管理信息系统第六章系统设计培训讲学.docx
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管理信息系统第六章系统设计培训讲学
第六章系统设计
6.1概述
一、系统设计的原则
系统性
灵活性
可靠性
经济性
二、系统设计的主要内容
1、系统总体结构设计
系统总体结构设计包括两方面的内容：
系统网络设计是在此基础上作进一步的详细设计，设计出计算机网络的拓扑结构和计算机资源配置图。
系统化分为若干个子系统的工作，在系统分析阶段已经基本完成，但不够详细。
系统模块化结构设计工作是在系统分析阶段对子系统划分的基础上，再进一步地换分，将它逐层的分解成多个大小是党、功能单一、具有一定独立性的模块，以便程序设计工作的进行。
2、代码设计
代码设计就是通过设计合适的代码形式，使其作为数据的一个组成部分，用以代表客观存在的实体、实物和属性，以保证它的唯一性便于计算机处理。
3、数据库（文件）设计
根据系统分析得到的数据关系集和数据字典，再结合系统处理流程图，就可以确定出数据文件的结构和进行数据库设计。
4、输入/输出设计
输入/输出设计主要是对以纪录为单位的各种输入输出报表格式的描述，另外，对人机对话各式的设计和输入输出装置的考虑也在这一步完成。
5、处理流程设计
处理流程设计是通过系统处理流程图的形式，将系统对数据处理过程和数据在系统存储介质间的转换情况详细地描述出来。
在设计中，它要与系统模块化结构设计结合起来，以模块化结构设计为参考。
一般来说，每一个功能模块都应设计一个处理流程。
6、程序流程设计
程序流程设计是根据模块的功能和系统处理流程的要求，设计出程序模框图，为程序员进行程序设计提供依据。
在这一步中，也可以使用判定表或者程序结构模块突来代替程序框图。
7、系统设计文档
系统设计文档包括三部分内容：
系统标准化设计：
是指各类数据编码要符合标准化要求，对数据库（文件）命名、功能模块命名也要标准化。
另外，为了保证系统安全可靠运行，还要对数据进行保密设计，对系统进行可靠性设计。
描述系统设计结果：
是指系统设计说明书，程序设计说明书，系统测试说明书以及各种图表等，要将他们汇集成册，交有关人员和部门审核批准。
拟定系统实施方案：
是在系统设计结果得到有关人员和部门认可之后，拟定系统实施计划，详细地确定出实施阶段的工作内容、时间和具体要求。
三、系统设计的步骤
1、系统总体设计，其中包括：
系统总体布局方案的确定
软件系统总体结构设计
数据存储的总体设计
计算机和网络系统方案的选择
2、详细设计，其中包括：
代码设计
数据库设计
输出设计
输入设计
处理流程设计
程序流程设计
3、系统实施进度与计划地制定
4、系统设计说明书的编写
四、系统设计的成果与文档内容
系统设计说明书是系统设计阶段的成果，它从系统设计的主要方面说明系统设计的指导思想、采用的技术方法和设计结果，是新系统的物理模型，也是系统实施阶段工作的主要依据。
1、概述
系统的功能，设计目标及设计策略；
项目开发者，用户，系统与其他系统或机构的联系；
系统的安全和保密限制。
2、系统设计规范
程序名，文件名即变量名的规范化；
数据字典。
3、计算机系统的配置
硬件配置：
主机，外存，终端与外设，其他辅助设备、网络形态；
软件配置：
操作系统，数据库管理系统，语言，软件工具，服务程序，通信软件。
4、系统结构
系统的模块结构图
各个模块的IPO图
5、代码设计
各类代码的类型，名称，功能，使用范式及要求等。
6、文件（数据库）设计
数据库总体结构：
各个文件数据的逻辑关系；
文件结构设计：
各类文件的数据项名称，类型及长度等；
文件存储要求，访问方法及保密处理。
7、输入设计
各种数据输入方式的选择
输入数据的格式设计
输入数据的交验方法
8、输出设计输
输出介质
输出内容及格式
