课件第四章结构化信息系统设计

第四章信息系统设计第四章系统设计系统分析阶段后有两条开发路线：购置开发方式（采购、实施）专门开发方式（设计、实施）系统规划系统分析系统设计系统购置系统制作系统测试系统测试系统切换系统切换系统评价系统评价4.1信息系统设计概述4.2系统总体设计4.3代码设计4.4数据库设计4.5输入、输出、界面设计4.6系统界面、控制和安全设计4.7编写系统设计说明书第四章信息系统设计4.1信息系统设计概述定义： 是详细的计算机系统方案的规格说明，是系统物理方案设计；是一个从抽象到具体的过程。任务： 将系统分析阶段所提出的系统逻辑方案转换成可以实施的基于计算机与网络技术的物理（技术）方案。

4.1信息系统设计概述与系统分析区别：-系统分析：解决做什么；强调业务问题；提出逻辑方案-系统设计：解决如何做；技术或实现问题；提出物理方案系统分析系统设计开发需要排序功能排序方法选择工具实现排序4.1信息系统设计概述依据：

-系统分析的结果；

-用户需求；

-现行技术；

-系统运行环境。4.1信息系统设计概述

注意：1+1〉2系统设计总体设计详细设计系统设计报告软件体系结构系统计算模式系统运行平台、设备与网络配置数据存储总体设计代码设计输入/输出/界面设计数据库设计安全和控制设计

系统设计的主要内容4.1信息系统设计概述系统设计的方法

面向对象设计方法结构化设计方法系统分析阶段的文档和模型代码设计系统流图结构图包图设计类图数据库设计输入/输出/界面设计系统控制和安全设计处理设计结构化设计方法和面向对象设计方法的设计模型4.1信息系统设计概述原则

-实用性原则：满足业务管理、操作/界面/安全考虑人体特征、简便实用；

-

系统性：设计规范、代码统一、数据采集问题；

-灵活性：随着环境的变化发展，能够方便修改系统适应新的需求；容易修改和维护；

-可靠性：保密、检错、纠错、抗病毒、系统恢复能力；

-经济性

4.1信息系统设计概述4.2系统总体设计4.3代码设计4.4数据库设计4.5输入、输出、界面设计4.6系统界面、控制和安全设计4.7编写系统设计说明书第四章信息系统设计4.2系统总体设计4.2.1软件总体设计4.2.2运行平台设计（硬件总体设计）4.2.1软件系统总体设计一、任务： 根据系统的总体目标和功能将整个系统合理划分成若干个功能模块，并组织起来互相联系，共同完成总任务。结构化设计思想包括：系统性、自顶向下分解、模块化原则。包括：1、将系统划分成子系统/模块

2、决定每个模块的功能

3、决定模块之间的调用关系

4、决定模块之间的数据传递

划分原则：

1、子系统具有相对独立性；

2、子系统之间的依赖性尽量小；

3、便于系统分阶段实现；

4、各类资源的充分利用。 划分方法分类：功能划分、顺序划分、数据划分……

划分方法：u/c矩阵4.2.1软件系统总体设计学习结构化设计方法的两个方面：基本概念和工具。二、结构化设计方法的基本概念1、模块

模块是可以组合、分解和更换的单元，是组成系统、易于处理的基本单位。系统中的任何一个处理功能都可看成一个模块，也可以理解为用一个名字就可以调用的一段程序语句。如函数和子程序。具有四属性：输入输出、逻辑功能、运行程序和内部数据。

-输入、逻辑功能、输出构成模块外部特性

-运行程序和内部数据则构成模块内部特性 模块表示：4.2.1软件系统总体设计计算工资验证用户名、密码模块用户名密码正确信息不正确信息调用欢迎模块调用提示信息模块//三个数排序模块举例 输入三个数：数1，数2，数3

排序：{如果数1大于数2就…}

输入三个数：数1.1，数2.1，数3.1

排序：{如果数1.1大于数2.1就…}//*********************************************************************

存在为三个数排序模块：f(x,y,z)

输入三个数：数1，数2，数3 f(数1，数2，数3)

