第六章系统设计

第六章系统设计第一页，共一百五十五页，2022年，8月28日内容:第一节、系统设计的定义、目的、任务第二节、系统设计的原则第三节、系统设计的主要工具（重点）第四节、系统设计的主要内容:（重点）总体结构设计与详细设计第五节、阶段性成果——系统设计报告（说明书）（重点）第二页，共一百五十五页，2022年，8月28日第一节、系统设计的定义、目标和任务

一、定义：将系统分析阶段提出的反映用户需求的逻辑方案转换成科学合理的、切实可行的物理（技术）方案。二、目标：设计系统的物理模型系统的逻辑模型系统的物理模型第三页，共一百五十五页，2022年，8月28日系统设计任务

功能结构设计网络结构设计物理配置方案

代码设计数据存储(数据库)设计模块划分输入输出设计处理过程设计系统设计文档一、总体设计二、详细设计第四页，共一百五十五页，2022年，8月28日系统设计的任务——总体设计(功能结构设计)系统总体设计是把总任务分解成为许多基本的、具体的任务•决定每个模块的功能•将系统划分为模块•决定模块的调用关系•决定模块的界面，即模块间的数据传递体现了结构化设计思想第五页，共一百五十五页，2022年，8月28日第二节、系统设计原则和依据

原则：1.系统性原则统一的信息代码、统一的数据组织方法、统一的设计规范和标准2.经济性原则3.可靠性原则如安全保密性、检错及纠错能力、抗病毒能力、系统恢复能力等。4.简单性原则5.灵活性原则系统容易修改和维护。第六页，共一百五十五页，2022年，8月28日系统设计的依据1、系统分析报告（说明书,上一阶段已完成）2、开发者的知识和经验（现行技术）计算机软硬件技术DBMS技术数据通信技术计算机网络技术第七页，共一百五十五页，2022年，8月28日第八页，共一百五十五页，2022年，8月28日第三节、系统设计的方法和工具结构图一组设计原则一组设计策略结构化设计SD：系统流图HIPO技术（分层－输入－处理－输出）控制结构图第九页，共一百五十五页，2022年，8月28日结构化设计-SD结构化思想是系统开发的重要思想。结构化设计理论源于结构化程序设计SP。结构化设计与结构化分析密不可分。定义：一个复杂系统可以看成由许多相对独立的部分组成,再将系统逐层划分（？），分解（？）为多个大小适当、功能明确、具有一定独立性的模块，便于用计算机语言描述和实现。关键：运用一组标准的准则和工具第十页，共一百五十五页，2022年，8月28日系统结构化设计方法主要有：HIPO-层次结构IPO-模块化结构第十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日系统流图系统流图是传统的描述工具，通常用它表达系统的执行过程。绘制系统流图主要依据：信息处理的步骤和内容；每一步所涉及的物理过程；各个步骤之间的物理和逻辑关系。第十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日HIPO技术（分层－输入－处理－输出）HIPO图是IBM公司于70年代中期推出的一种描述系统结构和模块内部处理功能的技术/工具。HIPO技术由两部分组成：（1）HIPO图-层次结构图——描述整个系统的设计结构以及各类模块之间的关系。（2）IPO图——描述了某个特定模块内部的处理过程和输入/输出关系。例、赵乃真pp209、薛华成pp394~395第十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日IPO图的主体是处理说明部分,该部分可采用：流程图N-S图问题分析图过程设计语言等工具进行描述第十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日控制结构图（赵乃真pp209）又称系统结构图是HIPO图的进一步发展:不仅表示一个系统(功能模块)是层次分解关系还表示了模块的调用关系以及模块间数据流及控制流信息的传递关系.是结构化设计的另外一种重要图表工具.第十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日结构图的基本符号模块名称表示一个功能模块表示模块与模块之间的调用关系表示模块与模块之间的数据传递关系表示模块与模块之间的控制信息传递关系表示判断关系表示循环关系第十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日结构图的关系ABx,yzABx,yy,zABx,yzc(1)(2)(3)第十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日ACDBACDB(4)结构图的关系第十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日ACDBACDB(5)结构图的关系第十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日IPO图的特点：在IPO图中，输入、输出数据来源于数据词典。变量说明是指模块内部定义的变量，与系统的其他部分无关，仅由本模块定义、存贮和使用。备注是对本模块有关问题作必要的说明。开发人员不仅可以利用IPO图进行模块设计，而且还可以利用它评价总体设计。用户和管理人员可利用IPO图编写、修改和维护程序。因而，IPO图是系统设计阶段的一种重要文档资料。

