宿舍管理系统总体设计说明书...doc

学生宿舍管理系统宿舍管理系统总体设计说明书管理信息系统设计阶段的主要目的，是将系统分析阶段所提出的,反映了本系统使用情况的信息需要的逻辑方案，转化成可以实施的，基于计算机以及通信信息的物理方案，并考虑到企业的经济、技术和运行环境等方面的因素,确定系统的总体结构和系统各组成部分的技术方案,合理的选择计算机的各项软硬件配置,提出系统的实施计划，确保总体目标的实现。系统设计是基于系统分析的基础上，由抽象到具体的过程，同时，还必须考虑到系统实现的内外环境和主客观条件。 通常，这一阶段工作的主要考虑以下几个方面：1)系统分析的成果。系统设计,从工作流程的角度来看，是系统分析工作的继续，因此，系统设计人员必须严格按照系统分析阶段的成果-“系统说明书”，所规定的目标、任务和逻辑功能开展设计工作.2）现行技术。主要指可供选用的计算机硬件技术、软件技术、数据管理技术以及数据通信技术和计算机网络技术。3)现行信息管理和信息技术的标准、规范和相关的法律制度。4)用户需求。系统的直接使用者是用户,进行系统设计时应充分尊重和理解用户的要求，特别是用户在操作使用方面的要求，应尽可能使用户感到满意。5)系统运行环境。新系统的目标应与现行的管理方法相匹配,与组织机构的改革和发展相适应。在系统设计中，应尽量满足以下要求:1）系统性；2）可扩展性;3）可靠性;4)经济性.系统设计阶段的活动主要包括： 系统总体布局方案的确定； 软件系统总体结构的设计； 计算机硬件方案的选择和设计； 数据存储的总体设计。一、软件模块结构设计 在系统需求分析阶段，已经弄清了系统的各种需求，解决了要让所开发的系统“做什么"的问题，并已在系统需求说明书中详尽地阐明了需求，在系统设计阶段，要着手解决“怎么做”的问题。现有的系统设计的方法和工具有如下几种：l、 结构化设计方法：规定了一系列模块的分解协调原则和技术，结构化设计的基础是模块化，即将整个系统分解成相对独立的若干模块，通过对模块的设计和模块之间关系的协调实现整个软件系统的功能.2、系统流程图：是系统的描述工具。它用图形符号描述了所有的输入输出和与之有关的处理，同时,也包括了对所有文件的建立过程。3、HIPO（分层和输入一处理一输出）技术：采用图形方法表达一个系统的输入和输出功能，以及模块的层次。4、控制结构图：用于描述模块的层次结构和模块之间的控制通讯联系的工具。鉴于应用HIPO技术可以进行系统设计和评价。在系统实施之前对已设计的系统进行加工和修改：以及HIPO图清晰易懂，可以使用户、管理人员和其他系统建设者很方便地理解系统的程序结构：同时也有利于程序的编写和系统的维护.所以,我们在对宿舍管理系统进行总体结构设计时,选用了HIPO技术。1.1 HIPO技术 HIPO（Hierarchy plus Input/Process/Output）技术：用图形的方法表达一个系统的输入输出功能以及模块层次. HIPO技术包括两个方面： 1）HIPO分层图：表示自顶向下分解所得的模块层次; 2）IPO图（输入处理输出图）:此图描述分层图中一个模块的输入、处理和输出内容.1。2 HIPO分层图HIPO分层图用一个长方形代表一个模块，方块内可写上标识此模块的处理功能名或模块名。模块之间的调用关系用两模块间的联结线表示。采用自顶向下扩展的方法先画综合性强、层次较少的模块结构,然后再根据需要一步一步扩充,直到每个模块的处理功能和规模符合系统分解的原则。根据系统分析结果，得出学生宿舍管理系统的HIPO图（如图2所示）图1 模块结构图2学生宿舍管理系统HIPO图81.3 IPO图IPO图实际上是一种图纸化的表格,它描述分层图中每一个模块的输入输出关系、处理内容、该模块的内部数据和模块间的调用关系，是系统设计的重要成果，是系统实施阶段编制程序设计任务书和进行程序设计的出发点和依据。在系统设计中每一个模块必须有相应的IPO图作为设计结果的描述.