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文档简介
第七章管理信息系统的
系统设计数学与信息学院张旭洁实验课时间地点安排实验地点:二号楼,303机房时间:14~17周具体时间:5月27日6月3日6月10日6月17日系统分析系统设计系统实施管理信息系统开发流程回顾本章教学要求掌握:系统设计工作步骤,熟悉:代码设计类型、原则、典型代码系统、数据库概念模型(术语,ER图画法),逻辑模型(术语,关系模式)物理结构设计。输入/出设计方式,输入校验理解:系统设计目的、物理配置方案设计、校验码、关系规范化、输入/出设计原则,处理流程设计及工具了解:模块分解原则、SD方法、耦合聚合、功能结构图设计步骤、信息系统流程图难点:ER图转为关系模式,功能结构图设计步骤,关系规范化,校验码5目的:在系统分析逻辑模型基础上,科学合理地进行物理模型设计,给出新系统的详细实施方案主要工作:总体设计:系统功能结构图设计(第3节)信息系统流程图设计(第4节)系统物理配置方案设计(第5节)详细设计:代码设计(第2节)数据存储设计(第7节)输入、输出用户接口设计(第8,9节)程序流程图设计;编写程序说明书
(第10节)最后:提交系统设计报告(第11节)本章教学内容介绍第一节系统设计的主要工作第二节代码设计第三节功能结构图设计第四节信息系统流程图设计第五节系统物理配置方案设计第六节制定设计规范第七节数据存储设计第八节输出设计第九节输入设计第十节处理流程图设计第十一节编写程序设计说明书和系统设计报告7.1系统设计的主要工作7.1.1系统设计的任务7.1.2系统设计的工作7.1.3系统设计中应遵循的原则7.1.1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。逻辑模型物理模型做什么如何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7.1.2系统设计的主要工作总体设计代码设计和设计规范的制定数据存储设计计算机处理过程设计系统物理配置方案设计7.1.3系统设计中应遵循的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7.2代码设计7.2.1代码及代码的功能7.2.2代码设计的原则7.2.3代码的分类7.2.4代码的校验7.2.1代码及代码的功能图书馆管理:借阅证(J72157)、图书(D035.1.41)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)代码的定义:代码: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。系统分析阶段:数据字典系统设计阶段:代码设计开始结束代码的功能1、为事物提供一个概要而不含糊的认定,便于数据的存储和检索。代码缩短了事物的名称,无论是记录、记忆还是存储,都可以节省时间和空间;2、使用代码可以提高处理的效率和精度。按代码对事物进行排序、累计或按某种规定算法进行统计分析,可以十分迅速;3、提高了数据的全局一致性。对同一事物,即使在不同场合有不同的叫法,也可以通过编码统一起来,代码提高了系统的整体性、减少了因数据不一致而造成的错误;4、是人和计算机的共同语言,是两者交换信息的工具。为了给尚无代码的数据项编码,为了统一和改进原有代码,使之适应计算机处理的要求,在建立新系统时,必须对整个系统进行代码设计。代码的功能7.2.2代码设计的原则1、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、一个代码应惟一标志它所代表的事物或属性。3、代码设计时,要预留足够的位置,以适应不断变化的需要。一般来说,代码愈短,分类、准备、存储和传送的开销愈低;代码愈长,对数据检索、统计分析和满足多样化的处理要求就愈好。但编码太长,留空太多,多年用不上,也是一种浪费。7.2.2代码设计的原则4、注意避免误读,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5、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7.2.2代码设计的原则7.2.2代码设计的原则6、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。7、注意代码的可扩充性。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=S1*S2*……*Sp另外一种表示方法C=Sp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。编码字符:“0”,“1”编码位数:4位有多少中编码?键盘上的字符至少需要多少个二进制位,才能用表示?课堂练习:编码字符:“0”,“1”,“4”,“3”,“4”,“5”,“6”,“7”编码位数:8位有多少中编码?7.2.3代码的种类1.顺序码顺序码又称系列码,它是一种用连续数字代表编码对象的码.例如,用1代表厂长,2代表科长,3代表科员,4代表生产工人等。顺序码的优点:短而简单,记录的定位方法简单,易于管理。顺序码的缺点:没有逻辑基础,本身不能说明任何信息的特征。新加的代码只能列在最后,删除则造成空码。通常,顺序码作为其他码分类中细分类的一种补充手段。7.2.3代码的种类顺序码示意2.
