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1、第七章管理信息系统的系统设计7.1 系统设计的概念7.2 系统结构设计7.3 模块实现设计7.4 代码设计7.5 数据库设计7.6 界面设计7.7 统一建模语言7.8 系统设计说明书7.1 系统设计的概念 系统设计的任务 系统设计的任务是：在系统分析提出的逻辑模型的基础上，考虑实际条件，进行各种具体设计，确定系统的实施方案，科学合理地进行物理模型的设计； 系统设计的主要工作：总体设计、代码设计和设计规范的制定、系统物理配置方案设计、数据存储设计和计算机处理过程设计； 系统设计应遵循的原则：系统性、灵活性、可靠性和经济性； 系统设计的特点：设计性、具体化、复杂性、往复性；7.2 系统结构的设计结
2、构化设计 结构化设计（STRUCTURED DESIGN, 简称SD)方法是使用最广的一种设计方法，该方法适合于软件系统的总体设计和详细设计，特别是将一个复杂的系统转换成模块化结构系统，该方法具有它的优势。SD方法具有以下特点： 相对独立、功能单一的模块结构 “块内联系大、块间联系小”的模块性能标准 采用模块结构图的描述方式7.2 系统结构的设计模块结构图 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、单一功能的模块组将系统设计成由相对独立、单一功能的模块组成的结构成的结构，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
3、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。 一个模块中的输入来源和输出去向都是同一个调用者，即该模块从调用者那里获得输入，然后把产生的数据返回给调用者。7.2 系统结构的设计 模块的概念及内容 模块是组成目标系统逻辑模型和物理模型的基本单位，模块是可以组合、分解和更换的单元，根据模块功能具体化程度的不同，可以分为逻辑模块和物理模块逻辑模块和物理模块。在系统逻辑模型中定义的处理功能可视为逻辑模块。物理模块是逻辑模块的具体化，可以是一个计算机程序、子程序或若干条程序语句，也可以是人工过程的某项具体工作。 系统中的任何一
4、个处理功能都可看成一个模块，也可以理解为用一个名字就可以调用的一段程序语句。7.2 系统结构的设计 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。7.2 系统结构的设计功能模块结构图的基本符号：确定补考学生确定补考学生获得成绩单获得成绩单产生补考通知产生补考
5、通知获得学生地址获得学生地址打印补考通知打印补考通知学生地址学生地址成绩单成绩单成绩单成绩单学生学号学生学号补考通知补考通知7.2 系统结构的设计7.2 系统结构的设计模块模块 这里所说的模块通常是指用一个名字就可以调用的一段程序语句为物理模块。在模块结构图中，用长方形框表示一个模块，长方形中间标上能反映模块处理功能的模块名字。模块名通常由一个动词和一个作为宾语的名词组成。7.2 系统结构的设计调用调用 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模块。 一个模块是否调用一个从属模块，决定于调用
6、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。 下图为调用、判断调用和循环调用的示意图。7.2 系统结构的设计7.2 系统结构的设计数据数据 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，而被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平行的带空心圆的箭头表示，并在旁边标上数据名。 如图(a表示模块A调用B时，A将数据X，Y传送给B，B将处理
7、结果数据Z返回给A；7.2 系统结构的设计控制信息控制信息 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。7.2 系统结构的设计 转接符号转接符号 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，即为转接符号。 在画模块结
8、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。系统结构设计 所谓系统结构设计，即将数据流程图转换成数据流程图转换成结构图的过程，它是属于面向数据流的设计方法；结构图的过程，它是属于面向数据流的设计方法； 两种设计策略：第一种是以事务为中心以事务为中心的设计策略，第二种是以变换为中心以变换为中心的设计策略；前者通常将高层的数据流程图转换成系统结构图，后者通常用于将低层的数据流程图转换成结构图；7.2 系统结构的设计事务分析 高层数据流程图特别是一级数据流程图所表一级数据流程图所表示的处理功能是相互独立的示的处
9、理功能是相互独立的，可以将它们是为一类特定的事务，将其转换为结构图； 转换方法为：首先分析数据流程图，确定其结构类型，找出事务中心的位置和事务类型的标志。画出第一层模块，然后再重复逐层分解和优化，直到得到满意的模块结构图。 7.2 系统结构的设计7.2 系统结构的设计1A2B3CD2D1XYZ系统系统ABC7.2 系统结构的设计教学管理系统的结构图教学管理系统的结构图教学管理系统教学管理系统成绩管成绩管理理统计管统计管理理学籍管学籍管理理教师设教师设施管理施管理教师基教师基本信息本信息管理管理排课管排课管理理教学计教学计划管理划管理报表管报表管理理学籍变学籍变动处理动处理管理管理学生换学生换证
