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1、第六讲管理信息系统第六讲管理信息系统的系统设计的系统设计第一页，本课件共有70页本章教学目标本章教学目标理解并掌握系统设计的方法系统设计的工具2022/12/42第二页，本课件共有70页本章主要内容本章主要内容系统设计概述（1学时）系统设计的目标、原则系统总体设计（3学时）系统的平台设计功能结构设计编码设计数据库设计（2学时）详细设计（2学时）输入/输出设计界面设计编写系统设计报告2022/12/43第三页，本课件共有70页6.1 系统设计系统设计概述概述系统设计的任务系统设计的原则系统设计的目标2022/12/44第四页，本课件共有70页一、系统设计的任务一、系统设计的任务1、任务在系统分析
2、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。即确定新系统的实施方案，解决“怎么做”的问题。2、主要工作总体设计总体设计 详细设计详细设计功能结构设计数据存储/文件设计数据库设计人机界面/对话设计代码设计输出/输入设计网络设计处理流程设计物理配置方案设计安全保密设计2022/12/45第五页，本课件共有70页二、系统设计的原则二、系统设计的原则系统性原则实用性原则经济性原则安全性原则规范性原则适应性原则2022/12/46第六页，本课件共有70页三、系统设计的目标三、系统设计的目标运行效率可靠性可操作性易维护性经济性2022/12/47第七页，本课件共有70页6.2 6.2 系统的平台
3、设计系统的平台设计管理信息系统的平台设计包括：软硬件配置方案设计网络平台的设计。2022/12/48第八页，本课件共有70页6.2.16.2.1软硬件配置软硬件配置1.系统软硬件的配置应考虑的问题：功能要求性能要求容量要求安全性和可靠性的要求2022/12/49第九页，本课件共有70页2.2.开发工具的选择应考虑的问题开发工具的选择应考虑的问题系统的环境系统的开放性应尽量面向终端用户应尽可能支持系统开发的整个生命周期。2022/12/410第十页，本课件共有70页市场调查小组作业市场调查小组作业调查以下各类软硬件系统各有哪些产品？由什么公司提供？市场价格如何？主要性能与特点是什么？软件类客户端
4、操作系统服务器端操作系统数据库管理系统应用服务器系统软件开发工具与软件开发平台硬件类客户端服务器网络通信类路由器交换机系统集成解决方案网络安全解决方案企业应用解决方案2022/12/411第十一页，本课件共有70页计算机物理系统配置方案报告1计算机物理系统配置概述2计算机物理系统选择的依据3计算机物理系统配置(1）硬件结构情况、硬件的组成及其联接方式，还要说明硬件所能达到的功能，并画出硬件结构配置图。(2）硬件设备清单，标明设备名称、型号、规格、性能指标、价格、数量、生产厂家等。(3）通讯与网络设备清单，标明设备名称、型号、规格、性能指标、价格、数量、生产厂家等。(4）软件系统配置的选择情况，
5、列出所需软件清单，标明软件名称、来源、特点、适用范围、技术指标和价格等。4.费用情况5.具体配置方案的评价2022/12/412第十二页，本课件共有70页6.3 6.3 功能结构设计功能结构设计结构化系统设计的思想采用自顶向下、逐层分解的方法，把系统划分为若干子系统，而子系统又划分为若干功能模块，模块又划分为子模块。层层划分直到每一个模块是相对独立、功能单一的独立程序为止。主要内容模块及其层次分解模块分解的基本原则两种结构中心2022/12/413第十三页，本课件共有70页一、模块及其层次分解一、模块及其层次分解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
6、任何一个处理功能都可以看作是一个模块。一个模块具有三种基本属性：功能：功能：功能：功能：说明该模块实现什么 逻辑：逻辑：逻辑：逻辑：描述模块内部如何实现要求的功能 状态：状态：状态：状态：描述该模块的使用环境、条件及模块间的相互关系。具体来说，模块应具备以下四个要素：输入和输出：输入和输出：输入和输出：输入和输出：是模块与外部的信息交换。一个模块从它的调用者那里获得输入，把产生的结果再传递给调用者。处理功能：处理功能：处理功能：处理功能：指模块把输入转换成输出所作的工作。内部数据：内部数据：内部数据：内部数据：指仅供该模块本身引用的数据。程序代码：程序代码：程序代码：程序代码：指用来实现模块功
