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1、Management Information System,管理信息系统,2011/2012学年第一学期,河海大学商学院 陈艳萍开发,第五章 系统设计,主要内容5.1 系统总体设计5.2 代码设计5.3 数据结构和数据库设计5.4 输入输出设计5.5 模块功能与处理过程设计5.6 系统设计报告,5.0 引言,人们对设计定义是“应用各种技术和原理，对设备、过程或系统做出足够详细的定义，使之能够在物理上得以实现”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“
2、系统怎样做”的问题。,数据字典,数据流图,E-R图,加工小说明,流,程,描,述,处理描述,数,据,对,描 述,象,数 据 设 计,模块结构设计,接口设计,过程设计,分析模型,设计模型,平 台 设 计,系统设计模型,5.0 引言,系统设计模型(续)数据设计：将分析时创建的数据模型变换成实现系统所需的数据结构。平台设计：将性能要求变换成对系统软硬件环境的配置.模块结构设计：定义系统模块元素之间的关系。接口设计：描述了系统内部、系统和协作系统之间的以及系统同人之间如何通信。过程设计：将加工说明变换为对系统模块内部算法的具体描述。,5.0 引言,5.0 续,系统设计阶段的主要任务包括：系统的总体设计包
3、括功能模块图设计、系统的平台设计（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等）。详细设计代码设计输入设计、输出设计数据库设计模块处理过程设计(算法设计)编写程序设计说明书即系统设计报告,5.0 续,从系统分析阶段性的逻辑模型设计到系统设计阶段的物理模型设计是一个由抽象到具体的过程，有时并没有明确的界限，甚至可能有反复。经过系统设计，设计人员应能为程序开发人员提供完整、清楚的设计文档，并对设计规范中不清楚的地方做出解释。,5.0 续,从工程管理的角度来看，软件设计分两步完成概要设计将软件需求转化为数据结构和软件的系统结构。详细设计即过程设计。通过对结构表示进行细化，得到软件的
4、详细的数据结构和算法。,5.0 续,信息系统设计的原则四个原则：系统性、可变性、可靠性、高效性、经济性。系统性代码统一、设计规范标准、传递语言和传递参数要尽可能一致；对系统的数据采集要做到源出一处、全局共享，使一次输入得到多次利用。可变性（灵活性）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。在系统设计中，应尽量采用模块化结构，提高各模块的独立性；尽可能减少模块间的数据耦合，使各子系统间的数据依赖减至最低限度。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。即较低的数据耦合和模块耦合。,5.0 续,信息系统设计的原则（续）可靠性可靠性是指系统
5、抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。一个成功的管理信息系统必须具有较高的可靠性，如安全保密性、检错及纠错能力、抗病毒能力等。高效性处理事务效率高经济性经济性是指在满足系统需求的前提下，尽可能减小系统的开销。一方面，在硬件投资上不能盲目追求技术上的先进，而应以满足应用需要为前提；另一方面，系统设计中应尽量避免不必要的复杂化，各模块应尽量简洁，以便缩短处理流程、减少处理费用。,5.1 系统总体设计,5.1.1 子系统划分5.1.2 系统平台设计软硬件配置网络设计数据库管理系统设计,5.1 系统总体设计,系统设计阶段首先要确定系统的总体结构即系统总体功能结构的确定和子系统与模块的细分结构化系
6、统设计的思想是采用自顶向下、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。,5.1.1 子系统划分,子系统划分的原则子系统要具有相对独立性子系统之间的数据依赖性尽量小子系统划分的结果应使数据冗余较小、便于分阶段完成在系统分析的功能划分的基础上进一步细分，要考虑组织实际情况来划分,5.1.1 子系统划分,子系统(功能模块)的划分按理想程度从高到低有功能划分法：（按业务的处理功能划分）如：按职能部门的管理功能划分为：生产计划、销售、库存管理、财务、劳资等子系统。顺序划分法（按业务的处理顺序划分）如：帐务划