第二十页，共一百五十五页，2022年，8月28日第四节、系统总体结构设计1、子系统划分/系统功能模块划分：

划分子系统确定子系统的模块结构画出模块结构图。例子、库存管理系统结构图

子系统划分网络设计物理配置第二十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日在这个过程中必须考虑以下几个问题：如何将一个系统划分成多个子系统；每个子系统如何划分成多个模块；如何确定子系统之间、模块之间传送的数据及其调用关系；如何评价并改进模块结构的质量。第二十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日系统设计的任务——总体设计(功能结构设计)系统总体设计是把总任务分解成为许多基本的、具体的任务•决定每个模块的功能•将系统划分为模块•决定模块的调用关系•决定模块的界面，即模块间的数据传递体现了结构化设计思想第二十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日系统划分的原则:1.子系统要具有相对独立性2.要使子系统之间数据的依赖性尽量小3.子系统划分的结果应使数据冗余最小4.子系统的设置应考虑今后管理发展的需要5.子系统的划分应便于系统分阶段实现第二十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日方法一：按功能划分按业务处理功能来划分举例：EX1、门诊看病：挂号、登记、叫号、就诊、付费、检查、取药EX2、学籍管理：第二十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日方法二：U/C矩阵参考薛华成书第二十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日U／C矩阵第二十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日数据正确性分析数据守恒原理（PrincipleofDataConservation):

数据必定有一个产生的源，而且必定有一个或多个用途。在U／C矩阵中：

每一个列只能有一个C；每一个列至少有一个U；不能出现空行或空列。第二十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日系统功能划分与数据资源分布（1）系统逻辑功能的划分：在求解后的U／C矩阵中划出一个个的方块，每一个小方块即为一个子系统。划分时应注意：

沿对角线一个接一个地画，既不能重叠，又不能漏掉任何一个数据和功能；小方块的划分是任意的，但必须将所有的“C”元素都包含在小方块内。第二十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日子系统划分第三十页，共一百五十五页，2022年，8月28日数据联系第三十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日系统总体结构设计——

2、网络结构设计如何将各个子系统用局域网连接起来？以后系统如何与外部系统连接？目的：如何配置和选用一个网络产品。第三十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日解决三个问题：（1）选择网络结构：如C/S、B/S?（2）考虑联网布线和配件。（3）划定网络各节点的级别、管理方式、数据读写的权限、选择相应的软件系统。第三十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日第三十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日第三十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日硬件结构设计例（续）---设计结果第三十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日第三十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日第三十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日3、计算机物理系统配置方案设计在进行总体设计时，还要进行计算机物理系统具体配置方案的设计，要解决：计算机软硬件系统的配置通信网络系统的配置机房设备的配置等问题。计算机物理系统具体配置方案要经过用户单位和领导部门的同意才可进行实施。第三十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日第五节、系统详细设计(重点)1、代码设计2、数据库设计3、输出设计4、输入设计5、人机界面设计6、处理过程设计7、安全保密设计8、编写程序设计说明书系统分析系统设计系统详细设计系统实施系统转换第四十页，共一百五十五页，2022年，8月28日代码设计什么是代码?代码设计？代码的作用？代码设计的基本原则代码的种类校验码设计代码设计的步骤第四十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日一、代码设计1、代码？代表事物名称、属性、状态的符号等。一般用数字、字母或它们的组合构成。2、代码设计？计算机只能识别ASCII字符集中的256个基本字符和数字基于计算机的信息系统设计前提条件——把管理对象数字化或字符化。第四十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日3、代码的作用•标识或鉴别：确定某个具体的对象。•分类•排序、统计检索：•特定含义或对象状态的描述作用：同一对象所处状态•节省存储空间，提高运算速度•提高系统的可靠性•便于计算机识别和处理第四十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日例、职工编号、学号、合同编号、材料编码、会计科目代码等。例、开关的开、闭状态第四十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日4、代码设计的基本原则

