GSM RF、BARCODE 4. 系统的硬件平台系统应用硬件如下： 计算机与服务器 数据采集设备 输出设备 存储设备一般硬件选型应遵循以下原则：选择通用机型；满足应用的处理速度要求；采用的系统结构应当是先进的、开放的体系结构；支持所选择的软件平台的能力；厂家或供应商的技术服务与售后服务好；操作方便。3.3

14、.2系统总体结构设计系统的总体结构设计，是指在系统分析的基础上，对整个系统在结构上的划分，硬软件环境的配置和确定子系统与模块的处理流程，对新系统的总体结构型和可利用的资源进行宏观设计。系统总体结构设计的原则：分解协调原则；自顶向下原则；信息隐蔽、抽象原则；一致性原则；明确性原则；模块之间的耦合尽可能小，模块内部组合要尽可能紧凑；模块的扇入系数和扇出系数要合理；模块的规模适当。1. 系统的模块设计结构化系统设计思想：将系统自顶向下划分为若干个子系统，而子系统又划分为模块，模块又划分为子模块，层层划分直到每个模块能够作为计算机可执行单独程序为止。结构化系统设计方法采用结构图（structure c

15、hart，SC），用于描述系统模块结构的图形工具。1）模块的定义 模块是指可以组合、更换和分解的单元，是组成系统，便于处理的基本单元。把一个信息系统设计成若干模块的方法称为模块化。 模块应具备以下四个要素：(1）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。(2）功能：模块把输入转换成输出所做的。(3）内部数据：仅供该模块本身引用的数据。(4）程序代码：用来实现模块功能的程序。2）模块结构图模块结构图主要关心的是使系统的外部属性，即上下模块、同级模块之间的数据传递和调用关系，与模块的内部无关。它是结构化系统设计中描述系统结构的图形工具

16、。模块结构图由模块、调用、数据、控制和转换等五种基本符号。 模块 调用 转换符号 数据 控制信息 3）模块的耦合和聚合模块的独立性可以用聚合和耦合两个定量准则来度量。耦合是模块与模块之间的连接形式。从耦合的弱到强可以分为7种：非直接耦合、数据耦合、标记（特征）耦合、控制耦合 、外部耦合、公共耦合、内容耦合。聚合是模块内部的集会程度，表示该模块功能的相对强度。一般按功能的强度从强到弱包括7类：功能聚合(最好)、顺序聚合、通讯聚合、过程聚合、时间聚合、逻辑聚合和机械聚合。模块独立性的指标内聚度与耦合度内聚(cohesion)：一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度尽量高耦合(coupling)：模

17、块之间相互关联的程度尽量低内聚度的七个层次巧合内聚(偶然内聚)：将几个模块中的相同程序代码段独立出来建立的模块(无明显独立性)逻辑内聚：完成一组逻辑相关任务的模块，由控制型参数来确定执行哪一种功能时间内聚：模块中的多个任务必须在一段时间内先后执行(无明确的过程约束)过程内聚：模块内的多个任务必须按指定的过程执行通信内聚：模块内所有处理元素都集中在某个数据结构的一块区域中(例如对课程进行选、退课和查询)顺序内聚：指一个模块完成多个功能，这些功能又必须顺序执行(更加单一的过程内聚)功能内聚 ：指一个模块中各个部分都是为完成一项具体功能而协同工作，紧密联系，不可分割的(单个功能)耦合度的七个层次内容

18、耦合：一个模块可以直接访问另一个模块的内部数据或内部功能公共耦合：多个模块共同访问某些公共数据元素外部耦合：多个模块间需要遵循同样的外部约束，例如通信协议、数据格式等控制耦合：模块间的交互参数包含控制信息，可影响另一个模块的执行逻辑标记耦合：模块间传递特定的数据结构数据耦合：模块间仅传递简单数据非直接耦合：两个模块可以相对独立工作模块独立性：高内聚低耦合模块独立性的模块：高内聚低耦合的模块 一个模块内部各个元素之间的联系越紧密，则它的内聚性就越高模块之间的连接越紧密，联系越多，耦合性就越高，而其模块独立性就越弱4）结构图 结构图代表了系统的一种静态结构，它指出了模块间是否有关系，是否相互影响。