7、分为凭证录入模块、凭证汇总模块、记帐模块等。性质划分法（按业务处理的性质划分）如：各种台帐的处理，划分为：台帐录入模块、台帐汇总模块、台帐统计打印等。时间划分法（按业务处理的时间顺序划分）如：初始化模块、清算执行模块。模块的划分要求遵循高内聚、低耦合、影响范围在控制范围之内的原则。,子系统划分结果系统功能结构图,5.1.2 系统平台设计,系统平台设计问题提出：随着信息技术的发展，各种计算机软、硬件产品竞相投向市场。多种多样的计算机技术产品为信息系统的建设提供了极大的灵活性，使我们可以根据应用的需要选用不同生产者的性能各异的软、硬件产品，但同时也给系统设计工作带来了新的困难，那就是如何从众多厂家
8、的产品中作出最明智的选择？,5.1.2 系统平台设计,系统平台设计包括软硬件选择网络系统的设计网络系统的设计要用网络结构图来表示，VISIO软件工具是一种方便的制图软件。数据库管理系统的选择,5.1.2 系统平台设计,系统平台设计的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。（CPU/通讯线路）系统的可靠性系统的可靠性可以用连续工作时间表示。（24h/双机双工）地域范围 广域、局域数据管理方式文件、数据库,5.1.2 系统平台设计,1.软硬件设备
9、选配,硬件：计算机主机、外围设备、连网设备,软件：1）操作系统：单机操作系统、网络操作系统 2）网络协议：3）数据库产品：Oracle,Sybase,Sql Server,Informix,Foxpro等 4）应用软件：功能性、灵活性、技术支持。,5.1.2 系统平台设计,1.系统软硬件的配置计算机系统（软件、硬件及其附属设备）的配置，总的原则应该是：技术上具有先进性实现上具有可能性使用上具有灵活性发展上具有可扩充性投资上具有受益性,5.1.2 系统平台设计,系统软硬件的配置应考虑的具体问题（1）计算机软件、硬件配置应能满足系统的要求，这些要求主要是：功能要求能满足新系统的各种功能要求，包括联
10、网要求。性能要求根据用户提出的对系统的处理速度、精确度等要求，确定计算机的运行速度、网络的传输速度等指标。容量要求根据新系统近期所要处理的最大数据量以及若干年以后的发展规划，配置计算机内存、外存容量。安全性和可靠性的要求应保证系统的数据、信息等资源安全可靠，防止信息的破坏和丢失，确保系统的正常运行。,5.1.2 系统平台设计,系统软硬件的配置应考虑的具体问题（2）系统硬件的选择应服从于系统软件的选择即首先根据新系统的功能、性能要求，确定系统软件，再根据系统软件确定系统硬件。硬件的选择原则是：选择技术上成熟可靠的系列机型；处理速度快；数据存储容量大；具有良好的兼容性与可扩充性、可维护性；有良好的
11、性能/价格比；售后服务与技术服务好；操作方便；在一定时间内保持一定先进性的硬件。系统软件、硬件的选择在技术上应具有一定的先进性。,5.1.2 系统平台设计,系统软硬件的配置应考虑的具体问题（3）MIS的系统软件主要涉及到操作系统、数据库管理系统、系统开发工具等。在集成化的网络环境下的信息系统在客户一服务器模式下，应考虑服务器和工作站两种操作系统的选择。数据库管理系统的选择是一个关键问题。MIS的核心任务是信息的采集、存储、加工处理；选择时，应着重考虑所选数据库管理系统的数据存储能力数据查询速度数据恢复与备份能力分布处理能力以及与其它数据库的互连能力。,5.1.2 系统平台设计,2.网络系统的设
12、计计算机网络系统的设计主要包括中小型主机方案与微机网络方案的选取网络拓扑结构互连结构及通信介质的选型网络计算模式网络操作系统及网络协议等的选择网络计算模式原来一般采用客户机/服务器(C/S)模式随着Internal技术的发展和广泛应用，MIS的网络计算模式开始更多的采用浏览器/Web服务器/数据库服务器(B/S)模式。,5.1.2 系统平台设计,3.数据库管理系统的选择管理信息系统都是以数据库系统为基础，一个好的数据库管理系统对管理信息系统的应用有着举足轻重的重要影响。在数据库管理系统的选择上，主要考虑：数据库的性能；数据库管理系统的安全保密性能；数据的类型。,5.1.2 系统平台设计,系统环