10、处理证处理学生处学生处分处理分处理学生受学生受奖处理奖处理试读处试读处理理降留级降留级处理处理毕业资毕业资格处理格处理录入录入学生学生基本基本情况情况表表汇总学汇总学生基本生基本情况表情况表变换中心 变换分析是将低层数据流程图低层数据流程图转换成结构图的方法。将数据流程图中的处理功能分解成具有输入、中心变换、输出处理功能分解成具有输入、中心变换、输出功能功能的简单模块。 首先对低层数据流程图中的处理功能进行分类，分为输入功能、处理功能、输出功能 根据分类结果确定第二类处理功能为变换中心。将数据流程图所对应的三种类型的处理功能设计成三个从属模块，分别执行输入、变换、输出功能，在图中将输入模块放在
11、结构图的左侧，变换模块放在中间，输出模块放在右侧。 7.2 系统结构的设计7.2 系统结构的设计2F3H1GWUXXYYAAAAXXYY7.2 系统结构的设计7.2 系统结构的设计模块的耦合与内聚 耦合耦合：耦合是对一个软件结构内不同模块之间互联程度的度量；模块之间的联系越多越复杂，它们之间的相互依赖程度就越高，反之，每一个模块的独立性就越低； 模块之间的耦合度越低，相互影响就越小，产生连锁反应的概率就越低； 修改一个模块的时候，要使修改范围控制在最小限度之内； 对每个模块进行维护时，不必担心其它模块的内部运行程序是否受到影响；7.2 系统结构的设计耦合的方式：耦合的方式： 简单耦合：模块之间
12、只存在调用与被调用的关系，不存在任何的信息传递； 数据耦合：模块访问是通过数据参数（不是控制参数）来交流输入、输出； 控制耦合：如果一个模块通过传递开关、标志、名字等控制信息，选择控制另一模块功能; 公共耦合：如果一组模块都访问同一个公共数据环境； 内容耦合：一个模块访问另一个模块的内部数据；两个模块有一部分程序代码重叠；接口复杂性与耦合类型的关系：接口复杂性与耦合类型的关系：接口复杂性接口方式接口数据的复杂性无接口关系直接引用过程调用语句数据项作参数内容耦合其它耦合开关量，起控制变量作用公用数据区全程变量，数据耦合控制耦合公共耦合简单耦合7.2 系统结构的设计内聚性 内聚性：模块内部的各个组
13、成部分处理动作的组合强模块内部的各个组成部分处理动作的组合强度度； 模块内部的一个“组成部分” ，是指该模块运行程序中的一条指令、或一组指令、或一个调用其它模块的语句； 内聚性是度量一个模块功能强度的一个相对指标，模块的内聚性，主要表现在模块内部各组成部分为了执行处理功能而组合在一起的相关程度，即组合强度；7.2 系统结构的设计 内聚方式：内聚方式： 功能内聚：一个模块各个部分是为完成一项具体功能而协同工作，紧密联系； 顺序内聚：处理元素是相关的，并且必须顺序执行； 通信内聚：如果一个模块内各个功能使用了相同输入数据，或产生相同输出数据，通常由数据流图定义； 过程内聚：如果一个模块内的处理时相
14、关的，而其必须以特的； 时间内聚：这种模块大多为多功能模块，但要求模块各个功能必须同一时间段执行； 逻辑内聚：把几种相关功能组合在一起，由传递给模块的控制型参数确定模块执行的功能； 偶然内聚：当模块之间凑巧有一些程序代码相同，又没有明显表现出独立的功能，把这一部分代码独立建立的模块是偶然内聚模块； 模块聚合性的判断模块聚合性的判断YNYY 该模块功能单一 各功能关系如何功能聚合通信聚合顺序聚合逻辑相似次序重要次序重要过程聚合时间聚合逻辑聚合偶然聚合NNNY数据流数据流控制流控制流两者皆非两者皆非7.3 模块实现设计判定表 当算法中包含多重嵌套的条件选择时，用程序流程图、盒图、PAD图或后面即将
15、介绍的过程设计语言（PDL）都不易清楚地描述。 然而判定表却能够清晰地表示复杂的条件组合与应做的动作之间的对应关系。 7.3 模块实现设计例子：计算行李费例子：计算行李费 假设某航空公司规定，乘客可以免费托运重量不超过30公斤的行李； 当行李重量超过30公斤时：对头等舱的国内乘客超重部分每公斤收费4元；对其他舱的国内乘客超重部分每公斤收费6元；对外国乘客超重部分每公斤收费比国内乘客多一倍；对残疾乘客超重部分每公斤收费比正常乘客少一半。 7.3 模块实现设计用判定表表示计算行李费算法7.3 模块实现设计判定树判定树v 判定树是判定表的变种，也能清晰地表示复杂的条件组合与应做的动作之间的对应关系。
16、v 判定树的优点在于，它的形式简单到不需任何说明，一眼就可以看出其含义，因此易于掌握和使用。v 多年来判定树一直受到人们的重视，是一种比较常用的系统分析和设计的工具。7.3 模块实现设计用判定树表示计算行李费算法7.3 模块实现设计PDL伪码 PDL也称为伪码，这是一个笼统的名称，它是用正文形式表示数据和处理过程的设计工具。 一般说来PDL是一种“混杂”语言，它使用一它使用一种语言（通常是某种自然语言）的词汇，同时却使种语言（通常是某种自然语言）的词汇，同时却使用另一种语言（某种结构化的程序设计语言）的语用另一种语言（某种结构化的程序设计语言）的语法法。 7.3 模块实现设计r关键字的固定语法，它提供了结构化控制结构、数据说明和模块化的特点。为了使结构清晰和可读性好，通常在所有可能嵌套使用的控制结构的头和尾都有关键字。r自然语言的自由语法，它描述处理特点。r数据说明的手段。应该既包括简单的数据结构，又包括复杂的数据结构。r模块定义和调用的技术，应该提供各种接口描述模式。7.3 模块实现设计程序结构程序结构用用PDL表示的程序结构一般有下列几种结构。表示的程序结构一般有下列几种结构。1)
