信息系统分析与设计 第四章 结构化系统设计.ppt

第五章第五章 结构化系统设计结构化系统设计第一节第一节系统设计概述系统设计概述第二节第二节系统结构设计系统结构设计第三节第三节代码设计代码设计第四节第四节数据库设计数据库设计第五节第五节I/O设计设计第一节第一节 系统设计概述系统设计概述在系统逻辑模型的基础上建立在系统逻辑模型的基础上建立()。新系统的物理模型新系统的物理模型管理信息系统讲义之系统设计系统设计的目标系统设计的目标：(1)基本目标：使所设计的系统必须满足系统逻辑模基本目标：使所设计的系统必须满足系统逻辑模型的各项具体要求，同时要尽可能地提高系统性能。型的各项具体要求，同时要尽可能地提高系统性能。(2)评价设计目标实现程度的指标主要有：评价设计目标实现程度的指标主要有：*系统可靠性系统可靠性系统可变更性系统可变更性系统的效率系统的效率系统的通用性系统的通用性系统的工作质量系统的工作质量系统的经济性系统的经济性问题：通过前面的叙述，问题：通过前面的叙述，请你分析在这请你分析在这6个指标中，个指标中，哪个应该是评价系统设计哪个应该是评价系统设计方案优劣时应该首要考虑方案优劣时应该首要考虑的一个标准。的一个标准。想一想，如何做才能提高系统的可变想一想，如何做才能提高系统的可变更性。更性。管理信息系统讲义之系统设计水波效应（水波效应（Waterwaveeffect）管理信息系统讲义之系统设计第二节第二节 系统总体结构设计系统总体结构设计是从是从计算机实现的角度出发，对已划分的计算机实现的角度出发，对已划分的子系统进行逐层分解，直到分解到模块。子系统进行逐层分解，直到分解到模块。一、结构化设计一、结构化设计(structureddesign)的原理的原理(1)结构化设计的原理结构化设计的原理*将将系统分解成由系统分解成由相对独立相对独立、功能单一功能单一的的模块组成的结构。模块组成的结构。采用采用结构化设计方法结构化设计方法。管理信息系统讲义之系统设计总体设计的基本概念总体设计的基本概念1、模块（、模块（Module）:通常指用一个名字可以调用通常指用一个名字可以调用的一段程序。的一段程序。一个模块应具备以下四个要素：一个模块应具备以下四个要素：输入和输出输入和输出功能功能内部数据内部数据程序代码程序代码外部特性外部特性内部特性内部特性管理信息系统讲义之系统设计2、模块结构图（模块结构图（Structured Chart）也称作控制结构图，是用来描述系统的模块结构及模块间的也称作控制结构图，是用来描述系统的模块结构及模块间的联系的图形。联系的图形。组成元素：组成元素：(1)模块，用长方形表示。模块，用长方形表示。(2)调用，从一个模块指向另一模块的箭头表示前一个模块调用，从一个模块指向另一模块的箭头表示前一个模块调用后一个模块。调用后一个模块。(3)数据，用带圆圈的小箭头表示从一个模块传向另一个模数据，用带圆圈的小箭头表示从一个模块传向另一个模块数据。块数据。(4)控制信息，用带圆点的小箭头表示从一个模块传向另一控制信息，用带圆点的小箭头表示从一个模块传向另一个模块的控制信息。个模块的控制信息。例：例：管理信息系统讲义之系统设计结构图示例：结构图示例：计计算算获得有效获得有效数据数据生成报表生成报表打印报表打印报表有效数据结果结 果EOF有效数据EOF获得编辑数获得编辑数据据核对数据核对数据打印表头打印表头打印表尾打印表尾管理信息系统讲义之系统设计3、模块间的联系、模块间的联系(两个标准两个标准)*(1)耦合耦合(coupling)块间联系块间联系耦合反映模块之间的连接的紧密程度。耦合反映模块之间的连接的紧密程度。(2)内聚内聚(cohesion)块内联系块内联系内聚指一个模块内各元素彼此结合的紧密程度。内聚指一个模块内各元素彼此结合的紧密程度。n=0Total=0Dowhile.t.Input请输入一个数请输入一个数tovalueIfvalue0exitEndifn=n+1total=total+valueEnddoaverage=total/n?”