第6章系統(tǒng)設計

6.1系統(tǒng)設計概述6.2總體設計6.3代碼設計6.4數(shù)據(jù)存儲設計6.5系統(tǒng)輸入、輸出及人機對話設計6.6系統(tǒng)設計說明書第6章系統(tǒng)設計管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-07通過本章的教學，使學生了解系統(tǒng)設計在整個信息系統(tǒng)開發(fā)過程中的地位、基本任務和內容；了解模塊設計的原則，掌握總體設計的模塊結構圖，詳細設計的工具，以及代碼設計的原則、種類和代碼校驗的方法；掌握文件設計，輸入輸出設計，可靠性設計，用戶界面設計等有關知識；了解對面向對象的系統(tǒng)設計?；疽蠹敖虒W目的管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-07重點及難點重點：（1）繪制模塊結構圖（2）代碼的設計（3）數(shù)據(jù)庫存儲設計（4）輸入輸出設計難點：繪制模塊結構圖，數(shù)據(jù)庫存儲設計管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.1系統(tǒng)設計概述

6.1.1系統(tǒng)設計的任務6.1.2系統(tǒng)設計的內容

6.1.3系統(tǒng)設計的原則6.1.4系統(tǒng)設計的步驟6.1.5系統(tǒng)設計的方法管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.1.1系統(tǒng)設計的任務

系統(tǒng)設計的主要工作有：（1）總體設計。包括信息系統(tǒng)流程圖設計、功能結構圖設計和功能模塊圖設計等。（2）代碼設計和設計規(guī)范的制定。（3）系統(tǒng)物理配置方案設計。包括設備配置、通信網(wǎng)絡的選擇設計和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的選擇等。（4）數(shù)據(jù)存儲設計。包括數(shù)據(jù)庫設計、數(shù)據(jù)庫的安全保密設計等。（5）計算機處理過程設計。包括輸入、輸出、處理流程圖設計及編寫程序設計說明書等。管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.1.2系統(tǒng)設計的內容1.總體設計（1）子系統(tǒng)劃分（2）模塊結構設計（3）網(wǎng)絡結構與設備配置方案設計2.詳細結構設計（1）代碼設計（2）輸出設計管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-07（3）輸入設計（4）處理過程設計（5）數(shù)據(jù)庫設計（6）人機界面設計（7）安全控制設計管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.1.3系統(tǒng)設計的原則1.系統(tǒng)性原則2.可靠性原則3.經(jīng)濟性原則4.管理可接受的原則5.靈活性原則管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.1.4系統(tǒng)設計的步驟系統(tǒng)設計主要分兩個階段：1.總體設計2.詳細設計管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.1.5系統(tǒng)設計的方法系統(tǒng)設計的方法較多，常見的主要有三種：1.PARNAS方法2.Jackson方法3.結構化設計

管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.2總體設計6.2.1結構化系統(tǒng)設計方法概述6.2.2模塊結構圖6.2.3模塊結構設計的原則管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.2.1結構化系統(tǒng)設計方法概述

1.什么是結構化系統(tǒng)設計方法結構化設計方法由美國的IBM公司的Stevens、G.Myers和L.Constantine等人提出，是在結構化思想的基礎上發(fā)展起來的一種用于復雜系統(tǒng)結構設計的技術，它運用一套標準的設計準則和工具，采用模塊化的方法進行系統(tǒng)結構設計，適于系統(tǒng)設計的總體設計階段。管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.2.1結構化系統(tǒng)設計方法概述2.結構化系統(tǒng)設計的基本思想結構化系統(tǒng)設計主要是使用分解的方法，將系統(tǒng)結構分解成為相對、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、處理邏輯的內容等為基礎。通過“自上而下”和“自下而上”劃分的反復，將復雜系統(tǒng)的設計轉變?yōu)槎鄠€簡單模塊的設計。

管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.2.1結構化系統(tǒng)設計方法概述3.結構化系統(tǒng)設計的特點（1）相對獨立、功能單一的模塊結構（2）塊內聯(lián)系多、塊間聯(lián)系少（3）采用模塊結構圖描述管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.2.2模塊結構圖1.模塊結構圖概述（1）模塊結構圖的功能模塊結構圖用于描述系統(tǒng)內各個組成部分的結構及其相互關系。它能表達已經(jīng)被分解成若干個模塊組成的系統(tǒng)結構的層次和通訊關系。（2）模塊結構圖的組成

模塊、調用、數(shù)據(jù)信息、控制信息管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.2.2模塊結構圖2．模塊結構圖的主要成分（1）模塊（2）模塊間的調用（3）模塊間的通訊管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.2.2模塊結構圖3．模塊調用和通訊的規(guī)則（1）層模塊可以有一個或多個直屬下層模塊（2）下層模塊有一個上層模塊（3）同一層模塊不能相互調用（4）每個模塊只能調用其直屬的下層模塊,不能調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行，可以是單向或雙向，但不能越層進行管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.2.3模塊結構設計的原則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踐》清華大學出版社2014-076.2.3模塊結構設計的原則2．盡量提高模塊間的聚合度（1）偶然內聚（2）邏輯內聚（3）時間內聚（4）步驟內聚（5）通信內聚（6）順序內聚（7）功能內聚管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.2.3模塊結構設計的原則3．模塊的扇出系數(shù)和扇入系數(shù)模塊的扇出數(shù)指一個模塊擁有的直屬下層模塊的個數(shù)，一般認為，設計得好的系統(tǒng)平均扇出數(shù)為3或4，上限不超過7。一個模塊的扇入是指調用它的上級模塊的個數(shù)。管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.3代碼設計6.3.1代碼的意義與功能6.3.2代碼設計的原則6.3.3