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。邮政编码。区间码的类型:多面码;上下关联区间码;十进位码多面码多面码: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。材料代码上下关联区间码上下关联区间码:由几个意义上相互有关的区间码组成,其结构一般由左向右排列。身份证号码十进位码此法相当于图书分类中沿用已久的十进位分类码,它是由上下关联区间码发展而成的。如D035.141,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。子分类划分虽然很方便,但所占位数长短不齐,不适于计算机处理。显然,只要把代码的位数固定下来,仍可利用计算机处理。D035.1
41序号电子政务类电子商务类区间码的优点区间码的优点:信息处理比较可靠,排序、分类、检索等操作易于进行。区间码的缺点:码的长度与它分类属性的数量有关,有时可能造成很长的码。在许多情况下,码有多余的数。码的维修比较困难。3.助忆码助忆码:用文字、数字或文字数字结合起来描述。(表示产品的规格、型号)例如,用TV-B-12代表12英时黑白电视机,用TV-C-20代表20英时彩色电视机。助忆码的特点特点:可以通过联想帮助记忆。优点:可辅助记忆缺点:校对不易,不易反映分类的结构。太长的助忆码占用计算机容量太多,不宜采用。汉字不宜作为编码的符号。助忆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。课堂练习:假设你是学院的科研秘书,需要整理收集并分类学研老师发表的论文与图书。请选用你认为最合适的编码,为这些文件编码,并解释说明理由。7.2.4代码结构中的校验位抄写错误12341235易位错误13241342隔位易位错误13241432如何解决,如何保证代码的正确性?代码的校验避免代码录入出现错误的办法在设计好的代码(代码本体)后,再增加一位,作为代码的组成部分。增加的这一位,即为校验位。XXXXXXX校验位代码本体校验位是根据事先规定好的数学方法及代码本体计算出来的。校验位的确定步骤设有一组代码为:C1C2C3C4…Ci
第一步:为设计好的代码的每一位Ci确定一个权数Pi(权数可为算术级数、几何级数或质数)。
第二步:求代码每一位Ci与其对应的权数Pi的乘积之和SS=C1*P1+C2*P2+……+Ci*Pi(i=1,2,……,n)n=∑Ci*Pi(i=1,2,……,n)i=1
第三步:确定模M(11,13,10)第四步:取余R=SMODM第五步:校验位Ci+1=R最终代码为:C1C2C3C4…CiCi+1
使用时:C1C2C3C4…CiCi+1算术级数法某金属材料公司的黑色金属材料分类代码为:1080103(代码本体)权自左向右为:1234567得出乘积之和:l×1十0×2十8×3十0×4十1×5十0×6十3×7=51除以模11R=51MOD11=7原编码加上校验位7,最终设计的代码便是:1080103710801037校验位代码本体几何级数法原编码
1234各乘以权
16842乘积之和
16+16+12+8=52以11为模去除乘积之和,把得出的余数作为校验码:52/11=4…8因此编码为
12348。质数法原编码
1234各乘以权
13753乘积之和
13+14+15+12=54以11为模去除乘积之和,把得出余数作为校验码:54/11=4…10因此编码为
12340。注意:以11为模时,若余数是10,则校验码取0。7.3功能结构图设计1、结构化设计思想 系统性。层次性。2、自顶向下分解步骤(功能分层)
功能分层方法:将系统分解为子系统,各子系统功能总和为上层系统的总的功能,再将子系统分解为功能模块:上层功能包括(或控制)下层功能愈上层功能愈笼统,愈下层功能愈具体下层功能模块能实现上层的模块功能功能分层原则:从上往下,由抽象到具体,由复杂到简单。7.3功能结构图设计功能结构图功能结构图:就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。功能结构图中各层功能与新信息系统中数据流程图中的处理功能是对应的。
功能结构图3.模块化设计思想模块化:把一个信息系统设计成若干模块的方法。模块化设计思想:(1)把一个复杂的系统分解为一些规模较小、功能较简单的、更易于建立和修改的部分;(2)一方面,各个模块具有相对独立性,可以分别加以设计实现;3.模块化设计思想(3)模块之间的相互关系(如信息交换、调用关系)则通过一定的方式予以说明;(4)模块结构整体上具有较高的正确性、可理解性与可维护性;(5)各模块在这些关系的约束下共同构成一个统一的整体,完成系统的功能;7.4信息系统流程图设计功能结构图主要从功能的角度来描述系统的结构,但并没有表达各功能之间的数据传递关系;事实上:系统中的许多业务或功能都是通过数据文件联系起来的;另外,在数据流程图中,某两个功能模块之间原来并没有通过数据文件发生联系,但是为了处理方便,在具体实现中有可能在两个处理功能之间设立一个临时的中间文件以便把它们联系起来。