唯一性—避免二义性，唯一地标识每个人。合理性原则—代码结构要与分类体系相适应；简单性—能简单、明了，以便降低误码率，提高工作效率；第四十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日系统性—代码可以分组，并有一定的分组规则，从而在整个系统中使代码具有通用性和一致性；稳定性原则—在一定时期内保持稳定；可扩充性原则—留有余地便于今后扩充；第四十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日代码设计的基本原则标准化—国际、国家和行业的有关标准是代码设计的重要依据，应尽量采用已标准化的编码便于识别和记忆—代码不仅要有逻辑含义，而且还应便于识别和记忆，对于一些容易混淆的字符和数字应少用；第四十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日代码的种类代码非含义码含义码有序码随机码校验码对照的缩略的助记码缩略码字母顺序码区间码年代码层次码十进制码特征码第四十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日5、代码的种类1）顺序码——用连续的数字或字母代表编码对象。如、性别：1-男性；2-女性如、按字母顺序、按汉语拼音发音顺序、笔画顺序优点：简短，定位方法简单，易于管理。缺点：代码本身不能说明任何附加信息特征；且新加的代码只能列在最后，删除编码后将形成空号。第四十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日有序码--顺序码例：各系编码01管理系02土木系03信息系……14机电系用一串连续的数字来代表系统中的客观实体或属性•优点：简单、方便、易处理•缺点：不反映编码对象的特征例：人的性别代码（GB2261-80）1男2女第五十页，共一百五十五页，2022年，8月28日2）层次码——

