第七章 系统设计

第七章系统设计本章学习目标知识目标了解：系统设计报告的编写。理解：系统设计的任务和步骤；从数据流程图导出功能模块结构图的基本方法。掌握：代码设计、数据库设计、输入/输出设计、模块处理过程设计的方法。能力目标能进行系统功能模块结构图的设计。能进行代码设计、数据库设计、输入设计、输出设计。能撰写系统设计报告。浙江省重点教材系统设计概述1总体设计

2代码设计3数据库设计4输出设计5输入设计6处理过程设计7系统设计报告8本章内容浙江省重点教材信息系统生命周期的五个阶段浙江省重点教材阶段回答的中心问题成果系统分析“做什么”明确系统功能系统的

逻辑模型系统设计“怎么做”如何实现系统分析报告规定的系统功能系统的

物理模型从系统分析阶段进入到系统设计阶段浙江省重点教材一、系统设计的任务基于逻辑模型建立物理模型，解决新系统“怎么做”的问题。是从抽象到具体的过程第一节系统设计概述浙江省重点教材二、系统设计的原则硬件选择合理模块简洁，缩短处理流程、减少处理费用安全保密性检错及纠错能力意外恢复能力抗病毒能力适应环境变化模块化结构，提高各模块的独立性代码统一满足设计规范要标准传递语言要尽量一致数据采集源出一处系统性灵活性可靠性经济性浙江省重点教材

详细设计系统设计报告总体设计模块结构图设计物理配置方案设计代码设计数据库设计输出/输入设计人机对话设计处理过程设计模块结构图模块说明书详细设计的内容三、系统设计的步骤浙江省重点教材模块之间的接口，即模块间传递的数据系统的层次及调用关系系统分为哪些模块2413模块的处理功能

总体结构设计应从“物理实现”的角度回答四个问题第二节总体设计浙江省重点教材

基本思想基础依据工具模块结构图一、结构化模块设计概述基于U/C矩阵的子系统划分数据流程图将一个复杂的信息系统，按照“自顶向下，逐步求精”的原则，分解为若干个具有层次联系、功能相对单一且彼此相对独立的模块浙江省重点教材

1、模块模块是可以组合、更换和分解的单元，是组成系统的基本单元。二、模块结构图浙江省重点教材属性类属性说明外部属性处理功能模块能够完成的任务或实现的操作输入输出数据模块使用的条件和模块之间的关系内部属性程序代码用来实现模块功能的程序内部数据仅供该模块本身引用的数据2、模块的属性浙江省重点教材描述系统模块结构的图形工具（1）模块用矩形表示，矩形中写上模块名字，反映了这个模块的功能。计算工资总额（2）调用调用：反映两个模块之间的调用与被调用关系。调用的类型：直接（顺序）、判断、循环。图例：用联接两个模块的箭线表示，箭头指向被调用模块，被调用模块执行后又返回到调用模块。3、模块结构图浙江省重点教材（3）数据传递数据传递：反映两个模块之间的数据传递关系。图例：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。计算工资计算工资总额基本工资奖金工资总额3、模块结构图浙江省重点教材（4）控制信息传递控制信息：一般反映两个模块之间调用的激发或结束条件。图例：用与调用箭头平行的带实心圆的箭头表示，并在旁边标上数据名。3、模块结构图浙江省重点教材

低耦合高聚合

聚合是度量一个模块内部各个元素彼此联系的紧密程度，模块的内聚程度越高越好，即是为了一个共同的功能而组合在一起的。

耦合是用来度量不同模块之间相互连接的紧密程度，耦合的强度取决于模块间接口的复杂程度，模块耦合程度越低越好，也易于理解和维护三、模块分解合理性的判定标准浙江省重点教材

数据耦合特征耦合控制耦合内容耦合公共耦合内容耦合的耦合度最高数据耦合的耦合度最低模块间的通讯只有数据通讯两个模块都与同一个数据结构有关模块间传递的是控制流模块都与同一个公共数据域有关一个模块不经调用直接使用另一个模块的程序代码或内部数据1、模块的耦合浙江省重点教材