9、系统安全保密性设计关于系统安全保密性设计的相关说明
10、系统实施方案及说明实施方案，进度计划，经费预算等。
6.2总体结构设计
一、系统总体功能结构设计
1、结构化设计思想
**系统性。
就是在功能结构设计时，全面考虑各方面情况。
不仅考虑重要的部分，也要兼顾考虑次重要的部分；不仅考虑当前急待开发的部分，也要兼顾考虑今后扩展部分。
自顶向下分解步骤。
将系统分解为子系统，各子系统功能总和为上层系统的总的功能，再将子系统分解为功能模块，下层功能模块的实现上层的模块功能。
**层次性。
上面的分解是按层分解的，同一个层次是同样由抽象到具体的程度。
各层具有可比性。
如果有某层次各部分抽象程度相差太大，那极可能是划分不合理造成的。
结构化方法分解的功能结构图如下：
制造成本管理子系统A0
物资取得成本管理A01
生产成本管理A02
综合成本管理A03
直接材料成本管理A021
能源成本管理A022
设备使用成本管理A023
工资与费用成本管理A024
焦化原料
成本管理
A0211
烧结矿原料成本管理A0212
生铁原料成本管理A0213
钢铁原料成本管理
A0214
辅助材料成本管理
A0215
2、模块化设计思想
把一个信息系统设计成若干模块的方法称为模块化。
其基本思想是将系统设计成由相对独立、单一功能的模块组成的结构，从而简化研制工作，防止错误蔓延，提高系统的可靠性。
在这种模块结构图中，模块支点的调用关系非常明确、简单。
每个模块可以单独的被理解、编写、调试、查错与修改。
模块结构整体上具有较高的正确性、可理解性与可维护性。
功能模块结构图的基本符号：
绘制范例：
模块模块是可以组合、分解和更换的单元，是组成系统、异于处理的基本单位。
模块应具备以下四个要素：
输入和输出----模块的输入来源和输出去向都是同一个调用者，一个模块从调用者取得输入，加工后再把输出返回调用者；
功能----模块把输入转换成输出所做的；
内部数据----仅供该模块本身引用的数据
程序代码----用来实现模块功能的程序
前两个要素是模块的外部特性，即反映模块的外貌。
后两个要素是模块的内部结构特性。
在结构化设计中，首先关心的是外部特性，其内部特性只做必要了解。
调用
在模块结构图中，用连接两个模块的箭头表示调用。
箭头总是由调用模块指向被调用模块，但是应该理解成被调用模块执行后又返回到调用模块。
一个模块是否调用一个从属模块，决定于调用模块内部的判断条件，则该调用称为模块间的判断调用，采用菱形符号表示。
如果一个模块通过其内部的循环功能循环调用一个或多个从属模块，则该调称为循环调用，用弧形箭头表示。
数据
当一个模块调用另一个模块时，调用模块可以把数据传送到被调用模块处处理，而别调用模块又可以将处理的结果送回调用模块。
在模块之间传送的数据，使用与调用箭头平行的带空心圆的箭头表示，并在旁边标上数据名。
如下页图（a）表示模块A调用B时，A将数据X，Y传送给B，B将处理结果数据Z返回给A。
控制信息
为了指导程序下一步的执行，模块间有时还必须传送某些控制信息。
例如，数据输入完成后给出的结束标志，文件读到末尾产生的文件结束标志等。
控制信息与数据的主要区别是前者只反映数据的某种状态，不必进行处理。
在模块结构图中，用带实心圆的箭头表示控制信息。
如下图（b）中所示，该图表示送来的职工号有误的控制信息。
转接符号
当模块结构图在一张图上画不下，需要转接到另外一张纸上，或者为了避免图上线条交叉时，都可以使用转接符号，如下图（c）所示工资计算程序模块结构图中，①即为转接符号。
在画模块结构图时，通常将输入、输出模块分别画在左、右两边，计算或其他模块放在中间。
为了便于理解系统的整个结构，尽量将整个模块结构图画在一张纸上。
二、系统平台设计
管理信息系统平台设计包括计算机处理方式，网络结构设计，网络操作系统的选择，数据库管理系统的选择等软、硬件选择与设计工作等。