13、境的配置报告1确定系统的网络结构体系（网络设计）网络拓扑结构，传输介质，组网方式，网络设备，网络协议，网络操作系统等。2硬件的配置对C/S，B/S服务器和工作站，机型、性能指标、数量、涉及的机构（或部门）、外围设备。3软件的选择（系统软件和工具软件）对C/S，B/S分服务器和工作站上的软件选择，操作系统，网络管理软件、数据库系统，开发平台与工具，中间介质。,5.2 代码设计,引言MIS覆盖企业从市场预测，产品设计、生产制造、产品销售及售后服务的全过程，是一种集成化的管理信息系统。要实现MIS的集成化、必须在以计算机网络支持下的物理集成的基础上，实现信息集成，也就是说使整个企业范围的信息达到共享
14、，并且在不同的部门之间，使信息保持完整一致而且不冗余。为了实现信息集成，对整个企业范围的信息进行统一的分类编码也是至关重要的。信息分类编码是利用计算机辅助企业管理必要的前提条件，分类在先，编码在后,5.2 代码设计,代码的作用 便于录入 节省存储空间，提高处理速度 便于计算机识别和处理 提高数据标准化程度 提高处理精度,5.2 续,代码：代码就是以数或字符来代表各种客观实体代表事物名称、属性、状态等的符号，一般用数字、字母或它们的组合来表示。编码的目的,5.2 续,代码分类的基本原则一般可归纳为；科学性、系统性、可延性和兼容性科学性即稳定性。系统性即合理的顺序排列。可延性即具有足够的空位。兼容
15、性即相关的信息分类体系间的协调性。,代码的基本分类,5.2 续,代码分类常用的基本方法有线分类法、面分类法和混合分类法3种。线分类法比较有代表性的国家标准有：GB226090中华人民共和国行政区划代码，GB475484国民经济行业分类和代码，GB666586职业分类和代码等面分类法国家标准GBI 240390干部职务名称代码混合分类法奥匹兹分类编码系统的主分类选用了5个面：1零件类别，2总体形状或主要形状，3回转面加工，4平面加工，5辅助孔、齿成形。,5.2 续,代码的设计原则唯一性和统一性尽管编码对象有不同的名称、不同的描述，但编码必须保证一个编码对象仅被赋予一个代码，一个代码只反映一个编码
16、对象。适应性、可扩性代码结构必须能适应编码对象不断增加的需要，也就是说，必须为新的编码对象留有足够的备用码。以适应分类编码对象的特征或属性以及其相互关系可能出现的变化。可识别性和含义性代码应尽可能反映分类编码对象的特点，以助记忆并便于人们了解和使用，并减少机器处理时间。稳定性和规范化代码不宜频繁变动，编码时应考虑其变化的可能性，尽可能保持代码系统的相对稳定性,5.2 续,代码的种类,顺序码,区间码,助记码,以某种顺序形式编码。简单，易管理，但可识别性差,以多区间代表多组，位置代表含意。可靠且易操作,也叫混合码。比较常用，易记忆易管理，但不易校对。,5.2 续,代码结构中的校验位代码作为计算机的
17、重要输入内容之一，其正确性直接影响到整个处理工作的质量。特别是人们重复抄写代码和将它通过人手输入计算机时，发生错误的可能性更大。为了保证正确输入，有意识地在编码设计结构中原有代码的基础上，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。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接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。,5.2 续,代码的应用,1、检索 图书情报检索 大型零售商业企业的结算,2、统计 统计指标的统一 经济效益统计等,3、统一信息体系 行业信息代码规划,5.3 数据库设计,内容提要,数据,管理所需要
18、信息,数据结构,+,数据库,范式理论,关系数据结构,5.2 续,数据组织的层次,5.3 数据库设计E-R模型,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,5.3 续,三个不同世界术语 客观世界 信息世界 数据世界组织（事物及其联系）实体及其联系 数据库（概念模型）事物类（总体）实体集 文件事物（对象、个体）实体 记录特征（性质）属性 数据项,实体及其联系,概念模型,E
19、R图,5.3 E-R模型的设计与应用,E-R图描述现实世界的概念模型实体：属性：联系：一对一联系（学校-校长）一对多联系（学校-老师）多对多联系（老师学生,学生-选课）,实体集,属性,联系集,线段,5.3 E-R模型的设计与应用,E-R图举例（物资入库管理）,物资,入库,库存,1,N,订货,供应商,合同,N,M,L,付款,结算,M,N,5.3 续,ER图设计原则真实性原则避免冗余原则简单性原则合适性原则（用实体或属性或联系集）注意对客观对象的约束映射约束、键码约束、参照完整性约束,5.3 数据库设计,实体（Entity）：是一个有着一系列显著的、易辨认的属性的对象。实体可以是具体的（物体、人物
