結(jié)構(gòu)化信息系統(tǒng)設(shè)計(-46)

結(jié)構(gòu)化信息系統(tǒng)設(shè)計第十講1何謂系統(tǒng)設(shè)計？設(shè)計應(yīng)用各種技術(shù)和原理，對設(shè)備、過程或系統(tǒng)做出足夠詳細的定義，使之能夠在物理上得以實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)分析階段所確定的新系統(tǒng)的邏輯模型，

綜合考慮各種約束，

利用一切可用的技術(shù)手段和方法，

進行各種具體設(shè)計，

提出一個能在計算機上實現(xiàn)的新系統(tǒng)的實施方案，--是新系統(tǒng)的物理設(shè)計階段What？解決系統(tǒng)“做什么〞的問題解決系統(tǒng)“怎么做〞的問題“How？〞2--系統(tǒng)的總體設(shè)計包括信息系統(tǒng)流程圖設(shè)計、功能結(jié)構(gòu)圖設(shè)計和功能模塊圖設(shè)計等。--代碼設(shè)計和設(shè)計標準的制定--系統(tǒng)物理配置方案設(shè)計系統(tǒng)的平臺設(shè)計，包括設(shè)備配置、通信網(wǎng)絡(luò)的選擇和設(shè)計以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的選擇等。--計算機處理過程設(shè)計包括輸入設(shè)計、輸出設(shè)計、處理流程圖設(shè)計、數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件設(shè)計、模塊內(nèi)部的算法設(shè)計以及編寫程序設(shè)計說明書等。--最后寫出系統(tǒng)設(shè)計報告。系統(tǒng)設(shè)計階段的主要任務(wù)3從系統(tǒng)分析的邏輯模型設(shè)計到系統(tǒng)設(shè)計的物理模型的設(shè)計是一個由抽象到具體的過程，有時并沒有明確的界限，甚至可能有反復(fù)。經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計人員應(yīng)能為程序開發(fā)人員提供完整、清楚的設(shè)計文檔，并對設(shè)計標準中不清楚的地方做出解釋。4從工程管理的角度來看，軟件設(shè)計分兩步完成概要設(shè)計將軟件需求轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。詳細設(shè)計即過程設(shè)計。通過對結(jié)構(gòu)表示進行細化，得到軟件的詳細的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。從管理和技術(shù)兩個不同的角度對設(shè)計的認識，可以用以下圖表示5MIS建設(shè)的總目標是在面對復(fù)雜多變的企業(yè)外部環(huán)境及內(nèi)部條件下，能夠在正確的時刻，將正確的信息提供給正需要的管理與決策人員，使他們能夠及時地了解企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營情況，做出有效的決策具體目標：具有較高的運行效率。具有較高的可靠性。具有較好的人機接口和可操作性。具有較好的維護性。回顧6信息系統(tǒng)設(shè)計原那么適應(yīng)性、可靠性、系統(tǒng)性、經(jīng)濟性適應(yīng)性

可靠性要求系統(tǒng)具有很強的環(huán)境適應(yīng)性，為此，系統(tǒng)應(yīng)具有較好的開放性和結(jié)構(gòu)的可變性；在系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)盡量采用模塊化結(jié)構(gòu)，提高各模塊的獨立性；盡可能減少模塊間的數(shù)據(jù)耦合，使各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)依賴減至最低限度。這樣，既便于模塊的修改，又便于增加新的內(nèi)容，提高系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境變化的能力可靠性是指系統(tǒng)抵御外界干擾的能力及受外界干擾時的恢復(fù)能力；一個成功的管理信息系統(tǒng)必須具有較高的可靠性，如平安保密性、檢錯及糾錯能力、抗病毒能力等。