19、与数据流程图不同的是结构图表现的是层次、上下级模块的调用和控制关系，而它的设计是根据系统的数据流，定义一组不同的映射，对系统功能模块进行分解和扩展，合理地将数据流程图转换为系统的结构图。模块结构图的转换步骤 在系统的设计阶段的主要任务就是将分层DFD以及DD（数据字典）中的处理逻辑说明转换/映射为模块结构图和模块说明书，步骤如下:细化叶子模块。根据DD中处理逻辑说明，将初始结构图中的叶子模块细化，得到每个叶子模块的结构图。将叶子模块的结构图合并到初始结构图，得到扩展后的结构图。优化扩展后的模块结构图，根据模块化的高聚合、低耦合的原则，优化扩展后的模块结构图，获得最终模块结构图。5）模块说明书

20、模块说明书描述模块的内部属性，完成对每个模块的详细设计。如下表：模块标识RC-002所属子系统仓储管理子系统属于企业规则是/否模块名称入仓配车管理主要功能计算本次入仓的总体积和总重量，安排运输类型和车辆类型调用模块 入仓资料管理被调用模块输入选择车辆类型输出入仓货物的总体积、总重量、指令单号相关数据表入仓货物部件清单、客户订车单主要内部变量货物体积、货物重量、货物数量算法调用入仓货物的体积、重量、数量计算出入仓货物的总体积、总重量；根据货物的总体积、总重量安排运输类型及车辆类型；将订车单传输到运输部门。设计者： 设计日期： 版本：2. 系统的功能设计 系统的功能图主要用来描述系统的功能块，说明

21、参与者和功能之间的关系，不解释系统的内部结构。 “仓储管理”功能图 仓储管理 入仓管理 出仓管理 库位查询 库存控制 出仓数据删除 仓间调拨 仓位分配 入仓数据输入 入仓数据修改 入仓数据查询 出仓数据录入 出仓数据修改 库存查询 每月库存查询 打印库存报表 累计数据查询 每日库存查询 入仓数据删除 库位管理 出仓数据查询 仓位资料修改 仓位资料输入 仓位资料查询 仓位资料删除 仓位状态查询 仓位统计查询 自动仓租计算 租期预警 入仓库存修改 出仓库存修改 库存 量 警报 3.3.3物流信息系统的详细设计 物流信息系统详细设计的任务是设计每个模块的实现细节和局部数据结构。 详细设计的内容：系统

22、输入输出（I/0）设计、数据库设计、代码模型设计、安全设计及相关文档和报告的编写。1. 输入设计输入设计应遵循以下原则： 可靠性 简单性 易学易用性 输入界面应简单明了、色彩适中、风格 统一 快速响应性2. 输出设计 输出设计的目的正是为了正确及时地反映和组成用于生产和服务部门的有用信息。因此，一个好的输出设计可以为管理者提供简捷、明了、有效、实用的管理和控制信息。 输出设计主要设计以下两个方面： 1) 显示设备的输出格式设计 2) 报表打印的设计 报表生成器设计 报表模块 报表格式定义 打开文件，列出已定义的报表清单 选择要打印的报表 报表格式文件打印报表 数据文件 3. 界面设计 用户界面

23、是系统与用户之间的接口，也是控制和选择信息输入输出的主要途径。用户界面设计应坚持友好、简便、实用、易于操作的原则，尽量避免过于繁琐和花哨。涉及如下几个方面： 1）人机对话设计； 2）出错提示设计； 3）界面的集成设计。3.3.4物流信息系统的数据库设计 数据库设计包括概念数据模型设计和物理数据模型的设计。本节主要讲解数据库的设计方法和建模工具。1. 概念数据模型 概念数据模型是独立于任何计算机系统实现的，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构，是现实世界到信息世界的第一层抽象，主要用于数据库概念设计。其描述方法是E-R模型。1）ER模型 ER模型（实体联系模型）也被称为ER图，是描述概念世界

