第十九章系统设计

第十九章系统设计 • 主要内容 • 系统总体设计 • 代码设计 • 数据结构和数据库设计 • 输入输出设计 • 模块功能与处理过程设计 • 系统设计报告

19.0 引言 • 人们对设计定义是 • “应用各种技术和原理，对设备、过程或系统做出足够详细的定义，使之能够在物理上得以实现” • 系统设计 • 是新系统的物理设计阶段 • 根据系统分析阶段所确定的新系统的逻辑模型，综合考虑各种约束，利用一切可用的技术手段和方法，进行各种具体设计，提出一个能在计算机上实现的新系统的实施方案，解决“系统怎样做”的问题。

19.0 续 • 系统设计阶段的主要任务包括： • 系统的总体设计 • 包括信息系统流程图设计、功能结构图设计和功能模块图设计等。 • 代码设计和设计规范的制定 • 系统物理配置方案设计 • 系统的平台设计，包括设备配置、通信网络的选择和设计以及数据库管理系统的选择等。 • 数据存储设计 • 数据库或数据文件设计 • 计算机处理过程设计 • 包括输入设计、输出设计、处理流程图设计、模块内部的算法设计以及编写程序设计说明书等。 • 最后写出系统设计报告。

19.0 续 • 从系统分析的逻辑模型设计到系统设计的物理模型的设计 • 是一个由抽象到具体的过程，有时并没有明确的界限，甚至可能有反复。 • 经过系统设计，设计人员应能为程序开发人员提供完整、清楚的设计文档，并对设计规范中不清楚的地方做出解释。

19.0 续 • 从工程管理的角度来看，软件设计分两步完成 • 概要设计 • 将软件需求转化为数据结构和软件的系统结构。 • 详细设计 • 即过程设计。通过对结构表示进行细化，得到软件的详细的数据结构和算法。 • 从管理和技术两个不同的角度对设计的认识，可以用下图表示

19.0 续 • 建立MIS总的目标 • 是在面对复杂多变的企业外部环境及内部条件下，能够在正确的时刻，将正确的信息提供给正需要的管理与决策人员，使他们能够及时地了解企业的生产经营情况，做出有效的决策。具体地来讲，应该达到以下几方面的目标： • 具有较高的运行效率。 • 具有较高的可靠性。 • 具有较好的人机接口和可操作性。 • 具有较好的维护性。

19.0 续 • 信息系统设计的原则 • 四个原则：系统性、灵活性、可靠性、经济性。 • 系统性 • 代码统一、设计规范标准、传递语言和传递参数要尽可能一致；对系统的数据采集要做到源出一处、全局共享，使一次输入得到多次利用。 • 灵活性 • 要求系统具有很强的环境适应性，为此，系统应具有较好的开放性和结构的可变性。 • 在系统设计中，应尽量采用模块化结构，提高各模块的独立性；尽可能减少模块间的数据耦合，使各子系统间的数据依赖减至最低限度。这样，既便于模块的修改，又便于增加新的内容，提高系统适应环境变化的能力。即较低的数据耦合和模块耦合。

19.0 续 • 信息系统设计的原则（续） • 可靠性 • 可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。 • 一个成功的管理信息系统必须具有较高的可靠性，如安全保密性、检错及纠错能力、抗病毒能力等。 • 经济性 • 经济性是指在满足系统需求的前提下，尽可能减小系统的开销。 • 一方面，在硬件投资上不能盲目追求技术上的先进，而应以满足应用需要为前提； • 另一方面，系统设计中应尽量避免不必要的复杂化，各模块应尽量简洁，以便缩短处理流程、减少处理费用。

19.1 系统总体设计 • 系统设计阶段首先要确定系统的总体结构 • 即系统总体功能结构的确定和子系统与模块的划分 • 结构化系统设计的思想是 • 采用自顶向下、逐层分解的方法 • 把系统划分为若干子系统 • 而子系统又划分为若干功能模块 • 模块又划分为子模块 • 层层划分直到每一个模块是相对独立、功能单一的独立程序为止。

19.1 续 • 子系统划分 • 划分的原则 • 子系统要具有相对独立性 • 子系统之间的数据依赖性尽量小 • 子系统的划分的结果应使数据冗余较小、便于分阶段完成 • 子系统划分一般以功能/数据分析结果为主，兼顾实际情况的划分方法。

