第七章系统设计管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统运行和维护 系统规划系统设计系统实施 系统分析开发设计 初步调查可行性研究审批系统评价系统维护总体设计详细设计审计审查编程调试系统转换验收详细调查逻辑设计管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.1 设计要素
对于系统设计，需要把握以下三个设计要素：
– 设计的输入
– 设计
– 设计文档管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统设计的内容
1、系统设计的目标和内容
2、系统功能结构设计
3、系统平台设计
4、代码设计
5、输入 /输出设计
6、数据库设计
7、处理过程设计
8、系统设计说明书管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统设计概述系统设计阶段是管理信息系统开发的第三个阶段,
主要解决系统功能的实现问题,即,怎么做,的问题 。 其目标是进一步实现系统分析阶段提出的系统模型,详细确定新系统的结构,应用软件的研制方法和内容 。 在这一阶段,要根据实际的技术条件,
经济条件和社会条件,确定系统的实施方案,即系统的物理模型管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统设计的目标系统设计的目标应该是在保证实现系统逻辑模型的基础上,尽可能提高系统的各项指标,如系统的工作效率,可靠性,工作质量,可变性和经济性等 。
系统的功能；
系统的工作效率；
系统的可靠性；
系统的工作质量；
系统的可变更性；
系统的经济性 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统设计的内容系统设计的基本任务可以分成两个方面：
1,总体设计（ architectural design）
2,详细设计管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统功能结构设计
系统功能结构设计主要是管理信息系统的子系统的划分，以及功能模块之间关系的确定。
管理信息系统子系统的划分不应当与当前的业务管理部门一一对应，而应该建立在系统分析的基础上，
从信息的角度划分子系统。
系统功能结构的设计，是在遵循结构化和模块化设计思想基础上，以信息系统功能结构图、信息系统流程图表达的。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统功能结构设计的原则
– 结构化设计思想
系统性
自顶向下分解
层次性
– 模块化设计思想其基本思想是将系统设计成由相对独立、单一功能的模块组成的结构，从而简化研制工作，防止错误蔓延，提高系统的可靠性。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编功能结构图设计管理信息系统子系统的划分是从信息的角度来划分的。管理信息系统的各子系统可以看做是系统目标下层的功能。系统功能分解的过程就是一个由抽象到具体、由复杂到简单的过程。
所谓功能结构图就是按功能从属关系画成的图表，
图中每一个方框称为一个功能模块。功能模块可以根据具体情况划分得大一点或小一点。分解得最小的功能模块可以是一个程序中的每个处理过程，而较大的功能模块则可能是完成某一任务的一组程序。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
1、各个模块具有 相对的独立性,可以分别加以设计实现；
2、模块之间的相互关系（如信息交换、调用关系）
则通过一定的方式予以说明。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编案例：中石化巴陵分公司的功能结构图
中石化巴陵分公司（以下简称巴陵石化）
是中国石油化工股份有限公司下属的特大型企业，拥有 56套生产装置和 32套集中分散控制系统 DCS。
2001年 6月，该公司投资近 500万元人民币建设实施“生产综合管理系统”。
该系统已于 2001年年底投入运行，目前运行状况良好。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编巴陵石化生产综合管理系统实时数据整合子系统油罐管理子系统仓库管理子系统车间生产子系统能源计量统计子系统物料计量统计子系统维护管理子系统 综合查询子系统管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.1.1系统设计的输入
系统设计也是一个建模的过程,它使用系统分析阶段得出的信息,即需求模型,
并把这些信息转换为能够进行系统实施的模型,称为解决方案 。
在多数情况下,设计是一种技术工作 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
1、设计输入的原则
“输入的是垃圾，输出的必然是垃圾”。
输出设计的目标是保证系统输出正确的数据，在此前提下，应做到输入方法简单、迅速、经济、方便。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
1．输入设计的原则输入设计包括数据规范和数据准备过程。
提高效率和减少错误是两个最根本的原则：
（ 1）最小量原则
（ 2）简单性原则
（ 3）早检验原则
（ 4）少转换原则管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
2．输入设计的内容
（ 1）确定输入数据内容
（ 2）确定数据的输入方式
（ 3）确定输入数据的记录格式
（ 4）输入数据的正确性校验
（ 5）确定输入设备管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
3．输入数据正确性校验绝对保证不出错的校对方式是没有的，
常用校对方式有：
（ 1）人工校对
（ 2）二次键入校对
（ 3）根据输入数据之间的逻辑关系校对
（ 4）用程序设计实现校对管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编例：设计输入界面