适用于线性分类体系按分类对象的从属、层次关系为排列顺序结构：XXXXXXXXX第一层码（大类）第二层码（中类）第三层码（小类）第五十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日层次码例：关于某公司的组织机构的代码含义如下表在码的结构中，为数据项的各个属性各规定一个位置并使其排列符合一定层次关系代码112代表总公司销售科广告组第五十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日优点：有严格的隶属关系代码结构简单明了容量大便于机器汇总缺点：代码结构弹性差当层次较多时位数长，处理效率低。第五十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日3）复合码由两个或两个以上完整的、独立的代码组成如：分类部分+标识部分邮编：650051身份证南昆明盘龙区出生年月日流水号第五十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日优点：代码结构有很大的柔性易于扩大代码容量和调整对象的所属类别代码的标识部分可用于不同的信息系统，便于若干个系统间的信息交换。第五十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日6、校验码设计为什么使用校验码校验码的生成过程用校验码检验代码的过程实例第五十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日为什么使用校验码当人们抄写、录入时，发生错误的可能性很大，如抄写错（1234写成1235）、移位错（1234记为1243）、隔位移位错（1234记为1432）等为了检验输入代码的正确性，要在代码本体的基础上，再外加校验位校验码是代码的一部分第五十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日校验码的设计方法：假设原编码为：C1C2C3……Cn第一步：取权因子P1，P2，P3，……，Pn第二步：对原编码的每一位加权求和第三步：对和（S）取模（M）的余（R）S/M=商……余R第四步：将余数加到原编码的右边形成校验码。第五十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日7、代码设计的步骤：确定代码对象：（1）姓名（2）单位（3）设备（4）项目（5）品种对象等考察是否已有标准代码：——若国家标准局、某个行业对相应的事物已规定了标准代码，则遵循之；——若无标准码，则设计要参考国际标准化组织、其他国家、其他部门及其单位的编码标准。定编码方法：根据代码的使用范围、使用时间，根据实际情况选择代码的类型和种类来定。考虑检错功能。编写代码表，并作详细说明，通知有关部门学习。第五十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日实例以教学管理系统为例，根据系统分析阶段对系统的详细调查结果，确定的编码对象如下表第六十页，共一百五十五页，2022年，8月28日实例设计1.学生学号前2位为学生的入学年份第3、4位是专业顺序号第5位是班级代号第6、7位是顺序号01071219200810402162例1、例2、第六十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日2.课程编码课程编码由5位构成第1位：表示课程大类号第2，3位：表示课程中类号，根据大类组编号为：0：人文社科、体育、外语01政治02哲学03文学04法律05历史06文化07社会学08英语09日语10俄语11德语12体育13艺术14卫生实例设计第六十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日1：经济管理学科01经济02管理2：自然科学01数学02物理（包括实验物理）03化学3：工程、技术01机械工程02电气技术03电子技术与信息技术04热能动力工程05计算机技术06自动化07航海08轮机工程09工程力学10其他4：实践环节01毕业设计02课程设计03各类实习04公益劳动05军训06其他实例设计第六十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日第4，5位：表示课程中类号下的课程顺序号3.教师编号采用工作证号，由7位数字组成前4位是年份，后3位是该年调进学校的教工顺序号实例设计第六十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日4.教室编号由两个数据字段组成第1个字段表示教室所在楼的编号，可以采用顺序码的编码方法第2个字段表示教室的房间号，如2楼1号为201等实例设计第六十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日二、数据库设计数据库设计是信息系统开发的核心之一.数据库设计是在选定数据库管理系统基础上建立数据库的过程。除用户需求分析外，包括:需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计四个阶段。第六十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日数据库设计的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数据库设计步骤系统开发步骤系统分析(详细调查)系统分析(逻辑设计)系统设计系统设计数据库设计与系统开发阶段对照第六十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日需求收集和分析设计概念结构设计逻辑结构数据模型优化设计物理结构评价设计、性能预测物理实现使用、维护数据库试验性运行应用需求(数据、处理)需求分析概念设计逻辑设计物理设计数据库实施运行、维护不满意不满意第六十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日需求分析的任务详细调查现实世界要处理的对象了解原系统工作概况明确用户的各种需求确定新系统的功能调查的重点是数据和处理第六十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日概念结构设计数据抽象与局部视图设计视图集成将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构设计的关键合并分E-R图，生成初步E-R图；消除不必要的冗余，设计基本的E-R图第七十页，共一百五十五页，2022年，8月28日逻辑结构的设计概念结构基本E-R图一般数据模型关系/网状/层次特定的DBMS支持下的数据模型优化的数据模型转换规则DBMS的特点和限制优化方法第七十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日数据库的逻辑结构设计将概念结构设计完成的概念模型转换成能被选定的数据库管理系统支持的数据模型数据模型可由E-R模型转换而成可由3NF关系群转换而成第七十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日E-R模型转换为关系模型的规则☆每一个实体集对应于一个关系模式*实体名——关系名*实体属性——关系属性☆实体间的联系一般对应于一个关系*联系名——关系名（不带属性的联系可以去掉）☆实体和联系中的关键字对应的属性——关系模式的关键字数据库逻辑结构设计第七十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日转换成数据模型供方单位（单位号、单位名、地址、联系人、邮编）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、经受人）购进（入库号、结算编号、、数量、金额）付款（结算编号、合同号、数量、金额）订货（物资代码、单位号、合同号、数量、单价）第七十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日数据库物理设计确定数据库的物理结构对物理结构的评价数据库在物理设备上的存储结构与存取方法评价重点是时间和空间效率第七十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日数据库的实施和维护数据的载入应用程序的编码和调试数据库的转储和恢复重组织不修改原设计的逻辑和物理结构重构造修改数据库的模式和内模式数据库的安全性、完整性控制数据库的重组织与重构造数据库性能的监督、分析和改造第七十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日1、需求分析:主要目标是借助DFD等工具完成信息的收集、整理、分析，并要求完整、准确。需求分析的内容：数据的类型；格式；使用方式；在系统的详细调查阶段完成，并由数据字典中的数据项描述。第七十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日2、概念结构设计：根据用户需求设计数据库的概念数据模型(简称概念模型)。E-R模型描述。主要步骤：实体识别及主关键字确定；实体及其联系的分析第七十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日第一：确定实体类和主关键字设计关系数据库时，第一步就是确定各个实体类，以及在每个实体类中确定能唯一表示每一记录或事例的主关键字。实体类是表示特定的人、地或物的概念。在实体中，人们希望保存自己所需的信息，并且能用一个唯一的编码（称为主关键字）来识别这些信息。第七十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日主关键字是数据库的属性之一（在某些情况下是一组属性），它唯一地描述了一条记录。对于大多数实体类而言，不能用它们的名字作为主关键字，因为名字有可能重复，比如，学号，用此ID号作为学生的主关键字。在数据库设计过程中，常常把一条记录看成是一个实例，实例是实体类的具体表现形式，它可以被重复描述。例如：所罗门企业供应链报告第八十页，共一百五十五页，2022年，8月28日识别实体类为：混凝土类型、原材料、供应商。识别主关键字：混凝土——有两个字段混凝土类型（concretetype）:1\2\3\4混凝土名称(typeDescription)主关键字选择：混凝土类型第八十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日原材料——有几个字段原材料编号（rawMaterialID）原材料名称（rawMaterialname）现有数量（QOH）主关键字选择：原材料编号第八十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日供应商——有两个字段供应商编号（supplierID）供应商姓名（supplierName）主关键字选择：供应商编号第八十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日第二：确定各实体类间的联系及规范化处理E-R图规范化处理第八十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日3、逻辑结构设计将概念模型转换成DBMS支持的数据模型。重点：1NF、2NF、3NF数据库的逻辑模型满足系统对数据的一致性、完整性和安全性等要求，在逻辑上能高效地支持各种数据库应用。主要步骤：生成初始的关系数据库模式；数据库模式规范化，建立满足第三范式的关系模型；完整性和安全性的分析及性能评价。第八十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日逻辑结构设计与规范化为什么需要数据的规范化形式？由于应用的需要，一个投入运行的DB，随时都可能发生变化。一般来说，修改一个处理逻辑要比修改一个数据存储结构容易。因此，在设计数据存储结构时通常遵守的一个原则是：尽可能提高数据组织的相对独立性，简化其结构，以降低数据的维护成本。第八十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日规范化理论：

