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1、第第7 7章章 管理信息系统的系统设计管理信息系统的系统设计7.1 系统设计概述 7.2 代码设计 7.3 功能结构图设计7.4 信息系统流程图设计7.5 系统配置方案设计7.6 输出设计 7.7 输入设计7.8 数据存储设计 7.9 处理流程图设计7.10 制定设计规范7.11 编写程序设计说明书和系统设计报告1系统分析系统设计系统实施系系统开开发简要流程要流程27.1 7.1 系统设计概述系统设计概述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37.1.1 7.1.1 系统设计的任务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，
2、科学合理地进行物理模型的设计。逻辑模型模型物理模型物理模型做什么做什么如何做如何做科学合理地提出科学合理地提出从具体到抽象从具体到抽象从抽象又回到具体从抽象又回到具体系系统分析分析系系统设计47.1.1 7.1.1 系统设计的主要工作系统设计的主要工作总体设计总体设计代码设计和设代码设计和设计规范的制定计规范的制定数据存储设计数据存储设计计算机处理过程设计系统物理配系统物理配置方案设计置方案设计57.1.2 7.1.2 系统设计中应遵循的原则系统设计中应遵循的原则系系统性性可靠性可靠性经济性性MIS灵活性灵活性MIS设计原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
3、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67.2 7.2 代码设计代码设计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77.2.1 7.2.1 代码及代码的功能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（）8代码的定义代码的定义代码: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。系系统分析分析阶段：段：数据字典数据字典系系统设计
4、阶段：段：代代码设计开始结束9代码的功能代码的功能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。2、使用代码可以提高处理的效率和精度。3、提高了数据的全局一致性。4、是人和计算机的共同语言，是两者交换信息的工具。107.2.2 7.2.2 代码设计的原则代码设计的原则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。一般来一般来说，代，代码愈短，分愈短，分类、准、准备、存、存储和和传送的开送的开销愈低；愈低；代代码愈愈长，对数据数据检索、索、统计分析和分析
5、和满足多足多样化的化的处理要求就愈理要求就愈好。好。但但编码太太长，留空太多，多年用不上，也是一种浪，留空太多，多年用不上，也是一种浪费。4、注意避免误读，不要使用易于混淆的字符。如如O O、z z、I I、S S、V V与与0 0、2 2、1 1、5 5、U U易混；易混；不要把空格作代不要把空格作代码；要使用要使用2424小小时制表示制表示时间等等117.2.2 7.2.2 代码设计的原则代码设计的原则5、要注意尽量采用不易出错的编码结构。例如字母例如字母字母字母数字的数字的结构构(如如WW2)WW2)比字母比字母数字数字字字母的母的结构构(如如W2W)W2W)发生生错误的机会要少一些的机
6、会要少一些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*SpC=S1*S2*Sp例如，例如，对对每位字符每位字符为为0909的三位的三位码码，共可，共可组组成成C C10101010101010001000种种码码。12代码容量计算代码容量计算计算代码的容量，即它所能表达的个体的个数。例如：一个三位数的数字代一个三位数的数字代码，可以区分一千个不同的个体；，可以区分一千个不同的个体；一个由两个英文字母一个由两个英文字母组成的代成的代码，可以表达，可以表达
