第七章系统设计

第一节系统设计概述

第二节系统详细设计第六章管理信息系统的系统设计

本节内容：

一、系统设计的任务二、系统设计的原则第一节系统设计概述一、什么是系统设计

系统设计是新系统的物理设计阶段，根据系统分析阶段所确定的新系统的逻辑模型，综合考虑各种约束，利用一切可用的技术手段和方法，进行各种具体设计，提出一个能在计算机上实现的新系统的实施方案，解决系统“怎样做”的问题。系统分析：解决“做什么”系统设计：解决“怎么做”1、任务：对系统分析阶段提出的新系统模型的进一步实现——根据新系统模型来详细的确定新系统结构以及对各种与计算机技术有关的环节进行设计。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。主要是解决“怎样做”的问题。2、人员：系统设计主要是由系统设计员来完成。3、对系统设计员的要求：这类人员应更多地了解计算机技术和系统技术设计的描述方法和工具，不同于系统分析员，也不同于程序员。二、系统设计的任务对系统设计人员的要求1、系统概要设计（总体、初步设计）2、系统详细设计3、设计内容：（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(Datacodedesign)和设计规范的制定。（3）系统物理配置方案设计，包括外围设备(Peripheral)配置、通信网络选择和设计、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，包括输出输入设计、处理流程图设计及编写程序设计说明书等。三、系统设计的过程和内容系统性从整个系统的角度考虑，如系统的代码要统一，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、全局共享等。灵活性具有很好的环境适应性、较好的开放性和结构的可变性。在系统设计中,应尽量采用模块化结构，提高数据、程序模块的独立性，这样，既便于模块的修改，又便于增加新的内容，提高系统适应环境变化的能力。可靠性是指系统抗干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。如安全保密性、检错、纠错能力、抗病毒能力等。经济性是指在满足系统需求的前提下，尽量减小成本。如不要盲目追求技术上的先进，尽量避免不必要的复杂化。四、系统设计的原则本节内容：

一、代码设计 二、功能结构图设计 三、信息系统流程图设计 四、系统物理配置方案设计 五、输出设计 六、输入设计 七、数据存储设计 八、处理流程图设计 九、制订设计规范 十、编写程序设计说明书和系统设计报告第二节系统详细设计代码是代表事物名称、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代码。代码的设计和编制问题在系统分析阶段就开始考虑。需要经过一段时间，在系统设计阶段才能最后确定。一、代码设计-1一、代码设计-2代码的作用为事物提供一个概要而准确的认定，便于数据的存储和检索，节省时间和空间。提高处理的效率和精度。按代码对事物进行排序、累计或统计分析，准确高效。提高了数据的一致性。通过统一编码，减少了因数据不一致而造成的错误。是人和计算机进行信息交换工具。一、代码设计-3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。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。示例若已知码的位数为P，每一位上可用字符数为Si，则可以组成码的总数为：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。一、代码设计-4代码的种类1、顺序码又称为系列码或连续码，是一种用连续数字代表编码对象的代码。例如：用1001代表张三，1002代表李四

优点:简单

缺点:没有逻辑基础且不便于对代码的操作。新增加的代码只能列在最后，删除则会造成空码，一般用作其他码的补充手段。

一、代码设计-5一、代码设计-62、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和身份证号码。优点：码中数字的值及位置都代表一定意义，信息处理可靠，易于排序、分类、检索。缺点：码的长度与其分类属性有关，有时较长，有多余的数、维护难。分类：多面码，具有多方面的特性，如：IBM-PC/XT

。上下关联区间码，由几个意义上相互有关的区间码组成，如电话号码是由区号+局号+号码组成一、代码设计-73、助忆码用文字、数字或文字数字结合起来描述，其特点是，可以通过联想帮助记忆。适用于：数据项数目较少，一般来说小于50，否则联想易出错。30号100系列数字式计算机电子DJS–130一、代码设计-84、缩写码如：USACAACkgcm5、尾数码最后一位有一定含义，如：02301表示230mm,02302表示230cm，便于不增加主要代码位数而可以进行分类。一、代码设计-9代码结构中的校验位代码输入的正确性直接会影响整个信息处理工作的质量。为了保证正确输入，在原有代码结构的基础上，另外加上一个校验位，使它事实上变成代码的一个组成部分。代码一旦输入，计算机会用事先规定的算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。

一、代码设计-10常见的代码输入错误有：抄写错误:如1写成7易位错误:如1234写成1324；双易位错误:如26913写成21963；随机错误。

校验位可以检查出这些错误。一、代码设计-10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。二、功能结构图设计-1功能结构图就是按功能从属关系画成的图表。愈上层功能愈笼统，愈下层功能愈具体。功能分解的过程就是一个由抽象到具体、由复杂到简单的过程。下图是工资管理子系统的功能结构图。

