第五章 系統(tǒng)設計

1、第五章第五章 系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計主要內(nèi)容主要內(nèi)容n結構化系統(tǒng)設計概述結構化系統(tǒng)設計概述n系統(tǒng)總體結構設計系統(tǒng)總體結構設計n數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫設計n代碼設計代碼設計n輸入輸出設計輸入輸出設計n處理過程設計處理過程設計n計算機系統(tǒng)配置計算機系統(tǒng)配置1.系統(tǒng)設計報告系統(tǒng)設計報告本章重點：本章重點：系統(tǒng)總體結構設計（控制結構系統(tǒng)總體結構設計（控制結構圖）、數(shù)據(jù)庫設計（圖）、數(shù)據(jù)庫設計（E-R圖）圖）5.1 結構化系統(tǒng)設計概述結構化系統(tǒng)設計概述l系統(tǒng)設計就是把經(jīng)過系統(tǒng)分析得到的任系統(tǒng)設計就是把經(jīng)過系統(tǒng)分析得到的任務，按照計算機技術的要求進行詳細定務，按照計算機技術的要求進行詳細定義的過程。義的過程。l系統(tǒng)分

2、析階段強調(diào)業(yè)務問題，強調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)分析階段強調(diào)業(yè)務問題，強調(diào)系統(tǒng)是什么、做什么是什么、做什么，系統(tǒng)設計階段強調(diào)技，系統(tǒng)設計階段強調(diào)技術或實現(xiàn)問題，強調(diào)術或實現(xiàn)問題，強調(diào)如何做如何做即如何實現(xiàn)即如何實現(xiàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)。系統(tǒng)分析、設計脈絡系統(tǒng)分析報告系統(tǒng)設計報告問卷調(diào)查流程調(diào)查數(shù)據(jù)調(diào)查組織功能分析流程分析數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)流程分析總體結構設計I/O設計代碼設計數(shù)據(jù)庫設計處理過程設計系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計1 結構化系統(tǒng)設計的基本思想結構化系統(tǒng)設計的基本思想使系統(tǒng)使系統(tǒng)模塊化模塊化，即把一個系統(tǒng)自上而下逐步分解，即把一個系統(tǒng)自上而下逐步分解為若干彼此獨立而又有一定聯(lián)系的組成部分（為若干彼此獨立而又有一定

3、聯(lián)系的組成部分（即模塊）。其要點包括：即模塊）。其要點包括：l模塊化模塊化l自頂向下、逐步求精自頂向下、逐步求精l模塊的縱向關系模塊的縱向關系（1）模塊化）模塊化把一個大系統(tǒng)分解成多個分層次的、規(guī)模比較小把一個大系統(tǒng)分解成多個分層次的、規(guī)模比較小的、結構比較簡單的模塊，通過分別實現(xiàn)這些模的、結構比較簡單的模塊，通過分別實現(xiàn)這些模塊的設計而最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的設計的方法。塊的設計而最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的設計的方法。（2）自頂向下、逐步求精）自頂向下、逐步求精l面向流程，強調(diào)自頂向下分解成功能模塊面向流程，強調(diào)自頂向下分解成功能模塊l數(shù)據(jù)流程圖中任何一個數(shù)據(jù)流程圖中任何一個數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理都可以看成是都

4、可以看成是一個模塊一個模塊l模塊是組成系統(tǒng)的基本元素，是可以組合、分模塊是組成系統(tǒng)的基本元素，是可以組合、分解和更換的單元解和更換的單元（3）模塊的縱向關系）模塊的縱向關系上層模塊分解為下層模塊的形式：上層模塊分解為下層模塊的形式：l順序結構順序結構l選擇結構選擇結構l循環(huán)結構循環(huán)結構2 結構化系統(tǒng)設計的基本任務結構化系統(tǒng)設計的基本任務根據(jù)其上一階段即系統(tǒng)分析階段對系統(tǒng)的邏輯功根據(jù)其上一階段即系統(tǒng)分析階段對系統(tǒng)的邏輯功能的要求，能的要求，確定系統(tǒng)的總體結構和系統(tǒng)各組成部確定系統(tǒng)的總體結構和系統(tǒng)各組成部分的技術方案（軟件方面）分的技術方案（軟件方面），合理選擇計算機和合理選擇計算機和通信設備（硬

5、件方面）通信設備（硬件方面）。系統(tǒng)設計的步驟：系統(tǒng)設計的步驟：（1）總體結構設計（或概要設計）總體結構設計（或概要設計）系統(tǒng)總體結構設計的任務是確定整體模塊結構，系統(tǒng)總體結構設計的任務是確定整體模塊結構，并畫出并畫出控制結構圖控制結構圖。（2）詳細設計）詳細設計為各個任務選擇適當?shù)募夹g手段和處理方法。為各個任務選擇適當?shù)募夹g手段和處理方法。具體包括以下幾個方面：具體包括以下幾個方面：l代碼設計代碼設計l數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫設計l處理過程設計：確定每個模塊內(nèi)部的詳細執(zhí)行處理過程設計：確定每個模塊內(nèi)部的詳細執(zhí)行過程過程l輸入輸出設計輸入輸出設計5.2 系統(tǒng)總體結構設計系統(tǒng)總體結構設計把一個復雜的系統(tǒng)分

6、解為多個功能較單一把一個復雜的系統(tǒng)分解為多個功能較單一的模塊的過程。的模塊的過程。這種把一個信息系統(tǒng)設計成若干模塊的方這種把一個信息系統(tǒng)設計成若干模塊的方法稱做法稱做模塊化模塊化，模塊化是一種重要的設計，模塊化是一種重要的設計思想，這種思想把一個思想，這種思想把一個復雜的復雜的系統(tǒng)分解為系統(tǒng)分解為一些一些規(guī)模較小、功能較簡單的、更易于建規(guī)模較小、功能較簡單的、更易于建立和修改的立和修改的部分。部分。1 系統(tǒng)總體結構設計的基本原則系統(tǒng)總體結構設計的基本原則l分解分解協(xié)調(diào)原則（系統(tǒng)性）協(xié)調(diào)原則（系統(tǒng)性）l自頂向下原則（層次性）自頂向下原則（層次性）l模塊獨立性原則：系統(tǒng)容易開發(fā)、系統(tǒng)模塊獨立性原則

