第6章系统设计

6.1系统设计概述6.2总体设计6.3代码设计6.4数据存储设计6.5系统输入、输出及人机对话设计6.6系统设计说明书第6章系统设计管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-07通过本章的教学，使学生了解系统设计在整个信息系统开发过程中的地位、基本任务和内容；了解模块设计的原则，掌握总体设计的模块结构图，详细设计的工具，以及代码设计的原则、种类和代码校验的方法；掌握文件设计，输入输出设计，可靠性设计，用户界面设计等有关知识；了解对面向对象的系统设计。基本要求及教学目的管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-07重点及难点重点：（1）绘制模块结构图（2）代码的设计（3）数据库存储设计（4）输入输出设计难点：绘制模块结构图，数据库存储设计管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.1系统设计概述

6.1.1系统设计的任务6.1.2系统设计的内容

6.1.3系统设计的原则6.1.4系统设计的步骤6.1.5系统设计的方法管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.1.1系统设计的任务

系统设计的主要工作有：（1）总体设计。包括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。（2）代码设计和设计规范的制定。（3）系统物理配置方案设计。包括设备配置、通信网络的选择设计和数据库管理系统的选择等。（4）数据存储设计。包括数据库设计、数据库的安全保密设计等。（5）计算机处理过程设计。包括输入、输出、处理流程图设计及编写程序设计说明书等。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.1.2系统设计的内容1.总体设计（1）子系统划分（2）模块结构设计（3）网络结构与设备配置方案设计2.详细结构设计（1）代码设计（2）输出设计管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-07（3）输入设计（4）处理过程设计（5）数据库设计（6）人机界面设计（7）安全控制设计管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.1.3系统设计的原则1.系统性原则2.可靠性原则3.经济性原则4.管理可接受的原则5.灵活性原则管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.1.4系统设计的步骤系统设计主要分两个阶段：1.总体设计2.详细设计管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.1.5系统设计的方法系统设计的方法较多，常见的主要有三种：1.PARNAS方法2.Jackson方法3.结构化设计

管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.2总体设计6.2.1结构化系统设计方法概述6.2.2模块结构图6.2.3模块结构设计的原则管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.2.1结构化系统设计方法概述

1.什么是结构化系统设计方法结构化设计方法由美国的IBM公司的Stevens、G.Myers和L.Constantine等人提出，是在结构化思想的基础上发展起来的一种用于复杂系统结构设计的技术，它运用一套标准的设计准则和工具，采用模块化的方法进行系统结构设计，适于系统设计的总体设计阶段。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.2.1结构化系统设计方法概述2.结构化系统设计的基本思想结构化系统设计主要是使用分解的方法，将系统结构分解成为相对、单一功能的模块。以系统分析阶段的数据流程图、数据字典、处理逻辑的内容等为基础。通过“自上而下”和“自下而上”划分的反复，将复杂系统的设计转变为多个简单模块的设计。

管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.2.1结构化系统设计方法概述3.结构化系统设计的特点（1）相对独立、功能单一的模块结构（2）块内联系多、块间联系少（3）采用模块结构图描述管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.2.2模块结构图1.模块结构图概述（1）模块结构图的功能模块结构图用于描述系统内各个组成部分的结构及其相互关系。它能表达已经被分解成若干个模块组成的系统结构的层次和通讯关系。（2）模块结构图的组成

模块、调用、数据信息、控制信息管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.2.2模块结构图2．模块结构图的主要成分（1）模块（2）模块间的调用（3）模块间的通讯管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.2.2模块结构图3．模块调用和通讯的规则（1）层模块可以有一个或多个直属下层模块（2）下层模块有一个上层模块（3）同一层模块不能相互调用（4）每个模块只能调用其直属的下层模块,不能调用非直属的下层模块（5）模块间的通讯只限于直属的上下层模块之间进行，可以是单向或双向，但不能越层进行管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.2.3模块结构设计的原则1.尽量降低模块间的耦合度（1）耦合（2）降低模块间的耦合度的好处（3）影响模块间耦合度的因素（4）模块间的耦合形式（5）各种耦合形式的耦合度比较管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.2.3模块结构设计的原则2．尽量提高模块间的聚合度（1）偶然内聚（2）逻辑内聚（3）时间内聚（4）步骤内聚（5）通信内聚（6）顺序内聚（7）功能内聚管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.2.3模块结构设计的原则3．模块的扇出系数和扇入系数模块的扇出数指一个模块拥有的直属下层模块的个数，一般认为，设计得好的系统平均扇出数为3或4，上限不超过7。一个模块的扇入是指调用它的上级模块的个数。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3代码设计6.3.1代码的意义与功能6.3.2代码设计的原则6.3.3

