《信息系统分析与设计》系统设计解析ppt课件.ppt

本章要点:目的：建立物理模型，解决系统分析人员与系统实 施人员的沟通问题。任务：总体设计（系统结构图）、详细设计（防护 性、代码、数据库、输入输出设计等）。方法：结构化设计方法。 工具：系统结构图,第六章 系统设计,SA人员,SD人员,SD人员,用户,程序设计人员,6.1 系 统 设 计 任 务 概 述,一、系统设计的任务,用一组标准的准则和工具帮助SD人员确定系统的模块、连接方式。,详细设计,将系统划分为模块,决定每个模块的功能,选择系统的软、硬件，设备及配置方案,决定模块的界面,决定模块的调用关系,代码设计、数据库设计、I/O设计、 界面设计、防护性设计,6.1 系 统 设 计 任 务 概 述,二、系统设计的评价标准,1、系统的效率,2、系统的可靠性,3、工作质量,4、可变更性,6.2 结 构 化 设 计,一、系统结构图,是系统结构图的基本元素，通常指可以调用的一段程序。,1、模块：,逻辑功能,运行程序,内部数据,6.2 结 构 化 设 计,一、系统结构图,模块的设计原则,模块的独立性,1、模块划分按层次进行,2、每一模块的功能尽可能独立、单一,3、减少模块间不必要的联系,注意：,扇入扇出系数,6.2 结 构 化 设 计,一、系统结构图,2、系统结构图的符号,模块：,模块间的调用,模块间的通讯,作业：系统A首先调用模块B，获得数据b，然后将数据b传给模块C，并循环调用模块C，获得数据c ，当c0时，系统A调用模块D。画结构图.,6.2 结 构 化 设 计,二、设计策略,所谓设计策略,是指将DFD图转换成系统结构图的方法，它属于面向数据流的设计方法。,6.2 结 构 化 设 计,二、设计策略,1、以变换为中心的策略,如果在DFD图中，从同一个数据源流入的数据流在系统中所经过的逻辑路径几乎都是相同的，而且存在着以下三类处理逻辑，可以采用以变换为中心的策略。,第一类处理逻辑执行输入功能。,第二类处理逻辑执行变换功能。,第三类处理逻辑执行输出功能。,数据源,数据源,6.2 结 构 化 设 计,二、设计策略,以变换为中心的策略的转换步骤：,确定变换中心,6.2 结 构 化 设 计,二、设计策略,以变换为中心的策略的转换步骤： 产生初始结构图,TR 事务记录EOF 事务文件的结束 标志VT 合格的事务记录BAD 不合格的事务记 录标志MR 主文件记录NM 修正后的主文件 记录NO 没检索到主文件 记录的标志FM 排列格式后的新 文件记录FT 排列格式后的已 用过的事务记录,修正主文件,写主文件记录,修正主文件 记录,获得合格事务记录,检索主文件 记录,读事务文件,编辑事务记录,排列新主文件记录,排列事务记录,打印事务记录,写主文件,OK,EOF,EOF,NO,TR,MK,VT,VT,VT,VT,TR,TR,MR,MR,MR,NM,NM,NM,FM,FT,获得主文件记录,打印有效事务记录,显示错误事务记录,显示错误,VK,FT,FM,TR,分解与优化后的结构图,6.2 结 构 化 设 计,二、设计策略,以变换为中心的策略的转换步骤： 分解与优化,6.2 结 构 化 设 计,以变换为中心的转换：,二、设计策略,6.2 结 构 化 设 计,2、以事务为中心的策略,具体步骤:,确定事务中心,能为这些事务选择相应的逻辑处理路径,具有区分类型的功能,确保每一个事务能够得到完全的处理,一般说来，具有一个输入、多个输出特征的处理就是事务中心。,6.2 结 构 化 设 计,二、设计策略,2、以事务为中心的策略,具体步骤: 选模型,6.3 系统物理配置方案设计,一、设计依据,系统的吞吐量。系统的响应时间。系统的可靠性。集中式还是分布式。地域范围。数据管理方式。,管理对计算机的基本要求是速度快、容量大、通道能力强、操作灵活方便等。但性能越高，价格越贵。 