7、：系統(tǒng)容易開發(fā)、系統(tǒng)可靠性高、系統(tǒng)容易維護可靠性高、系統(tǒng)容易維護模塊的要素模塊的要素模塊應具備以下四個要素：模塊應具備以下四個要素：l輸入和輸出：模塊的輸入來源和輸出去向都是輸入和輸出：模塊的輸入來源和輸出去向都是同一個調(diào)用者同一個調(diào)用者，一個模塊從調(diào)用者取得輸入，一個模塊從調(diào)用者取得輸入，加工后再把輸出返回調(diào)用者加工后再把輸出返回調(diào)用者l功能：把輸入轉換成輸出功能：把輸入轉換成輸出l內(nèi)部數(shù)據(jù)：僅供該模塊本身引用的數(shù)據(jù)內(nèi)部數(shù)據(jù)：僅供該模塊本身引用的數(shù)據(jù)l程序代碼：用來實現(xiàn)模塊功能的程序程序代碼：用來實現(xiàn)模塊功能的程序模塊的特點模塊的特點l每個模塊內(nèi)部的聯(lián)系應該是緊密的每個模塊內(nèi)部的聯(lián)系應該是緊

8、密的l不同模塊之間的聯(lián)系應該是松散的不同模塊之間的聯(lián)系應該是松散的模塊結構的質量標準模塊結構的質量標準衡量模塊結構的質量標準有兩個：衡量模塊結構的質量標準有兩個：l模塊凝聚（模塊凝聚（模塊內(nèi)部質量標準）l模塊耦合（模塊耦合（模塊之間關系質量標準）（1）模塊凝聚）模塊凝聚用以衡量一個模塊內(nèi)部用以衡量一個模塊內(nèi)部自身自身功能的內(nèi)在聯(lián)功能的內(nèi)在聯(lián)系是否緊密的指標，也是衡量模塊系是否緊密的指標，也是衡量模塊自身自身質質量好壞的重要標準。量好壞的重要標準。模塊凝聚程度從低到高分為五級：模塊凝聚程度從低到高分為五級：偶然凝聚偶然凝聚一個模塊內(nèi)部各組成部分的處理彼此無關一個模塊內(nèi)部各組成部分的處理彼此無關，

9、偶然地組合在一起，這是一種組織得最，偶然地組合在一起，這是一種組織得最差的模塊，凝聚程度最低。差的模塊，凝聚程度最低。模塊各成分之間毫無聯(lián)系，整個模塊如同模塊各成分之間毫無聯(lián)系，整個模塊如同一盤散沙，不易修改或維護。一盤散沙，不易修改或維護。邏輯凝聚邏輯凝聚一個模塊內(nèi)部各組成部分的處理邏輯相似一個模塊內(nèi)部各組成部分的處理邏輯相似，但功能卻彼此不同。，但功能卻彼此不同。例如，把系統(tǒng)中與“輸出”有關的操作抽取出來組成一個模塊，包括將數(shù)據(jù)在屏幕上顯示、從打印機上打印、拷貝到磁盤上等，則該模塊就是邏輯內(nèi)聚的。邏輯凝聚的內(nèi)聚程度稍強于偶然內(nèi)聚，但仍不利于修改和維護。時間凝聚時間凝聚若干處理由于執(zhí)行時間彼

10、此有關，集中在一起組若干處理由于執(zhí)行時間彼此有關，集中在一起組成的模塊。成的模塊。例如初始化模塊，各處理內(nèi)容必須在特定時間內(nèi)執(zhí)行，而各處理內(nèi)容彼此無關，故凝聚程度較差。數(shù)據(jù)凝聚數(shù)據(jù)凝聚模塊內(nèi)部包含若干處理，它們按一定的順模塊內(nèi)部包含若干處理，它們按一定的順序執(zhí)行，且前一處理所產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)是序執(zhí)行，且前一處理所產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)是后一處理的輸入數(shù)據(jù)。后一處理的輸入數(shù)據(jù)。例如，“錄入和匯總”模塊、“統(tǒng)計和打印”模塊都是數(shù)據(jù)凝聚模塊。功能凝聚功能凝聚一個模塊只執(zhí)行一個明確的功能，即上級一個模塊只執(zhí)行一個明確的功能，即上級模塊調(diào)用它時，它只完成一項確定的任務模塊調(diào)用它時，它只完成一項確定的任務。這種模塊

11、凝聚程度最高，獨立性強，便。這種模塊凝聚程度最高，獨立性強，便于修改。于修改。例如，計算工資、打印月報表等。由于這類模塊的功能明確、模塊間的耦合簡單，所以便于維護。（2）模塊的耦合）模塊的耦合即模塊間的信息聯(lián)系方式，是衡量模塊即模塊間的信息聯(lián)系方式，是衡量模塊之之間間結構性能的重要指標。結構性能的重要指標。模塊耦合有三種類型：模塊耦合有三種類型： 數(shù)據(jù)耦合數(shù)據(jù)耦合如果兩個模塊之間的通信信息是如果兩個模塊之間的通信信息是若干數(shù)據(jù)項若干數(shù)據(jù)項，則，則這種耦合方式稱為數(shù)據(jù)耦合。這種耦合方式稱為數(shù)據(jù)耦合。例如，在下圖中，為了計算實發(fā)工資，“計算工資”模塊必須把工資總額和扣款數(shù)傳輸給“計算實發(fā)工資”模塊