信息系统流程图是以新系统的数据流程图为基础绘制的;思路:首先为数据流程图中的处理功能画出数据关系图(它反映了数据之间的关系,即输入数据、中间数据、和输出信息之间的关系);然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,也即信息系统流程图。7.4信息系统流程图设计需要指出:信息系统流程图表示的是计算机的处理流程,不像数据流程图那样还反映了人工操作的那一部分;因此,绘制信息系统流程图的前提是:已经确立了系统的边界,人机接口和数据处理方式。7.4信息系统流程图设计从数据流程图到信息系统流程图还应该考虑哪些处理功能可以合并,或者可以进一步分解,然后把有关的处理看成是系统流程图中的一个处理功能。数据流程图中的加工处理与信息系统流程图中的处理步骤并不一定要一一对应,设计者可以根据实际,加以合并或分解。7.4信息系统流程图设计7.5系统物理配置方案设计7.5.1设计依据7.5.2计算机硬件选择7.5.3计算机网络的选择7.5.4数据库管理系统的选择7.5.5应用软件的选择7.5.1设计依据1.系统的吞吐量:每秒钟执行的作业数称为系统的吞吐量。系统的吞吐量越大,则系统的处理能力就越强;系统的吞吐量与系统硬、软件的选择有着直接的关系.如果要求系统具有效大的吞吐量,就应当选择且有效高性能的计算机和网络系统。2.系统的响应时间:从用户向系统发出一个作业请求开始,经系统处理后,给出应答结果的时间称为系统的响应时间;如果要求系统具有较短的响应时间,就应当选择CPU运算速度较快的计算机及具有较高传递速率的通讯线路,如实时应用系统。7.5.1设计依据3.系统的可靠性:系统的可靠性可以用连续工作时间表示。例如,对于每天需要24小时连续工作的系统,则系统的可靠性就应该很高,这时可以来用双机双工结构方式。7.5.1设计依据4.系统的处理方式:如果一个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,若系统的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。7.5.1设计依据5.地域范围:对于分布式系统,要根据系统覆盖的范围来决定采用广域网还是局域网。6.数据管理方式:根据数据管理方式配备相应的数据库管理系统。7.5.1设计依据管理工作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,但是,计算机的性能越高,其价格也就越昂贵。(1)计算机主存;(2)CPU时钟;(3)输入、输出和通信的通道数目;(4)显示方式;(5)外接转储设备及其类型。7.5.2计算机硬件选择1、网络拓扑结构总线、星型、环形等2、网络的逻辑设计分系统、子系统;设备的选用和逻辑、连接结构3、网络操作系统Unix,Windows等7.5.3计算机网络选择数据库管理系统选择的原则是: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。普通的数据库管理系统有Foxpro,MicrosoftOfficeAccess等。大型数据库系统有MicrosoftSQLServer,OracleServer,和IBMDB2等。7.5.4数据库管理系统选择软件的选择包括:操作系统;数据库管理系统;汉字系统;设计语言;应用软件包等软件。7.5.5应用软件的选择软件的选择原则1、软件是否能够满足用户的需求2、软件是否具有足够的灵活性3、软件是否能够获得长期、稳定的技术支持7.5.5应用软件的选择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。一流企业做标准二流企业做品牌三流企业卖技术四流企业卖产品7.6制订设计规范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的设计;在本阶段,就要根据已经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;文件是系统中存放数据的基本方式。7.7数据存储设计7.7.1文件设计文件设计:就是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。1.文件的分类主文件: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。为发挥主文件数据的作用,它必须准确、完整并及时更新。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:是处理过程中暂时存放数据的文件。如排序过程中建立的排序文件,打印时建立的报表文件等。周转文件:用来存放固定个体变动属性的数据。其他文件:如备份文件等。