管理信息系统设计-四川理工学院

第四章系统设计一节系统设计概述

系统设计是新系统的物理设计阶段，根据系统分析阶段所确定的新系统的逻辑模型，综合考虑各种约束，利用一切可用的技术手段和方法，进行各种具体设计，提出一个能在计算机上实现的新系统的实施方案，解决“系统怎样做”的问题。

系统设计概述数据字典数据流图E-R图加工小说明流程描述处理描述数据对描述象数据设计模块结构设计接口设计过程设计分析模型设计模型平台设计一、系统设计模型一、系统设计模型(续)

上图中通过数据、功能模型展示的系统需求被传送给设计阶段，运用某种设计方法，设计阶段产生出：

数据设计：将分析时创建的数据模型变换成实现系统所需的数据结构。平台设计：将性能要求变换成对系统软硬件环境的配置模块结构设计：定义系统模块元素之间的关系。接口设计：描述了系统内部、系统和协作系统之间的以及系统同人之间如何通信。过程设计：将加工说明变换为对系统模块内部算法的具体描述。二、系统设计主要内容系统总体结构化设计系统详细设计

‒系统平台设计‒代码设计‒输入输出设计‒对话设计‒数据库或数据文件设计‒模块内部的算法设计写出系统设计报告

总体设计：告诉用户系统具体将要做什么。一旦用户同意了这个总体设计，我们会将这个总体设计转换为更加详细的文档。1、系统总体结构设计1、系统总体结构设计（续）总体结构：系统的组成部分，即有哪些模块组成系统的层次及调用关系模块的处理功能模块之间的界面，即模块间传递的数据2、系统详细设计详细设计：让系统建设者了解要解决用户的问题所需要的硬件和系统。主要描述系统的硬件配置、系统代码、人机界面、输入和输出、数据库和网络体系结构等。也就是说，详细设计是系统说明的一个技术层面上的描述。

2、系统详细设计（续）详细设计包括：系统平台设计代码设计数据库设计对话（人机界面）设计输入/输出设计模块内部的算法设计（处理流程设计）

第二节系统总体结构设计系统总体结构设计主要内容系统的分解方法模块结构图基本设计原则（模块耦合度与内聚度）设计策略（变换型、事务型）设计优化技巧

一、系统的分解方法系统分解的方法是把一个复杂的问题分解成简单的要素，把一个统一的整体分解为各个组成部分，然后对各个要素和组成部分分别进行研究。借助于目标系统的逻辑模型(DFD)并根据部门机构设置情况进行系统分解1.系统分解的原则明确系统分解前、后的功能尽量一致每次分解的结果是可以独立开发的子系统(或模块)各子系统(或模块)间的关联尽量少制定子系统(或模块)间的约束规范区别稳定的和易变的子系统(或模块)2.系统分解的方法

(一)按企业业务管理部门划分

如：生产、销售、供应管理等；按部门设置

(二)按完成功能的类型来划分

如：顾客服务、技术与生产数据管理；按实际职能设置二、模块结构图

结构化设计方法的基本思想就是模块化。即对每一个系统按功能逐步由顶向下，由抽象到具体的逐层分解，将系统分解成为多层次的独立功能模块，一直分解到能简单地用程序实现为止。（一）模块模块的定义:模块是可以组成、分解、更换的系统，是易于处理的基本单位，具有四种属性的一组程序语句称为一个模块，这四种属性分别是输入输出、逻辑功能；（外部特性）

内部数据、程序代码。（内部特性）

模块化思想：模块化是好的系统设计的一个基本准则高层模块从整体上把握问题,暂不考虑细节复杂问题较小问题

分解可减小解题所需的总的工作分解模块和子系统的区别模块和子系统的概念是有所区别的。子系统仍具有系统的特征（更大），模块则是指为完成某项功能的程序集合体（较小），它是一个不可分割的整体，但模块和子系统的概念有时又是兼容和不可绝对区分的。在日常工作中我们常将完成一个管理功能的程序集称为模块，而它常常由多个很小的程序子模块组成，所以有的地方可称为子系统。(二)模块结构图MSC1.结构图的产生

程序流程图系统流程图和功能图HIPO技术(功能图和IPO图)结构图(StructureChart)。2.结构图的主要成分

模块——用方框表示，方框中写上模块名字，反映了这个模块的功能调用——从调用模块指向被调用模块的箭头数据——调用箭头旁的小箭头，表示从一个模块向另一个模块传送的数据，也指出了传送的方向3.结构图基本符号及表示法编辑学生记录读学生记录学生数据无此学生学号不加区分的数据数据信息控制信息MSC中的简单调用BACx,yz(a)表示法一(b)表示法二zBAC12入出12x,yzzA调用B和CMSC中的选择调用ACBDA根据内部判断决定是否调用BA按另一判定结果选择调用C或DMSC中的循环调用ABCA根据循环条件重复调用B、C等模块4.模块结构类型