12、，而“計算實發(fā)工資”模塊在算出實發(fā)工資后又送回到“計算工資”模塊。計算工資 計算實發(fā)工資 扣款數(shù) 總額 實發(fā)工資 數(shù)據(jù)耦合示例數(shù)據(jù)耦合示例這種耦合對系統(tǒng)的影響比較小，是一種較這種耦合對系統(tǒng)的影響比較小，是一種較好的耦合方式，但為了減少接口的復雜性好的耦合方式，但為了減少接口的復雜性，應盡量防止傳輸不必要的數(shù)據(jù)。，應盡量防止傳輸不必要的數(shù)據(jù)?？刂岂詈峡刂岂詈?兩個模塊間通過調(diào)用關系，不僅傳遞兩個模塊間通過調(diào)用關系，不僅傳遞數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，還傳遞對運行過程有影響的，還傳遞對運行過程有影響的控制信號控制信號，則，則該耦合稱為控制耦合。該耦合稱為控制耦合。傳送的控制信息可分成兩類：傳送的控制信息可分成兩類：

13、一類是一類是判定參數(shù)判定參數(shù)，調(diào)用模塊通過該判定參數(shù)控制，調(diào)用模塊通過該判定參數(shù)控制被調(diào)用模塊的工作方式，若判定參數(shù)出錯則導致被調(diào)用模塊的工作方式，若判定參數(shù)出錯則導致被調(diào)用模塊按另一種方式工作；被調(diào)用模塊按另一種方式工作；另一種是另一種是地址參數(shù)地址參數(shù)，調(diào)用模塊直接轉向被調(diào)用模，調(diào)用模塊直接轉向被調(diào)用模塊內(nèi)部的某一些地址，這時若改動一個模塊則必塊內(nèi)部的某一些地址，這時若改動一個模塊則必將影響另一模塊。將影響另一模塊。非法耦合非法耦合兩個模塊之間，不經(jīng)過調(diào)用關系，彼此直兩個模塊之間，不經(jīng)過調(diào)用關系，彼此直接使用或修改對方的數(shù)據(jù)。接使用或修改對方的數(shù)據(jù)。這是最糟糕的耦合方式，在結構化設計時這是

14、最糟糕的耦合方式，在結構化設計時決不允許出現(xiàn)這種情況。決不允許出現(xiàn)這種情況。A A A B B B 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 信息 數(shù) 據(jù) 耦 合 控 制 耦 合 非 法 耦 合 耦 合 度 ： 低 性 能 ： 好 高 壞 模塊的耦合的三種方式模塊的耦合的三種方式兩個模塊之間的三種耦合方式如下圖所示：兩個模塊之間的三種耦合方式如下圖所示：模塊耦合的原則：模塊耦合的原則：l數(shù)據(jù)耦合：盡量保證數(shù)據(jù)耦合，且模塊數(shù)據(jù)耦合：盡量保證數(shù)據(jù)耦合，且模塊之間傳遞的數(shù)據(jù)盡量少之間傳遞的數(shù)據(jù)盡量少l控制耦合：努力避免控制耦合控制耦合：努力避免控制耦合l非法耦合：杜絕任何形式的非法耦合非法耦合：杜絕任何形式的非法耦合2 控

15、制結構圖的概念及其繪制控制結構圖的概念及其繪制（1）控制結構圖的概念）控制結構圖的概念控制結構圖（控制結構圖（也稱系統(tǒng)結構圖、模塊結構圖）反）反映系統(tǒng)的結構，也反映了模塊間的聯(lián)系。映系統(tǒng)的結構，也反映了模塊間的聯(lián)系?？刂平Y構圖主要關心的是模塊的外部屬性控制結構圖主要關心的是模塊的外部屬性，即上下級模塊、同級模塊之間的數(shù)據(jù)傳，即上下級模塊、同級模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞和調(diào)用關系。也就是說，它只關心模塊遞和調(diào)用關系。也就是說，它只關心模塊完成什么功能而并不關心模塊內(nèi)部如何實完成什么功能而并不關心模塊內(nèi)部如何實現(xiàn)某功能?，F(xiàn)某功能。（2）控制結構圖的繪制）控制結構圖的繪制繪制控制結構圖的依據(jù)是繪制控制結構圖

16、的依據(jù)是數(shù)據(jù)流程圖數(shù)據(jù)流程圖。從數(shù)據(jù)流程圖導出控制結構圖有兩種方式從數(shù)據(jù)流程圖導出控制結構圖有兩種方式：l以變換為中心的分析以變換為中心的分析l以事務為中心的分析以事務為中心的分析變換型模塊結構變換型模塊結構事務型模塊結構事務型模塊結構變換型和事務型模塊結構都有較高的模塊變換型和事務型模塊結構都有較高的模塊內(nèi)聚和較低的塊間耦合，因此便于修改和內(nèi)聚和較低的塊間耦合，因此便于修改和維護。在管理信息系統(tǒng)中，經(jīng)常將這兩種維護。在管理信息系統(tǒng)中，經(jīng)常將這兩種結構結合使用。結構結合使用。5.3 數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫設計1 數(shù)據(jù)庫設計概述數(shù)據(jù)庫設計概述數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟：數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟：需求分析需求分析

17、概念結構設計概念結構設計邏輯結構設計邏輯結構設計物理結構設計物理結構設計數(shù)據(jù)庫的建立（實驗課內(nèi)容）和測試數(shù)據(jù)庫運行和維護數(shù)據(jù)庫設計各階段的描述如下表所示：數(shù)據(jù)庫設計各階段的描述如下表所示：階段階段描述描述需求分析需求分析數(shù)據(jù)字典中數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)流、數(shù)數(shù)據(jù)字典中數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲和外部項的描述據(jù)存儲和外部項的描述概念結構設計概念結構設計概念模型概念模型( (E-RE-R圖圖) )邏輯結構設計邏輯結構設計關系數(shù)據(jù)模型關系數(shù)據(jù)模型物理設計物理設計存儲設計、方法選擇、存取路徑建立存儲設計、方法選擇、存取路徑建立實施階段 編寫模式、裝入數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫試運行運行維護性能監(jiān)測、轉儲恢復