计算机硬件的选择首先要考虑将来的MIS的处理方式，其次要考虑应用软件对计算机处理能力的需求。,6.3 系统物理配置方案设计,二、计算机硬件选择,6.3 系统物理配置方案设计,三、计算机网络的选择,网络的拓扑结构。网络的逻辑设计。网络的操作系统。,6.3 系统物理配置方案设计,四、数据库管理系统的选择,数据库的性能。数据库的管理系统。数据库的安全 。数据的类型。,6.3 系统物理配置方案设计,五、应用软件的选择,软件是否能够满足用户的要求。软件是否具有足够的灵活性。软件是否能够获得长期、稳定的技术支持 。,6.4 详 细 设 计,一、防护性设计,6.4 详 细 设 计,二、代码设计,代码功能:,代码是代表事物名称、属性、状态等的符号，为了便于计算机处理，一般用数字、字母或它们的组合来表示。,代码为事物提供一个概要而不含糊的认定，便于数据 的存储和检索。代码提高处理的效率和精度。代码提高了数据处理的全局一致性。代码是人和计算机的共同语言，是两者交换信息的工具。,6.4 详 细 设 计,二、代码设计,代码种类:,自检码,系列顺序码,缩写码,助忆码,代码的种类,(1)顺序码顺序码是一种最简单、最常用的代码。这种代码是将顺序的自然数或字母赋予分类对象。顺序码是一种无实义代码。这种代码只作为分类对象的唯一标识，只代替对象名称，而不提供对象的任何其他信息。顺序码的优点：代码简短，使用方便，易于管理，易添加，对分类对象无任何特殊规定。缺点是代码本身没有给出对象的任何其他信息。通常非系统化的分类对象常采用顺序码。,代码的种类,(2)矩阵码 是一种逻辑码。所谓逻辑码，是按照一定的逻辑规则或者程序算法编写的代码。矩阵码就是建立在两维空间坐标x，y基础上的代码。代码的值是通过坐标x，y的数值构成的。(3)自检码 自检码由原来的代码(本体部分)和一个附加码组成。附加码用来检查代码的录入和转录过程中是否有差错。附加码也叫检验码。它和代码本体部分有某种唯一的关系，它是通过一定的数学算法得到的。,代码的种类,(4)系列顺序码 是排序码的一种，是一种特殊的顺序码。它将顺序代码分为若干段并与分类对象的分段一一对应，给每段分类对象赋予一定的顺序代码。 特点：是能表示一定的信息属性，易于添加；缺点是空码较多时，不便于机器处理，不适用于复杂的分类体系。,代码的种类,(5)层次码 代码分为若干层，并与对象的分类层次对应。代码左端为高位层次代码，右端为低位层次代码。每个层次的代码可采用顺序码或系列顺序码。 特点：能明确标出对象的类别，有严格的隶属关系，代码结构简单，容量大，便于机器汇总。当层次较多时，弹性较差。,代码的类型,代码的类型指代码符号的表示形式：数字型代码是用一个或多个阿拉伯数字表示的代码。这种代码结构简单，使用方便，也便于排序，易于在国内外推广，缺点是对象特征描述不直观；字母型代码是用一个或多个字母表示的代码。例如:BJ代表北京，NJ代表南京。优点是便于记忆，符合人们使用习惯，代码容量大。缺点是不便于机器处理。特别是编码对象多、更改频繁时，常会出现重复和冲突；混合型代码是由数字、字母、专用符号组成的代码。这种代码基本上兼有前两种代码的优点。但是这种代码组成形式复杂，计算机输入不便，录入效率低，错误率高。,代码的校验方法,为了验证输入代码的正确性，要在代码本体的基础上，再外加校验码，使它成为代码的一个组成部分。 校验码是根据事先规定好的数学方法及代码本体计算出来的。当自检码输入计算机后，计算机按照同样的数学方法，根据代码本体进行计算，将结果与校验位比较，检验输入的代码是否正确。一种校验码的生成过程如下：(1)对代码本体的每一位加权求和设代码本体为C1,C2Cn，权因子为P1,P2，Pn,加权求和:S=CiPi。其中权因子可取自然数1,2,3,几何级数2,4,8,16,32,质数2,3,5,7,11,等等。