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第 5 章 系统设计

第 5 章 系统设计. 5.1 系统设计概述 5.2 系统总体结构设计 5.3 模块功能与处理过程设计 5.4 代码设计 5.5 数据结构和数据库设计 5.6 输入输出设计 5.7 系统设计报告. 内容提要. 系统设计是寻求解决办法，探索建立新系统的过程。该阶段由几个步骤构成。它给出可行性研究中建设的系统应如何去做和怎样去做的细节，其 重点是把系统功能需求转化成系统设计说明书 。系统设计包括 总体和详细设计 两部分。学完本章后，应掌握： 系统设计的过程； 逻辑设计与物理设计有何不同？ 自顶向下的设计方法和功能分解方法；

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第 5 章 系统设计

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  1. 第5章 系统设计 5.1 系统设计概述 5.2 系统总体结构设计 5.3 模块功能与处理过程设计 5.4 代码设计 5.5 数据结构和数据库设计 5.6 输入输出设计 5.7 系统设计报告

  2. 内容提要 • 系统设计是寻求解决办法，探索建立新系统的过程。该阶段由几个步骤构成。它给出可行性研究中建设的系统应如何去做和怎样去做的细节，其重点是把系统功能需求转化成系统设计说明书。系统设计包括总体和详细设计两部分。学完本章后，应掌握： • 系统设计的过程； • 逻辑设计与物理设计有何不同？ • 自顶向下的设计方法和功能分解方法； • 结构化设计开发的主要任务等内容。

  3. 5.1 系统设计概述 • 目的 • 将系统分析阶段所提出的充分反映了用户信息需求的系统逻辑方案转换成可以实施的基于计算机与网络技术的物理（技术）方案。 • 任务 • 信息系统的总体目标出发，根据系统分析阶段对系统的逻辑功能的要求，并考虑到经济、技术和运行环境等方面的条件，确定系统的总体结构和系统各组成部分的技术方案，合理选择计算机和通信的软、硬件设备，提出系统的实施计划。

  4. 系统设计的内涵 系统分析 系统设计 物理模型 逻辑模型 科学合理地提出 做什么 怎么做 从具体到抽象 从抽象又回到具体

  5. 系统设计的依据 • 系统分析的成果 • 现行技术 • 现行的信息管理和信息技术的标准、规范和有关法律制度。 • 用户需求 • 系统运行环境

  6. 系统设计的主要任务 • 系统总体设计： • 软件系统总体结构的设计 • 数据存储的总体设计 • 网络系统方案的选择 • 详细设计： • 代码设计 • 数据库设计 • 人机界面设计（I/O） • 处理流程及模块功能设计

  7. 系统实施进度与计划的制订 • “系统设计说明书”的编写

  8. 主要工作 1.总体设计(模块结构图设计等) 2.代码设计和设计规范的制订 3.系统物理配置方案设计(设备配置、通信网络的选择和设计及DBMS的选择等) 4.数据存储设计(DB设计、DB安全保密设计等) 5.计算机处理过程设计(输入、输出、处理流程图设计及编写程序设计说明书等)

  9. 系统设计工作的主要特点 • 系统设计的主要任务是提出合理的计算机硬软件系统的技术方案，采取具体的技术措施来满足用户需求，因而大量工作是技术性的。 • 系统设计人员对系统的逻辑功能和用户的各类需求必须有深刻的、切实的理解。了解用户对系统分析阶段提出的信息需求的解释。

  10. 用户在操作使用和运行环境等方面的具体要求，也要在系统设计阶段加以明确并在系统的技术方案中得到反映。用户在操作使用和运行环境等方面的具体要求，也要在系统设计阶段加以明确并在系统的技术方案中得到反映。 • 系统设计工作的环境是管理和技术环境的结合，这是这一阶段工作的重要特点。

  11. 系统设计的原则 ★简单性 ★ 灵活性 ★ 完整性 ★ 可靠性 ★ 经济性

  12. ★ 简单性 只要能达到预定的目标和实现预定的功能, 系统就应避免一切不必要的复杂, 尽量简单。

  13. ★ 灵活性 系统对外界环境条件的变化有很强的适应性。这样其可保持长久的生命力。为此，系统应具有较好的开放性和结构的可变性。

  14. ★ 完整性(系统性) 系统是作为一个整体而存在的。因此, 在系统设计中要从整个系统的角度进行考虑, 系统的代码要统一, 设计规范要标准, 传递语言要尽可能一致, 对系统的数据采集要做到数出一处、全局共享, 使一次输入得到多次利用。