18、、數(shù)據(jù)庫重組與重構數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫設計設計各階段的描述各階段的描述2 數(shù)據(jù)庫設計的基本要求數(shù)據(jù)庫設計的基本要求信息系統(tǒng)的主要任務是通過大量的數(shù)據(jù)獲得管理信息系統(tǒng)的主要任務是通過大量的數(shù)據(jù)獲得管理所需要的信息，這就必須存儲和管理大量的數(shù)據(jù)所需要的信息，這就必須存儲和管理大量的數(shù)據(jù)。因此建立一個良好的數(shù)據(jù)庫，是衡量信息系統(tǒng)。因此建立一個良好的數(shù)據(jù)庫，是衡量信息系統(tǒng)開發(fā)工作好壞的主要標志之一。開發(fā)工作好壞的主要標志之一。數(shù)據(jù)庫設計是在選定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基數(shù)據(jù)庫設計是在選定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基礎上建立數(shù)據(jù)庫的過程。數(shù)據(jù)庫設計的目礎上建立數(shù)據(jù)庫的過程。數(shù)據(jù)庫設計的目標是建立一個合適的數(shù)據(jù)模型，這個數(shù)據(jù)標是建

19、立一個合適的數(shù)據(jù)模型，這個數(shù)據(jù)模型應當是：模型應當是：（1）滿足用戶要求）滿足用戶要求（2）滿足某個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的要求）滿足某個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的要求（3）具有較高的范式）具有較高的范式3 數(shù)據(jù)庫設計的步驟數(shù)據(jù)庫設計的步驟l概念結構設計：形成概念世界概念結構設計：形成概念世界l邏輯結構設計：形成數(shù)據(jù)世界邏輯結構設計：形成數(shù)據(jù)世界l物理結構設計：形成物理世界物理結構設計：形成物理世界（1）概念結構設計）概念結構設計在在數(shù)據(jù)流程圖和數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)流程圖和數(shù)據(jù)字典的基礎上就可以設計概的基礎上就可以設計概念結構，設計念結構，設計E-R圖的步驟如下：圖的步驟如下：l確定系統(tǒng)實體、屬性及聯(lián)系確定系統(tǒng)實體、屬

20、性及聯(lián)系l確定局部確定局部E-R圖，也稱用戶視圖圖，也稱用戶視圖l確定總的確定總的E-R圖，即用戶視圖的集成圖，即用戶視圖的集成 E-R圖示例圖示例nnnmm1（2）邏輯結構設計）邏輯結構設計邏輯結構設計的任務：將基本邏輯結構設計的任務：將基本E-R圖轉換圖轉換為與選用為與選用DBMS產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結構。符合的邏輯結構。邏輯結構設計的過程：將概念結構（也就邏輯結構設計的過程：將概念結構（也就是是E-R圖）轉換為現(xiàn)有圖）轉換為現(xiàn)有DBMS支持的支持的關系關系、網(wǎng)狀或層次模型中的某一種數(shù)據(jù)模型。、網(wǎng)狀或層次模型中的某一種數(shù)據(jù)模型。E-R圖向關系模型的轉換原則

21、：圖向關系模型的轉換原則：（1）一個實體轉換為一個關系模式）一個實體轉換為一個關系模式 實體的屬性就是關系的屬性，實體的標實體的屬性就是關系的屬性，實體的標識屬性就是關系的鍵。識屬性就是關系的鍵。（2）一個聯(lián)系轉換為一個關系模式）一個聯(lián)系轉換為一個關系模式與該聯(lián)系相連的每個實體的鍵以及聯(lián)系的與該聯(lián)系相連的每個實體的鍵以及聯(lián)系的屬性都轉換為關系的屬性。這個關系的鍵屬性都轉換為關系的屬性。這個關系的鍵分為分為3種不同的情況：種不同的情況：若聯(lián)系為若聯(lián)系為1:1，則相連的每個實體的鍵，則相連的每個實體的鍵均是該關系模式的候選鍵；均是該關系模式的候選鍵；若聯(lián)系為若聯(lián)系為1:n，則聯(lián)系對應的關系模式，則

22、聯(lián)系對應的關系模式的鍵取的鍵取n端實體的鍵；端實體的鍵；若聯(lián)系為若聯(lián)系為m:n，則聯(lián)系對應的關系模式，則聯(lián)系對應的關系模式的鍵為參加聯(lián)系的實體的鍵的組合。的鍵為參加聯(lián)系的實體的鍵的組合。產(chǎn)品（產(chǎn)品號產(chǎn)品號，產(chǎn)品名，價格，性能指數(shù)）零件（零件號零件號，零件名）材料（材料號材料號，材料名，價格）倉庫（倉庫號倉庫號，倉庫名，地點）組成（產(chǎn)品號，零件號產(chǎn)品號，零件號，零件數(shù)）消耗（零件號，材料號零件號，材料號，消耗量）存量（材料號材料號，倉庫號，存放量）nnnmm1（3）物理結構設計）物理結構設計數(shù)據(jù)庫在物理設備上的存儲結構與存儲方數(shù)據(jù)庫在物理設備上的存儲結構與存儲方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結構，它依賴于給

