§3 系统详细设计

1. §3 系统详细设计 • 系统平台设计 • 代码设计 • 对话（人机界面）设计 • 输入/输出设计 • 数据库设计 • 模块内部的算法设计（处理流程设计）

2. 一 系统平台设计 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、数据库管理系统的选择等。

3. 计算机处理方式 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。

4. (2) 软硬件选择 根据系统需求和资源约束进行软、硬件的选择： 硬件选择：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。 软件选择：操作系统、数据库管理系统、开发语言、开发工具、应用软件包等软件的选择。如Oracle Server、Microsoft SQL Server、Visual FoxPro等。

5. (3)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，但随着Internet技术的发展和广泛应用，IS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。

6. 系统的平台设计结果： 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。

7. 案例: X公司的网络系统设计 X公司是服务于客户与航空公司、轮船公司之间的国内货运代理公司，其服务的内容是为客户代办托运、报关手续。建立X公司管理信息系统的目的是缩短货运周期，提高服务质量和增强竞争力量。 1、网络建设需求 (1)提供信息通道。X公司网络信息系统连接该公司在全国的28个城市的分公司和办事处，要求提供通信通畅，无断点、无瓶颈的信息通道。 (2)提供Internet信息服务。在总公司/北京分公司设一主出口，与因特网联网。在Internet上，建立公司的WWW主页，提供E－mail、Telnet、FTP、WWW等信息服务功能。

8. (3)提供智能化电子邮件功能。能使网上用户通过电子邮件相互访问，并能够通过总部的Internet电子邮件网关与国外进行电子邮件通信。(3)提供智能化电子邮件功能。能使网上用户通过电子邮件相互访问，并能够通过总部的Internet电子邮件网关与国外进行电子邮件通信。 (4)提供全局命名服务功能。全网统一的名字服务系统可方便网络管理与使用。 (5)提供信息安全功能。在企业网范围内提供信息的安全保密功能，不仅能控制用户对网络和文件访问，还能对网上的所有资源提供保护，对非法入侵者进行防范和跟踪。

9. 案例: X公司的网络系统设计(续) 2、网络系统设计 系统设计的出发点是为用户提供一个既切合实际又具有扩展升级能力的方案，使用户能够获得最大的经济效益。在设计中遵循了以下原则： A.切实可行：符合当今通信技术的发展现状，能够利用所有成熟的通讯手段灵活地构造网络系统。 B.开放性：遵循主流的接口规范和协议标准，不基于特定机型、操作系统或厂家的体系结构，从而保证将来系统扩展与升级以及与其它系统互联的方便可行，避免"今天的投资成为明天的浪费"。

10. C.整体优化：不片面追求单机、子系统的高性能，而是以保证子系统有较高的整体性能为目的，整个系统在用户界面上应是一个透明的完整体。C.整体优化：不片面追求单机、子系统的高性能，而是以保证子系统有较高的整体性能为目的，整个系统在用户界面上应是一个透明的完整体。 D.技术先进：所选的技术与设备应是成熟的，先进实用，稳定可靠。 E.设计周密：操作系统及网络结构应充分考虑到将来联网的要求。

11. 案例: X公司的网络系统设计(续) 3、X公司企业网系统 由局域网系统、区域网系统、广域网系统三个层次组成。 (1)广域网系统 ①总部是整个广域网系统的信息枢纽，设有全网络系统的主数据库，被所有分公司、代理和办事处访问与共享。总部与CHINAPAC，Internet，PSTN等都有直接的连接。在总部设有通往Internet的出口。 ②大多数分公司与总公司连接，各分公司之间的连接都通过CHINAPAC进行，一些较为重要的分公司与总部通过DDN数字专线连接。 ③在总部设有网络管理工作站，通过中心一套基于PC的网管软件，对整个企业网中所有的路由器进行管理和性能监控，从而提高网络的可维护性与可靠性。

12. (2)区域网系统 由于X公司的某些分公司其下属的多个业务部门往往不在一个建筑物内，而是分布在一个城市的不同地区，所以需要进行区域网建设。这些业务部门有的组建规模不同的局域网，通过分组交换网或DDN专线互联；有的小营业点，采用单台PC拨号上网的方式与分公司通信。

