04757信息系统开发与管理【考试笔记】6

第六章系统设计

一、系统设计概述

系统规划和系统分析依次明确了系统“是什么”和“干什么”的问题，系统设计解决“怎么干”的问题，为系统实施阶段提供“施工图样”，具体分总体设计和详细设计两个阶段。

系统设计阶段的任务：依据系统分析阶段产生的文档资料，采用正确的方法确定新系统在计算机内应该由哪些程序模块组成，以及各模块之间应以什么方式连接等问题。同时还要使用一定的工具将所设计的成果表达出来，还要进行代码设计、输入输出设计、人机界面设计、数据库设计、模块处理设计和安全设计等。

系统设计的原则（评价系统设计质量的标准）：(1)简单性：在达到预定的目标、具备所需功能的前提下，系统应尽量简单，减少处理费用，提高系统效益，便于管理；(2)一致性和完整性：一致性有利于系统与系统之间的联系与合作，由于系统作为一个统一的整体存在，所以系统的功能尽量完整；(3)灵活和适应性：可以降低管理信息系统的维护难度；(4)可靠性：这是系统硬件和软件在运行过程中抵抗异常情况的干扰及保证系统正常工作的能力；(5)安全性：指系统的保密功能和防病毒功能；(6)经济性：系统给用户带来的经济效益。

二、系统总体结构设计

1.子系统划分的原则和方法

原则：(1)子系统要具有相对独立性，子系统的划分必须使得子系统内部功能、信息等各方面的凝聚性较好，也就是说，子系统内部各功能间具有“强耦合”关系。(2)数据冗余较少，数据冗余过多，可能会使程序结构紊乱，给软件编制带来困难。(3)便于系统分阶段实现  (4)适应组织管理机构的设置(5)充分利用各种资源

方法：(1)按职能划分，这是目前最常用的一种划分方法，设计人员可参考系统分析阶段得到的功能体系图进行划分(2)按逻辑功能划分，把一些相类似的处理逻辑功能放在一个子系统里(3)按通信划分，把相互之间有较多通信的功能结合成一个子系统或模块(4)按业务处理顺序划分，依据是业务流程图(5)按照业务处理的时间关系划分，把要在同一时间段执行的各种处理结合成一个子系统。

2.模块结构设计

模块结构设计的任务：对各个子系统进行细化，确定划分后的子系统的模块结构，并画出模块结构图。

模块结构图：表示模块结合的图形，由模块、调用、数据、控制和转接5种基本符号组成。

模块是组成系统的基本单位，特点是可以组合、分解和更换，系统中任何一个处理功能都可以看成一个模块。结构图中用矩形表达一个模块。

模块的构成要素：输入和输出、加工处理功能、内部数据和程序代码，前两个是模块的外部特性，反映模块的外貌。后两个要素是模块的内部特性，在设计阶段主要考虑的是模块的外部特性，内部特性只做必需的了解，在系统实施阶段实行。

调用：用连接两个模块的箭头表示调用，箭头指向由调用模块指向被调用模块。模块间的调用有三种，即判断调用、循环调用和直接调用。

数据：模块之间传递的数据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。

控制信息：控制信息与数据的区别是它只反映数据的某种状态，不必进行处理，在模块结构图中，用带实心圆点的箭头表示控制信息。

转接符号：当模块结构图在一张纸上画不下，要转接到另一张纸上，或者避免线条交叉，都可使用。

模块结构的质量标准：耦合和内聚来衡量模块之间的独立性，耦合表示模块之间联系的程度，内聚表示模块内部各成分之间的联系程度。

模块的耦合方式：数据耦合、控制耦合、内容耦合，第一种的耦合程度最低，性能最好。

内聚方式：巧合、逻辑、过程、通信、顺序、功能内聚，其中功能内聚的聚合度最高，性能最好。

评价模块结构的标准：耦合小，内聚大。耦合小是模块间尽可能相对独立，从而各模块可以单独开发和维护。内聚大使模块的可理解性和维护性大大增强，因此在设计时尽量减少模块的耦合，增加模块的内聚。

模块结构图与框图、数据流图的区别：

模块结构图描述的是系统的层次性，框图描述的是系统的过程性。在系统设计阶段，我们关心的是系统的层次结构，在系统编程时考虑系统的过程性，即先做什么，后做什么。

数据流图是从数据在系统中的流动情况来考虑系统，模块结构图从功能的层次关系上来考虑系统，其次数据流图的绘制是由具体到抽象，而模块结构图则由一个总的抽象的系统功能出发，逐步加入具体的实现方法和技术手段，最后获得一个物理模型。

从数据流图得到初始模块结构图：以事务为中心的设计策略和以变换为中心的设计策略。事务分析用于将高层数据流图转换成结构图，变换分析通常用于将低层数据流图转换成模块结构图，它将数据流图中的处理功能分解成输入、中心变换、输出功能的简单模块。

模块结构图的改进：

(1)  应该按照“耦合小，内聚大”的模块结构质量标准对结构图进行检查和修改

(2)  模块的扇入数和扇出数。扇入数是指模块的直接上层模块个数，扇出数是一个模块拥有的直接下层模块个数。

3.网络设计与设备配置方案

网络设计的主要步骤：（1）根据用户要求选择网络的拓扑结构（总线型、环形、星形）

（2）根据子系统划分的结果安排网络上设备的布局（3）根据实际业务的要求设计网络各结点的权限。

三、系统详细设计

1.编码设计

编码设计的原则：唯一化，唯一的对事物加以标识是代码设计的首要任务；规律化，使编码有序，使用起来方便；标准化，凡国家和主管部门对某些信息分类和代码有统一规定和要求的，则应采用标准形式的编码，以便通用化；可扩充且容易修改：为增加编码留有余地。

编码的种类：顺序码、层次码、助记码

2.输入与输出设计

输出方式分为屏幕输出、打印输出和磁盘输出；输入方式：键盘输入、模/数-数/模转换、网络或通信传输； 输入校对方式：人工校对、二次键入、根据取值范围进行控制。

3.人机界面设计 

界面设计包括菜单方式、会话方式、操作提示方式，以及操作权限管理方式等。

系统输入人机界面实现原则：可靠性、简单性、立即反馈性、明了性、色彩适中、风格统一。

4.处理过程设计（模块详细设计）任务是：为模块结构图中的每一个模块确定所采用的算法和数据结构，用某种选定的表达工具给出清晰的描述。

5.数据库设计的任务：依据数据库的规范化理论，按一定的步骤，对系统分析阶段的数据字典进行规范整理，建立符合第三范式的数据组织结构。

数据库设计的步骤：概念设计、逻辑设计、物理设计

概念设计的方法是E-R图,E-R图是由实体与属性、联系组成，联系可分为：一对一，一对多，多对多三种类型。

逻辑设计的方法：范式，关系模型

6.安全控制技术

网络安全应具有的五个特征：保密性、完整性、可用性、可控性、可审查性。

四、系统设计报告

系统设计阶段的主要成果是系统设计说明书，它既是新系统的物理模型，也是系统实施的主要依据。