输入学生基本情况，输入课程情况，输入学生成绩。有如下的输入界面管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编例：评价下列输入界面的优劣管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
比较如下两种格式的成绩录入窗体管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编图一：选择学生姓名管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.1.2系统设计的主要组成部分和层次
设计活动包括：
– 设计和集成计算机网络
– 设计应用程序体系结构
– 设计和集成数据库
– 设计用户界面
– 设计系统接口
– 设计和集成系统控制
– 建立设计细节的原型管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.1.3系统设计的输出输出设计的重要性是显而易见的，管理信息系统只有通过输出才能为用户提供服务。信息系统能否为用户提供准确、及时、适用的信息是评价信息系统优劣的标准之一。
输出设计包括以下方面的内容：
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
1．确定输出内容进行输出设计时，首先要确定用户在适用信息方面的要求，包括适用目的、输出速度、频率、数量、安全性要求等。根据用户的要求，
设计输出的信息内容，包括输出信息形式（表格、图形、文字等），输出项目及数据结构、
数据类型、位数及取值范围，数据的生成途径，
完整性及一致性的考虑等。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
2．选择输出设备和介质常用的输出设备有显示终端、打印机、
磁带机、绘图仪、缩微胶卷输出器、多媒体设备等。输出介质有纸张、磁带、磁盘、所谓胶卷、光盘、多媒体介质等。这些设备和介质各有特点，应根据用户对输出信息的要求，结合现有设备和资金选择。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
3．确定输出格式提供给用户的信息都要进行格式设计，
以满足用户的要求和习惯，达到格式清晰、
美观、易于阅读和理解的要求。
报表是最常用的一种输出形式。报表的格式因用途不同而有差异，但一一般都由表头、表体和表尾组成。表头部分主要是标题；
表体部分是整个表格的实体，反映表格的内容；表尾是一些补充说明或脚注。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编案例：报表系统的变更有位资深信息系统开发专家介绍，虽然现行报表系统经过长时间的使用，历经几代人的修改和完善，但是并非无懈可击。从信息系统分析的结果出发，他在新信息系统中有意取消了他认为是多余的报表与一些报表中的几个栏目，新系统投入使用一年后仍未被用户发现，可见他的分析和设计是正确的。然而当初他在征求用户意见时，管理人员坚持现有的报表、报表栏目一个也不能少。“不识庐山真面目，只缘身在此山中”，长期与报表为伴的管理人员，先入为主，没有深入分析现有报表及其关系，不易发现现行报表系统中存在的问题。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编课堂讨论：
（ 1）该资深信息系统开发专家的发现证明了什么？
（ 2）变更现行的报表系统时，为什么要与系统分析人员协商？为什么要取得用户及有关部门的批准？
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
在系统的人机交互部分，用户界面、菜单、
报表、表单等内容的设计方法和技巧，无论结构化方法和面向对象方法，它们在处理上述问题时采用的解决方法都是一样的。
结构化技术，包括分析和设计模型，使用
“输入 -处理 -输出”的模型编写系统结构，
进行应用程序设计提供的是基于系统功能的体系结构，它们中大部分依靠数据库和文件，
不需要复杂的实时处理，适合于 Visual Basic、
Visual C和 Delphi等面向过程的编程语言。
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面向对象技术适合具有实时、交互、事件驱动等特性的情形（如多任务的操作系统），使用面向对象设计方法建立的是基于一系列交互对象的体系结构。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.2 用结构化方法设计应用程序结构
应用程序结构由执行系统功能的若干个软件程序组成。
应用程序的设计必须与数据库设计、用户界面设计相关联。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.2.1 结构化设计方法概述
在结构化系统设计中用系统流程图记录整个系统和各个子系统的结构 。
在设计阶段需要确定系统的自动化,即把系统设计中的手工部分从自动化处理的部分分离出来,这时就形成一种中间形式的数据流程图－－具有自动化边界的 DFD,从而也就确定了哪些部分需要包含在设计中 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编结构化设计的流程管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.2.2 确定系统的自动化边界系统的自动化边界将数据流程图划分成手工处理部分和系统处理部分 。 在系统分析阶段我们分析了这些业务事件和描述这些事件的过程 。 那时没有区分哪些是人工处理的,那些是自动完成的 。 开发系统之前,必须确认那些是要求系统自动完成的过程 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.2.3 设计系统流程图
系统流程图是对一些计算机程序、文件、
数据库以及相关手工过程的计算机系统表达。
系统流程图用图形的方式描述了那些子过程是系统自动完成的，那些是需要人工的参与，并显示了数据流和控制流
从数据流程图到系统流程图的转化就是要区分系统的自动化处理和人工处理并使这些处理计算机化。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