输入三个数：数1.1，数2.1，数3.1 f(数1.1，数2.1，数3.1)//模块来实现学生自我介绍

classstudent {student(Strings_enjoy) {System.out.println(“我的爱好是"+s_enjoy); } }//********************调用**************************************************

publicclassExam3_2 {publicstaticvoidmain(Stringarg[]){ studenta=newstudent(“睡觉”); studenta=newstudent(“学习"); } }

模块化的目的：

-系统划分，便于信息系统开发和管理；

-模块独立、接口简单。

2、模块间联系

-耦合：反映模块之间的紧密程度

-内聚：反映一个模块内各元素彼此结合的紧密程度如果所有模块的内聚都很强，模块之间的耦合就低，模块的独立性就强

4.2.1软件系统总体设计

模块间调用在模块结构图中，用连接两个模块的箭头表示调用。箭头总是由调用模块指向被调用模块，但是应该理解成被调用模块执行后又返回到调用模块。一个模块是否调用一个从属模块，决定于调用模块内部的判断条件，则该调用称为模块间的判断调用，采用菱形符号表示。如果一个模块通过其内部的循环功能循环调用一个或多个从属模块，则该调称为循环调用，用弧形箭头表示。4.2.1软件系统总体设计-功能模块结构图的基本符号：4.2.1软件系统总体设计数据当一个模块调用另一个模块时，调用模块可以把数据传送到被调用模块处处理，而被调用模块又可以将处理的结果送回调用模块。在模块之间传送的数据，使用与调用箭头平行的带空心圆的箭头表示，并在旁边标上数据名。例如,下图(a)表示模块A调用B时，A将数据X，Y传送给B，B将处理结果数据Z返回给A。4.2.1软件系统总体设计A平均计算平均成绩或最高成绩平均或最高成绩最高A平均成绩最高成绩模块设计原则

1、改进系统结构

-降低模块间联系，提高模块独立性。

-整体的最优化优于局部的最优化。

2、系统的深度和宽度 深度：控制层数 宽度：控制的总分布

3、模块的扇出和扇入 扇出：直属下级模块个数 扇入：直接上级模块个数

4、模块的规模

5、具体问题具体分析4.2.1软件系统总体设计?概念“耦合”和“内聚”分别从不同侧面反映了模块的独立性。？系统总体设计中应使模块之间是紧耦合，模块内部是松内聚。思考：4.2系统总体设计4.2.1软件总体设计4.2.2运行平台设计（硬件总体设计）网络平台硬件平台软件平台4.2.2运行平台设计4.2.2运行平台设计系统平台设计要考虑的因素4.2.2运行平台设计——网络平台设计网络平台设计主要包括：网络的拓扑结构：星型、总线型、环型网络传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤电缆互连设备：中继器、交换机、路由器、网关4.2.2运行平台设计——硬件总体设计硬件配置考虑的主要设备包括：（1）服务器（2）终端微型计算机（3）外部设备：主要包括各种输入输出设备（4）安全设施：不间断电源、防雷设施、安全加密4.2.2运行平台设计——软件总体设计软件平台设计包括：（1）操作系统平台：服务器和客户机（2）数据库管理系统：Oracle、Sybase、Informix、Access、MySQL、DB2（3）工具软件：Web开发工具、报表工具、项目管理工具、用户界面开发工具4.1信息系统设计概述4.2系统总体设计4.3代码设计4.4数据库设计4.5输入、输出、界面设计4.6系统界面、控制和安全设计4.7编写系统设计说明书第四章信息系统设计4.3代码设计代码定义：用来表征客观事物的实体类别和属性的一个或一组易于计算机识别和处理的特定符号或记号，它可以是字符、数字、某些特殊符号或它们的组合。代码作用：

标识，便于计算机识别统计、检索和排序为什么要设计代码？把管理对象数字化或者字符化，起穿针引线的作用。设计内容：编码对象、编码的结构（单一形式还是混合形式）、长度、允许使用的合法符号、每位码的含义、以及特殊码的设计。4.3代码设计代码形式-顺序码：将顺序的数字或字母赋予分类对象。是一种最简单最常用的代码。

