第五章 系统设计

优点：简单、易处理、易扩充、用途广。 缺点：没有逻辑含义、不能表示信息特征 、无法插入数据、删除数据将出现空码。
②重复码 采用与原来手工系统相同的编码。 例如，图书编码，图书馆采编部门经常采 用这种重复码。 ISBN——国际标准书号
③成组码 将代码分为几段（组），每段表示一种含 义，每段都由连续数字组成。这是一种比 较常用的编码。
变换型模块结构
事务型模块结构
变换型和事务型模块结构都有较高的模块 内聚和较低的块间耦合，因此便于修改和 维护。在管理信息系统中，经常将这两种 结构结合使用。
5.3 数据库设计
1 数据库设计概述
数据库设计的基本步骤： ①需求分析 ②概念结构设计 ③逻辑结构设计 ④物理结构设计 ⑤数据库的建立（实验课内容）和测试 ⑥数据库运行和维护
n
m
n m n 1
产品（产品号，产品名，价格，性能指数） 零件（零件号，零件名） 材料（材料号，材料名，价格） 仓库（仓库号，仓库名，地点）
组成（产品号，零件号，零件数） 消耗（零件号，材料号，消耗量） 存量（材料号，仓库号，存放量）
（3）物理结构设计 数据库在物理设备上的存储结构与存储方 法称为数据库的物理结构，它依赖于给定 的计算机系统。为一个给定的逻辑数据模 型选取一个最适合应用要求的物理结构的 过程，就是数据库的物理设计。
（2）详细设计
为各个任务选择适当的技术手段和处理方法。 具体包括以下几个方面： 代码设计 数据库设计 处理过程设计：确定每个模块内部的详细执行 过程 输入输出设计
5.2 系统总体结构设计
把一个复杂的系统分解为多个功能较单一 的模块的过程。 这种把一个信息系统设计成若干模块的方 法称做模块化，模块化是一种重要的设计 思想，这种思想把一个复杂的系统分解为 一些规模较小、功能较简单的、更易于建 立和修改的部分。
第五章 系统设计
主要内容
1. 2.
3.
4. 5. 6. 7. 8.
结构化系统设计概述 系统总体结构设计 数据库设计 代码设计 输入输出设计 处理过程设计 计算机系统配置 系统设计报告
本章重点：系统总体结构设计（控制结构 图）、数据库设计（E-R图）
5.1 结构化系统设计概述


系统设计就是把经过系统分析得到的任 务，按照计算机技术的要求进行详细定 义的过程。 系统分析阶段强调业务问题，强调系统 是什么、做什么，系统设计阶段强调技 术或实现问题，强调如何做即如何实现 系统。
模块的特点

每个模块内部的联系应该是紧密的 不同模块之间的联系应该是松散的

模块结构的质量标准
衡量模块结构的质量标准有两个：
模块凝聚（模块内部质量标准） 模块耦合（模块之间关系质量标准）

（1）模块凝聚 用以衡量一个模块内部自身功能的内在联 系是否紧密的指标，也是衡量模块自身质 量好坏的重要标准。 模块凝聚程度从低到高分为五级：
（1）模块化
把一个大系统分解成多个分层次的、规模比较小 的、结构比较简单的模块，通过分别实现这些模 块的设计而最终实现整个系统的设计的方法。
（2）自顶向下、逐步求精


