信息系统设计.ppt

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2023/10/27,1,第5章信息系统设计,2023/10/27,2,5.1系统设计概述,5.1.1系统设计原则,系统性原则灵活性原则可靠性原则经济性原则管理可接受的原则,5.1.2系统设计的目的,保证实现逻辑模型功能的基础上，尽可能提高目标系统的性能，将分析阶段所获得的系统逻辑模型，转换成一个具体的计算机实现方案的物理模型，包括计算机物理系统配置方案报告和一份系统设计说明书。

评价与衡量系统设计目标实现程度的主要指标：

（1）系统的可靠性

（2）系统的可变更性（3）系统的效率（4）系统的通用性（5）系统的工作质量,5.1.3系统设计的内容和步骤,系统总体结构设计处理流程设计代码设计人机界面设计输出设计,输入设计数据库设计安全保密设计系统物理配置方案设计编写系统设计说明书,2023/10/27,7,5.2系统结构设计,5.2.1模块及模块化,1.模块模块是组成目标系统逻辑模型和物理模型的基本单位，是可以组合、分解和更换的单元。

系统中任何一个处理功能都可以看成是一个模块。

2.模块化模块化（Modularization）是把系统分割成能完成独立功能的模块，明确规定各模块的输入输出规格，使模块的界面清楚，功能明确，每个模块可独立命名和编址。

5.2.2模块独立性的度量,1.耦合耦合是对软件程序结构中各个模块之间相互依赖程度的一种度量。

图5-2耦合的类型及与模块独立性的关系,2.内聚内聚是信息隐蔽和局部化概念的自然扩展，它标志一个模块内部各成分彼此结合的紧密程度。

图5-4内聚的类型与模块的独立性,5.2.3启发式规则,1.通过模块分解或合并提高模块独立性2.模块规模应该适中3.深度、宽度、扇出和扇入都应适当4.模块的作用范围应在控制范围之内5.力争降低模块接口的复杂程度6.设计单入口单出口的模块7.模块功能应该可以预测,5.2.4模块结构图,1.模块结构图的基本符号,5.2.5模块分解的原则和步骤,一个合理的子系统或模块划分，应该是内部联系强，子系统或模块间尽可能独立，接口明确、简单，尽量适应用户的组织体系，有适当的共用性。

模块分解的具体步骤是：

根据顶层数据流程图的分解情况，将目标系统分解成若干子系统；根据各子系统的分解过程。

将子系统逐步分解为若干按层次分布的模块；按照模块分解的基本原则，为便于管理和应用，优化模块分解，调整模块调用关系；绘制系统层次化模块结构图。

5.2.6结构化设计,1.结构化设计面向数据流的设计方法，重点是确定软件的结构，其目的是提出满足软件需求的最佳软件结构。

面向数据流的设计方法定义了一些不同的“映射”，利用这些映射可以把数据流图变换成软件结构。

2.结构化设计的概念与原理结构化设计的基本思想是使系统模块化结构化设计的工作过程可分为两步:

第一步是根据数据流程图导出系统的初始结构第二步是对初始结构图进行优化。

3.结构化方法的特点设计结果是相对独立、功能单一的模块结构有一组基本的设计原则与方法有一组评价标准和质量优化技术“高内聚，低耦合”，这是结构化设计中衡量模块“相对独立”性能的标准。

对于模块内聚性的衡量及块间联系紧密程度的度量都有明确的标准及优化的技术。

采用模块结构图的描述方式,5.2.7导出初始结构图的方法,1.信息流的类型

（1）变换流（TransformFlow）

（2）事务流,图5-14事务流,2.从数据流图导出初始结构图的步骤对DFD图进行复审，必要时修改或细化；根据DFD图确定软件结构属于变换型还是事务型；把DFD图映射成SC图；改进SC图，使设计更加合理。

3.变换分析区分有效（逻辑）输入、有效（逻辑）输出和中心变换部分；进行一级分解，设计上层模块；进行二级分解，设计中、下层模块。

4.事务分析在DFD上确定事务中心、接收部分和发送部分。

画出初始SC框架，把DFD上的三部分分别映射为事务控制模块、接收模块和动作发送模块。

分解细化接收分支和发送分支，完成初始SC。

2023/10/27,20,5.3处理流程设计,5.3.1系统流程设计,系统流程设计主要是通过系统处理流程图来描述数据在计算机存储介质间的流动、转换和存储情况，以便为模块的处理流程设计提供详细的输入输出依据。