7、能的程序。2022/12/414第十四页，本课件共有70页2 2、模块的层次分解、模块的层次分解根据模块功能的具体化程度，可以把模块分为逻辑模块和物理模块。逻辑模块是在逻辑模型中定义的模块。如数据流程图中的处理功能都是逻辑模块。物理模块：是一个特定逻辑模块的具体化，可以是一个计算机程序、子程序、过程或函数，也可以是一个人工过程的某项具体工作。2022/12/415第十五页，本课件共有70页二、模块分解的基本原则二、模块分解的基本原则模块分解的基本原则高凝聚原则低偶合原则2022/12/416第十六页，本课件共有70页1 1、高凝聚原则、高凝聚原则模块凝聚（内聚）是衡量一个模块内部各组成部分间整
8、体统一性的指标，描述了一个模块功能专一性的程度。根据模块的内部构成情况，凝聚可以划分为七个等级。1）偶然凝聚低2）逻辑凝聚3）时间凝聚4）过程凝聚5）通信凝聚6）顺序凝聚7）功能凝聚高高凝聚原则：为了达到较高的模块质量，总是尽量是其凝聚程度较高，其中，功能凝聚最为理想。2022/12/417第十七页，本课件共有70页2 2、低偶合原则、低偶合原则模块偶合模块偶合，是衡量一个模块与其他模块在联接方式和接口复杂性方面相互作用关系的指标。标志着系统结构设计的质量。模块的偶合程度，一般取决于以下因素：模块本身的质量模块间相互联结的类型模块间接口的复杂程度模块间传递信息流的类型模块偶合的三种类型数据偶合
9、控制偶合内容偶合2022/12/418第十八页，本课件共有70页低偶合原则低偶合原则低偶合原则：在设计系统模块结构时，应使模块的偶合程度尽可能低。偶合程度：低高数据偶合控制偶合内容偶合模块凝聚和偶合有着密切的联系，一般情况下，模块的凝聚程度较高，则它们之间的偶合程度较低，反之亦然。例如，若模块都是功能凝聚，则模块之间的关系必然是数据偶合。2022/12/419第十九页，本课件共有70页6.3.46.3.4模块结构图模块结构图模块结构图的主要成分有：模块调用数据（参数）控制信息转接符号2022/12/420第二十页，本课件共有70页调用的三种类型调用的三种类型2022/12/421第二十一页，本
10、课件共有70页从数据流图导出初始结构图从数据流图导出初始结构图 数据流图通常可分为两种典型的结构，即变换型结构（以转换为中心）事务型结构（以业务为中心）2022/12/422第二十二页，本课件共有70页1 1、以转换为中心结构的分解、以转换为中心结构的分解如果待分解的模块是一个数据凝聚的模块，即内部包含若干顺序执行且对某些数据进行转换处理的模块，称为以转换为中心的结构。这种模块可以分解为输入、处理、输出三大部分。转换处理转换处理输入输入处理处理输出输出2022/12/423第二十三页，本课件共有70页变换型模块结构图举例（变换型模块结构图举例（P239)P239)2022/12/424第二十四
11、页，本课件共有70页2 2、以业务为中心结构的分解、以业务为中心结构的分解待分解的模块要处理几项逻辑上相似的业务，即它是一个逻辑凝聚的模块。这种模块可以将之分解为一个检查业务类型的模块和一个调度模块，根据不同的业务类型，调度模块调用不同的下层模块，进行不同的处理。多种业务处理多种业务处理获得业务类型获得业务类型分析业务类型分析业务类型处理处理A业务业务处理处理B业务业务处理处理C业务业务业务类型业务类型标志标志业务类型业务类型标志标志读取事务记录读取事务记录2022/12/425第二十五页，本课件共有70页事务型模块结构图实例举例（事务型模块结构图实例举例（P240P240）2022/12/4
12、26第二十六页，本课件共有70页变换分析与事务分析的混合使用变换分析与事务分析的混合使用 2022/12/427第二十七页，本课件共有70页6.3.6 6.3.6 模块结构图的改进模块结构图的改进 （自学）（自学）几个相关概念判定的作用范围模块的控制范围模块的扇入数模块的扇出数模块结构图改进的原则：“高内聚，低耦合”改进模块结构图时应注意以下问题：(1)作用范围应在控制范围之内(2)模块的扇入和扇出数要合理(3)模块的大小要适当(4)消除重复的功能(5)补充、完善和修改HIPO(HierarchyPlusInput/Process/Output)图层次模块结构图描述模块之间的联接方式IPO图(
13、Input-Process-Output)描述每个模块内部的输入部分，处理描述，输出部分2022/12/428第二十八页，本课件共有70页6.4 6.4 编码设计编码设计编码是代表事物名称、属性、状态等的符号，它以数字或字符来代表各种客观实体。在信息系统中，代码是人和计算机的共同语言，是便于进行信息的分类、校对、统计和检索的关键。信息编码的主要目的唯一地标识对象便于系统进行分类统计工作将定性的东西定量化提高计算机的处理效率提高数据的全局一致性2022/12/429第二十九页，本课件共有70页6.4.16.4.1编码设计的原则编码设计的原则惟一性规范性柔性（灵活性）兼容性简短性可识别性扩充性20