1、按管理信息系统的目标选择系统平台
单项业务系统----常用各类PC，数据库管理系统作为平台。
综合业务管理系统----以计算机网络系统平台，如Novell网络和关系型数据库管理系统。
集成管理系统----OA,CAD,CAM,MIS,DSS等综合而成的一个有机整体，综合性更强，规模更大，系统平台也更复杂，涉及异型机、异种网络、异种库之间的信息传递和交换。
在信息处理模式上常采用客户/服务器（Client/Server）模式或浏览器/服务器（Brower/Server）模式。
2、计算机处理方式的选择和设计
计算机处理方式可以根据系统功能，业务处理特点，性能/价格比等因素，选择批处理、联机实时处理、联机成批处理、分布式处理等方式。
在一个管理信息系统中，也可以混合使用各种方式。
3、计算机网络系统的设计
计算机网络系统的设计主要包括中、小型机方案与微机网络方案的选取，网络互连结构及通信介质的选择，局域网拓扑结构的设计，网络应用模式及网络操作系统的选型，网络协议的选择，网络管理，远程用户等工作。
有关内容清参考计算机网络的技术书籍。
4、数据库管理系统的选择
数据库管理系统选择的原则是：
支持先进的处理模式，具有分布处
理数据，多线索查询，优化查询数据，联机事务处理功能；具有高性能
的数据处理能力；具有良好图形界面的开发工具包；具有较高的性能/价格比；具有良好的技术支持与培训。
普通的数据库管理系统有Foxpro，Clipper和Paradox等。
大型数据库系统有MicrosoftSQLServer，OracleServer，SybaseSQLServer和InformixServer等。
5、软、硬件选择
根据系统需要和资源约束，进行计算机软、硬件的选择。
计算机软、硬件的选择，对于管理信息系统的功能有很大的影响。
大型管理信息系统软、硬件的采购可以采用招标等方式进行。
硬件的选择原则是：
选择技术上成熟可靠的标准系列机型；
处理速度快；
数据存储容量大；
具有良好的兼容性、可扩充性与可维修性；有良好的性能/价格比。
厂家或供应商的技术服务与售后服务好；
操作方便；
在一定时间保持一定的先进性的硬件。
软件的选择原则包括：
操作系统，数据库管理系统，汉字系统，设计语言和应用软件包等软件的选择。
6.3代码设计
一、代码及其作用
代码是人为确定的代表客观事物（实体）名称、属性或状态的符号或者是这些符号的组合。
在系统开发过程中设计代码作用是:
1、唯一化
最简单、最常见的例子就是职工编号。
在人事档案管理中我们不难发现，人的姓名不管在一个多么小的单位里都很难避免重名。
为了避免二义性，唯一地标识每一个人，因此编制了职工代码。
2、规范化
例如，财政部关于会计科目编码的规定，以“1”开头的表示资产类科目；以“2”表示负债类科目；“3”表示权益类科目；“4”表示成本类科目等。
3、系统化
系统所用代码应尽量标准化。
在实际工作中，一般企业所用大部分编码都有国家或行业标准。
二、代码设计的原则
1、必须保证有足够的容量
足以包括规定范围内的所有对象。
如果容量不够，不便于今后变化和扩充，随着环境的变化这种分类很快就失去了生命力。
2、按属性系统化
类不能是无原则的，必须遵循一定的规律。
根据实际情况并结合具体管理的要求来划分是我们分类的基本方法。
分类应按照处理对象的各种具体属性系统地进行。
如在线分类方法中，哪一层次是按照什么属性来分类，哪一层次是标识一个什么类型的对象集合等都必须系统地进行，只有这样的分类才比较容易建立，比较容易为别人所接受。
3、分类要有一定的柔性
不至于在出现变更时破坏分类的结构。
所谓柔性是指在一定情况下分类结构对于增设或变更处理对象的可容纳程度。
柔性好的系统在一般的情况下增加分类不会破坏其结构。