系统建模与设计的过程,理解客观世界的业务处理过程 → 提取事件和事物 → 设计数据流程图 → 设计系统流程图
整个转化过程实际上是一个从客观世界的具体到数据的抽象，又从数据的抽象到可信息化处理的具体的过程管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编过程 /处理完成过程的处理逻辑，将输入转换成输出（由计算机完成 )
各部分的连接箭头通常将数据流从一个部分到另一个部分文件或数据库系统流程图的常用符号管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编人工操作由人工完成的操作，如输入查询信息等，通常作为系统的输入文档或报表计算机处理后形成的结果，
通常作为系统的输出，也可作为系统的输入管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编课程管理系统的系统流程图管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.2.4 使用伪代码设计模块算法
一般有 3种方法来描述：
– 流程图
– 结构化英语
– 伪代码
伪代码是更像程序设计语言的结构化语言的变体。通常用与目标语言相近的语句写伪代码。
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7.2.5系统平台设计管理信息系统是以计算机技术为基础的人机系统。
管理信息系统的平台是管理信息系统开发与应用的基础。
管理信息系统的平台设计包括计算机处理方式、
网络结构设计，网络操作系统的选择，数据库管理系统的选择等软、硬件选择与设计工作等。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编设计依据
1．系统吞吐量
2．系统响应时间
3．系统可靠性
4．集中式 (Centralized processing)或分布式
(Distributed processing)
5．地域范围管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
2,计算机处理方式选择与设计计算机的处理方式可以根据系统的功能，
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。在实际信息系统的开发设计中，也可以混合使用各种方式。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
3,计算机网络系统的设计在信息系统开发过程中，应该根据实际系统的需要选择中、小型主机方案或微机网络方案。
对于微机网络方案而言，由于存在众多商家的技术和产品，也面临网络的选型问题。
网络拓扑结构
网络逻辑结构设计
网络操作系统管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
4,数据库管理系统的选择数据库管理系统选择的原则是：
支持先进的处理模式，具有分布式处理数据，多线索查询，优化查询数据，联机事务处理的能力；
具有高性能的数据处理能力；
具有良好图形界面的开发工具包；
具有较高的性能 /价格比；
具有良好的技术支持和培训等。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
5、系统软、硬件选择
1．计算机硬件的选择硬件的选择原则是：
（ 1）选择技术上成熟可靠的标准系列机型；
（ 2）处理速度快，数据存储容量大；
（ 3）具有良好的兼容性、可扩充性与可维修性；
（ 4）有良好的性能 /价格比。
（ 5）厂家或供应商的技术服务与售后服务好；
（ 6）操作方便；
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2．应用软件的选择选择应用软件应考虑：
（ 1）软件是否能够满足用户的需求。
（ 2）软件的灵活性。
（ 3）软件的技术支持。
（ 4）同时，通过考察相关企业对应用软件的选择情况，也可以帮助和指导系统应用软件的选择。
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7.3 用面向对象方法设计应用程序结构
7.3.1 面向对象设计方法概述
面向对象程序的基本概念是程序由一系列协同完成某一任务的一组程序对象组成 。
每个程序对象有程序逻辑和一些必要的属性,
这些逻辑和属性封装在一个单元中 。
对象之间通过互相传递消息来协调工作,它们共同工作来完成所需要执行的功能 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编面向对象事件驱动的程序流管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
一个面向对象系统由一系列计算对象组成。每个对象都封装有它的数据和程序逻辑。通过一个类来定义程序逻辑的结构和数据字段。类定义描述了一个执行对象的结构或模板。只有当程序开始执行时，对象才能存在。
面向对象系统由一系列计算对象组成。
每个对象都封装有它的数据和程序逻辑。
通过一个类来定义程序逻辑的结构和数据字段。类定义描述了一个执行对象的结构或模板。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编简化的图书馆类图管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
在面向对象的程序设计中把握两条重要原则可以是系统变得健壮且易于维护。
第一：封装：对象实例化所需的数据与对象包含在一起，对象的逻辑和类包含在一起，他们组成了对象的模板。
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第二：信息隐藏：信息隐藏与封装是相关联的，它使一个系统中某一对象的数据域不为其他对象所见。
在面向对象程序设计中，属性虽不为外界所见，但它的方法是可见的，能通过一个外部消息来调用这些方法。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编从面向对象的分析模型到面向对相对象的设计模型管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