（1）功能聚合：一个模块内部的各个组成部分的处理动作全都为执行同一个功能而存在，并且只执行一个功能（2）顺序聚合：一个模块内部各个组成部分执行几个处理动作，且前一个处理动作所产生的输出数据是下一个处理动作的输入数据（3）通讯聚合：一个模块内各组成部分的处理动作都使用相同的输入数据或相同的输出数据（4）过程聚合：各个组成部分受同一个控制流支配,由一段“公共”的处理过程组合成一个模块，形成过程聚合模块。（5）时间聚合：把几个由于执行动作时间相同而组合在一起形成的模块称为时间聚合模块。如初始化模块。（6）逻辑聚合：一个模块的内部各个组成部分的处理动作在逻辑上相似，但功能互不相同或无关（7）机械聚合：模块中的各个组成部分没有任何的关系，只是纯属偶然巧合地凑在一起2、模块的聚合浙江省重点教材

第一步由数据流程图导出初始模块结构图第二步优化模块结构图四、模块结构图的绘制浙江省重点教材首先要区分数据流程图的结构类型

变换型DFD——一个数据流程图可以明显地分成输入、处理和输出三部分

事务型DFD——事务型数据流程图一般呈束状形然后根据不同的类型采用不同的方法把数据流图转换成相应的模块结构1、初始模块结构图的导出浙江省重点教材

分三步进行： 确定主处理(即变换中心)、逻辑输入及逻辑输出；设计顶层及第一层模块；设计中、下层模块（1）由变换型DFD导出初始结构图浙江省重点教材

沿着每一个数据流入源端开始，逐个分析它所经过的处理逻辑，直至数据流被真正处理为止（实质变换）。从输出终端开始，反方向进行分析所经过的处理逻辑直至数据完全不同在数据实质变换的前后分别为逻辑输入及逻辑输出界面逻辑输入及逻辑输出界面所包括部分就是主处理逻辑输入界面主处理逻辑输出界面确定主处理(即变换中心)、逻辑输入及逻辑输出浙江省重点教材

第一层模块可以设计成输入、主处理、输出三个模块，也可以按第一层DFD设计,它们并由顶层模块来调用顶层模块应表明系统整体功能，应按变换中心整体功能给顶层模块命名。如XX管理信息系统顶层模块第一层模块设计顶层及第一层模块浙江省重点教材

按照第一层DFD开始，自顶向下，逐层将各个处理逻辑转换成相应的模块。即将数据流程图中所有输入部分的处理逻辑转换为输入模块的下级模块，同理将所有输出部分的处理逻辑转换为输出模块的下级模块，将变换中心的各个处理逻辑转换为主处理的下级模块。标注模块名、数据流名、控制流名、调用关系等。设计中、下层模块浙江省重点教材注意数据传递平衡底层模块对应原始输入端底层模块对应最终输出端此层也可删除浙江省重点教材底层模块对应原始输入端底层模块对应最终输出端删除第一层后注意数据传递平衡浙江省重点教材可删除可删除注，此处用圆表示“处理”浙江省重点教材1格式检查3产生收据2计算汇费4记账汇款单合格的汇款单处理后的汇款单收据明细账变换中心输出输入业务数据注，此处为简化的DFD图例浙江省重点教材汇款处理系统取得合格汇款单计算汇费记账输出处理后的汇款单输入汇款单格式检查产生收据打印收据合格的汇款单处理后的汇款单合格的汇款单业务数据处理后的汇款单汇款单合格的汇款单汇款单处理后的汇款单收据收据业务数据浙江省重点教材

分三步进行： 确定事务；设计顶层及第一层模块；设计中、下层模块（2）由事务型DFD导出初始结构图浙江省重点教材

顶层模块应表明系统整体功能，应按事务中心整体功能给顶层模块命名。如XX管理信息系统。第一层模块可设计成一个输入模块和事务中心模块。输入模块用于控制输入数据的接受工作；事务中心模块用于分析事务类型、调用相应的下级模块。也可以按第一层DFD设计,它们并由顶层模块来调用。顶层模块第一层模块设计顶层及第一层模块浙江省重点教材