  15. ★ 可靠性 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MIS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。

  16. ★ 经济性 系统应该给用户带来一定的效益(直接经济效益、间接经济效益)。系统的投资和经营费用应尽快得到回收。

  17. 系统设计的步骤 ◎总体设计 ◎详细设计

  18. 5.2 系统总体结构设计 • 系统总体结构设计主要包括： • 子系统的划分(系统功能结构的划分) • 网络和设置配备 • 模块结构图设计 • 新系统计算机处理流程图

  19. 5.2.1 子系统划分 • 系统划分原则 • 子系统具有相对独立性 • 子系统之间数据依赖性尽量小 • 数据冗余小 • 考虑今后发展需要 • 应便于系统分阶段实施 • 考虑种类资源充分利用

  20. 5.2.1 子系统划分(续) • 子系统划分方法 • 功能、顺序、数据、过程、时间、环境 • 常用划分方法 • 以功能/数据分析结果为主，结合组织实际情况划分。

  21. 举例

  22. 5.2.2 网络设计 • 主要内容 • 根据需求确定目标 • 确定网络系统的主要性能 • 选择传输设备、确定交换方式 • 设计网络拓扑结构 • 选择网络硬件及软件配置 • 确定网络类型、协议、控制流和路径选择方案

  23. 网络设计 • 网络系统结构 • 工作站/文件服务器方式 • 主机/终端系统 • Client/Server系统 • 对等网络系统

  24. 网络设计评价性能指标 • 信息吞吐量 • 响应时间 • 处理速度 • 存储容量 • 扩充性及兼容性 • 网络覆盖范围 • 费用

  25. 数据库访问方式 • 独立数据库 • 文件共享型数据库 • 客户/服务器型数据库 • 多层数据库应用系统 • Web-based数据库

  26. 举例

  27. Novell 网 300台工作站 Novell 网 30台工作站 600台工作站 工作站 工作站 XYLAN OMNI 1032 SWITCH hub 工作站 server Novell server hub hub Novell server 四教 国贸学院 XYLAN ONMI 5024 Switch XYLAN OMNI 5024SWITCH 网管中心 XYLAN OMNI 5024 Switch DNS WWW Server hub 国际交流中心 MAIL Server 工作站 工作站 影视中心 防火墙 工作站 Internet ROUTER 网管工作站 MODEN Novell 网 40台工作站 工作站 hub XYLAN OMNI 1032 SWITCH PSTN 3com switch Novell server 图书馆 Novell server 模拟用户 综合楼 工作站 100M六芯多模光纤 100M五类双绞线 hub

  28. ☆ 系统设计的方法 • 结构化设计(Structure Design,简称SD)： • 系统分解 • 以数据流程图(DFD)为基础构成模块结构。 • 模块化、从顶向下、逐步细化等思想。

  29. 结构化系统设计方法概述 • 1.什么是结构化系统设计方法 • 2.结构化系统设计的基本思想 • 3.结构化系统设计的特点

  30. ☆ 什么是结构化系统设计方法 • 结构化设计(Structured Design简称SD)方法由美国的IBM公司的W.Stevens、G.Myers和L.Constantine等人提出,使用广泛。在结构化思想的基础上发展起来的一种用于复杂系统结构设计的技术，它运用一套标准的设计准则和工具，采用模块化的方法进行系统结构设计。 • 适于总体设计

  31. ☆ 结构化系统设计的基本思想 • 方法：分解 • 系统结构：由相对、单一功能的模块组成 • 基础：系统的逻辑功能、数据流关系 • 根据：DFD和DD • 借助于：一套标准的设计准则和图表工具 • 通过：“自上而下”和“自下而上”划分的反复,把系统逐层划分为多个大小适当、功能明确、具 有一定独立性且容易实现的模块，从而把复杂系统的设计转变为多个简单模块的设计。

