管理信息系统(8)系统设计

1、MIS的系统设计 重点内容：系统设计内容代码的作用物理方案设计的依据输入输出设计的内容数据存储设计第一节 系统设计概述 系统设计，就是在逻辑模型的基础上，设计新系统的物理模型。做什么？怎么做？一、系统设计的任务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二、系统设计的原则1.系统性2.灵活性3.可靠性4.经济性三、系统设计内容1.总体设计： 信息系统流程图设计； 功能结构图设计； 功能模块图设计。2.系统物理配置方案设计： 计算机的配置（含外设、网络等）； DBMS的选择。3.代码设计 编码方法 设计规范4.数据存储设计 数据库（DB）设计。5.计算机处理过程设计： 输出设

2、计； 输入设计； 处理流程设计；6.编写程序设计说明书。四、系统设计步骤1、系统总体设计2、详细设计3、系统实施进度与计划制定。4、编写系统设计说明书。从管理和技术两个不同的角度对设计的认识，可以用下图表示工资MIS建立主文件更新主文件建立扣款文件计算和打印数 据 录 入数 据 维 护建立主处理文件更新主处理文件数 据 录 入数 据 维 护计 算打印工资汇总表打 印 工 资 单 第二节总体设计一、功能结构图设计二、 系统流程图设计1.系统流程图的功能信息系统流程图以新系统的数据流程图为基础绘制功能结构图系统流程图表达模块之间的功能联系表达模块之间的数据联系系统结构模块（module）用名字可以

3、调用的一段程序。类似子程序或函数。耦合（Coupling):不同模块之间互联程度内聚(Cohesion):一个模块内各元素彼此结合的紧密程度。扇出(Fan Out):模块的直属下级模块数扇入(Fan In):有多少上级模块调用耦合的类型：数据耦合特征耦合控制耦合公共耦合内容耦合影响耦合程度的三个因素：模块间的联系（引用）方式；来往信息的作用；来往信息的数量。内聚程度由低到高可以分成7类：偶然逻辑时间步骤-通信-顺序-功能。 2.系统流程图的描绘以新系统的数据流程图为基础进行绘制在图中先画出相应的处理，再画出与该处理相配合的数据实体将每个数据实体与存取该数据的处理全部联结起来，即可表达处理功能之

4、间的数据联系在许多情况下，模块之间的数据联系通常可以通过一些临时文件之类的数据实体来实现，因此关注这些数据实体就可以发现某些模块之间的数据联系3.系统流程图描绘的常用符号手工输入人工操作脱机处理磁带磁盘联机存储脱机存储显示器处理打印报告通讯连接穿孔卡片系统流程图中的数据关系一般形式处理功能输入数据A中间文件D输出文件F输入数据B输入数据C输入数据E绘制系统流程图的注意事项：已确定了系统边界、人机接口和数据处理方式只绘制计算机信息系统的处理部分内容，人工操作部分不表达考虑对数据流程图中的处理功能进行合并大体勾画出每个子系统或特定处理功能集合的大致处理流程输入1数据存贮1处理1中间文件处理2处理3

5、数据存贮2报告1报告2人事变动通知单房租变动通知单电费扣款通知单病假扣款通知单主文件更新模块建立扣款文件模块本月主文件扣款文件计算/打印模块工资单工资汇总表上月主文件生产能力表各产器的工艺路线及利润主文件更新模块生产能力文件线性规划程序生产计划表设备利用率表工艺路线文件必须生产的产品名及产量第三节、 系统物理配置方案设计一、设计依据(6)系统吞吐量系统响应时间系统可靠性要求系统处理方式（集中式/分布式）地域覆盖数据管理方式（文件/数据库）二、设计内容计算机硬件选择 数据处理方式，运行软件大小计算机网络的选择 拓扑结构、逻辑设计、操作系统数据库管理系统的选择 规模/性能，安全性、适应性应用软件的

6、选择 第四节 代码设计 一、代码的作用 (1)唯一化： (2)规范化： (3)系统化：二、代码的设计原则唯一性和统一性适应性、可扩性可识别性和含义性稳定性和规范化 代码空间 Pi:代码第i位可用字符数；N:代码的位数。 三、代码的分类1 顺序码 连续数字没有含义，使用比较方便。 分区顺序码2 区间码 若干组。码中的数字和位置有意义。1)层次码(多面码)：各组有层次关系。层次码公司级科室级小组级1总公司1销售科1订单处理组2江苏分公司2会计科2广告组3会计组123 2112)十进制码：码中每一位数字代表一类:图书分类 500. 自然科学 510. 数学 520. 天文学 530. 物理学 531