7系統(tǒng)性經(jīng)濟性按照系統(tǒng)工程的標準要求，系統(tǒng)應(yīng)始終從總體目標出發(fā)；代碼統(tǒng)一、設(shè)計標準標準、傳遞語言和傳遞參數(shù)要盡可能一致；對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集要做到源出一處、全局共享，使一次輸入得到屢次利用。經(jīng)濟性是指在滿足系統(tǒng)需求的前提下，盡可能減小系統(tǒng)的開銷；一方面，在硬件投資上不能盲目追求技術(shù)上的先進，而應(yīng)以滿足應(yīng)用需要為前提；另一方面，系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)盡量防止不必要的復(fù)雜化，各模塊應(yīng)盡量簡潔，以便縮短處理流程、減少處理費用。8系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)確實定、子系統(tǒng)模塊的劃分--結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計思想采用自頂向下、逐層分解的方法把系統(tǒng)劃分為假設(shè)干子系統(tǒng)而子系統(tǒng)又劃分為假設(shè)干功能模塊模塊又劃分為子模塊層層劃分直到每一個模塊是相對獨立、功能單一的獨立程序為止。9模塊〔子系統(tǒng)〕劃分原那么獨立性依賴性盡量小前瞻性階段性習慣性每個子系統(tǒng)相對獨立，這樣對于設(shè)計調(diào)用都比較方便子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)依賴性盡量小，接口要單一，將聯(lián)系較多的功能都劃入一個子系統(tǒng)考慮今后的發(fā)展，使系統(tǒng)更合理地完成現(xiàn)存的業(yè)務(wù)，而且還支持更高層次的管理決策分步實行，便于系統(tǒng)分段實現(xiàn)兼顧組織機構(gòu)的習慣性要求，符合人們的習慣，能更好地運行10模塊〔子系統(tǒng)〕劃分的經(jīng)驗方法功能劃分法順序劃分法11模塊〔子系統(tǒng)〕劃分的經(jīng)驗方法性質(zhì)劃分法按時間劃分按環(huán)境劃分從數(shù)據(jù)流圖轉(zhuǎn)為模塊結(jié)構(gòu)圖12信息系統(tǒng)物理配置方案——技術(shù)平臺也稱作系統(tǒng)總體的配置方案，包括計算機處理方式、軟硬件選擇和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的選擇等主要依據(jù)包括；用戶的管理信息系統(tǒng)對性能的要求、可支配的開發(fā)資源和其他環(huán)境條件用戶要求可支配資源其它環(huán)境條件用戶的分布范圍大小、用戶信息的存儲量與吞吐量、MIS的效勞時間資金、規(guī)模及力度；技術(shù)水平；企業(yè)和社會的信息根底水平；企業(yè)的管理情況等通信條件，包括寬帶／PSTN、社會相關(guān)的環(huán)境，如條形碼國家標準等13代碼設(shè)計什么是代碼？代碼有什么用？為什么要進行代碼設(shè)計？代碼是表征客觀存在的實體或?qū)傩缘囊粋€計算機識別和處理的符號，可以是字符、數(shù)字或它們的結(jié)合唯一化規(guī)范化系統(tǒng)化為事物提供一個概要而不含糊的認定，便于數(shù)據(jù)的存儲和檢索。即編碼要有規(guī)律，符合某一類事物的聚集，提高處理的效率和精度。也即標準化，符合國家或行業(yè)標準，提高數(shù)據(jù)全局一致性。編制代碼目的14代碼的種類15幾種常見編碼方法介紹順序碼用連續(xù)的數(shù)字代表編碼的對象。通常從1開始，如張三的工號為0001，王五的工號為0002……特點：簡單短小、易理解、掌握和管理缺乏：因沒有邏輯含義作根底，一般不能說明信息的任何特征，且增加新的對象時，只能在最后追加，刪除那么造成空碼，不能在中間參加代碼順序碼一般可作為其他編碼系統(tǒng)的一局部，如在復(fù)雜的編碼中的某個分段使用16區(qū)間碼有時也稱分組碼，把數(shù)據(jù)項分成假設(shè)干組，每一區(qū)間代表一個組。代碼中的數(shù)字和位置都代表一定的含義。還可細分為層次碼和十進制碼公司級部（科）級小組級1–總公司1–銷售部1—訂單處理組2–分公司2–會計科2–廣告組3–支公司3–技術(shù)部3–開發(fā)組層次碼十進制碼圖書分類碼：500自然科學510數(shù)學520天文學530物理學……依據(jù)上表，112就代表“總公司銷售部廣告組〞17助記碼用文字、數(shù)字或文字數(shù)字結(jié)合起來描述編碼對象，特點是通過聯(lián)想幫助記憶。