(2)以模除和得余数R：R=S mod(M) ,M=10,11,等等。(3)模减去余数得校验位：Cn+1=M-R,6.4 详 细 设 计,二、代码设计,校验码的生成过程：,代码本体,几何级数,质数,代码的校验方法,例: 代码本体为123456，权因子为1,7,3,1,7,3 模为10,则:S=1* 1+2*7+3*3+4*1+5*7+6*3=81R=81 mod(10)=1校验位为：10-1=9所以自检码为1234569，其中9为校验位。当自检码C1C2CnCn+1(其中Cn+1为校验位)输入计算机后，对C1C2Cn分别乘以原来的权因子，Cn+l乘以1，所得的和被模除，若余数为零，则该代码一般说来是正确的，否则输入有错。,代码设计的原则,代码设计必须遵循以下基本原则：(1)唯一性一个对象可能有多个名称，也可按不同的方式对它进行描述。但在一个编码体系中，一个对象只能赋予它一个唯一的代码。 (2)合理性代码结构应与相应的分类体系相对应。 (3)可扩充性应留有充分的余地，以备将来不断扩充的需要。,代码设计的原则,(4)简单性 结构尽可能简单，尽可能短，以减少各种差错。(5)适用性 代码尽可能反映对象的特点，以助记忆，便于填写。(6)规范性 国家有关编码标准是代码设计的重要依据，已有标准的必须遵循。在一个代码体系中，代码结构、类型、编写格式必须统一。(7)系统性 有一定的分组规则，从而在整个系统中具有通用性。,代码设计的步骤,(1)确定代码对象。(2)考查是否已有标准代码。应遵循标准代码。或在代码设计时要参考国际标准化组织、其他国家、其他部门、其他单位的编码标准，设计出便于今后标准化的代码。(3)根据代码的使用范围、使用时间，根据实际情况选择代码的种类与类型。(4)考虑检错功能。(5)编写代码表。 代码编好后，要编制代码表，作详细说明，以便正确使用。,作业,考虑学生学号设计，要求反映： 学生入学时间， 所在系， 所学专业， 班级 层次（大专、本科、研究生）,6.4 详 细 设 计,三、界面设计,1、用户界面的概念 用户界面是对用户与系统之间进行交互所采用的方式、途径、内容、布局及结构的总称，用户界面也叫人机界面、人机接口、人机输入输出或人机交互界面等。,6.4 详 细 设 计,三、界面设计,2、屏幕界面设计,合理、有效、安全,注意：,尽量保持一致为熟练用户提供快捷键提供有效反馈提供简单的错误处理机制允许撤消动作减少短期记忆负担,1、输出设计的内容,四、输出设计,6.4 详 细 设 计, 有关输出信息使用方面的内容, 输出信息的内容, 采用的输出设备, 输出介质, 输出格式,2、输出设计的方法,四、输出设计,6.4 详 细 设 计, 预印表格, 打印多层表格, 周转文件,3、输出报告,四、输出设计,6.4 详 细 设 计, 方便使用者, 考虑计算机的硬件功能, 考虑原系统的输出格式, 考虑系统发展的需要, 输出格式要先试制输出样品，再经用户同意后才能正式使用,输出设计,输出设计包括以下几方面的内容：(1)确定输出内容 首先要确定用户在使用信息方面的要求，包括使用目的、输出速度、频率、数量、安全性要求等等。根据用户要求，设计输出信息的内容，包括信息形式(表格、图形、文字)，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，等等。,输出设计,(2)选择输出设备与介质 常用的输出设备有显示终端、打印机、磁带机、磁盘机、绘图仪、缩微胶卷输出器、多媒体设备。输出介质有纸张、磁带、磁盘、缩微胶卷、光盘、多媒体介质等等。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条件选择。,输出设计,(3)确定输出格式 提供给人的信息都要进行格式设计。输出格式要满足使用者的要求和习惯，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常用输出形式。