（1NF、2NF、3NF）关系看作是二维表，具有以下性质：1、在任一列上，数据项应该具有同一个属性；2、表中的行各不相同，即不允许有重复的组项出现；3、一个表中的行的顺序无关紧要；4、一个表中，每一列（属性）有不同的名称，列的顺序也无关紧要。第八十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日第一范式：1NF（firstnormalform）规范化：指在一个数据结构中没有重复出现的项组。1NF：任何一个规范化的关系自动称为1NF。练习：非规范化规范化第八十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日表1（a）厂名生产情况（每月）产品名称数量F1P1P2P3P4300200400200F2P1P2300100F3P2200F4P2P3P4200300400第八十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日表1（b）每月生产情况统计表厂名产品名称数量F1P1300F1P2200F1P3400F1P4200F2P1300F2P2100F3P2200F4P2200F4P3300F4P4400第九十页，共一百五十五页，2022年，8月28日第二范式：2NF（secondnormalform）每个表必须有一个且仅一个数据元素为主关键词，其它数据元素与主关键词一一对应。或：该数据元素唯一地被主关键词所标识。函数依赖的概念：在一个数据结构R中,如果数据元素B的取值依赖于A的取值，则称B函数依赖于A，或A决定B，用“AB”表示。第九十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日练习：确定2NF职工号姓名级别工资学历毕业时间001张三技1083中专1957001张三技1083大学1968001张三技1083研究生1981002李四技1062大学1970表2（a）第九十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日分析：职工号姓名、级别、工资（职工号、学历）毕业时间问题：无关键字第九十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日职工号姓名级别工资001张三技1083002李四技1062职工号学历毕业时间001中专1957001大学1968001研究生1981002大学1970表2（b）表2（c）第九十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日第三范式：3NF（Thirdnormalform）注意：对于一个满足了2NF的数据结构来说，表中有可能存在某些数据元素的函数还依赖于其它非关键词数据元素的现象。3NF：表中的所有数据元素不但要能够唯一地被关键词所标识，且它们之间还必须相互独立，不存在其它函数关系。传递依赖：设A、B、C是同一个数据结构R中的三个数据元素，如果C函数依赖于B，即BC,而B函数依赖于A，即AB,则有C依赖于A，即AC,称此依赖关系为“传递依赖”第九十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日练习：确定3NF分析表2（b）要把技10级的工资改为97元，则所有技10级的职工工资都要修改。问题：存在一种传递依赖：职工号级别工资职工号姓名级别工资001张三技1083002李四技1062第九十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日方法：法一：设法取消A对B的函数关系，使A直接依赖于C法二：拆表、建表第九十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日职工号姓名级别001张三技10级别工资表3（a）表3（b）第九十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日4、物理结构设计任务：在逻辑模型的基础上建立数据库的物理模型，即为数据模型在设备上选定合适的存储结构和存取方法。选择具体的数据库管理系统。主要内容：根据系统安全性、使用的便捷性等要求划分数据库；在物理介质上创建数据库；根据逻辑模型创建数据库表，定义主键和外键；创建索引；创建视图；定义数据库管理员和用户并设置操作权限；制定数据的备份方案和恢复方案；