20、等。）实体也可以抽象的（事、概念、事物之间的联系）确定实体的指导找出问题中的大模块问题陈述中的名词,5.3 数据库设计,属性（Attribute）实体的特性,它描述了实体的一个部分。一个实体可由若干个属性来刻画。如学生（学号，姓名，性别，）码（Key）：唯一标识实体的属性集。如：学号为学生的码。确定属性的指导可能将名词当作属性,但不应将其和实体混淆.,5.3 数据库设计,ER图绘制举例,图书,作者,写作,出版社,类别,页数,ISBN,书名,姓名,出生地,身份证号,定稿时间,价格,包含实体集“图书”和“作者”的ER图,5.3 数据库设计,ER图向关系数据模型的转换ER图中每个实体，相应转换为一个
21、关系，该关系包括对应实体的全部属性，并确定出该关系的关键字。对于“联系集”，根据联系方式不同，采取不同手段以使被它联系的实体所对应的关系彼此实现某种联系。,5.3 数据库设计,ER图向关系数据模型的转换转换过程示意图,E-R图,关系模型,DBMS,5.3 数据库设计,ER图的转换将E-R图转换成相应的表表是行和列的集合，实体被表示成表的形式。用列标题表示实体的属性用行表示关于实体的实际数据关于表和属性的命名规则属性名和表名中不能包含空格表名对实体的描述应该是有意义的。如 student(cStuID,cStuName,nStuAge,)表名只能描述一个主题,5.3 数据库设计,转换举例一,厂长
22、号,姓名,年龄,厂长,厂号,厂名,地点,工厂,管理,1,1,厂长（厂长号，厂号，姓名，年龄）,工厂（厂号，厂名，地点）,5.3 数据库设计,转换举例二,仓库号,地点,面积,仓库,货号,品名,价格,产品,存放,1,n,仓库（仓库号，地点，面积）,产品（货号，品名，价格，仓库号，数量）,数量,5.3 数据库设计,转换举例三,5.4 输入输出设计,输入设计输入设计对系统的质量有着决定性的重要影响。输入数据的正确性直接决定处理结果的正确性，如果输入数据有误，即使计算和处理十分正确，也无法获得可靠的输出信息。同时，输入设计是信息系统与用户之间交互的纽带，决定着人机交互的效率输入设计的原则源点输入一次性输
23、入用户友好性,5.4.1 输入设计,以下是指导输入设计的几个目标：1控制输入量。在输入设计中，应尽量控制输入数据总量，在输入时，只需输入基本的信息，而其他可通过计算、统计、检索得到的信息则由系统自动产生。2减少输入延迟。输入数据的速度往往成为提高信息系统运行效率的瓶颈，为减少延迟，可采用周转文件、批量输入等方式。3减少输入错误。输入设计中应采用多种输入校验方法和有效性验证技术，减少输入错误。4避免额外步骤。在输入设计时，应尽量避免不必要的输入步骤，当步骤不能省略时，应仔细验证现有步骤是否完备、高效。5输入过程应尽量简化。输入设计在为用户提供纠错和输入校验的同时，就保证输入过程简单易用，不能因为
24、查错、纠错而使输入复杂化，增加用户负担。,5.4.1 输入设计,数据出错的校验方法由人工直接检查、由计算机用程序校验以及人与计算机两者分别处理后再相互查对校验等多种方法。常用的方法是以下几种，可单独地使用，也可组合使用。,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,5.4.1 输入设计,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。研制新系统时，即使原系统的单据很齐全，一般也要重新设计和审查原始单据。设计原始单据的原则是：1便于填写。原始单据的设计要保证填写得迅速、正确、全面。简易和节约，具体地说应做到：填
25、写量小，版面排列简明、易懂。2便于归档。单据大小要标准化、预留装订位置，标明传票的流动路径。3单据的格式应能保证输入精度。,5.4.1 输入设计,原始单据的格式设计,5.4.1 输入设计,输入屏幕设计从屏幕上通过人机对话输入是目前广泛使用的输入方式。因为是人机对话，既有用户输入，又有计算机的输出。通常人机对话采用菜单式、填表法和应答式三种方式对话设计的原则是：对话界面要美观、醒目；提示要清楚、简单，不能有二义性；要便于操作和学习，有帮助功能；能及时反馈错误信息等。界面设计菜单方式设计：方式、功能安排、优缺点分析会话管理方式设计：因果对话提示方式与权限管理：提示与帮助设计、权限设置方式,5.4.
