管理信息系统的设计

第五章管理信息系统的设计掌握系统设计的任务与原则；了解系统架构设计的概念；熟悉软件结构设计的内容；理解并掌握详细设计的内容。本章学习目标第五章管理信息系统的设计

5.1系统设计概述

5.2系统总体设计

5.3系统详细设计5.1.1

系统设计的依据

系统设计是在系统分析的基础上由抽象到具体的过程，要考虑到系统实现的内外环境和主客观条件。通常系统设计阶段工作可依据以下几个方面来考虑：系统分析的成果现行技术现行的信息管理和信息技术标准、规范和有关法律制度用户需求系统运行环境

5.1系统调查与分析概述1.系统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

5.1.2系统设计的原则2.灵活性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

5.1.2系统设计的原则3.可靠性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衡量系统可靠性的指标是平均故障间隔时间和平均维护时间

5.1.2系统设计的原则4.经济性

经济性是指在满足系统需求的前提下，尽可能减少系统的开销

5.1.2系统设计的原则1.制定规范需要采用的管理规则：包括操作流程、交流方式、工作纪律等设计文档的编制标准：包括文档体系、文档格式、图表样式等信息编码形式，硬件、操作系统的接口规约，命名规则等设计目标、设计原则

5.1.3系统设计的内容2.系统架构设计系统架构设计就是根据系统的需求框架，确定系统的基本结构，以获得有关系统创建的总体方案

5.1.3系统设计的内容3.软件结构设计通常程序中的一个模块完成一个适当的功能，应该把模块组织成良好的层次系统，顶层模块调用它的下层模块以实现程序的完整功能，每个下层模块再调用更下层的模块，从而完成程序的一个子功能，最下层模块完成具体的功能。如果数据流程图已经细化到了适当的层次，则可以直接从数据流程图中映射出软件结构

5.1.3系统设计的内容4.公共数据库结构设计公共数据变量的数据结构与作用范围；输入、输出文件的结构；数据库中的表结构、视图结构以及数据完整性等

5.1.3系统设计的内容5.安全性设计系统安全性设计包括：操作权限管理设计、操作日志管理设计、文件与数据加密设计以及特定功能的操作校验设计等。系统总体设计需要对这些方面的问题做出专门的说明，并制定出相应的处理规则

5.1.3系统设计的内容6.故障处理设计

在系统总体设计时，需要对各种可能出现的、来自于软件、硬件以及网络通信方面的故障做出专门考虑。例如，提供备用设备、设置出错处理模块、设置数据备份模块等

5.1.3系统设计的内容7.编写文档

应该用正式文档记录系统总体设计的结果，在这个阶段应该完成的文档通常包括：系统总体设计说明书、详细设计说明书、用户手册、测试计划、详细的实现计划等

5.1.3系统设计的内容8.系统设计评审需求确认：确认所设计的软件是否覆盖了所有已确定是软件需求接口确认：确认该软件的内部接口与外部接口是否已经明确定义模块确认：确认所设计的模块是否满足高内聚性、低耦合度的要求，模块的作用范围是否在其控制范围之内风险性：该设计在现有技术条件下和预算范围内是否能按时实现实用性：该设计对于需求的解决是否实用可维护性：该设计是否考虑了今后的可维护性质量：该设计是否表现出了良好的质量特征

5.1.3系统设计的内容5.2.1

系统架构设计定义子系统子系统要具有相对独立性要使子系统之间数据的依赖性尽量小

子系统划分的结果应使数据冗余最小子系统的设置应考虑今后管理发展的需要子系统的划分应便于系统分阶段实现1.2系统5.2总体设计

定义子系统外部接口分析子系统之间的通信与协作，以获得对子系统外部接口的定义定义系统物理架构根据系统的整体逻辑结构、技术特点、应用特点以及系统开发的资金投入等情况，选择合适的系统物理架构。包括硬件设备、软件环境、网络结构、数据库结构等，并将子系统按照子系统所选的物理架构进行合理部署与优化1.2系统5.2.1系统架构设计

1.模块化模块化是软件设计和开发的基本原则和方法，是总体设计的主要工作之一模块是指一个独立命名的，拥有明确定义的输入、输出和特性的程序实体把一个管理信息系统设计成若干模块的方法称为模块化1.2系统5.2.2软件结构设计

模块化的基本思想:

将系统设计成由相对独立、单一功能的模块组成的结构，从而简化研制工作，防止错误蔓延，提高系统的可靠性。在这种模块结构图中，模块之间的调用关系非常明确、简单。每个模块可以单独被理解、编写、调试、查错与修改。模块结构整体上具有较高的正确性、可理解性和可维护性5.2.2软件结构设计

模块的属性输入和输出：模块的输入来源和输出去向都是同一个调用者。一个模块从调用者取得输入，加工后再把输出返回调用者逻辑功能：模块把输入转换成输出所做的1.2系统5.2.2软件结构设计