7.7.1文件设计2.文件设计的要点(1)通常从设计共享文件开始。用它做基准,其他文件中与它相同的数据项目尽量与共享文件中的数据项目保持一致。(2)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。(3)里面包括的数据项的名称、变量名、类型、宽度和小数位数等。(4)记录设计中还应注明记录由哪个程序形成,又输出到哪个程序等。7.7.2数据库设计在数据库系统中,对现实世界的数据的抽象、描述以及处理等是通过数据模型来实现的,是数据库系统实现的基础。客观事物:事物相关性质集合人实体实体及实体集联系相关属性集合加工、转换数记录据文件库相关数据项集合加工转换存储二进制数据集合结构计算机世界DBMS数据世界DBMS的数据模型现实世界观念世界认识、选择和描述将外部信息转化为计算机内部的数据,需经以下几个不同的转换过程。概念模型概念模型:根据用户需求设计的数据库模型,称为概念模型,为从用户角度看到的模型。概念模型可用实体联系模型(E-R模型)表示。相关概念(1)实体:指客观存在并相互区别的事物。
例如:实体可以是具体对象:一个教师、学生、一个部门;也可是抽象的概念和联系:学生的一次选课、一次借书等。(2)属性:指实体具有的某种特性。
例如:学生实体可由学号、姓名、性别、年龄、系别等属性组成。(3)主键:惟一标识实体的属性集成为主键。
例如:学生实体的学号可以作为学生实体的主键。(4)联系:事物间相互关联的状态。实体内部的联系:同一记录内部各个属性间的联系实体间联系:不同实体间的联系(如学生和教师等)(5)联系方式:若A,B为两个包含若干个体的总体,其间建立了某种联系,其联系方式可分为三类:一对一联系,记为1:1。学校和校长之间,火车座位和乘客之间。一对多联系,记为1:N。一个学校有若干学生,每个学生均在一个学校学习,学校和学生之间是一对多的关系。多对多联系:记为M:N。课程和学生之间,一个学生可选多门课程,每门课程可由多个学生选修。例如:在医院管理信息系统中,科室主任与病区之间的联系为一对一;病区与医生之间的关系是一对多;病人和医生之间的关系是多对多。2.E-R方法E-R方法:表示实体间联系的方法,用以描述某一组织的信息模型。可用E-R图(或称E-R模型)来表示。基本符号:实体属性联系无向边物资物资代码名称规格备注部门部门号名称电话员工员工号姓名性别所属n1年龄物资实体部门和员工关系E-R模型选课管理E-R模型学生课程学号姓名性别课程号课程名学时数年龄选修成绩nm专业所属1n专业号专业名性质注意:E-R图是对现实世界的一种抽象,它抽取了客观事物中人们所关心的信息,忽略了非本质的细节,并对这些信息进行了精确的描述。E-R图所表示的概念模型是各种数据模型的共同基础。数据模型:是对客观事物及其联系的数据化描述。在数据库系统中,对现实世界中的数据的抽象、描述以及处理等都是通过数据模型实现的。可以说,数据模型在数据库系统设计中是用来提供信息表示和操作手段的形式架构,是数据库系统实现的基础。层次模型网状模型关系模型面向对象模型3.数据模型3.数据模型学生课程选修学号姓名性别课程号课程名学时数成绩n年龄m关系模型:用表格结构表示实体和实体间联系的数据模型。学号姓名性别年龄11002030105李刚男1911002040220王灿女1811002010137陈杨男20课程号课程名学时数30010高等数学8010502大学英语8020324MIS48学号课程号成绩110020301052032492110020402201050287110020301053001080学生关系(表)课程关系(表)学生选课关系(成绩表)学生课程选修学号姓名性别课程号课程名学时数成绩n年龄m学生选课E-R模型学生选课数据(关系)模型关系模型的特点(1)关系模型的概念单一。对于实体与实体之间的联系均以关系来表示;对于关系之间的联系则通过相容的属性表示。(2)关系是规范化的关系。规范化: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都是不可分的数据项,即表不能多于二维。(3)易于理解,操作直接方便,数据独立性大大提高。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,该子集仍然是一个二维表;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”,而不需关心“怎么做”。关系模型的特点4.关系的规范化问题的提出:教师代码姓名职称系名电话研究课题号研究课题号研究课题名1101王一丽教授管理系3324500门诊收费管理系统1101王一丽教授管理系3324501电子商务策略研究1254李爱军讲师投资系3341501电子商务策略研究1402刘明副教授金融系3325800金融体系改革研究1254沈阳讲师投资系3341630投资与决策表1教师研究课题表问题一:表1是否合理?关系数据库中只能存放二维表!