与变换型相同标注模块名、数据流名、控制流名、调用关系等。设计中、下层模块浙江省重点教材此层也可删除下层模块按DFD展开图绘制底层模块对应原始输入端注意数据传递平衡浙江省重点教材删除第一层后下层模块按DFD展开图绘制底层模块对应原始输入端注意数据传递平衡浙江省重点教材例：图书处理要求类型处理图书管理要求无效输入1.1新书入库1.2还入库单罚款单1.5注销图书1.3还书1.4目录文件借书单书单注销单借书借书文件罚款单事务中心浙江省重点教材例：图书处理图书处理系统取得图书处理要求修改目录文件操作层细节层新书入库注销图书借书还书打印罚款单修改借书文件………………图书管理要求入库单借书单还书单注销单浙江省重点教材2、模块结构图的优化优化原则提高模块的聚合度，降低模块间的耦合度模块的规模应适中加大模块扇入数，但模块的扇出数应控制在合适的范围之内模块的作用范围应该是它的控制范围的子集设计单入口、单出口模块浙江省重点教材

我们身边的代码学号身份证号手机号码邮编第三节代码设计浙江省重点教材一、代码及其表示代码：代表事物名称、属性、状态等的符号，它以简短的符号形式代替具体的文字说明。一般用数字、字母或它们的组合来表示代码设计往往是系统设计的第一个步骤，有了良好的代码设计，才能保证整个系统设计的一致性，是系统设计的共同指南代码浙江省重点教材

二、代码的作用提高处理精度提高数据标准化程度便于计算机识别和处理节省存储空间，提高处理速度便于录入浙江省重点教材

三、代码设计的原则

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ClicktoaddText尽量采用国际、国家标准

Addyourtextinhere每个代码都仅代表唯一的实体或属性唯一性标准化与通用性为新的编码对象留有足够的备用码代码应容易进行修改可扩性可修改性尽量用原系统已使用的且行之有效的代码代码结构、标识尽量简单实用性简洁性简洁性规律性

逻辑性强，直观性，便于识别和记忆浙江省重点教材

层次码区间码顺序码助记码

四、代码的种类浙江省重点教材

顺序码含义将顺序的自然数或字母赋予分类对象代码简短，使用方便，易于管理，易追加优点可识别性差，无逻辑性.缺点1、顺序码浙江省重点教材

区间码含义将码分为若干段，每段代表一部分编码对象可进行简单的分类，又可在每个区插入号码优点空码较多时，不便于机器处理，不适用于复杂的分类体系缺点2、区间码浙江省重点教材

层次码含义为实体的每个属性确定一位或几位码，并排成一定的层次关系分类基准明确，各位数据具有特定的含义，易识别、检验、分类、扩充优点代码的位数太多缺点3、层次码浙江省重点教材我国公民身份证代码的含义浙江省重点教材

助记码含义以编码对象名或缩写符号表示的代码直观、易理解、易记忆优点不利于计算机分类、汇总缺点4、助记码浙江省重点教材

STEP07STEP06STEP05确定代码使用期限STEP04决定编码方法STEP03编写代码表STEP02编写相应的代码使用管理维护制度STEP01选定需编码的对象考查是否已有标准化代码确定代码的使用范围五、代码设计的步骤浙江省重点教材

代码是数据的重要组成部分，它的正确性直接影响系统的质量。当人们抄写、录入时，发生错误的可能性很大。@抄写错误@易位错误@隔位易位错误123412351234124312341432如何解决，如何保证代码的正确性？六、代码结构中的校验位浙江省重点教材

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。避免代码录入出现错误的办法浙江省重点教材代码的校验方法开始YESNO计算校验位计算的校验位与录入的校验位是否相同结束录入包括校验位在内的完整代码浙江省重点教材校验位的生成1、对代码的本体的每一位加权求和C1C2C3….Cn代码本体P1P2P3….Pn加权因子2、以模除和得到余数，将余数作为检验位C1C2C3….CnR校验位代码本体浙江省重点教材权因子的选取

几何级数，如1，2，4，8，16，32，...