内部信息：仅供该模块本身引用的数据

程序代码：实现模块功能的程序1.2系统5.2.2软件结构设计

前两个要素是模块的外部特性，即反映模块的外貌。后两个要素是模块的内部结构特性。在结构化设计中，首先关心的是外部特性，其内部特性只做必要了解2.模块的独立性模块同模块的联系称为模块的耦合度一个模块内部各成份的联系称为块模块的内聚性1.2系统5.2.2软件结构设计

耦合度内容耦合公共耦合控制耦合数据耦合独立耦合1.2系统5.2.2软件结构设计

内聚性偶然内聚逻辑内聚时间内聚过程内聚通信内聚顺序内聚功能内聚1.2系统5.2.2软件结构设计

高内聚性、低耦合度5.2.2软件结构设计

设计时应注意:设计功能独立单一的模块控制使用全局数据模块间尽量传递数据型信息5.2.2软件结构设计

3.结构化设计建模模块：使用矩形来表示软件系统中的一个模块，框中写模块名调用：用带箭头的线段表示模块间的调用关系模块间的通讯：用小箭头表示模块间在调用过程中相互传递的信息模块间传递的信息可分为两类：作数据用的信息和作控制用的信息。具体可分为以下两种箭头:尾部有小空心圆圈标记，表示作数据用信息尾部有小实心圆圈标记，表示作控制用信息5.2.2软件结构设计

5.2.2软件结构设计

辅助符号选择调用循环调用5.2.2软件结构设计

从数据流图导出初始结构图的方法变换流分析确定变换流、输入流和输出流部分设计模块结构的顶层和第一层设计中下各层5.2.2软件结构设计

实例:某学校的学生“选课”系统的数据流程图下图5.7所示。这是一个简单、具有明显变换流特征的数据流程图。首先登录到系统，输入密码，经过验证合格后，即可进行选课处理。先查询相关课程信息，再进行选课登记，选课完成后，显示所选课程表，并打印输出课表5.2.2软件结构设计

5.2.2软件结构设计

确定变换流、输入流和输出流部分。从左向右分析数据流程图，确定“登录系统”为输入部分；从右向左分析数据流程图，确定“打印课表”、“显示课表”为输出部分；分别用虚线加以标示，则得到虚线内部分为变换流，包括“课程查询”和“选课登记”两个加工。虚线外的两部分为输入流和输出流。将数据流程图映射为模块结构图5.2.2软件结构设计

5.2.2软件结构设计

事务流分析5.2.2软件结构设计

对于事务型数据流程图，通过事务分析，可以导出它所对应的标准形式的模块结构图5.2.2软件结构设计

实例:某火车售票系统的数据流程图如下所示5.2.2软件结构设计

5.2.2软件结构设计

混合流分析与设计混合数据流程图5.2.2软件结构设计

由混合数据流程图导出的控制结构图5.2.2软件结构设计

1.设计系统物理配置方案的方法开发人员在设计计算机物理系统配置方案的时候，可采用以下方法得到计算机物理系统配置的各种方案5.2.3系统物理配置方案设计

2.系统配置方案报告的具体内容计算机物理系统配置概述计算机物理系统选择的依据计算机物理系统配置指出费用情况具体配置方案的评价5.2.3系统物理配置方案设计

3.系统软硬件选择计算机网络的选择网络的配置与设计应遵循以下原则：技术先进可扩充保护现有资源可靠性和安全性配套能力好5.2.3系统物理配置方案设计

网络设备选型应遵循以下原则：技术可行性原则服务保证原则经济合理原则

5.2.3系统物理配置方案设计

3.系统软硬件选择计算机硬件的选择数据库管理系统的选择应用软件的选择5.2.3系统物理配置方案设计

管理信息5.3.1代码设计代码的定义代码是代表事物名称、属性、状态等的符号。代码的功能

为事物提供一个概要而不含糊的认定，便于数据的存贮和检索。使用代码可以提高处理的效率和精度。提高数据的全局一致性。代码是人和计算机的共同语言，如零件号、图号等早已使用代码。

5.3详细设计

管理信息代码的种类顺序码。顺序码是一种用连续数字代表编码对象的码，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。典型的例子是邮政编码。助忆码。例如，用TV-B-12代表12寸黑白电视机，用TV-C-20代表20寸彩色电视机5.3.1代码设计区间码又可分为以下多种类型多面码。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。上下关联区间码。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。例如，图书分类中的十进位分类码。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-方形头4上漆管理信息3.代码设计的若干原则代码应唯一标志它所代表的事物或属性；结构应与处理的方法相一致。例如，有时可利用代码的结构直接进行记录的统计；代码设计要预留足够的位置，以适应不断变化的需要。不要使用易于混淆的字符。要注意尽量采用不易出错的代码结构。5.3.1代码设计管理信息4.代码设计的步骤确定代码对象考察是否已有标准代码根据代码的使用范围、使用时间，根据实际情况选择代码的种类与类型考虑检错功能编写代码表5.3.1代码设计代码结构中的校验位为了保证正确输入，在原有代码的基础上，另加一个校验位，作为代码的一个组成部分。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。代码结构中的校验位有多种确定校验位值的方法算术级数法原代码1