内导结构：是结构图中数据以最低层模块输入，并逐级向高层传递，高一层模块接收低一层模块的输入。

主模块

A1

A4

A3

A2外导结构：结构图中低一层模块接收上一层模块的数据信息，并把它们转换给下一级模块，直到输出给使用者。wu子模块1v主模块子模块2子模块2.14.模块结构类型

转换结构：数据要在模块内经过一定的处理，下层模块从相应的上层模块接收数据，经转换后返回同一上层模块中去。wu子模块1v主模块子模块2子模块2.1XMY4.模块结构类型5.结构图与数据流图的差别数据流程图是从数据流着眼，而结构图从程序模块着眼;数据流程图描述的是系统的逻辑模型，而结构图是描述系统的物理模型;数据流程图是用不同的图来表示不同的层次，是“平面图”，而结构图能反映系统的层次结构，是“立体图”;数据流程图是从具体到抽象，描述系统的要求，而结构图是从抽象到具体，描述系统的实现方法。（三）模块设计的原则系统的可维护性是系统评价的一个重要因素可维护性局部修改模块间的联系尽可能的少（耦合）而模块内的联系尽可能多（内聚）1.模块的独立性

模块独立的含义：模块完成独立、单一的功能符合信息隐蔽和信息局部化原则模块间关连和依赖程度尽量小2.模块独立性的度量模块独立性取决于模块的内部和外部特性。SD方法提出的定性的度量标准：

模块之间的耦合性（块间联系）模块自身的内聚性（块内联系）3.模块独立性的度量之一：耦合度

耦合度是模块间的联结关系，衡量不同模块间的相互依赖的紧密密程度，耦合的强弱取决于模块间接口的复杂程度；进入或访问一个模块的入口点；以及通过接口的数据。耦合度越高，模块独立性越弱控制耦合举例A计算平均分或最高分B平均/最高成绩控制耦合举例A发奖牌

名次(开关量)奖牌控制耦合被调用模块内处理逻辑模式功能A功能B判别4.模块独立性的度量之二：内聚度衡量一个模块内部各成分之间彼此结合的紧密程度设计目标：高内聚(一模块的所有成分都直接参与并且对于完成同一功能来说都是最基本的)模块的内聚性类型：低偶然内聚内逻辑内聚聚时间内聚性过程内聚通信内聚顺序内聚高功能内聚模块独立性弱(功能分散)强(功能单一)5.耦合、内聚与模块独立性关系耦合与内聚都是模块独立性的定性标准，都反映模块独立性的良好程度。但耦合是直接的主导因素，内聚则辅助耦合共同对模块独立性进行衡量。

内聚与耦合密切相关，同其它模块强耦合的模块意味着弱内聚，强内聚模块意味着与其它模块间松散耦合.设计目标：力争强内聚、

弱耦合5.耦合、内聚与模块独立性关系(续)三、数据流图导出初始结构图

从数据流程图导出系统的初始结构图，首先要区分数据流程图的结构类型，然后根据不同的类型采用不同的方法把数据流图映象成相应的模块结构。(一)DFD导出初始MSC的过程两种转换策略/技术变换分析事务分析一般过程先设计模块结构顶端的主模块然后“由顶向下逐步细化”最后得到一个与数据流图相对应的程序结构SD方法的两种转换方法变换型DFD事务型DFD初始MSC初始MSC变换分析事务分析“由顶向下逐步细化”的思想找出“顶”在哪里，设计一个相应的主控模块每创建一个新的模块时，必须决定该模块的外部特征该模块的功能，即该模块“做什么”该模块同其调用模块的界面，即调用时传送的参数对已创建的模块进行细化，考虑这个模块应该“怎样做”才能完成它的功能,于是又要创建下一层的新模块,再回到上一步通过这样“先决定做什么,再考虑怎样做”,循环往复,设计过程就有序地进行,直至获得整个完整的结构层次。变换型事务型（二）变换分析设计方法

(TransformAnalysis)步骤：1找出主加工、逻辑输入和逻辑输出2设计模块结构的顶层和第一层3设计中、下层模块1、区分输入、主加工、输出部分，

在DFD上标明分界线(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、区分输入、主加工、输出部

分，在DFD上标明分界线(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、区分输入、主加工、输出部分，在DFD上标明分界线(续)(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、区分输入、主加工、输出部