本系统部分IPO图如下表所示:1、树根模块此图描述了输入、处理和输出内容， 如主界面模块,详见下图所示： IPO图系统名：学生宿舍管理系统 制图者：余磊、朱菲、田瑞模块名称：学生宿舍管理系统主界面 日期：20131023 备注：调用下列模块： 住宿信息查询、水电信息查询由下列模块调用 登录模块输出：输入： 用户名、密码处理内容： 根据用户名和密码验证用户合法身份，将其相应权限赋给全局变量；1、同学生签订协议并登记学生的详细资料；2、对学生所交的住宿费用开符合规定的发票；3、按照要退房学生的房间号，计算出结余的金额，并开房间清单；4、按照每月的水电费，计算每个人水电费，并从扣除；5、据每个人交费情况对学生所住的房间进行调整；内部元素： 图3 主界面模块2、中间模块 此图描述了一个中间模块的输入、处理和输出内容， 如查询统计模块，详见下图所示： IPO图系统名：学生宿舍管理系统 制图者：田瑞、余磊、朱菲模块名称：学生住宿信息系统查询界面 日期：20131023 备注：由下列模块调用 系统主界面调用下列模块： 房间分配，调整房间，退房处理输入： 用户权限变量输出：处理内容： 根据用户权限变量的值，确定是否可以调用该模块及该模块的下级模块：1、按照输入的查询条件可查询学生住宿的情况；2、按照输入的查询条件可查询房间的情况内部元素： 图4 住宿信息查询统计模块 IPO图系统名：学生宿舍管理系统 制图者：朱菲、田瑞、余磊 模块名称：学生宿舍管理系统水电费输入界面 日期：20131023 备注：调用下列模块： 统计，核算由下列模块调用 水电费管理输出： 每个学生的每月水电费数据输入： 房间号、月份、水费、电费、公摊、操作员姓名处理内容： 将该房间本月的水电费输入后，计算出该房间每个学生应付的水电费：1、 按月进行统计，计算出每月的水电费计算总额；2、根据住宿实际人数，计算出水电费情况以及上月个人水电费余额，计算出本月水电费余额内部元素：图5 水电费信息查询模块 图6 系统数据流图 图7 房间管理模块数据流图图8 退房数据流图 图9 水电费信息数据流图二、数据库设计 数据库是一种存储数据并对数据进行操作的工具.数据库的作用在于组织和表达信息，简而言之，数据库就是信息的集合。数据库技术是宿舍管理系统的核心技术之一。 在数据库系统中,主要的数据模型有:层次模型、网状模型、关系模型等。数据库中包含了多个数据表的信息，数据库含有各个不同部分的术语,象记录、域等.其中,应用最广泛的当属关系模型。在宿舍管理系统中应用的就是关系模型。数据库设计一般分为五个阶段：规划、需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计.2.1 概念设计 在进行数据库设计时，是先将现实世界中的客观对象抽象为不依赖任何具体机器的信息系统,数据库概念设计的目标就是要产生反映企业组织信息需求的数据库概念结构，即概念模型,而后再把概念模型转化为具体机器上计算机信息管理系统支持的相关模型。概念模式是独立与数据库逻辑结构，独立与支持数据库的DBMS,不依赖于计算机系统的。概念模型是表达概念设计结果的工具.它应该能够真实、充分地反映现实世界中事物和事物之间的联系；应该简洁、明晰、独立于机器，容易理解，方便数据库设计人员和应用人员进行交流；应该易于变动,便于修改；应该很容易向关系、层次或网状等各种数据模型转变，方便地导出与DBMS有关的逻辑模型.从而使概念模型成为现实世界到机器世界的一个过渡的中间层次.概念模型有很多模型,其中最常用的方法之一是“实体联系模型”（entity relationship model），即使用ER图来描述某一组织的概念模型。一、 系统实体的联系和属性ER模型（entity relationship model）是P.P.CHEN于1976年提出的。这个模型是直接从现实世界中抽象出实体类型及实体间联系，即是一种用于描述静态数据结构的概念模型，是对现实世界的一种抽象。它的主要成分是实体、联系和属性。因此可利用E-R模型进行数据库概念设计。逻辑设计的目的是把概念设计阶段的基本E-R图转换为与选用的机器上的DBMS所支持的数据模型相符合的逻辑结构。ER模型的“联系”用于刻画实体之间的联系.一种完整的方式是对局部结构中任意两个实体类型，依据需求分析的结果,考察局部结构中任意两个实体类型间是否存在联系。