7、676676个不同的个体个不同的个体(2626)(2626)如果区分大小写，并且可以用数字出如果区分大小写，并且可以用数字出现在其中，那么同在其中，那么同样是两位是两位的代的代码可以表达可以表达38443844个不同的个体（个不同的个体（62626262）。）。在计算容量时，都应该考虑到今后的发展与扩充，而不能只看当前的情况。137.2.3 7.2.3 代码的种类代码的种类1.顺序码2.区间码3.助忆码141.1.顺序码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.例如例如,用用1 1 代表厂代表厂长，2 2代表科代表科长，3 3代表科代表科员，4 4代表生代表生产工人等。工人等
8、。顺序码的优点：短而短而简单，记录的定位方法的定位方法简单，易于管理。，易于管理。顺序码的缺点：没有没有逻辑基基础，本身不能，本身不能说明任何信息的特征。明任何信息的特征。新加的代新加的代码只能列在最后，只能列在最后，删除除则造成空造成空码。通常，顺序码作为其他码分类中细分类的一种补充手段。151.1.顺序码顺序码162.2.区间码区间码区间码：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。邮政编码。17邮政编码邮政编码18某企业的用户分类代码某企业的用户分类代码19区间码的类型区间码的类型（1）多面码（2）上下关联区间码（3）十进位码20多面码多面码多面码：一个数
9、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。材料代材料代码21上下关联区间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。身份身份证号号码22十进位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D035.1 41，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23十进位码十进位码TP3 计算技术、计算机技术
10、TP30 一般性问题 TP31 计算机软件 TP311 程序设计、软件工程 TP311.1 程序设计 程序正确性理论入此。TP311.11 程序设计方法 TP311.12 数据结构 TP311.13 数据库理论与系统 TP311.131 数据库理论 各种数据库语言和数据库管理系统入此。TP311.132 数据库系统 按类型分，总论数据库系统入此。TP311.132.1 层次数据库 TP311.132.2 网状数据库 TP311.132.3 关系数据库 TP311.133.1 分布式数据库 TP311.133.2 并行数据库 TP311.134.1 模糊数据库 TP311.134.3 多媒体数据
11、库 TP311.135.1 文献型数据库 TP311.135.3 事实型数据库 TP311.135.4 超文本数据库24判断？判断？25判断？判断？1.邮政编码？2.学号？3.汽车牌照号？4.电话号码？26区间码的优点区间码的优点区间码的优点：信息信息处理比理比较可靠，排序、分可靠，排序、分类、检索等操作易于索等操作易于进行。行。区间码的缺点：码的的长度与它分度与它分类属性的数量有关，有属性的数量有关，有时可能造成很可能造成很长的的码。在在许多情况下，多情况下，码有多余的数。有多余的数。码的的维修比修比较困困难。273.3.助忆码助忆码助忆码：用文字、数字或文字数字结合起来描述。（表示产品的规
12、格、型号）例如，用例如，用TV-B-12TV-B-12代表代表1212英英时黑白黑白电视机，用机，用TV-C-20TV-C-20代表代表2020英英时彩色彩色电视机。机。又如在开又如在开发一个商一个商业经贸性公司的信息系性公司的信息系统时，在数，在数据据库中需要分中需要分别存存储商品的商品的进、存、存、销3 3个个环节的价格、的价格、成本、成本、资金占用等信息。金占用等信息。为了区了区别起起见，可以，可以规定：定：字段的前两位分字段的前两位分别用用J-J-，C-C-，X-X-来表示来表示进进、存、存、销销，用，用后后5 5位数来代表价格、成本、位数来代表价格、成本、费费用、用、资资金占用等等。