二、功能结构图设计-2功能模块

功能结构图中每一个框称为一个功能模块。功能模块可以根据具体情况分得大一点或小一点。分解得最小的功能模块可以是一个程序中的每个处理过程，而较大的功能模块则可能是完成某一任务的一组程序。模块化把一个复杂的系统分解为多个功能较单一的功能模块的方法称作模块化。模块化是一种重要的设计思想，它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。特点是：各个模块具有相对独立性，可以分别加以设计实现；模块之间的相互关系（如信息交换、调用关系）通过一定的方式予以说明。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。

二、功能结构图设计-3模块化：模块是结构化系统的基本元素。从逻辑上看，模块就是处理功能，给它一定的输入信息，即可对输入的信息进行加工处理，并输出结果信息。由顶向下，逐步求精。把整个系统看做一个模块，然后把它按功能分解成若干第一层模块，各担负一定的局部功能，互相配合，共同完成整体系统的功能。每个第一层模块又可以进一步分解成为更简单一些的第二层模块，越下层的模块，其功能越具体、越简单。同时，还应尽可能减少模块之间的联系，使整个系统的可修改性得到保证。上层模块分解为下层模块，有三种不同的结构形式——顺序结构、选择结构、循环结构。例：系统顺序调用“输入数据”模块、“业务处理”模块和“输出结果”模块；输入数据顺序调用输入和校验模块，与校验模块发生控制传递，经校验后再将数据向下一模块进行传递；循环调用业务处理模块，顺序顺序执行下层各模块，将所有数据处理完毕输出结果模块将顺序处理查询和报表输出模块模块分解的规则模块独立性：所谓两个模块完全独立，是指其中任一模块在运行时，与另一个模块存在无关。但是，既然各模块隶属于一个系统，那么它们之间必然存在着或多或少的联系。保证模块独立性高是设计一个系统的关键，它具有以下优点：系统容易开发；系统可靠性高；系统容易维护模块独立程序可以由两个定性指标衡量，即：为保证模块相对独立，应使模块内部自身联系紧密，而模块外部互相之间的信息联系要尽可能减少，这是设计物理模型的两项重要原则。模块凝聚：用以衡量一个模块内部自身功能的内在联系是否紧密的指标，也是衡量模块质量好坏的重要标准。偶然凝聚：一个模块内部各组成部分的处理彼此无关，偶然地组合在一起，这是一种组织得最差的模块，凝聚程度最低；逻辑凝聚：一个模块内部各组成部分的处理逻辑相似，但功能却彼此不同。这种模块通常包含一个选择控制和若干彼此独立的处理功能。先执行选择功能，再根据选择的结果，控制执行不同的处理功能。时间凝聚：指若干处理由于执行时间彼此有关，集中在一起组成的模块。数据凝聚：模块内部包含若干处理，它们按一定的顺序执行，且前一处理所产生的输出数据，是后一处理的输入数据，称为数据凝聚。这种模块可较明确表述其功能，内部结构较密切，与其他模块联系一般较少，凝聚性较好。功能凝聚：模块只执行一个明确的功能，即上级模块调用它时，它只完成一项确定的任务。这种模块独立性强，便于修改、凝聚程度高，是结构化设计模块的理想目标。

模块耦合：模块间的信息联系方式，称为模块的耦合，它是衡量模块间结构性能的重要指标，包含三个类型。数据耦合：两个模块间通过调用关系传递被处理的数据称为数据耦合。控制耦合：两个模块间通过调用关系，不仅传递被数据，还传递对运行过程有影响的控制信号。下层模块执行校验功能，校验结果的控制信号传回上层模块，以控制其他模块的运行。但这种结构模块间的相关度比较大，所以应当尽量将这种耦合减少到最低程度。非法耦合：一个模块与另一个模块内部发生联系，即一个模块中的某些内容在另一模块中以某种方式被引用，称为非法耦合。这种结构即是条件转移或无条件转移。