平均值为：平均值为：”,average管理信息系统讲义之系统设计模块的内聚模块的内聚(七类七类)*A：偶然内聚偶然内聚B：逻辑内聚逻辑内聚C：时间内聚时间内聚D：步骤内聚步骤内聚E：通讯内聚：通讯内聚F：顺序内聚顺序内聚G：功能内聚功能内聚注：上述七种内聚类型的程度依次增强。注：上述七种内聚类型的程度依次增强。PQRSk=ym=nx=l偶然内聚偶然内聚准备取取平均成绩？平均成绩？算平均成绩求最高成绩YN返回逻辑内聚逻辑内聚修改库存修改库存购购货单货单开发货票开发货票库存库存通讯内聚通讯内聚读入读入数据数据编辑数据编辑数据顺序内聚顺序内聚0分分1分分3分分5分分7分分9分分10分分管理信息系统讲义之系统设计A顺序内聚顺序内聚BCDE功能内聚功能内聚功能功能1功能功能2管理信息系统讲义之系统设计2、调用（符号）、调用（符号）三种调用方式：三种调用方式：无条件调用选择调用循环调用无条件调用选择调用循环调用ABABCABCD管理信息系统讲义之系统设计3、数据（符号）、数据（符号）调用模块可把数据传送到被调用模块供调用模块可把数据传送到被调用模块供处理，而被调用模块又可将处理的结果返回处理，而被调用模块又可将处理的结果返回到调用模块。到调用模块。查职工简历查职工简历读人事文件读人事文件职职工工号号简简历历数数据据管理信息系统讲义之系统设计4、控制信息（符号）、控制信息（符号）为指导下一步的执行，模块间有时还必须传送为指导下一步的执行，模块间有时还必须传送某些控制信息。某些控制信息。查职工简历查职工简历读人事文件读人事文件职职工工号号简简历历数数据据无无此此职职工工控制控制信息信息管理信息系统讲义之系统设计4、模块的扇入和扇出、模块的扇入和扇出*模块的扇出是指模块的直属下层模块的个模块的扇出是指模块的直属下层模块的个数，一般认为，设计好的系统平均扇出数数，一般认为，设计好的系统平均扇出数是是3 3或或4 4。一个模块的扇入是指有多少个上级模块调一个模块的扇入是指有多少个上级模块调用它。扇入越大，表示该模块被更多的上用它。扇入越大，表示该模块被更多的上级模块共享。级模块共享。管理信息系统讲义之系统设计ABCB1C1C2C3A的扇出为的扇出为2C的扇出为的扇出为3B的扇出为的扇出为1管理信息系统讲义之系统设计系统总体结构设计（模块结构图）系统总体结构设计（模块结构图）两个阶段：两个阶段：第一阶段：从第一阶段：从DFD导出初始的模块结构图导出初始的模块结构图第二阶段：对结构图进行修改，以提高模块的独第二阶段：对结构图进行修改，以提高模块的独立性，增加内聚，减少耦合。立性，增加内聚，减少耦合。三种方法：三种方法：(1)变换分析方法变换分析方法(2)事务分析方法事务分析方法(3)变换分析与事务分析结合使用变换分析与事务分析结合使用注：注：DFD的两种类型的两种类型 例：例：管理信息系统讲义之系统设计（1）变换分析方法）变换分析方法变换型变换型DFD是一种线状结构，可以明显分为输是一种线状结构，可以明显分为输入、主处理和输出三部分。所以变换分析方法就是入、主处理和输出三部分。所以变换分析方法就是通过对该数据流程图的分析，将其转换为系统结构通过对该数据流程图的分析，将其转换为系统结构图。一般分为三步：图。一般分为三步：1把把DFD划分成主处理、逻辑输入、逻辑输出三划分成主处理、逻辑输入、逻辑输出三部分，主处理（变换中心）就是几股数据流的汇合部分，主处理（变换中心）就是几股数据流的汇合处。处。2以主处理为中心，设计结构图的最上层和下层以主处理为中心，设计结构图的最上层和下层模块。有了最上层模块以后，就可以在此基础上分模块。有了最上层模块以后，就可以在此基础上分别按别按输入输入、变换变换和和输出输出设计出下一层模块。设计出下一层模块。3进一步设计中下层模块，直到进一步设计中下层模块，直到物理输入物理输入与与物理物理输出输出为止。