13、例金占用等等。例如如J-priceJ-price表示表示进进价。价。这这就是一个典型的就是一个典型的纯纯字条符字条符码码。28助忆码的特点助忆码的特点特点：可以通过联想帮助记忆。优点：可辅助记忆缺点：校校对不易，不易反映分不易，不易反映分类的的结构构 。太太长的助的助忆码占用占用计算机容量太多，不宜采用。算机容量太多，不宜采用。汉字不宜作字不宜作为编码的符号。的符号。助助忆码适用于数据适用于数据项数目数目较少的情况少的情况(一般少于一般少于5050个个)，否，否则可能引起可能引起联想出想出错。297.2.4 7.2.4 代码的校验代码的校验抄写抄写错误12341235易位易位错误1324134
14、2隔位易位隔位易位错误13241432如何解决，如何保证代码的正确性？如何解决，如何保证代码的正确性？307.2.4 7.2.4 代码的校验代码的校验避免代码录入出现错误的办法在在设计好的代好的代码（代（代码本体）后，再增加一位，作本体）后，再增加一位，作为代代码的的组成部分。增加的成部分。增加的这一位，即一位，即为校校验位。位。XXXXXXXXXXXXX X校校验位位代代码本体本体校校验位是根据事先位是根据事先规定好的定好的数学方法数学方法及代及代码本体本体计算出来算出来的。的。31校验位的确定步骤校验位的确定步骤设有一组代码为：C1C2C3C4Ci第一步：为设计好的代码的每一位Ci确定一个
15、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S S=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=S MOD M第五步：校验位Ci+1=R最终代码为：C1C2C3C4CiCi+1使用时：C1C2C3C4CiCi+132算术级数法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:1 2 3 4 5 6 7得出乘积之和:l1十02十83十04十15十0 6十37=51除以模11 R=51 MOD 11=7原
16、编码加上校验位7，最终设计的代码便是:1080103710801037校校验位位代代码本体本体33几何级数法几何级数法原编码 1 2 3 4 各乘以权 16 8 4 2乘积之和 16+16+12+852以11为模去除乘积之和，把得出的余数作为校验码：521148因此编码为 12348。34质数法质数法原编码 1 2 3 4各乘以权 13 7 5 3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：5411410因此编码为 12340。注意：以11为模时，若余数是10，则校验码取0。357.3 7.3 功能结构图设计功能结构图设计1、结构化设计思想系系统性。性。
17、层次性。次性。36自顶向下分解步骤（功能分层）自顶向下分解步骤（功能分层）1.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：上上层功能包括功能包括(或控制或控制)下下层功能功能愈上愈上层功能愈功能愈笼统，愈下，愈下层功能愈具体功能愈具体下下层功能模功能模块能能实现上上层的模的模块功能功能2.功能分层原则：从上往下，由抽象到具体，由复杂到简单。37功能结构图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。382 2、模块化设计思想、模块化设计思想模块化设计思想模模块化：把一个信息系化：把一个信息系统设计成若干模
18、成若干模块的方法。的方法。模模块化化设计思想：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）另一方面，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；397.5 7.5 系统物理配置方案设计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40
19、1 1、系统的吞吐量、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。412 2、系统的响应时间、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。423 3、系统的可靠性、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，例如，对于每天需要于每天需要2424小小时连续工
