第07章管理信息系统的系统设计

第七章系统设计1系统设计系统运行和维护

系统规划

系统实施

系统分析

开发

设计

初步

调查

可行性

研究

审批

系统

评价

系统

维护

总体

设计

详细

设计

审计

审查

编程

调试

系统

转换

验收

详细

调查

逻辑

设计

2第七章管理信息系统的系统设计主要内容：系统设计的任务代码设计3. 功能结构图设计信息系统流程图设计系统物理配置方案设计制订设计规范数据存储设计输出设计输入设计处理流程图设计编写程序设计说明书和系统设计报告3本节内容：1.1系统设计的任务1.2系统设计的主要内容1.3系统设计的原则1系统设计的任务41.1系统设计的任务

系统设计的任务是：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。如前所述,物理模型主要解决“怎样做”的问题。

51.2系统设计的主要内容总体设计信息系统流程图设计、功能结构图设计和功能模块图设计等。代码设计和设计规范的制定系统物理配置方案设计设备配置、通信网络的选择和设计以及数据库管理系统的选择数据存储设计数据库设计、数据库的安全保密设计等。计算机处理过程设计输出设计、输入设计、处理流程图设计及编写程序设计说明书经过系统设计，设计人员应能为程序开发人员提供完整、清楚的设计文档，并对设计规范中不清楚的地方做出解释。61.3系统设计的原则1·系统性2·灵活性3·可靠性4·经济性系统是作为统一整体而存在的，因此，在系统设计中，要从整个系统的角度进行考虑，系统的代码要统一，设计规范要标准，传递语言要尽可能一致，对系统的数据采集要做到数出一处、全局共享，使一次输入得到多次利用。为保持系统的长久生命力，要求系统具有很强的环境适应性，为此，系统应具有较好的开放性和结构的可变性。在系统设计中，应尽量采用模块化结构，提高各模块的独立性，尽可能减少模块间的数据耦合，使各子系统间的数据依赖减至最低限度。这样，既便于模块的修改，又便于增加新的内容，提高系统适应环境变化的能力。可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。一个成功的管理信息系统必须具有较高的可靠性，如安全保密性、检错及纠错能力、抗病毒能力等。经济性指在满足系统需求的前提下，尽可能减小系统的开销。一方面，在硬件投资上不能盲目追求技术上的先进，而应以满足应用需要为前提;另一方面，系统设计中应尽量避免不必要的复杂化，各模块应尽量简洁，以便缩短处理流程、减少处理费用。72代码设计本节内容：2.1代码的功能2.2代码的设计2.3代码的种类2.4代码结构中的校验位

82.1代码的功能

代码是代表事物名称、属性、状态等的符号，为了便于计算机处理，一般用数字、字母或它们的组合来表示。代码的功能１、为事物提供一个概要而又明确的认定，便于数据的存储与检索，以节约时间与空间。２、可以提高系统的处理效率与精度。３、可以提高系统数据的全局一致性。可以纠正平时人们习惯上的称谓差异。４、代码是人和计算机之间的共同语言，是两者交换信息的工具。92.2代码的设计

代码设计就是将MIS所管理的对象进行字符化，使其能够被计算机识别、存储、处理和传递。代码设计时遵循的原则：（1）逻辑与结构上的要求

设计的代码在逻辑上必须能满足用户的需要，在结构上应当与处理的方法相一致。（2）代码的唯一性代码要系统化，一个代码应惟一标志它所代表的事物或属性。（3）代码的前瞻性在代码设计时，要预留足够的位置，以适应不断变化的需要。（4）代码的清晰性要注意避免误解，不要使用易于混淆的字符。如O、Z、I、S、V与0、2、1、5、U易混。不要把空格作代码。要使用24小时制表示时间等。102.2代码的设计

代码设计时遵循的原则：（5）代码表述结构合理要注意尽量采用不易出错的编码结构。例如字母－字母－数字的结构（如WW2）比字母－数字－字母的结构(如W2W)发生错误的机会要少一些。（6）代码分段表示当代码长于4个字母或5个数字字符时，应分成小段。这样人们读写时不易发生错误。如726-499-6135比7264996135易于记忆，并能更精确地记录下来。（7）代码组合若已知码的位数为P，每一位上可用字符数为Si，则可以组成码的总数为：Ｃ＝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。112.3代码的种类

顺序码

顺序码又称系列码，是一种用连续数字或字母代表编码对象的码。例如：1代表厂长2代表科长3代表科员4代表生产工人等

12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。如邮政编码(710077)、公民身份证号(610103630402370X)码等。430081区域城市省区优点：信息处理比较可靠，排序、分类、检索等操作易于进行。缺点：码的长度与分类属性有关，分类越多，码长越长。应用：有明显的分类属性的数据项。2.3代码的种类132.3代码的种类区间码多面码一个数据项可能具有多方面的特性。如果在码的结构中，为这些特性各规定一个位置，就形成多面码。例如，对于机制螺钉，可作如下表那样的规定。代码2342表示材料为黄铜的φ1.5mm方形头镀铬螺钉。材料螺钉直径螺钉头形状表面处理1—不锈钢1—Φ0.51—圆头

1—未处理

2—黄铜2—Φ1.02—平头2—镀铬3—钢

3—Φ1.53—六角形状3—镀锌

4—方形头4—上漆多面码示例142.3代码的种类区间码层次码（上下关联区间码）。为数据项的各个属性规定一个位置，其结构一般由左向右排列，构成一定的层次。例如，会计核算方面，用最左位代表核算种类，下一位代表会计核算项目。十进位码。我国图书分类中的十进位分类码。如610.736，小数点左边的数字组合代表主要分类，小数点右边的指出子分类。特点：分类比较清晰。缺点：所占位数长短不齐，不适合计算机处理。152.3代码的种类助忆码助忆码用文字、数字或文字来描述，也可用文字与数字结合起来描述。例如，用TV-C-20代表20英寸彩色电视机，其中C代表彩色。我国目前的汽车牌号。苏H－A*****助忆码适用于数据项数目较少情况（一般少于50个），否则可能引起联想出错。特点：可以通过联想帮助记忆。缺点：容易产生歧义性。应用：适用于数据项数目较少的情况。162.3代码的种类名称优点缺点顺序码顺序码的优点是短而简单，记录的定位方法简单，易于管理。没有逻辑基础，不易记忆。此外，新加的代码只能列在最后，删除则造成空码区间码信息处理比较可靠，排序、分类、检索等操作易于进行。码的长度与它分类属性的数量有关，有时可能造成代码过长。码有多余的数。这种码的维护比较困难。助忆码可以通过联想帮助记忆助忆码适用于数据项数目较少情况（一般少于50个），否则可能引起联想出错17代码是数据的重要组成部分，它的正确性直接影响系统的质量。当人们抄写、录入时，发生错误的可能性很大。@抄写错误1，u7，v@易位错误12341243@隔位易位错误12341432如何解决，来保证代码的正确性？2.4代码结构中的校验位