为止。管理信息系统讲义之系统设计例：会计账务处理数据流程图例：会计账务处理数据流程图凭证输入AB凭证校验C分类汇总登记账簿DF编制报表EG主主处理处理管理信息系统讲义之系统设计账务处理账务处理凭证处理凭证处理报表处理报表处理账簿处理账簿处理C分类汇总分类汇总CDEED输入凭证输入凭证A编辑编辑BA输入编辑输入编辑B校验校验CB编制报表编制报表E打印打印GG格式转换格式转换D登记登记FF管理信息系统讲义之系统设计(2)事务分析方法事务分析方法事务分析是根据事务型结构的事务分析是根据事务型结构的DFD导出系统结导出系统结构图的一种设计方法。在事务型构图的一种设计方法。在事务型DFD中，输入的数中，输入的数据流通过某一个主处理后被分隔成一串平行的数据据流通过某一个主处理后被分隔成一串平行的数据流，然后有选择的执行后面的某个处理。流，然后有选择的执行后面的某个处理。首先找出事务处理中心，并据此设计主模块和第首先找出事务处理中心，并据此设计主模块和第一层模块；第一层模块一般包括：一层模块；第一层模块一般包括：输入检验输入检验和和选择选择处理处理两部分；接下来进一步分解，为每一类型的事两部分；接下来进一步分解，为每一类型的事务处理设计一个事务处理模块。务处理设计一个事务处理模块。管理信息系统讲义之系统设计输入检验AA、B处理3分类汇总处理1CF处理2DGEH事务处理事务处理输入数据输入数据判别类型判别类型处理处理1处理处理2处理处理3AAACDEB输入检验输入检验选择处理选择处理AABB管理信息系统讲义之系统设计(3)变换分析与事务分析结合使用变换分析与事务分析结合使用由于由于DFD往往是变换型和事务型的混合，往往是变换型和事务型的混合，在这种情况下，我们一般以在这种情况下，我们一般以变换分析为主变换分析为主，事务分析为辅事务分析为辅进行设计，即先找出变换中心，进行设计，即先找出变换中心，设计出结构图的上层，然后再根据设计出结构图的上层，然后再根据DFD中各中各部分的结构特点，适当地选用变换分析和事部分的结构特点，适当地选用变换分析和事务分析方法加以适当扩展、细化，最后得到务分析方法加以适当扩展、细化，最后得到系统结构图。系统结构图。管理信息系统讲义之系统设计系统结构图与系统结构图与DFD的区别的区别：*1、DFD是从数据在系统中的流动情况来考虑系统的，是从数据在系统中的流动情况来考虑系统的，而结构图是从功能的层次关系上来考虑系统，前者从数据而结构图是从功能的层次关系上来考虑系统，前者从数据流着眼，后者从控制层次着眼。流着眼，后者从控制层次着眼。2、DFD的绘制过程是从具体到抽象，逐步去掉各种的绘制过程是从具体到抽象，逐步去掉各种处理方法，只表示抽象的系统逻辑功能。而结构图正好相处理方法，只表示抽象的系统逻辑功能。而结构图正好相反，由一个总的抽象的系统功能出发，逐步加入具体的实反，由一个总的抽象的系统功能出发，逐步加入具体的实现方法和技术手段，最后得到一个物理模型。现方法和技术手段，最后得到一个物理模型。两者作用和绘制过程正好相反，分别用于表述对目标两者作用和绘制过程正好相反，分别用于表述对目标系统的要求和实现步骤。系统的要求和实现步骤。管理信息系统讲义之系统设计第三节第三节 代码设计代码设计代码是指用以代表系统中客观存在的事代码是指用以代表系统中客观存在的事物名称，属性或状态的符号。物名称，属性或状态的符号。代码的功能：代码的功能：利用代码便于反映数据或信息间的逻辑关利用代码便于反映数据或信息间的逻辑关系，使其具有系，使其具有唯一性唯一性。便于计算机进行识别和处理。便于计算机进行识别和处理。节省计算机的存储空间，提高运算速度。节省计算机的存储空间，提高运算速度。可以提高系统的可靠性。可以提高系统的可靠性。校验码校验码管理信息系统讲义之系统设计代码的种类代码的种类*b、区间码区间码按编码对象特点把代码分成若干个区段，每一个按编码对象特点把代码分成若干个区段，每一个区段表示编码对象的一个类别。