19.1 续 • 模块（子系统）的划分按理想程度从高到低有 • 功能划分法：（按业务的处理功能划分） • 如：按职能部门的管理功能划分为：生产计划、销售、库存管理、财务、劳资等子系统。 • 顺序划分法（按业务的处理顺序划分） • 如：帐务划分为凭证录入模块、凭证汇总模块、记帐模块等。 • 性质划分法（按业务处理的性质划分） • 如：各种台帐的处理，划分为：台帐录入模块、台帐汇总模块、台帐统计打印等。 • 时间划分法（按业务处理的时间顺序划分） • 如：初始化模块、清算执行模块。 • 环境划分等（按实际环境和网络分布划分） • 模块的划分要求遵循高内聚、低耦合、影响范围在控制范围之内的原则。参考P368表19-1

19.1 续 • 系统平台设计 • 问题提出： • 随着信息技术的发展，各种计算机软、硬件产品竞相投向市场。多种多样的计算机技术产品为信息系统的建设提供了极大的灵活性，使我们可以根据应用的需要选用不同生产者的性能各异的软、硬件产品，但同时也给系统设计工作带来了新的困难，那就是如何从众多厂家的产品中作出最明智的选择？

19.1 续 • 管理信息系统的平台设计包括 • 计算机处理方式 • 软硬件选择 • 网络系统的设计 • 网络系统的设计要用网络结构图来表示，VISIO软件工具是一种方便的制图软件。 • 数据库管理系统的选择

19.1 续 • 系统平台设计的依据 • 系统的吞吐量 • 每秒钟执行的作业数称为系统的吞吐量。 • 系统的吞吐量越大，则系统的处理能力就越强。 • 系统的响应时间 • 从用户向系统发出一个作业请求开始，经系统处理后，给出应答结果的时间称为系统的响应时间。（CPU /通讯线路）

19.1 续 • 系统平台设计的依据 • 系统的可靠性 • 系统的可靠性可以用连续工作时间表示。（24h/双机双工） • 集中式还是分布式 • 地域范围 • 广域、局域 • 数据管理方式 • 文件、数据库

19.1 续 • 软硬件设备选配硬件：计算机主机、外围设备、连网设备软件： 1）操作系统：单机操作系统、网络操作系统 2）网络协议： 3）数据库产品：Oracle,Sybase,Sql Server, Informix, FoxPro等 4）应用软件：功能性、灵活性、技术支持。

19.1 续 • 系统软硬件的配置 • 计算机系统（软件、硬件及其附属设备）的配置，总的原则应该是： • 技术上具有先进性 • 实现上具有可能性 • 使用上具有灵活性 • 发展上具有可扩充性 • 投资上具有受益性

19.1 续 • 系统软硬件的配置应考虑的具体问题（1） • 计算机软件、硬件配置应能满足系统的要求，这些要求主要是： • 功能要求 • 能满足新系统的各种功能要求，包括联网要求。 • 性能要求 • 根据用户提出的对系统的处理速度、精确度等要求，确定计算机的运行速度、网络的传输速度等指标。 • 容量要求 • 根据新系统近期所要处理的最大数据量以及若干年以后的发展规划，配置计算机内存、外存容量。 • 安全性和可靠性的要求 • 应保证系统的数据、信息等资源安全可靠，防止信息的破坏和丢失，确保系统的正常运行。

19.1 续 • 系统软硬件的配置应考虑的具体问题（2） • 系统硬件的选择应服从于系统软件的选择 • 即首先根据新系统的功能、性能要求，确定系统软件，再根据系统软件确定系统硬件。 • 硬件的选择原则是： • 选择技术上成熟可靠的系列机型； • 处理速度快； • 数据存储容量大； • 具有良好的兼容性与可扩充性、可维护性； • 有良好的性能/价格比； • 售后服务与技术服务好； • 操作方便； • 在一定时间内保持一定先进性的硬件。 • 系统软件、硬件的选择在技术上应具有一定的先进性。

19.1 续 • 系统软硬件的配置应考虑的具体问题（3） • 系统的软件和硬件应尽量符合国际标准或某些开放系统标准，使系统便于扩充或与其它系统集成。 • 系统的软件和硬件应尽量选用成熟的产品，保证系统运行的安全性和可靠性。 • 供应厂家应具有较好的信誉和技术服务，能获得及时、有效的技术支持。 • 坚持效益驱动的原则，设备的配置不宜贪大求全。 • 系统配置力争做到最佳的性能／价格比。

