第六章 管理信息系统的系统设计

第六章管理信息系统的系统设计1系统设计概述2系统总体设计3代码设计和设计规范4计算机处理过程5系统设计说明书前导案例PVGSHA

？前导案例机票标识不清误人，航空公司被判赔偿

2003年4月，上海市徐汇区法院对中国首起因航空公司机票标识不清而导致误机的赔偿案件做出了一审判决：被告中国南方航空股份有限公司退还乘客原告杨艳辉女士机票款770元，赔偿80元。同时，法院还向有关主管部门提出司法建议，对今后出售的机票加以文字规范。

上海有浦东和虹桥两个机场，而航空公司的机票却仅用英文标示。“PVG”代表前者，“SHA”代表后者。但这一标识并非所有旅客都知道。原告杨女士在民惠售票处购买了1月30日下午4时10分南方航空公司班机从上海飞往厦门的9折机票，登记地点是“PVG”。杨女士误认为国内航班的登记地点是虹桥机场，可当她赶至虹桥机场时，却被告知走错了地方，应在浦东机场登机。此时，她再转乘登机为时已晚，最后花了850元买了当日下午一航班的全价机票抵达厦门。原告认为，机票不用本国文字清楚标示，只用英文代号标明机场，侵犯了她的知情权；被告南方航空公司和代理商民惠航空服务有限公司没有履行告知、通知的义务。她要求南方航空公司和售票单位退还误机废票款770元，并赔偿误机各项损失700元。民惠公司辩称，按照中国民航总局有关规定，所有机票代理商均应使用国家统一的一套BSP打印系统出票，这套打印系统只能打上英文标示，自从上海有了两个机场，就统一用“PVG”和“SHA”分别表示浦东机场和虹桥机场，原告在购票时没有向出票方询问，误机是自身疏忽造成的。法院认为：客票是客运合同成立的凭据，应当载明出发地、目的地、航次等内容。上海有两大机场人尽皆知，但两个机场的代码为SHA、PVG并非一般人所熟知。本案中，该客运合同的主体是第一被告南方航空，作为承运人和出票人，在出售机票的时候，应当有义务使用通用文字，或以其他方式作明确说明。故南方航空应承担疏忽告知的过错责任，参照误机处理办法全额退票。而本案的另一被告民惠公司并非客运合同的主体，故杨女士要求民惠承担退票、赔偿责任，法院不予支持。1系统设计概述系统分析系统设计系统实施1系统设计概述1.1任务1.2内容1.3原则1.4依据1.5开发线路比较1.1任务

逻辑模型：需求模型物理模型：解决方案的模型做什么怎么做科学合理地提出从具体到抽象从抽象又回到具体系统分析系统设计1.2系统设计的内容（主要工作）（1）系统总体框架设计：包括流程图设计，功能结构图设计和功能模块图设计等。（2）系统物理配置方案设计：系统平台设计，包括设备配置。通讯网络的选择和设计以及数据库管理系统的选择等。（3）代码设计和设计规范的确定。（4）计算机处理过程设计：包括输入输出设计、处理流程图设计、数据库或数据文件设计、模块内部的算法设计以及编写程序设计说明书等。（5）最后写出系统设计报告。1.3原则系统性可靠性经济性MIS灵活性MIS设计原则指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力代码统一、设计规范标准、数出一处、全局共享、一次输入得到多次利用环境适应性模块的独立性尽可能减小系统的开销1.4信息系统设计的依据1.系统分析成果系统分析的成果是系统设计的主要依据，系统设计是系统分析的继续，系统设计人员必须严格执照系统分析阶段的成果——“系统说明书”所规定的目标、任务和逻辑功能进行设计工作。对系统逻辑功能的充分理解是系统设计成功的关键。2.现行技术主要指可供选用的计算机硬件技术、软件技术、数据管理技术以用数据通信与计算机网络技术。3.现行的信息管理和信息技术的标准、规范和有关法律制度。4.用户需求系统的直接使用者是用户，进行系统设计时应充分尊重和理解用户的要求，特别是用户在操作使用方面的要求，尽可能使用户感到满意。5.系统运行环境新系统的目标要和现行的管理方法相匹配，与组织的改革与发展相适应，要符合当前需要，适应系统工作环境。其中包括基础设施的配置情况、直接用户的空间分布情况、工作地的自然条件及安全保密方面的要求，现行系统的硬、软件状况和管理与技术环境的发展趋势，在新系统的技术方案中要尽可能保护已有投资，又要有较强的应变能力，以适应未来的发展。1.5信息系统开发的路线比较