若有联系，进一步确定是1:N，M：N,还是1:1等。还要考察一个实体类型内部是否存在联系，两个实体之间是否存在联系，多个实体之间是否存在联系等等。在联系类型确定后，除了注意防止出现冗余的联系之外，还需要命名和确定键。学生宿舍管理信息系统中所涉及的主要实体（共四个）及属性如下(下划线代表的是主键)：类型：（类型号，额定人数，有无空调,有无卫生间)房间：(房间号，住宿性别,应住人数，现住人数）学生：（学号，姓名,性别，身份证号，年龄，入住时间，电话,家庭住址，专业）水电费：（房间号，月份，水费,电费，操作员姓名）本系统有两个联系，其中1：N联系两个，M:N联系两个，以下为联系的关系：分摊1（月份，水费，电费）分摊2（月份，房租费）.1)房间信息:类型和房间是1：N的关系,因为一个类型可以对应于多个房间,而一个房间只有一个唯一的类型。2) 水电费：房间和每月的水电费是1:N的关系,因为一个房间可以有多个月的水电费，而一个月的水电费则对应唯一一个房间。3） 房间管理：房租和房间是1:N的关系,因为一个房间可以有多个月的房租费，而一个月的房租费则对应唯一一个房间。4）学生：房间和学生是1:N的关系，因为一个房间可以有多个学生住宿，而每学生则对应唯一一个房间。5）交费：水电费和学生是M：N的关系，因为一个房间的水电费可以对应若干学生，而每个学生又可以有多个月份的水电费.二、ER图数据模型是数据库系统的核心和基础，各种机器上的DBMS都是基于某种数据模型的。但在数据库设计中,如果直接将现实中的客观对象直接转换为机器世界中的对象常常比较困难，因此往往将现实世界中的客观对象首先抽象为不依赖任何具体机器的信息结构，这种信息结构不是DBMS支持的数据模型，而是概念及模型，于是就需要ER图的出现.E-R图是直观表示概念模型的工具,在图中有四个基本成分：1） 矩形框:表示实体类型;2） 菱形框：表示联系类型；3） 椭圆形框：表示实体类型和联系类型的属性；4） 直线：图中涉及到的实体类型之间以直线连接,并在直线部标上联系的种类。（1：1，1：N,M:N)注：因为某些实体属性较多，在图上不便一一标出，故在E-R图上一律不标属性。具体图示如下：M N实 体属 性联 系联系的种类类型分类收费11N1NN1NM房间学生住宿费水电费有收费2分摊分摊MN1N本系统的ER图如下所示：图10学生宿舍管理系统E-R图2。2 逻辑设计逻辑结构设计的任务是把概念结构设计阶段设计完毕的基本ER图转化为与选用的具体机器上的DBMS产品所支持的数据模型相符的逻辑结构(包括数据库模式和外模式).这些模式在功能性、完整性和一致性约束及数据库的可扩充性等方面应满足用户的各种要求.ER图向关系模型的转化要解决的问题是如何将实体和实体间的关系转化为关系模式，如何确定这些关系模式的属性和代码。一 转换规则ER模型中的主要成分是实体类型和联系类型,它向关系模式转化的规则是：对于实体模型，将每个实体类型转换成一个关系模式,实体的属性即为关系模式的属性,实体标识符即为关系模式的健。对于联系类型,要视1：1，1：N，M：N以及1:M：N等多种情况做不同处理：1） 若两个实体间的联系是1：1,可以在两个实体类型转换成的两个关系模式中任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的健和联系类型的属性。2) 若两个实体间的联系是1：N,则在N端实体类型转换成的关系模式中加入1端实体类型转换成的关系模式的键和联系类型的属性。3） 若两个实体间的联系是M:N，则将联系类型也转换成关系模式，其属性为两端实体的键加上联系类型的属性，而键为两端实体间的组合.4) 若三个实体间的联系是1：M：N，则将联系类型也转换成关系模式，其中包括有三个参加的实体集及这个联系的所有属性。二、关系模式本系统共有实体五个，1个M:N的联系，按上述方法将ER 图转换为如下的七个关系模式如下：（主键用下划线表示，外键在前面用“#”表示）。