第九十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日5、关系数据结构的建立在进行了数据基本结构的规范化重组后，还必须建立整体数据的关系结构。建立关系数据结构涉及三方面的内容：1）确定链接关系；2）确定单一的父系记录结构；3）建立整个数据库的关系结构。第一百页，共一百五十五页，2022年，8月28日（1）链接关系的确定在进行了上述数据规范化重组后，已经可以确保每一个基本数据表（简称表）是规范的，但是这些单独的表并不能完整地反映事物，通常需要通过指标体系，整体指标数据才能完整全面地反映问题。也就是说，在这些基本表的各字段中，所存储的是同一事物不同侧面的属性。第一百零一页，共一百五十五页，2022年，8月28日那么计算机系统是如何能知道哪些表中的哪些记录应与其他表中的哪些记录相对应，它们表示的是同一个事物呢？i.e.:?表中的？记录应与？？表中的？？记录相对应（同一事物）第一百零二页，共一百五十五页，2022年，8月28日目的：确定各表之间的数据记录关系。方法：这种表与表之间的数据关系一般都是通过主或辅关键词之间的连接来实现。因为在每个表中只有主关键词才能惟一地标识表中的这一记录值。第一百零三页，共一百五十五页，2022年，8月28日例如： 学号姓名班级专业8王红1计算机17李明2自动化学号课程分数8计算机科学导论8数学第一百零四页，共一百五十五页，2022年，8月28日（2）确定单一的父子关系结构即在所建立的各种表中消除多对多（m:n）的抽象。只能多对一m:1,或一对多1：n.设法使得所有表中记录之间的关系呈树状结构——一主干发若干支干。方法：E-R图第一百零五页，共一百五十五页，2022年，8月28日例：姓名职工号职称教师授课课程教材编号课程名学时书名作者出版社M门课程N个教师K本教材………..…..第一百零六页，共一百五十五页，2022年，8月28日多对多的关系：一个教师可以讲授m门课程；一门课程可以有n个教师来讲授；同一门课程可以有k本教材供选用。解决：？？增设一个中间表第一百零七页，共一百五十五页，2022年，8月28日在教师、课程、教材三个实体之间找到一个一对多的实体——课表第一百零八页，共一百五十五页，2022年，8月28日例：姓名职工号职称教师授课课程教材编号课程名学时书名作者出版社M门课程安排选用………..…..课表111nk第一百零九页，共一百五十五页，2022年，8月28日例2：实际工作中经常会项目表（基本表）项目号项目名项目承担单位所属部门项目设计单位设备引进单位技术消化单位项目审批单位合同表（基本表）合同号（主关键词）合同名签约日期甲方单位乙方单位合同金额经费来源支付方式一个项目里可能会有多个合同一个大型合同又可能涉及若干个项目第一百一十页，共一百五十五页，2022年，8月28日解决方法：增设一个中间表项目号项目名B3894****D2839****A2239****A2381****A4470****….….合同号合同名584372****838962****728284****433867****518848****866124****…..….项目表合同表第一百一十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日项合号项目号合同号xH5390B3894584372XH5391D2839838962XH5392D2839433867XH5394D2839728284XH5401D2839518848XH5402A2381866124XH5403A4470866124….……项目合同号（基本表）第一百一十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日6、确定数据资源的分布和安全保密属性1）数据资源分布同一子系统的数据（U/C矩阵中的一个小方块）尽量放在本子系统所使用的机器上；只有需公用的数据和最后统计汇总类数据才放在服务器上。第一百一十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日2）安全保密属性原则上，所有文件都定义为4级；统计文件（表）和数据录入文件一般对本工作站定义为只写方式，对其它工作站定义为只读方式。财务等保密文件一般只对本工作站（如财务科）定义为可写、可改、可删除方式。对其他工作站则定义为只读方式，且不是每个人都能读。第一百一十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日总体数据库设计