182.4代码结构中的校验位

加入校验位的原因：人们重复抄写代码和将它通过人手输入计算机时，发生错误可能性更大。为了保证正确输入，有意识地在编码设计结构中原有代码的基础上，另外加上一个校验位，使它事实上变成代码的一个组成部分。校验位的计算：校验位通过事先规定的数学方法计算出来。代码一旦输入，计算机会用同样的数学运算方法按输入的代码数字计算出校验位，并将它与输入的校验位进行比较，以证实输入是否有错。XXXXXXX校验位代码本体192.4代码结构中的校验位算术级数法原代码12345

各乘以权65432

乘积之和6+10+12+12+10=50

以11为模去除乘积之和，把得出的余数作为校验码：

50/11=4……6

因此代码为123456202.4代码结构中的校验位几何级数法

原代码12345

各乘以权 3216842

乘积之和32+32+24+16+10=114

以11为模去除乘积之和，把得出的余数作为校验码：

114/11=10……4

因此代码为123454212.4代码结构中的校验位质数法

原代码12345

各乘以权 1713753

乘积之和17+26+21+20+15=99

以11为模去除乘积之和，把得出的余数作为校验码：

99/11=9……0

因此代码为123450223功能结构图设计

功能结构图是按功能从属关系画成的图表，图中每一个框称为一个功能模块。功能分解的过程就是一个由抽象到具体、由复杂到简单的过程。功能模块可以根据具体情况分得大一点或小一点。分解得最小的功能模块可以是一个程序中的每个处理过程，而较大的功能模块则可能是完成某一任务的一组程序。功能结构图中各层功能与新的信息系统中数据流程图中的处理（功能）是对应的。

233功能结构图设计

工资管理子系统被分解为建立主文件、更新主文件、建立扣款文件以及计算和打印等四个子功能，其中每个子功能还可以继续分解下去。工资管理子系统功能结构图工资管理信息子系统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打印工资单打印工资汇总表数据维护计算更新数据录入建立主处理文件数据维护244信息系统流程图设计

信息系统流程图属于计算机处理流程图，它用来表示信息在计算机系统中的处理流程。信息系统流程图可以新系统的数据流程图为基础绘制，具体思路如下：首先为数据流程图中的处理功能画出数据关系图。最后，把各个处理功能的数据关系图综合起来，形成整个系统的数据关系图，即信息系统流程图。254信息系统流程图设计处理功能输入数据A输出数据E输入数据B输入数据C中间文件D输出文件F

数据关系的一般形式264信息系统流程图设计脱机操作人工操作手工输入联机存储器(磁带、磁盘等)磁盘磁带显示器脱机存储处理穿孔卡片通讯连接打印报告常用的系统流程图符号274信息系统流程图设计数据存储#1数据存储#2处理1输入1处理2处理4处理3输出2输出1实体1实体2存储#1报告1输入1处理1处理3处理2中间文件存储#2报告2新系统数据流程图转换为系统流程图-示意图284信息系统流程图设计工资管理信息子系统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0150050150203801002周英杰01400409015802551003刘一波013502540303051004吴关兴023003050102701005赵子英02400409025325上月工资发放清单29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调整工资、换部门1005赵子英024504590调整工资1009黄正义0260060120新进本月人员及工资变动表职工代码姓名部门扣电费病事假扣款1003刘一波01201005赵子英022060本月扣款清单4信息系统流程图设计30工资处理过程的业务流程图财务科上月发放清单人事科变动表计算填写总务科扣款清单本月工资发放清单计算填写工资发放清单财务科31人事科抄写人员工资变动表上月工资发放清单填写扣款本月工资发放清单总务科扣款清单填写计算应得工资本月工资发放清单工资发放员本月工资发放清单324信息系统流程图设计上月主文件建立扣款文件模块主文件更新模块计算打印模块工资单工资汇总表电费扣款通知单病假扣款通知单房租变动通知单人事变动通知单本月主文件扣款文件工资管理子系统的信息系统流程图334信息系统流程图设计建立及修改程序生产能力表必须生产的产品名及产量各产品的工艺路线及利润生产能力文件工艺路线文件线性规划程序设备利用率生产计划表生产计划优化系统的信息系统流程图345系统物理配置方案设计本节内容：5.1设计依据

5.2计算机硬件选择5.3计算机网络的选择5.4数据库管理系统的选择5.5应用软件的选择355.1设计依据

系统的吞吐量系统的响应时间系统的可靠性集中式还是分布式地域范围数据管理方式365.1设计依据1、系统的吞吐量2、系统的响应时间3、系统的可靠性4、集中式还是分布式5、地域范围6、数据管理方式即每秒钟执行作业数。是一种正比关系。一般选择具有高性能的计算机和网络系统从用户向系统发出作业请求开始，经过处理后，给出应答结果的时间。一般选择ＣＰＵ运算速度较快计算机以及高传递速度的通讯线路，如实时应用系统。可以连续使用的时间。如果数据管理方式为文件系统，则操作系统应具备文件管理能力。如果数据管理方式为数据库管理方式，则操作系统应具备数据库管理系统。一般应用中是两者兼而有之。如系统的处理方式是集中式的，则信息系统既可以是主机系统，也可以是网络系统。如系统处理方式是分布式的，则采用微机网络将更能有效地发挥系统的性能。375.2计算机硬件选择