区段表示编码对象的一个类别。a、顺序码：用一连串的数字来代表编码对象，是顺序码：用一连串的数字来代表编码对象，是最常见的一种编码形式。它是一种无实义代码。最常见的一种编码形式。它是一种无实义代码。优缺点：简单、易处理，缺点是不能反映编码对象优缺点：简单、易处理，缺点是不能反映编码对象特征，代码本身无任何意义，另外，由于代码顺序特征，代码本身无任何意义，另外，由于代码顺序排列，删除代码不方便，易造成空码，缺乏灵活性，排列，删除代码不方便，易造成空码，缺乏灵活性，常用于其它代码的一种补充部分。常用于其它代码的一种补充部分。管理信息系统讲义之系统设计优点：码中数字值和位置都代表一定意义，信息比较优点：码中数字值和位置都代表一定意义，信息比较可靠，排序、分析、检索等操作易于进行。缺点：码长可靠，排序、分析、检索等操作易于进行。缺点：码长与分类属性数量有关，有时可能造成很长的码，码的维与分类属性数量有关，有时可能造成很长的码，码的维护比较困难。护比较困难。*c、助记码助记码用文字、数字或两者结合的描述，其特点是可能通过联用文字、数字或两者结合的描述，其特点是可能通过联想来帮助记忆，它适用于数据项目较少的情况，否则可想来帮助记忆，它适用于数据项目较少的情况，否则可能引起联想差错，对于太长的助记码占用计算机存储量能引起联想差错，对于太长的助记码占用计算机存储量太大，也不宜采用。太大，也不宜采用。如：如：TV-B-30 表示表示30CM黑白电视机黑白电视机优点：直观、便于记忆和使用。缺点：不便于计算机处优点：直观、便于记忆和使用。缺点：不便于计算机处理，容易联想出错。理，容易联想出错。管理信息系统讲义之系统设计代码的校验代码的校验*为了保证输入的正确性，人们在设计代码时，可为了保证输入的正确性，人们在设计代码时，可以在原代码的基础上，加上一个以在原代码的基础上，加上一个校验位校验位，使其成，使其成为代码的一部份，校验位通过事先定义好的数学为代码的一部份，校验位通过事先定义好的数学方法计算出来，当带有校验位的代码输入计算机方法计算出来，当带有校验位的代码输入计算机时，计算机也用同样的方法，计算代码的校验位，时，计算机也用同样的方法，计算代码的校验位，并把它和输入的代码校验位相比较，以检验代码并把它和输入的代码校验位相比较，以检验代码输入的正确性。输入的正确性。代码校验可查出：抄写错误、易位错误、双易位代码校验可查出：抄写错误、易位错误、双易位错误、随机错误。错误、随机错误。管理信息系统讲义之系统设计ABCDEF6位原代码位原代码G+校验码校验码通过事先定义好的数通过事先定义好的数学方法计算出来学方法计算出来ABCDEFG=7位新代码位新代码输输入入到到计计算算机机由计算机按同样的由计算机按同样的数学方法计算数学方法计算G如果如果G=G原代码正确原代码正确如果如果GG原代码错误原代码错误例：例：G=(A+2B+3C+4D+5E+6F)%11问题问题:你认为校验码的计算你认为校验码的计算方法应该有什么样的规律方法应该有什么样的规律?管理信息系统讲义之系统设计(1)校验码设计校验码设计设原代码有设原代码有N位：位：C1、C2Cn1对原代码的每一位乘以一个权数，然后求对原代码的每一位乘以一个权数，然后求乘积之和乘积之和。C1、C2Cn权因子权因子P1P2Pn乘积之和乘积之和S=C1P1+C2P2+CnPn管理信息系统讲义之系统设计2对对S取模取模R=MOD(S，M)3校验位校验位Cn+1=R或或MR问题问题:权因子的选择有什么要求权因子的选择有什么要求?模模M的选择有什么要求的选择有什么要求?说明：说明：*权因子的选择权因子的选择算术级数算术级数1、2n几何级数几何级数2、42n质数质数1、3、5、7、11模的选择模的选择11较好。另外可取较好。另外可取10、13、9等。等。