5.3.2模块处理流程设计,1.程序流程图,【例5-3】给出一串数，求出正数的数目；负数的数目；所有正数的和。

若所遇到的数是0或者正数的和超过1000，那么程序就停止了。

2.盒图（N-S图）,图5-24结构化控制结构的盒图符号,【例5-4】用N-S图表示例5-3。

3.PAD图,4.PDL,5.3.3模块设计说明书,模块名称。

模块所属的系统及系统名称。

输入数据的方式与格式。

输出信息的方式与格式。

模块处理过程说明。

程序运行环境的说明。

2023/10/27,29,5.4代码设计,5.4.1代码及其作用,1.代码的定义代码（Code）是人为确定的用以代表客观事物（实体）名称、属性或状态等的数字、字母等符号。

2.作用利用代码便于反映数据或信息间的逻辑关系，并使其具有唯一性。

便于利用计算机进行识别和处理，提高计算机的工作效率。

利用代码可以节省计算机的存储空间，提高运算速度。

利用代码可以提高系统的可靠性。

5.4.2代码设计的原则,唯一性。

标准化与通用性。

可扩充性。

简单性。

具有规律性及适用性，便于编码和识别。

规范化。

5.4.3代码的种类,1.顺序码2.层次码3.归组分类码4.助记码TVB1414寸黑白电视机TVC2020寸彩色电视机DFI1820规格为1820的国产热轧平板钢。

表5-1归组分类码示例,5.4.4代码校验,校验位，即设计代码结构时，在原有代码基础上另外加上一个校验位，使其成为代码的一个组成部分，校验值通过事先规定的数学方法计算出来。

当代码输入后，计算机会以同样的数学方法按输入的代码计算出校验值，并将它与输入的校验值进行比较，以证实是否有错。

校验值的生成过程,第一步：

对原代码中的每一位乘以一个权数，然后求它们的乘积之和S。

设原N位代码为：

C1C2C3Cn权因子：

P1P2P3Pn加权和：

S=C1P1+C2P2+C3P3+CnPn其中，权因子可任意选取，常用的有：

自然数列1，2，3，4.；摆动数列1，2，1，2，.或1，3，1，3，.；质数列3，5，7，11，13，.；算术级数列（等差数列）2，5，8，11，.；几何级数列（等比数列）2，4，8，16，32，.等等。

第二步：

求余数R。

用加权和S除以模数M可得余数R，即S/M=Q.R（Q为商数）其中，模数M也可任意选取，常用的模数为7、9、10和11。

最后，取码，即选择校验值。

余数R直接作为校验值，称为取余法；或把模数M和余数R之差（即M-R）作为校验值，称为减余法。

用校验值检查代码的过程,此过程是上述生成过程的逆过程。

若采用的是模数与余数之差作为校验位：

（原代码与权数乘积之和+校验码）/模=整数则认为输入是正确的，否则认为输入有错。

若采用余数作为校验位：

（原代码与权数乘积之和-校验码）/模=整数则认为输入是正确的，否则认为输入有错。

1.算术级数法：

（1）Ci:

32028Pi:

65432S=50

（2）50/11=46（3）按取余法得代码：

320286按减余法得代码：

3202852.几何级数法：

（1）Ci:

32028Pi:

3216842S=152,

（2）152/11=139（3）按取余法得代码：

320289按减余法得代码：

3202823.质数法：

（1）Ci:

32028Pi:

1713753S=111

（2）111/11=101（3）按取余法得代码：

320281按减余法得代码：

320280,例：

分别用算术级数法、几何级数法和质数法按取余法和减余法求原码32028的校验位。

5.4.5代码设计步骤,确定代码对象确定是否已有标准代码。

根据代码的使用范围、使用时间和实际情况确定代码的种类和类型。

考虑代码的检验性能。

填写代码设计书。

表5-2代码设计书,2023/10/27,40,5.5输入/输出设计,5.5.1输出设计,1.确定输出的内容2.输出形式3.选择输出设备和确定输出介质4.输出设计评价5.数据输出显示设计6.填写输出设计说明书,5.5.2输入设计,1.输入设计的原则输入量应保持在能满足处理要求的最低限度。