在面向对象的系统设计中所用到的模型主要有：
– 包图
– 类图
– 设计类图管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
包图：高层图，通过给出哪个类应该包括在哪个子系统中来记录子系统。包图的信息主要来源于用例图及类图。
类图：运用面向对象方法，对问题域和系统责任进行分析和理解，对其中的事物及事件产生正确的认识，找出描述问题域以及系统责任所需的类和对象并定义这些事物的数据和操作以及它们之间的静态和动态关系的一种模型,描述系统所涉及的事物及其属性和方法 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
设计类图是对类图的扩展，它增加了属性和方法等细节。设计类图的输入信息来源于类图、交互图以及状态图。
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7.3.2 系统包图包图是一个高层图,在概念上它与结构化方法的系统流程图很相似 。 包图的目标是标识一个完整系统的主要部分 。
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7.3.3 类的类型以及类之间的关系
在面向对象的系统中,对象分为 3类：
实体类
边界类
控制类管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
实体类表示系统领域的实体，实体对象具有永久性并且存储在数据库中，如表、
记录或字段。
边界类是系统的用户界面，直接和系统的外部角色交互，与系统进行信息交流。
对于边界类，分析阶段说明通过交互所实现的目标。
控制类：用来控制系统中对象之间的交互。通常这样的对象仅存在与该用例执行期间。
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类图不仅定义了系统中的类，还表示了类之间的关系。
类之间具有关联、聚合、泛化和依赖等关系。
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关联：表示两个类之间存在某种语义上的联系。
聚合：表示类之间的整体与部分的关系。
泛化：指类之间的一般和特殊的关系。
依赖：两个或多个模型元素语义之间的关系，表示一个类的变化影响到另一个类。
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7.3.4 图书馆管理系统的类图对于图书馆管理系统,经过初步分析,
应包含如下几个实体类：用户 （ 包括系统管理员,图书管理员和读者 ）,书目,
图书以及预约列表和借书列表 。 下图显示了这些类以及它们之间的关系 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.3.5 设计类图的开发
第一步是决定需要设计的类；例如：设计读者类 (Reader)，建立 Reader属性列表，
（ ReaderID/UserID）,ReaderName，
ReaderGender,ReaderEmail，
ReaderType
第二步是找到属于这个类的所有方法；
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编消息 方法 功能
CreateQuery() CreateQuery(
Query Information)
查询图书信息
CheckBookStatus() CheckBookStatus
(book status)
检测图书状态
（能否预约 /续借）
CheckReaderStat
us()
CheckReaderStat
us(book status)
检测读者状态
（是否超期超量）
RenewBook() RenewBook(book
Information)
续借图书
EngageBook() EngageBook(boo
k Information)
预约图书管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编第三步是详细描述带有逻辑的方法；
下图显示的是整合了顺序图和状态图信息的读者设计类图。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.3.6 面向对象的开发方法
面向对象开发具有的一些特性,如继承,
覆盖和多态性使得基于面向对象方法的应用程序更为健壮可靠并且易于维护 。
在面向对象程序设计中,继承用来扩展属性和方法 。
面向对象程序设计还为继承的方法提供了覆盖功能 。
多态性是指不同类中方法的复用 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.3.7 面向对象应用程序与用户界面,数据库和网络设计的集成
面向对象方法集中在应用程序的设计上而不会考虑用户界面,数据库和网络是否会影响设计类 。
应用程序和用户界面的集成通常要使用一个工具库,用给定的组件设计表单和报表,并在方法中插入逻辑用以访问界面类中的方法 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.4 项目协调
在项目开发过程中，系统设计的早期非常关键，它决定了后期的设计和实施。
当系统开发重点从分析阶段转入设计阶段时，项目的进程也发生了重要改变。
在这些转变过程中项目协调就变得十分关键。项目协调就是要时刻了解工程的进展，需要对大量的细节和任务进行协调。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.5 系统设计说明书
系统设计说明书是从系统总体的角度出发对系统建设中各主要技术方面的设计进行说明，是系统设计阶段的产物，其着重点在于阐述系统设计的指导思想以及所采用的技术路线和方法。编写系统设计说明书将为后续的系统开发工作从技术和指导思想上提供必要的保证。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编本章小结本章学习了系统设计的主要内容，重点介绍了应用程序件的设计。分别以课程管理系统和图书馆管理系统为实例展开应用程序的结构化设计过程和面向对象设计过程。使用 Visio和 Rational Rose完成设计建模的相关实验有利于强化对相应设计方法的理解和把握。
