第6章系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述6.2總體設(shè)計(jì)6.3代碼設(shè)計(jì)6.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)6.5系統(tǒng)輸入、輸出及人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)6.6系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第6章系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-07通過(guò)本章的教學(xué)，使學(xué)生了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)在整個(gè)信息系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中的地位、基本任務(wù)和內(nèi)容；了解模塊設(shè)計(jì)的原則，掌握總體設(shè)計(jì)的模塊結(jié)構(gòu)圖，詳細(xì)設(shè)計(jì)的工具，以及代碼設(shè)計(jì)的原則、種類和代碼校驗(yàn)的方法；掌握文件設(shè)計(jì)，輸入輸出設(shè)計(jì)，可靠性設(shè)計(jì)，用戶界面設(shè)計(jì)等有關(guān)知識(shí)；了解對(duì)面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計(jì)?；疽蠹敖虒W(xué)目的管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-07重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）繪制模塊結(jié)構(gòu)圖（2）代碼的設(shè)計(jì)（3）數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)（4）輸入輸出設(shè)計(jì)難點(diǎn)：繪制模塊結(jié)構(gòu)圖，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

6.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)6.1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

6.1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則6.1.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟6.1.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要工作有：（1）總體設(shè)計(jì)。包括信息系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)、功能結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)和功能模塊圖設(shè)計(jì)等。（2）代碼設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)規(guī)范的制定。（3）系統(tǒng)物理配置方案設(shè)計(jì)。包括設(shè)備配置、通信網(wǎng)絡(luò)的選擇設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的選擇等。（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)。包括數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)的安全保密設(shè)計(jì)等。（5）計(jì)算機(jī)處理過(guò)程設(shè)計(jì)。包括輸入、輸出、處理流程圖設(shè)計(jì)及編寫程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書等。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容1.總體設(shè)計(jì)（1）子系統(tǒng)劃分（2）模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與設(shè)備配置方案設(shè)計(jì)2.詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）代碼設(shè)計(jì)（2）輸出設(shè)計(jì)管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-07（3）輸入設(shè)計(jì)（4）處理過(guò)程設(shè)計(jì)（5）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（6）人機(jī)界面設(shè)計(jì)（7）安全控制設(shè)計(jì)管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則1.系統(tǒng)性原則2.可靠性原則3.經(jīng)濟(jì)性原則4.管理可接受的原則5.靈活性原則管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.1.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分兩個(gè)階段：1.總體設(shè)計(jì)2.詳細(xì)設(shè)計(jì)管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.1.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法較多，常見的主要有三種：1.PARNAS方法2.Jackson方法3.結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.2總體設(shè)計(jì)6.2.1結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法概述6.2.2模塊結(jié)構(gòu)圖6.2.3模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.2.1結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法概述

1.什么是結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法由美國(guó)的IBM公司的Stevens、G.Myers和L.Constantine等人提出，是在結(jié)構(gòu)化思想的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種用于復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)，它運(yùn)用一套標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和工具，采用模塊化的方法進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)階段。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.2.1結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法概述2.結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是使用分解的方法，將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分解成為相對(duì)、單一功能的模塊。以系統(tǒng)分析階段的數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)字典、處理邏輯的內(nèi)容等為基礎(chǔ)。通過(guò)“自上而下”和“自下而上”劃分的反復(fù)，將復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)簡(jiǎn)單模塊的設(shè)計(jì)。

管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.2.1結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法概述3.結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（1）相對(duì)獨(dú)立、功能單一的模塊結(jié)構(gòu)（2）塊內(nèi)聯(lián)系多、塊間聯(lián)系少（3）采用模塊結(jié)構(gòu)圖描述管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.2.2模塊結(jié)構(gòu)圖1.模塊結(jié)構(gòu)圖概述（1）模塊結(jié)構(gòu)圖的功能模塊結(jié)構(gòu)圖用于描述系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)組成部分的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系。它能表達(dá)已經(jīng)被分解成若干個(gè)模塊組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層次和通訊關(guān)系。（2）模塊結(jié)構(gòu)圖的組成