19.1 续 • 系统软硬件的配置应考虑的具体问题（4） • MIS的系统软件主要涉及到 • 操作系统、数据库管理系统、系统开发工具等。 • 在集成化的网络环境下的信息系统 • 在客户——服务器模式下，应考虑服务器和工作站两种操作系统的选择。 • 在服务器上，选择操作系统主要是考虑满足多用户、多进程的要求。图形用户接口的要求。在目前的情况下，可以选择各种UNIX操作系统或Windows NT。 • 在工作站上，选择操作系统主要是考虑系统的处理能力、图形用户接口。例如，MS－Windows等。

19.1 续 • 系统软硬件的配置应考虑的具体问题（5） • 数据库管理系统的选择是一个关键问题。 • MIS的核心任务是信息的采集、存储、加工处理； • 选择时，应着重考虑所选数据库管理系统的 • 数据存储能力 • 数据查询速度 • 数据恢复与备份能力 • 分布处理能力 • 以及与其它数据库的互连能力。

19.1 续 • 系统软硬件的配置应考虑的具体问题（6） • 如何选择合适的开发工具呢？ • 考虑系统的环境，应根据所选择的体系结构、操作系统类型、数据库管理系统以及网络协议等，选择开发工具，即，所选择的开发工具应支持所选择的操作系统、数据库、网络通讯协议等。 • 考虑系统的开放性，开发工具本身要尽可能开放，符合开放系统标准，独立于硬件平台及系统软件平台的选择，甚至能够独立于数据库的选择，这样，才有利于系统的扩充。同时，开发工具要有与高级语言的接口，便于系统特殊功能的开发。 • 开发工具应尽量面向终端用户，使用方便，使用户自己能比较容易学会，便于维护所开发的系统。 • 开发工具应尽可能支持系统开发的整个生命周期。

19.1 续 • 网络系统的设计 • 计算机网络系统的设计主要包括 • 中小型主机方案与微机网络方案的选取 • 网络拓扑结构 • 互连结构及通信介质的选型 • 网络计算模式 • 网络操作系统及网络协议等的选择 • 网络计算模式 • 原来一般采用 • 客户机/服务器(C/S)模式 • 随着Internet技术的发展和广泛应用，MIS的网络计算模式开始更多的采用 • 浏览器/Web服务器/数据库服务器(B/W/D)模式。

19.1 续 • 网络的选型 • 网络拓扑结构 • 网络拓扑结构一般有总线型、星型、环形、混合型等。在网络选择上应根据应用系统的地域分布、信息流量进行综合考虑。一般来说，应尽量使信息流量最大的应用放在同一网段上。 • 网络的逻辑设计 • 通常首先按软件将系统从逻辑上分为各个分系统或子系统，然后按需要配备设备，如主服务器、主交换机、分系统交换机、子系统集线器（HUB）、通讯服务器、路由器和调制解调器等，并考虑各设备之间的连接结构。 • 网络操作系统。 • 目前，流行的网络操作系统有UNIX、Netware、Window NT等。

19.1 续 • 选择网络时，应着重考虑下列因素： • 应具有标准的网络协议 • 例如TCP／IP等，便于MIS内部及MIS与其它系统的互联与集成。 • 传输能力 • 在MIS中，传输的信息可能是文本数据、图形、图像、声音等。网络的选择应保证快速、有效、正确地传输可能的信息。 • 互联能力 • 即能连接多种机型和网络系统，为系统集成奠定基础。

19.1 续 • 选择网络时，应着重考虑下列因素(续)： • 响应时间 • 所选网络系统对信息传输的响应时间应能满足用户对信息处理的要求。 • 考虑环境条件和覆盖范围 • 根据企业的环境条件和覆盖范围选择网络的类型（如广域网或局域网）以及信息传输媒体，例如用细缆或粗缆或光纤等。 • 应考虑系统的安全性和可靠性 • 所选网络产品应非常成熟，运行安全、可靠。

19.1 续 • 数据库管理系统的选择 • 管理信息系统都是以数据库系统为基础，一个好的数据库管理系统对管理信息系统的应用有着举足轻重的重要影响。在数据库管理系统的选择上，主要考虑： • 数据库的性能； • 数据库管理系统的系统平台； • 数据库管理系统的安全保密性能； • 数据的类型。