计算机硬件的选择取决于数据的处理方式和运行的软件。管理对计算机的基本要求是速度快、容量大、通道能力强、操作灵活方便，但计算机的性能越高，其价格也就愈昂贵。系统的数据处理是集中式的，系统应用的主要目的是利用计算机的强大计算能力，则可以采用主机－终端系统，以大型机或中小型机作为主机。系统应用的目的是进行企业管理，其应用本身就是分布式的，则应选择微机网络方式。主计算机前端处理机TCTC…...…...…...…...集中式数据处理385.2计算机硬件选择确定了数据的处理方式以后，在计算机机型的选择上则主要考虑应用软件对计算机处理能力的需求，包括：计算机主存；CPU时钟；输入、输出和通信的通道数；显示方式；外接转储设备及其类型。395.3计算机网络的选择网络拓扑结构网络拓扑结构一般有总线型、星型、环形、混合型等。在网络选择上应根据应用系统的地域分布、信息流量进行综合考虑。网络的逻辑设计按软件将系统从逻辑上分为各个分系统或子系统，然后按需要配备设备，如主服务器、主交换机、分系统交换机、子系统集线器（Hub）、通讯服务器、路由器和调制解调器等，并考虑各设备之间的连接结构。网络操作系统目前，流行的网络操作系统有UNIX、Windows等。405.4数据库管理系统的选择

在数据库管理系统的选择上，主要考虑：数据库的性能数据库管理系统的系统平台数据库管理系统的安全保密性能数据的类型

目前，市场上数据库管理系统较多，流行的有Oracle、Sybase、SQLServer、Informix、Foxpro和VisualBasic等，415.5应用软件的选择

选择应用软件应考虑：软件是否能够满足用户的需求。根据系统分析的结果，验证软件在功能上能否满足数据表示（如记录长度、文件最大长度等）、数据存储量和查询等方面的要求。软件是否具有足够的灵活性。软件是否能够获得长期、稳定的技术支持。426制订设计规范

设计规范是整个系统的“公用标准”，它具体地规定了文件名和程序名的统一格式、编码结构、代码结构、统一的度量名等。

有关设计规范例子请参见本章实例7.2。437数据存储设计本节内容:7.1文件的分类

7.2文件组织方式7.3文件设计7.4数据库设计的基础知识7.5数据库设计

447.1文件的分类按文件的存储介质分类卡片文件纸带文件磁盘文件磁带文件打印文件按文件的组织方式分类顺序文件索引文件直接存取文件45按文件的信息流向分类输入文件：如卡片文件输出文件：如打印文件输入输出文件：如磁带、磁盘文件按文件的用途分类主文件：存放具有固定值属性的数据处理文件：存放事务数据的临时文件工作文件：处理过程中暂时存放数据的文件周转文件：存放固定个体变动属性的数据其它文件：如后备文件、备份、档案文件等467.1文件的分类

文件是系统中存放数据的基本方式。

(一)按文件的用途可把文件分为以下几种：主文件主文件是系统中最重要的共享文件，主要存放具有固定值属性的数据。处理文件又称事务文件，是用来存放事务数据的临时文件，包含了对主文件进行更新的全部数据。工作文件工作文件是处理过程中暂时存放数据的文件。周转文件周转文件用来存放具有固定个体变动属性的数据。其它文件47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主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调整工资、换部门1005赵子英024504590调整工资1009黄正义0260060120新进处理文件示例房费1509040509048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工作文件例如：对部门01的人员按工资排序生成的文件。周转文件497.1文件的分类总务科制表人_____人员代码姓名用电量电费扣款合计住户电费扣款清单

工资子系统中的住户电费扣款文件，共有人员代码、姓名、用电量和电费扣款四个数据项。对于用电户，除新搬进和新搬走的用户外，前两项内容基本每月不变，需要输入的仅是用电量一项，为了节省总务部门抄写扣款清单的工作量和财务部门输入扣款清单的工作量，可以采用周转文件来解决。关于周转文件507.1文件的分类

(二)按文件的组织方式可把文件分为：顺序文件索引文件直接存取文件517.2文件组织方式

顺序文件：顺序文件刚建立时，记录按其来到的先后次序顺序排列，其物理顺序和逻辑顺序并不一定完全一致，称之为串行文件。文件的记录按照鉴别键大小依次重新排列所得到的文件叫做排好序的顺序文件(简称顺序文件)。因此，排好序的顺序文件是物理顺序和逻辑顺序一致的文件一切存于磁带上的记录，都只能是顺序的在磁盘上存放记录，既可以顺序地存放，也可以随机地存放。527.2文件组织方式顺序文件：存在顺序存取存贮器上的顺序文件，只能按顺序扫描法查找。存在随机存取存贮器上的顺序文件，可以按顺序扫描法查找，也可以折半查找法进行查找。折半查找法是将待查找区域中点处的记录的鉴别键K′和要查找的记录的鉴别键KS相比较，若K′=KS，那么键号为K′的记录就是要找的记录，若K′≠KS,则取出整个区域的一半(在文件按升序排列时)，若KS>K，取下一半；若KS<K′，则取上一半。这样继续进行下去，直到找到为止。537.2文件组织方式索引文件：带有索引表的数据文件叫索引文件。增加索引表是为了加快检索记录的速度。索引表的索引项应当按顺序排列，而数据文件本身则可以按顺序排列，也可以不按顺序排列。按索引文件组织方式组织文件时，文件包括索引区和数据区。索引表建立在索引区数据文件建立在数据区索引表本身也是一个文件，其中列有每个记录的关键字和相应的物理存储地址，这两项合称为索引项。547.2文件组织方式索引文件：索引表是由系统程序自动生成的，在为数据文件输入数据的同时建立索引表，表中的索引项按记录输入的先后顺序排列，待全部记录输入后，软件就对索引表排序。最后的索引表是按关键字的升序或降序排列的关键字与地址的对照表。索引表在排序前按记录的物理顺序排列排序后则按照记录的关键字的逻辑顺序排列，而将原索引表抹去。557.2文件组织方式物理记录号职工号姓名职称基地100138张又兴工程师100316王凌云高工100512陈海副教授100881周仲文教授101022李明讲师101224黄之英副教授101384刘兴副教授101688高勤教授数据文件索引文件的建立过程(原始文件)567.2文件组织方式关键字物理记录号381001161003121005811008221010241012841013881016关键字物理记录号121005161003221010241012381001811008841013881016排序前的索引表排序后的索引表索引文件的建立过程(索引表的建立)577.2文件组织方式索引文件