13. (3)局域网系统 根据X公司各分公司规模的不同，其局域网的建设方案分为A、B、C、D四种。 A类：A类局域网采用交换式局域体系结构，具有局域网网管功能和较强的广域网连结能力。选用交换式集成器3COM LinkSwitch2200作为局域网的枢纽。选用3COM的　LinkBuilder FMS Management Module实现网络管理功能。选用Cisco公司的中档路由器Cisco4500作为广域网的接入设备。 B类：B类方案采用传统的共享式以太网结构。选用可堆叠式的集线器作为网络连接设备，使网络易于扩展，保护现有投资。选用Cisco2501作为广域网的接入设备。比较大的分公司采用这种方案。

14. C类：C类方案在局域网构成上与B类方案相似。其广域接入设备采用更低档的Cisco路由器Cisco1005。采用这种方案的主要是那些本地需建小型局网的分公司。C类：C类方案在局域网构成上与B类方案相似。其广域接入设备采用更低档的Cisco路由器Cisco1005。采用这种方案的主要是那些本地需建小型局网的分公司。 D类：D类方案采用单机形式，无局域网设备，无路由器。通过PC计算机上的串口资源或广域网卡与其他分公司进行数据交换。业务规模较小的分公司和一些办事处采用D类方案。

15. 二 代码设计 • 代码，是用来代表事物名称、属性、状态等的符号和记号。以简短的符号形式代替了具体的文字说明。 • 代码设计的任务:设计出一套供信息系统开发和运行所需的代码（编码）系统。

16. (一) 代码的作用 • 便于录入 • 节省存储空间，提高处理速度 • 便于计算机识别和处理 • 提高数据标准化程度 • 提高处理精度

17. (二) 代码系统具有的特点 • 唯一性：每个代码都仅代表唯一的实体或属性； • 通用性：表示采用已有的国家标准通用化码（标准化）； • 可扩充性：当增加新的实体或属性时，直接利用原代码扩充，而不需要变动代码系统； • 简洁性：如果代码太长会影响所占存贮空间，输入输出速度，以及输入时的出错率，应尽量减短； • 系统性：代码要有规律，逻辑性强，即便于计算机处理，也便于识别，记忆和人工处理的使用； • 可修改性：当系统条件发生变化时，代码应容易进行修改。

18. (三) 代码的分类 1. 顺序代码：用连续数字代表编码对象： 如：张平的职工号为0001；李立为0002等 优点：简单，易追加； 缺点：可识别性差，无逻辑性。

19. 2. 区间代码：代码分为组，每组具有一定的含义，如某大学的学生代码* ** ** *， 前两位代表年级编号(大分类)， 中间两位代表专业及班级编号(中分类)， 后两位代表学生在班上的编号(小分类)。 优点：分类明确，每层之间有严格的隶属关系，容量大； 缺点：位数多。

20. 所在省市 所在地区 所在县区 户口所归属 的派出所 出生日期 性别：男为奇数 女为偶数 日 年 月 校验码 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 例：我国公民身份证代码的含义 • 优点：是分类基准明确，码中的数字(或字母)与位置都代表一定 的意义，因而检索、分类或排序都很方便。 • 缺点：有时会造成代码过长。

21. 3. 字母代码：用具有特定意义的字母代表某一类项目。 如：“TV”：电视，“CM”厘米 优点：可用汉字拼音或英语联想帮助记忆； 缺点：位数多，处理不便，易产生重复。 4. 组合代码：用上述编码组合而成。 按位编码和顺序码组合：学号 01164015 按字母码和数字码组合：汽车号 闽C-10002

22. (四) 代码的校验 校验： 为了保证关键代码输入的准确性、减少输入错误，有意识地在编码设计的基础上，通过事先规定的某种数学方法，计算出校验码，附加在编码之后，作为编码的一部分。输入时与代码一起输入，此时计算机会用同种数学方法，输入代码进行数学计算，并与所输入的代码进行比较，以校验是否正确，并发现错误。

23. 确定校验位的方法 1．将代码(Ci)各位乘以权因子(Pi)，求出各位的积:C1P1，C2P2，...CnPn2．求出加权和: S=C1P1+C2P2+...+CnPn3．以称为模的常数 M 除和，求出余数R即 R=S mod M4．把模 M 减去余数 R 作为校验位, J=M-R (当J为10、11、12…时，其校验位码为A、B、C…；)