杜绝重复输入减少输入延迟输入数据应尽早地用其处理所需的形式进行记录界面友好，容错能力强。

输入过程应尽量简化处理方便、快速输入过程随意、灵活,2.确定输入数据的内容及输入形式问答式数据输入填表输入点取输入,3.数据输入方式键盘输入数/模、模/数转换方式条码（棒码）输入扫描仪输入传感器输入触摸式网络传送数据磁盘传送数据,4.确定输入设备与介质,表5-5输入设备与介质,5.输入数据的校验重复校验视觉校验分批汇总校验数据类型校验格式校验逻辑校验界限校验记录计数校验平衡校验对照校验,6.输入设计说明书,5.5.3用户界面设计,1.用户界面设计应注意的几个问题

（1）响应时间的及时性

（2）提供用户帮助设施（3）用户界面一致性（4）提供有意义的反馈（5）尽量减少用户记忆（6）及时的出错信息提示（7）使用图形（8）允许取消操作（9）提高效率,2.用户界面的形式

（1）菜单式一般菜单下拉菜单快捷菜单级联菜单菜单树

（2）填表式（3）选择性问答式（4）按钮式,2023/10/27,50,5.6数据存储设计,5.6.1文件设计,1.文件的分类根据文件的用途可将文件分为如下四种：

主文件业务文件工作文件后备文件,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。

确定文件设计的基本指标。

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。

3.文件设计的具体内容对数据字典描述的数据存贮情况进行分析。

决定需要建立的文件及其用途和内容，并为每个文件选取文件名。

根据文件的使用要求选择文件的存贮介质和组织形式。

根据数据结构设计记录格式。

根据记录长度、记录个数和文件总数估算出整个系统的数据存贮容量。

5.6.2数据库设计,1.用户需求分析2.数据库的概念结构设计（E-R图）3.数据库的逻辑结构设计（3NF）4.数据库的物理结构设计库文件的组织形式。

存储介质的分配。

访问方法设计。

完整性和安全性考虑。

数据资源分布考虑。

【例5-7】对于材料核算系统概念模型的转换。

产品（产品号，产品名，预算）。

零件（零件号，零件名，仓库号，存储量）仓库（仓库号，仓库名，库管员）产品构成（产品号，零件号，零件数）材料（材料号，材料名，单位，单价）消耗（产品号，材料号，耗用量）,2023/10/27,57,5.7系统安全性与完整性设计,5.7.1影响因素分析,自然灾害或电源不正常引起的软硬件损坏与数据损失。

人为失误导致的数据损失。

计算机病毒的侵扰。

计算机犯罪的日趋严重。

信息战的严重威胁。

5.7.2采取的措施,1.硬件方面要选用可靠性高的硬件设备，选用性能优良的服务器和工作站。

2.软件方面访问控制。

选择性访问控制。

生物识别技术。

加密。

3.网络方面调制解调器安全。

传输介质的安全防火墙（Firewell）。

数字签名技术。

4.数据库方面访问限制。

设立DBA（数据库管理员），数据库用户及其访问权限应由DBA根据DBMS所提供的功能进行控制。

数据加密。

跟踪审查。

建立监视软件，对某些保密的数据实施跟踪，记录有关数据的访问活动。

一旦发现潜在的窃密企图，如重复、相似的查询则采取相应的措施。

备份。

建立相关的备份程序，定期或在一定条件下对系统中数据进行备份。

镜像技术。

执行时可用逻辑镜像，也可用物理镜像。

归档。

将文件从在线存储器上拷贝到磁带或光学介质上以便长期保存。

2023/10/27,61,5.8物理配置方案设计,5.8.1设计依据,系统的吞吐量。

系统的响应时间。

系统的可靠性。

总体方案。

地域范围。

数据管理方式。

根据系统分析中所提供的数据存储容量总数，确定所要购置的机器需要配置多大的储存容量。

5.8.2计算机网络的设计与选择,要根据用户数据业务的传输距离来选择网络的类型，是采用局域网还是广域网。

企业是否要连接外网以及接入的方式。

选择网络的拓扑结构。

进行网络的逻辑设计。

选择网络协议。

根据厂区内部的布局来考虑联网布线和配件。

根据实际业务的要求划定网络各节点的级别、管理方式、数据读写的权限。

5.8.3计算机硬件设备选择,计算机硬件的选择要依据数据处理方式和要运行的软件：

如果数据的处理是集中式的，系统应用的目的主要是利用计算机强大的计算能力，则可以采用主机-终端系统，选用大型机或中小型机作为主机。

对于一般面向企业的管理信息系统，其应用本身一般是分布式的，则可采用微机网络，这样更为灵活、经济。

具体计算机机型的选择：

主存的大小；主机的处理速度；输入、输出和通信的通道数目；显示方式；外接转储设备及其类型；高速缓存器的大小；向上升级是否方便；计算机设备及其对工作环境的要求；兼容性；可维修性；标准系列性。