查找时将外存上含有索引表的块送入内存，查得被找记录的地址，然后再将含有该记录的块送入内存。删除一个记录时，删去相应的索引项，而数据本身则保持不动。插入一个记录时，将插入记录置于数据区之末，而将添上相应索引项以后的索引重新排序。这些排序工作，也是由软件自动进行的。587.2文件组织方式索引文件：优点：加快检索记录的速度索引文件组织方式可以保证地址的唯一性，而不产生重号。访问记录时，只要从索引表找到地址，就可得到所需记录，其存取机构的动作也比较简单。缺点：索引表本身需要占有一定存储空间。

597.2文件组织方式

直接存取文件

直接地址法：程序员或数据库管理员可以直接把存放某一记录的地址作为该记录的键号。直接地址法的优点是：存取机构动作简单，用户使用方便，不会产生重号。缺点是：把记录的存贮地址作为键号，不易记忆。浪费存储空间：有一个文件，其鉴别键号分散在10000到50000号之间，但其记录总数只有5000个。如果用直接地址法存贮记录，就要浪费35001个记录空间。607.2文件组织方式直接存取文件杂凑法可以采用称之为杂凑法函数的算法，把键号转换为相应记录的地址，达到压缩存贮空间的目的。杂凑法也叫随机法或转化法。杂凑函数的算法很多下面介绍常用的质数除余法：设所需存贮单元为M(本例中M=5000)，则质数除余法的步骤如下：

·确定一个接近M的质数P，上例中取质数P=4999·设需要转变的键号为K，则转换后的记录地址为：

H(K)=K-INT(k/p)×P

式中：INT(k/p)表示k/p的整数部分。上例中，键号为10000和50000的记录，用上法计算得到的地址分别为2和10。全部记录地址的分布范围:

0≤H(K)≤M-1617.2文件组织方式直接存取文件杂凑法采用杂凑法时，两个不同的键号经过杂凑法计算所得结果相同而在存放时发生冲突。解决键号冲突的方法是把第二个键号的记录存贮到其他地址去，而用链接的方法与第一个键号的记录相连。直接存取文件的特点是：文件的记录随机存放，插入记录方便，存取速度快，不用索引，节约存贮空间。记录没有排序，不能直接按关键字的顺序读出。627.3文件设计根据文件的使用要求、处理方式、存储量、数据的活动性以及硬件设备的条件等，合理地确定文件类别，选择文件介质，决定文件的组织方式和存取方法。设计文件之前，首先要确定数据处理的方式、文件的存储介质、计算机操作系统提供的文件组织方式、存取方式和对存取时间、处理时间的要求等。637.3文件设计

使用效果组织方式文件处理方式文件大小随机查找速度顺序查找速度适用于何种活动率对软件要求备注顺序随机顺序很好不好无限制慢很快高低索引好好中等大快快低中直接不好很好有限制很快慢低高常用文件组织方式性能比较表中活动率指的是更新过程中作用到记录的百分数。例如，针对10000个记录，需要处理8000个，则活动率为80%。647.3文件设计文件设计通常从设计共享文件开始。文件由记录组成，所以设计文件主要是设计文件记录的格式。

文件记录设计表中详细填写了记录中每一数据项的名称、变量名、类型、宽度和小数位数。记录设计中还应注明记录由哪个程序形成，又输出到哪个程序。657.3文件设计主文件工资子系统记录文件名________________应用__________________序号123456数据项名取工代码职工姓名部门基本工资附加工资扣房费变量名DMXMBMJBGZFJGZFF类型CCCNNN宽度482777小数位数222输入到输出自设计者签名_____________设计日期_______________667.4数据库设计的基础知识数据模型是数据库系统设计中用于提供信息表示和操作手段的形式构架,是数据库系统实现的基础。根据模型应用的不同目的，可以将模型分为两个层次：概念模型数据模型网状模型层次模型关系模型面向对象模型677.4数据库设计的基础知识概念模型：概念模型是将现实世界的客观对象抽象为某一种不依赖于计算机系统和数据库管理系统（DBMS）的信息结构。建模过程：现实世界中的对象→概念模型→数据模型实体(Entity)“实体”即现实世界中存在的对象或事物。可以是人、物、抽象的概念；可以指事物本身，也可以指事物之间的联系。属性（Attribute）“属性”指实体具有的某种特性。属性用来描述一个实体。如学生实体可由学号、姓名、性别、出生日期、所在院系、入学时间等属性来描述。联系（Relation）在信息世界中，事物之间的联系可分为两类：一是实体内部的联系，如组成实体的各属性之间的关系；一是实体之间的联系，这里我们主要讨论实体之间的联系。687.4数据库设计的基础知识概念模型：

实体之间的联系方式可分为三类：一对一联系(1:1)如果对于A中的一个实体，B中至多有一个实体与其发生联系，反之，B中的每一实体至多对应A中一个实体，则称A与B是一对一联系。一对多联系(1:n)如果对于A中的每一实体，实体B中有一个以上实体与之发生联系，反之，B中的每一实体至多只能对应于A中的一个实体，则称A与B是一对多联系。多对多联系(m:n)如果A中至少有一实体对应于B中一个以上实体，反之，B中也至少有一个实体对应于A中一个以上实体，则称A与B为多对多联系。69联系（Relation）一对一联系(1:1)如果对于A中的一个实体，B中至多有一个实体与其发生联系，反之，B中的每一个实体至多对应A中一个实体，则称A与B是一对一联系。系任职系主任11病区科室主任任职117.4数据库设计的基础知识70联系（Relation）一对多联系(1:n)如果对于A中的一个实体，B中有一个以上实体与其发生联系，反之，B中的每一个实体至多对应A中一个实体，则称A与B是一对多联系。AB联系1n教研室联系教师1n7.4数据库设计的基础知识71联系（Relation）多对多联系(m:n)如果A中至少有一个实体对应于B中一个以上实体，反之，B中也至少有一个实体对应A中一个以上实体，则称A与B是多对多联系。AB联系mn教师学生教学mn7.4数据库设计的基础知识727.4数据库设计的基础知识(二)ER方法

E-R方法即实体－联系方法（Entity-RelationApproach,简称E-R方法），是由P.P.S.Chen于1976年提出的，其方法是用E-R图来描述某一组织的信息模型，是概念模型的最常用的表示方法。