24. 校验码例子 原代码1238，权因子为质数法，模M=10 ，以 J=M-R 为校验码，设计出其校验码。 原编码：1 2 3 8 权因子：11 7 5 3 11 14 15 24 • R= S MOD M • =64 MOD 10 • =4 1. 4. J= M-R=10-4=6 2. S=11+14+15+24=64 原代码加校验码：1 2 3 8 6

25. 思考 原代码1 2 3 4 5，权因子为2 的位数法：2，4，6，8，10，模M=11 ，以 J = M-R 为校验码，写出校验码的设计过程。

26. 三 对话设计 • 这里讲的对话是指人通过屏幕、键盘等设备与计算机进行信息交换，控制系统运行，也称为屏幕设计或界面设计。 • 1 对话设计的原则： “用户友好” • 对话界面要美观、醒目； • 提示要清楚、简单，不能有二义性； • 要便于操作和学习，有帮助功能； • 能及时反馈错误信息等。

27. 2 实现用户友好的三个要点: • 树立用户第一的观点； • 实现界面友好的工作必须融于系统开发的全过程； • 采用软件开发技术改善界面友好性。

28. 3 对话设计的基本类型 • 菜单：用菜单方式使整个界面清晰，简洁； • 图像：在用户界面中，加入丰富多彩的画面能够更形象地为用户提供有用的信息，达到可视化的目的； • 对话框：在系统必要时，显示于屏幕上的一个矩形区域内的图形和正文信息，通过对话框实现用户和系统之间的联系； • 窗口：通过窗口显示观察其工作领域全部或一部分内容，并可对所显示的内容进行各种系统预先规定好的正文和图形操作。

29. 下拉式菜单、瀑布式菜单 图标式菜单 瀑布式菜单 弹出式菜单

30. 四 输入/输出设计 • 输入/输出设计的标准 • 应尽量减少汉字的输入。 • 屏幕显示应尽量直观、逼真。 • 输入数据时应尽量采用选择的方式。 • 有较强的检错和容错能力。 • 具有一定的数据恢复能力。 • 具有完善的帮助系统。 • 界面风格应当尽量向标准化靠近。

31. (一) 输出设计 用户所需的信息、报表都要由系统输出完成。 输出设计工作主要包括： • 确定输出方式； • 确定输出的类型与内容； • 进行输出格式的设计。

32. 1 输出方式的选择 输出方式应根据输出信息的要求，信息量的大小、输出设备的限制等条件来决定。一般有： • 显示输出 • 打印输出 • 图形输出

33. 2 输出的类型与内容 • 输出类型的确定 输出有外部输出和内部输出之分，内部输出是指一个处理过程（或子系统）向另一个处理过程（或子系统）的输出；外部输出是指向计算机系统外的输出，如有关报表等。 • 输出设备与介质的选择 输出设备有打印机、磁带机、磁盘机、光盘机等，输出介质有打印纸、磁带、磁盘等。 • 输出内容的设计 输出内容的设计包括输出内容的项目名称、项目数据的类型、长度、精度、格式设计、输出方式等。

34. 3 输出格式设计的注意点 • 报告应注明名称、标题、日期、图号； • 尽量将相类似的项目归纳在一起； • 尽量将位数相同的项目归纳在一起； • 当一行打印的位数有多余时，项目与项目之间的空格可以加大，使布局合理、醒目； • 决定数据位数时，要考虑编辑结果的最大数（包括货币符号、逗号所占的位数）； • 字符从左对齐，空格和数字从右对齐； • 注意“0”和空格的含义； • “合计”要醒目； • 打印时，应把已代码化的名称复原，以求一目了然；

35. (二) 输入设计 输出信息的正确性很大程度取决于输入信息的正确性和及时性。因此，必须科学地进行输入设计，使之正确地、及时地、方便地收集信息、录入信息。输入设计工作主要包括： • 输入数据的分析与内容的确定 • 输入方式及设备的选择 • 输入数据的格式设计 • 输入数据的检验方法