分，在DFD上标明分界线(续)(5)几点说明：有的系统只有输入和输出两部分，没有主加工根据经验，几股数据流的汇合处往往是系统的主加工每个人都可以有自己的看法，找出来的主加工可能也不同，但一般不会相差太远。1234567abcedrpuwv变换中心输入部分输出部分输入输出加工2、设计MSC的顶层和第一层模块：(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：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MSC的顶层和第一层模块：第一级分解后的MSCMCMTMAME第一层顶层c,ec,eu,wu,w传送信息第一级分解后的MSC(另一种画法)MCMA1ceu,wc,pMA2456ME1ME2eprrw,uw3第二级分解(分解MSC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：(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。输入分支的分解MAGetCbacReadDdec,eBtoCbcdeabGetEGetBDtoEAtoBReadADFD图输出分支的分解MEWriteVuuw,uvvPutUUtoVWriteWwDFD图加工分支的分解MT546ec,pru,wprDFD图任何情况下都可使用变换分析方法设计软件结构，但如数据流具有明显的事务特点时(有一个明显的事务中心)，以采用事务分析方法为宜。(三)事务分析设计方法事务分析设计方法步骤：(1)在DFD上确定事务中心。(2)为DFD上的事务中心设计主模块，再为每一种类型的事务处理设计一个事务处理模块。(3)为每个事务处理模块设计下面的操作模块，再为操作模块设计细节模块。某些操作模块和细节模块可以被几个上一层模块共用。事务型DFD的划分T事务中心传入变换传出接收部分发送部分a变换分析举例-DFD汇款单合格的汇款单处理后的汇款单收据明细账变换中心输出输入业务数据变换分析举例-转换后的MSC汇款处理系统取得合格汇款单计算汇费记账输出处理后的汇款单输入汇款单格式检查产生收据打印收据合格的汇款单处理后的汇款单合格的汇款单业务数据处理后的汇款单汇款单合格的汇款单汇款单处理后的汇款单收据收据业务数据要求类型处理图书管理要求无效输入1.1新书入库1.2还入库单罚款单1.5注销图书1.3还书1.4目录文件借书单书单注销单借书借书文件罚款单事务分析举例-DFD事务中心事务分析举例-转换后的MSC图书处理系统取得图书处理要求修改目录文件操作层细节层新书入库注销图书借书还书打印罚款单修改借书文件………………图书管理要求入库单借书单还书单注销单第三节系统详细设计系统详细设计（主要内容）系统平台设计代码设计对话（人机界面）设计输入/输出设计数据库设计模块内部的算法设计（处理流程设计）一、系统平台设计管理信息系统的平台设计包括计算机处理方式、软硬件选择、网络系统的设计、数据库管理系统的选择等。

一、系统的平台设计(续)

（1）计算机处理方式

根据系统功能、业务处理的特点、性能/价格比等因素，选择批处理、联机实时处理、联机成批处理、分布式处理等方式，也可以混合使用各种方式

一系统的平台设计(续)(2)软硬件选择

根据系统需求和资源约束进行软、硬件的选择

硬件选择：选择技术上成熟可靠的系列机型；处理速度快；数据存储容量大；具有良好的兼容性与可扩充性、可维护性；有良好的性能/价格比；售后服务与技术服务好；操作方便；在一定时间内保持一定先进性的硬件。软件选择：操作系统、数据库管理系统、开发语言、开发工具、应用软件包等软件的选择。如OracleServer、MicrosoftSQLServer、VisualFoxPro等。一系统的平台设计(续)(3)网络系统的设计计算机网络系统的设计主要包括中小型主机方案与微机网络方案的选取、网络拓扑结构、互连结构及通信介质的选型、网络计算模式、网络操作系统及网络协议等的选择。网络计算模式原来一般采用客户机/服务器(C/S)模式，但随着Internal技术的发展和广泛应用，MIS的网络计算模式开始更多的采用浏览器/Web服务器/数据库服务器(B/W/D)模式。一系统的平台设计(续)(4)系统环境的配置

确定系统的网络结构体系（网络设计）网络拓扑结构，传输介质，组网方式，网络设备，网络协议，网络操作系统等。硬件的配置对C/S，B/S服务器和工作站，机型、性能指标、数量、涉及的机构（或部门）、外围设备。软件的选择（系统软件和工具软件）对C/S，B/S分服务器和工作站上的软件选择，操作系统，网络管理软件、数据库系统，开发平台与工具，中间介质。一、系统的平台设计(续)系统的平台设计结果：提交如下材料硬件网络结构图服务器：硬件、软件选型工作站：硬件、软件选型硬件配置清单等表格。