－在模型设计中，首先根据分析阶段收集到的材料，利用分类、聚集、概括等方法抽象出实体，并一一命名，再根据实体的属性描述其间的各种联系。

－ER图中用矩形表示实体。实体之间的关系用菱形表示，用无向边把菱形与有关实体连接，在边上标明联系的类型。实体的属性可用椭圆表示,并用无向边把实体与属性联系起来。学生课程选课731NNLNMMNM1N物资库存供方单位合同结算入库验收购进订货付款物资入库管理E-R图物资入库管理涉及的实体：供应商

(单位号，单位名，地址，联系人，邮政编码)物资

(物资代码，名称，规格，备注)库存

(入库号，日期，货位，数量)合同(合同号，数量，金额，备注)结算

(结算编号，用途，金额，经手人)747.4数据库设计的基础知识上图涉及的关系包括:入库：单一种物资可以分多次入库，1:N联系。验收：一份合同订购的物资可以分多次验收，1:N联系。购进：一次购进的物资可以经多次结算，而一次结算可以承办多次购进的物资，所以是M:N联系。(入库号，结算编号，数量，金额)付款：M:N联系。(结算编号，合同号，数量，金额)订货：M:N:L联系。在订货业务中，一种物资可由多家供应，产生多笔合同；反之，一个供应商可供应可供应多种物资，产生多笔合同。757.4数据库设计的基础知识(二)

数据模型目前，DBMS提供的数据模型主要有三种：层次模型、网状模型、关系模型。非关系模型的数据库系统在20世纪70年代至80年代初非常流行，在数据库系统产品中占据了主导地位。现在已逐渐被关系模型的数据库系统取代，但在美国等一些国家里，由于早期开发的应用系统都是基于层次数据库或网状数据库系统的，因此目前仍有不少层次数据库或网状数据库系统在继续使用。20世纪80年代以来，面向对象的方法和技术在计算机各个领域，包括程序设计语言、软件工程、信息系统设计、计算机硬件设计等各方面都产生了深远的影响，也促进数据库中面向对象数据模型的研究和发展。767.4数据库设计的基础知识1.层次模型层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型，层次数据库系统采用层次模型作为数据的组织方式。典型代表是IBM公司的IMS(InformationManagementSystem)数据库管理系统，是1968年IBM公司推出的第一个大型的商用数据库管理系统，曾经得到广泛的使用。层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。现实世界中许多实体之间的联系本来就呈现出一种很自然的层次关系，如行政机构、家族关系等。771.层次模型层次模型是用树型结构来表示数据之间的联系。特点：（1）有且仅有一个结点无父结点，这个结点称为根结点；（2）其它结点有且仅有一个父结点。层次模型示例R1R21R22R31R32R33781.

层次模型图1教员学生数据库模型图1是一个教员学生层次数据库。该层次数据库有四个记录型。记录型系是根结点，由系编号、系名、办公地点三个字段组成。它有两个子女结点教研室和学生。记录型教研室是系的子女结点，同时又是教员的双亲结点，它由教研室编号、教研室名两个字段组成。记录类型学生由学号、姓名、成绩三个字段组成。记录教员由职工号、姓名、研究方向三个字段组成。学生与教员是叶结点，它们没有子女结点。由系到教研室、由教研室到教员、由系到学生均是一对多的联系。791.层次模型层次模型只能直接表示一对多的联系，那么多对多的联系能否表示呢？答案是肯定的，否则层次模型就无法反映现实世界了。用层次模型表示多对多联系，必须首先将其分解为一对多联系。分解方法有两种：冗余结点法和虚拟结点法。801.层次模型层次模型的优点：

层次模型本身比较简单。

对于实体间联系是固定的，且预先定义好的应用系统，采用层次模型来实现，其性能优越关系模型，不低于网状模型。层次模型对于具有一对多的层次关系的部门描述非常自然、直观，容易理解。811.层次模型层次模型的缺点：

现实世界中有很多联系是非层次性的，如多对多。层次模型表示这类联系的方法很笨拙，只能通过引入冗余数据（易产生不一致性）或创建非自然的数据组织（引入虚拟结点）来解决。

对插入和删除操作的限制较多。

查询子女结点必须通过双亲结点。

由于结构严密，层次命令趋于程序化。822.网状模型现实世界中事物之间的联系更多的是非层次关系的，用层次模型表示非树形结构是很不直接的，网状模型则可以克服这一弊病。网状数据库系统采用网状模型作为数据的组织方式。典型代表是DBTG系统，亦称CODASYL系统。这是20世纪70年代数据系统语言研究会(ConferenceOnDataSystemLanguage)下属的数据库任务组(DataBaseTaskGroup)提出的一个系统方案。DBTG系统不是实际的软件系统，但它提出的基本概念、方法和技术具有普遍意义，对于网状数据库系统的研制和发展起了重大的影响。后来不少的系统都采用DBTG模型。如Honeywell公司的IDS/2、

HP公司的IMAGE等。83网状模型是用网络结构来表示数据之间的联系，可以表示多对多的联系。特点：（1）允许有一个以上的结点无父结点；（2）至少有一个子结点有一个以上的父结点；（3）在两个结点之间有两个或两个以上的联系。网状模型示例R1R2R5R4R3R6R72.

网状模型842.

网状模型按照常规语义，一个学生可以选修若干门课程，某一课程可以被多个学生选修，因此学生与课程之间是多对多联系。这样的实体联系图不能直接用DBTG模型来表示。因为DBTG模型中不能表示记录之间多对多的联系。为此引进一个学生选课的联结记录，它由三个数据项组成，即学号、课程号、成绩，表示某个学生选修某一门课程及其成绩。这样，学生选课数据库包括三个记录：学生、课程和选课。每个学生可以选修多门课程，显然对学生记录中的一个值，选课记录中可以有多个值与之联系，而选课记录中的一个值，只能与学生记录中的一个值联系。学生与选课之间的联系是一对多的联系。同样，课程与选课之间的联系也是一对多的联系。852.

网状模型图10-2学生/选课/课程网状数据库模型862.网状模型网状数据模型的优点：直接地描述现实世界。具有良好的性能，存取效率较高。网状数据模型的缺点:

结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握。

其DDL，DML语言复杂，用户不容易使用。由于记录之间联系是通过存取路径实现的，应用程序在访问数据时必须选择适当的存取路径。因此，用户必须了解系统结构的细节，加重了编写应用程序的负担。873.