24、、建立概念模型的实用工具。ER图包括几个主要构件，如图所示。2）ER模型构件实体（型）：用矩形框表示，框内标注实体名称。属性：用椭圆形表示，并用连线与实体连接起来，在实体中作为主码的一部分属性以下划线标明。实体之间的联系：用菱形框表示，框内标注联系名称，并用连线将菱形框分别与有关实体相连，并在连线上注明联系类型。多值属性：用两个套在一起的实线椭圆表示。派生属性：用一个虚线椭圆来表示。物资库存管理E-R模型示例2. 物理数据模型的设计 物理数据模型的设计是指数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。 数据库物理设计的任务是，为每个关系模式选择合适的存储结构和存取路径。1）数据表的设计 关系模型的逻

25、辑结构是一组关系模式的集合，所以将E-R图转换为关系模型实际上就是要将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式。一个关系模型相当于一个记录型，也是一张表。 转换一般应遵循如下原则： （1）一个实体型转换为一个关系模式。实体的属性就是关系的属性。实体的码就是关系的码； （2）一个联系转换为一个关系模式。与该联系相连的各实体的码以及联系的属性转换为关系的属性； （3）具有相同码的关系模式可以合并。字段标识字段名称数据类型字段长度主建/外建Gysbh供应商编号Character20主建Gysmc供应商名称 Character20Gysdz地址Character20Gysdh电话Numeric1

26、5Gyslxr 联系人 Character15例：供应商资料表2）数据的转储设计 数据的转储就是建立冗余数据。数据的转储分为：静态转储和动态转储；海量转储和增量转储。静态转储是指在转储期间不允许对数据库进行任何存取、修改操作；动态转储是在转储期间允许对数据库进行存取、修改操作，因此，转储和用户事物可并发执行。海量转储是指每次转储全部数据；增量转储是指每次只转储上次转储后更新过的数据。3）历史数据的查询存储设计 数据的查询存储设计需要选择物理数据库设计所需参数，包括如下： 1）数据库查询事务； 2）数据更新事务； 3）每个事务在各关系上运行的频率和性能要求。3. 数据库的规范化与非规范化规范化设

27、计的基本思想是通过对关系模式进行分解，用一组等价的关系子模式来代替原有的关系模式，消除数据依赖（包括函数依赖和多值依赖）中不合理的部分，具有较少异常性与较小的冗余度。 关系规范化可按属性间不同的依赖程度分为第一范式、第二范式、第三范式、Boyce-Codd范式以及第四范式。在工程中3NF、BCNF应用得最广泛。非规范化要求适当地降低甚至抛弃关系模式的范式，不再要求一个表只描述一个实体或者实体间的一种联系。其主要目的在于提高数据库的运行效率。3. 数据库的规范化与非规范化4. 多维数据模型 Kimball提出的多维模型降低了范式化，以分析主题为基本框架来组织数据。以维模型开发分析主题，采用总线型

28、结构先建立数据集市，使所有的数据集市具有统一的维定义和一致的业务事实，融合了自下而上和自上而下两种设计方法的思想。 目前业界比较常用的多维数据模型结构有：星型结构、雪花结构和星群型结构。5. 数据库建模工具 目前流行的数据库建模软件有很多，每种都有各自的优缺点.当前流行数据库建模工具Power-Desinger、Rational Rose、Together、Erwin和Microsoft Vision。工具名称易使用性图形能力生成文档版本控制Power-Designer常用功能操作简单，而高级功能不易上手。有非常强的图形布局和 组织能力。图形直观清晰，但美观性不如Vision。自带Report

29、报告生成工具；除了提供标准的模板之外，在报告定制方面也有着突出的表现。自带Repository，具体较好的版本控制解决方案，不过有一些Bug 。RationalRose软件体系很庞大，不易上手。图形美观性差；图形布局能力差。需要独立安装Rational Soda，功能较为强大；定制能力不强。无自带的版本控制系统；同Rational Clear Case可完美整合，同时支持VSS等版本。表66当前流行数据库建模工具（1）当前流行数据库建模工具（1）工具名称易使用性图形能力生成文档版本控制ERwin上手容易，与PowerDesinger在操作上有所不同。图形操作方便；在美观布局方面没有太强的功能。