代码的分类与编码方法6.3.4代码的校验管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.1代码的意义与功能1.代码的意义代码是代表客观存在的事物名称、属性和状态等的符号。代码的符号可以是数字、字母或者是由数字和字母混合组成。在计算机化的信息系统中，每种实体和每个数据都要有代码，它是实体的唯一标识，又被称为“信息系统的数字神经”。代码设计的任务就是设计出一套供管理信息系统开发和运行所需的代码系统。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.1代码的意义与功能2．代码的功能（1）使用代码可以提高计算机处理的效率和精度。（2）利用代码可以节省计算机的存储空间，提高运算速度。（3）利用代码可以提高系统的可靠性。（4）利用代码可以提高数据的全局一致性。（5）代码是人和计算机的共同语言，是两者交换信息的工具。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.2代码设计的原则1.唯一性2.标准性3.合理性4.可扩充性5.简单性6.适用性7.规范化8.系统性管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.3代码的分类与编码方法代码的种类如图6-8所示代码无实义代码有实义代码排序码逻辑码顺序码无序码层次码自检码系列顺序码字母顺序码特征组合码矩阵码又叫成组码即分组码图6-8代码的种类管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.3代码的分类与编码方法1.顺序码顺序码又称系列码，用一串连续的数字来代表系统中的客观实体或实体属性。编码时，按实体的出现顺序，用数字或字母的顺序与实体的顺序相对应。故又可以将这种编码法简单地称为计数编码法。例如，按照GB2261-80规定1为男性，2为女性。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.3代码的分类与编码方法2.区间码区间码又可以称为层次码或分组码，区间码是按编码对象的特点，把代码分成若干个区间，每一区间代表编码对象的一个类别。如邮政编码就是典型的区间码。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.3代码的分类与编码方法3.助记码助记码是指用可以帮助记忆的字母和数字来代表实体。助记码可以通过联想帮助记忆的方法，将对象属性代码化，易记易读。通常作为其他代码分类中细分类的一种补充手段。例：TV-B-21,TV-C-29。助记码适用于数据项数目较少的情况(一般少于50个)，否则可能引起联想出错。此外，太长的助记码占用计算机容量太多，也不宜采用。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.3代码的分类与编码方法4.成组码成组码指给一组实体一定的代码区间。它使用了区间码的编码思想，将一般的顺序码加以位内分组。5．缩写码缩写码是把人们习惯使用的缩写字直接用于代码。例如：kg—千克；cm—厘米。6．尾数码使末尾位的数字码具有一定含义，可以不增加主要代码位数而进行分类，即利用尾位数字修饰主要代码。例如，用02301表示230毫米。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.4代码的校验1．校验位的一般算法（1）对原代码的每一位乘以一个权数，然后求它们的乘积之和。设原代码有n位：C1C2C3…Cn对应的权数因子：P1P2P3…Pn它们的乘积之和：S=C1P1+C2P2+C3P3+…+CnPn其中：权数因子可以取自然数列1，2，3，…n；几何级数2，4，8，…，2n；或质数等其他数列。（2）对乘积之和取模R=Smod（M）其中：R表示余数，S为乘积之和，M为模数，可选用11或12等数。校验位J=R。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.4代码的校验2．算术级数法指以自然数序列倒置为权，求得代码的校验位。例：若原码为“12345”，用算术级数法，以11为模，求该代码的校验位。原代码：12345各乘以权：54321乘积之和：5+8+9+8+5=35以11为模除以乘积之和，余数作为校验码

35/11=3……2代码为：123452管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.4代码的校验3．几何级数法指以2的指数序列倒置为权，求得代码的校验位。例：若原码为“12345”，用几何级数法，以11为模，求该代码的校验位。原代码：12345各乘以权：64321684乘积之和：64+64+48+32+20=228以11为模除以乘积之和，余数作为校验码

228/11=20……8代码为：123458管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.3.4代码的校验4．质数级数法指以质数序列倒置为权，求得代码的校验位。例：若原码为“12345”，用几何级数法，以11为模，求该代码的校验位。原代码：12345各乘以权：19171375乘积之和：19+34+39+28+25＝145以11为模除以乘积之和，余数作为校验码145/11＝13……2代码为：123452注意：以11为模时，若余数是10，则按0处理。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.4数据存储设计6.4.1文件分类6.4.2数据文件设计

管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-07在系统分析阶段进行新系统逻辑模型设计时，已从逻辑角度对数据存储进行了初步设计。到系统设计阶段，就要根据已选用的计算机硬件和软件及使用要求，进一步完成数据存储的详细设计。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.4.1文件分类1．按文件的存储介质分类卡片文件、纸带文件、磁盘文件、磁带文件和打印文件。2．按文件的信息流向分类输入文件、输出文件和输入输出文件。3．按文件组织方式分类顺序文件、索引文件和直接文件。4．按文件用途分类主文件、处理文件、工作文件、周转文件、其他文件。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.4.2数据文件设计数据文件设计是根据系统分析提出的目标系统逻辑模型或开发者与用户协商提出的数据存储要求，确定数据处理方式、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、对存取时间以及处理时间的要求；设计出记录中每一数据项的名称、类型、宽度和小数位；还应确定记录由哪个程序形成，又输出到哪个程序以及文件的管理制度。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.4.2数据库设计1.集中式数据库设计数据库设计的步骤：（1）数据库结构定义（2）数据表定义（3）存储设备和存储空间组织（4）数据使用权限设置（5）数据字典设计管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.4.2数据库设计2.分布式数据库设计（1）分布式数据管理系统的概念（2）分布式数据库结构（3）分布式数据库数据分布类型管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.5系统输入、输出及人机对话设计6.5.1输入设计6.5.2

输出设计6.5.3人机对话设计管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-07系统输入输出以及人机对话设计也是系统开发过程中的关键环节之一。科学合理的输入输出及人机对话设计，有利于减少输入工作量，提高输入数据的准确性，同时有利于提高输出数据的精度以及有利于提高系统的易用性。管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.5.1输入设计1.输入设计的原则（1）最小量原则（2）简单性原则（3）早检验原则（4）少转换原则（5）减少延迟原则管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.5.1输入设计2.输入设计的内容（1）确定输入数据内容（2）确定数据的输入方式（3）确定输入数据的记录格式（4）输入数据正确性校验（5）确定输入设备管理信息理论与实践》清华大学出版社2014-076.5.1输入设计3.输入设计的格式（1）简列式（2）表格式（3）全屏幕编辑方式管理信息理论与