20、作的系工作的系统，则系系统的可靠性就的可靠性就应该很高，很高，这时可以来用双机双工可以来用双机双工结构方构方式。式。434 4、集中式还是分布式、集中式还是分布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。445 5、地域范围、地域范围对于分布式系统，要根据系统覆盖的范围决定采用广域网还是局域网。456 6、数据管理方式、数据管理方式如果数据管理方式为文件系统，则操作系统应具备文件管理功能；如果数据管理方式为数据库管理方式，系统中应配备相应的数据库管理系统。467.5.2 7.5.2 计算
21、机硬件选择计算机硬件选择 (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。477.5.3 7.5.3 计算机网络的选择计算机网络的选择1、网络拓扑结构2、网络的逻辑设计3、网络操作系统487.5.4 7.5.4 数据库管理系统的选择数据库管理系统的选择数据库管理系统选择的原则是：支持先支持先进的的处理模式，具有分布理模式，具有分布处理数据，多理数据，多线索索查询，优化化查询数据，数据，联机事机事务处理功能；理功能；具有高性能的数据具有高性能的数据处理能力；理能力；具有良好具有良好图形界面的开形界面的开发工具包；工具包；具有具有较
22、高的性能高的性能/价格比；价格比；具有良好的技具有良好的技术支持与培支持与培训。普通的数据库管理系统有Foxpro，lipper和Paradox等。大型数据库系统有Microsoft SQL Server，Oracle Server，Sybase SQL Server和Informix Server 等。497.5.5 7.5.5 应用软件的选择应用软件的选择软件的选择包括：操作系操作系统；数据数据库管理系管理系统；汉字系字系统；设计语言；言；应用用软件包等件包等软件。件。软件的选择原则1 1、软件是否能件是否能够满足用足用户的需求的需求2 2、软件是否具有足件是否具有足够的灵活性的灵活性3
23、3、软件是否能件是否能够获得得长期、期、稳定的技定的技术支持支持507.6 7.6 输出设计输出设计7.6.1 输出设计的内容7.6.2 输出设计的方法7.6.3 信息系统输出的设计原则7.6.4 输出设计评价7.6.5 输出设计报告7.6.6 输出设计举例51服装管理服装管理采购订单采购订单52服装管理服装管理采购统计采购统计53服装管理服装管理采购统计（打印）采购统计（打印）54速达管理速达管理销售图表销售图表55系统登录界面后，进入系统设置窗口系统登录界面后，进入系统设置窗口系统登录界面后，进入系统设置窗口系统登录界面后，进入系统设置窗口 56为什么系统设计要先进行输出设计？为什么系统设
24、计要先进行输出设计？即系统设计过程中为什么要“量出而入”？输出出设计的目的：正确及的目的：正确及时地反映用于生地反映用于生产和服和服务部部门的有用信息（的有用信息（*）。）。首先根据首先根据进行行输出出设计，再根据，再根据输出所出所应获得的信得的信息来息来进行行输入入设计，更能反映管理者和用，更能反映管理者和用户对信息的信息的需求。需求。577.6.1 7.6.1 输出设计的内容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：输出信息使用情况。信息的使用者、使用目的、信息出信息使用情况。信息的使用者、使用目的、信息量、量、输出周期、有效期、保管方法和出周期、
25、有效期、保管方法和输出份数。出份数。输出信息内容。出信息内容。输出出项目、精度、信息形式目、精度、信息形式(文字、数文字、数字字)。输出格式。表格、出格式。表格、报告、告、图形等。形等。输出出设备和介和介质。设备如：打印机、如：打印机、显示器等；介示器等；介质如：磁如：磁盘、磁、磁带、纸张（普通、（普通、专用）等。用）等。58表表7.37.3输出设备和介质一览表输出设备和介质一览表59常用的输出方法常用的输出方法表格信息。图形信息。60表格输出表格输出61图形输出图形输出62图形输出图形输出63常用的输出方法常用的输出方法647.6.3 7.6.3 信息系统输出的设计原则（补充）信息系统输出的
26、设计原则（补充）（1）信息系统的输出应该简洁明了，易于阅读和理解。（2）信息系统输出应该是及时的。（3）访问信息系统输出信息的用户必须是经过授权的，这是信息系统输出安全的基本保证。（4）信息系统的输出必须是有效的。65出错表的设计出错表的设计为了保证输入数据正确无误，数据输入过程中需要通过程序对输入的数据进行严格的校验，发现有错时，程序应当自动地打印出出错信息一览表（主要指应用程序中的出错信息提示（主要指应用程序中的出错信息提示系统容系统容错功能的体现）错功能的体现）667.6.4 7.6.4 输出报告输出报告输出报告定义的内容(系统的输出)：标出了各常量、出了各常量、变量的量的详细信息；信息