X公司是服务于客户与航空公司、轮船公司之间的国内货运代理公司，其服务的内容是为客户代办托运、报关手续。建立X公司管理信息系统的目的是缩短货运周期，提高服务质量和增强竞争力量。1、网络建设需求(1)提供信息通道。X公司网络信息系统连接该公司在全国的28个城市的分公司和办事处，要求提供通信通畅，无断点、无瓶颈的信息通道。案例:X公司的网络系统设计(2)提供Internet信息服务。在总公司/北京分公司设一主出口，与因特网联网。在Internet上，建立公司的WWW主页，提供E－mail、Telnet、FTP、WWW等信息服务功能。(3)提供智能化电子邮件功能。能使网上用户通过电子邮件相互访问，并能够通过总部的Internet电子邮件网关与国外进行电子邮件通信。(4)提供全局命名服务功能。全网统一的名字服务系统可方便网络管理与使用。(5)提供信息安全功能。在企业网范围内提供信息的安全保密功能，不仅能控制用户对网络和文件访问，还能对网上的所有资源提供保护，对非法入侵者进行防范和跟踪。案例:X公司的网络系统设计2、网络系统设计

系统设计的出发点是为用户提供一个既切合实际又具有扩展升级能力的方案，使用户能够获得最大的经济效益。在设计中遵循了以下原则：A.切实可行：符合当今通信技术的发展现状，能够利用所有成熟的通讯手段灵活地构造网络系统。B.开放性：遵循主流的接口规范和协议标准，不基于特定机型、操作系统或厂家的体系结构，从而保证将来系统扩展与升级以及与其它系统互联的方便可行，避免"今天的投资成为明天的浪费"。案例:X公司的网络系统设计(续)C.整体优化：不片面追求单机、子系统的高性能，而是以保证子系统有较高的整体性能为目的，整个系统在用户界面上应是一个透明的完整体。D.技术先进：所选的技术与设备应是成熟的，先进实用，稳定可靠。E.设计周密：操作系统及网络结构应充分考虑到将来联网的要求。案例:X公司的网络系统设计(续)案例:X公司的网络系统设计(续)3、X公司企业网系统由局域网系统、区域网系统、广域网系统三个层次组成。(1)广域网系统①总部是整个广域网系统的信息枢纽，设有全网络系统的主数据库，被所有分公司、代理和办事处访问与共享。总部与CHINAPAC，Internet，PSTN等都有直接的连接。在总部设有通往Internet的出口。②大多数分公司与总公司连接，各分公司之间的连接都通过CHINAPAC进行，一些较为重要的分公司与总部通过DDN数字专线连接。③在总部设有网络管理工作站，通过中心一套基于PC的网管软件，对整个企业网中所有的路由器进行管理和性能监控，从而提高网络的可维护性与可靠性。案例:X公司的网络系统设计(续)案例:X公司的网络系统设计(续)(2)区域网系统由于X公司的某些分公司其下属的多个业务部门往往不在一个建筑物内，而是分布在一个城市的不同地区，所以需要进行区域网建设。这些业务部门有的组建规模不同的局域网，通过分组交换网或DDN专线互联；有的小营业点，采用单台PC拨号上网的方式与分公司通信。

(3)局域网系统根据X公司各分公司规模的不同，其局域网的建设方案分为A、B、C、D四种。A类：A类局域网采用交换式局域体系结构，具有局域网网管功能和较强的广域网连结能力。选用交换式集成器3COMLinkSwitch2200作为局域网的枢纽。选用3COM的LinkBuilderFMSManagementModule实现网络管理功能。选用Cisco公司的中档路由器Cisco4500作为广域网的接入设备。案例:X公司的网络系统设计(续)B类：B类方案采用传统的共享式以太网结构。选用可堆叠式的集线器作为网络连接设备，使网络易于扩展，保护现有投资。选用Cisco2501作为广域网的接入设备。比较大的分公司采用这种方案。C类：C类方案在局域网构成上与B类方案相似。其广域接入设备采用更低档的Cisco路由器Cisco1005。采用这种方案的主要是那些本地需建小型局网的分公司。D类：D类方案采用单机形式，无局域网设备，无路由器。通过PC计算机上的串口资源或广域网卡与其他分公司进行数据交换。业务规模较小的分公司和一些办事处采用D类方案。案例:X公司的网络系统设计(续)二、代码设计代码，是用来代表事物名称、属性、状态等的符号和记号。以简短的符号形式代替了具体的文字说明。代码设计的任务:设计出一套供管理信息系统开发和运行所需的代码系统。