7.1 设计要素
对于系统设计，需要把握以下三个设计要素：
– 设计的输入
– 设计
– 设计文档管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统设计的内容
1、系统设计的目标和内容
2、系统功能结构设计
3、系统平台设计
4、代码设计
5、输入 /输出设计
6、数据库设计
7、处理过程设计
8、系统设计说明书管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统设计概述系统设计阶段是管理信息系统开发的第三个阶段,
主要解决系统功能的实现问题,即,怎么做,的问题 。 其目标是进一步实现系统分析阶段提出的系统模型,详细确定新系统的结构,应用软件的研制方法和内容 。 在这一阶段,要根据实际的技术条件,
经济条件和社会条件,确定系统的实施方案,即系统的物理模型管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统设计的目标系统设计的目标应该是在保证实现系统逻辑模型的基础上,尽可能提高系统的各项指标,如系统的工作效率,可靠性,工作质量,可变性和经济性等 。
系统的功能；
系统的工作效率；
系统的可靠性；
系统的工作质量；
系统的可变更性；
系统的经济性 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统设计的内容系统设计的基本任务可以分成两个方面：
1,总体设计（ architectural design）
2,详细设计管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统功能结构设计
系统功能结构设计主要是管理信息系统的子系统的划分，以及功能模块之间关系的确定。
管理信息系统子系统的划分不应当与当前的业务管理部门一一对应，而应该建立在系统分析的基础上，
从信息的角度划分子系统。
系统功能结构的设计，是在遵循结构化和模块化设计思想基础上，以信息系统功能结构图、信息系统流程图表达的。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编系统功能结构设计的原则
– 结构化设计思想
系统性
自顶向下分解
层次性
– 模块化设计思想其基本思想是将系统设计成由相对独立、单一功能的模块组成的结构，从而简化研制工作，防止错误蔓延，提高系统的可靠性。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编功能结构图设计管理信息系统子系统的划分是从信息的角度来划分的。管理信息系统的各子系统可以看做是系统目标下层的功能。系统功能分解的过程就是一个由抽象到具体、由复杂到简单的过程。
所谓功能结构图就是按功能从属关系画成的图表，
图中每一个方框称为一个功能模块。功能模块可以根据具体情况划分得大一点或小一点。分解得最小的功能模块可以是一个程序中的每个处理过程，而较大的功能模块则可能是完成某一任务的一组程序。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
1、各个模块具有 相对的独立性,可以分别加以设计实现；
2、模块之间的相互关系（如信息交换、调用关系）
则通过一定的方式予以说明。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编案例：中石化巴陵分公司的功能结构图
中石化巴陵分公司（以下简称巴陵石化）
是中国石油化工股份有限公司下属的特大型企业，拥有 56套生产装置和 32套集中分散控制系统 DCS。
2001年 6月，该公司投资近 500万元人民币建设实施“生产综合管理系统”。
该系统已于 2001年年底投入运行，目前运行状况良好。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编巴陵石化生产综合管理系统实时数据整合子系统油罐管理子系统仓库管理子系统车间生产子系统能源计量统计子系统物料计量统计子系统维护管理子系统 综合查询子系统管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.1.1系统设计的输入
系统设计也是一个建模的过程,它使用系统分析阶段得出的信息,即需求模型,
并把这些信息转换为能够进行系统实施的模型,称为解决方案 。
在多数情况下,设计是一种技术工作 。
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1、设计输入的原则
“输入的是垃圾，输出的必然是垃圾”。
输出设计的目标是保证系统输出正确的数据，在此前提下，应做到输入方法简单、迅速、经济、方便。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
1．输入设计的原则输入设计包括数据规范和数据准备过程。
提高效率和减少错误是两个最根本的原则：
（ 1）最小量原则
（ 2）简单性原则
（ 3）早检验原则
（ 4）少转换原则管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
2．输入设计的内容
（ 1）确定输入数据内容
（ 2）确定数据的输入方式
（ 3）确定输入数据的记录格式
（ 4）输入数据的正确性校验
（ 5）确定输入设备管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
3．输入数据正确性校验绝对保证不出错的校对方式是没有的，
常用校对方式有：
（ 1）人工校对
（ 2）二次键入校对
（ 3）根据输入数据之间的逻辑关系校对
（ 4）用程序设计实现校对管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编例：设计输入界面
输入学生基本情况，输入课程情况，输入学生成绩。有如下的输入界面管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编例：评价下列输入界面的优劣管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