一些特殊系統(tǒng)如醫(yī)院管理系統(tǒng)中，一些藥材名稱很長，就可以事先采用一些助記碼來幫助人們錄入數(shù)據(jù)校驗碼由原有的代碼加上一個附加碼，或者只用一個附加碼來組成。其作用是檢驗代碼的正確性，起到校驗的作用18常見代碼〔編碼〕舉例居民身份證編碼民身份號碼是特征組合碼，由十七位數(shù)字本體碼和一位校驗碼組成。排列順序從左至右依次為：六位數(shù)字地址碼，八位數(shù)字出生日期碼，三位數(shù)字順序碼和一位校驗碼。XXXXXXXXXXXXXXXXXX地址碼出生日期順序碼校驗碼GB/T226015-16位：所在地派出所代碼〔順序碼〕１７位：表示性別1-2位：省份代碼3-4位：城市代碼5-6位：區(qū)縣代碼19代碼結(jié)構(gòu)中的校驗位代碼作為計算機的重要輸入內(nèi)容之一，其正確性直接影響到整個處理工作的質(zhì)量。特別是人們重復(fù)抄寫代碼和將它通過人手輸入計算機時，發(fā)生錯誤的可能性更大。為了保證正確輸入，有意識地在編碼設(shè)計結(jié)構(gòu)中原有代碼的根底上，另外加上一個校驗位，使它事實上變成代碼的一個組成局部。校驗位通過事先規(guī)定的數(shù)學方法計算出來。代碼一旦輸入，計算時機根據(jù)輸入代碼的前幾位代碼和后面的校驗碼用預(yù)先編好的校驗程序自動對代碼進行檢驗，以證實輸入是否有錯。20一般校驗位可以發(fā)現(xiàn)以下錯誤：抄寫錯誤，例如1寫成7；易位錯誤，例如1234寫成1324；雙易錯誤，例如26913寫成21963；隨機錯誤，包括以上兩種或三種綜合性錯誤或其他錯誤。新一代身份證的最后一位正是起到這個作用，而老的身份證上就沒有這一位。21代碼設(shè)計方法與原那么唯一確定性：這也表達了代碼唯一化的要求；標準化和通用型：國家標準是重要依據(jù)；系統(tǒng)內(nèi)部也應(yīng)統(tǒng)一；便于識別和記憶：不僅要具有邏輯含義，而且要便于識別和記憶，防止易混淆的字符，如I、O、Z等；可擴充性和穩(wěn)定性：應(yīng)考慮系統(tǒng)的開展和變化；短小精悍：代碼的長度不僅會影響到所占用的存儲單元和信息處理速度，還會影響到代碼輸入時的出錯率和輸入、輸出速度；容易修改：某個代碼在條件、特點或代表的實體關(guān)系改變時，容易進行變更。22輸出、輸入與用戶界面設(shè)計輸出設(shè)計-輸出是系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果或提供的信息對于大多數(shù)用戶來說，系統(tǒng)輸出是系統(tǒng)開發(fā)的主要目的和評價系統(tǒng)開發(fā)是否成功的標準。盡管有些用戶能直接使用系統(tǒng)或從系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，但都要應(yīng)用系統(tǒng)輸出的信息，輸出設(shè)計的目的正是為了正確及時地反映和組成用于生產(chǎn)和效勞部門的有用信息。-因此，系統(tǒng)設(shè)計過程與實施過程相反，不是從輸入設(shè)計到輸出設(shè)計，而是從輸出設(shè)計到輸入設(shè)計23輸出設(shè)計的內(nèi)容包括：有關(guān)輸出信息使用方面的內(nèi)容包括信息的使用者、使用目的、報告量、使用周期、有效期、保管方法和復(fù)寫份數(shù)等輸出信息的內(nèi)容輸出格式輸出設(shè)備輸出介質(zhì)包括輸出工程、位數(shù)、數(shù)據(jù)形式〔文字、數(shù)字〕如文字、表格、圖形或文件如打印機、顯示器、卡片輸出機等。