19.1 续 • 数据库管理系统选型的主要原则： • 满足当前和未来发展的需要，着重考虑系统的应用需求。 • 支持Browser/server模式和Client/Server模式，其优势在于对前端工作站的系统配置简单灵活，网络扩充性强，对离线式服务能力强大。 • 支持具有分布处理资料、多线索查询和优化查询资料、联机事务处理（OLPT）等能力或特性。 • 具有良好图形接口的开发工具包。 • 具有较高的性能价格比。 • 具有良好的技术支持和培训。

19.1 续 • 系统环境的配置报告 • 1．确定系统的网络结构体系（网络设计） • 网络拓扑结构，传输介质，组网方式，网络设备，网络协议，网络操作系统等。 • 2．硬件的配置 • 对C/S，B/S服务器和工作站，机型、性能指标、数量、涉及的机构（或部门）、外围设备。 • 3．软件的选择（系统软件和工具软件） • 对C/S，B/S分服务器和工作站上的软件选择，操作系统，网络管理软件、数据库系统，开发平台与工具，中间介质。

19.1 续 • 系统环境的配置报告结果：提交如下材料 • 硬件网络结构图 • 服务器：硬件、软件选型 • 工作站：硬件、软件选型 • 硬件配置清单等表格。

19.1 续 • 计算机处理流程设计 • 计算机处理方式可以根据系统功能、业务处理的特点、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 • 也可以混合使用各种方式。

打印文件磁带判别读取信息处理磁盘端点、中断符键盘显示器手工操作联机存储辅助操作（脱机）处理流程线信息流向线网络 19.1 续 • 计算机处理流程图例

19.1 续 • 计算机处理流程图绘制举例一

19.1 续 • 计算机处理流程图绘制举例二

19.2 代码设计 • 引言 • MIS覆盖企业从市场预测，产品设计、生产制造、产品销售及售后服务的全过程，是一种集成化的管理信息系统。 • 要实现MIS的集成化、必须在以计算机网络支持下的物理集成的基础上，实现信息集成，也就是说使整个企业范围的信息达到共享，并且在不同的部门之间，使信息保持完整一致而且不冗余。 • 为了实现信息集成，除了建立全企业范围内的信息模型外，对整个企业范围的信息进行统一的分类编码也是至关重要的。 • 信息分类编码是利用计算机辅助企业管理必要的前提条件。 • 一般情况下，信息的分类在先，编码在后。

为事物提供一个概要而不含糊的认定，便于数据的存储和检索。为事物提供一个概要而不含糊的认定，便于数据的存储和检索。唯一化即编码要有规律，符合某一类事物的聚集，提高处理的效率和精度。规范化也即标准化，符合国家或行业标准，提高数据全局一致性。系统化 19.2 续 • 代码： • 代表事物名称、属性、状态等的符号，一般用数字、字母或它们的组合来表示。代码设计是科学管理的体现。 • 编码的目的

19.2 续 • 信息分类的基本原则一般可归纳为； • 科学性、系统性、可延性和兼容性 • 科学性即稳定性。 • 系统性即合理的顺序排列。 • 可延性即具有足够的空位。 • 兼容性即相关的信息分类体系间的协调性。

19.2 续 • 信息分类常用的基本方法有线分类法、面分类法和混合分类法3种。 • 线分类法 • 比较有代表性的国家标准有：GB2260－90《中华人民共和国行政区划代码》，GB4754－84《国民经济行业分类和代码》，GB6665－86《职业分类和代码》等 • 面分类法 • 国家标准GBI 2403－90《干部职务名称代码》 • 混合分类法 • 奥匹兹分类编码系统的主分类选用了5个面： 1——零件类别，2——总体形状或主要形状，3——回转面加工，4——平面加工，5——辅助孔、齿成形。

19.2 续 • 代码的设计原则 • 唯一性和统一性 • 尽管编码对象有不同的名称、不同的描述，但编码必须保证一个编码对象仅被赋予一个代码，一个代码只反映一个编码对象。 • 适应性、可扩性 • 代码结构必须能适应编码对象不断增加的需要，也就是说，必须为新的编码对象留有足够的备用码。以适应分类编码对象的特征或属性以及其相互关系可能出现的变化。 • 可识别性和含义性 • 代码应尽可能反映分类编码对象的特点，以助记忆并便于人们了解和使用，并减少机器处理时间。 • 稳定性和规范化 • 代码不宜频繁变动，编码时应考虑其变化的可能性，尽可能保持代码系统的相对稳定性