比较如下两种格式的成绩录入窗体管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编图一：选择学生姓名管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.1.2系统设计的主要组成部分和层次
设计活动包括：
– 设计和集成计算机网络
– 设计应用程序体系结构
– 设计和集成数据库
– 设计用户界面
– 设计系统接口
– 设计和集成系统控制
– 建立设计细节的原型管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.1.3系统设计的输出输出设计的重要性是显而易见的，管理信息系统只有通过输出才能为用户提供服务。信息系统能否为用户提供准确、及时、适用的信息是评价信息系统优劣的标准之一。
输出设计包括以下方面的内容：
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
1．确定输出内容进行输出设计时，首先要确定用户在适用信息方面的要求，包括适用目的、输出速度、频率、数量、安全性要求等。根据用户的要求，
设计输出的信息内容，包括输出信息形式（表格、图形、文字等），输出项目及数据结构、
数据类型、位数及取值范围，数据的生成途径，
完整性及一致性的考虑等。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
2．选择输出设备和介质常用的输出设备有显示终端、打印机、
磁带机、绘图仪、缩微胶卷输出器、多媒体设备等。输出介质有纸张、磁带、磁盘、所谓胶卷、光盘、多媒体介质等。这些设备和介质各有特点，应根据用户对输出信息的要求，结合现有设备和资金选择。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
3．确定输出格式提供给用户的信息都要进行格式设计，
以满足用户的要求和习惯，达到格式清晰、
美观、易于阅读和理解的要求。
报表是最常用的一种输出形式。报表的格式因用途不同而有差异，但一一般都由表头、表体和表尾组成。表头部分主要是标题；
表体部分是整个表格的实体，反映表格的内容；表尾是一些补充说明或脚注。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编案例：报表系统的变更有位资深信息系统开发专家介绍，虽然现行报表系统经过长时间的使用，历经几代人的修改和完善，但是并非无懈可击。从信息系统分析的结果出发，他在新信息系统中有意取消了他认为是多余的报表与一些报表中的几个栏目，新系统投入使用一年后仍未被用户发现，可见他的分析和设计是正确的。然而当初他在征求用户意见时，管理人员坚持现有的报表、报表栏目一个也不能少。“不识庐山真面目，只缘身在此山中”，长期与报表为伴的管理人员，先入为主，没有深入分析现有报表及其关系，不易发现现行报表系统中存在的问题。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编课堂讨论：
（ 1）该资深信息系统开发专家的发现证明了什么？
（ 2）变更现行的报表系统时，为什么要与系统分析人员协商？为什么要取得用户及有关部门的批准？
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
在系统的人机交互部分，用户界面、菜单、
报表、表单等内容的设计方法和技巧，无论结构化方法和面向对象方法，它们在处理上述问题时采用的解决方法都是一样的。
结构化技术，包括分析和设计模型，使用
“输入 -处理 -输出”的模型编写系统结构，
进行应用程序设计提供的是基于系统功能的体系结构，它们中大部分依靠数据库和文件，
不需要复杂的实时处理，适合于 Visual Basic、
Visual C和 Delphi等面向过程的编程语言。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
面向对象技术适合具有实时、交互、事件驱动等特性的情形（如多任务的操作系统），使用面向对象设计方法建立的是基于一系列交互对象的体系结构。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.2 用结构化方法设计应用程序结构
应用程序结构由执行系统功能的若干个软件程序组成。
应用程序的设计必须与数据库设计、用户界面设计相关联。
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7.2.1 结构化设计方法概述
在结构化系统设计中用系统流程图记录整个系统和各个子系统的结构 。
在设计阶段需要确定系统的自动化,即把系统设计中的手工部分从自动化处理的部分分离出来,这时就形成一种中间形式的数据流程图－－具有自动化边界的 DFD,从而也就确定了哪些部分需要包含在设计中 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编结构化设计的流程管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.2.2 确定系统的自动化边界系统的自动化边界将数据流程图划分成手工处理部分和系统处理部分 。 在系统分析阶段我们分析了这些业务事件和描述这些事件的过程 。 那时没有区分哪些是人工处理的,那些是自动完成的 。 开发系统之前,必须确认那些是要求系统自动完成的过程 。
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7.2.3 设计系统流程图
系统流程图是对一些计算机程序、文件、
数据库以及相关手工过程的计算机系统表达。
系统流程图用图形的方式描述了那些子过程是系统自动完成的，那些是需要人工的参与，并显示了数据流和控制流
从数据流程图到系统流程图的转化就是要区分系统的自动化处理和人工处理并使这些处理计算机化。
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系统建模与设计的过程,理解客观世界的业务处理过程 → 提取事件和事物 → 设计数据流程图 → 设计系统流程图