23、定法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結構，它依賴于給定的計算機系統(tǒng)。為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模的計算機系統(tǒng)。為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應用要求的物理結構的型選取一個最適合應用要求的物理結構的過程，就是數(shù)據(jù)庫的物理設計。過程，就是數(shù)據(jù)庫的物理設計。l庫文件的組織形式庫文件的組織形式l存儲介質的分配存儲介質的分配l訪問方法設計訪問方法設計l完整性和安全性考慮完整性和安全性考慮l數(shù)據(jù)資源分布考慮數(shù)據(jù)資源分布考慮完成數(shù)據(jù)庫的物理結構設計以后，設計人完成數(shù)據(jù)庫的物理結構設計以后，設計人員就要用員就要用DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語言將數(shù)提供的數(shù)據(jù)定義語言將數(shù)據(jù)庫邏輯設計和物理設計結果嚴格描述出據(jù)庫邏輯設計和物理設計結

24、果嚴格描述出來，成為來，成為DBMS可以接受的源代碼，再經(jīng)可以接受的源代碼，再經(jīng)過調(diào)試產(chǎn)生目標模式，然后就可以組織數(shù)過調(diào)試產(chǎn)生目標模式，然后就可以組織數(shù)據(jù)入庫了。據(jù)入庫了。5.4 代碼設計代碼設計1 代碼的基本概念代碼的基本概念代碼的定義代碼的定義人為確定的用以代表客觀人為確定的用以代表客觀事物名稱、屬性或狀態(tài)等的有序符號，是事物名稱、屬性或狀態(tài)等的有序符號，是事物明確的、唯一的標識。事物明確的、唯一的標識。主要作用主要作用唯一地標識事物。唯一地標識事物。信息分類編碼是利用計算機輔助企業(yè)管理信息分類編碼是利用計算機輔助企業(yè)管理必要的前提條件。一般情況下，信息的分必要的前提條件。一般情況下，信息

25、的分類在先，編碼在后。類在先，編碼在后。代碼一般用數(shù)字、字母或它們的組合來表代碼一般用數(shù)字、字母或它們的組合來表示。示。代碼設計是科學管理的體現(xiàn)。代碼設計是科學管理的體現(xiàn)。代碼可按代碼可按文字文字或或功能功能進行分類進行分類按文字可分為：按文字可分為：l數(shù)字代碼數(shù)字代碼l字母代碼字母代碼l數(shù)字字母混合碼數(shù)字字母混合碼按功能則可以分成以下按功能則可以分成以下9類：類：n順序碼順序碼n重復碼重復碼n成組碼成組碼n表意碼表意碼n專用碼專用碼n層次碼層次碼n自檢碼自檢碼順序碼順序碼用連續(xù)數(shù)字作為每個實體的標識。用連續(xù)數(shù)字作為每個實體的標識。例如，人員編號，甲為001，乙為002等；組別碼組別碼是順序碼

26、的特例，將順序碼分為若干塊，是順序碼的特例，將順序碼分為若干塊，每塊代表一定類型的編碼對象。每塊代表一定類型的編碼對象。例如，職工編號根據(jù)職工所在的車間分成大小任意的區(qū)段：00010199 為一車間職工02010399 為二車間職工優(yōu)點：簡單、易處理、易擴充、用途廣。優(yōu)點：簡單、易處理、易擴充、用途廣。缺點：沒有邏輯含義、不能表示信息特征缺點：沒有邏輯含義、不能表示信息特征、無法插入數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)將出現(xiàn)空碼。、無法插入數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)將出現(xiàn)空碼。重復碼重復碼采用與原來手工系統(tǒng)相同的編碼。采用與原來手工系統(tǒng)相同的編碼。例如，圖書編碼，圖書館采編部門經(jīng)常采例如，圖書編碼，圖書館采編部門經(jīng)常采用這種重

27、復碼。用這種重復碼。ISBN國際標準書號國際標準書號成組碼成組碼將代碼分為幾段（組），每段表示一種含將代碼分為幾段（組），每段表示一種含義，每段都由連續(xù)數(shù)字組成。這是一種比義，每段都由連續(xù)數(shù)字組成。這是一種比較常用的編碼。較常用的編碼。例如，身份證號碼：例如，身份證號碼：由十七位數(shù)字本體碼和一位數(shù)字校驗碼組由十七位數(shù)字本體碼和一位數(shù)字校驗碼組成。排列順序從左至右依次為：六位數(shù)字成。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)字地址碼，八位數(shù)字出生日期碼，三位數(shù)字順序碼和一位數(shù)字校驗碼。順序碼和一位數(shù)字校驗碼。優(yōu)點：簡單、方便、能夠反映分類的體系優(yōu)點：簡單、方便、能夠反映分

28、類的體系性、易校對、易處理性、易校對、易處理缺點：位數(shù)多不便記憶、必須為每段預留缺點：位數(shù)多不便記憶、必須為每段預留編碼，否則不易擴充編碼，否則不易擴充表意碼表意碼也叫助記碼，將表示事物特征的文字、數(shù)字或記也叫助記碼，將表示事物特征的文字、數(shù)字或記號直接作為編碼。號直接作為編碼。例如：例如：l TV-M-12 黑白黑白12寸電視寸電視l TV-M-14 黑白黑白14寸電視寸電視l TV-C-29 彩色彩色29寸電視寸電視優(yōu)點：易于理解、易記憶優(yōu)點：易于理解、易記憶缺點：編碼長度不確定，給分類、處理帶來問題缺點：編碼長度不確定，給分類、處理帶來問題專用碼專用碼面向特殊領域，具有特殊用途的編碼。面

29、向特殊領域，具有特殊用途的編碼。例如，漢字國標碼例如，漢字國標碼層次碼層次碼以分類對象的從屬層次關系為排列順序的以分類對象的從屬層次關系為排列順序的一種代碼。一種代碼。例如：例如：單位層次代碼單位名稱510919002003綿竹市本級匯總510919002003001市委辦公室510919002003001001市委辦公室機關510919002003002市人大常委會510919002003002001市人大常委會辦公室機關510919002003003市政府辦公室510919002003003001市政府辦公室機關510919002003004市政協(xié)510919002003004001市政協(xié)