7、. 机械 531.1 机械 531.1.1 杠杆和平衡3)特征码：表示特征的属性规定一个位置。M382W1 特征码类别尺寸式样料子M（男装）3819W1(毛料)F（女装）39C1(布料)40414)优缺点： 排序、分类、检索容易进行 有时码很长；维护较难。3助忆码 将名称、规格等作为代码的一部分 缩略码 Amt 总额（amount） Cont 合同（contract） Inv.No 发票号（invoice number）成绩管理系统代码设计举例考试类别代码表 代码考试类别1 平时成绩2期中考试3期末考试4补考一5补考二6补考三四、代码的表现形式数字型字母型数字字母混合型五、代码中的校验位 校验

8、位是为保持输入的正确性，在原代码上另加上一位（或若干位），起到验证的作用。模型原代码带校验位的代码MIS校验程序输入手工或计算机作用机制 校验位可以发现以下各种错误：抄写错误易位错误双易错误随机错误校验位的确定步骤：设代码为： C1C2C3C4Ci1：为每位Ci确定权数Pi。2：求CiPi的积之和S S=C1*P1+C2*P2+Ci*Pi (i=1,2,n) = Ci*Pi (i=1,2,n)3：确定模M4：取余R = SMOD(M)5：校验位C（i+1） = R最终代码为： C1C2C3C4CiC（i+1）确定校验位的方法 算术级数法A.原代码：1 2 3 4 5B.各乘以权：6 5 4 3

9、 2C.积之和：6 + 10 + 12 + 12 + 10 =50D.求余（模11）：50 11 = 4 6E.新代码为：1 2 3 4 5 6 几何级数法A.原代码：1 2 3 4 5B.各乘以权：32 16 8 4 2C.积之和：32 + 32 + 24 + 16 + 10 =114D.求余（模11）:114 11 = 10 4E.新代码为：1 2 3 4 5 4 质数法A.原代码：1 2 3 4 5B.各乘以权：17 13 7 5 3C.积之和：17 + 26 + 21 + 20 + 15 =99D.求余（模11）：99 11 = 9 0E.新代码为：1 2 3 4 5 0如果余数是10

10、，按0处理。第五节 输出设计一、输出设计的内容输出信息使用的内容输出信息的内容输出格式输出设备输出介质二、输出内容的表达形式表格/表单信息图形/图表信息其它图示符号及图标三、输出设计书输出设计书资料代码GZ_01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基本工资9999.996房费999.99第六节 输入设计一、输入设计输入设计的实现效率与系统最终的整体处理效率直接相关二、输入设计的原则控制输入量减少输入延迟输入过程应尽量简化输入操作应合人的通用行为特征及业务习惯

11、输入提示信息应当一目了然，无歧义性输入信息要尽早检验三、输入设计的内容输入数据的内容数据输入的方式输入界面设计输入设备选择输入数据正确性校验四、输入设备读卡机：键盘磁盘输入装置光电阅读器条形码、磁性码阅读器IC卡、磁卡阅读器OCR系统终端联机输入五、输入错误的校验方法重复校验视觉校验检验位校验控制总数检验数据类型校验格式校验逻辑校验界限校验顺序校验记录计数校验平衡校验对照校验六、输入中的纠错处理原始数据错：到数据出处查找自动检错：错误陷阱程序错误信息的提示和打印输出七、原始单据的格式设计便于填写便于归档保存精度八、输入屏幕设计原则：交互性输入说明显著性操作引导性转换流畅性第七节 数据存储设计两

12、种系统基于文件系统的基于数据库系统的一、文件系统类型按介质分类：磁盘文件、磁带文件、打印文件按信息流向分类：输入文件、输出文件、输入/输出文件按文件组织方式分类按文件用途分类顺序文件索引文件直接存取文件主文件处理文件工作文件周转文件其它文件主文件职工代码姓名部门基本工资津贴1001李小明01500501002周英杰01400401003刘一波01350251004吴关兴02300301005赵子英0240040房放固定值属性的数据。处理文件职工 代码姓名部门基本 工资津贴房费备注1002周英杰014004090调走1004吴关兴013503550整工资、换部门1005

13、赵子英024504590调整工资1009黄正义0260060120新进存放事务数据的临时文件职工 代码姓名部门基本 工资津贴房费电费病事 假扣款应发 工资1001李小明0150050150203801003刘一波013502540303051002周英杰0140040901580255工作文件处理过程中暂时存放数据的文件例如：对部门01的人员按工资排序生成的文件。将现实世界抽象成不依赖于计算机系统和DBMS的信息结构，就是概念模型。（1）相关概念：实体(entity): 具体对象：一本书。属性(attribute)：实体的特性 有范围二、数据库设计基础1.概念模型属性与实体的区别实体与属性是相