(一)代码的作用便于录入节省存储空间，提高处理速度便于计算机识别和处理提高数据标准化程度提高处理精度

(二)代码系统具有的特点唯一性：每个代码都仅代表唯一的实体或属性；通用性：表示采用已有的国家标准通用化码（标准化）；可扩充性：当增加新的实体或属性时，直接利用原代码扩充，而不需要变动代码系统；简洁性：如果代码太长会影响所占存贮空间，输入输出速度，以及输入时的出错率，应尽量减短；系统性：代码要有规律，逻辑性强，即便于计算机处理，也便于识别，记忆和人工处理的使用；可修改性：当系统条件发生变化时，代码应容易进行修改。(三)编码的分类1.顺序编码：用连续数字代表编码对象,如：张平的职工号为0001；李立为0002等优点：简单，易追加；缺点：可识别性差，无逻辑性。2.区间编码：代码分为组，每组具有一定的含义，如某大学的学生代码**

**

**，前两位代表年级编号(大分类)，中间两位代表专业及班级编号(中分类)，后两位代表学生在班上的编号(小分类)。优点：分类明确，每层之间有严格的隶属关系，容量大；缺点：位数多。3.字母编码：用具有特定意义的字母代表某一类项目。如：“TV”：电视，“CM”厘米优点：可用汉字拼音或英语联想帮助记忆；缺点：位数多，处理不便，易产生重复。4.组合编码：用上述编码组合而成。按位编码和顺序码组合：学号01164015按字线码和数字码组合：汽车号闽C-1002

(三)编码的分类(续)(四)代码设计的原则选择最小值要适合计算机处理要便于使用要具有系统性、通用性和可扩展性代码标准化

(五)代码的校验

校验：

为了保证关键代码输入的准确性、减少输入错误，有意识地在编码设计的基础上，通过事先规定的某种数学方法，计算出校验码，附加在编码之后，作为编码的一部分。输入时与代码一起输入，此时计算机会用同种数学方法，输入代码进行数学计算，并与所输入的代码进行比较，以校验是否正确，并发现错误。

代码输入时常见的错误抄写错误易位错误双位错误随机错误1．将代码(Ci)各位乘以权因子(Pi)，求出各位的积:C1P1，C2P2，...CnPn

2．求出加权和:S=C1P1+C2P2+...+CnPn

3．以称为模的常数M除和，求出余数R即R=SmodM

4．把模M减去余数R作为校验位,J=M-R

当J为10、11、12…时，其校验位码为A、B、C…；确定校验位的方法校验码例子原代码1238，权因子为质数法，模M=10，以J=M–R为校验码，设计出其校验码。2.S=11+14+15+24=64原编码：1238权因子：11753111415241.R=SMODM=64MOD10=44.J=M–R=10-4=6原代码加校验码：12386思考原代码12345，权因子为2的位数法：2，4，6，8，10，模M=11，以J=M–R为校验码，写出校验码的设计过程。三、对话设计

1、对话设计的原则：“用户友好”

对话界面要美观、醒目；提示要清楚、简单，不能有二义性；要便于操作和学习，有帮助功能；能及时反馈错误信息等。三对话设计(续)2实现用户友好的三个要点:树立用户第一的观点实现界面友好的工作必须融于系统开发的全过程采用软件开发技术改善界面友好性

三对话设计(续)3对话设计的基本类型菜单：用菜单方式使整个界面清晰，简洁；图像：在用户界面中，加入丰富多彩的画面能够更形象地为用户提供有用的信息，达到可视化的目的；对话框：在系统必要时，显示于屏幕上的一个矩形区域内的图形和正文信息，通过对话框实现用户和系统之间的联系；窗口：通过窗口显示观察其工作领域全部或一部分内容，并可对所显示的内容进行各种系统预先规定好的正文和图形操作。下拉式菜单、瀑布式菜单瀑布式菜单弹出式菜单图标式菜单四、输入/输出设计输出设计输入设计输入/输出设计的标准应尽量减少汉字的输入。屏幕显示应尽量直观、逼真。输入数据时应尽量采用选择的方式。有较强的检错和容错能力。具有一定的数据恢复能力。具有完善的帮助系统。界面风格应当尽量向标准化靠近。

(一)输出设计用户所需的信息、报表都要由系统输出完成.输出设计工作主要包括：确定输出方式确定输出的类型与内容进行输出格式的设计1、输出方式的选择输出方式应根据输出信息的要求，信息量的大小、输出设备的限制等备件来决定。一般有：显示输出打印输出图形输出2、输出的类型与内容输出类型的确定输出有外部输出和内部输出之分，内部输出是指一个处理过程（或子系统）向另一个处理过程（或子系统）的输出；外部输出是指向计算机系统外的输出，如有关报表、报盘等。输出设备与介质的选择输出设备有打印机、磁带机、磁盘机、光盘机等，输出介质有打印纸、磁带、磁盘等。输出内容的设计输出内容的设计包括输出内容的项目名称、项目数据的类型、长度、精度、格式设计、输出方式等。2、输出的类型与内容3、输出格式设计的注意点报告应注明名称、标题、日期、图号；尽量将相类似的项目归纳在一起；尽量将位数相同的项目归纳在一起；当一行打印的位数有多余时，项目与项目之间的空格可以加大，使布局合理、醒目；（5）决定数据位数时，要考虑编辑结果的最大数（包括货币符号、逗号所占的位数）；（6）字符从左对齐，空格和数字从右对齐；（7）注意“0”和空格的含义；（8）“合计”要醒目；（9）打印时，应把已代码化的名称复原，以求一目了然；3、输出格式设计的注意点(二)输入设计输出信息的正确性很大程度取决于输入信息的正确性和及时性。因此，必须科学地进行输入设计，使之正确地、及时地、方便地收集信息、录入信息。

