第六章系统设计

第六章系统设计 主要内容：结构化系统设计的方法、系统的平台设计、子系统的分解、模块化设计、代码设计、人机界面设计、数据存储设计、处理流程设计等内容。

第六章系统设计 系统分析阶段，主要解决的是新系统“做什么”的问题。而在系统设计阶段，需要回答的中心问题是“怎么做”，即通过给出新系统物理模型的方式，描述如何实现在系统分析中规定的系统功能。

第一节系统设计概述 系统设计概述主要包括： • 系统设计的目的与任务 • 系统设计的依据 • 系统设计的原则

一、系统设计的目的与任务 系统设计阶段的主要目的是，将系统分析阶段所提出的、充分反应用户信息需求的新系统逻辑模型转换成可以实施的、基于计算机与网络技术的物理(技术)模型。逻辑模型主要确定系统“做什么”，而物理模型则主要解决“系统怎样做”的问题。

一、系统设计的目的与任务 主要任务是从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。

一、系统设计的目的与任务 系统设计阶段的工作包括如下主要活动： • 总体设计 • 详细设计 • 编写“系统设计说明书”

二、系统设计的依据 可从以下几个方面考虑： • 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

三、系统设计的原则 应遵循以下的主要原则： • 系统性 • 灵活性 • 可靠性 • 经济性

第二节系统功能结构设计 主要包括系统功能结构设计的原则、结构化设计方法、模块结构图及评价标准、转换策略、优化技巧等。系统的功能结构是在遵循结构化和模块化设计思想的基础上，以信息系统功能结构图和信息系统流程图来表示的。

一、系统功能结构设计的原则 应遵循以下的主要原则： • 分解-协调原则 • 模块化原则 • 自顶向下的原则 • 抽象的原则 • 明确性原则

一、系统功能结构设计的原则 功能结构设计的方法包括，结构化设计方法(Structured Design，SD)、Jackson方法、Parnas方法等。常使用的设计工具主要有：系统流程图，HIPO(分层和输入-处理-输出)技术，控制结构图，模块结构图等。

二、结构化设计方法 结构化设计方法是1974年由美国IBM公司的W.Stevens等人首先提出的。其思想是以数据流程图为基础，采用自顶向下、逐层分解的方法，把系统划分为若干子系统，子系统又划分为若干功能模块，模块又划分为子模块，层层划分直到相对独立、功能单一的独立程序为止。结构化设计的宗旨是要使设计工作简单化、标准化。

三、模块结构设计 模块结构图又称控制结构图或系统结构图，它是反映模块层次分解关系、调用关系、数据流和控制信息流传递关系的一种重要工具。模块结构图由模块、调用、数据、控制信息四种基本符号组成。

调用模块控制信息数据信息（一）结构图基本符号

模块 • 模块可以是一个程序，也可以是一个函数或过程子函数。 • 模块具有四个属性：输入与输出、逻辑功能、程序代码、内部数据修改库存

甲甲甲乙乙丙乙丙丁调用 a) 调用 b) 判断调用 c) 循环调用

查职工 简历数据职工号读人事数据用带空心圆的箭头表示传送的数据，并标上数据名，箭头的方向为数据传送的方向。

控制信息 用带实心圆的箭头表示控制信息，并标上信息名，箭头的方向为传送的方向。查职工简历数据职工号无此职工读人事

（二）模块化 模块化：把系统划分为若干个模块，每个模块完成一个特定的功能，然后将这些模块汇集起来组成一个整体，完成指定功能的一种方法。优点：使整个系统设计简易、结构清晰，可读性、可维护性强，提高系统的可行性,同时也有助于管理信息系统开发和组织管理。

（二）模块化 目标：每个模块完成一个相对独立的特定功能；模块之间的关联和依赖程度尽量小；接口简单。度量标准：模块之间的耦合性（块间联系）模块自身的聚合性（块内联系）

1.块间耦合 块间耦合：系统内不同模块之间互联程度的度量。模块间的耦合度越低，模块的独立性越好。形式有： • 数据耦合 • 控制耦合 • 公共耦合 • 内容耦合

开发票 单价数量金额计算水费数据耦合两个模块之间通过数据交换信息，且每一个参数均为数据。

控制耦合 两个模块之间，一个模块通过开关量、标志、名字等控制信息，明显地控制另一模块的功能。开发票水费/电费金额计算水费或电费

控制耦合（续） 把控制耦合转化为数据耦合开发票水费电费计算水费计算电费

A B C 公共数据区公共耦合模块之间通过一个公共的数据区域传递信息。

内容耦合 一个模块需要使用另一个模块的内部信息，或者转移进入另一个模块中时，这种联系方式则称为内容耦合。内容耦合方式是改进模块时发生连锁错误的主要来源。

块间耦合遵循下列原则 • 模块间尽量使用数据耦合； • 必要时才采用控制耦合； • 限制公共耦合的范围； • 坚决避免使用内容耦合。

2.块内聚合 块内聚合：衡量模块内各组成部分的凝聚程度。模块内的聚合度越高，模块的独立性越好。形式有：功能聚合顺序聚合通讯聚合过程聚合时间聚合逻辑聚合偶然聚合

2.块内聚合（续） • 功能聚合：模块内部各组成部分全部为执行同一功能而结合为一个整体。 • 顺序聚合：模块内部各组成部分，前一部分处理动作的输出是后一部分处理动作的输入。 • 通信聚合：模块内部各组成部分的动作都使用相同的输入或产生相同的输出。