14、22/12/430第三十页，本课件共有70页代码的容量代码的容量若已知代码的位数为P，每一位上可用的编码符号数为Si，则可以组成代码的总数为:C=Si例：长度为三位的字母数字混合码的编码容量为：C=(10+26*2)3=238，328Pi=12022/12/431第三十一页，本课件共有70页1、代码的种类6.4.2 6.4.2 编码的种类与设计方法编码的种类与设计方法2022/12/432第三十二页，本课件共有70页2 2、编码方法、编码方法（1）顺序码：即将顺序的自然数或字母赋即将顺序的自然数或字母赋予编码对象。予编码对象。如：“1”表示男性，“2”表示女性。2022/12/433第三十三页
15、，本课件共有70页（2 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一个组，码中数字的值和位置都代表一定意义。义。多面码身份证号码上下关联区间码会计科目代码十进制码中国图书分类码2022/12/434第三十四页，本课件共有70页（3)3)层次码层次码层次码：它是按对象的从属、层次关系为排列顺序的一种编码它是按对象的从属、层次关系为排列顺序的一种编码方式。方式。编码时将代码分成若干层级，并与分类对象的分类层级相对应，代码从左至右，表示层级由高到低。每个层级的编码可采用顺序码。第一层代码第二层代码第三层代码层次
16、码的主要优点是能明确地表示分类对象的类别，编码本身有严格的隶属关系，同时有较好的柔性。主要缺点是当层次较多时，编码位数较长，冗余较多。（4）助忆码：TV、BJ（5）缩略码：CCTV2022/12/435第三十五页，本课件共有70页6.4.3 6.4.3 编码的校验编码的校验校验码：即在编码设计结构中原有代码本体四基础上，提供事先规定的数学方法计算出校验码（一位或两位），附在原代码的后面，使它成为代码的一个组成部分，我们称之为校验码。使用时。校验码和原代码一起输入，由计算机用同样的数学方法按输入的代码本体计算出校验码，并将它与输入校验码进行比较，以验证输入是否有错。校验位可以发现以下各种错误：抄
17、写错误，例如1写成7；易位错误，例如1234写成1324；双易错误，例如26913写成21963；随机错误，包括以上多种错误或其他错误。2022/12/436第三十六页，本课件共有70页校验码设计举例校验码设计举例问题会计记帐过程中的串户问题解决方案会计科目编码的校验码设计校验方法：质数加权取余法2022/12/437第三十七页，本课件共有70页确定校验位值的方法确定校验位值的方法设有一组代码为：C1C2C3C4Ci校验位的确定步骤：第一步：为设计好的代码的每一位Ci确定一个权数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SS=C1*P1+C2
18、*P2+Ci*Pi(i=1,2,n)n=Ci*Pi(i=1,2,n)i=1第三步：确定模M第四步：取余R=SMOD(M)第五步：校验位Ci+1=R最终代码为：C1C2C3C4CiCi+1使用时：C1C2C3C4CiCi+12022/12/438第三十八页，本课件共有70页校验码设计举例校验码设计举例1）算术级数法：原代码12345，各乘以权65432乘积之和610121210=50以M为模去除乘积之和，得出的余数作为校验码：50/11l=46因此代码为123456。2）几何级数法：原代码12345，各乘以权3216842乘积之和3232241610=114以11为模去除乘积之和，以其余数作为校
19、验码：11411=104，因此代码为123454。3）质数法：原代码12345，各乘以权1713753乘积之和17+26212015=99以11为模去除乘积之和，把得出余数作为校验码：99/11l=90因此代码为123450注意，以11为模时，若余数是10，则按0处理。2022/12/439第三十九页，本课件共有70页6.4.46.4.4编码设计说明书编码设计说明书编码设计说明书是用来说明系统所使用的代码的名称、编码规则、使用范围和使用期限等信息的文件，它是系统实施阶段软件编制人员的主要参考资料之一。编码说明书包括的主要内容有：编码对象名、编码类型、编码数量、编码结构以及编码使用年限和使用范围