4.关系的规范化规范化理论:研究关系模式中各属性之间的依赖关系及其对关系模式性能的影响,探讨关系模式应该具备的性质和设计方法规范化理论提供了判别关系模式优劣的标准,为数据库设计工作提供了严格的理论依据。范式:表示关系模式的规范化程度,即满足某种约束条件的关系模式。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(表中没有重复的项)第二范式(2NF)不仅满足第一范式,而且所有非主属性完全依赖于其主码第三范式(3NF)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在五种范式中,通常只用到前三种:1NF的关系关系(表1)——教师研究课题表(教师代码、姓名、职称、系名、电话、研究课题)存在的问题:不满足一范式(1NF)的条件;解决方案:由非1NF规范化为1NF(如表2)1NF的关系——教师研究课题表(教师代码、姓名、职称、系名、电话、研究课题号,研究课题名)教师代码姓名职称系名电话研究课题号研究课题名1101王一丽教授管理系3324500门诊收费管理系统1101王一丽教授管理系3324501电子商务策略研究1254李爱军讲师投资系3341501电子商务策略研究1402刘明副教授金融系3325800金融体系改革研究1256沈阳讲师投资系3341630投资与决策问题二:表2是否合理?表2符合第一范式的表主码(教师代码+研究课题号)本1NF关系中存在的问题表2存在的问题:研究课题名只依赖研究课题号存在,不依赖教师代码。由此带来以下问题:数据冗余: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。插入异常: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。删除异常:当删除某个教师的信息时,常常会丢失研究课题的信息。解决方案:将一个非2NF的关系分解为多个2NF的关系。2NF的关系(模型)将表2分解为如下三个关系(2NF)教师(教师代码、姓名、职称、系名、电话);课题(研究课题号、研究课题名);教师研究课题(教师代码、研究课题号)。教师代码姓名职称系名电话1101王一丽教授管理系33241102刘明副教授金融系33251254李爱军讲师投资系33411256沈阳讲师投资系3341研究课题号研究课题名500门诊收费管理系统501电子商务策略研究800金融体系改革研究630投资与决策教师代码研究课题号11015001101501125450114028001256630表3表4表5注意:表3存在的问题:“电话”通过“系”传递依赖于“教师代码”。同样会有高度冗余和更新异常问题。解决方案:消除传递依赖。将所有关系转换为3NF关系。具体如下:教师(教师代码、姓名、职称);系(系名、电话)课题(研究课题号、研究课题名);教师研究课题(教师代码、研究课题号)。教师所在系(教师代码、系名)关系(模型)与概念模型的关系教师(教师代码、姓名、职称);系(系名、电话);教师所在系(教师代码、系);课题(研究课题号、研究课题名);教师研究课题(教师代码、研究课题号)。课题研究课题号研究课题名系系名电话教师姓名教师代码职称所属1n研究mn3NF的关系(模型)概念模型3NF的关系模型系电话管理系3324金融系3325投资系3341教师代码姓名职称1101王一丽教授1102刘明副教授1254李爱军讲师1256沈阳讲师研究课题号研究课题名500门诊收费管理系统501电子商务策略研究800金融体系改革研究630投资与决策教师代码研究课题号11015001101501125450114028001256630表6表4表5表7教师代码系1101管理系1102金融系1254投资系1256投资系表8表6、7、8由表3转换而来3NF消除了插入异常、删除异常、数据冗余及修改复杂等问题,已经是比较规范的关系。5数据库设计数据库设计是在选定的DBMS上建立数据库的过程。数据库设计的步骤与系统开发的各个阶段相对应:数据库设计的步骤1.用户需求分析:对现实世界要处理的对象(组织、部门、企业等)进行详细调查,在了解原系统的概况,确定新系统功能的过程中,收集支持系统目标的基础数据及其处理。对对象进行系统调查,了解现有组织管理状况以及用户对信息系统功能的需求。2.概念结构设计:应在系统分析阶段进行。任务是根据用户需求设计数据库的概念数据模型(简称概念模型)。