专门开发一个信息系统购买商品软件1.5信息系统开发的路线比较1、两条路线都需要系统规划、分析工作。

2、专门开发的方式需要用户、开发商合作走完系统设计、系统实施的整个过程；而购置商品软件的方式通常不需要系统设计阶段，因为系统设计工作早在软件供应商制作出商品软件之前就完成了。系统设计的步骤总体设计阶段详细设计阶段

划分子系统；机器设备（软、硬件）的配置数据的存储规律以及整个系统实现规划等进行合理的安排。具体的代码设计、输入输出设计、信息分类和数据库设计、功能模块设计。总体设计阶段需要进行系统模块结构的设计，将一个大系统分成不同层次、多个模块组成的系统。详细设计阶段，给出每个模块实现的细节，并对模块的输入、输出和处理过程作详细的描述。2.1系统总体设计的原则模块化

模块化设计在系统设计过程中有着广泛的应用，进行模块化设计的好处有：一方面，降低了系统的复杂性，便于修改；另一方面，推动了系统各个部分的并行开发，提高了软件的生产效率。

抽象

即抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节。抽象的思想在软件开发中起着重要作用。分解—协调原则整体和部分功能的考虑，要根据系统总体要求协调各部分的关系。自顶向下的原则

抓住系统总的功能目标，然后逐层分解，即先确定上层模块的功能，再确定下层模块的功能。2系统总体设计2.2结构化设计方法结构化设计方法是1974年由美国IBM公司的W.Stevens等人首先提出的。其基本思想是采用分解的思想，将系统设计成由相对独立、功能单一的模块组成的结构。自顶向下、逐层分解，把系统划分为若干子系统，子系统又划分为若干功能模块，模块又划分为子模块，层层划分直到相对独立、功能单一的独立程序为止。最后构造出模块结构图。模块结构图：模块结构图又称控制结构图或系统结构图，它是反映模块层次分解关系、调用关系、数据流和控制信息流传递关系的一种重要工具。模块结构图由模块、调用、数据、控制信息等基本符号组成。

2.3模块结构设计模块把一个系统分解成若干彼此独立，且又具有一定联系，能够完成某个特定任务的组成部分。这些组成部分就称为功能模块，简称模块。一个模块的规模可大可小。它可以是一个程序，也可以是程序中的一个程序段或一个函数、过程或子程序。模块是模块结构图中最基本、最主要的元素。模块结构图基本符号

模块调用数据信息控制信息20/87模块的调用关系甲乙乙丙甲乙丙丁甲a)调用b)判断调用c)循环调用数据用带空心圆的箭头表示传送的数据，并标上数据名，箭头的方向为数据传送的方向。

查职工

读人事

职工号

简历数据控制信息

查职工

读人事

用带实心圆的箭头表示控制信息，并标上信息名，箭头的方向为传送的方向。

职工号

简历数据无此职工2.4模块化

模块化：把系统划分为若干个模块，每个模块完成一个特定的功能，然后将这些模块汇集起来组成一个整体，完成指定功能的一种方法。

优点：使整个系统设计简易、结构清晰，可读性、可维护性强，提高系统的可行性,同时也有助于管理信息系统开发和组织管理。

度量标准：模块之间的耦合性（块间联系）模块自身的聚合性（块内联系）2.4.1块间耦合

块间耦合：系统内不同模块之间互联程度的度量。模块间的耦合度越低，模块的独立性越好。形式有：数据耦合控制耦合公共耦合内容耦合数据耦合两个模块之间通过数据交换信息，且每一个参数均为数据。

开发票计算水费单价数量金额控制耦合

两个模块之间，一个模块通过开关量、标志、名字等控制信息，明显地控制另一模块的功能。开发票计算水费或电费水费/电费

金额控制耦合（续）

把控制耦合转化为数据耦合水费计算水费计算电费开发票电费公共耦合模块之间通过一个公共的数据区域传递信息。A公共数据区BC内容耦合一个模块需要使用另一个模块的内部信息，或者转移进入另一个模块中时，这种联系方式则称为内容耦合。内容耦合方式是改进模块时发生连锁错误的主要来源。块间耦合遵循下列原则模块间尽量使用数据耦合；必要时才采用控制耦合；限制公共耦合的范围；坚决避免使用内容耦合。2.4.2块内聚合