报表的格式因用途不同而有差异，但一般由三部分组成：表头、表体和表尾。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。,五、输入设计,输入设计的原则 “输入的是垃圾，输出的必然是垃圾”。输入设计的目标是保证向系统输入正确的数据。在此前提下，应做到输入方法简单、迅速、经济、方便。为此，输入设计应遵循以下原则：(1)最小量原则：这就是在保证满足处理要求的前提下使输入量最小。 (2)简单性原则：输入的准备、输入过程应尽量容易，以减少错误的发生。(3)早检验原则：对输入数据的检验尽量接近原数据发生点，使错误能及时得到改正。(4)少转换原则：输入数据尽量用其处理所需形式记录，以免数据转换介质时发生错误。,输入设备的选择,键盘、磁盘输入光电阅读器终端输入,原始单据的格式设计,设计原始单据的原则便于填写便于归档单据的格式应能保证输入的精度,输入设计的内容,输入设计的内容包括：(1)确定输入数据内容；输入数据的内容设计，包括确定输入数据项名称、数据内容、精度、数值范围。 (2)确定数据的输入方式；数据的输入方式与数据发生地点、发生时间、处理的紧急程度有关。如：如果发生地点远离计算机房，发生时间是随机的，又要求立即处理，则采用联机终端输入。,输入设计的内容,(3)确定输入数据的记录格式；记录格式是人机之间的衔接形式，因而十分重要，设计得好，容易控制工作流程，减少数据冗余，增加输入的准确性，并且容易进行数据校验。 (4)输入数据的正确性校验；强调输入设计最重要问题是保证输入数据的正确性。对数据进行必要的校验，是保证输入正确的重要环节。,输入设计的内容,(5)确定输入设备设备的选用应考虑以下一些因素：输入的数据量与频度；数据的来源、形式、收集环境；输入类型、格式的灵活程度；输入速度和准确性要求；输入数据的校验方法、纠正错误的难易程度；可用的设备与费用。,数据记录格式设计,输入数据的记录格式：既要便于操作人员录入，又要便于填表人员、现场工作人员填写；记录格式本质上分为两部分：预先印刷部分和插入数据的空格。让人填的表格，不仅要注明文字，而且在表格下方也要注明代码说明。一些比较简单的代码，也可在表中列出，这样既方便了填表人和读表人，使他们不用死记编码或反复翻阅代码表，又可提高填写的准确性，从而能够保证输入数据的准确性。,数据记录格式设计,设计记录格式时可以采用如下基本技术：(1)块风格 把一部分框起来，引人注目，每个空格填人的数据仅为其所要求的数据。(2)阴影 不用编码员完成的那部分格式使用阴影，并注上说明。(3)选择框 简单输入的方式，填表者只要打勾即完成输入。(4)颜色 不同部分用不同的颜色，以明显标示不同字域。(5)设立数字域 数字栏应能容纳可能最大的数，标出小数点位置。(6)划分 划分区域，注明装订线。(7)说明 说明关键部分。,输入数据的校验方法,数据出错有三种情况：(1)数据内容错 这是由于原始单据有错或录入时发生错误。(2)数据多余或不足 这是收集中的错误，如原始单据丢失或重复。(3)数据的延误 由于输入数据迟缓导致处理推迟，不仅影响业务工作，还可能使输出结果变得无价值。 为减少输入出错，可根据需要和条件选用数据的校验方法。,输入数据的校验方法,(1)重复校验 这是将相同的内容重复执行多次，比较其结果。例如，由两个或更多操作员录入相同的数据文件，比较后找出不同之处予以纠正。 (2)视觉校验.一般在原始数据转换到介质以后执行。例如，从终端上键人数据，在屏幕上校验之后再送到计算机处理。视觉校验一般查错率可达到7585。(3)分批汇总校验对重要数据，如传票上的金额，其数量可以进行分批汇总校验。将原始传票按类别、日期等分成若干批，先手工计算每批总值，输入计算机后，计算机再计算总值，二者对照进行校验。