概念模型是从用户角度看到的数据库。3.数据库的逻辑结构设计:将概念结构设计阶段完成的概念模型转换成能被选定的数据库管理系统(DBMS)支持的数据模型。4.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。数据库设计的步骤7.8输出设计系统设计过程中为要“量出而入”(设计时:先输出,后输入)①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。②首先根据进行输出设计,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。7.8.1输出设计的内容输出设计的任务是使管理信息系统输出满足用户需求的信息。输出设计的内容:输出信息使用方面的内容。包括信息的使用者、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。7.8.1输出设计的内容7.8.2输出设计的方法表格信息。图形信息。7.8.4输出报告输出报告定义的内容(系统的输出):标出了各常量、变量的详细信息;给出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,确需修改,应与有关部门协商,征得用户同意;要考虑系统的硬件性能;输出的格式和大小要根据硬件能力,认真设计,并试制输出样品,经用户同意后才能正式使用;输出表格要考虑系统发展的需要;尽量保持输出流内容和格式的统一性。7.8.4输出报告7.9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。输入设计的目的:提高输入效率;减少输入错误。输入设计的原则:控制输入量(提高效率;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。错误的种类:数据本身错误。数据多余或不足。数据的延误。数据出错的校验方法:重复校验:将同一数据先后输入两次;视觉校验:输入同时,由计算机打印或显示输入数据,找出差错;检验位校验;控制总数校验: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;数据类型校验:校验是数字型还是字母型;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;数据出错的校验方法:逻辑校验:根据业务上各种数据的逻辑性,检查有无矛盾;界限校验:某项输入数据的内容是否位于规定范围之内;顺序校验:检查记录的顺序;记录计数校验:通过计算记录个数来检查记录有否遗漏和重复;平衡校验:平衡校验的目的在于检查相反项目间是否平衡;对照校验:对照校验就是将输入的数据与基本文件的数据相核对,检查两者是否一致。7.10处理流程图设计7.11编写程序设计说明书和系统设计报告程序设计说明书是用以定义处理过程的书面文件,它以每个处理过程作为单位。要求:这种说明书由系统设计员编写,交给程序员使用。程序员根据说明书指示内容进行程序设计。说明书的编写必须清楚明确,系统设计员所设想的处理内容应整理得使别人能够正确理解。程序设计说明书应当包括以下内容:程序名 所属系统及子系统名程序的功能 程序的输入输出数据关系图输入文件和输出文件的格式程序处理说明(包括计算公式、决策表以及控制方法等)。7.11编写程序设计说明书和系统设计报告程序设计说明书系统设计工作结束后,要提交系统设计报告,其内容包括:系统总体设计方案。代码设计方案。输入和输出设计方案。文件设计方案。程序模块说明书。一旦系统设计被审查批准,整个系统开发工作便进入系统实施阶段。E-R图补充例子设计一简易选课系统,实现如下功能:每个系有多门课程,每门课程可以由多个老师教授,每个老师可以教授多门课。比如王福海老师可以教授高等数学B和线性代数,并且他可以教授高数B的两个课堂,选课系统中课堂具有唯一性编号。每个课堂限定了学生人数。学生通过学号和密码登录选课系统。通过课堂进行选课,可以跨系选择,没有学分限制。E-R图补充例子选课系统涉及实体及属性:1.学生属性有学号、姓名、性别、班级、登录密码2.教师属性有工作编号、姓名、性别、所在系3.课堂属性有课堂编号、教师、课程名、上课时间、人数4.课程属性有课程名、性质、应修学生人数、开课系学生学号姓名性别班级登录密码教师编号姓名性别所在系E-R图补充例子课堂编号教师课程名人数上课时间课程课程名性质开课系应修人数E-R图补充例子实体间联系:1.