但是柔性往往还会带来别的一些问题，如冗余度大等，这都是设计分类时必须考虑的问题。
4、注意本分类系统与外系统、已有系统的协调。
任何一项工作都是从原有的基础上发展起来的，故分类时一定要注意新老分类的协调性，以便于系统的联系、移植、协作以及新老系统的平稳过渡。
三、代码的设计方法
1、线分类方法
线分类方法是目前用得最多的一种方法，尤其是在手工处理的情况
下它几乎成了唯一的方法。
线分类方法的主要出发点是:
首先给定母项，母项下分若干子项，由对象的母项分大集合，由大集合确定小集合……，最后落实到具体对象。
分类的结果造成了一层套一层的线性关系，如下图所示。
线分类划分时要掌握两个原则:
唯一性和不交叉性。
否则分类后如果出现有二义性，将会给后继工作带来诸多不便。
线分类法的特点:
结构清晰，容易识别和记忆，容易进行有规律的查找。
与传统方法相似，对手工系统有较好的适应性。
主要缺点是结构不灵活，柔性较差。
2、面分类方法
面分类法主要从面角度来考虑分类。
面分类方法的特点是:
柔性好，面的增加、删除、修改都很容易。
可实现按任意组配面的信息检索，对机器处理有良好的适应性。
缺点是不易直观识别，不便于记忆。
例如：
代码3212表示材料为钢的Φ1.0mm圆头的镀铬螺钉。
三、代码的种类
1、顺序码以某种顺序形式编码。
如各种票据的编号，都是顺序码。
2、数字码
区间码：
将顺序码分成若干区段，每一区段代表部分编码对象。
层次码：
在代码结构中，为实体的每个属性确定一位或几位编码，并排成一定的层次关系。
例如：
我国目前使用的居民身份证就是采用一个15位的数字码，前6位表示地区编码，中间6位表示出生年月日，最后3位表示顺序号和其它状态（性别等）。
这种数字码属层次码。
这种编码优点是易于校对，易于处理，缺点是不便记忆。
3、字符码
即以纯字符形式编码（英文、汉语拼音等）。
这类编码常见的有我们在程序设计中的字段名、变量名编码。
例如：
在开发一个成本管理信息系统时，在数据库设计时，所有表名均以C-开始，视图名用C-V-开始。
例如产生各种材料汇总的视图：
材料成本表C-CLCB，C-V-CLHZ。
这就是一个典型的纯字符码。
这种编码优点是可辅助记忆，缺点是校对不易，不易反映分类的结构。
4、混合码
即以数字和字符混合形式编码。
混合码是在各类管理中最常用的另一类编码形式。
这种编码的优点是易于识别，易于表现对象的系列性，缺点是不易校对。
例如：
GBxxxx表示国际标准的某类编码，IEEE802·X表示某类网络协议标准名称的编码。
所有的汽车牌照编号，都是混合码。
四、代码的校验
1、录入代码时的可能错误：
识别错误：
1/7，0/O,Z/2,D/O,S/5，……
易位错误：
12345/13245，……
双易位错误：
12345/13254，……
随机错误：
上述两种或两种以上的错误出现
2、避免代码录入出现错误的办法
在设计好的代码后，再增加一位，作为代码的组成部分。
增加的一位，即为校验位。
使用中，没有特别性。
使用时，应录入包括校验位在内的完整代码，代码进入系统后，统将取该代码校验位前的各位，按照确定代码校验位的算法进行计算，并与录入代码的最后一位（校验位）进行比较，如果想等，则录入代码正确，否则录入代码错误，进行重新录入。
3、校验位的确定步骤：
设有一组代码为：
C1C2C3C4…Ci
第一步：
为设计好的代码的每一位Ci确定一个权数Pi（权数可为算术级数、几何级数或质数）。
第二步：
求代码每一位Ci与其对应的权数Pi的成绩之和S
S=C1*P1+C2*P2+……+Ci*Pi（i=1,2,……,n）
n
=∑Ci*Pi（i=1,2,……,n）
i=1
第三步：
确定模M
第四步：
取余R=SMOD（M）
第五步：
校验位Ci+1=R
最终代码为：
C1C2C3C4…CiCi+1