,输入数据的校验方法,(4)控制总数校验分批汇总校验是对部分重要数据进行的，控制总数校验则是对所有数据项的值求和进行校验，其出错位置的确定比分批汇总校验精确。(5)数据类型校验 这是指校验数据是数字型还是字符型，还可组合运用界限检查、逻辑检查等方法进行合理性校验。 (6)格式校验格式校验也称错位校验。这是校验各数据项位数和位置是否合乎事先的定义。例如，若规定姓名最大位数是30位，那末第31位应为空格，否则认为数据错位。,输入数据的校验方法,(7)逻辑校验检查数据项的值是否合乎逻辑。例如月份应是112，日期应是131。逻辑校验检查数值是否合乎业务上的要求，也称合理性校验。(8)界限校验指检查某项数据是否在预先指定的范围之内。分范围校验、上限校验、下限校验三种。例如，某商品单价在50元以上，1000元以下，在此范围之外属错误。(9)记录计数校验通过记录的个数来检查数据的记录有无遗漏和重复。,输入数据的校验方法,(10)平衡校验校验相关数据项之间是否平衡。例如，检查会计的借方与贷方、报表的小计与总计是否相符。(11)匹配校验指核对业务文件的重要代码与主文件的代码。例如，销售业务文件中的顾客账号若在顾客主文件中找不到，这就是问题。(12)代码自身校验这是最常用的一种校验。,人机对话设计,人机对话设计的原则 (1)对话要清楚、简单，用词要符合用户观点和习惯。(2)对话要适应不同操作水平的用户，便于维护和修改。(3)错误信息设计要有建设性。 (4)关键操作要有强调和警告。,人机对话的方法,操作人员通过屏幕、键盘对话，常用以下一些方法：(1)选单式(菜单)屏幕显示各种可供选择的操作，用户输入有关代号或把光标移到相应位置，操作计算机运行，这种方式称为选单方式。常用的方式有下拉式选单、弹出式选单、级联式选单、平铺式选单等。 (2)填表法将要输入的项目先显示在屏幕上，用户根据项目输入相应的数据。这种方法类似填屏幕上显示的表格应尽量与操作人员手中的原始数据记录格式对应。 (3)回答法程序运行到一定阶段，屏幕上显示问题，等待用户回答。回答方式也应在屏幕上提示，让用户简单地回答。 (4)提问法这种方式主要是用户查询。例如要查询某学生的基本情况。屏幕上提示输入“学号”，当操作员回答学生的学号后，屏幕上显示该学生的有关情况，,图形用户界面设计,图形用户界面(graphics user interface)已成为一种流行的界面设计技术，并将成为信息系统用户界面的主流。图形用户界面的优点：(1)容易学习使用，使用选单而不必记忆指令名称，大大减少键盘输入的数量与错误。(2)具有高度的图形功能，直观生动，如采用线条图、趋势图、动画等等。(3)多个视窗并用，同时显示多样信息，并可对同样信息提出多种不同角度的表达方式。,图形用户界面设计,图形用户界面的缺点： 与文字指令界面相比，图形形式的指令不能表达复杂的复合指令。 指令数目太大时，不容易在屏幕上安排选单。 对于熟练的使用者而言，键盘输入的速度要快于鼠标选项的输入。,图形用户界面设计,图形界面设计的几条原则：(1)用户界面的各个画面设计在整体上应保持相同或相似的外观。例如，按钮和选择项的位置与安排，尽可能安排在同样的地方，便于用户熟练掌握屏幕上的信息。(2)用户界面使用的词汇、图示、颜色、选取方式、交流顺序，其意义与效果应前后一致。(3)要正确使用图形的表达能力。图形适合用来表达整体性、印象感和关联性的信息，而文字适用于表达单一的、精确的、不具关联性的一般资料。(4)由于图形对象占用系统资源较多，处理速度慢，因此在时间响应要求高，而硬件资源档次较低的环境中，不宜采用图形界面。,界面风格,功能分区,六、数据库设计,6.4 详 细 设 计,用户要求分析概念结构设计（E-R模型表示）逻辑结构设计（符合第三范式）概念模型 数据模型物理结构设计,6.4 详 细 设 计,估算数据库的数据存储量 设计数据库设备 安排数据库的存储 设计索引 设计备份策略 设计镜像方案,数据库设计要考虑的几个问题,数据库系统的系统结构,1. 