30、ERwin的报表浏览器提供预制的和可定制的报表格式，可用多种格式输出，如Word和Excel，图形化报表书写器，控制报表外观；Model Web Publisher可发布Web静态模型信息。ModelMart扩展ERwin，可以访问、共享并重用对象与模型，包括：建立子模型、版本控制、模型合并、影响分析和安全性；ModelMart独立于平台和网络，集成现有环境中。Microsoft Vision使用方便。具有非常强的图形美观性；布局非常好。不支持不支持Together软件体系比较大，不易完全上手。图形操作美观方便；布局没有太强的功能。提供强大的、可以定制的文档生成能力，其中包括多种文档格式与模板

31、。ControlCenter与SCC符合型版本控制系统进行了集成，其中包括Borland StarTeam与Rational ClearCase表66当前流行数据库建模工具（1）当前流行数据库建模工具（2）工具名称功能特性支持平台Power-Designer提供对各种建模技术的支持（概念数据模型、物理数据模型、业务流程模型、面向对象模型，以及自由模型）；在数据库方面继承了Sybase优势，全面的建模和整合能力；加强了横贯所有建模技术的元数据集成，模型间的转化非常方便，实现了不同类型模型的无缝连接；支持对模型元语言的用户自定义，提供扩展属性和VB脚本处理，用户可以通过自己定制的源文件生成特定需求

32、的代码；面向对象建模与Rose相比使用较为方便，PowerDesigner早期版本仅支持三种或更少的UML图形。支持超过40种（包括不同版本）数据库的建模；物理数据库模型可以随意在各种DBMS之间切换，做到“数据库平台无关性”；完全兼容ebXML、J2EE、WebDervice及.NET平台。Rational Rose属于高端建模分析软件，功能非常强大，涉及软件分析建模工具的几乎所有方面，具有庞大的体系；对UML支持非常全面，在Rose2003中加入了设计模式支持；Rational套件中包含的从需求、分析设计到测试的一系列工具，对Rose的进一步推广也起到了非常好的强化作用；在数据库建模方面与

33、PowerDesigner有较大的差距。具有较好的软件平台支持性，得到大部分厂商支持，通过一些插件可以同Delphi等开发工具集成应用；完美支持J2EE，XDE提供了同.NET开发工具的整合。当前流行数据库建模工具（3）工具名称功能特性支持平台Together主要应用在面向对象分析建模方面，支持所有主要的UML图形，通过Together Live Source 可以保持代码与模型的同步；支持设计模式，同时也与领先的需求管理工具进行了集成，其中包括Borland CaliberRM与Rational RequisitePro；支持与大多数主流开发环境集成，但速度方面与Rational XDE一样

34、，过于缓慢，还提供了QA方面的一些功能。Together控制中心支持Java，C+，CORBA，IDL，MicrosoftVisual asic6，Visual Basic.NET及C#；支持Jbuilder，Eclipse，SAPNetweaver Studio，Visual Studio.NET及C+ Builder等开发工具。ERwin是一款优秀的数据库设计软件，有强大理论体系的支持，曾经多次被国外有关方面授予各种奖励；可以进行逆向工程、能够自动生成文档、支持与数据库同步、支持团队式开发；所支持的数据库多达20种；作为以系统建模为主的工具，Erwin在最新版本中也增强了其“一站式”系统建模的功能。支持大多数（包括不同版本）数据库的建模，同样的建模能够生成多个数据库，或将应用从一个数据库平台移植到另一个数据库平台，做到“数据库平台无关性”。Microsoft Vision适合制作专业的演示图形，但模型能力不强（例如：一些版本不支持代码生成和正反向工程）；设计或分析模型较大的系统时，速度会急剧下降，同时有很多Bug 。主