對行打機尚須注明字／行，行／頁如輸出到磁盤還是磁帶上，輸出用紙是專用紙還是普通白紙輸出內(nèi)容輸出形式24輸出格式的設(shè)計--顯示器輸出和打印機輸出利用一些工具如報表輸出工具或圖形輸出工具可以比較方便地將有關(guān)數(shù)據(jù)以需要的報表或圖形方式顯示或打印出來Access窗體設(shè)計向?qū)ccess報表設(shè)計向?qū)?5輸入設(shè)計輸入設(shè)計對提高系統(tǒng)的整體質(zhì)量至關(guān)重要輸入數(shù)據(jù)的正確性直接決定處理結(jié)果的正確性，如果輸入數(shù)據(jù)有誤，即使計算和處理十分正確，也無法獲得可靠的輸出信息同時，輸入設(shè)計是信息系統(tǒng)與用戶之間交互的紐帶，決定著人機交互的效率輸入設(shè)計的根本原那么輸入設(shè)計包括數(shù)據(jù)標準和數(shù)據(jù)準備的過程相對于輸出而言，輸入設(shè)計沒有太多的格式要求，唯一的考慮是：方便與準確26輸入數(shù)據(jù)的校驗數(shù)據(jù)輸入時可能發(fā)生三種出錯情況：內(nèi)容錯誤、數(shù)據(jù)多余或缺乏、數(shù)據(jù)延遲錄入視覺校驗重復(fù)校驗格式校驗界限校驗27以下是指導輸入設(shè)計的幾個目標〔原那么〕：1．控制輸入量。在輸入設(shè)計中，應(yīng)盡量控制輸入數(shù)據(jù)總量，在輸入時，只需輸入根本的信息，而其他可通過計算、統(tǒng)計、檢索得到的信息那么由系統(tǒng)自動產(chǎn)生。2．減少輸入延遲。輸入數(shù)據(jù)的速度往往成為提高信息系統(tǒng)運行效率的瓶頸，為減少延遲，可采用周轉(zhuǎn)文件、批量輸入等方式。3．減少輸入錯誤。輸入設(shè)計中應(yīng)采用多種輸入校驗方法和有效性驗證技術(shù)，減少輸入錯誤。4．防止額外步驟。在輸入設(shè)計時，應(yīng)盡量防止不必要的輸入步驟，當步驟不能省略時，應(yīng)仔細驗證現(xiàn)有步驟是否完備、高效。5．輸入過程應(yīng)盡量簡化。輸入設(shè)計在為用戶提供糾錯和輸入校驗的同時，就保證輸入過程簡單易用，不能因為查錯、糾錯而使輸入復(fù)雜化，增加用戶負擔。28設(shè)備介質(zhì)特點鍵盤無成本低、操作要經(jīng)過訓練、速度慢、易出錯鼠標無與GUI結(jié)合，適用于固定項目選擇性輸入觸摸屏無選擇即使輸入，適用于博物館、圖書館等條碼識別設(shè)備無操作方便、速度快、出錯率低手寫識別設(shè)備無操作方便、無需訓練、速度較慢磁盤機磁帶成本低、存儲量大、操作方便磁帶機磁帶成本低、存儲量大、操作方便磁卡讀入器磁卡保密性好，使用方便光學讀入器紙上信號高速、高效率、成本高通信裝置遠程數(shù)據(jù)輸入，適合于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常見輸入設(shè)備和介質(zhì)29用戶界面設(shè)計所謂用戶界面〔interface〕，就是人與計算機之間傳遞和交換信息的接口，也即為人機對話方式常見用戶界面：菜單式、會話式、操作提示式和選單式等。界面設(shè)計原那么統(tǒng)一：在類似的環(huán)境中操作方式相似簡明：界面簡單明了；反響：每一次操作都一個產(chǎn)生反響信息，對長時間進行的處理要有完成任務(wù)的進度信息提示；美觀：在色彩、圖形的設(shè)計上要賞心悅目。過于繁瑣和花哨的色彩容易使人視力疲勞。易用：易于使用；寬容：盡量使操作可逆，允許用戶犯錯誤。30數(shù)據(jù)存儲設(shè)計數(shù)據(jù)存儲的三個作用：接受并以某種形式存放數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)功能提出的數(shù)據(jù)需求組織數(shù)據(jù)文件將數(shù)據(jù)文件傳送到處理功能31數(shù)據(jù)庫的設(shè)計數(shù)據(jù)庫的設(shè)計包括數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)特性設(shè)計和數(shù)據(jù)的行為特性設(shè)計，以前階段的數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)字典等為根底進行三個階段模型：－概念數(shù)據(jù)模型－邏輯數(shù)據(jù)模型－物理數(shù)據(jù)模型32概念數(shù)據(jù)模型〔Entity–Relationship，E-R〕E-R圖符號：矩形表示實體:任何客觀存在的事物，比方人、物橢圓表示屬性：反映實體某一方面的特性或性質(zhì)，如學生的學號菱形表示聯(lián)系：客觀事物之間的相互聯(lián)系，即實體間的聯(lián)系--實體關(guān)系模型〔Conceptualmodel〕將現(xiàn)實中的對象抽象為不依賴于實際數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念模型，反映了用戶的