面向流程，强调自顶向下分解成功能模块 数据流程图中任何一个数据处理都可以看成是 一个模块 模块是组成系统的基本元素，是可以组合、分 解和更换的单元
数据库设计各阶段的描述如下表所示：
阶段 需求分析 描述
数据字典中数据项、数据结构、数据流、数 据存储和外部项的描述 概念模型(E-R图)
关系数据模型 存储设计、方法选择、存取路径建立 编写模式、装入数据、数据库试运行 性能监测、转储恢复、数据库重组与重构
概念结构设计
逻辑结构设计 物理设计 实施阶段 运行维护
例如，身份证号码： 由十七位数字本体码和一位数字校验码组 成。排列顺序从左至右依次为：六位数字 地址码，八位数字出生日期码，三位数字 顺序码和一位数字校验码。
优点：简单、方便、能够反映分类的体系 性、易校对、易处理 缺点：位数多不便记忆、必须为每段预留 编码，否则不易扩充
④表意码
也叫助记码，将表示事物特征的文字、数字或记 号直接作为编码。 例如： TV-M-12 黑白12寸电视 TV-M-14 黑白14寸电视 TV-C-29 彩色29寸电视 优点：易于理解、易记忆 缺点：编码长度不确定，给分类、处理带来问题
③时间凝聚
若干处理由于执行时间彼此有关，集中在一起组 成的模块。 例如初始化模块，各处理内容必须在特定时间内 执行，而各处理内容彼此无关，故凝聚程度较差 。
④数据凝聚 模块内部包含若干处理，它们按一定的顺 序执行，且前一处理所产生的输出数据是 后一处理的输入数据。 例如，“录入和汇总”模块、“统计和打 印”模块都是数据凝聚模块。
数据库设计各阶段的描述
2 数据库设计的基本要求
信息系统的主要任务是通过大量的数据获得管理 所需要的信息，这就必须存储和管理大量的数据 。因此建立一个良好的数据库，是衡量信息系统 开发工作好坏的主要标志之一。
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。数据库设计的目 标是建立一个合适的数据模型，这个数据 模型应当是： （1）满足用户要求 （2）满足某个数据库管理系统的要求 （3）具有较高的范式
2 控制结构图的概念及其绘制
（1）控制结构图的概念 控制结构图（也称系统结构图、模块结构图）反 映系统的结构，也反映了模块间的联系。
控制结构图主要关心的是模块的外部属性 ，即上下级模块、同级模块之间的数据传 递和调用关系。也就是说，它只关心模块 完成什么功能而并不关心模块内部如何实 现某功能。
（2）控制结构图的绘制 绘制控制结构图的依据是数据流程图。 从数据流程图导出控制结构图有两种方式 ： 以变换为中心的分析 以事务为中心的分析
①偶然凝聚 一个模块内部各组成部分的处理彼此无关 ，偶然地组合在一起，这是一种组织得最 差的模块，凝聚程度最低。 模块各成分之间毫无联系，整个模块如同 一盘散沙，不易修改或维护。
②逻辑凝聚 一个模块内部各组成部分的处理逻辑相似 ，但功能却彼此不同。 例如，把系统中与“输出”有关的操作抽 取出来组成一个模块，包括将数据在屏幕 上显示、从打印机上打印、拷贝到磁盘上 等，则该模块就是逻辑内聚的。逻辑凝聚 的内聚程度稍强于偶然内聚，但仍不利于 修改和维护。
⑤功能凝聚 一个模块只执行一个明确的功能，即上级 模块调用它时，它只完成一项确定的任务 。这种模块凝聚程度最高，独立性强，便 于修改。 例如，计算工资、打印月报表等。由于这 类模块的功能明确、模块间的耦合简单， 所以便于维护。
（2）模块的耦合 即模块间的信息联系方式，是衡量模块之 间结构性能的重要指标。 模块耦合有三种类型：
3 数据库设计的步骤 概念结构设计：形成概念世界 逻辑结构设计：形成数据世界 物理结构设计：形成物理世界
（1）概念结构设计
在数据流程图和数据字典的基础上就可以设计概 念结构，设计E-R图的步骤如下： 确定系统实体、属性及联系 确定局部E-R图，也称用户视图 确定总的E-R图，即用户视图的集成
① 数据耦合 如果两个模块之间的通信信息是若干数据项，则 这种耦合方式称为数据耦合。 例如，在下图中，为了计算实发工资，“计算工 资”模块必须把工资总额和扣款数传输给“计算 实发工资”模块，而“计算实发工资”模块在算 出实发工资后又送回到“计算工资”模块。
计算工资 扣款数 总额 计算实发工资
数据耦合示例
（2）一个联系转换为一个关系模式 与该联系相连的每个实体的键以及联系的 属性都转换为关系的属性。这个关系的键 分为3种不同的情况：
①若联系为1:1，则相连的每个实体的键 均是该关系模式的候选键； ②若联系为1:n，则联系对应的关系模式 的键取n端实体的键； ③若联系为m:n，则联系对应的关系模式 的键为参加联系的实体的键的组合。
n
m n m
n
1
E-R图示例
（2）逻辑结构设计 逻辑结构设计的任务：将基本E-R图转换 为与选用DBMS产品所支持的数据模型相 符合的逻辑结构。
逻辑结构设计的过程：将概念结构（也就 是E-R图）转换为现有DBMS支持的关系 、网状或层次模型中的某一种数据模型。
E-R图向关系模型的转换原则： （1）一个实体转换为一个关系模式 实体的属性就是关系的属性，实体的标 识属性就是关系的键。

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
完成数据库的物理结构设计以后，设计人 员就要用DBMS提供的数据定义语言将数 据库逻辑设计和物理设计结果严格描述出 来，成为DBMS可以接受的源代码，再经 过调试产生目标模式，然后就可以组织数 据入库了。
（3）模块的纵向关系
上层模块分解为下层模块的形式： 顺序结构 选择结构 循环结构
2 结构化系统设计的基本任务
根据其上一阶段即系统分析阶段对系统的逻辑功 能的要求，确定系统的总体结构和系统各组成部 分的技术方案（软件方面），合理选择计算机和 通信设备（硬件方面）。
系统设计的步骤：
（1）总体结构设计（或概要设计） 系统总体结构设计的任务是确定整体模块结构， 并画出控制结构图。
代码可按文字或功能进行分类—— 按文字可分为： 数字代码 字母代码 数字字母混合码 按功能则可以分成以下9类：
① ② ③ ④ ⑤
⑥
⑦
顺序码 重复码 成组码 表意码 专用码 层次码 自检码
①顺序码
用连续数字作为每个实体的标识。 例如，人员编号，甲为001，乙为002等； 组别码是顺序码的特例，将顺序码分为若干块， 每块代表一定类型的编码对象。 例如，职工编号根据职工所在的车间分成大小任 意的区段： 0001~0199 为一车间职工 0201~0399 为二车间职工
1 系统总体结构设计的基本原则 分解—协调原则（系统性） 自顶向下原则（层次性） 模块独立性原则：系统容易开发、系统 可靠性高、系统容易维护