块内聚合：衡量模块内各组成部分的凝聚程度。模块内的聚合度越高，模块的独立性越好。形式有：

功能聚合顺序聚合通讯聚合过程聚合时间聚合逻辑聚合偶然聚合2.4.2块内聚合

功能聚合：模块内部各组成部分全部为执行同一功能而结合为一个整体。一般来说，模块名字只由一个动词和一个名词组成，只由一个明确的任务，则为功能聚合：编制库存报表。顺序聚合：模块内部各组成部分，前一部分处理动作的输出是后一部分处理动作的输入。如：工资数据输入、工资计算、公司打印作为一个模块。通信聚合：模块内部各组成部分的动作都使用相同的输入或产生相同的输出。如报表生成模块可以生产日、周、月报表，但同时使用了一个数据——日产量。2.4.2块内聚合

过程聚合：模块内部各组成部分的动作彼此间无关系，但必须以特定的顺序执行。如账务处理系统分为账务处理和账务生成两个模块，两模块同时需要查询功能，则将查询抽取为一个独立模块。时间聚合：模块内部各组成部分的动作的动作必须在同一时间执行。如初始化的过程中要进行变量清零、打开文件等操作。逻辑聚合：模块内部各组成部分在逻辑上具有相似的处理动作，但功能上、用途上却彼此无关。如每个子系统都有输出的功能，将所有输出功能作为一个模块。偶然聚合：模块内部各组成部分之间无关系或关系松散。为了节省空间而凑在一起。2.5从数据流程图导出初始结构图

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。转换方法是建立在数据流程图(DFD)与模块结构图(MSC)之间关系的基础上的。

2.5.1数据流程图的结构类型

（1）变换型DFD

一个数据流程图可以明显地分成输入、处理和输出三部分。（2）事务型DFD

事务型数据流程图一般呈束状形。（1）变换型DFD输入信息物理输入格式检查处理显示正确信息结果物理输出数据变换中心输出逻辑输入逻辑输出输入（2）事务型DFD事务中心接受路径动作路径…2.5.2转换策略（1）以变换为中心的设计

步骤：找出主加工、逻辑输入和逻辑输出设计模块结构的顶层和第一层设计中、下层模块（1）以变换为中心的设计1格式检查3产生收据2计算汇费4记账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（1）以变换为中心的设计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（2）以事务分析为中心的设计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中心（2）以事务分析为中心的设计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2.6优化设计

将初始结构图根据模块独立性原则进行精化，对模块进行合并、分解修改、调整，得到高内聚、低耦合模块，得到易于实现、易于测试和易于维护的软件结构，产生设计文档的系统最终结构图。2.7系统总体布局信息系统的总体布局是指系统软、硬件及数据资源在空间上的分布特征。从集中程度看：1、集中式系统：硬件、软件及数据资源在空间上集中配置的系统。2、分布式系统：利用计算机网络，将不同地点的硬件、软件及数据资源联系在一起实现相互通信和资源共享的系统。基于计算机网络的分布式系统，出现了不同的模式（1）客户机/服务器（Client/Sever）模式（2）浏览器/服务器（Brower/Server）模式2.8系统总体结构设计目标功能A功能B功能N……子系统功能B1功能B2功能B3子子系统2.8系统总体结构设计

结构化系统设计就是按照系统功能把一个复杂、抽象的系统分解成简单、具体的模块，这些模块规模相对较小、功能单一，也易于编程实现和修改。这种按照自顶向下逐步分解、逐步求精的思想分解所得到的系统模块层次结构图称为层次结构图，又称为H图。例：H图3代码设计图书馆管理：借阅证（J72157）、图书（D035.141）驾照申领管理：牌照号（渝AC5316）、机动车驾驶证号教学管理：课程号（10031）、学号11006010437……代码是代表事物名称、属性、状态等的符号，为了便于计算机对信息的处理，一般用数字、字母或它们的组合来表示。使用代码的理由：A、唯一性：代码是鉴别编码对象的唯一标志，还进一步提供了序化对象的可能性；B、规范化：可以反映客观事物的类属特性C、可识别化：代码是人和计算机的共同语言，是两者交换信息的工具。