14、对而言的。属性不再具有需要进一步描述的性质。属性不再与其他“事物”发生联系。实体间的联系(Relation )： 1:1。工厂:厂长1:N。学校:学生M:N。课程:学生（2）实体-联系模型（E-R模型）E-R模型是概念模型的最常用表示方法。1976年查找实体，给实体命名，确定属性，描述实体间联系例：学籍管理实体：学生寝室班主任档案材料班级联系：班主任宿舍班级学生档案材料管理住宿归档组成1NNN指导111111学籍管理ER图课堂练习：某车间生产若干产品，产品由零件装配而成，零件存放于若干仓库，这些仓库隶属于车间。假定零件全部外购，由若干供应商提供。现对产品生产和零件供应、保管进行管理，设计概念模

15、型。（图出E-R图）车间产品零件仓库属于生产装配1n1nmn供应供应商存放pnmn2.数据库的数据模型类型数据模型是从计算机系统的观点对数据建模。（1）层次模型(Hierarchical model)：用树型结构表示。 1969年，IBMA1A2AA11A12A13A21A22（2）网状模型(Network model)：用有向图结构表示。 20世纪60-70W1W3W2T1T2T3T4T5S2S2（3）关系模型(Relational model)用二维表结构表示。 1970年，IBM公司的San Jose 实验室的研究员E. F. Codd结算编码合同号数量金额J0012HT10082 00

16、050 000J0043HT110960013 000J0033GT11232 3006 000（4）面向对象模型用对象和类来表示实体类型和实体间联系的数据模型 。姓名性别年龄姓名性别年龄系别专业姓名性别年龄班级特长类 学生类 中学生类 大学生4. 关系模型组成：数据结构（关系）、关系操作、关系完整性。关系： 实体或实体间的联系：关系。数据的逻辑结构是一张二维表。关系：二维表。 关系操作：并、交、差、笛卡尔乘积、投影、连接。主要术语（关系模型）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，表示：关系名（属性1，属

17、性2，属性n）。 关系模型的完整性实体完整性： 主关键字中的属性不能取空值。参照完整性： 外关健字：a.或取空值；b.或等于主关键字值。用户定义的完整性： 5.关系的规范化 E.F.Codd 于1971年提出规范化理论。五种规范化模式（Normal From,简称范式）。 范式表示的是关系模式的规范化程度。通常只用到前三种： 范式条件第一范式（1NF）元组中每一个分量都是不可分割的数据项第二范式（2NF）不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主码第三范式（3NF）不仅满足第二范式，而且它的任可一个非主属性都不传递于任何主关键字教师代码姓名电话 001磊三（1）1NF例1 教师关系规范成

18、为1NF： 1).重复存储职工号和姓名。关键字只能是电话号码。 教师代码姓名电话001磊三001磊三2).职工号为关键字，电话号码分为单位电话和住宅电话两个属性 教师代码姓名H电话M电话001磊三3).职工号为关键字，但强制每条记录只能有一个电话号码。教师代码姓名电话(唯一)001磊三教师代码姓名职称研究课题研究课题号研究课题名1101王一丽教授500管理信息1102刘 明副教授800金融工程1254李爱军讲师630电子商务例2 教师课题关系由非1NF规范化为1NF教师代码姓名职称研究课题号研究课题名1101王一丽教授500管理信息1102刘 明副教授800金融工程1254李爱军讲师630电子

19、商务范式条件第一范式（1NF）元组中每一个分量都是不可分割的数据项第二范式（2NF）不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主属性第三范式（3NF）不仅满足第二范式，而且它的任可一个非主属性都不传递于任何主属性（2）2NF上表满足1NF，但不满足2NF。非主属性（职称、研究课题名）不完全依赖于（教师代码、研究课题号）组成的主关键字。教师代码姓名职称研究课题号研究课题名1101王一丽教授500管理信息1102刘 明副教授800金融工程1254李爱军讲师630电子商务1254李爱军讲师632电子政务1）数据冗余：2）插入异常教师代码姓名职称研究课题号研究课题名1101王一丽教授500管理信息