36. 1 输入设计的原则 在保证处理需求的前提下尽量减少输入量，输入过程尽量简单方便（如减少汉字输入、使用条形码扫描输入），输入界面友好，在输入数据时要采取有效措施，减少输入错误。

37. 2 输入方式 • 键盘输入 • OCR或 OMR输入 • 媒体化后成批输入 • 联机输入

38. 3 输入设计的步骤 1) 分析与确定输入数据的内容 根据处理要求来确定，包括确定输入数据项的名称、数据类型、位数和精度、数值范围及输入处理方式。 2) 确定数据的输入方式数据输入的类型有外部输入(如键盘输入、扫描仪、磁盘导入等)和计算机输入(网络传送数据等)，输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光电阅读器、光笔、磁盘、磁带、网络传输等。

39. 3)设计输入数据的记录格式 输入格式要尽量与原始单据格式类似，屏幕界面要友好，数据输入格式有录入式、选择式（如：单选、列表选择）等，屏幕格式有简列式、表格式、窗口编辑方式等。 4)对输入数据的正确性检验设计常用的检验的方法有: 重复录入校验、视觉校验（如代码输入时，屏幕立即显示出代码的相关信息以方便校验）、数据类型格式范围校验、分批数据汇总校验、加检验位校验、平衡校验等。

40. 五 数据库设计 • 数据库概述 • 数据库设计步骤 • 概念设计方法 • 逻辑设计方法

41. (一) 数据库概述

42. 1 数据库系统 • 数据处理： 指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和。 • 数据管理 指的是对数据的进行分类、组织、编码、存储、检索和维护等，它是数据处理的中心问题。 • 随着计算机软硬件技术的发展，经历了从手工管理到文件系统、数据库系统等阶段

43. 1) 相关术语 • 数据库DB • 长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据的集合 • 由DBMS统一管理，多用户共享 • 数据库管理系统DBMS • 系统软件，对数据库进行统一管理和控制 • 数据库系统 • 带有数据库的整个计算机系统，包括硬件、软件、数据、人员

44. 2)数据库的发展 数据库系统是在文件系统的基础上发展起来的。 早期的数据处理系统是由大量的文件构成的。这些文件的数据面向应用，一个文件对应一个或几个应用程序，数据冗余度大；不便于多用户共享；对数据的维护也非常困难；而且要修改数据时，要多处去改动，容易造成数据的不一致性；文件不便扩充；不能表述复杂的数据模型。随着数据量增大，共享性要求高，再加上软磁盘的问世，传统文件系统已不能适应要求，因此产生了数据库。

45. 3) 数据库的主要特征 • 数据的共享 • 数据结构化 • 数据反映了客观事物间的本质联系，而不是着眼于面向某个应用，是有结构的数据。这是数据库系统的主要特征之一，与文件系统的根本差别。 • 数据的独立性 • 最小的冗余度 • 数据的安全性 • 数据的完整性 • 并发控制

46. 2 现实世界、信息世界和数据世界的关系

47. 认识选择描述 加工转换 实体相关属性集合 记录相关属性集合 事物相关属性集合 实体集 数据库 客观事物 数据世界 (数据结构模型) 信息世界 (概念模型) 现实世界 转换 认识、 抽象 关系1(属性1，属性2，…) ； 关系2(…)； …

48. 3 概念模型 概念模型即实体-关系模型，其具有三种基本成份:实体、关系(联系)和属性。用E-R图来表示。

49. 1) 基本概念 • 实体(Entity)： • 客观存在并可相互区分的事物叫实体。 • 如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论。 • 属性(Attribute)： • 实体所具有的某一特性。一个实体可以由若干个属性来刻画。 • 例如，学生可由学号、姓名、年龄、系、年级等组成。 • 域(Domain)： • 属性的取值范围。 • 例如，性别的域为（男、女），月份的域为１到１２的整数。

50. 1) 基本概念(续) • 实体型(Entity Type)： • 实体名与其属性名集合共同构成实体型。 • 例，学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年级）。 • 注意实体型与实体（值）之间的区别，后者是前者的一个特例。 • 如(9808100，王平，21，男，计算机系，2)是一个实体。 • 实体集(Entity Set)： • 同型实体的集合称为实体集。 • 如全体学生。