30、辦公室機關綿竹市行政事業(yè)單位層次碼示例綿竹市行政事業(yè)單位層次碼示例自檢碼自檢碼由本體碼和附加碼（校驗碼）組成由本體碼和附加碼（校驗碼）組成校驗碼：根據(jù)事先規(guī)定好的算法得出，將校驗碼：根據(jù)事先規(guī)定好的算法得出，將其附加到代碼本體上，成為代碼的一個組其附加到代碼本體上，成為代碼的一個組成部分。成部分。代碼輸入計算機后，系統(tǒng)將會按照規(guī)定好代碼輸入計算機后，系統(tǒng)將會按照規(guī)定好的算法驗證，從而檢測代碼的正確性。的算法驗證，從而檢測代碼的正確性。校驗碼的形成步驟如下三步：校驗碼的形成步驟如下三步：第一步：第一步：對原代碼中的每一位加權求和對原代碼中的每一位加權求和SN位代碼為：位代碼為：C1 C2 C3

31、Cn權因子為：權因子為：P1 P2 P3 Pn加權和為：加權和為：C1P1+C2P2+C3P3+CnPn=S其中：權因子可任意選取，常用的有：自然數(shù)、其中：權因子可任意選取，常用的有：自然數(shù)、幾何級數(shù)等。幾何級數(shù)等。第二步：第二步：求余數(shù)求余數(shù)R用加權和用加權和S除以模數(shù)除以模數(shù)M可得余數(shù)可得余數(shù)R，即，即S/M=QR（Q為商數(shù)）。為商數(shù)）。其中：模數(shù)其中：模數(shù)M也可任意選取，常用的模數(shù)也可任意選取，常用的模數(shù)為為10和和11。第三步：第三步：選擇校驗值。選擇校驗值。把模數(shù)把模數(shù)M和余數(shù)和余數(shù)R之差（即之差（即M-R）作為校）作為校驗值，把獲得的校驗值放在原代碼的最后驗值，把獲得的校驗值放在原

32、代碼的最后作為整個代碼的組成部分。作為整個代碼的組成部分。練習練習原代碼：原代碼：5，4，3，2，1權因子：權因子：32，16，8，4，2模：模：10加權和：加權和：532+416+38+24+12=258求余數(shù)：求余數(shù)：R=258mod（10）=8求校驗碼：求校驗碼：10-8=2自檢碼：自檢碼：5，4，3，2，1，22 代碼設計的基本原則和步驟代碼設計的基本原則和步驟代碼設計的基本原則代碼設計的基本原則l唯一性：百分之百將不同實體區(qū)分開來唯一性：百分之百將不同實體區(qū)分開來l簡單性：代碼不要過長簡單性：代碼不要過長l易識別性：方便記憶易識別性：方便記憶l可擴充性：可根據(jù)需要很方便地追加新代碼可

33、擴充性：可根據(jù)需要很方便地追加新代碼l合理性：滿足處理需要合理性：滿足處理需要l規(guī)范性：遵循相關標準規(guī)范性：遵循相關標準l系統(tǒng)性：整個系統(tǒng)內(nèi)代碼可以通用系統(tǒng)性：整個系統(tǒng)內(nèi)代碼可以通用代碼設計的步驟代碼設計的步驟l確定編碼對象確定編碼對象l考察是否已經(jīng)有標準代碼考察是否已經(jīng)有標準代碼l根據(jù)具體情況確定代碼類型根據(jù)具體情況確定代碼類型l考慮檢錯功能考慮檢錯功能l編寫代碼表編寫代碼表代碼表編寫完之后，通知有關部門進行學代碼表編寫完之后，通知有關部門進行學習和遵守。習和遵守。5.5 輸入輸出設計輸入輸出設計l輸入設計輸入設計l輸出設計輸出設計1 輸入設計輸入設計l輸入設計的原則輸入設計的原則l輸入設計

34、的內(nèi)容輸入設計的內(nèi)容l輸入數(shù)據(jù)的校驗方式輸入數(shù)據(jù)的校驗方式（1）輸入設計的原則）輸入設計的原則l最小量原則最小量原則l簡單性原則簡單性原則l早檢驗原則早檢驗原則l少轉換原則少轉換原則遵守這些原則都是為了遵守這些原則都是為了減少輸入錯誤減少輸入錯誤。（2）輸入設計的內(nèi)容）輸入設計的內(nèi)容n輸入方式設計輸入方式設計用戶界面設計用戶界面設計輸入方式設計輸入方式設計l聯(lián)機輸入方式設計聯(lián)機輸入方式設計l脫機輸入方式設計脫機輸入方式設計用戶界面設計用戶界面設計l人機對話人機對話l菜單菜單l操作提示操作提示l權限管理權限管理使用場合：使用場合：l 用戶操作錯誤或不當時l 下一步操作面臨多種選擇時l 定量分析需

35、人工設置參數(shù)等信息時設計要點：設計要點：l 簡單、直觀、明了l 分析錯誤原因、禮貌、友善l 對某些重大操作要有強調(diào)和警告設計要點：設計要點：同一層功能應盡可能地多，進入最終操作的層次應盡可能地少。用戶界面設計的七個要點：用戶界面設計的七個要點：原則原則1：用戶應該知道下一步將要執(zhí)行的：用戶應該知道下一步將要執(zhí)行的操作，要求系統(tǒng)提供一些反饋操作：操作，要求系統(tǒng)提供一些反饋操作：l告訴用戶系統(tǒng)正在等待的正確操作告訴用戶系統(tǒng)正在等待的正確操作l告訴用戶數(shù)據(jù)已經(jīng)被正確輸入了告訴用戶數(shù)據(jù)已經(jīng)被正確輸入了l告訴用戶數(shù)據(jù)沒有被正確輸入告訴用戶數(shù)據(jù)沒有被正確輸入l處理過程的時間比較長，向用戶提示等待信息處理過