現(xiàn)實環(huán)境，與數(shù)據(jù)庫的具體實現(xiàn)無關(guān)E-R圖33航空公司訂座售票系統(tǒng)例如：客戶在航空公司訂機票的行為，涉及到兩個實體：客戶和具體的航班，兩者之間那么存在是否認座的聯(lián)系，這樣，采用E-R圖來描述這一概念模型如下：34E-R圖的設(shè)計原那么1、減小實體集，能作為屬性時不要作為實體集，有利于E-R圖的簡化2、作為屬性的事物，不能另有屬性，也不能與其他事物有聯(lián)系；3、作為屬性的事物與所描述的實體間只能是1：n〔含1：1〕的關(guān)系；4、先針對每一用戶作出該用戶信息的局部E-R圖，確定該用戶視圖的實體、屬性和聯(lián)系；5、把每個局部的R-R圖綜合起來，得出總體的E-R圖35E-R圖設(shè)計舉例：學生選課系統(tǒng)的根本數(shù)據(jù)模型學生課程選修學號姓名班級成績課程名課程號36邏輯數(shù)據(jù)模型〔關(guān)系模型〕由概念模型〔E-R圖〕轉(zhuǎn)換為邏輯數(shù)據(jù)模型〔關(guān)系〕的規(guī)那么：一個實體轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式，實體的屬性就是關(guān)系的屬性，實體的標識符就是關(guān)系的主鍵；一個實體間的聯(lián)系也轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系；學生選課系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換兩個實體、一個關(guān)系學生：〔學號，姓名，班級〕課程：〔課程號，課程名〕選修：〔學號，課程號，成績〕----實體----實體----關(guān)系37兩個實體和一個聯(lián)系轉(zhuǎn)換為以下關(guān)系實體轉(zhuǎn)換為具體的訂座聯(lián)系轉(zhuǎn)換為顧客訂航班座位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換航班〔航班號，航線，日期，起飛時間，到達時間〕客戶〔身份證號碼，性別，地址，，出生年月〕訂座〔航班號，身份證號碼，價格，等級〕38系統(tǒng)處理過程設(shè)計一個信息系統(tǒng)最終要靠程序來實現(xiàn)，程序設(shè)計的最主要依據(jù)就是系統(tǒng)的詳細設(shè)計，這就是結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計中具體物理設(shè)計的最后一步----系統(tǒng)處理過程設(shè)計

主要任務(wù)：確定系統(tǒng)的處理過程是有哪些功能模塊組成的；設(shè)計這些功能模塊之間的調(diào)用關(guān)系，以及調(diào)用之后模塊之間的數(shù)據(jù)信息與控制信息的雙向傳遞關(guān)系；設(shè)計模塊內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)，包括模塊的輸入／輸出信息與模塊的功能實現(xiàn)過程。----系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計39HIPO圖方法介紹HIPO----HierarchyPlusInput-Process-OutputH圖—層次圖：描述前三個任務(wù)中的前兩個所謂層次結(jié)構(gòu)圖，實際就是一種功能模塊圖，強調(diào)各層次模塊的調(diào)用關(guān)系及調(diào)用后模塊之間的信息傳遞關(guān)系，也就是設(shè)計系統(tǒng)的處理流程，而流程中的每一個功能是如何實現(xiàn)的，那么由IPO圖去解決。40圖書館圖書借閱系統(tǒng)的H圖41IPO圖----描述三個任務(wù)中的最后一個確切的說，IPO圖其實是一張表格，可以分為上下兩局部，上半局部是IPO圖的說明，包括一下具體工程：IPO圖的標號；該模塊所用到的數(shù)據(jù)庫文件的編號；變成后所對應(yīng)的程序模塊文件號；IPO圖的設(shè)計者、設(shè)計單位；編程平臺；其他要說明的信息等表的下半局部是主要局部，I、P、O各欄分別表示該功能模塊的輸入信息〔Input〕、處理過程〔Process〕和輸出信息〔Output〕由于要求一些沒能參加系統(tǒng)整個設(shè)計過程的程序員也能根據(jù)IPO圖自如地設(shè)