3.块内聚合（续） • 过程聚合：模块内部各组成部分的动作彼此间无关系，但必须以特定的顺序执行。 • 时间聚合：模块内部各组成部分的动作的动作必须在同一时间执行。 • 逻辑聚合：模块内部各组成部分在逻辑上具有相似的处理动作，但功能上、用途上却彼此无关。 • 偶然聚合：模块内部各组成部分之间无关系或关系松散。

3.块内聚合比较 组合名称联结形式可读性可修改性通用性紧凑性功能组合好好好好 10 顺序组合好好好中 9 通信组合中中中不好 7 过程组合中中中不好 5 时间组合不好中不好最坏 4 逻辑组合最坏不好最坏最坏 0 偶然组合最坏最坏最坏最坏 0

（三）DFD导出初始结构图 从数据流程图导出系统的初始结构图，首先要区分数据流程图的结构类型，然后根据不同的类型采用不同的方法把数据流图映象成相应的模块结构。转换方法是建立在数据流程图(DFD)与模块结构图(MSC)之间关系的基础上的。

1.数据流程图的结构类型 （1）变换型DFD一个数据流程图可以明显地分成输入、处理和输出三部分。（2）事务型DFD事务型数据流程图一般呈束状形。

变换中心 输入输出输入信息正确信息结果数据格式检查处理显示物理输入逻辑输入逻辑输出物理输出（1）变换型DFD

动作路径 事务中心接受路径 … （2）事务型DFD

2．转换策略 （1）以变换为中心的设计步骤： • 找出主加工、逻辑输入和逻辑输出 • 设计模块结构的顶层和第一层 • 设计中、下层模块

输出输入变换中心处理后的汇款单合格的汇款单 1 格式检查 2 计算汇费 3 产生收据收据汇款单业务数据 4 记账明细账（1）以变换为中心的设计

汇款处理系统 合格的汇款单处理后的汇款单处理后的汇款单合格的汇款单业务数据业务数据取得合格汇款单计算汇费输出处理后的汇款单记账合格的汇款单处理后的汇款单汇款单收据汇款单收据输入汇款单格式检查产生收据打印收据（1）以变换为中心的设计

2．转换策略 （1）以事务为中心的设计步骤： • 确定事务的来源； • 确定以事务为中心的系统结构； • 确定每一种事务以及它所需要的处理动作； • 合并具有相同处理动作的模块，组成公共处理模块加入系统； • 为每个事务处理模块设计下面的操作模块，再为操作模块设计细节模块。某些操作模块和细节模块可以被几个上一层模块共用。

1.2 图书管理要求新书入库入库单目录文件 1.5 注销单 1.1 注销图书罚款单要求类型处理借书单 1.3 还借书书事务中心借书文件单无效输入 1.4 罚款单还书（2）以事务分析为中心的设计

图书处理系统 图书管理要求注销单入库单借书单还书单取得图书处理要求注销图书还书借书新书入库修改目录文件打印罚款单修改借书文件操作层 …… …… …… 细节层（2）以事务分析为中心的设计

（四）优化设计 将初始结构图根据模块独立性原则进行精化，对模块进行合并、分解修改、调整，得到高内聚、低耦合模块，得到易于实现、易于测试和易于维护的软件结构，产生设计文档的系统最终结构图。

（四）优化设计（续） 优化设计基本原则： • 合理控制系统的深度与宽度 • 合理控制模块的扇出数（扇出数5—7） • 模块的大小要适当（一张A4纸） • 消除重复的功能 • 作用范围和控制范围 • 设计单入口单出口模块

第三节系统平台设计 主要包括管理信息系统的平台设计包括计算机软硬件选择、网络系统的设计、数据库管理系统的选择等。

一、设计依据 从几个方面进行考虑： • 系统的吞吐量 • 系统的响应时间 • 系统的可靠性 • 结构模式 • 地域范围或计算模式 • 数据管理方式

二、平台设计的基本原则 • 根据实际业务需要情况配置设备； • 根据实际业务性质配置设备； • 根据组织中各部门地理分布情况配备系统设备； • 根据系统调查分析所估算出的数据容量配备存储设备； • 根据系统通信量、通信频度确定网络结构、通信媒体、网络类型、通信方式等； • 根据系统的规模和特点配备系统软件，选择软件工具； • 根据系统实际情况确定系统配置的各种指标；

三、计算机硬件的选择 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。主要有：服务器、客户机、网络主要设备、输入输出设备、后援设备

四、计算机软件的选择 1．操作系统 2．数据库管理系统 3．开发工具： 4．应用软件

五、计算机网络的选择 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等。网络计算模式原来一般采用客户机/服务器(C/S)模式，但随着Internal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。

六、物理配置方案设计报告 1．计算机物理系统配置概述（总体结构、背景、要求、原则、制约因素） 2．计算机物理系统选择的依据 (功能、容量、性能、硬件、通讯与网络、应用环境） 3．计算机物理系统配置 (硬件结构配置、通讯与网络系统配置、软件系统配置） 4．指出费用情况（硬件、软件、机房、附属设施、人员培训、维护等） 5．具体配置方案的评价

第六章 系统设计