3.1代码的概念3代码设计3.2代码的种类

1．顺序码（系列码）连续的数字或字母代表编码对象如：张平的职工号为0001；李立为0002等；优点：简单，位数少，易追加，易管理；缺点：可识别性差，无逻辑性。2．区间码（分组码）按区间划分代码，码中的值和位置都有一定的含义如珠海学院学生学号090801071016（年级，管院，专业编号，班级，10+班级序号）241094102241094301优点：可靠性高，信息处理方便（排序、分类、检索等）；

缺点：码长依赖分类属性，冗余较大，码的维修比较困难。3.2代码的种类

1位数字校验码×××××××××××××3位数字顺序码：奇数为男性，偶数为女性8位数字出生日期码×××××××5位数字出生地地址码2、区间码（续）居民身份证：4405821989110500931-2：所在省市13-14：日3-4：所在地区15-16：户口所归属的派出所5-6：所在县区17：性别7-10：年18：校验码11-12：月3.2代码的种类

3、层次码

也是区间码。层次码以编码对象集合中的层次分类为基础，产生的连续且递增的组（类）形式的代码。第三层代码第二层代码第一层代码×××××××××例：01中国

-0101山东

-010101济南

-010102临沂

-010103青岛

-0102广西

-010201南宁

-010202桂林4．助记码：用具有特定意义的字母代表某一类项目如：“TV-C-34”

表示34英寸彩色电视机；“TV-B-12”

表示12英寸黑白电视机。优点：可用汉字拼音或英语联想帮助记忆；缺点：处理不便，易产生重复。例：MIS——管理信息系统黏膜免疫系统台湾军情系统金属绝缘层半导体结构少女组合Mis

。。。。。。

3.2代码的种类

小常识：车牌号：福建省（闽）

闽A

福州，闽B

莆田，闽C

泉州，闽D

厦门，闽E

漳州，闽F

龙岩，闽G

三明，闽H

南平，闽J

宁德，闽K

省直机关，O则是全国统一的,都是公安系统的牌照，WJ武警，闽AF福州市直机关。“闽K”牌照：大家一般会认为这是省直机关的车。不过据观察，“闽K”牌照的使用范围要更广泛：首先，福州的省属高校也是挂“闽K”牌照，例如：福大、师大、农大等；

其次，福州的省属医院也是挂“闽K”牌照，例如：省立、协和、附一等；

这就是说，除了省直机关，省直事业单位也是挂“闽K”牌照。

此外，还发现几家国有银行的省分行也是挂“闽K”牌照，

3.3代码的校验

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。3.3代码的校验——例

1地址码2生日码3顺序码地址码所标识的区域范围内，对同年、月、日出生的人员编定的顺序号。其中第十七位奇数分给男性，偶数分给女性。4校验码按照ISO7064:1983.MOD11-2校验码计算出来的检验码。作为尾号的校验码，是由号码编制单位按统一的公式计算出来的，如果某人的尾号是0-9，都不会出现X，但如果尾号是10，那么就得用X来代替，因为如果用10做尾号，那么此人的身份证就变成了19位，而19位的号码违反了国家标准，Ⅹ是罗马数字的10，用X来代替10，可以保证公民的身份证符合国家标准。3.3代码的校验——例

1、将前面的身份证号码17位数分别乘以不同的系数。从第一位到第十七位的系数分别为：7－9－10－5－8－4－2－1－6－3－7－9－10－5－8－4－2。2、将这17位数字和系数相乘的结果相加。3、用加出来和除以11，看余数是多少？4、余数只可能有0－1－2－3－4－5－6－7－8－9－10这11个数字。其分别对应的最后一位身份证的号码为1－0－X－9－8－7－6－5－4－3－2。5、通过上面得知如果余数是2，身份证的最后一位号码就是罗马数字x。如果余数是10，就会在身份证的第18位数字上出现的是2。4计算机处理过程

概述用户需求分析概念结构设计逻辑结构及物理结构设计数据库实施、运行和维护4.1数据库设计数据库设计是指在现有数据库上建立数据库的过程，它是管理信息系统的重要组成部分。