一个课程由多个教师教师教授,每个教师教授多门课程2.一个课程开设多个课堂,每个课堂只教授一门课程课程教师讲授mn课程课堂开设1nE-R图补充例子实体间联系:3.一个教师可担任多个课堂的教学,一个课堂只能由一个老师负责。4.一个学生可选择多个课堂,一个课堂可容纳多个学生。课堂教师上课n1学生课堂选择mn已选人数E-R图补充例子学生学号姓名性别班级登录密码教师编号姓名性别所在系课堂编号教师课程名人数上课时间课程课程名性质开课系应修人数选择m1n1已选人数开设n31讲授n4m4上课n21实体、关系、多重性不能重名E-R图课堂练习用E-R图表示某个工厂物资管理的概念模型实体仓库:仓库号、面积、电话号码零件:零件号、名称、规格、单价、描述供应商:供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号项目:项目号、预算、开工日期职工:职工号、姓名、年龄、职称实体之间的联系如下:一个仓库可以存放多种零件,一种零件可以存放在多个仓库中。仓库和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。一个仓库有多个职工当仓库保管员,一个职工只能在一个仓库工作,仓库和职工之间是一对多的联系。职工实体型中具有一对多的联系职工之间具有领导-被领导关系。即仓库主任领导若干保管员。供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系E-R图练习答案课堂练习:假设教务管理系统中有5个实体:学生、班级、课程、教师、参考书这些实体具有的属性分别为:学生:学号、姓名、性别、年龄班级:班级编号、所属专业系课程:课程号、课程名、学分教师:职工号、姓名、性别、年龄、职称参考书:书号、书名、内容提要、价格A绘制每个实体的E-R图表示B绘制5个实体之间的联系图,用E-R图表示。END117第七章MIS系统设计(小结)目的:在系统分析逻辑模型基础上,科学合理地进行物理模型设计,给出新系统的详细实施方案主要工作:总体设计:系统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详细设计:代码设计数据存储设计输入、输出用户接口设计程序流程图设计;编写程序说明书最后:提交系统设计报告118119工作内容解释:1。总体设计——对整个系统进行功能结构图设计(划分功能模块、功能模块图)信息系统流程图设计(信息系统流程图)系统物理配置方案(软硬件选择、网络结构设计)2。详细设计——对每个功能模块进行代码设计:代码编写规则,编码设计,代码维护设计数据库设计和存储设计:根据DFD和DD进行数据库概念设计、逻辑设计、物理设计120输出设计、输入设计:完善用户接口设计,即用户界面设计处理流程设计:各层次处理流程图设计(系统流程图的具体化和展开)程序说明书强调:在以上设计中必须建立统一的设计规范编写系统设计报告(提交新系统物理模型)系统设计原则(P131)设计工作要达到:系统性(统一)、灵活性(模块独立)、可靠性(安全与纠错)、经济性(效益)一。总体设计(也称初步设计或概要设计)总体设计工作的核心任务是确定系统的模块层次结构设计。最后得到系统功能结构图。70年代以来采用结构化设计方法(SD方法):结构化设计的基本思想:结构化、模块化结构化:将信息系统分解设计成为按层次结构联系起来的功能结构图(模块结构图)模块化:按“自顶向下,逐步求精”的规则将系统分解成有层次联系,但功能相对独立的模块。模块分解原则:要求每个模块相对独立,功能单一。即块间联系要少,耦合度小。块内联系紧密,聚合度高。模块独立性好的优点:可读性好,可靠性好,易维护易扩充。121122低内聚中内聚高内聚偶然内聚过程内聚顺序内聚逻辑内聚通信内聚功能内聚时间内聚(参考内容:)聚合度:反映一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。一个模块所有处理元素属于一个整体,完成单一功能的功能内聚,它是内聚程度最高,是最理想的模块。其优点是易于实现、测试和维护123耦合度:用来反映模块间联系的紧密程度分五类:(耦合度依次由低到高)数据耦合:模块间只有数据通信特征耦合:两模块都与同一数据结构有关,当数据结构改变时,会影响这两个模块。应将数据结构上的联系改变为数据传递控制耦合:模块间传递的是控制流。公共耦合:两模块都与同一公共数据域有关。一旦公共数据变化,模块都应随之改变内容耦合:一模块不经调用,直接使用另一模块程序代码和内部数据。1。功能结构图设计功能模块设计工具:功能结构图P136功能结构图中的符号124AA调用B模块名模块B125AB表示条件满足时重复调用循环调用选择调用表示选择有条件调用AA1A2模块结构图绘制步骤:(参考)a)建立初始的系统模块结构图:由一整套分层次的新系统数据流程图映射转换而来的。变换法:(以变换为中心的结构设计策略,用于叶子层处理功能转换)