使用时：
C1C2C3C4…CiCi+1
举例：
校验位的确定
6.4输入输出设计
一、输入输出设计的意义
输入输出设计是管理信息系统与用户的界面，一般而言，输入输出设计对于系统开发人员并不重要，但对用户来说，却显得尤为重要。
1、它是一个组织系统形象（CooperationIdentifySystem,CIS）的具体体现；
2、它能够为用户建立良好的工作环境，激发用户努力学习、主动工作的热情；
3、符合用户习惯，方便用户操作，使目标系统易于为用户所接受。
4、为用户提供易读易懂的信息形态。
二、输入设计
输入界面是管理信息系统与用户之间交互的纽带，设计的任务是根
据具体业务要求，确定适当的输入形式，使管理信息系统获取管理工作
中产生的正确的信息。
输入设计的目的是提高输入效率，减少输入错
误。
1、输入设计的设计原则：
控制输入量。
尽可能利用计算
减少输入延迟。
批量输入、周转文件输入
减少输入错误。
采用多种校验方法和验证技术
避免额外步骤。
简化输入过程。
2、输入设计的内容一般包括：
输入界面设计。
输入设备选择。
输入设计首先要确定输入设备的类型和输入介质，目前常用的输入设备有以下几种:
键盘--磁盘输入装置。
光电阅读器。
终端输入。
输入数据正确性校验。
常用校对方式有：
人工校对：
二次键入校对：
根据输入数据之间的逻辑关系校对：
用程序设计实现校对：
输入设计的评价
输入界面是否明晰、美观、大方；
是否便于填写，符合工作习惯；
是否便于操作；
是否有保证输入数据正确性的校验措施。
三、输出设计
输出设计的任务是使管理信息系统输出满足用户需求的信息。
输出设计的目的是为了正确及时反映和组成用于管理各部门需要的信息。
信息能够满足用户需要，直接关系到系统的使用效果和系统的成功与否。
1、输出设计的内容：
输出信息使用情况。
信息的使用者、使用目的、信息量、输出周
期、有效期、保管方法和输出份数。
输出信息内容。
输出项目、精度、信息形式（文字、数字）。
输出格式。
表格、报告、图形等。
输出设备和介质。
设备如：
打印机、显示器等；介质如：
磁盘、磁带、纸张（普通、专用）等。
2、输出设计的方法
在系统设计阶段，设计人员应给出系统输出的说明，这个说明既是将来编程人员在软件开发中进行实际输出设计的依据，也是用户评价系统实用性的依据。
因此，设计人员要能选择合适的输出方法，并以清楚的方式表达出来。
输出主要有以下几种:
表格信息。
图形信息。
图标。
3、输出设计评价：
能否为用户提供及时、准确、全面的信息服务；
是否便于阅读和理解，符合用户的习惯；
是否充分考虑和利用了输出设备的功能；
是否为今后的发展预留一定的余地。
四、菜单系统设计
菜单是系统整体功能结构的具体体现，菜单的形式可以多种多样，但应使得用户能够用尽可能少的操作找到所需要的功能，同时功能描述上应明确无误。
6.5数据存储设计
一、文件设计
文件设计就是根据文件的使用要求、处理方式、存储量、数据的活动性以及硬件设备的条件等，合理地确定文件类别，选择文件介质，决定文件的组织方式和存取方法。
1、文件的分类
根据文件的使用情况可将文件分为如下六种：
主文件
静态文件包含的是相对来说变化不大的数据记录。
动态文件包含的记录将随着业务的发生而不断修改和更新。
为了减少不同文件的数据冗余和文件处理工作量，常将两者结合。
如借阅文件中，既包括读者的固定信息，也包括了读者借阅情况的变化。
业务文件
业务文件是在业务处理过程中，临时存储数据用的文件。
这种文件实时记载业务过程中的数据发生的变化，是流水账形式的顺序文件。
此种文件用于统一跟新主文件或转换成其他文件，如用出入库流水帐文件一次更新库存文件。
这类文件的保存期较短。
输入文件
输出文件将需要输入的大量数据线建立数据文件，经校验后一次输入，进行处理，这种文件多用于批处理。