36、程的時間比較長，向用戶提示等待信息l告訴用戶某個操作是完成了，還是沒有完成告訴用戶某個操作是完成了，還是沒有完成原則原則2：屏幕的布局要合理：屏幕的布局要合理原則原則3：消息、說明或信息應該足夠長：消息、說明或信息應該足夠長原則原則4：使用特殊的顯示屬性，吸引用戶注意：使用特殊的顯示屬性，吸引用戶注意原則原則5：應該指定默認值：應該指定默認值原則原則6：對用戶輸入的錯誤信息應該有提示信息：對用戶輸入的錯誤信息應該有提示信息原則原則7：如果出現(xiàn)了錯誤，但是用戶卻沒有更正：如果出現(xiàn)了錯誤，但是用戶卻沒有更正錯誤，那么系統(tǒng)不能繼續(xù)執(zhí)行錯誤，那么系統(tǒng)不能繼續(xù)執(zhí)行（3）輸入數(shù)據(jù)的校驗方式）輸入數(shù)據(jù)的校驗

37、方式輸入數(shù)據(jù)出錯的三種形式：輸入數(shù)據(jù)出錯的三種形式：l數(shù)據(jù)內(nèi)容錯數(shù)據(jù)內(nèi)容錯l數(shù)據(jù)多余或不足數(shù)據(jù)多余或不足l數(shù)據(jù)的延誤數(shù)據(jù)的延誤常見的校對方式：常見的校對方式：n人工校驗人工校驗n二次鍵入校驗二次鍵入校驗n平衡校驗平衡校驗n邏輯校驗邏輯校驗n數(shù)據(jù)類型校驗數(shù)據(jù)類型校驗n格式校驗格式校驗n界限校驗界限校驗n記錄計數(shù)校驗記錄計數(shù)校驗n匹配校驗匹配校驗人工校驗人工校驗輸入的數(shù)據(jù)馬上進行顯示或打印，由人用輸入的數(shù)據(jù)馬上進行顯示或打印，由人用肉眼進行核對。肉眼進行核對。l逐條校驗逐條校驗l批校驗批校驗二次鍵入校驗二次鍵入校驗同一批數(shù)據(jù)由兩名操作員分別輸入，或一同一批數(shù)據(jù)由兩名操作員分別輸入，或一名操作員先后

38、輸入，再由機器核對兩次內(nèi)名操作員先后輸入，再由機器核對兩次內(nèi)容是否一致。容是否一致。平衡校驗平衡校驗用于數(shù)字型報表輸入的校驗。用于數(shù)字型報表輸入的校驗。在報表增加行和列的小計值，輸入后計算在報表增加行和列的小計值，輸入后計算機對行或列的輸入數(shù)進行累加，然后與報機對行或列的輸入數(shù)進行累加，然后與報表中的小計進行比較。表中的小計進行比較。邏輯校驗邏輯校驗計算機對于輸入值進行邏輯判斷。計算機對于輸入值進行邏輯判斷。例如，輸入的月份是否超過了例如，輸入的月份是否超過了12，輸入的，輸入的日期是否超過了日期是否超過了31。數(shù)據(jù)類型校驗數(shù)據(jù)類型校驗對輸入數(shù)據(jù)的類型的檢查。對輸入數(shù)據(jù)的類型的檢查。格式校驗格

39、式校驗校驗各數(shù)據(jù)項位數(shù)和位置是否合乎事先的校驗各數(shù)據(jù)項位數(shù)和位置是否合乎事先的定義。定義。例如，當規(guī)定姓名最大位數(shù)為例如，當規(guī)定姓名最大位數(shù)為30位，則第位，則第31位應為空格，否則就認為是數(shù)據(jù)錯位。位應為空格，否則就認為是數(shù)據(jù)錯位。界限校驗界限校驗檢查某項數(shù)據(jù)是否在預先指定的范圍之內(nèi)。檢查某項數(shù)據(jù)是否在預先指定的范圍之內(nèi)。l范圍校驗：在某一個范圍范圍校驗：在某一個范圍l上限校驗：不能超過某值上限校驗：不能超過某值l下限校驗：不能低于某值下限校驗：不能低于某值例如，范圍校驗例如，范圍校驗某產(chǎn)品的單價在某產(chǎn)品的單價在50元以上、元以上、100元以下為正確，元以下為正確，超出此數(shù)值范圍的均屬錯誤。

40、超出此數(shù)值范圍的均屬錯誤。記錄計數(shù)校驗記錄計數(shù)校驗統(tǒng)計記錄的個數(shù)來確定數(shù)據(jù)記錄是否有遺統(tǒng)計記錄的個數(shù)來確定數(shù)據(jù)記錄是否有遺漏和重復。漏和重復。匹配校驗匹配校驗對業(yè)務文件的重要代碼與主文件的代碼核對業(yè)務文件的重要代碼與主文件的代碼核對。對。例如，在例如，在銷售業(yè)務文件銷售業(yè)務文件中的顧客賬號，如中的顧客賬號，如果在果在顧客主文件顧客主文件中找不到，則必然是錯誤中找不到，則必然是錯誤的。的。2 輸出設計輸出設計信息系統(tǒng)通過輸出為用戶提供信息，這是信息系統(tǒng)通過輸出為用戶提供信息，這是信息系統(tǒng)的信息系統(tǒng)的目的目的。如何根據(jù)用戶的特點和要求，以最適當?shù)娜绾胃鶕?jù)用戶的特點和要求，以最適當?shù)姆绞捷敵鲎钸m合的