20、1102刘 明副教授800金融工程1254李爱军讲师630电子商务1257五军讲师教师代码姓名职称研究课题号研究课题名1101王一丽教授500管理信息1102刘 明副教授800金融工程1254李爱军讲师630电子商务3）删除异常解决方法：将一个非2NF的关系模式分解为多个2NF的关系模式。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。学号 课程号 成绩 学分 例3：选课关系a.数据冗余：学号 课程号 成绩 学分 001001823001023783001028893b.更新异常：学号 课程号 成绩 学分 0010018240010237

21、84001028893c.插入异常：学号 课程号 成绩 学分 0010018230010237833d.删除异常：学号 课程号 成绩 学分 001001823001023783001023783原因：非关键字属性 学分 仅依赖于课程号，也就是 学分 部分依赖组合关键字（学号，课程号）而不是完全依赖。 解决方法：分成两个关系模式 C1（学号，课程号，成绩），C2（课程号，学分）。范式条件第一范式（1NF）元组中每一个分量都是不可分割的数据项第二范式（2NF）不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主属性第三范式（3NF）不仅满足第二范式，而且它的任可一个非主属性都不传递于任何主属性（3）3

22、NF 上表符合第二范式，但是不符合第三范式生产厂名依赖于产品代码;生产厂址依赖于生产厂名：所以生产厂址 传递依赖于 产品代码 产品关系：产品代码、产品名、生产厂名； 生产厂关系：生产厂名、生产厂址；产品代码产品名生产厂名生产厂址例4：材料、供应库存关系材料代码，材料名称，规格，供应厂代码，供应厂名称，供应厂地址，单价，库存量，库存金额2NF：材料关系（*材料代码，材料名称，规格）供应厂关系（*供应厂代码，供应厂名称，供应厂地址）材料供应库存关系（*材料代码， *供应厂代码，单价，库存量，库存金额）3NF：材料供应库存关系（*材料代码， *供应厂代码，单价，库存量，库存金额） 材料供应库存关系（

23、*材料代码， *供应厂代码，单价，库存量） 例5数据初始结构:学号 姓名 课程1 成绩1课程2 成绩2课程3 成绩3 系别 系主任 6.数据库的发展趋势分布式数据库面向对象数据库超媒体数据库数据仓库（data warehouse）数据挖掘（data mining）三、数据库设计1.步骤概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计规则及工具ER模型3NF规则3NF操作转换为关系数据模型设计内容库文件组织形式存储介质的分配存取路径选择2.模型转换规则：E-R模型RDB模型E实体集关系实体名作关系名实体属性作关系属性R实体联系关系去掉无属性的联系联系名作关系名联系属性作关系属性实体联系关键字关系关键字注意：

24、1：1联系不单独建立关系，如联系本身有属性，可并入两端一个实体。1：N联系也不必单独建立关系，让：“1”实体的关键字作为“N”实体的外来码，如联系本身有属性，让它们进行“N”实体属性列。 例一厂长号姓名年龄厂长厂号厂名地点工厂管理11厂长（厂长号，厂号，姓名，年龄）工厂（厂号，厂名，地点）注意：1：1联系不必单独建立关系，如果联系本身有属性，可并入两端的任何一个实体中。1：N联系也不必单独建立关系，让：“1”实体的关键字作为“N”实体的外来码，如联系本身有属性，让它们进入“N”实体属性列。 例二仓库号地点面积仓库货号品名价格产品存放1n仓库（仓库号，地点，面积）产品（货号，品名，价格，仓库号，

25、数量）数量例三学号姓名年龄学生课程号课程名学时数课程学习nn学生（学号，姓名，年龄）课程（课程号，课程名，学时数）成绩学习（学号，课程号，成绩） 例四概念结构：关系数据模型(1) 供方单位 (单位号、单位名、地址、联系人、邮政编码)。 (2) 物资 (代码、名称、规格、备注) (3) 库存 (入库号、日期、货位、数量) (4) 合同(合同号、数量、金额、备注) (5) 结算 (编号、用途、金额、经手人)、(6) 购进 (入库号、编号、数量、金额) (7) 付款 (编号、合同号、数量、金额) (8) 订货 (代码、单位号、合同号、数量、单价)用选择的DBMS的DLL进行逻辑结构定义3.数据库的物理结构设计为数据模型在设备上选定合适的存储结构和存取方法 （1）库文件的组织形式。（2）存储介质的分配。（3）存取路径的选择。第八节 处理流程设计 处理流程设计的任务： 设计出所有模块和模块之间的相互关系（即联结方式），并具体地设计出每个模块内部的功能和处理过程，为程序员提供详细的技术料。设计工具：1、IPO图（Input-Process-Output）图2、控制流程图（CFC，Control Flow Chart）又称框图。“矩形框”表示处理步骤“菱