《信息系统分析与设计》-第5章-信息系统设计

第五章信息系统设计本章要点系统设计的目标、任务模块化设计的方法数据流图导出结构图代码设计输入输出设计人机对话设计系统设计说明书5.1系统设计概念系统设计是信息系统开发的另一个重要阶段，在系统分析阶段主要解决的是系统“做什么”的问题，那么在系统设计阶段解决时系统如何做的问题。其基本任务包括概要设计（也叫总体设计）和详细设计。本章主要介绍了系统设计的任务、内容和方法。系统分析阶段要回答的中心问题是系统“做什么”，即确定系统需要实现的功能，这个阶段的成果是系统流程图和数据字典。系统设计阶段主要实现的是系统物理模型，即要根据实际的经济条件、技术条件和社会条件，确定系统“如何做”的问题。5.1系统设计概念5.1.1系统设计的目标面向管理的信息系统，其优劣程度取决于它为管理工作提供信息服务的质量和满足用户的满足程度。具体可以从以下几个方面来衡量。1.信息系统的功能2．运行效率3.系统的可靠性4．系统的易维护性5.1系统设计概念5.1.2系统设计任务系统设计是一个描述、组织和构造系统部件的过程。设计阶段对分析模型进行扩展并将模型进一步细化，并考虑技术细节和限制条件。系统设计的主要人任务是一句系统需求说明书。全面确定系统应具有的功能和性能要求。1.总体设计。包括信息系统功能结构图设计和功能模块设计等。2.代码设计和设计规范设计。3.系统物理配置方案设计。包括设备配置、通信网络的选择和设计以及编写程序设计说明书等。4．数据库设计。包括数据的选择、数据的设计和数据库规范的制定等。5．计算机处理过程设计。包括输入输出设计、界面设计和代码设计等。5.1系统设计概念5.1.3系统设计的方法结构化程序设计的基本思想是采用自顶向下，逐步求精的程序设计方法和单入口单出口的控制结构。自顶向下、逐步求精的程序设计方法从问题本身开始，经过逐步细化，将解决问题的步骤分解为由基本程序结构模块组成的结构化程序框图；面向过程程序设计中，问题被看作一系列需要完成的任务，函数（在此泛指例程、函数、过程）用于完成这些任务，解决问题的焦点集中于函数。其中函数是面向过程的，即它关注如何根据规定的条件完成指定的任务。5.2结构化系统设计的概念5.2.1模块模块(Module)一词使用很广泛。通常对应于用一个名字就可以调用的一段程序语句（子程序或函数）。在软件系统设计中，模块是指这样的一组程序语句，它包括输入与输出、逻辑处理功能、内部信息及其运行环境。(1)输入与输出(2)逻辑功能(3)内部信息(4)运行环境模块用长方形表示。模块的名字写在长方形内，如图5-1所示。模块的名字有一个动词和一个名词表示。模块的名字应该能够概括出模块的主要功能。5.2结构化系统设计的概念5.2.2结构图结构化方法采用结构图描述系统模块结构及模块间的联系。图5-2是系统一个机构图。在系统设计中，为了保证系统的可行性、可读性、可修改性，要求各模块之间的耦合（即数据联系）尽可能小，尽量减少不必要的数据在模块之间的流动，尽量防止和减少因一个模块的问题对其他模块工作的影响，这就要求对模块之间的控制和通信关系给以系统明确的描述。描述模块的层次结构和它们之间的控制通信联系工具是系统结构图。5.2结构化系统设计的概念修改库存数据提取库房收发数据提取原有库存数据处理收发数据刷新库存记录增加在库数减少在库数增加记录删除记录abbcdeeabdfggciijjimamnnca.收发数据b.收发处理错误标志c.零件号d.库存数据e.主文件错误标志f.修改错误标志g.重写错误标志i.在库数j.收发数k.临界库存水平m.增加记录标志n.删除记录标志5.2结构化系统设计的概念5.2.3系统结构图模块独立程度可以由两个定性标准度量，分别称为块间联系和块内联系。块间联系是度量不同模块彼此间互相依赖（联结）的紧密程度，块内联系则是衡量一个模块内部的各个部分彼此结合的紧密程度。软件设计的目标就是让模块内的联系越紧越好，模块间的联系越少越好。也就是要提高内聚，降低耦合。