关系模型关系模型是目前最重要的一种数据模型。关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式。1970年美国IBM公司SanJose研究室的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型，开创了数据库关系方法和关系数据理论的研究，为数据库技术莫定了理论基础。由于E.F.Codd的杰出工作，他于1981年获得图灵奖。20世纪80年代以来，计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型，非关系系统的产品也大都加上了关系接口。数据库领域当前的研究工作也都是以关系方法为基础。88关系模型是建立在严格的数学概念基础上，把数据结构看成一个二维表，每个二维表就是一个关系，关系模型是由若干个二维表格组成的集合。特点：（1）表格中的每一列都是不可再分的基本属性；（2）各列被指定一个相异的名字；（3）各行不允许重复；（4）行、列的次序无关。3.

关系模型893.

关系模型学号姓名课程代号成绩备注991001赵一00382考试991002钱二00676考试991003孙三00763补考991004李四00572补考991005周五00854考试表1关系“成绩”一个记录,用来描述一个实体。903.

关系模型关系(Relation)：一个关系对应通常说的一张表；元组(Tuple)：表中的一行即为一个元组；属性(Attribute)：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。如上表有五列，对应五个属性(学号，姓名，课程代号，成绩，备注)；主码(PrimaryKey)：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组，如表10-1中的学号，可以唯一确定一个学生，也就成为本关系的主码；域(Domain)：属性的取值范围，如性别的域是(男，女)，系别的域是一所学校所有系名的集合；分量：元组中的一个属性值；关系模式：对关系结构的描述，一般表示为：关系名(属性1，属性2，…，属性n)表1所示的关系，关系模式可表示为：成绩（学号，姓名，课程代号，成绩，备注）913.

关系模型在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用关系来表示。例如学生、课程、学生与课程之间的多对多联系在关系模型中可以如下表示:学生(学号，姓名，年龄，性别，系和年级)课程(课程号，课程名，学分)选修(学号，课程号，成绩)关系模型要求关系必须是规范化的，即要求关系必须满足一定的规范条件，这些规范条件中最基本的一条就是，关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项，也就是说，不允许表中还有表。

923.

关系模型下表中工资和扣除是可分的数据项，工资又分为基本工资、工龄工资和职务工资，扣除又分为房租和水电。因此，下表不符合关系模型要求。职工工号姓名职称工资扣除实发工资基本工龄职务房租水电82051赵一讲师8052050601280375422钱二教授14003215010035144779665孙三助教70016305010686937.4数据库设计的基础知识

关系模型具有以下特点：关系模型的概念单一。无论实体还是实体之间的联系均以关系表示。对数据的检索结果也是关系(即表)。所以其数据结构简单、清晰，用户易懂易用。关系是规范化的关系。规范化是指在关系模型中，关系必须满足一定的给定条件，最基本的要求是关系中的每一个分量都是不可分的数据顶。高度的数据独立性和易操作性关系模型中，用户对数据的检索和操作实际上是从原二维表中得到一个子集，该子集仍是一个二维表。因而易于理解,操作直接、方便关系模型把存取路径向用户隐藏起来，用户只需指出“做什么”，而不必关心“怎么做”，从而大大提高了数据的独立性，更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。当然，关系数据模型也有缺点，其中最主要的缺点是，由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如非关系数据模型。因此为了提高性能，必须对用户的查询请求进行优化，增加了开发数据库管理系统的难度。

947.4数据库设计的基础知识(四)关系的规范化规范化理论是E.F.Codd在1971年提出的。他及后来的研究者为数据结构定义了五种规范化模式(NormalForm，简称范式)，即第一范式、第二范式、第三范式、BC范式和第四范式关系必须是规范化的关系，应满足一定的约束条件。范式表示的是关系模式的规范化程度，也即满足某种约束条件的关系模式，根据满足的约束条件的不同来确定范式在五种范式中，通常只使用前三种。957.4数据库设计的基础知识第一范式(1NF)

属于第一范式的关系应满足的基本条件是元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项。简言之，第一范式指在同一表中没有重复项存在。教师代码姓名工资基本工资附加工资1001张兴500·0060·001002李明799·0070·001003王进400·0050·00教师代码姓名基本工资附加工资1001张兴500·0060·001002李明799·0070·001003王进400·0050·00967.4数据库设计的基础知识第二范式(2NF)所谓第二范式，指的是这种关系不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主码。上表所示关系虽满足1NF,但不满足2NF,因为它的非主属性不完全依赖于由教师代码和课题代码组成的主关键字，其中，姓名和职称只依赖于主关键字的一个分量——教师代码，研究课题名只依赖于主关键字的另一个分量──研究课题号。 教师代码姓名职称系电话课题号课题名11014王一丽教授管理系332450032管理信息11026刘明副教授管理系332480056金融工程12548李爱军讲师投资系334163061电子商务97存在问题当某个教师有多项研究课题时，必须有多条记录，而这多条记录中，该教师的姓名和职称数据项完全相同。

数据冗余

当删除某个教师的信息时，常常会丢失研究课题的信息。

删除异常

当新调入一个教师时，只有教师代码、姓名、职称的信息，没有研究课题的信息，而研究课题号是主关键字之一，缺少时无法输入该教师信息。反之，当插入一个新的研究课题时也往往缺少相应的教师代码，以致无法插入。

插入异常

987.4数据库设计的基础知识第二范式解决的方法是将一个非2NF的关系模式分解为多个2NF的关系模式。可将上表所示关系分解为如下三个关系：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）这些关系都符合2NF要求。997.4数据库设计的基础知识第三范式(3NF)所谓第三范式，指的是这种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。上表所示产品关系属第二范式，但不是第三范式。这里，由于生产厂名依赖于产品代码(产品代码唯一确定该产品的生产厂家)，生产厂地址又依赖于厂名，因而，生产厂地址传递依赖于产品代码。这样的关系同样存在着高度冗余和更新异常问题。

产品代码产品名生产厂名生产厂地址1007.4数据库设计的基础知识第三范式消除传递依赖关系的办法，是将原关系分解为如下几个3NF关系：产品关系：产品代码、产品名、生产厂名生产厂关系：生产厂名、生产厂地址3NF消除了插入、删除异常及数据冗余、修改复杂等问题，已经是比较规范的关系。1017.4数据库设计的基础知识工号姓名职称基本工资870712周四助教600870724王六讲师700870707赵三讲师700870701张一副教授900870736黄七教授1200870721陈五讲师700870749孙八助教600870705李二副教授9001027.4数据库设计的基础知识思考：1.按照规范化理论，此关系模式是否符合第三范式？2.该关系模式在实际应用中会产生什么问题？1.插入异常2.删除异常3.数据冗余4.更新异常符合第二范式，但不符合第三范式1037.4数据库设计的基础知识工号姓名职称870712周四助教870724王六讲师870707赵三讲师870701张一副教授870736黄七教授870721陈五讲师870749孙八助教870705李二副教授职称基本工资助教600讲师1000副教授1500教授2000……1047.4数据库设计的基础知识关系数据规范化理论