数据的分类数据存储规模设计数据存储空间的分布设计文件设计数据的安全性和完整性设计数据库管理系统(DBMS)的选择

第一百一十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日1、数据的分类信息系统中的数据主要分:基础数据中间数据工作数据暂存数据四大类。第一百一十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日基础数据是指整个系统的输人数据、输出数据、代码、各种工作和技术标准、规范以及主要子系统的共享数据；中间数据是指在数据处理中需要保存的中间结果；工作数据是指为提高某项处理功能的效率而事先加工好的数据；暂存数据是指处理过程中需存储、在处理过程结束后即可消除的数据。第一百一十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日2、数据存储规模设计数据存储规模设计中要考虑的因素主要包括：现有数据量的存储规模未来数据量的增长趋势数据类型的划分数据存储规模设计就是要在分析的基础上，合理的组织数据的存储格式，选择合理的存储技术和设备对数据进行存储。第一百一十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日3、数据存储空间的分布设计数据存储的空间分布应与系统总体设计总的物理环境配置协调一致，例如，在局域网环境中，可以将系统数据集中存储在分布式环境上的中心机或网络环境中的服务器上，而把新的数据就近分别存放在各自应用部门的工作站上，以保证使用和管理上的方便。数据存储空间的分布设计中要注意区别共享数据和独占数据，还要区别流动性数据和非流动性数据。第一百一十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日4、文件设计文件设计的基本内容主要包括以下几个方面：1)对数据字典描述的数据存储情况进行分析，确定需要作为文件组织存储的数据，分析出其中的数据类型。2)决定需要建立的文件及其用途和内容，确定每个文件的文件名。第一百二十页，共一百五十五页，2022年，8月28日3)根据文件的使用要求选择文件的存储介质和组织形式。4)根据数据结构设计记录格式。5)根据记录长度、记录个数和文件总数估算出整个系统的数据存储容量。第一百二十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日5、数据库管理系统(DBMS)的选择选择数据库管理系统时，应考虑：数据库的性能；数据库宽里系统的系统平台；数据库宽里系统的安全保密性能；数据的类型。目前市场上流行的DBMS有：Oracle、Sybase、SQLServer、Informix、DB2、FoxPro、……第一百二十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日三、人机界面设计用户的使用需求分析用户对计算机系统的要求用户技能方面的使用需求用户习性方面的使用需求用户经验、知识方面的使用需求用户对系统的期望方面的需求

第一百二十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日用户对计算机系统的要求1)让用户灵活地使用，不必以严格受限的方式使用系统。。2)系统能区分不同类型的用户并适应他们，要求依赖于用户类型和任务类型，系统自动调节以适应用户。3)系统的行为及其效果对用户是透明的。4)用户可以通过界面预测系统的行为。第一百二十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日用户对计算机系统的要求5)系统能提供联机帮助功能。6)人—机交互应尽可能和人际通信相类似，要把人—机交互常用的例子、描述、分类、模拟和比较等用于人—机交互中。7)系统设计必须考虑到人使用计算机时的身体、心理要求，包括机房环境、条件、布局等，以使用户能在没有精神压力的情况下使用计算机完成他们的工作。

第一百二十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日用户技能方面的使用需求1)用户只需有普通的语言通信技能就能进行简单的人—机交互。目前人—机交互中使用的是易于理解和掌握的准自然语言。2)要求有一致性的系统设计。一致性系统的运行过程和运作方式很类似于人的思维方式和习惯，能够使用户的操作经验、知识、技能推广到新的应用中。3)应该让用户能通过使用系统进行学习，提高技能。最好把用户操作手册做成交互系统的—部分，当用户需要时，有选择地进行指导性的解释。4)系统提供演示及示例程序，为用户使用系统提供范例。第一百二十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日用户习性方面的使用需求1)系统应该让在终端前工作的用户有耐心—系统响应时间直接相关连的。2)系统应该很好地对付易犯错误、健忘以及注意力不集中等习性。此外，必要的冗余长度、可恢复操作、良好的出错信息提示和出错处理等也都是良好系统所必须具备的。3)应该减轻用户使用系统的压力。系统应对不同用户提供不同的交互方式。而直接操纵图形的用户界面以其直观、形象化及与人们的思维方式的一致性，更为各类用户所欢迎。第一百二十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日用户经验、知识方面的使用需求1)系统应能让未经专门训练的用户使用。2)系统能对不同经验知识水平的用户做出不同反应。3)提供同一系统，甚至不同系统间系统行为的一致性，建立起标准化的人—机界面。4)系统必须适应用户在应用领域的知识变化，应该提供动态的自适应用户的系统设计。小结：良好的人—机界面对用户在计算机领域及应用领域的知识、经验不应该有太高要求。相反，应该对用户在这两个领域的知识、经验变化提供适应性。第一百二十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日用户对系统的期望方面的需求1)用户界面应提供形象、生动、美观的布局显示和操作环境，以使整个系统对用户更具吸引力。2)系统决不应该使用户失望，一次失败可能使用户对系统望而生畏。良好的系统功能和人—机界面会使用户乐意把计算机系统当成用户完成其任务的工具。3)系统处理问题应尽可能简单，并提供系统学习机制，帮助用户集中精力去完成其实际工作，减少用户操作运行计算机系统的盲目性。第一百二十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日人机界面的设计原则用户针对性原则尽量减少用户的工作应用程序与人机界面相分离人机界面一致性系统反馈及时性尽量减少用户记忆及时的出错处理及帮助功能使用图形