2

3

4

5各乘以权6

5

4

3

2乘积之和6+10+12+12+10=50以11为模去除乘积之和（若余数是10,则按0处理），把得出的余数作为校验码：50/11=4……6，因此代码为123456。几何级数法原理同上，但把所乘权数改为3216842等。质数法原理同上，但把所乘权数改为质数系列，如1713753等。管理信息系统1.概念设计实体:指客观存在并相互区别的事物，实体可以是具体的，也可以是抽象的联系:实体和实体之间的关系被抽象为联系。联系分为一对一，一对多或多对多三种属性:指实体的特征主键:能唯一地标识该实体的属性或属性组5.3.2数据库设计管理信息系统5.3.2数据库设计管理信息系统2.逻辑设计逻辑结构设计是在概念设计的基础上完成的设计数据表:按以下规则从数据关系模型中映射出数据库中的数据表每一个实体应该映射为数据库逻辑结构中的一个数据表每一个n:m关系也应映射为数据库逻辑结构中的一个数据表每一个1:n关系也可映射为一个独立的数据表每一个1:1关系可映射为一个独立的数据表，也可以与跟它相连的任意一端或两端的实体合并组成数据表5.3.2数据库设计管理信息系统规范数据表第一范式：每个属性值都必须是原子值，即仅仅是一个简单值而不含内部结构第二范式：满足第一范式条件，而且每个非主键属性都由整个主键决定第三范式：符合第二范式的条件，每个非主键属性的进一步描述，即一个非主键属性值不依赖于另一个非主键属性值5.3.2数据库设计管理信息系统关联数据表关联数据表就是将数据关系模型中数据实体之间的关系，在数据库逻辑结构中明确体现出来，它们将作为建立数据表之间参照完整性规则的依据5.3.2数据库设计管理信息系统设计数据视图数据视图也称为虚表，与数据表一样，都可以将数据以记录集合的形式表现出来数据视图的作用是能够使数据表现与数据存储之间进行有效的逻辑隔离，可以使数据库中的数据具有更高的安全性，可以简化前端程序员对数据库的复杂编程等5.3.2数据库设计管理信息系统3.物理设计数据存储结构数据索引与聚集数据完整性5.3.2数据库设计管理信息系统1.输出设计输出类型设计外部输出内部输出中间输出交互输出操作输出5.3.3输入/输出设计

管理信息系统输出形式设计表格输出显示输出磁介质输出

1.输出设计

管理信息系统输出内容设计输出频率、速度、有效期、份数、机密安全性等输出信息的具体形式输出项目及数据的结构，数据类型、精度、取值范围等输出设输出设备的选择

1.输出设计

管理信息系统

1.输出设计

管理信息系统设计输出报告应注意的问题方便使用者要考虑系统的硬件性能尽量利用原系统的输出格式，确实需要修改的，应与有关部门协商，征得用户同意输出表格要考虑发展的需要。例如，是否有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输出格式和大小要根据硬件能力，认真设计，并试制输出样品，经用户同意后才可正式使用

1.输出设计

管理信息系统2.输入设计输入设计的原则输入量要少输入过程应便捷，有容错能力，以减少错误的发生尽早校验数据。对输入数据的校验应尽量接近原数据发生点，以便错误及时得到纠正尽量直接输入编码，减少汉字的输入量5.3.3输入/输出设计

管理信息系统输入方式设计键盘输入键盘—磁盘输入数模/模数转换方式网络或通信传输

2.输入设计

管理信息系统输入内容及格式设计输入数据的校验q

视觉校验q

控制总数校验

q

数据类型校验q

格式校验

q

逻辑校验q

界限校验

q

记录计数校验q

平衡校验

q对照校验

2.输入设计

1.界面设计应考虑的因素用户工作环境与工作习惯界面风格的一致性界面信息反馈界面的合适性容错性审美性和可用性5.3.4人机界面设计

2.界面功能设计

用户与界面之间的交互系统信息在界面上的表示系统对新用户的学习指导错误消息联机帮助5.3.4人机界面设计

2.界面功能设计

程序流程图PAD图盒图5.3.5计算机处理过程设计

1.系统设计的成果系统总体结构图系统设备配置图系统分布编码方案库结构图系统详细设计方案说明书新系统逻辑模型

5.3.6编写系统设计说明书2.系统设计说明书的组成引言摘要：系统的目标名称和功能等的说明。背景：项目开发者、用户、本项目和其它系统或机构的关系和联系。系统环境与限制：硬件、软件和运行环境方面的限制；保密和安全的限制；有关系统软件文本；有关网络协议标准文本。参考资料和专门术语说明新系统逻辑模型

5.3.6编写系统设计说明书系统设计方案模块设计：系统的模块结构图、各模块的名称、功能、调用关系、局部数据项和详细的算法说明等代码设计：各类代码的类型、名称、功能、使用范围和使用要求等的设计说明书新系统逻辑模型

2.系统设计说明书的组成系统设计方案文件(数据库)设计说明：概述(目标、主要功能)；需求规定(精度、有效性、时间要求及其它专