如对全国城市进行编码，上海001，北京002，天津003…1表示研究生、2表示本科生、3表示专科生。

再如GB2261-80《人的性别代码》中，1为男性，2为女性。

优点：简短、易于管理

缺点：不足点是不形象，难以理解记忆。代码本身不能说明任何附加信息特征

4.3代码设计代码形式-区间码：区间码是将代码分为若干区间，每个区间表示代表一定的意义。

典型的区间码如我国的居民身份证号和邮政编码。

对于居民身份证：

第一个区间为前6位数字，表示出生地址；

第二个区间为8位数字，表示出生日期；

第三个区间为3位数字，表示对同年、同月、同日出生的人编定的顺序号；

第四个区间为最后的1位数字，为校验数字优点：信息处理可靠，排序、分类、检索方便

缺点：有时会产生长码

4.3代码设计-助记码和缩写码：助记码是将数据的属性作为代码的一部分，有利于记忆

如TV-C-34缩写码是从编码对象名称中抽取若干关键字母作为代码

如Amt代表Amount，Cont代表Contract4.3代码设计-层次码：层次码是指将代码分成若干层次级，并与分类对象的层次相对应，代码自左至右表示的层次由高至低。

例如采用三层六位数字的层次码表示某个地区，每一层次采用顺序码编码。假如

用21表示浙江省，

用01和02分别表示浙江省的杭州市和宁波市，

宁波市的江东区和江北区分别用01和02表示，

那么浙江省宁波市的代码即为210200，浙江省宁波市江北区的代码即为210202。优点：能明确表示分类对象的类别，有严格的隶属关系，容量大

缺点：结构弹性较差，当层次较多时，代码位数较长南方中心课题编码：4.3代码设计特征组合码：面分类体系。将分类对象按其属性或特征分为若干面，每个面内按其规律分别进行编码。

“面”与“面”之间的代码没有层次关系，也没有隶属关系。使用时，将各“面”的代码组合

例如，对某服装选用类别、尺寸、面料和式样四个“面”，分别编码 示例F38-2W1类别尺寸式样面料MF414039381~9W1(毛料)C1(布料)代码类型 一般有数字型、字母型、数字字母混合型。设计原则

-唯一性：要唯一地代表某一事物；

-

规范性：同一编码对象的代码类型、结构和格式必须统一；

-

可扩充性：？ ？代码的位数是可变化的？ ？考虑未来的发展性，编码要留有足够的后备容量，适应不断扩充的需要？ ？代码的含义是可变化的？

-标准性：要尽可能标准化，如：国标和行业统一代码；

-较长时应分段，以便记忆，如：123-AB—4564.3代码设计代码设计步骤

-确定代码对象；

-

考察是否已有标准代码；

-

根据实际情况和代码的使用范围、时间，选择代码的种类与类型；

-编写代码表。

4.3代码设计4.1信息系统设计概述4.2系统总体设计4.3代码设计4.4数据库设计4.5输入、输出、界面设计4.6系统界面、控制和安全设计4.7编写系统设计说明书第四章信息系统设计4.4数据库设计数据库设计：是一个从现实世界向计算机世界转化的过程。

1、信息转换 现实世界——信息世界——数据世界——计算机世界客观世界信息世界数据世界事物及其联系实体及其联系数据库总体实体集文件个体实体记录性质属性数据项

E-R图 数据模型： 层次、网络和关系数据库设计阶段与系统开发阶段对照图现实世界概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计信息世界数据世界计算机世界系统分析阶段系统设计阶段详细调查逻辑设计2、数据库概念模型 概念设计对应系统分析阶段，是在数据流图和数据字典基础上设计数据库的概念模型。 （1）实体、属性和联系 （2）E-R图：表示信息世界中的实体、属性、联系的模型，与数据实现技术无关。

物资入库库存代码名称规格备注入库号日期货位数量4.4数据库设计1N3、数据库逻辑设计

逻辑设计对应系统设计阶段，任务是将E-R图转换成某个具体选定的数据模型，如层次、网状、关系数据模型。 （1）关系模型

-任意列，同一数据项具有同一属性，列名字不同

-无相同的行，也就是不允许有重复的记录；

-行列的顺序无关 （2）关系规范化 根据关系模式满足的不同性质和规范化程度，把关系模式分为多种范式，范式越高，规范化程度越高，关系模式则越好。一般说的是三范式。4.4数据库设计