模块间出现非法耦合，就成为改动模块时发生错误的主要来源。三、信息系统流程图设计-1信息系统流程图表达了各功能之间的数据传送关系。绘制信息系统流程图的步骤：先为数据流程图中的每个处理功能画出数据关系图。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，即信息系统流程图。数据关系的一般形式三、信息系统流程图设计-2常用的系统流程图符号：从数据流程图到信息系统流程图并非单纯的符号改换因为数据程图综合反映了数据在系统中流动、处理和存储情况，它不仅包含将来由计算机处理的部分，而且还包含了将来不用计算机处理的部分．而信息系统流程图表示的则仅是计算机处理的流程和人机接口部分。所以在绘制信息系统流程图时，要分析和确定人和计算机的分工和系统的边界。脱机操作人工操作手工输入联机存储器(磁带、磁盘等)磁盘磁带显示器脱机存储处理穿孔卡片通讯连接打印报告三、信息系统流程图设计-2脱机操作人工操作手工输入联机存储器(磁带、磁盘等)磁盘磁带显示器脱机存储处理穿孔卡片通讯连接打印报告三、信息系统流程图设计-3从数据流程图导出信息系统流程图的例子数据存储#1数据存储#2处理1输入1处理2处理4处理3输出2输出1实体1实体2存储#1报告1处理1处理1处理3处理2中间文件存储#2报告2新系统逻辑模型转换为系统流程图示例图三、信息系统流程图设计-4上月主文件建立扣款文件模块主文件更新模块计算打印模块工资单工资汇总表电费扣款通知病假扣款通知房租变动通知人事变动通知本月主文件扣款文件工资管理子系统的信息系统流程图三、信息系统流程图设计-5建立及修改程序生产能力表必须生产的产品名及产量各产品的工艺路线及利润

生产能力文件工艺路线文件线性规划程序设备利用率生产计划表生产计划优化系统四、系统物理配置方案设计设计依据系统的吞吐量。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。它与CPU运算速度和通讯线路的传递速率等有关。系统的可靠性。系统的可靠性可以用连续工作时间表示。五、输出设计-1输出设计示例

屏幕显示输出的设备调拨单五、输出设计-2中国长江三峡开发总公司设备调拨单请购单位：工程建设部：右岸工程部1997年5月21日97调字第设备名称棒磨机型号规格

数量计划1账面价格单价180,200.00总价180,200.00单位设备编号15073001-001实收数1结算价款单价180,200.00总价180,200.0000台合同号10号仓库发货仓库中国建设银行开户银行32100876543账号备注总计金额其他有关费用运输费管理费保险费包装费

610.45保险费包装费（大写）壹拾捌万贰佰元整180,200.00□存根□财务会计□请购单位□发货仓库□财务稽查□业务单位主管：收款：提货：发货：制单：打印输出的设备调拨单000016号五、输出设计-3接收用户输出格式定义的输入画面六、输入设计-1输入设计的原则提高效率和减少错误是两个最根本的原则。具体目标是：控制输入量减少输入延迟减少输入错误输入过程应尽量简化常用的输入设备键－磁盘输入装置光电阅读器终端输入六、输入设计-2输入错误的种类数据本身错误数据多余或不足数据的延误输入数据的校验方法重复校验视觉校验检验位校验控制总数校验数据类型校验格式校验逻辑校验界限校验顺序校验记录计数校验平衡校验对照校验六、输入设计-3原始单据的格式设计输入设计的重要内容之一是设计好原始单据的格式。设计原则便于填写便于归档单据的格式应能保证输入精度实例见下表人事变动通知单______年______月_____日1002周英杰01400.0040.0090.0001004吴关兴02350.0035.0050.0021005赵子英01450.0045.0090.0021007马凌云02600.0060.00120.001科长签字_____________备注栏：0──调离1──新进2──修改数据人员代码姓名部门基本工资附加工资房费备注六、输入设计-4输入屏幕设计常用的是人机对话方式，具体有：菜单式填表法应答式等。详见三峡工程开发总公司设备调拨单的录入屏幕设计示例。六、输入设计-5三峡工程开发总公司设备调拨单的录入屏幕设计示例七、数据存储设计-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。文件按用途可分为：主文件处理文件工作文件周转文件其它文件（如后备文件）文件设计通常从设计共享文件开始。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，详见文件记录的格式实例

。七、数据存储设计-2记录文件名：主文件应用：工资子系统序号123456数据项名职工代码职工姓名部门基本工资附加工资扣房费变量名DMXMBMJBGZFJGZFF类型CCCNNN宽度482777小数位数222输入到：输出自：设计人员签名

设计日期

。

文件记录的格式实例七、数据存储设计-3数据库设计数据厍设计是在选定的数据库管理系统基础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，详见下图。七、数据存储设计-4数据厍的概念结构设计如前所述,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,它可用第三章中介绍的E-R模型表示,也可以用3NF关系群来表示。数据库的逻辑结构设计逻辑结构设计是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。数据模型可以由实体联系模型转换而来,也可以用基于第三范式(3NF)的方法来设计。接着是用DBMS提供的数据描述语言DDL定义数据模型。数据库的物理结构设计内容包括：选用库文件的组织形式、存储介质的分配和存取路径的选择等。八、处理流程图设计-1处理流程图是系统流程图的展开和具体化。在系统流程图中，仅给出了每一处理功能的名称，而在处理流程图中，则需要使用各种符号具体地规定处理过程的每一步骤。由于每个处理功能都有自己的输入和输出，对处理功能的设计过程也应从输出开始，进而进行输入、数据文件的设计，并画出较详细的处理流程图。工资系统中建立扣款文