整个转化过程实际上是一个从客观世界的具体到数据的抽象，又从数据的抽象到可信息化处理的具体的过程管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编过程 /处理完成过程的处理逻辑，将输入转换成输出（由计算机完成 )
各部分的连接箭头通常将数据流从一个部分到另一个部分文件或数据库系统流程图的常用符号管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编人工操作由人工完成的操作，如输入查询信息等，通常作为系统的输入文档或报表计算机处理后形成的结果，
通常作为系统的输出，也可作为系统的输入管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编课程管理系统的系统流程图管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
7.2.4 使用伪代码设计模块算法
一般有 3种方法来描述：
– 流程图
– 结构化英语
– 伪代码
伪代码是更像程序设计语言的结构化语言的变体。通常用与目标语言相近的语句写伪代码。
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7.2.5系统平台设计管理信息系统是以计算机技术为基础的人机系统。
管理信息系统的平台是管理信息系统开发与应用的基础。
管理信息系统的平台设计包括计算机处理方式、
网络结构设计，网络操作系统的选择，数据库管理系统的选择等软、硬件选择与设计工作等。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编设计依据
1．系统吞吐量
2．系统响应时间
3．系统可靠性
4．集中式 (Centralized processing)或分布式
(Distributed processing)
5．地域范围管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
2,计算机处理方式选择与设计计算机的处理方式可以根据系统的功能，
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。在实际信息系统的开发设计中，也可以混合使用各种方式。
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3,计算机网络系统的设计在信息系统开发过程中，应该根据实际系统的需要选择中、小型主机方案或微机网络方案。
对于微机网络方案而言，由于存在众多商家的技术和产品，也面临网络的选型问题。
网络拓扑结构
网络逻辑结构设计
网络操作系统管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
4,数据库管理系统的选择数据库管理系统选择的原则是：
支持先进的处理模式，具有分布式处理数据，多线索查询，优化查询数据，联机事务处理的能力；
具有高性能的数据处理能力；
具有良好图形界面的开发工具包；
具有较高的性能 /价格比；
具有良好的技术支持和培训等。
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5、系统软、硬件选择
1．计算机硬件的选择硬件的选择原则是：
（ 1）选择技术上成熟可靠的标准系列机型；
（ 2）处理速度快，数据存储容量大；
（ 3）具有良好的兼容性、可扩充性与可维修性；
（ 4）有良好的性能 /价格比。
（ 5）厂家或供应商的技术服务与售后服务好；
（ 6）操作方便；
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2．应用软件的选择选择应用软件应考虑：
（ 1）软件是否能够满足用户的需求。
（ 2）软件的灵活性。
（ 3）软件的技术支持。
（ 4）同时，通过考察相关企业对应用软件的选择情况，也可以帮助和指导系统应用软件的选择。
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7.3 用面向对象方法设计应用程序结构
7.3.1 面向对象设计方法概述
面向对象程序的基本概念是程序由一系列协同完成某一任务的一组程序对象组成 。
每个程序对象有程序逻辑和一些必要的属性,
这些逻辑和属性封装在一个单元中 。
对象之间通过互相传递消息来协调工作,它们共同工作来完成所需要执行的功能 。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编面向对象事件驱动的程序流管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
一个面向对象系统由一系列计算对象组成。每个对象都封装有它的数据和程序逻辑。通过一个类来定义程序逻辑的结构和数据字段。类定义描述了一个执行对象的结构或模板。只有当程序开始执行时，对象才能存在。
面向对象系统由一系列计算对象组成。
每个对象都封装有它的数据和程序逻辑。
通过一个类来定义程序逻辑的结构和数据字段。类定义描述了一个执行对象的结构或模板。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编简化的图书馆类图管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
在面向对象的程序设计中把握两条重要原则可以是系统变得健壮且易于维护。
第一：封装：对象实例化所需的数据与对象包含在一起，对象的逻辑和类包含在一起，他们组成了对象的模板。
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第二：信息隐藏：信息隐藏与封装是相关联的，它使一个系统中某一对象的数据域不为其他对象所见。
在面向对象程序设计中，属性虽不为外界所见，但它的方法是可见的，能通过一个外部消息来调用这些方法。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编从面向对象的分析模型到面向对相对象的设计模型管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
在面向对象的系统设计中所用到的模型主要有：