算术级数，如1,2，3，4，5，6，7，...

质数，如1，3，5，7，11，13，17，...有规律的数，如1，3，7，1，3，7，1，3，...浙江省重点教材可取10，11，13等模的选取浙江省重点教材例浙江省重点教材例浙江省重点教材例浙江省重点教材对于准确性要求很高的代码，可以考虑增加校验位的位数。当模减去余数为10、11、12、13时，其校验位码为A、B、C、D；对于字母编码要使用校验位检查，计算时要将A---Z转换为10---35。其它注意事项浙江省重点教材客观事物类：事物相关性质集合人实体实体集合及实体联系相关属性集合转换成DBMS支持的数据模型数表文件据记录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

数据世界(数据模型：层次/网状/关系模型)观念世界(概念模型,E-R图)认识选择描述现实世界问题空间关系模型层次模型网状模型DBMS（SQLServer，ACCESS，PARADOX）第四节数据库设计浙江省重点教材一、数据库设计的步骤概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型（用E-R图表示）将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。将E-R图转成关系模式。.为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）数据库的实施运用DBMS提供的数据语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库用户需求分析在详细调查、数据流程图与数据字典、功能/数据分析的基础上进行浙江省重点教材（一）E-R的基本要素二、概念结构设计观念世界中描述客观事物的概念。实体可以是人，物或抽象的概念用方框表示，实体名称写在方框内1、实体学生浙江省重点教材（一）E-R的基本要素二、概念结构设计实体具有的某种特性，属性用来描述一个实体一个实体可由若干个属性来刻画，区分实体集的唯一标识属性称为关键属性用圆圈表示，属性名称写在圈内，关键属性可用下划线标注2、属性零件号浙江省重点教材（一）E-R的基本要素二、概念结构设计实体之间的数据关联如学生与课程之间的联系为“选修”用菱形框表示联系，联系名写在菱形框内3、联系课程学分课程名课程号学生年龄姓名学号性别选修mn成绩浙江省重点教材联系的类别浙江省重点教材绘制E—R图的基本依据是系统分析阶段的成果——数据类及“数据词典”，通过分析它们之间的逻辑关系来绘制（二）E-R图的绘制课程学分课程名课程号学生年龄姓名学号性别选修mn成绩浙江省重点教材建立一个企业数据库，其中涉及到的实体有：单位，职工，项目，供应商。规定：每个单位有多个职工，一个职工只能在一个单位工作，用工作年限来描述；每个职工仅参加一个项目的工作，但一个项目可有多个职工参加建设；每个项目的原材料由多个供应商供应，而每个供应商可按一定数量和单价向多个项目供应原材料。单位的属性有：单位号，单位名，电话职工的属性有：职工号，姓名，性别项目的属性有：项目号，项目名，项目地点供应商的属性有：供应商号，供应商名，地址思考浙江省重点教材浙江省重点教材概念设计所得到的E-R模型，是独立于DBMS的。逻辑设计是根据概念模型和DBMS的特征来导出数据库的逻辑结构。即将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型(关系模型、层次模型、网状模型)，并对其进行优化三、逻辑结构设计概念结构（E-R图）关系数据模型（二维表）关系规范化转换规则范式理论浙江省重点教材E—R图向关系数据模型的转换转换过程