27、；给出各种出各种统计量及其量及其计算公式、控制方法。算公式、控制方法。67设计输出报告时要注意以下几点：设计输出报告时要注意以下几点：1、方便使用者；2、要考虑系统的硬件性能；3、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；4、输出表格要考虑系统发展的需要。5、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。6、设计输出报告之前应收集好各项的有关内容，填写到输出设计书上68输出设计说明书输出设计说明书69千叶眼镜连锁店千叶眼镜连锁店MISMIS费用单打印费用单打印单表输出格式下图的费用单打印设计，就是在费用单输入并成功保存后，打印出的
28、结果。业务部单表的打印格式与此单相似。单表包括：费用单、付款单、发票单。费用单打印输出格式费用单打印输出格式 70带有单价与金额的入库单输出格式带有单价与金额的入库单输出格式71输出设计小结输出设计小结能否为用户提供及时、准确、全面的信息服务；是否便于阅读和理解，符合用户的习惯；是否充分考虑和利用了输出设备的功能；是否为今后的发展预留一定的余地。727.7 7.7 输入设计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出数据的正确性直接决定处理理结果的正确性，如果果的正确性，如果输入数据有入数据有误，即使，即使计算和算和处理十分正确，也无法理十分正确，也无法获得可靠
29、的得可靠的输出信息。出信息。输入入设计是信息系是信息系统与用与用户之之间交互的交互的纽带，决定着，决定着人机交互的效率。人机交互的效率。73输入设计的目的输入设计的目的74输入设计的原则输入设计的原则控制输入量（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75输入设计的原则输入设计的原则避免额外步骤简化输入过程控制输入量减少输入错误76输入设计的原则输入设计的原则控制输入量减少输入延迟77数据输入设备的选择数据输入设备的选择1、读卡机卡机 3、手持、手持扫描描仪6、终端端输入入 4、声音、声音识别仪 2、键盘-磁磁盘输
30、入装置入装置（最常用的方式）（最常用的方式）5、光笔、光笔输入入 78输入检验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。79输入检验输入检验1.输入的错误类型在输入过程中，要保证输入的速度和质量，以及输入信息的正确性，还要考虑对数据出错的校验。常见有以下几种错误类型：（1 1）数据本身）数据本身错误。（2 2）数据多余或不足。）数据多余或不足。（3 3）数据的延）数据的延误。80输入数据出错的校验方法输入数据出错的校验方法(1)重复校验这种方法将同一数据先后种方法将同一数据先后输入两次，然后由入两次，然后由计算机程
31、算机程序自序自动予以予以对比校比校验，如两次输入内容不一致，计算机显示或打印出错信息。(2)视觉校验输入的同入的同时，由，由计算机打印或算机打印或显示示输入数据，然后与入数据，然后与原始原始单据据进行比行比较，找出差，找出差错。视觉校校验不可能不可能查出出所有的差所有的差错，其，其查错率率为7575，8585。81输入数据出错的校验方法输入数据出错的校验方法(3)检验位校验(4)控制总数校验采用控制采用控制总数校数校验时，工作人，工作人员先用手工求出数据的先用手工求出数据的总值，然后，然后在数据的在数据的输入入过程中由程中由计算机程序累算机程序累计总值，将两者，将两者对比校比校验。(5)数据类
32、型校验校校验是数字型是数字型还是字母型。是字母型。(6)格式校验即校即校验数据数据记录中各数据中各数据项的位数和位置是否符合的位数和位置是否符合预先先规定的格定的格式。式。例如，姓名栏规定为18位，而姓名的最大位数是17位，则该栏的最后一位一定是空白。该位若不是空白，就认为该数据项错位。82输入数据出错的校验方法输入数据出错的校验方法(7)逻辑校验即根据即根据业务上各种数据的上各种数据的逻辑性，性，检查有无矛盾。有无矛盾。例如，月份最大不会超过12，否则出错。(8)界限校验即即检查某某项输入数据的内容是否位于入数据的内容是否位于规定范定范围之内。之内。譬如，商品的单价，若规定在50元至1000