20、等。例：p2512022/12/440第四十页，本课件共有70页6.5 6.5 数据库设计数据库设计1、人对现实世界的认识过程信息是人们对客观世界各种事物特征的反映，而数据则是表示信息的一种符号。从客观事物到信息，再到数据，是人们对现实世界的认识和描述过程，这里经过了三个世界（或称领域）：现实世界现实世界现实世界现实世界 观念世界观念世界观念世界观念世界 数据世界数据世界数据世界数据世界2022/12/441第四十一页，本课件共有70页信息的转换信息的转换客观 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 加工、转换数 文件据 记录库 相关数据项集合加工转换存储 二进制
21、数据集合结构计算机世界DBMS数据世界DBMS的数据模型信息世界认识选择描述现实世界E-R模型2022/12/442第四十二页，本课件共有70页应用1应用3应用2概念模式概念要求概念要求概念要求应用1应用3应用2逻辑模式内模式外模式3外模式2外模式1综合转换映像映像数据库的各级模式2022/12/443第四十三页，本课件共有70页2 2、数据库设计的步骤、数据库设计的步骤数据库设计的步骤用户需求分析概念结构设计（E-R模型）逻辑结构设计关系模型关系模型关系模型关系模型数据模型层次模型网络模型物理结构设计物理结构顺序存储链接存储索引存储散列存储抽象抽象转换转换实现实现2022/12/444第四十
22、四页，本课件共有70页3 3、概念模型设计、概念模型设计模型的相关概念实体(Entity)实体型(EntityType)实体集(EntitySet)属性(Attribute)键(Key)联系(Relation)模型的表示方法在ER模型中，信息由实体型、实体属性和实体间的联系三种概念单元来表示。ER模型的描述工具：图2022/12/445第四十五页，本课件共有70页自底向上的概念模型设计自底向上的概念模型设计2022/12/446第四十六页，本课件共有70页实例：建立教学管理实例：建立教学管理数据库概念模型数据库概念模型管理范围教师管理学生管理课程管理2022/12/447第四十七页，本课件共有
23、70页教师管理的教师管理的局部模式局部模式现有的教学管理系统初步分析系统的对象根据服务种类分析教师子模块局部ER图2022/12/448第四十八页，本课件共有70页学生管理的学生管理的局部模式局部模式现有的教学管理系统初步分析系统的对象根据服务种类分析学生子模块图5.21 学籍管理局部应用的分E-R图导师班级学生组成管理班主任档案材料宿舍住宿归档指导系有参加学会1N111NNN11NMN1具有社会关系1N局部ER图2022/12/449第四十九页，本课件共有70页课程管理的课程管理的局部模式局部模式现有的教学管理系统初步分析系统的对象根据服务种类分析课程子模块局部ER图图5.22 课程管理局部
24、应用分E-R图1教室M1教科书教师分配课程系开设N1学生选修NMN上课PN2022/12/450第五十页，本课件共有70页三个局部三个局部ERER图合并的全局图合并的全局ERER图图1图5.24 合并后的教学管理E-R图1N1P1N1N1N1MMNNNN社会关系具有1NNM1系聘用承接项目参加设置院长学院主管NN111教师评定职称分配工作量111N档案材料归档参加学会1宿舍住宿教科书担任指导课程选修教室上课有1班级学生组成N开设N管理11教师管理112022/12/451第五十一页，本课件共有70页4 4、关系规范化理论、关系规范化理论相关概念函数依赖平凡函数依赖非平凡函数依赖完全函数依赖部分
25、函数依赖传递函数依赖多值函数依赖范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、BC范式、第四范式（4NF）2022/12/452第五十二页，本课件共有70页关系规范化小结关系规范化小结2022/12/453第五十三页，本课件共有70页5、物理设计 物理设计的内容确定数据的存储结构确定数据的存储结构选择合适的存取路径选择合适的存取路径确定数据的存放位置确定数据的存放位置确定存取分布确定存取分布2022/12/454第五十四页，本课件共有70页6 66 6 输入输入/输出设计与用户界面设计输出设计与用户界面设计系统输入输出设计的地位用户与系统的界面用户与系统关系最密切的接口是一