类型:(类型号，额定人数,有无空调，有无卫生间)房间：（房间号， 类型号,住宿性别,应住人数，现住人数)学生：（学号,#房间号，姓名,性别，身份证号,年龄,入住时间，电话,家庭住址，专业)水电费：(月份，房间号，水费,电费，操作员姓名）房租：（#月份，房间号，住宿费）分摊1：(月份,#房间号，学号，水费,电费）分摊2：（月份,房间号,学号,房租费）.2.3 数据库的实现 通过对ER图转换的关系模式进行分析，并结合宿舍管理系统的具体功能、要求和开发数据库系统的特点，对系统的数据库做如下设计，限于篇幅,仅举两例（代表主键，#代表外键）:1、czyb表1操作员表键字段编码数据类型长度（字节）字段名称*Czy_xmchar10操作员姓名Czy_pwchar20密码Czy_chaxunchar1查询权限Czy_luruchar1录入权限Czy_shezhichar1系统设置权限2、room_month表2月水电费表键字段编码数据类型长度（字节）字段名称Mo_nochar3月份#Ro_nochar2房间号Ro_mo_waternumeric5+2水费Ro_mo_eletrnumeric5+2电费Ro_mo_publicnumeric5+2公摊Czy_xmchar10操作员姓名三、计算机系统配置方案的选择和设计一、计算机系统的硬件配置方案 计算机系统的硬件配置方案的设计应考虑以下因素:系统吞吐量、系统响应时间、系统可靠性、数据管理的方式、地域范围、单机系统还是多机系统、集中式还是分布式等。 根据系统调查和系统分析的结果来考虑系统的物理结构和硬件配置,并结合学生宿舍的实际情况和所选用的软件开发工具及数据库系统的特点来综合进行物理配置方案的设计。 目标系统的硬件环境：CPU赛扬700，128M内存，20G硬盘，同时配备打印机一个.二、计算机系统软件配置方案 目标系统软件环境：Windows98 中文版，桌面数据库管理系统，Adaptive Server Anywhere 8。0。三、开发工具软件开发环境:Windows2000sp4，PowerBuilder 9。0。四、系统总体安全性、可靠性方案与措施 系统的可靠性和安全性是信息系统质量的两个最重要的性能要求，两者既有区别,又是密切联系的.可靠性是系统为了避免来自系统内部的差错、故障需采取的保护措施；而安全性是系统为了防止来自系统外部的对系统资源特别是信息的非法使用和访问有意或无意的破坏而采取的安全和保密手段,二者由于面向的目标不同，在采取的措施和方法上也有所不同，但从系统的功能和性能上又是彼此促进、相辅相成的。4.1 系统安全性 信息系统的安全性是指防止意外或人为地破坏信息系统的运行，或非法使用信息资源,而对信息系统采取的安全保护措施。 与信息系统安全性相关的因素有很多，主要可以划分为以下几类：自然及不可抗拒的因素;硬件及物理因素;电磁波因素;软件因素;数据因素；人为及管理因素。 由此产生的安全保护措施可分为：技术性和非技术性二大类，非技术性措施指行政管理、法律制度和其它物理措施;在本系统中,最主要的是技术性措施. 所谓技术安全性即在系统内部采用技术手段，防止对系统资源的非法使用和对信息资源的非法存取操作。本系统中所采用的主要措施是： 1、设置用户和口令：非授权用户不能进入系统。 2、设置用户权限:特定用户只能各负其责，使用与自己业务有关的特定功能模块,非法用户是不能使用系统的任何资源的。例如:管理员具有最高权限,除了具有其他用户的所有权限以外,还可以对系统用户进行管理，添加删除系统用户，改变他们的权限，以及对本系统数据库进行维护；而数据录入人员除了查询以外,还可以对涉及到数据录入的功能，如资料登记、交费等具有使用权限；访客对系统只有查询权限。4。2 系统可靠性 系统的可靠性是指，在满足一定条件的应用环境中系统能够正常工作的能力。由于错误不可避免,因此提高可靠性的主要途径是使系统具有容错能力，使信息系统在产生错误、发生故障的情况下，仍然具有继续运行的能力,信息系统就应该具备以下功能：故障约束功能；故障检测功能；故障恢复功能。 对于本系统而言，采用的措施主要有: 1、防止程序重复启动，造成系统错误； 2、对输入数据的类型进行审查，防止数据库未知错误； 3、定期对重要数据进行备份.