41、信息是輸出設計的主要方式輸出最適合的信息是輸出設計的主要任務。任務。（1）輸出設計的原則）輸出設計的原則l信息系統(tǒng)的輸出應該簡潔，易于閱讀和信息系統(tǒng)的輸出應該簡潔，易于閱讀和解釋解釋l信息系統(tǒng)的輸出應該是及時的信息系統(tǒng)的輸出應該是及時的l信息系統(tǒng)的輸出必須是有效的信息系統(tǒng)的輸出必須是有效的l訪問信息系統(tǒng)輸出信息的用戶應該是合訪問信息系統(tǒng)輸出信息的用戶應該是合法的法的（2）輸出設計的內(nèi)容）輸出設計的內(nèi)容n確定輸出內(nèi)容確定輸出內(nèi)容n選擇輸出設備與介質選擇輸出設備與介質n確定輸出格式確定輸出格式最終輸出形式的選擇最終輸出形式的選擇確定輸出內(nèi)容確定輸出內(nèi)容l輸出項目及其數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)類型、位輸出項目及

42、其數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)類型、位數(shù)和取值范圍等數(shù)和取值范圍等選擇輸出設備與介質選擇輸出設備與介質l輸出設備：輸出設備：終端、打印機、磁帶機、繪圖儀等終端、打印機、磁帶機、繪圖儀等l輸出介質：輸出介質：紙張、磁盤、磁帶、光盤等紙張、磁盤、磁帶、光盤等確定輸出格式確定輸出格式格式要清晰、美觀、易于閱讀和理解、滿格式要清晰、美觀、易于閱讀和理解、滿足使用者的要求和習慣。足使用者的要求和習慣。最終輸出形式的選擇最終輸出形式的選擇l報表輸出報表輸出l圖形輸出圖形輸出l磁盤文件輸出磁盤文件輸出l網(wǎng)絡及衛(wèi)星通信輸出網(wǎng)絡及衛(wèi)星通信輸出報表輸出報表輸出用得比較廣泛的一種輸出形式。用得比較廣泛的一種輸出形式。l二維表：格

43、式固定二維表：格式固定l自由表：格式自由設計自由表：格式自由設計圖形輸出圖形輸出圖形可以直觀地表達數(shù)據(jù)的變化趨勢與規(guī)圖形可以直觀地表達數(shù)據(jù)的變化趨勢與規(guī)律。律。l二維和三維圖形二維和三維圖形l繪圖儀、打印機和屏幕繪圖儀、打印機和屏幕磁盤文件輸出磁盤文件輸出通過移動存儲設備進行數(shù)據(jù)傳遞。通過移動存儲設備進行數(shù)據(jù)傳遞?？梢越档途W(wǎng)絡傳輸開銷和費用，但傳輸速可以降低網(wǎng)絡傳輸開銷和費用，但傳輸速度慢。度慢。網(wǎng)絡及衛(wèi)星通信輸出網(wǎng)絡及衛(wèi)星通信輸出大大提高了信息傳輸速率和利用效率。大大提高了信息傳輸速率和利用效率。5.6 處理過程設計處理過程設計l處理過程設計的基本任務處理過程設計的基本任務l處理過程設計的工

44、具處理過程設計的工具1 處理過程設計的基本任務處理過程設計的基本任務對控制結構圖中每一個模塊內(nèi)部的處理過對控制結構圖中每一個模塊內(nèi)部的處理過程進行具體的描述。程進行具體的描述。描述每一個模塊的：描述每一個模塊的：l輸入輸入l處理處理l輸出輸出2 處理過程設計的工具處理過程設計的工具n輸入輸入-處理處理-輸出圖輸出圖（Input Process Output，IPO圖）圖）n程序流程圖程序流程圖nN-S圖圖IPO圖圖IPO圖是由圖是由IBM公司發(fā)明并逐漸完善起來公司發(fā)明并逐漸完善起來的一種工具。開發(fā)者應為每個模塊寫一份的一種工具。開發(fā)者應為每個模塊寫一份說明，說明，IPO圖就是用來表述每個模塊的

45、輸圖就是用來表述每個模塊的輸入、輸出和數(shù)據(jù)加工的重要工具。入、輸出和數(shù)據(jù)加工的重要工具。IPO圖圖的主體是的主體是處理過程說明處理過程說明。示例如下：示例如下：某醫(yī)院某醫(yī)院“掛號掛號”模塊的模塊的IPO圖圖模塊名：掛號模塊標號：M2有哪些模塊調(diào)用：無調(diào)用哪些模塊：身份審核、注冊登記輸入流：患者信息、預定表輸出流：掛號記錄表模塊處理功能：根據(jù)輸入流判斷是否預定、按照不同的預定進行掛號。模塊名：注冊登記模塊標號：M3有哪些模塊調(diào)用：掛號調(diào)用哪些模塊：無輸入流：個人信息輸出流：注冊信息模塊處理功能：根據(jù)輸入流判斷是否已注冊。某醫(yī)院某醫(yī)院“注冊登記注冊登記”模塊的模塊的IPO圖圖程序流程圖程序流程圖又稱框圖，是經(jīng)常使用的程序細節(jié)描述工又稱框圖，是經(jīng)常使用的程序細節(jié)描述工具?？驁D包括三種基本成分：具?？驁D包括三種基本成分：“矩形框矩形框”表示處理步驟，表示處理步驟，“菱形框菱形框”表示判斷，表示判斷，“箭頭箭頭”表示控制流?？驁D的特點是清晰易表示控制流?？驁D的特點是清晰易懂，便于初學者掌握。懂，便于初學者掌握。N-S圖圖1973年美國學者年美國學者I.Nassi和和B.Shneiderman提提出這種新的流程圖形式。出這種新的流程圖形式。這種流程圖完全去掉了這種流程圖完全去掉了流程線（箭頭）流程線（箭頭），算法的，算法的