126输入处理输出业务模块调变模块细节模块事务法:(以事务为中心的转换策略,用于高层数据流图的转换)业务模块b)对结构图进行修改提高模块内的联系降低模块间的联系消灭重复的功能模块规模适中127扇入系数——直接调用本模块的上级模块个数深度——结构层数宽度——同一层的模块数扇出系数——直属下级模块的个数模块规模要适中要加大模块的扇入系数(增强模块公用性),扇出数应控制在合适范围1282。对信息系统流程图设计:将新系统的数据流程图转换为信息系统流程图图例:P137GB1526-79/ISO1028、ISO26233。系统物理配置方案设计:设计依据:系统吞吐量、响应时间、可靠性、处理方式、系统覆盖范围、数据管理方式硬件选择:机型选择(技术指标)网络选择:(拓扑结构、逻辑设计、网络操作系统)数据库选择:DB2、ORACLE、SQLSERVER、SYSBASE、MYSQL、ACCESS、VFP、EXCEL应用软件选择:VC++/C#/JAVA/DELPH/VB……二.详细设计(对每个功能模块都要进行)详细设计内容:代码设计、数据存储设计、输入/输出用户接口设计、程序模块处理流程设计。
1。代码设计代码:是代表事物名称、属性、状态的符号。代码设计:对数据中的名称、属性、状态,采用一定的编码方法给予相对应符号(代码)。为了便于计算机处理,一般用数字和字母组合编码。129130会计信息系统的几大代码:(材料代码、供应商代码、职工代码、部门代码、固定资产代码、产品代码、客户代码、会计科目代码)1)编码目的:便于数据输入、分类、校核、检索便于识别不同数据克服数据的值的长度参差不齐的缺点,节约存储空间,提高处理速度。2)代码类型:P123顺序码131区间码(组码)P134
多面码、上下关联区间码、十进位码助记码:用文字字母数字描述性编制代码,起到见名思义作用代码量计算:位数为p,第i位上可用字符数为Si,则可以组成的代码量C为:C=∏pSi3)代码设计原则系统性、唯一性、精简性、易记性、可塑性、稳定性高效性1324)代码设计步骤:调查、分析代码化的对象研究代码化对象的特征编制代码设计说明书5)检验码:对特别重要的代码,为了防止输入错误,可设置检验码进行输入检验纠错检验值确定:算术级数法、几何级数法、质数法校验码的设置方法:A.用代码加权法计算它的校验位B.在使用代码时,同时输入校验位,然后有计算机自动按程序运行来对照该代码的校验位与输入的校验位是否相等。例:求112010301的校验码确定权因子:2n+11 1 2 0 1 29+1 28+1 27+126+1 25+10 3 0 124+1 23+1 22+1 21+257+258+0+33+0+27+0+3=1191以10为模求余1191/10=119余1所以校验码为11332.数据存储设计文件是系统存放数据的基本方式系统中文件分类:按用途分:主文件,处理文件,工作文件,周转文件,其他文件按组织方式分:顺序文件,索引文件,直接存取文件P144文件设计:设计文件的记录格式数据库是有组织地存储在一定结构内相关数据的集合。对数据合理组织,有效存储,构造一个适合的数据模式来反映相应的实体模型134概念模型(信息模型):
以用户的视角对客观对象建立起信息结构模型。在数据库设计时,先建立起概念模型,然后把概念模型转化为DBMS支持的数据模型。概念模型术语:P147实体:与系统业务相关的对象或事物属性:实体的某个特征值联系:实体与实体之间的联系实体联系方式:1-1;1-多;多-多例:医院-医生-病人图书馆-读者-书籍教师-班级-学生概念模型表示方法:E-R图(Entity-Relation):P148实体属性联系联系方式135m数据模型(逻辑
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