三范式： 第一范式：在一个数据结构中没有重复出现的组项，关系的所有分量必须是不可分的最小数据项；

职工号姓名级别工资学历信息学历毕业时间001张三技61500中专1983002李四技81200大专19904.4数据库设计非规范化形式示例第一范式示例厂名生产情况(每月)产品名称数量F1P1P2P3P4P5P6300200400200100100F2P1P2300400F3P2200F4P2P3P4200300400厂名产品名称每月产量F1F1F1F1F1F1F2F2F3F4F4F4P1P2P3P4P5P6P1P2P2P2P3P4300200400200100100300400200200300400第二范式：非主属性完全依赖于主键。第三范式：非主属性之间都不传递依赖主键。 职工号姓名级别工资学历毕业时间001001001002张三张三张三李四技6技6技6技81500150015001200中专大学研究生大学19831988199519904.4数据库设计职工号姓名级别工资001张三技61500002李四技81200职工号学历毕业时间001中专1983001大学1988001研究生1995002大学1990职工号姓名级别001张三技6002李四技8级别工资技61500技81200职工号学历毕业时间001中专1983001大学1988001研究生1995002大学1990学生学习课程mn宿舍住宿m1教科书使用11学生（学号、姓名、年龄、出生日期、系名、年级）课程（课程号、课程名、学分）宿舍（宿舍编号、宿舍名称）教科书（书号、书名、单价、出版社）请尝试下面E-R图向关系数据库转化规范化下表：学号姓名课程课程

成绩代号名期末平时总评补考0201李好JC02英语7025740202张三JC01英语60155760规范化下表：

Student(学号,姓名,性别,系别,课程号，课程名,课程学分，课程学时，课程分数)学生（学号、姓名、性别、出生日期）成绩（学号、课程代号、期末成绩、平时成绩、总评成绩、补考成绩）课程（课程代号、课程名、学时、学分）

学生（学号、姓名、性别、出生日期）成绩（学号、课程代号、期末成绩、平时成绩、总评成绩、补考成绩）课程（课程代号、课程名、学时）学分（学时数、学分）4.1信息系统设计概述4.2系统总体设计4.3代码设计4.4数据库设计4.5输入、输出、界面设计4.6系统界面、控制和安全设计4.7编写系统设计说明书第四章信息系统设计窗口，菜单，对话框，按钮，颜色，字体，语言，图形…客户，产品，订单，添加，修改，删除，打印，单击…办公桌椅，灯，键盘，屏幕，鼠标，使用手册…

以用户为中心的设计技术强调三个原则：及早关注用户多次评价系统设计以确保其可用性使用迭代开发方法人体工程学/人为因素工程4.5输入、输出、界面设计

“输入的是垃圾，输出的必然是垃圾”。首要条件保证输入完整正确，在此基础上设计输入为方法简单、迅速、经济、方便。设计主要包括输入方式设计、输入界面设计：输入设备：键盘、数模/模数转换方式（条码、扫描仪、传感器）、网络数据传送、磁盘/光盘、麦克风输入格式4.5.1输入设计设计主要包括输入方式设计、输入界面设计：

选用输入设备需要考虑的因素4.5.1输入设计输入的数据量与频度输入信息的来源和形式输入格式的灵活程度输入速度和准确性要求可选用设备和费用等输入校验和纠正方法经验设计原则：

-控制输入量

-提供有意义的反馈

-执行破坏性操作前要求确认

-允许取消大多数操作输入格式设计的基本技术：

-块风格 -阴影

-选择框 -颜色

-设立数字域 -说明4.5.1输入设计练习1练习2

假如有一批职工概况数据要输入，其中有姓名、部门号、部门名、岗位、性别、年龄、学历等，因为数据量比较大，要求尽可能的简化输入，请设计输入方案。4.5.1输入设计练习3南方中心入库界面设计