单用户 数据库系统早期最简单的数据库系统，整个数据库系统都运行在一台计算机，由一个用户独占，不同计算机之间不能共享数据,数据库系统的系统结构,2. 主从式结构的数据库系统一台主机带多个终端的多用户结构，数据库系统都运行在主计算机上，各用户并发地存取数据库，共享数据资源。,数据库系统的系统结构,3. 分布式数据库系统数据在逻辑上是一个整体，物理上分布在计算机网络的不同结点上，每个结点可以独立处理本地数据库的数据，也可以同时存取和处理多个异地数据库的数据,数据库系统的系统结构,4. 客户/服务器结构数据库系统（C/S）把在网络中运行的DBMS的功能和应用分开，某些计算机专门用于执行DBMS功能，称为数据库服务器；其他计算机运行应用软件，支持用户的应用，称为客户机。客户机把用户应用请求传送到服务器，服务器处理后把结果返回客户机。,数据库系统的系统结构,5.浏览器/服务器结构(Browse/Server)仿照Internet的工作方式，在用户端采用浏览器作为用户工作界面，而把所有的DBMS应用和服务功能集中在服务器端，这种结构称之为浏览器/服务器结构。应用系统的开发和维护工作主要在服务器上进行，系统工作人员甚至可以远程登录服务器进行软件系统的测试和维护工作，这样给开发应用系统带来很大的便利。,数据库系统的模式结构,数据库的模式即全局逻辑结构。1 数据库系统的三级模式结构外模式(用户视图)也称子模式或用户模式，即用户看到的数据逻辑结构和特征描述，一个数据库可以有多个外模式逻辑模式(概念视图)也称模式或概念模式，对全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图，不涉及数据存储的物理细节，与应用程序和开发工具无关内模式(物理视图)也称存储模式，对数据物理结构和存储结构的描述，是唯一客观存在的数据库。,数据库系统的模式结构,2 数据库的二级映象功能与数据独立性 数据库三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能逻辑地抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的具体表示方式与存储方式。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库系统在这三级模式之间提供了两层映象：外模式模式映象和模式内模式映象。正是这两层映象保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。,数据库系统的模式结构图,数据库系统的模式结构图,数据库的子模式、模式、外模式以及在这三级模式之间提供了两层映象(或称映射)。对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式/模式映象，当模式改变时由数据库管理员对各个外模式/模式的映象作相应改变，可以使外模式保持不变，从而应用程序不必修改，保证了数据的逻辑独立性；同样，由于存在模式/内模式映象，当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式/内模式映象作相应改变，可以使模式保持不变，从而保证了数据的物理独立性。,数据库设计的过程,数据库设计的内容与要求数据库设计的内容是：对于一个给定的环境，进行符合应用语义的逻辑设计，以及提供一个确定存贮结构的物理设计，建立实现系统目标，并能有效存取数据的数据模型。 例如，某个用户的数据库(如银行的数据处理系统)由模式、子模式，应用程序，数据库和DBMS等几部分组成。