19.2 续 • 代码的种类以某种顺序形式编码。简单，易管理，但可识别性差顺序码以多区间代表多组，位置代表含意。可靠且易操作区间码也叫混合码。比较常用，易记忆易管理，但不易校对。助记码

19.2 续 • 代码结构中的校验位 • 代码作为计算机的重要输入内容之一，其正确性直接影响到整个处理工作的质量。 • 特别是人们重复抄写代码和将它通过人手输入计算机时，发生错误的可能性更大。 • 为了保证正确输入，有意识地在编码设计结构中原有代码的基础上，另外加上一个校验位，使它事实上变成代码的一个组成部分。 • 校验位通过事先规定的数学方法计算出来。 • 代码一旦输入，计算机会用同样的数学运算方法接输入的代码数字计算出校验位，并将它与输入的校验位进行比较，以证实输入是否有错。

19.2 续 • 校验位可以发现以下各种错误： • 抄写错误，例如1写成7； • 易位错误，例如1234写成1324； • 双易错误，例如26913写成21963； • 随机错误，包括以上两种或三种综合性错误或其他错误。

19.2 续 • 确定校验位值的方法

19.2 续 • 代码的应用 1、检索图书情报检索大型零售商业企业的结算 2、统计统计指标的统一经济效益统计等 3、统一信息体系行业信息代码规划

19.3 数据结构和数据库设计 • 内容提要数据结构数据库 + 数据管理所需要信息范式理论关系数据结构资源分布

19.4 输入输出设计 • 输入设计 • 输入设计对系统的质量有着决定性的重要影响。 • 输入数据的正确性直接决定处理结果的正确性，如果输入数据有误，即使计算和处理十分正确，也无法获得可靠的输出信息。 • 同时，输入设计是信息系统与用户之间交互的纽带，决定着人机交互的效率 • 输入设计的原则 • 输入设计包括数据规范和数据准备的过程。 • 在输入设计中，提高效率和减少错误是两个最根本的原则。

19.4 续 • 以下是指导输入设计的几个目标： • 1．控制输入量。 • 在输入设计中，应尽量控制输入数据总量，在输入时，只需输入基本的信息，而其他可通过计算、统计、检索得到的信息则由系统自动产生。 • 2．减少输入延迟。 • 输入数据的速度往往成为提高信息系统运行效率的瓶颈，为减少延迟，可采用周转文件、批量输入等方式。 • 3．减少输入错误。 • 输入设计中应采用多种输入校验方法和有效性验证技术，减少输入错误。 • 4．避免额外步骤。 • 在输入设计时，应尽量避免不必要的输入步骤，当步骤不能省略时，应仔细验证现有步骤是否完备、高效。 • 5．输入过程应尽量简化。 • 输入设计在为用户提供纠错和输入校验的同时，就保证输入过程简单易用，不能因为查错、纠错而使输入复杂化，增加用户负担。

19.4 续 • 数据出错的校验方法 • 由人工直接检查、由计算机用程序校验以及人与计算机两者分别处理后再相互查对校验等多种方法。常用的方法是以下几种，可单独地使用，也可组合使用。 • 重复校验 • 视觉校验 • 检验位校验 • 控制总数校验 • 数据类型校验 • 格式校验 • 逻辑校验 • 界限校验 • 顺序校验 • 记录计数校验 • 平衡校验 • 对照校验

19.4 续 • 出错的改正方法。 • 出错的改正方法应根据出错的类型和原因而异。 • 原始数据错 • 发现原始数据有错时，应将原始单据送交填写单据的原单位修改，不应由键盘输入操作员或原始数据检查员等想当然地予以修改。 • 机器自动检错 ①待输入数据全部校验并改正后，再进行下一步处理。 ②舍弃出错数据，只处理正确的数据。这种方法适用于作动向调查分析的情况，这时不需要太精确的输出数据，例如，求百分比等。 ③只处理正确的数据，出错数据待修正后再进行同法处理。 ④剔出出错数据，继续进行处理，出错数据留待下一运行周期一并处理。此种方法适用于运行周期短而剔出错误不致引起输出信息正确性显著下降的情况。

第十九章 系统设计