代碼的分類與編碼方法6.3.4代碼的校驗管理信息理論與實踐》清華大學出版社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。代碼的符號可以是數(shù)字、字母或者是由數(shù)字和字母混合組成。在計算機化的信息系統(tǒng)中，每種實體和每個數(shù)據(jù)都要有代碼，它是實體的唯一標識，又被稱為“信息系統(tǒng)的數(shù)字神經(jīng)”。代碼設計的任務就是設計出一套供管理信息系統(tǒng)開發(fā)和運行所需的代碼系統(tǒng)。管理信息理論與實踐》清華大學出版社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算機處理的效率和精度。（2）利用代碼可以節(jié)省計算機的存儲空間，提高運算速度。（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）代碼是人和計算機的共同語言，是兩者交換信息的工具。管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.3.2代碼設計的原則1.唯一性2.標準性3.合理性4.可擴充性5.簡單性6.適用性7.規(guī)范化8.系統(tǒng)性管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.3.3代碼的分類與編碼方法代碼的種類如圖6-8所示代碼無實義代碼有實義代碼排序碼邏輯碼順序碼無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踐》清華大學出版社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)字來代表系統(tǒng)中的客觀實體或實體屬性。編碼時，按實體的出現(xiàn)順序，用數(shù)字或字母的順序與實體的順序相對應。故又可以將這種編碼法簡單地稱為計數(shù)編碼法。例如，按照GB2261-80規(guī)定1為男性，2為女性。管理信息理論與實踐》清華大學出版社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)間碼是按編碼對象的特點，把代碼分成若干個區(qū)間，每一區(qū)間代表編碼對象的一個類別。如郵政編碼就是典型的區(qū)間碼。管理信息理論與實踐》清華大學出版社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)字來代表實體。助記碼可以通過聯(lián)想幫助記憶的方法，將對象屬性代碼化，易記易讀。通常作為其他代碼分類中細分類的一種補充手段。例：TV-B-21,TV-C-29。助記碼適用于數(shù)據(jù)項數(shù)目較少的情況(一般少于50個)，否則可能引起聯(lián)想出錯。此外，太長的助記碼占用計算機容量太多，也不宜采用。管理信息理論與實踐》清華大學出版社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分組。5．縮寫碼縮寫碼是把人們習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。管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.3.4代碼的校驗1．校驗位的一般算法（1）對原代碼的每一位乘以一個權數(shù)，然后求它們的乘積之和。設原代碼有n位：C1C2C3…Cn對應的權數(shù)因子：P1P2P3…Pn它們的乘積之和：S=C1P1+C2P2+C3P3+…+CnPn其中：權數(shù)因子可以取自然數(shù)列1，2，3，…n；幾何級數(shù)2，4，8，…，2n；或質數(shù)等其他數(shù)列。（2）對乘積之和取模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)。校驗位J=R。管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.3.4代碼的校驗2．算術級數(shù)法指以自然數(shù)序列倒置為權，求得代碼的校驗位。例：若原碼為“12345”，用算術級數(shù)法，以11為模，求該代碼的校驗位。原代碼：12345各乘以權：54321乘積之和：5+8+9+8+5=35以11為模除以乘積之和，余數(shù)作為校驗碼

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

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

管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-07在系統(tǒng)分析階段進行新系統(tǒng)邏輯模型設計時，已從邏輯角度對數(shù)據(jù)存儲進行了初步設計。到系統(tǒng)設計階段，就要根據(jù)已選用的計算機硬件和軟件及使用要求，進一步完成數(shù)據(jù)存儲的詳細設計。管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.4.1文件分類1．按文件的存儲介質分類卡片文件、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、周轉文件、其他文件。管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.4.2數(shù)據(jù)文件設計數(shù)據(jù)文件設計是根據(jù)系統(tǒng)分析提出的目標系統(tǒng)邏輯模型或開發(fā)者與用戶協(xié)商提出的數(shù)據(jù)存儲要求，確定數(shù)據(jù)處理方式、文件的存儲介質、計算機操作系統(tǒng)提供的文件組織方式、存取方式、對存取時間以及處理時間的要求；設計出記錄中每一數(shù)據(jù)項的名稱、類型、寬度和小數(shù)位；還應確定記錄由哪個程序形成，又輸出到哪個程序以及文件的管理制度。管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.4.2數(shù)據(jù)庫設計1.集中式數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫設計的步驟：（1）數(shù)據(jù)庫結構定義（2）數(shù)據(jù)表定義（3）存儲設備和存儲空間組織（4）數(shù)據(jù)使用權限設置（5）數(shù)據(jù)字典設計管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.4.2數(shù)據(jù)庫設計2.分布式數(shù)據(jù)庫設計（1）分布式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的概念（2）分布式數(shù)據(jù)庫結構（3）分布式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)分布類型管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.5系統(tǒng)輸入、輸出及人機對話設計6.5.1輸入設計6.5.2

輸出設計6.5.3人機對話設計管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-07系統(tǒng)輸入輸出以及人機對話設計也是系統(tǒng)開發(fā)過程中的關鍵環(huán)節(jié)之一。科學合理的輸入輸出及人機對話設計，有利于減少輸入工作量，提高輸入數(shù)據(jù)的準確性，同時有利于提高輸出數(shù)據(jù)的精度以及有利于提高系統(tǒng)的易用性。管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.5.1輸入設計1.輸入設計的原則（1）最小量原則（2）簡單性原則（3）早檢驗原則（4）少轉換原則（5）減少延遲原則管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.5.1輸入設計2.輸入設計的內容（1）確定輸入數(shù)據(jù)內容（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（5）確定輸入設備管理信息理論與實踐》清華大學出版社2014-076.5.1輸入設計3.輸入設計的格式（1）簡列式（2）表格式（3）全屏幕編輯方式管理信息理論與