  32. 结构化系统设计的特点 ⑴相对独立、功能单一的模块结构 ⑵ 块内联系大、块间联系小 ⑶ 采用模块结构图的描述方式

  33. ⑴相对独立、功能单一的模块结构 • 由于模块之间相对独立,每一模块就可以单独地被理解、编写、测试、纠错和修改,从而有效地防止错误在模块之间扩散和蔓延,提高了系统的质量(可维护性、可靠性等),同时系统的研制工作也大大简化。

  34. ⑵块内联系大、块间联系小 • 模块内部联系要大，模块之间联系要小，这是结构化设计中衡量“相对独立”性能的标准。

  35. ☆ ⑶采用模块结构图的描述方式 • 描述方式：模块结构图 • 描述了系统的分层模块结构,清楚地表示了每个模块的功能,直观地反映了块内联系和块间联系等特性。 • 有利于系统结构的优化,设计出的系统比较容易实现且有较好的可维护。

  36. 5.3 模块功能与处理过程设计 • 1、HIPO图 • 2、层次模块结构图 • 3、IPO图 • 4、结构化英语 • 5、决策树 • 6、判断表 • 7、算法描述语言

  37. HIPO图 • HIPO图是美国IBM公司发明的“层次图加输入/处理/输出图”（Hierarchy plus Input/Process /Output），即用图形方法表达一个系统的输入和输出功能以及模块的层次。HIPO技术包含两个方面的内容： • H 图(层次结构图) • IPO图(输入-处理-输出图)

  38. 在H图中除了顶层和方框外，每个方框都需要编号。和H图中的每个方框对应，应该有一张IPO图描绘这个方框所代表的模块处理过程。在H图中除了顶层和方框外，每个方框都需要编号。和H图中的每个方框对应，应该有一张IPO图描绘这个方框所代表的模块处理过程。 • 用途：应用HIPO技术可以进行系统设计、评价，在系统实施之前加工、修改已设计的系统。

  39. HIPO技术 应用实例－库存管理系统中“修改库存数据” • 第一步：绘制 H 图。 • 此时系统需具备以下几种数据处理过程 • 提取库房收发数据。 • 提取原有库存数据。 • 处理收发数据。 • 重写库存数据主记录。

  40. H图 修改库存 数据 提取库房收发数据 提取 库存数据 处理收 发数据 刷新库存 记录 第一轮 H 图

  41. 修改库存数据 刷新库存记录 处理收发数据 提取库房收发数据 提取库存数据 增加 在库数 减少 在库数 增加 记录 删除 记录 进一步分解 ： 二轮 H 图

  42. 修改库存数据 刷新库存记录 处理收发数据 提取库房收发数据 提取库存数据 增加 在库数 减少 在库数 增加 记录 删除 记录 H 图的另一种形式

  43. IPO图 IPO图 系统名： 制图者： 模块名： 日 期： 由下列模块调用： 调用下列模块： 输入： 输出： 处理内容： 内部数据元素： 备注：

  44. IPO图 系统名:库存管理 制图者:XX 模块名:处理收发数据 日期:2004-4-2 由下列模块调用: 修改库存数据 调用下列模块: 增加在库数；减少在库数 增加记录；删除记录 处理内容: 如库房收入,则调用增加在库数模块； 如库房发出,则调用减少在库数模块； 如增加库存文件纪录,则调用增加记录模块； 如删除文件记录,则调用删除记录模块。 输入: （由修改库存数据模块提供）库房收发数据；库存数据  输出: （由修改库存数据模块接收） 修改后的库存数据； 无效收发数据 处理内容: 如库房收入,则调用增加在库数模块； 如库房发出,则调用减少在库数模块； 如增加库存文件纪录,则调用增加记录模块； 如删除文件记录,则调用删除记录模块。 否则，按无效数据处理 内部数据元素: 备注:

  45. IPO图举例

  46. 层次模块结构图（结构图Structure Chart） • 1974年由W.Steven等人提出。 • 基本做法：将系统划分为若干个子系统，子系统下再划分若干个模块，大模块内再分小模块。 • 层次模块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。

  47. 模块名 控制信息 数据 循环调用 判断分支 数据存储 调用 结构图图例(P116-118)

  48. 工资系统

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