范式条件第一范式（1NF）元组中每一个分量都必须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函数依赖于其主码。第三范式（3NF）不仅满足第二范式，而且它的任一非主属性都不传递依赖于任何主关键字。105总结1）三个范式关系：3NF∈2NF∈1NF2）由实体模式{E，EL}向关系模式{RN}的转换并不是唯一的。3）逻辑结构上虽然是等价的，但在数据冗余，维护方便上仍然存在优劣之分。4）规范化的进程是将一个复合的关系模式逐步分解为一组等价的单一的关系模式，分解的实质将复合关系模式中的实体，实体间联系进行分离，尽可能是一个关系反映一个实体或实体间的一种关系。5）关系模式的规范化进程是：非规范化—>（消去属性中的组合项）—>１ＮＦ—>(消去部分函数依赖)—>２ＮＦ—>（消去传递函数依赖）—>３ＮＦ。6）规范化理论看重从节约外存空间的角度来考虑问题，但实际中，在形成第三范式后，还要综合考虑时间、使用方便等因素进行适当调整，必要时，多采用一些2NF甚至1NF的关系模式。106规范化程度越高数据冗余更新异常连接运算时间查询时间效率1077.5数据库设计

数据库设计步骤用户需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计系统分析(逻辑设计)系统设计系统设计系统分析(详细调查)系统开发阶段数据库设计与系统开发阶段对照数据厍设计是在选定的数据库管理系统基础上建立数据库的过程。数据库设计除用户需求分析外,还包括概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计等三个阶段。

1087.5数据库设计1.

数据库设计步骤

⑴需求分析需求分析与数据分析是整个数据库设计过程中最为艰难也是最重要的阶段，这一阶段的主要任务是从用户那里收集信息内容和处理要求及方法，以便保证企业组织的信息流观点的一致性和用户目标的一致性。了解组织机构情况，为分析信息流做准备；了解各部门业务情况，调查各部门输入、使用、处理的数据及处理数据的方式与算法；确定数据库的信息组成及计算机系统应实现的功能。1097.5数据库设计1.

数据库设计步骤

⑵

概念结构设计通过对用户的需求分析，应用“E-R图”建立信息世界中的实体、属性与实体间联系的概念模型，从而转入信息世界。概念结构通常采用实体-联系方法来表示，E-R模型不依赖具体的DBMS，只描述现实世界中的实体和实体之间的联系，不涉及实现的方法。概念模型的建立分两步：建立分E-R图；综合分E-R图，产生总E-R图。概念结构设计应在系统分析阶段进行。1107.5数据库设计1.

数据库设计步骤

⑶逻辑结构设计将概念结构设计阶段完成的概念模型转换成某种DBMS支持的数据模型。重点是掌握由E-R图转换为关系数据模型，即把E-R图转换为各关系框架，使之相互联系构成一个结构化了的数据模型。转换的原则为：E-R图中每个实体，都相应转化为一个关系，该关系包括实体的全部属性，并根据语义确定出关键字；对应E-R图中联系，根据不同的联系方式，或将联系反映在关系中，或将联系转换为一个关系。111E—R图向关系数据模型的转换加工、转换数文件据记录库相关数据项集合DBMS的数据模型信息世界E-R模型实体实体集合及实体联系相关属性集合数据世界112E-R图关系模型E—R图向关系数据模型的转换1137.5数据库设计(3)逻辑结构设计将E-R模型转换为关系数据模型的规则:每一实体集对应于一个关系模式。实体间的联系一般对应一个关系，联系名作为对应的关系名，不带属性的联系可以去掉。实体和联系中关键字对应的属性在关系模式中仍作为关键字。根据这些规则，实体和联系就很容易转换成下述对应的关系数据模型。1147.5数据库设计转换方法：一对一关系如果两个实体间是一对一关系，联系本身并无属性，转换时只要在一个实体的关系中增加另一个实体的关键字作为属性项，就能实现彼此间1：1联系。厂长工厂管理厂长号姓名年龄厂号厂名地点11

厂长与工厂的一对一关系1157.5数据库设计一对一关系厂长（厂长号，厂号，姓名，年龄）工厂（厂号，厂名，厂址）或者：厂长（厂长号，姓名，年龄）工厂（厂号，厂长号，厂名，厂址）厂长工厂管理厂长号姓名年龄厂号厂名地点111167.5数据库设计转换方法：一对多关系如果两个实体间是一对多关系，就将“1”方的关键字纳入“n”方实体对应的关系中作为外部关键字，同时把联系的属性也一并纳入“n”方的关系中。仓库与产品的一对多关系仓库产品存放仓库号地点面积货号品名价格1n数量1177.5数据库设计一对多关系仓库（仓库号，地点，面积）产品（货号，品名，价格，，数量）仓库产品存放仓库号地

点面积货号品名价

格1n数量仓库号1187.5数据库设计转换方法：多对多关系如果两个实体间是多对多关系，需对联系单独建立一个关系，用来联系双方实体，该关系的属性中至少要包括被它所联系的双方实体的关键字，如果联系有属性，也要归入这个关系中。学生与课程的多对多关系学生课程学习学号姓名性别课程号课程名学时数mn成绩1197.5数据库设计多对多关系学生（学号，姓名，性别）课程（课程号，课程名，学时数）学习（，，成绩）学生课程学习学号姓名性别课程号课程名学时数mn成绩学号课程号1207.5数据库设计⑷物理结构设计物理结构设计是为数据模型在设备上选定合适的存储结构和存取方法，以获得数据库的最佳存取效率。主要内容包括：库文件的组织形式。如选用顺序文件组织形式、索引文件组织形式等。存储介质的分配。例如将易变的、存取频繁的数据存放在高速存储器上；稳定的、存取频度小的数据存放在低速存储器上。存取路径的选择等。

121考察数据库系统的结构可以有多种不同的层次或不同的角度。从数据库管理系统角度看，数据库系统通常采用三级模式结构；这是数据库管理系统内部的系统结构。从数据库最终用户角度看，数据库系统的结构分为集中式结构(单用户结构、主从式结构)、分布式结构、客户/服务器结构和并行结构。这是数据库系统外部的体系结构。7.6数据库系统结构1221.