5.2结构化系统设计的概念5.2.4模块间的耦合影响模块间耦合程度有三方面的因素：联系方式－－模块间通过什么方式联系；来往信息的作用－－模块间来往信息作什么用；数量－－模块间来往信息的多少。这三个因素可用三维坐标表示，如图5-3所示，离坐标原点越远，耦合度越高。混合控制数据用过程直接引用语句调用少多数量方式作用05.2结构化系统设计的概念5.2.6模块的内聚模块的内聚反映模块内部联系的紧密程度。一个模块只需要做好一件事情，不要过分关心其他任务。高内聚性的好处是可以提高程序的可靠性。模块的内聚可以分为以下七类。(1)偶然内聚(2)逻辑内聚(3)时间内聚(4)过程内聚(5)通信内聚(6)顺序内聚(7)功能内聚5.2结构化系统设计的概念配色方案修改：–配色方案在【格式】--【幻灯片设计】--【配色方案】--【编辑配色方案】下调整。LOGO的添加：–Logo添加修改在【视图】--【母版】--【幻灯片母版】下调整。直接选择logo图片删除或修改。字体格式的设置：–括标题和文本格式的设置在【视图】--【母版】--【幻灯片母版】下调整。5.2结构化系统设计的概念表5-1模块间七种内聚方式的比较块内内聚联结形式可修改性可读性通用性联系程度功能内聚好好好好高低顺序内聚好好好中通信组合中中中不好过程内聚中中中不好时间内聚不好不好中最差逻辑内聚最差最差不好最差偶然内聚最差最差最差最差5.2结构化系统设计的概念5.2.7系统的深度和广度系统的深度表示系统结构中的控制层数，宽度则表示控制的总分布，即同一层次的模块总数的最大值。关于系统的深度可以用模块的扇入和扇出来衡量。5.2结构化系统设计的概念5.2.8模块的作用范围与控制范围模块的作用范围是指受该模块内部的一个判定影响的所有模块的集合，只要某一模块中含有一些信赖于这个判定的操作，那么该模块就在这个判定的作用范围之中。模块的控制范围包括该模块本身及所有的下属模块的集合。控制范围完全取决于系统的结构，它与模块本身的功能并无太大关系。5.2结构化系统设计的概念系统设计中，对于模块的控制范围和作用范围有两条规则：1.所有受模块M的一个判定影响的模块应从属于模块M，即对任何一个内部存在判定调用逻辑模块，其作用范围应是其控制范围的子集。2.受模块M判定影响的模块，最好局限在模块M本身或其直属下级模块，即做出判定调用的模块与属于该判定作用范围的模块在系统的层次上不能相隔过远，否则会增大模块间的块间联系。5.2结构化系统设计的概念5.2结构化系统设计的概念5.3从数据流图导出结构图结构化系统分析方法和结构化系统设计有着密切的联系。系统分析阶段，用结构化分析方法分析方法获得用数据流程图等工具描述的系统说明书。设计阶段则以DFD为基础设计系统的模块结构。信息系统的数据流图一般有两种典型结构：变换型结构和事务型结构。对这两种结构，可以分别通过变换分析和事务分析方法导出标准的结构图。采用这些方法时，都是先设计结构图的顶端模块，然后自顶向下逐步细化，最后得到满足数据流要求的系统结构。5.3从数据流图导出结构图5.3.1变换分析变换型结构是一种线性结构，它可以明显地分为输入、主加工和输出三个部分。变换型分析可以通过“变换为中心的分析”技术导出标准形式的模块结构图。以数据流图为基础,首先找出变换中心,确定模块结构图的顶层模块,然后,按照“自顶向下”的设计原则逐步细化，最后得到一个满足数据流图所表达用户要求的模块结构。变换分析的整个过程分为三步：确定主加工，找出变换中心；设计模块结构的顶层和第一层；设计中、下层模块。5.3从数据流图导出结构图P1读数P2编辑P3处理P4格式编辑P5输出原始数据(物理输入)机内数据正确数据结果格式化结果输出结果(物理输出)逻辑输入主加工逻辑输出5.3从数据流图导出结构图处理计算输入输出读数据编辑格式编排输出原始数据机内数据正确数据正确数据正确数据结果结果格式化结果格式化结果5.3从数据流图导出结构图5.3.2事务分析对于事务型DFD，可以通过事务分析导出相应的结构图。其最高层模块不仅具有控制功能，而且还具有分析事务类型和调度的功能。