E-R图关系模型DBMS浙江省重点教材1、实体的转换一个实体转换为一个关系实体的名字作为关系名实体的属性作为关系的属性实体的关键属性就是关系的关键字（一）将E-R模型转换为关系模式仓库号地点面积仓库货号品名价格产品存放1n仓库（仓库号，地点，面积）产品（货号，品名，价格）浙江省重点教材1、联系的转换实体间的联系一般对应一个关系，联系名作为关系（1）1:1联系可以转换为一个独立的关系，此时与该联系相连的各实体的关键属性以及联系本身的属性均转换为关系的属性。也可以与任意一端实体对应的关系合并，此时该关系的属性中应加入另一实体的关键属性以及联系本身的属性（一）将E-R模型转换为关系模式浙江省重点教材厂号厂名地点工厂1厂长（厂长号，厂号，姓名，年龄,任期年数）工厂（厂号，厂名，地点）思考？任期年数厂长号姓名年龄厂长管理1管理（厂长号，厂号，任期年数）1：1的联系转换举例浙江省重点教材（2）1:N联系可以转换为一个独立的关系，此时与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的关键字为N端实体的关键属性也可以与N端实体对应的关系合并。（一）将E-R模型转换为关系模式仓库存放货号品名价格产品数量1n仓库号地点面积浙江省重点教材仓库（仓库号，地点，面积）产品（货号，仓库号,品名，价格，数量）1：N联系合并到N端：仓库（仓库号，地点，面积）产品（货号，品名，价格，）存放（仓库号,货号，数量）1：N的联系转换举例浙江省重点教材（3）M:N联系转换为一个独立的关系，与该联系相连的各实体的属性以及联系本身的属性均转换为关系的属性（一）将E-R模型转换为关系模式选修课程号课程名学时数学生课程m成绩学号姓名年龄学生（学号，姓名，年龄）课程（课程号，课程名，学时数）选修（学号，课程号，成绩）n浙江省重点教材

（二）关系模式的规范化规范化的意义通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖，以解决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗余问题将结构复杂的关系按照一定规则转化为结构较简单的关系的过程共有5个范式，一般要求满足3范式（3NF）规范化范式理论浙江省重点教材第一范式(FirstNormalForm,1NF)：关系模式中每个属性都是不可再分的最小数据项1、第一范式（1NF）浙江省重点教材第二范式：(SecondNormalForm,2NF)：如果一个关系模式属于1NF，并且所有的非关键字都完全地依赖于关键字（即不存在部分依赖），则称该关系模式属于第二范式2、第二范式（2NF）学号姓名课程号课程名称成绩0400418234040042410104004241030400424101…………….A0001A0001A0001A0002………90859587浙江省重点教材第三范式：（thirdNormalForm,3NF）：如果一个关系模式属于2NF，并且不存在非关键字传递地依赖于关键字，则称该关系模式属于第三范式。3、第三范式（3NF）浙江省重点教材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四、物理结构设计浙江省重点教材

Diagram2Diagram2确定存储结构确定存放位置设计存储路径四、物理结构设计浙江省重点教材第五节输出设计为什么在MIS系统设计阶段是先设计输出，再设计输入呢？浙江省重点教材

一、输出设计的原则信息系统的输出应该简洁明了，易于阅读和理解原则1访问信息系统输出信息的用户必须是经过授权的原则3信息系统输出应该是及时的原则2信息系统的输出必须是有效的原则4浙江省重点教材有关输出信息使用方面的内容：包括信息的使用者、使用目的、报告量、使用周期、有效期、保管方法和复写份数等输出信息的内容：包括输出项目、位数、数据形式(文字、数字)输出格式：如表格、图形或文件输出设备：如打印机、显示器、卡片输出机等输出介质：如输出到磁盘还是磁带上，输出用纸是专用纸还是普通白纸等二、输出设计的内容浙江省重点教材

设计屏幕输出格式时，除了合理安排数据项的显示位置，还应注意适当的色彩搭配规格标准化、文字和术语统一使用方便，符合用户的习惯美观大方，界面漂亮便于计算机实现能适当考虑系统发展的需要三、输出格式设计的基本要求浙江省重点教材第六节输入设计“输入的是垃圾，输出的必然是垃圾”浙江省重点教材一、输入设计的原则输入设计包括数据规范和数据准备的过程，在输入设计中，提高效率和减少错误是两个最根本的原则：输入设计的原则控制输入量减少输入延迟输入过程应尽量简化减少输入错误

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二、数据输入设备的选择1、读卡机

2、键盘-磁盘输入装置（最常用的方式）

3、光电阅读器手持扫描仪浙江省重点教材4、终端输入

5、声音识别仪

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原始单据有错或录入时发生错误。

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