33、元范围内，则检查是否有比50元小及比1000元大的数目即可。凡在此范围之外的数据均属出错。(9)顺序校验即即检查记录的的顺序，序，例如，要求输入数据无缺号时，通过顺序校验，可以发现被遗漏的记录。又如，要求记录的序号不得重复时，即可查出有无重复的记录。83输入数据出错的校验方法输入数据出错的校验方法(10)记录计数校验通通过计算算记录个数来个数来检查记录有否有否遗漏和重复。不漏和重复。不仅对输入入数据，而且数据，而且对处理数据、理数据、输出数据及出出数据及出错数据的个数等均可数据的个数等均可进行行计数校数校验。(11)平衡校验平衡校平衡校验的目的在于的目的在于检查相反相反项目目间是否平衡。是否平
34、衡。例如，会计工作中检查借方会计科目合计与贷方会计科目合计是否一致。又如银行业务中检查普通存款定期存款等各种数据的合计，是否与日报表各种存款的分类合计相等等。(12)对照校验对照校照校验就是将就是将输入的数据与基本文件的数据相核入的数据与基本文件的数据相核对，检查两者是否一致。两者是否一致。例如，为了检查销售数据中的用户代码是否正确，可以将输入的用户代码与用户代码总表相核对。当两者的代码不一致时，就说明出错。84校验方法小结校验方法小结输入数据的校验方法：由人工直接由人工直接检查；由由计算机用程序校算机用程序校验；人与人与计算机两者分算机两者分别处理后再相互理后再相互查对校校验等。等。85输入
35、设计举例输入设计举例单表输入设计单表输入设计86输入设计举例输入设计举例表格式输入表格式输入87不简洁输入界面不简洁输入界面887.8 7.8 数据存储设计数据存储设计7.8.1 文件设计7.8.2 数据库设计897.8 7.8 数据存储设计数据存储设计文件设计：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。907.8.1 7.8.1 文件设计文件设计1.文件的分类主文件主文件：是系：是系统中最重要的共享文件，主要存放具有中最重要的共享文件，主要存放具有固定固定值属性的数据。属性的数据。为发挥主文件数
36、据的作用，它必主文件数据的作用，它必须准确、完整并及准确、完整并及时更新。更新。处理文件理文件：又称事：又称事务文件，是用来存放事文件，是用来存放事务数据的数据的临时文件。文件。工作文件工作文件：是：是处理理过程中程中暂时存放数据的文件。如排存放数据的文件。如排序序过程中建立的排序文件，打印程中建立的排序文件，打印时建立的建立的报表文件等。表文件等。周周转文件文件：用来存放固定个体：用来存放固定个体变动属性的数据。属性的数据。917.8.1 7.8.1 文件设计文件设计2.文件设计的步骤(1)(1)通常从通常从设计共享文件开始。共享文件开始。(2)(2)外存配置磁外存配置磁盘、磁、磁带、光、光
37、盘，设备数量、功能、容量和有关文数量、功能、容量和有关文件的件的专储条件等；条件等；终端和其他外端和其他外设的配置：涉及文件可能使用的的配置：涉及文件可能使用的范范围等。等。(3)(3)确定文件确定文件设计的基本指的基本指标与其他文件的接口文件的数据量文件的逻辑结构 文件的处理方式文件的使用率文件的存取时间文件的保密确定合适的文件组织方式、存取方式和介质(4)(4)编写文件写文件设计说明明书92设计文件记录的格式937.8.2 7.8.2 数据库设计数据库设计数据库设计：是在选定的数据库管理系统基础上建立数据库的过程。947.8.2 7.8.2 数据库设计数据库设计7.8.2.1 数据库设计的
38、基本知识7.8.2.2 数据库设计957.8.2.1 7.8.2.1 数据库设计的基本知识数据库设计的基本知识1.概念模型2.E-R方法3.数据模型4.关系的规范化96基本知识基本知识客客观 事物：事物：事物事物 相关性相关性质集合集合人人实体体 实体体及及 实体集体集联系系 相关属性集合相关属性集合 加工、加工、转换数数 记录据据 文件文件库 相关数据相关数据项集合集合加工加工转换存存储 二二进制数据集合制数据集合结构构计算机世界算机世界DBMS数据世界数据世界DBMS的数据的数据模型模型现实世界世界观念世界念世界认识、选择和描述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