26、项工作量大、手工作业多的操作系统输入输出设计的作用对用户来说很重要增加用户对系统的信心给用户带来良好的工作环境2022/12/455第五十五页，本课件共有70页6.6.1输入设计1.输入设计的原则（p264）2.输入设计的内容输入方式设计输入方式设计校验方式设计2022/12/456第五十六页，本课件共有70页输入方式设计输入方式设计根据总体设计、数据库设计和输出设计总体设计、数据库设计和输出设计的要求来确定数据输入的具体形式。常用的输入方式键盘输入模数、数模输入条码输入扫描仪输入传感器输入（声、光、电、磁等）网络数据传送利用数字网络直接传送数据（宽带网）。利用电话网络(通过modem)传送数
27、据。磁光盘传送2022/12/457第五十七页，本课件共有70页校验方式设计常用校验方式：人工校验二次键入校验数据平衡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记数校验对照校验2022/12/458第五十八页，本课件共有70页6.6.2 6.6.2 输出设计输出设计输出是用户与系统的另一个重要接口，用户所需要的各种管理业务和经营决策等信息，都是由系统的输出部分完成的。输出设计的主要内容包括输出内容设计输出格式设计输出方式设计要求：要求：界面美观、功能齐备、数据直接反映用户需求。2022/12/459第五十九页，本课件共有70页1、输出信息的内容内容2、输出信息的
28、格式格式3、输出信息使用方面的内容使用方面的内容4、输出设备设备5、输出介质介质一、需考虑的问题2022/12/460第六十页，本课件共有70页输出可大致分为中间输出和最终输出两类。中中间输间输出出：子系统对主系统或另一个子系统之间的数据传送最最终输终输出出：指通过终端设备(如显示屏幕、打印机等)向管理者输出的一类信息。下面着重来讨论最终输出方式的设计问题。二、输出设计的方法二、输出设计的方法2022/12/461第六十一页，本课件共有70页1、主要方式（1）报表输出（2）图形输出究竟采用哪种输出形式为宜究竟采用哪种输出形式为宜?根据系统分析和管理业务的要求而定。对于对于基层或具体事务的管理者
29、：应用报表方式给出详细的记录数据为宜；对于对于高层领导或宏观、综合管理部门：应该使用图形方式给出比例或综合发展趋势的信息。2022/12/462第六十二页，本课件共有70页2 2、输出设备、输出设备显示器打印机磁带、磁盘光盘绘图仪缩微胶卷网络传输2022/12/463第六十三页，本课件共有70页三、输出格式设计三、输出格式设计输出格式的设计要注意以下几点：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，确需修改的应与有关部门协商，征得用户同意；输出表格要考虑系统发展的需要。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。2022/12/464第六
30、十四页，本课件共有70页6.6.3 用户界面设计 1、设计原则：设计原则：可靠性可靠性简单性简单性易学习性与易实用性易学习性与易实用性：立即反馈性立即反馈性界面简单明了，色彩适中，风格统一。界面简单明了，色彩适中，风格统一。2022/12/465第六十五页，本课件共有70页2、设计方式菜单方式菜单方式会话方式会话方式情景式操作提示情景式操作提示按钮式按钮式2022/12/466第六十六页，本课件共有70页6.8 6.8 处理流程描述处理流程描述处理流程描述方法结构化英语流程图NS图处理流程类型顺序选择循环2022/12/467第六十七页，本课件共有70页托儿费扣款煤气费扣款水电费扣款通知单建立
31、扣款文件程序扣款单扣款文件修改扣款文件程序排序合并主扣款文件扣款文件（排好序）处理流程图设计举例：工资计算（扣款）处理流程处理流程图设计举例：工资计算（扣款）处理流程2022/12/468第六十八页，本课件共有70页6.9 6.9 系统设计报告系统设计报告1.引言2.系统设计方案(1)模块设计(2)代码设计(3)输入设计(4)输出设计(5)文件(数据库)设计说明(6)模型库和方法库设计(7)安全保密设计(8)物理系统配置方案报告(9)系统实施方案及说明2022/12/469第六十九页，本课件共有70页本章小结本章小结总体设计：系统设计主要是解决“怎样做”的问题。原则是系统有系统性、灵活性、可靠性和经济性。包括信息系统流程图设计、功能结构图设计等代码设计：合理的代码结构是信息处理系统是否具有生命力的一个重要因素。物理配置方案设计：包括设备配置、通信网络的选择和设计以及数据库管理系统的选择等。数据库设计：包括概念设计、逻辑设计和物理设计等。数据库设计的步骤是与系统开发的各个阶段相对应的。计算机处理过程设计：包括输出设计、输入设计、处理流程图设计等。2022/12/470第七十页，本课件共有70页