其中DBMS一般可从现有的产品中选购，而模式、子模式、应用程序等则必须根据用户的具体要求进行分析和设计。,数据库设计的内容与要求,数据库设计要满足下面几个条件：(1)符合用户要求，即能正确地反映用户的现实环境，它应能包含用户需要处理的所有“数据”，并能支持用户需要进行的所有“加工”；(2)能被某个现有DBMS所接受；(3)具有较高的质量，如易于维护，易于理解，效率较高等。,数据库设计的内容与要求,设计主要困难表现在：(1)懂得计算机和数据库的人，一般都缺乏企业的业务知识和实际经验，而具有企业业务知识和实际经验的人往往又不懂计算机和数据库；(2)对一个信息系统数据库的目标和需要是什么，缺少明确的规定，这是数据库设计中最困难的事情；(3)缺乏完善的设计工具和方法理论；(4)应用范围逐渐扩大，新的应用进入系统，会带进新的数据，同时又要用到原有数据，新旧数据合并引起一定的复杂性；(5)用户不断要求增加DBMS的功能。,数据库设计的步骤,数据库设计大致有如下四个阶段：(1)分析数据存储要求；(2)概念结构设计；(3)逻辑设计；(4)物理设计。1、2两步是面向“问题”的，3、4两步是面向“解答”的。前二个阶段相应于软件生命周期中的分析阶段，后二个阶段相应于设计阶段。,数据库设计的步骤,1分析数据存储要求收集和分析用户的存储要求是整个数据库设计中最重要的步骤之一，它是其它各步骤的基础。分析存储要求的目的，是根据一个组织中高层领导和终端用户的存储要求，决定整个存储管理的目标、范围及应用性质。,数据库设计的步骤,2概念结构设计这个阶段的工作内容是：用一个“概念性数据模型”将用户的数据要求明确地表达出来。这一步与软件生命周期中建立“系统说明书”相应。概念性数据模型是一种面向问题的数据模型，它描写了从用户角度看到的数据库，反映了用户的现实环境，但与数据库将怎么实现无关。概念性数据模型，在用户和设计人员之间起桥梁的作用。一方面它明确表达用户要求的一个模型，另一方面这个模型是设计数据结构的基础。因此，建立概念性数据模型是数据库设计过程中的一个关键。,数据库设计的步骤,3逻辑结构设计是设计数据的结构，即将数据组织成一个和计算机提供的DBMS所采用的数据模型相符合的形式。实质上是把概念结构转换为所选用的DBMS所支持的模式。它可以同软件生命周期中设计阶段的“总体设计”相对应。,E-R图,P.P.S.Chen于1976年提出的实体-联系方法(Entity-Relationship Approach，简称E-R方法)构造的图，即称为E-R模型。事物之间的联系有：一对一的联系：一个工厂和厂长的关系一对多的联系：一个工厂和厂里工人的关系多对多的联系：学生和所选课程关系,一个学生选修多个课程，每一门课程可以被多个学生选修，其实体间是n:m关系。,数据库设计的步骤,关系模型的设计由于有了规范化的理论和函数依赖、多值依赖的理论，使得我们对于实体的属性之间的关系看得更加透彻，因而可以设计出优化的关系模式。所以，在关系模型的设计中又引进了一个规范化的过程。转换过程分为两步:把概念结构向一般的数据模型转换;再转换成特定的DBMS支持下的数据模型。在进行模式设计的同时，要考虑子模式的要求，要将不同用户所提出的不同存取要求，都能在模式中给以满足。,数据库设计的步骤,4物理结构设计工作内容是：确定数据库的物理结构设计数据模式的一些物理细节，如：文件的基本结构、存取方法，建立索引等。对物理结构进行评价是把时间和空间的效率作为评价的重点。,数据库设计的步骤,物理设计的主要内容如下：(1)存贮结构的选择(2)存贮介质的分配(3)确定数据块(页面)的大小(4)自由空间的安排(5)存取路径的选择。