基本信息包括：入库单号，入库日期，经办人，采购来源，

物资类型（试剂,办公用品,易耗品）物资信息：物资信息（代码、规格），数量，单价，差额\ 补值。4.5.1输入设计自我练习

试设计南方中心预付和反冲界面预付信息：日期、合同号、预付课题、预付金额。（注：一次可存在多个课题支付）反冲：将原来预付的款项返还到原来的账户中。4.5.1输入设计总结：尽可能使用电子设备和自动输入：电子扫描仪、条形码阅读器、光电字符识别阅读器…..尽可能使用计算机内已有信息：重复输入，会有多个副本，容易出错且需要同步输入校验：完整性、一致性、格式、范围…..输入界面尽可能接近于实际指定格式输入：如日期。避免输入意义不大的字段，如订单号4.5.1输入设计4.5.1输入设计4.5.2输出设计4.5.3用户界面设计4.5输入、输出、界面设计

由计算机对输入的原始信息进行加工处理，形成高质量的有效信息，并使之具有一定的格式，提供管理者使用。分为：内部输出：提供给系统所有者和组织内的系统用户的输出；外部输出：离开组织的输出，面向客户、供应商、合作伙伴和政府部门。4.5.2输出设计4.5.2输出设计事件处理日志的页面油价展示页面第三方的商业智能软件Qlikview来实现对数据集的联机分析和多维展示

输出设计包括：

包括使用者、用途、输出频率、份数、安全保密要求等，也包括信息内容：数据结构、数据类型、位数、取值等。设备：屏幕、打印机、磁带机…介质：纸张、光盘、磁盘…报表：包括表头、表体和表尾。或显示或打印输出。图形化方式：曲线图、饼图、直方图…输出内容输出设备与介质输出方式4.5.2输出设计4.5.2输出设计

打印输出和屏幕输出设计的一些原则4.5.2输出设计

打印输出和屏幕输出设计的一些原则4.5.2输出设计

设计一个输出界面，显示数据库信息。数据库里的基本信息包括：市场/地区（中东）、产品类型（油、气、电）、产品名称、产品价格（周、月、年）输出设计练习1：历史油气价格的查询显示地区维度产品维度时间维度度量指标——价格时间维度粒度维度旋转给定维度下历史数据时间维度——周级别时间维度——年月级别度量指标——价格4.5.1输入设计4.5.2输出设计4.5.3用户界面设计4.5输入、输出、界面设计用户界面设计概念

通过用户界面建立了人与计算机之间对话的途径，这种对话决定了系统的每一件事情；通常也把用户界面设计称之为对话设计；输入输出本身是界面的一部分；可借助Case工具快速开发界面原型。4.5.3用户界面设计Logo标志等GIS主窗口指标信息风险类别选择评价方案/具体国家等的选择基本信息管理平台登录界面设计演示之二——油气系统总体界面原始设计界面设计演示之二——油气系统总体界面再设计界面设计演示之三——风险评价界面再设计用户界面设计概念

界面设计考虑的主要因素有：用户可分为专家和初学者，其实是所有用户中的两个极端，界面设计要多为初学者考虑，兼顾界面友好性或人类工程学。用户人体工程学4.5.3用户界面设计用户界面设计概念

人类工程学因素系统用户应知道下一步干什么，如继续前进、后退、退出、反馈告诉用户系统现在期望什么：“请输入命令”、“想选择一项或多项内容”告诉用户数据已经或没有正确输入：“数据输入正确”向用户解释延迟的原因：“正在排序中，请等待”告诉用户某个任务已经或没有完成：“打印完成”4.5.3用户界面设计用户界面设计概念

人类工程学因素屏幕格式相对固定（格式化）规定内容展示、指示和消息的显示区域指示和消息的显示时间要足够长，确保用户阅读完毕预测用户可能犯的错误：危险操作的提示强制改正错误：用颜色或声音提醒，不改正不能继续如果用户做了某些灾难性的事情，应锁定系统或键盘，通知联系技术支持人员对话语气和词汇的使用：夸张搞笑的语气、行话使用、缩写词使用、用词保持一致4.5.3用户界面设计用户界面技术

主流界面是图形用户界面（GUI），提供途径