管理信息系统讲义之系统设计例：原代码为：例：原代码为：12345权：权：32、16、8、4、2S132216384452114M11RMOD（114,11）4C6R4新代码为：新代码为：123454若若此代码出现易位错误，即：此代码出现易位错误，即：12345误抄写为误抄写为14325，试用此方法算出其检验位，体会校验码的作用。，试用此方法算出其检验位，体会校验码的作用。如果权因子设为如果权因子设为1，2，1，2是否可以。是否可以。12211123451管理信息系统讲义之系统设计第四节第四节 数据库设计数据库设计数据库设计步骤应与系统开发的各个阶段相对应。数据库设计步骤应与系统开发的各个阶段相对应。*用户需求分析用户需求分析概念结构设计概念结构设计逻辑结构设计逻辑结构设计物理结构设计物理结构设计系统分析系统分析系统分析系统分析系统设计系统设计系统设计系统设计系系统统开开发发步步骤骤数数据据库库设设计计步步骤骤管理信息系统讲义之系统设计将将组合属性组合属性化为原子属化为原子属性性消除部分函消除部分函1NF：关系中的每个属性都是原子属性关系中的每个属性都是原子属性数依赖数依赖消除传递函消除传递函2NF：数依赖数依赖 3NF：满足满足1NF的的同时，关系中的每一个同时，关系中的每一个非主属性都完全依赖于主关键字非主属性都完全依赖于主关键字满足满足2NF的同时，关系中的每一的同时，关系中的每一个非主属性都不传递依赖于主关个非主属性都不传递依赖于主关键字。键字。关系规范化：关系规范化：管理信息系统讲义之系统设计第五节第五节 输入输入/输出设计输出设计一、输出设计一、输出设计输出是系统产生的结果或提供的信息。输出是系统产生的结果或提供的信息。输出设计的目的是为了正确及时地反映和组输出设计的目的是为了正确及时地反映和组成用于生产和服务部门的有用信息。成用于生产和服务部门的有用信息。问题：你认为在进行设计时，应该先问题：你认为在进行设计时，应该先进行输入设计还是进行输入设计？进行输入设计还是进行输入设计？管理信息系统讲义之系统设计输出设计的内容包括：输出设计的内容包括：1.有关输出信息使用方面的内容有关输出信息使用方面的内容;2.输出信息的内容输出信息的内容;3.输出格式输出格式;4.输出设备输出设备;5.输出介质输出介质.管理信息系统讲义之系统设计设计输出报告时要注意以下几点设计输出报告时要注意以下几点:1.方便使用者方便使用者;2.要考虑系统的硬件性能要考虑系统的硬件性能;3.尽量利用原系统的输出格式，确需修改，尽量利用原系统的输出格式，确需修改，应与有关部门协商应与有关部门协商;4.输出表格要考虑系统发展的需要。输出表格要考虑系统发展的需要。5.输出的格式和大小要试制输出样经用户同输出的格式和大小要试制输出样经用户同意后才能正式使用。意后才能正式使用。管理信息系统讲义之系统设计管理信息系统讲义之系统设计管理信息系统讲义之系统设计二、输入设计二、输入设计输入设计的任务就是如何保证将数据正确地输入设计的任务就是如何保证将数据正确地传递到系统中去，然后由计算机完成各种各样的传递到系统中去，然后由计算机完成各种各样的后续处理工作。后续处理工作。例：例：输入设计的几个目标输入设计的几个目标:l、控制输入量。、控制输入量。2、减少输入延迟。、减少输入延迟。3、减少输入错误。、减少输入错误。4、避免额外步骤。避免额外步骤。5、输入过程应尽量简化。、输入过程应尽量简化。管理信息系统讲义之系统设计输入设计的原则：最小量原则、简单性原则、输入设计的原则：最小量原则、简单性原则、早检验原则早检验原则。管理信息系统讲义之系统设计输入检验输入检验校验方法：校验方法：1、重复校验、重复校验2、视觉校验、视觉校验3、格式校验、格式校验4、逻、逻辑校验辑校验5、界限校验、界限校验6、顺序校验、顺序校验7、记录个、记录个数校验数校验8、平衡校验、平衡校验输入错误的种类：输入错误的种类：1、数据本身错误；、数据本身错误；2、数据数量错误；、数据数量错误；3、数据、数据延迟的错误。延迟的错误。管理信息系统讲义之系统设计