模塊、調(diào)用、數(shù)據(jù)信息、控制信息管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.2.2模塊結(jié)構(gòu)圖2．模塊結(jié)構(gòu)圖的主要成分（1）模塊（2）模塊間的調(diào)用（3）模塊間的通訊管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.2.2模塊結(jié)構(gòu)圖3．模塊調(diào)用和通訊的規(guī)則（1）層模塊可以有一個(gè)或多個(gè)直屬下層模塊（2）下層模塊有一個(gè)上層模塊（3）同一層模塊不能相互調(diào)用（4）每個(gè)模塊只能調(diào)用其直屬的下層模塊,不能調(diào)用非直屬的下層模塊（5）模塊間的通訊只限于直屬的上下層模塊之間進(jìn)行，可以是單向或雙向，但不能越層進(jìn)行管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.2.3模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則1.盡量降低模塊間的耦合度（1）耦合（2）降低模塊間的耦合度的好處（3）影響模塊間耦合度的因素（4）模塊間的耦合形式（5）各種耦合形式的耦合度比較管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.2.3模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則2．盡量提高模塊間的聚合度（1）偶然內(nèi)聚（2）邏輯內(nèi)聚（3）時(shí)間內(nèi)聚（4）步驟內(nèi)聚（5）通信內(nèi)聚（6）順序內(nèi)聚（7）功能內(nèi)聚管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.2.3模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則3．模塊的扇出系數(shù)和扇入系數(shù)模塊的扇出數(shù)指一個(gè)模塊擁有的直屬下層模塊的個(gè)數(shù)，一般認(rèn)為，設(shè)計(jì)得好的系統(tǒng)平均扇出數(shù)為3或4，上限不超過(guò)7。一個(gè)模塊的扇入是指調(diào)用它的上級(jí)模塊的個(gè)數(shù)。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3代碼設(shè)計(jì)6.3.1代碼的意義與功能6.3.2代碼設(shè)計(jì)的原則6.3.3