26、2 输出设计,输出设计在系统设计中，输出设计占据很重要的地位。计算机系统对输入的数据进行加工处理的结果，只有通过输出才能让用户所使用，故输出的内容与格式是用户最关心的问题从系统开发的角度来看，输入信息只有根据输出要求才能确定，即输出决定输入对于大多数用户来说，输出是系统开发的目的和评价系统开发成功与否的标准。因此，系统设计过程与实施过程相反，不是从输入设计到输出设计，而是从输出设计到输入设计。,5.4.2 输出设计,输出设计的内容包括：1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；2输出信息的内容包括输出项目、位数、数据形式（文字、数字
27、）；3输出格式如表格、图形或文件；4输出设备如打印机、显示器、卡片输出机等。对行打机尚须注明字行，行页5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,5.4.2 输出设计,输出设计要注意以下几点：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。例如：是否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。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。,5.5 处理流程设计,概述,主要任务：在概要设计基础上，对总体结构设计中产生的功能模块进行过程
28、描述，设计功能模块的内部细节，解决如何实现各个模块的内部功能。即为设计模块内部细算法、内部数据结构和程序逻辑结构。,逻辑实现（描述）,物理实现（编程）,5.5 处理流程设计,模块数量与系统成本的关系,5.5 处理流程设计,程序结构表明了程序各个部件（模块）的组织情况，它通常是树状结构或网状结构，并蕴含了在程序控制上的层次关系。,5.5 处理流程设计,结构图是精确表达程序结构的图形表示方法。它作为软件文档的一部分，清楚地反映出程序中模块之间的层次调用关系和联系：它不仅严格地定义了各个模块的名字、功能和接口，而且还集中地反映了设计思想。结构图的主要内容有：模块在结构图中，模块用矩形框表示，并用模块
29、的名字标记它。模块的名字应当能够表明该模块的功能。对于现成的模块，则以双纵边矩形框表示。,5.5 处理流程设计,详细设计设计出一个个模块和它们之间的联接方式，而且还要具体地设计出每个模块内部的功能和处理过程。系统设计的描述工具HIPO图层次模块结构图,5.5 处理流程设计,描述工具一：HIPO（hierarrchy plus input-process-output）是IBM公司于70年代中期在层次结构图的基础上推出的一种描述系统结构和模块内部处理功能的工具（技术）。由以下两部分组成：层次结构图描述整个系统的设计结构以及各类模块之间的关系；IPO图描述了某个特定模块内部的处理过程和输入/输出关
30、系。,5.5 处理流程设计图,订单处理HIPO图,5.5 处理流程设计,描述工具二：层次模块结构图,5.5 处理流程设计,层次化模型结构图,5.5 处理流程设计,结构图与数据流图的差别数据流程图是从数据流着眼，而结构图从程序模块着眼;数据流程图描述的是系统的逻辑模型，而结构图是描述系统的物理模型;数据流程图是用不同的图来表示不同的层次，是“平面图”，而结构图能反映系统的层次结构，是“立体图”;数据流程图是从具体到抽象，描述系统的要求，而结构图是从抽象到具体，描述系统的实现方法。,5.5 处理流程设计,模块描述,5.5 处理流程设计,算法描述语言方法流程图,5.6 系统设计报告,系统设计报告,1、系统总体设计方案(功能结构图、设备配置图）,2、系统代码设计方案,4、数据库设计方案,3、输入/输出设计方案,5、HIPO图（层次模块结构控制图）,6、总结,第五章 重点难点,掌握系统设计的内容、原则掌握代码设计的原则、方法掌握输入输出及界面设计的方法了解模块功能与处理过程的设计方法,再见,