5.8.4计算机软件配置选择,中文的使用。

操作系统数据库DBS；常用程序设计语言。

第4代程序生成语言4GLs。

如Intellect、Clout、SQL、Focus等。

工具。

应用系统开发环境。

图形软件各种应用软件包。

5.8.5计算机物理系统配置方案报告的具体内容,计算机物理系统配置概述。

计算机物理系统选择的依据。

计算机物理系统配置。

介绍硬件结构情况以及硬件的组成及其联接方式，还要说明硬件所能达到的功能，并画出硬件结构配置图。

介绍硬件系统配置的选择情况，列出硬件设备清单，标明设备名称、型号、规格、性能指标、价格、数量、生产厂家等。

介绍通讯与网络系统配置的选择情况，列出通讯与网络设备清单，标明设备名称、型号、规格、性能指标、价格、数量、生产厂家等。

介绍软件系统配置的选择情况，列出所需软件清单，标明软件名称、来源、特点、适用范围、技术指标和价格等。

指出费用情况。

具体配置方案的评价。

5.8.6应注意的问题,1.满足新系统的应用需求2.实用性能强3.可扩充性,5.9系统设计说明书,引言：

摘要；专门术语定义；参考和引用的资料。

系统设计方案系统总体结构设计。

系统的摸快结构图及其说明。

处理流程设计。

包括系统流程图和模块处理过程描述。

代码设计。

编码对象的名称，代码的结构以及校验位的设计方法。

输出设计。

各输出设计说明书。

输入设计。

各输入设计说明书。

数据库设计。

说明数据库的名称、包含的数据表的名称、各数据表的结构、表中索引的设置、表间的关联关系。

安全保密设计。

安全保密设计方案，主要规章制度。

物理系统设计。

物理系统设计总体结构图，物理系统配置清单及费用预算。

系统实施方案及说明。

包括系统实施方案和计划及实施方案的审批情况说明。

【实例5-1】摩托车生产厂零配件库存管理系统,入库管理：

对检验合格已开具入库单的零配件进行入库登记，同时修改库存信息；出库管理：

按领件单登记出库信息,同时修改库存信息；废品管理：

对生产过程中所发生或发现的零配件废品，按质检科开具的废品单进行废品信息登记，当定期对废品进行处理时，将已处理的废品开具出库单并登记出库信息，同时修改废品库存；库存盘点：

定期对库存零配件进行盘点，根据盘点清单登记盘点记录，并与库存台帐对照生成盘点表；报表管理：

每月作库存统计报表、废品报表、盘点表。

1.系统的功能结构,2.代码设计,3.数据库文件设计,表5-7配件基本信息表,表5-8入库单表,表5-9出库单表,表5-10供应商信息表,表5-11废品单表,表5-12废品出库单表,表5-13盘点清单表,4.输入输出界面设计,图5-33入库登记界面,图5-34报表界面,图5-35查询界面,【实例5-2】某保险公司网络架构,某保险公司为开展各项保险窗口业务及内部管理业务，建立了相应的管理信息系统。

为满足各网点业务办理的需要，该系统需要建立在网络环境中，网络要为各网点提供所有投保户的各种资料，并将窗口办理的业务保存在系统中，供整个系统使用。

由于系统中要存储大量图片资料，所以要求的存储容量较大，而且系统对数据的安全性要求较高。

1.说明图中1部分为两台服务器以双机热备份形式控制磁盘阵列，保存中心数据库。

此外还有一台远程备份服务器。

图中2部分为主控服务器和备份服务器（OS为WindowsNT4），连接着一台SCSI磁带库和一台IDE硬盘柜（主要保存公司扫描的保单图片资料）。

图中3部分为公司内部局域办公网络。

图中4部分为NAS4100利用双以太网自适应功能双重接入100M交换机，后端使用SCSI接口连接磁带库。

2.效果分析节约了磁盘阵列空间，缓解了网络拥挤情况，可直接与磁带库连接。

容量大，可满足扫描保单图片和业务电话录音的存储要求，并可完全脱离服务器独立运作，减轻主控服务器的负荷。

跨平台性，可支持局域办公网络内不同OS的机器通过NAS实现数据共享。

高速以太网接口，能够实现快速网络实时存储，可以直接代替远程备份服务器，节省了资金。