一般来说，在一个系统中可能有若干个事务中心，它们可能是传入子系统中的一部分，或可能是传出子系统的一部分，还可以是变换子系统的一部分。（1）事务分析的步骤如下：1）确定事务的来源（数据字典中已定义）。2）确定适当的、以事务为中心的系统结构。3）确定出每一种事务以及它所需要的处理动作。4）对有相同处理功能的模块进行合并。5）针对每一种类型的事务，分别建立专门的事务模块，对它们进行独立的处理。6）一种事务所引起的每一个处理动作，要分别建立一个直接从属于该事务模块的下级模块。7）必要时，对动作模块作进一步的分解。5.3从数据流图导出结构图（2）事务中心的输出可能形式。1）只是对输入的事务做格式上的转换，并没有做实际处理，然后被传递到较高层的传入子系统模块做进一步的处理。2）对输入的事务做有效性检验，产生一个是否合格的标志。3）对输入的事务做实际的处理，得到某种计算结果，然后被传递到较高层的中心变换子系统模块做进一步处理，或是被传递到较低层的传出子系统模块去处理。4）数据库中的某些数据修改以后的结果。5.3从数据流图导出结构图确定事务中心编辑B编辑A编辑C原始事务记录A类事务B类事务C类事务合格C类事务合格B类事务合格A类事务5.3从数据流图导出结构图事务处理获得事务类型调度处理读事务文件分析事务类型事务记录事务记录类型标志事务记录类型标志类型标志事务记录处理A类事务处理B类事务处理C类事务编辑A类事务编辑B类事务编辑C类事务A事务B事务C事务5.3从数据流图导出结构图输入变换处理HIF25.3从数据流图导出结构图5.3从数据流图导出结构图5.3.3数据流图层次的转换.......................................................................P1.4M325.4数据库设计数据库是信息系统设计的基础和核心，数据库设计直接关系到信息系统开发的成败和优劣。在信息系统中，数据设计是指根据业务需求、信息需求和处理需求，确定信息系统中的数据结构、数据操作和数据一致性约束的过程。数据库设计分为概念设计设计和模型设计，他们之间的关系如图5-16所示。5.4数据库设计信息世界概念模型计算机世界DBMS支持的某种数据模型转换现实世界认识抽象5.4数据库设计5.4.1数据概念设计数据库概念设计是针对现实世界，通过对其中信息实体的收集、分类、聚集和概括，建立数据库概念结构的过程。概念结构也叫概念数据模型，它应该反映现实世界中的组织的业务模式、信息结构和信息间的相互制约关系，以及对信息的加工、存储和查询要求等。概念数据模型是对数据的抽象描述，它应该独立于具体的数据处理细节和数据库管理系统。5.4数据库设计1.ER概念设计E-R图也即实体-联系图(EntityRelationshipDiagram)，提供了表示实体型、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型。E-R模型的三个组成要素：（1）实体：凡是可以相互区别而可以被人们识别的事、物、概念等统统抽象为实体。（2）属性：实体都具有若干特征，这些特征称为实体的属性。（3）联系：现实世界中客观事物内部及客观事物之间的联系在信息世界中被描述为实体（型）内部的联系和实体（型）之间的联系。前者通常是指组成实体的各个属性之间的联系；后者则是指不同实体集之间的联系。5.4数据库设计（1）一对一联系(1:1)。如果对于实体集A中每一个实体，实体集B中至多只有一个实体与之联系；反之对于实体集B中每一个实体，实体集A中也至多只有一个实体与之联系。我们称实体集A与实体集B之间具有一对一联系。记为1:1，如图5-17所示。班级正班长任职115.4数据库设计（2）一对多联系(1:n)。如果对于实体集A中每一个实体，实体集B中有n个实体(n=0)与之联系；反之对于实体集B中每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系