输入设计工作主要包括：

输入数据的分析与内容的确定输入方式及设备的选择输入数据的格式设计输入数据的检验方法1、输入设计的原则在保证处理需求的前提下尽量减少输入量，输入过程尽量简单方便（如减少汉字输入、条形码扫描输入），输入界面友好，在输入数据时要采取有效措施，减少输入错误。2、输入方式键盘输入OCR或OMR输入媒体化后成批输入联机输入

3、输入设计的步骤1)分析与确定输入数据的内容根据处理要求来确定的，包括确定输入数据项的名称、数据类型、位数和精度、数值范围及输入处理方式。2)确定数据的输入方式

数据输入的类型有外部输入(如键盘输入、扫描仪、磁盘导入等)和计算机输入(网络传送数据等)，输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光电阅读器、光笔、磁盘、磁带、网络传输等。3)设计输入数据的记录格式输入格式要尽量与原始单据格式类似，屏幕界面要友好，数据输入格式有录入式、选择式（如：单选、列表选择）等，屏幕格式有简列式、表格式、窗口编辑方式等。

3、输入设计的步骤(续)4)对输入数据的正确性检验设计

常用的检验的方法有:重复录入校验、视觉校验（如代码输入时，屏幕立即显示出代码的相关信息以方便校验）、数据类型格式范围校验、分批数据汇总校验、加检验位校验、平衡校验等。3、输入设计的步骤(续)思考用户输入某事物的代码后，计算机能自动地在屏幕上显示出该事物的名称请你说明实现以上功能的原理五、数据库设计数据库概述数据库设计步骤概念设计方法逻辑设计方法(一)数据库概述1、数据库系统数据处理：指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和。数据管理指的是对数据的进行分类、组织、编码、存储、检索和维护等，它是数据处理的中心问题。随着计算机软硬件技术的发展，经历了从手工管理到文件系统、数据库系统等阶段1、数据库系统1)相关术语数据库DB长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据的集合由DBMS统一管理，多用户共享数据库管理系统DBMS系统软件，对数据库进行统一管理和控制数据库系统带有数据库的整个计算机系统，包括硬件、软件、数据、人员2)数据库的发展

数据库系统是在文件系统的基础上发展起来的。早期的数据处理系统是由大量的文件构成的。这些文件的数据面向应用，一个文件对应一个或几个应用程序，数据冗余度大；不便于多用户共享；对数据的维护也非常困难；而且要修改数据时，要多处去改动，容易造成数据的不一致性；文件不便扩充；不能表述复杂的数据模型。随着数据量增大，共享性要求高，再加上软磁盘的问世，传统文件系统已不能适应要求，因此产生了数据库。1、数据库系统(续)1、数据库系统(续)3)数据库的主要特征数据的共享数据结构化数据反映了客观事物间的本质联系，而不是着眼于面向某个应用，是有结构的数据。这是数据库系统的主要特征之一，与文件系统的根本差别。数据的独立性最小的冗余度数据的安全性数据的完整性并发控制现实世界信息世界数据世界个体：一个实际存在且可识别的事物实体：具体描述的客观事物记录总体：同一类个体的集合；实体集：具有相同性质的实体文件特征项：个体的特征；属性：实体的属性数据项标识特征项：能够标识的特征项；标识属性：能够唯一表示实体的属性关键字2、现实世界、信息世界和数据世界的关系2、现实世界、信息世界和数据世界的关系(续)加工转换实体集实体相关属性集合数据库记录相关属性集合客观事物事物相关属性集合认识选择描述现实世界信息世界(概念模型)数据世界(数据结构模型)认识、抽象关系1(属性1，属性2，…)；关系2(…)；…