输出文件
输出文件是在处理过程中输出的结果文件，它可以是打印文件或其他形式的文件。
工作文件
工作文件是在处理过程中暂时使用的中间文件，例如排序过中建立的排序中间文件等，处理结束后文件即可删除。
转存文件
转存文件是用于存储在一定恢复点上的系统部分状态的拷贝文件。
它可能是一个正在更新过程中的文件，一组正在处理的业务或一个运行错误的程序。
转存文件主要为了安全的目的。
2、文件设计的步骤
了解已有的或可提供的计算机系统功能
外存配置磁盘、磁带、光盘，设备数量、功能、容量和有关文件的专储条件等；终端和其他外设的配置：
涉及文件可能使用的范围，多终端操作的可能性及文件输入、输出和更新的条件；系统所能提供的文件组织方式和存取方式等。
确定文件设计的基本指标
与其他文件的接口
文件的数据量
文件的逻辑结构
文件的处理方式
文件的使用率
文件的存取时间
文件的保密
确定合适的文件组织方式、存取方式和介质
编写文件设计说明书
文件设计说明书是实施阶段建立文件的根据，具体包括：
文件的组织方式，存取方法和存储介质等的选择和确定根据。
文件用途，适用范围，处理方式，使用要求，存取时间和更新要求等
文件数据量和存储介质需要量的初步估算
文件保密要求及有关安全措施
对于文件数据的收集，整理和格式要求的说明
对建立和更新文件所需要的程序选行说明及提出要求
对于建立文件的注意事项及其它需要说明的内容
二、数据库设计
数据库设计是在选定的数据库管理系统基础上建立数据库的过程。
如前面章节所述，数据库设计除用户需求分析外，还包括概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计等三个阶段。
1、数据库的概念结构设计。
概念结构设计应在系统分析阶段进行。
任务是根据用户需求设计数据库的概念数据模型（简称概念模型）。
概念模型是从用户角度看到的数据库，它可用前面章节中介绍的E-R模型表示。
2、数据库的逻辑结构设计。
逻辑结构设计是将概念结构设计阶段完成的概念模型转换成能被选
定的数据库管理系统（DBMS）支持的数据模型。
数据模型可以由实体联系模型转换而来，这里先介绍将E-R模型转
换为关系数据模型的规则：
每一实体集对应于一个关系模式，实体名作为关系名，实体的属性作为对应关系的属性。
实体间的联系一般对应一个关系，联系名作为对应的关系名，不带有属性的联系可以去掉。
实体和联系中关键字对应的属性在关系模式中仍作为关键字。
概念结构的转换
根据这些规则，下面的实体和联系就很容易转换成了上述对应的关
系数据模型:
（1）供方单位（单位号、单位名、地址、联系人、邮政编码）。
（2）物资（代码、名称、规格、备注）
（3）库存（入库号、日期、货位、数量）
（4）合同（合同号、数量、金额、备注）
（5）结算（编号、用途、金额、经手人）
（6）购进（入库号、编号、数量、金额）
（7）付款（编号、合同号、数量、金额）
（8）订货（代码、单位号、合同号、数量、单价）
3、数据库的物理结构设计
物理结构设计是为数据模型在设备上选定合适的存储结构和存取方法，以获得数据库的最佳存取效率。
物理结构设计的主要内容包括:
库文件的组织形式。
如选用顺序文件组织形式、索引文件组织形式等。
存储介质的分配。
例如将易变的、存取频繁的数据存放在高速存储器上;稳定的、存取频度小的数据存放在低速存储器上。
存取路径的选择等。
6.6处理流程设计
一、处理流程设计的任务
设计出所有模块和他们之间的相互关系（即联结方式），并具体地设计出每个模块内部的功能和处理过程，为程序员提供详细的技术料。
1、IPO图
（Input-Process-Output）图是由IBM公司发起并逐渐完善起来的一
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