数据库系统模式的概念在数据模型中有“型”(Type)和“值”(Value)的概念。型：对某一类数据的结构和属性的说明；值：型的一个具体赋值。例如：“学生”记录定义为(学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯)(90021，李明，男，计算机，22，江苏)7.6数据库系统结构123（1）数据库系统模式的概念模式(Schema)是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅仅涉及到型的描述，不涉及到具体的值。模式的一个具体值称为模式的一个实例(Instance)。模式是相对稳定的，而实例是相对变动的，因为数据库中的数据是在不断更新的。模式反映的是数据的结构及其联系，而实例反映的是数据库某一时刻的状态。7.6数据库系统结构124

（1）数据库系统模式的概念虽然实际的数据库管理系统产品种类很多，它们支持不同的数据模型，使用不同的数据库语言，建立在不同的操作系统之上，数据的存储结构也各不相同，但它们在体系结构上通常都具有相同的特征，即采用结构(早期微机上的小型数据库系统除外)并提供功能。三级模式两级映象7.6数据库系统结构125（2）数据库系统的三级模式结构数据库三级模式结构：以内模式、模式、外模式三个层次结构来描述数据库。模式：它是一种对数据库组织的全局逻辑观点，反映数据库的整体组织和逻辑结构。外模式：是数据库的外层，也是与用户相联系的一层。它是面向用户的逻辑组织，以文件形式展现在用户面前。内模式：具体描述了数据如何组织并存入外部存储器上，一般由DBA根据计算机系统的软硬件配置决定数据的存取方式，并编制程序实行存取。7.6数据库系统结构126外模式/模式映像数据库系统的三级模式结构7.6数据库系统结构外模式1外模式2外模式3模式内模式数据库应用A应用B应用C应用D应用E模式/内模式映像127（2）数据库系统的三级模式结构模式(Schema)：也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。它是数据库系统模式结构的中间层，既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境，也与具体的应用程序和所使用的应用开发工具及高级程序设计语言无关。模式实际上是数据库数据在逻辑级上的视图。一个数据库只有一个模式。数据库模式以某一种数据模型为基础，统一综合地考虑了所有用户的需求，并将这些需求有机地结合成一个逻辑整体。定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构，例如数据记录由哪些数据项构成，数据项的名字、类型、取值范围等，而且要定义数据之间的联系，定义与数据有关的安全性、完整性要求。7.6数据库系统结构128（2）数据库系统的三级模式结构外模式(ExternalSchema)：也称子模式或用户模式，它是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。由于它是各个用户的数据视图，如果不同的用户在应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求等方面存在差异，则其外模式描述就是不同的。另一方面，同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用，但一个应用程序只能使用一个外模式。外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据，数据库中的其余数据是不可见的。7.6数据库系统结构129（2）数据库系统的三级模式结构内模式(InternalSchema)：也称存储模式，一个数据库只有一个内模式。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等。7.6数据库系统结构130（3）数据库的二级映像功能①作用数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别。它把数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能逻辑地抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的具体表示方式与存储方式。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映象：外模式/模式映象模式/内模式映象正是这两层映象保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。7.6数据库系统结构131（3）数据库的二级映像功能②三个层次之间的两种映射一种是模式与外模式之间的映射，这种映射把概念数据库与用户级数据库联系起来；另一种是模式与内模式之间的映射，这种映射把概念数据库与物理数据库联系起来。正是有了这两种映射，才能把用户对数据库的逻辑操作转换为对数据库的物理操作，方便地存取数据库的数据。7.6数据库系统结构1328输出设计本节内容：8.1输出设计的内容8.2输出设计的方法

8.3输出报告8.4输出设计示例1338.1输出设计的内容

输出设计的内容包括：有关输出信息使用方面的内容信息的使用者、使用目的、报告量、使用周期、有效期、保管方法和复写份数等；输出信息的内容输出项目、位数、数据形式（文字、数字）；输出信息的格式表格、图形或文件；输出格式要满足使用者的要求和习惯，达到格式清晰、美观、易于阅读和理解的要求。输出设备打印机、显示器、磁带、光盘等。输出介质输出到磁盘还是磁带上，输出用纸是专用纸还是普通白纸等。134输出设备打印机卡片/纸带输出机磁带机磁盘机显示终端绘图仪缩微胶卷输出机介质打印纸卡片/纸带磁带磁盘屏幕图纸缩微胶卷用途与特点便于保存，费用低廉可代替其它系统输入之用容量大，适于顺序存取容量大，存取更方便响应灵活的人机对话精度高，功能全体积小，易保存输出设备和介质一览表1358.2输出设计的方法

输出设计的方法：采用预印表格打印多层表格周转文件1368.3输出报告

输出报告定义了系统的输出。输出报告中既标出了各常量、变量的详细信息，也给出了各种统计量及其计算公式、控制方法。设计输出报告时要注意以下几点：方便使用者，尽量利用原系统的输出格式如确需修改，应征得用户同意；输出表格要考虑系统发展的需要。是否必要在输出表中留出备用项目，以满足将来新增项目的需要。1378.3输出报告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0–001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输出设计书1388.4输出设计示例屏幕显示输出的设备调拨单1398.4输出设计示例输出格式定义

1409输入设计本节内容：9.1输入设计的原则9.2数据输入设备的选择9.3输入检验9.4原始单据的格式设计9.5输入屏幕设计1419.1输入设计的原则

输入设计包括数据规范和数据准备的过程。在输入设计中，提高效率和减少错误是两个最根本的原则。以下是指导输入设计的几个目标：控制输入量减少输入延迟减少输入错误输入过程应尽量简化

1429.2数据输入设备的选择名称内容特点键盘－磁盘由数据录入员通过工作站录入，经可靠性验证后存入磁记录介质（如磁带、磁盘等）。成本低、速度快，易于携带，适用于大量数据输入。光电阅读器采用光笔读入光学标记条形码或用扫描仪录入纸上文字。光符号读入器适用于自选商场、借书处