数据库设计的内容是：对于一个给定的环境进行符合应用语言的逻辑设计，以及提供一个确定存储结构的物理设计，建立实现系统目标，并能有效存储数据的数据模型。因此，一个数据库的设计者，对数据库系统和实际应用对象这两方面的知识都必须有相当的了解。用户需求分析通过详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等），充分了解原系统（手工系统或计算机系统）工作概况，明确各用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能。

概念结构设计选择局部应用，设计局部E-R图合并分E-R图，生成初步E-R图消除不必要的冗余，设计基本E-R图逻辑结构设计从概念模型导出特定的数据库管理系统可以处理的数据库的逻辑结构。即把概念结构设计所得到的E－R图转化为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。

物理结构设计存储记录的格式设计存储方式设计访问方式设计完整性和安全性设计数据抽象的层次现实世界信息世界概念模型概念结构机器世界数据模型逻辑结构认识抽象转换如E-R模型如关系模型、层次模型、网状模型等4.2

输入输出设计

4.2.1输出设计即系统设计过程中为什么要“量出而入”？输出设计的目的：正确及时地反映用于生产和服务部门的有用信息。首先进行输出设计，再根据输出所应获得的信息来进行输入设计，更能反映管理者和用户对信息的需求。为什么系统设计要先进行输出设计？输出设计的内容：输出信息使用情况：信息的使用者、使用目的、信息量、输出周期、有效期、保管方法和输出份数。输出信息内容：输出项目、精度、信息形式(文字、数字)。输出格式：表格、报告、图形等。输出设备和介质：设备如：打印机、显示器等；介质如：磁盘、磁带、纸张（普通、专用）等。输出设计的原则（1）信息系统的输出应该简洁明了，易于阅读和理解。（2）信息系统输出应该是及时的。（3）访问信息系统输出信息的用户必须是经过授权的，这是信息系统输出安全的基本保证。（4）信息系统的输出必须是有效的。常用的输出方法表格信息。图形信息。表格输出图形输出出错表的设计为了保证输入数据正确无误，数据输入过程中需要通过程序对输入的数据进行严格的校验，发现有错时，程序应当自动地打印出出错信息一览表（主要指应用程序中的出错信息提示——系统容错功能的体现）服装管理——采购统计服装管理——采购统计（打印）速达管理——销售图表4.2.2输入设计输入设计对系统的质量有着决定性的重要影响：输出数据的正确性直接决定处理结果的正确性，如果输入数据有误，即使计算和处理十分正确，也无法获得可靠的输出信息。输入设计是信息系统与用户之间交互的纽带，决定着人机交互的效率。输入设计的原则控制输入量（尽可能利用计算）减少输入延迟（批量输入、周转文件输入）减少输入错误（采用多种校验方法和验证技术）避免额外步骤简化输入过程输入设计的原则避免额外步骤简化输入过程控制输入量减少输入错误输入设计的原则控制输入量减少输入延迟数据输入设备的选择1、读卡机

3、手持扫描仪6、终端输入

4、声音识别仪2、键盘-磁盘输入装置（最常用的方式）

5、光笔输入输入检验输入设计的目标：是要尽可能减少数据输入中的错误，在输入设计中，要对全部输入数据设想其可能发生的错误，对其进行校验。(1)重复校验这种方法将同一数据先后输入两次，然后由计算机程序自动予以对比校验。(2)视觉校验输入的同时，由计算机打印或显示输入数据，然后与原始单据进行比较，找出差错。视觉校验不可能查出所有的差错，其查错率为75％，85％。(3)检验位校验(4)控制总数校验采用控制总数校验时，工作人员先用手工求出数据的总值，然后在数据的输入过程中由计算机程序累计总值，将两者对比校验。(5)数据类型校验校验是数字型还是字母型。(6)格式校验即校验数据记录中各数据项的位数和位置是否符合预先规定的格式。输入检验(7)逻辑校验即根据业务上各种数据的逻辑性，检查有无矛盾。例如，月份最大不会超过12，否则出错。(8)界限校验即检查某项输入数据的内容是否位于规定范围之内。(9)顺序校验即检查记录的顺序，例如，要求输入数据无缺号时，通过顺序校验，可以发现被遗漏的记录。又如，要求记录的序号不得重复时