39、过程。概念模型97 数据数据库设计库设计的基本步的基本步骤骤 数据库设计往往是将数据库设计与信息系统应用设计相结合的完整过程和步骤，同信息系统设计的步骤类似，按照规范设计的方法，独立的数据库设计过程一般分为以下六个阶段：需求分析 MIS系统分析阶段 概念结构设计 MIS系统分析阶段 逻辑结构设计 MIS系统设计阶段 物理结构设计 MIS系统设计阶段 数据库实施 MIS系统实施阶段 数据库运行和维护 MIS系统实施阶段 98 由图7.11可知，完整的数据库系统的建立过程包含了从需求分析到运行维护的全过程。99基本知识基本知识模型模型概念模型概念模型数据模型数据模型网状模型网状模型层次模型次模型关
40、系模型关系模型(目前最常用的模型目前最常用的模型)面向面向对象模型象模型100 (一一)需求分析需求分析 需需求求分分析析的的任任务：通过详细调查现实世界要处理的对象，充分了解原系统工作概况，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能。调查的重点是“数数据据”和“处理理”，通过调查、收集与分析，获得用户对数据库的如下要求：1.信息要求信息要求：指用户需要从数据库中获得信息的内容与性质，即在数据库中需要存储哪些数据（数据（数据库设计的的基基础）2.处理要求理要求：指用户要完成什么处理功能，处理方式是批处理还是联机处理（应用系用系统设计的基的基础）3.安全性与完整性要求安全性与完整性要求：
41、如系如系统的恢复功能，双机的恢复功能，双机备份等。份等。确定用户的最终需求是一件很困难的事，设计人员必须不断深入地与用户交流，才能逐步确定用户的实际需求。101(二二)数据数据库的概念的概念结构构设计数数据据库概概念念设计的的任任务：根据用户需求设计数据库的概念模型。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。1021.1.概念模型概念模型概念模型：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。103有关概念有关概念(1)实体：指客观存在并相互区别的事物。例如：例如：实体可以
42、是具体体可以是具体对象：一个教象：一个教师、学生、一个部、学生、一个部门；也可；也可是抽象的概念和是抽象的概念和联系：学生的一次系：学生的一次选课、一次借、一次借书等。等。(2)属性：指实体具有的某种特性。例如：学生例如：学生实体可由学号、姓名、性体可由学号、姓名、性别、年、年龄、系、系别等属性等属性组成。成。(3)主键：惟一标识实体的属性集成为主键。例如：学生例如：学生实体的学号可以作体的学号可以作为学生学生实体的主体的主键。(4)联系：事物间相互关联的状态。实体内部的体内部的联系：同一系：同一记录内部各个属性内部各个属性间的的联系系实体体间联系系：不同：不同实体体间的的联系（如学生和教系（
43、如学生和教师等）等）104 两个实体型之间的联系可以分为三类:一一对一一联系系:如果对于A中的一个个体,B中至多有一个个体与其发生联系；反之，B中的一个体至多对应A中一个个体，则称A与B是一对一联系；（如男女之（如男女之间的夫妻关系）的夫妻关系）一一对多多联系：系：如果对于A中的每一个体，实体B中有一个以上的个体与之发生联系，反之，B中的每一个体至多只能对应于A中的一个个体，则称A与B是一对多联系；（如学（如学生生实体与所在系体与所在系实体之体之间构成一构成一对多多联系）系）多多对多多联系：系：如果A中至少有一个体对应于B中一个以上的个体，反之；B中也至少有一个个体对应于A中一个以上的个体，则
44、称A与B为多对多联系。（如学生（如学生实体与体与课程程实体之体之间的的联系）系）105有关概念有关概念(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：一一对一一联系，系，记为1 1：1 1。学校和校长之间，火车座位和乘客之间。一一对多多联系，系，记为1 1：N 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。多多对多多联系：系：记为MM：N 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。1062.E-R2.E-R方法方法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