转换3、概念模型概念模型即实体-关系模型，其具有三种基本成份:实体、关系(联系)和属性。用E-R图来表示。3、概念模型(续)1)基本概念实体(Entity)：客观存在并可相互区分的事物叫实体。如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论。属性(Attribute)：实体所具有的某一特性。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如，学生可由学号、姓名、年龄、系、年级等组成。域(Domain)：属性的取值范围。例如，性别的域为（男、女），月份的域为１到１２的整数。3、概念模型(续)1)基本概念(续)实体型(EntityType)：实体名与其属性名集合共同构成实体型。例，学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年级）。注意实体型与实体（值）之间的区别，后者是前者的一个特例。如(9808100，王平，21，男，计算机系，2)是一个实体。实体集(EntitySet)：同型实体的集合称为实体集。如全体学生。3、概念模型(续)1）基本概念(续)联系(Relationship)：实体之间的相互关联。如学生与老师间的授课关系，学生与学生间有班长关系。联系有一对一、一对多、多对多三种不同类型。联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系，每个选课联系都有一个成绩作为其属性。同类联系的集合称为联系集。元或度（Degree）：参与联系的实体集的个数称为联系的元。如学生选修课程是二元联系，供应商向工程供应零件则是三元联系。3、概念模型(续)1）基本概念(续)码(Key)：能唯一标识实体的属性或属性组称作候选码。从所有候选码中选定一个用来区别同一实体集中的不同实体，称作主码。一个实体集中任意两个实体在主码上的取值不能相同。如学号是学生实体的码。通讯录（姓名，邮编，地址，电话，Email，BP）2)E-R图矩形框实体菱形框联系椭圆形框实体和联系的属性直线相互联系的实体之间以直线连接，并标注联系类型3、概念模型(续)基本Ｅ-Ｒ图符号学生课程选修学号姓名系别课程名先修课主讲老师成绩用矩形表示实体集，在框内写上实体名用椭圆表示实体的属性用无向边把实体与其属性连接起来用菱形表示实体间的联系将参与联系的实体用线段连接例：学生选修课程nm标注联系类型码在E-R图中的表示表示要点：实体集属性中作为主码的一部分的属性用下划线来标明。学生课程选修学号姓名系别课程名先修课主讲老师nm实体间的不同联系系主任负责系11班级包含学生1N产品组成零件MN一对一联系一对多联系多对多联系4、数据模型数据模型：对客观事物以及它们之间的联系的数据组织；它描述了数据库中记录间关系的数据结构方式。一般理解为数据结构模型。数据模型有三种层次模型网状模型关系模型1)层次模型用树形结构表示实体类型及实体间联系有且仅有一个结点无双亲(树根)

其它结点有且仅有一个双亲(1:1,1:n无法表示m:n联系)系教研室学生教师

2)网状模型用有向图（网络）结构表示实体类型及实体间联系有一个以上的结点无双亲(可以多根);至少有一个结点有多于一个的双亲;两个结点之间可以有两种或多种联系(n:m)。学生宿舍教研室学生系教师3)关系模型用数据的二维表格来描述实体与实体间的联系。表中每一项须是基本项(初等项);表中每一列必须有相同的数据类型;每一列须有段名，且同一表格中段名不重复;表中不能有相同的行(即不能有相同的记录);行列的顺序均不影响表中信息的内容。学号姓名成绩等级备注00001王一86良好侨生00002丁二92优秀00003张三67及格利用关系数据库描述一对一关系利用关系数据库描述一对多关系利用关系数据库描述多对多关系4)三种数据模型的比较(二)数据库设计的步骤1、数据需求分析在系统分析时画出DFDDD的所有条目提供实体分析对象以及实体之间的联系。2、概念模型设计用概念模型将用户的数据要求明确地表达出来。用E-R图表示。3、逻辑结构设计将概念模型（E-R模型）转换为与选用的数据库管理系统所支持的数据模型相符的逻辑数据模型。(二)数据库设计的步骤(续)

4、物理设计对数据库在物理设备存贮和存贮方法上的设计。包括：

确定数据的存储结构存取路径的选择和调整确定数据存放位置确定存储空间分配确定数据的安全性(二)数据库设计的步骤(续)(三)概念设计方法设计步骤:

1．划分和确定实体

DFD和DD中的数据存储、数据结构可作为确定实体时考虑的对象2．划分和确定关系

3．确定属性

4．画出E-R模型

(四)逻辑设计方法1、将概念模型(即E-R模型)转换为与选用的数据库管理系统所支持的数据模型相符的初始的逻辑数据模型。2、对数据模型进行下列几步的改进： ·

规范化； ·适应ＤＢＭＳ限制条件的修改 ·对性能、存储空间等的优化

1、转换策略

在E-R模型中有实体和联系两类元素，用关系模型中的二维表来表示。1)一个实体用一个二维表来表示，实体的所有属性就是表的属性，实体的码就是表的码。

2)一个m:n联系用一个二维表来表示，与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均成为此表的属性。而表的码为联系相连的各实体的码的组合。1、转换策略(续)1、转换策略(续)学生选修课程例如:

mn学生(学号，姓名，籍贯)课程(课程号，课程名)选修(学号，课程号，成绩)3)一个1:n联系可以转换为一个独立的二维表，与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均成为此表的属性。而表的码为联系相连的n端实体的码。另一种方法是并入n端实体，即在n端实体的表中增加1端实体的码。后一种方法较好。1、转换策略(续)1、转换策略(续)学生属于班级例如:

1n学生(学号，姓名，籍贯，班级号)班级(班级号，班级名)外码4)一个1:1联系可以转换为一个独立的二维表，与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均成为此表的属性。每个实体的码均是该表的码。另一种方法是并入任一端实体，即在该端实体的表中增加另一端实体的码和联系本身的属性。后一种方法较好。1、转换策略(续)1、转换策略(续)班主任负责班级例如:

11班主任(职工号，姓名，性别，班级号)班级(班级号，班级名)外码或，班级(班级号，班级名，职工号)4)对三个以上实体间的多元联系，以及同一实体集的实体间的自联系，根据相同的转换规则，按联系的不同类型进行相应的转换。1、转换策略(续)1、转换策略(续)讲授课程例如:

mn课程(课程号，课程名)教师教材p教材(书号，书名)教师(职工号，姓名，性别)讲授(课程号，书号，职工号)1、转换策略(续)例如:

n教师教师(职工号，姓名，性别，系主任号)负责1思考n零件转化成几个二维表？每个二维表的属性由什么组成？装配m转换n零件装配m装配(零件号，子件号)零件(编号，名称，规格)1）逻辑结构的规范化规范化是关系数据库设计的重要理论。借助规范化方法来设计数据存储的结构，并力求简化数据存储的数据结构，提高数据的可修改性、完整性和一致性。规范化：以关系模型为背景，以关系理论为基础，在一个关系模型的数据结构中，没有出现重复的数据主项即为规范化。2、逻辑数据模型的改进——

规范化理论2）关系数据库规范化所有非平坦数据结构分解为二维表方式并指定关键字——第一范式当关键字不止一个属性时，必须确保每个非关键字属性完全函数依赖于整个关键字——第二范式所有非关键字属性彼此独立——第三范式2、逻辑数据模型的改进——

规范化理论(1)规范化形式第一范式如果在一个数据结构中没有重复出现的数据项或空白值数据项，就称该数据结构是规范的。任何满足规范化要求的数据结构都称为第一规范形式，记为1NF。例：不规范转为规范职工号姓名性别出生日期简历工作日期工作单位职务.........不规范转换职工号姓名性别出生日期工作日期工作单位职务职工基本情况职工简明表关键字：职工号如果一个规范化的数据结构的所有非关键字数据项完全函数依赖于它的整个关键字，则称该数据结构是第二范式的，记为2NF。转化为第二范式的方法是：对于若干个关键字由若干个数据项组成的数据结构，必须确保所有的非关键字数据元素依赖于整个关键字。即去掉部分依赖关系，把它分解成若干个都是2NF的数据结构。

第二范式部分依赖：假设ABC分别是同一个数据结构R中的三个元素或分别是R中若干个数据元素的集合。C依赖于AB的子集，则称C部分依赖于AB。否则，称为C完全依赖于AB。

AB->C，A->C则AB->C例如，（学号，课程号）->成绩（学号，课程号）->姓名第二范式(续)ppf例：第一范式转为第二范式材料供应商库存的关系如下：材料编号材料名称规格供应商名称供应商地址价格库存量库存占用资金关键字：材料编号+供应商名称材料名称、规格、供应商地址不完全依赖于关键字，不是2NF例：第一范式转为第二范式分解成三个2NF的数据结构材料编号*供应商名称*价格库存量库存占用资金材料编号*材料名称规格供应商名称*供应商地址1.材料库存2.材料库存3.供应商如果一个数据结构中任何一个非关键字数据项都不传递依赖于它的关键字，则称该数据结构是第三范式的，记为3NF。

传递依赖：假设ABC分别是同一个数据结构R中的三个元素或分别是R中若干个数据元素的集合，如果C依赖B，而B依赖于A，那么C自然依赖于A，即称C传递依赖A。

A->B，B->C则A->(传递)C去掉传递依赖关系，就是3NF。第三范式例：第二范式转为第三范式因为价格与库存量、库存占用资金都是非关键字，但库存量依赖于价格和库存占用资金，所以非3NF.上例转为第三范式：去掉多余的“库存占用资金”，而在程序中加以解决即可。材料编号*供应商名称*价格库存量材料编号*材料名称规格供应商名称*供应商地址1.材料库存2.材料库存3.供应商(2)数据结构规范化设计的步骤非规范化的数据（有重复的数据）1NF（没有重复的数据）2NF（所有的