,关系数据库标准语言SQL,结构化查询语言(Structured Query Language）介于关系代数与关系演算之间的语言，实现查询、操纵、定义、控制四方面功能，是关系数据库标准语言大多数数据库厂家采用SQL作为共同的数据存取语言和标准接口，并将SQL语言的数据查询功能与图形功能、软件工程工具、软件开发工具、人工智能程序结合起来。SQL已成为关系数据库领域的主流语言。,SQL的特点,1.综合统一具有数据定义语言(DDL)，数据操纵语言(DML)、数据控制语言(DCL) 功能，语言风格统一，可以独立完成数据库的全部活动2.高度非过程化用户只需提出“做什么”，不必指明“怎么做”，简化设计负担3.面向集合的操作方式查找的结果可以是元组集合，一次插入、删除、更新操作也可以是元组集合4.以同一种语法结构提供两种使用方式自含式工作方式：独立联机交互使用嵌入式工作方式：嵌入到某高级语言程序中，设计程序使用5.语言简洁，易学易用核心功能只有9个动词，实现四类功能，语法接近英语口语，容易学习，容易使用。,6.5 计算机处理过程的设计,总体设计将系统分解成许多模块，并决定了每个模块的外部特征：功能和界面； 计算机处理过程的设计则要确定每个模块的内部特征，即内部的执行过程，包括局部的数据组织、控制流、每一步的具体加工要求及种种实施细节。通过这样的设计，为编写程序制定一个周密的计划。 处理过程设计的关键是用一种合适的表达方法来描述每个模块的执行过程。这种表示方法应该简明、精确，并由此能直接导出用编程语言表示的程序。常用的描述方式有图形、语言和表格三类，如传统的框图、NS图、结构化语言、判定表等等。,1. 流程图,流程图(flow chart)即程序框图，是历史最久、流行最广的一种图形表示方法。包括三种基本成分：(1)加工步骤：用方框表示。(2)逻辑条件：用菱形表示。(3)控制流：用箭头表示。,1. 流程图,优点:直观、形象，容易理解。缺点:表示控制的箭头过于灵活。使用得当，流程图简单易懂；使用不当，流程图可能非常难懂，而且无法维护；只描述执行过程而不能描述有关数据;流程图没有“循环”的表示图形，故不适合结构化程序设计的表达。,2.盒图 (NS图),盒图是结构化程序设计出现之后，为支持这种设计方法而产生的一种描述工具。包含三种基本成分，分别支持结构化程序设计方法的三种标准控制结构,易于计算机自动编程实现。,顺序分支循环,用列举法求用100元买100只鸡，母鸡一只3元，公鸡一只2元，小鸡2只1元，母鸡、公鸡、小鸡各为几只？I=0J=0Do while I=33 Do while J=50-1.5*I K=100-I-J IF 3*I+2*j+0.5*K then Output I,J,K RETURN Else I=I+1 J=J+1,2.盒图 (NS图)设计程序举例,是用来描述模块内部具体算法的非正式的、比较灵活的语言。其外层语法是确定的，而内存语法不确定。外层语法描述控制结构，用类似一般编程语言的保留字，所以是确定的。内层语法故意不确定，可以按系统的具体情况和不同层次灵活选用，实际上可用自然语言来描述具体操作。,3.程序设计语言PDL(Program Design Language),执行aREPEAT UNTIL条件x8执行b IF条件x1THEN BEGIN执行fIF条件x6THEN REPEAT UNTIL条件x7执行i ENDREPELSE BEGIN执行g执行hENDENDIF,PDL举例,ELSE CASE OF条件xiWHEN条件x2 SELECTDO WHILE条件x5执行c END DOWHEN条件x3 SELECT 执行dWHEN条件x4 SELECT 执行eEND CASEENDIFENDREP执行j END,6.6 系统设计说明书,系统设计说明书包括以下几方面的内容：(1)引言(2)系统总体技术方案。这是最主要的部分，包括： 模块设计 代码设计 输入设计 输出设计 数据库设计 网络设计 安全保密设计 实施方案说明(3)实施计划安排。,