代碼的分類與編碼方法6.3.4代碼的校驗(yàn)管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.1代碼的意義與功能1.代碼的意義代碼是代表客觀存在的事物名稱、屬性和狀態(tài)等的符號(hào)。代碼的符號(hào)可以是數(shù)字、字母或者是由數(shù)字和字母混合組成。在計(jì)算機(jī)化的信息系統(tǒng)中，每種實(shí)體和每個(gè)數(shù)據(jù)都要有代碼，它是實(shí)體的唯一標(biāo)識(shí)，又被稱為“信息系統(tǒng)的數(shù)字神經(jīng)”。代碼設(shè)計(jì)的任務(wù)就是設(shè)計(jì)出一套供管理信息系統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)行所需的代碼系統(tǒng)。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.1代碼的意義與功能2．代碼的功能（1）使用代碼可以提高計(jì)算機(jī)處理的效率和精度。（2）利用代碼可以節(jié)省計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)空間，提高運(yùn)算速度。（3）利用代碼可以提高系統(tǒng)的可靠性。（4）利用代碼可以提高數(shù)據(jù)的全局一致性。（5）代碼是人和計(jì)算機(jī)的共同語(yǔ)言，是兩者交換信息的工具。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.2代碼設(shè)計(jì)的原則1.唯一性2.標(biāo)準(zhǔn)性3.合理性4.可擴(kuò)充性5.簡(jiǎn)單性6.適用性7.規(guī)范化8.系統(tǒng)性管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.3代碼的分類與編碼方法代碼的種類如圖6-8所示代碼無(wú)實(shí)義代碼有實(shí)義代碼排序碼邏輯碼順序碼無(wú)序碼層次碼自檢碼系列順序碼字母順序碼特征組合碼矩陣碼又叫成組碼即分組碼圖6-8代碼的種類管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.3代碼的分類與編碼方法1.順序碼順序碼又稱系列碼，用一串連續(xù)的數(shù)字來(lái)代表系統(tǒng)中的客觀實(shí)體或?qū)嶓w屬性。編碼時(shí)，按實(shí)體的出現(xiàn)順序，用數(shù)字或字母的順序與實(shí)體的順序相對(duì)應(yīng)。故又可以將這種編碼法簡(jiǎn)單地稱為計(jì)數(shù)編碼法。例如，按照GB2261-80規(guī)定1為男性，2為女性。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.3代碼的分類與編碼方法2.區(qū)間碼區(qū)間碼又可以稱為層次碼或分組碼，區(qū)間碼是按編碼對(duì)象的特點(diǎn)，把代碼分成若干個(gè)區(qū)間，每一區(qū)間代表編碼對(duì)象的一個(gè)類別。如郵政編碼就是典型的區(qū)間碼。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.3代碼的分類與編碼方法3.助記碼助記碼是指用可以幫助記憶的字母和數(shù)字來(lái)代表實(shí)體。助記碼可以通過(guò)聯(lián)想幫助記憶的方法，將對(duì)象屬性代碼化，易記易讀。通常作為其他代碼分類中細(xì)分類的一種補(bǔ)充手段。例：TV-B-21,TV-C-29。助記碼適用于數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)目較少的情況(一般少于50個(gè))，否則可能引起聯(lián)想出錯(cuò)。此外，太長(zhǎng)的助記碼占用計(jì)算機(jī)容量太多，也不宜采用。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.3代碼的分類與編碼方法4.成組碼成組碼指給一組實(shí)體一定的代碼區(qū)間。它使用了區(qū)間碼的編碼思想，將一般的順序碼加以位內(nèi)分組。5．縮寫碼縮寫碼是把人們習(xí)慣使用的縮寫字直接用于代碼。例如：kg—千克；cm—厘米。6．尾數(shù)碼使末尾位的數(shù)字碼具有一定含義，可以不增加主要代碼位數(shù)而進(jìn)行分類，即利用尾位數(shù)字修飾主要代碼。例如，用02301表示230毫米。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.4代碼的校驗(yàn)1．校驗(yàn)位的一般算法（1）對(duì)原代碼的每一位乘以一個(gè)權(quán)數(shù)，然后求它們的乘積之和。設(shè)原代碼有n位：C1C2C3…Cn對(duì)應(yīng)的權(quán)數(shù)因子：P1P2P3…Pn它們的乘積之和：S=C1P1+C2P2+C3P3+…+CnPn其中：權(quán)數(shù)因子可以取自然數(shù)列1，2，3，…n；幾何級(jí)數(shù)2，4，8，…，2n；或質(zhì)數(shù)等其他數(shù)列。（2）對(duì)乘積之和取模R=Smod（M）其中：R表示余數(shù)，S為乘積之和，M為模數(shù)，可選用11或12等數(shù)。校驗(yàn)位J=R。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.4代碼的校驗(yàn)2．算術(shù)級(jí)數(shù)法指以自然數(shù)序列倒置為權(quán)，求得代碼的校驗(yàn)位。例：若原碼為“12345”，用算術(shù)級(jí)數(shù)法，以11為模，求該代碼的校驗(yàn)位。原代碼：12345各乘以權(quán)：54321乘積之和：5+8+9+8+5=35以11為模除以乘積之和，余數(shù)作為校驗(yàn)碼

35/11=3……2代碼為：123452管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.4代碼的校驗(yàn)3．幾何級(jí)數(shù)法指以2的指數(shù)序列倒置為權(quán)，求得代碼的校驗(yàn)位。例：若原碼為“12345”，用幾何級(jí)數(shù)法，以11為模，求該代碼的校驗(yàn)位。原代碼：12345各乘以權(quán)：64321684乘積之和：64+64+48+32+20=228以11為模除以乘積之和，余數(shù)作為校驗(yàn)碼