45、称E-R模型）来表示。基本符号：实体体属性属性联系系无向无向边1071 1：1 1(一对一联系)A中任意实体至多对应B中的一个实体，反之B中的任意实体至多对应A中的一个实体。如：如：观众与座位、乘客与众与座位、乘客与车票、病人与病床、学校与校票、病人与病床、学校与校长、灯泡与灯座、夫妻关系。、灯泡与灯座、夫妻关系。1081 1：n n(一对多联系)A中至少有一个实体对应B中的多个实体，反之B中的任意实体至多对应A中的一个实体。如：城市与街道、宿舍与学生、父如：城市与街道、宿舍与学生、父亲与子女、班与子女、班级与学生。与学生。109m:nm:n(多对多联系)A中任意实体至少有一个实体对应B中的多
46、个实体，反之B中的任意实体至少对应A中的多个实体 如：学生与如：学生与课程、工厂与程、工厂与产品、商店与品、商店与顾客客110E-RE-R方法方法物资物资物资代码物资代码 名称名称规格规格备注备注部门部门部门号部门号名称名称电话电话员工员工员工号员工号姓名姓名性别性别所属所属n1年龄年龄物资实体物资实体部门和员工关系部门和员工关系E-R模型模型111选课管理选课管理E-RE-R模型模型学生学生课程课程选修选修学号学号姓名姓名性别性别课程号课程号 课程名课程名学时数学时数成绩成绩n年龄年龄m专业专业所属所属1n专业号专业号专业名专业名性质性质112113三种关系的E-R图如图所示：114例1：教
47、学管理中涉及到学生、课程两个实体，用E-R图可表示为下图所示。此E-R图中实体的相关属性如下：学生实体属性：学号，学生姓名，所属系，年龄课程实体属性：课程号，课程名，先行课程号选课联系的属性：学号，课程号，成绩，学期115 例2：下面用E-R图来表示某个工厂物资管理的概念模型。物资管理涉及的实体有：仓库:属性有仓库号、面积、电话号码；零件:属性有零件号、名称、规格、单价、描述；供应商:属性有供应商号、姓名、地址、电话号码、账号；项目:属性有项目号、预算、开工日期；职工:属性有职工号、姓名、年龄、职称。这些实体之间的联系如下：(1)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，用库存量
48、来表示某种零件在某个仓库中的数量；(2)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；116(3)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；(4)供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系。即一个供应商可以供给若干项目多种零件，每个项目可以使用不同供应商供应的零件，每种零件可由不同供应商供给。117118 思考思考题：某医院病房计算机管理中涉及的实体有：科室:属性有科室名、地址、电话；病房:属性有病房号、病房名；医生:属性有工作证号、姓名、职称；病人:属性有病历号、姓名、性别。这些实体之间的联系描述如下：一个科室有多个病房，一个病房只属于一个科室；一个科室有多个医生
49、，一个医生只属于一个科室；一个医生可负责多个病人的诊治工作，每个病人可由多个医生进行治疗；一个病房住有多个病人，病人只能住在一个病房里。请用E-R图画出科室、病房、医生和病人的概念模型。119 (三三)数据数据库库的的逻辑结逻辑结构构设计设计 1.逻逻辑辑结结构构设设计计的的任任务务：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（如如关关系系模模型型），并对其进行优化（规规范化理范化理论论）。120数据模型数据模型数据模型：是对客观事物及其联系的数据化描述。层次模型次模型网状模型网状模型关系模型关系模型面向面向对象模型象模型学生学生课程课程选修选修学
50、号学号姓名姓名性别性别课程号课程号 课程名课程名学时数学时数成绩成绩n年龄年龄m关系模型关系模型：用表格：用表格结构表示构表示实体体和和实体体间联系的数据模型。系的数据模型。选课管理选课管理E-R模型（概念模型）模型（概念模型）121 关系模型中的主要关系模型中的主要术语有有：1.关系关系：一个关系对应于一张二维表；（学生关系，是关系（学生关系，是关系的型）的型）2.元元组：表中的一行，相当于一个记录；（学生（学生记录，是关，是关系的系的值）3.属性属性：表中一列称为一个属性；（学号、姓名等）（学号、姓名等）4.主主码：表中的某个属性组，它唯一标识一个元组；（学号学号属性）属性）5.域域：属性