第一百三十页，共一百五十五页，2022年，8月28日输出内容输出方式输出设备与介质第一百三十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日界面设计1.输出设计(1)输出信息使用者方面的内容使用者、使用目的、报表数量、使用周期、有效期、保管方法及份数、责任人、输出时间等(2)输出信息的内容输出的数据项、位数、数据形式(文字、数字)(3)输出设备显示器、打印机、绘图仪、声像等多媒体设备(4)输出介质：纸、磁盘、磁带或其他多媒体介质(5)输出格式：报表、图形、图象、文件等第一百三十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日输出内容输出内容即包括用户使用输出信息的目的或用途、输出频率、速度、有效期、份数、安全保密性要求等，也包括输出信息的具体形式(表格、图形、文字)，输出项目及输出信息的数据结构、数据类型、精度、取值范围等。输出内容设计的结果是将上述参数在“输出设计说明书”中一一加以说明，一份完整的输出设计说明书应包含输出类型、内容、表格、介质和设备四方面的设计内容。第一百三十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日四、输入输出设计输出设计输入设计

输入设计原则输入设计内容输入表单设计输入数据校验

第一百三十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日输出设计输出报表是信息系统所固有的一种需求，产生输出所需的系统输入和数据存储在逻辑设计阶段就应该有明确的定义。一般的设计过程是首先设计系统的输出，然后再设计系统的输入。第一百三十五页，共一百五十五页，2022年，8月28日回忆：信息处理过程信息系统加工处理数据信息（原材料）（产品）输入输出数据库第一百三十六页，共一百五十五页，2022年，8月28日输入设计原则

(1)可靠性(2)简单性(3)易学易用性(4)输入界面应简单明了、色彩适中、风格统一(5)快速响应性

第一百三十七页，共一百五十五页，2022年，8月28日输入设计内容(1)输入数据内容的确定——取决于所需输出信息的内容(2)输入方式及设备的选择常见的输入方式有：·键盘输入：是目前最常见的输入方式之一。·A／D、D／A(模／数，数／模)转换：如条形码识别器、光电阅读器等。主要用于自动化程度要求较高的场合。·网络通信传输

第一百三十八页，共一百五十五页，2022年，8月28日输入设备的选择键盘磁盘扫描仪麦克风数码相机/摄像机磁卡/IC卡输入射频输入第一百三十九页，共一百五十五页，2022年，8月28日输入表单设计

在设计输入表单时，首先需要考虑内容的完整性，即应把本用例或本界面的输入数据全部包括在所设计的表单之中；其次，要保证数据的一致性，即在表单中不要出现冗余数据或派生数据的输入；最后，表单格式应该简单、规范，风格一致。表单设计格式示例

第一百四十页，共一百五十五页，2022年，8月28日五、处理过程设计系统设计的最后一步，详细地涉及到具体的业务处理，是下一步编程实现系统的基础。有了上述各步的设计结果，任何一个程序员即使没有参加本系统的分析与设计工作，也能够编制出系统所需要的程序模块。处理功能描述：数据加工逻辑，出错处理处理顺序等。常用工具：流程图、伪码图、IPO图、HIPO（hierarchyplusinput-process-output)图、决策树、决策表、结构化语言等。第一百四十一页，共一百五十五页，2022年，8月28日处理过程设计信息系统处理过程实质是对数据的加工处理过程。模块:模块是可以组合、分解和更换的单元，是组成系统的基本元素。系统中的任何一个处理功能都可以看作是一个模块。

任何功能模块都是由：输入、处理、输出3个基本部分组成（IPO关系）第一百四十二页，共一百五十五页，2022年，8月28日模块本身有三种基本属性：（1）功能：模块实现什么？（2）逻辑：模块如何实现所要求的功能？（3）状态：该模块的使用环境、条件及模块间的相互关系。第一百四十三页，共一百五十五页，2022年，8月28日模块设计的两个重要原则：每个模块内部自身联系应当紧密；（内聚性高）模块间相互联系应尽量减少。（耦合性弱）第一百四十四页，共一百五十五页，2022年，8月28日别忘了：程序/模块设计说明书