– 包图
– 类图
– 设计类图管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
包图：高层图，通过给出哪个类应该包括在哪个子系统中来记录子系统。包图的信息主要来源于用例图及类图。
类图：运用面向对象方法，对问题域和系统责任进行分析和理解，对其中的事物及事件产生正确的认识，找出描述问题域以及系统责任所需的类和对象并定义这些事物的数据和操作以及它们之间的静态和动态关系的一种模型,描述系统所涉及的事物及其属性和方法 。
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设计类图是对类图的扩展，它增加了属性和方法等细节。设计类图的输入信息来源于类图、交互图以及状态图。
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7.3.2 系统包图包图是一个高层图,在概念上它与结构化方法的系统流程图很相似 。 包图的目标是标识一个完整系统的主要部分 。
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7.3.3 类的类型以及类之间的关系
在面向对象的系统中,对象分为 3类：
实体类
边界类
控制类管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编
实体类表示系统领域的实体，实体对象具有永久性并且存储在数据库中，如表、
记录或字段。
边界类是系统的用户界面，直接和系统的外部角色交互，与系统进行信息交流。
对于边界类，分析阶段说明通过交互所实现的目标。
控制类：用来控制系统中对象之间的交互。通常这样的对象仅存在与该用例执行期间。
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类图不仅定义了系统中的类，还表示了类之间的关系。
类之间具有关联、聚合、泛化和依赖等关系。
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关联：表示两个类之间存在某种语义上的联系。
聚合：表示类之间的整体与部分的关系。
泛化：指类之间的一般和特殊的关系。
依赖：两个或多个模型元素语义之间的关系，表示一个类的变化影响到另一个类。
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7.3.4 图书馆管理系统的类图对于图书馆管理系统,经过初步分析,
应包含如下几个实体类：用户 （ 包括系统管理员,图书管理员和读者 ）,书目,
图书以及预约列表和借书列表 。 下图显示了这些类以及它们之间的关系 。
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7.3.5 设计类图的开发
第一步是决定需要设计的类；例如：设计读者类 (Reader)，建立 Reader属性列表，
（ ReaderID/UserID）,ReaderName，
ReaderGender,ReaderEmail，
ReaderType
第二步是找到属于这个类的所有方法；
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编消息 方法 功能
CreateQuery() CreateQuery(
Query Information)
查询图书信息
CheckBookStatus() CheckBookStatus
(book status)
检测图书状态
（能否预约 /续借）
CheckReaderStat
us()
CheckReaderStat
us(book status)
检测读者状态
（是否超期超量）
RenewBook() RenewBook(book
Information)
续借图书
EngageBook() EngageBook(boo
k Information)
预约图书管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编第三步是详细描述带有逻辑的方法；
下图显示的是整合了顺序图和状态图信息的读者设计类图。
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7.3.6 面向对象的开发方法
面向对象开发具有的一些特性,如继承,
覆盖和多态性使得基于面向对象方法的应用程序更为健壮可靠并且易于维护 。
在面向对象程序设计中,继承用来扩展属性和方法 。
面向对象程序设计还为继承的方法提供了覆盖功能 。
多态性是指不同类中方法的复用 。
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7.3.7 面向对象应用程序与用户界面,数据库和网络设计的集成
面向对象方法集中在应用程序的设计上而不会考虑用户界面,数据库和网络是否会影响设计类 。
应用程序和用户界面的集成通常要使用一个工具库,用给定的组件设计表单和报表,并在方法中插入逻辑用以访问界面类中的方法 。
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7.4 项目协调
在项目开发过程中，系统设计的早期非常关键，它决定了后期的设计和实施。
当系统开发重点从分析阶段转入设计阶段时，项目的进程也发生了重要改变。
在这些转变过程中项目协调就变得十分关键。项目协调就是要时刻了解工程的进展，需要对大量的细节和任务进行协调。
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7.5 系统设计说明书
系统设计说明书是从系统总体的角度出发对系统建设中各主要技术方面的设计进行说明，是系统设计阶段的产物，其着重点在于阐述系统设计的指导思想以及所采用的技术路线和方法。编写系统设计说明书将为后续的系统开发工作从技术和指导思想上提供必要的保证。
管理信息系统教程 王恩波 王若宾 主编本章小结本章学习了系统设计的主要内容，重点介绍了应用程序件的设计。分别以课程管理系统和图书馆管理系统为实例展开应用程序的结构化设计过程和面向对象设计过程。使用 Visio和 Rational Rose完成设计建模的相关实验有利于强化对相应设计方法的理解和把握。