228/11=20……8代碼為：123458管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.3.4代碼的校驗(yàn)4．質(zhì)數(shù)級(jí)數(shù)法指以質(zhì)數(shù)序列倒置為權(quán)，求得代碼的校驗(yàn)位。例：若原碼為“12345”，用幾何級(jí)數(shù)法，以11為模，求該代碼的校驗(yàn)位。原代碼：12345各乘以權(quán)：19171375乘積之和：19+34+39+28+25＝145以11為模除以乘積之和，余數(shù)作為校驗(yàn)碼145/11＝13……2代碼為：123452注意：以11為模時(shí)，若余數(shù)是10，則按0處理。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)6.4.1文件分類6.4.2數(shù)據(jù)文件設(shè)計(jì)

管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-07在系統(tǒng)分析階段進(jìn)行新系統(tǒng)邏輯模型設(shè)計(jì)時(shí)，已從邏輯角度對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。到系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，就要根據(jù)已選用的計(jì)算機(jī)硬件和軟件及使用要求，進(jìn)一步完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.4.1文件分類1．按文件的存儲(chǔ)介質(zhì)分類卡片文件、紙帶文件、磁盤文件、磁帶文件和打印文件。2．按文件的信息流向分類輸入文件、輸出文件和輸入輸出文件。3．按文件組織方式分類順序文件、索引文件和直接文件。4．按文件用途分類主文件、處理文件、工作文件、周轉(zhuǎn)文件、其他文件。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.4.2數(shù)據(jù)文件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)文件設(shè)計(jì)是根據(jù)系統(tǒng)分析提出的目標(biāo)系統(tǒng)邏輯模型或開發(fā)者與用戶協(xié)商提出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求，確定數(shù)據(jù)處理方式、文件的存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)提供的文件組織方式、存取方式、對(duì)存取時(shí)間以及處理時(shí)間的要求；設(shè)計(jì)出記錄中每一數(shù)據(jù)項(xiàng)的名稱、類型、寬度和小數(shù)位；還應(yīng)確定記錄由哪個(gè)程序形成，又輸出到哪個(gè)程序以及文件的管理制度。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.4.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)1.集中式數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟：（1）數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)定義（2）數(shù)據(jù)表定義（3）存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)空間組織（4）數(shù)據(jù)使用權(quán)限設(shè)置（5）數(shù)據(jù)字典設(shè)計(jì)管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.4.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)2.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（1）分布式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的概念（2）分布式數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)（3）分布式數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)分布類型管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.5系統(tǒng)輸入、輸出及人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)6.5.1輸入設(shè)計(jì)6.5.2

輸出設(shè)計(jì)6.5.3人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-07系統(tǒng)輸入輸出以及人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)也是系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一?？茖W(xué)合理的輸入輸出及人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)，有利于減少輸入工作量，提高輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)有利于提高輸出數(shù)據(jù)的精度以及有利于提高系統(tǒng)的易用性。管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.5.1輸入設(shè)計(jì)1.輸入設(shè)計(jì)的原則（1）最小量原則（2）簡(jiǎn)單性原則（3）早檢驗(yàn)原則（4）少轉(zhuǎn)換原則（5）減少延遲原則管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.5.1輸入設(shè)計(jì)2.輸入設(shè)計(jì)的內(nèi)容（1）確定輸入數(shù)據(jù)內(nèi)容（2）確定數(shù)據(jù)的輸入方式（3）確定輸入數(shù)據(jù)的記錄格式（4）輸入數(shù)據(jù)正確性校驗(yàn)（5）確定輸入設(shè)備管理信息理論與實(shí)踐》清華大學(xué)出版社2014-076.5.1輸入設(shè)計(jì)3.輸入設(shè)計(jì)的格式（1）簡(jiǎn)列式（2）表格式（3）全屏幕編輯方式管理信息理論與