管理系统中计算机的应用课件第六章系统总体设计.ppt
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1、第六章系统总体设计,第六章是关于系统总体设计的基本知识。主要分为系统总体结构设计、数据库设计、数据库的物理实现和代码设计加节的内容。学习本章需要了解系统总体设计的目标任务和工作内容,掌握系统总体设计的结构化方法和主要图形工具,并能够使用Visual foxpro数据库管理系统建立和操纵数据库。本章也是这门课程的重点章节之一。在历年考试中,本章考核的内容以各种题型出现过,其中包括实际应用的部分。当然还包括对Visual foxpro的基本操作。本章在笔试中占515分左右。,系统分析报告经过专家和用户的评审、批准后、开发工作进入系统设计阶段。系统设计阶段的主要目的是确定新系统的物理实施方案。系统设
2、计阶段的主要活动有:(1)系统总体设计(2)系统详细设计(3)编写系统设计报告 本章主要是系统总体设计,第七章讲系统详细设计和编写系统设计报告。,6.l系统总体结构设计,6.1.1系统总体结构设计的任务 系统总体结构设计的任务,是根据系统分析的逻辑模型设计应用软件系统的物理结构。系统物理模型必须符合逻辑模型,能够完成逻辑模型所规定的信息处理功能,这是物理设计的基本要求。,系统应具有可修改性,即易读,易于进行查错、改错、可以根据环境的变化和用户的要求进行各种改变和改进。系统是否具有可修改性,对于系统开发和维护影响极大。据统计,在系统生命周期中各阶段的应用软件费用及人力投入大体分布如下:.系统开发
3、:20.系统维护:80,(2007.4,单选16)在系统生命周期中,系统维护所占用的费用及人力投入比例大约()A.80%B.50%C.35%D.15%(2004.10,单选22)在应用系统总体结构设计中,要着重解决的问题是使系统具有()A可读性 B可重用性C可移植性 D可修改性,6.1.2结构化设计的基本思想,1.结构化设计的要点 系统是否具有可修改性与其结构有着密切的关系。由于波动效应的存在,对某个模块的改动可能要修改整个系统,对于组成部分有复杂联系的大系统,各部分间错综复杂的联系是造成修改工作难于进行的主要原因。因此必须设计一种合理的物理结构,将“波动效应”降到最低限度,才能提高系统的可修
4、改性。1974年美国的w.Stevens等首先提出了“结构化设计”的构想,成为系统设计的基本思想。,“结构化设计”的构想,成为系统设计的基本思想。其要点如下:(1)模块化。这即指将系统按一定规则划分成相对独立的模块。模块是结构化系统的基本元素。(2)由顶向下,逐步求精。系统划分模块的工作应按层次进行:把整个系统看做一个模块,然后把它按功能分解成若干第一层模块,它们各担负一定的局部功能,共同完成整个系统的功能。每个第一层模块又可以进一步分解成为更简单一些的第二层模块,越下层的模块,其功能越具体、越简单。(3)上层模块分解为下层模块,有三种不同的结构形式,即顺序结构、选择结构和循环结构。如课本P1
5、58图6-2(07.10,简答39,将上层模块分解为下层模块时,可以有三种不同的结构形式,请写出三种结构形式的名称并画出各自的控制结构图。),(2007.04,单选15)构成结构化系统的基本元素是()A.程序 B.字段 C.模块 D.接口(2006.10,单选16)造成复杂系统修改工作难于进行的主要原因是()A业务流程B层次结构C外部环境D波动效应,(2005.4,单选33,2003.10,单选31)描述系统物理模型的主要工具是()A.N-S图 B.数据流程图C.E-R图 D.控制结构图(2004.4,单选19)结构化设计思想的要点不包括()A.模块化 B.自顶向下,逐步求精 C.自底向上 D
6、.模块分解时只采用顺序、选择和循环三种基本结构方式,控制结构图,控制结构图也称为软件结构图或模块结构图,它表示出一个系统的层次分解关系、模块调用关系、模块之间数据流和控制信息流的传递关系,它是系统物理结构的主要工具。2.控制结构图的基本符号,模块 模块调用关系 数据传递 控制信息 循环调用 选择调用 数据存储,2.控制结构图的基本符号,如图6-2所示,2.控制结构图的规定,模块之间的调用,如课本P159图6-3,按以下规则进行:(1)每个模块有自身的任务,只有接收到上级模块的调用命令时才能执行。(2)模块之间的通信只限于其直接上、下级模块,任何模块不能直接与其他上下级模块或同级模块发生通信联系
7、。(3)若有某模块要与非直接上、下级的其他模块发生通信联系,必须通过其上级模块进行传递。(4)模块调用顺序为自上而下。在控制结构图中,把一个系统分解为若干模块,实质上是把一件比较抽象、其物理内容不大确定的任务,分解为若干件比较具体的、物理内容比较确定的任务。控制结构图既可以反映系统整体结构,又能反映系统的细节,能准确反映各组成部分(各模块)及它们之间的联系。,(2007.10,单选16)以下对模块功能的描述中,正确的是【】A上层模块的任务比较具体 B下层模块的任务比较抽象C非直接上下级模块间不能通信 D模块调用的顺序是自上而下(2004.4,单选25)在规范的控制结构图中,同级模块间的通信()
8、A可直接进行 B可通过这些模块的直接上级模块来直接进行C必须通过这些模块的下级模块来传递 D必须通过这些模块的上级模块进行传递,6.1.3模块分解的规则,1、模块独立性所谓两个模块彼此完全独立,是指其中任一模块在运行时,与另一个模块存在无关。独立性只是一个相对概念。具有独立功能而且和其它模块之间相互作用少的模块,特为独立性高的模块。保证模块独立性高是设计一个系统的关键,它具有以下优点。系统容易开发。系统开发往往由若干人分工合作完成,由于模块之间联系少,接口简单,可以简化合作者之间的协调工作。系统可靠性高。模块之间的相互影响小,当一个模块出错时,产生波动效应的概率低,从而提高了系统的可靠性。系统
9、容易维护:在对一个模块进行修改和维护时,不必担心其他模块内部是否会受到影响。,模块独立程度可以由两个定性指标衡量,即:为保证模块相对独立,应使模块内部自身自身联系紧密,而模块外部互相之间的信息联系要尽可能减少,这是设计物理模型的两项重要原则。(07.4,简答39,简述模块独立性的优点和设计模块的基本原则)。要衡量模块自身是否紧密、与外部的联系是否合理,需引入模块凝聚、模块耦合的概念。,2、模块凝聚,模块凝聚是用以衡量一个模块内部自身功能的内在联系是否紧密的指标,也是衡量模块质量好坏的重要标准。模块按凝聚程度的高低可分为以下五级:偶然凝聚。一个模块内部各组成部分的处理彼此无关,偶然地组合在一起,
10、这是一种组织得最差的模块,凝聚程度最低。逻辑凝聚。一个模块内部各组成部分的处理逻辑相似,但功能彼此不同。这种模块通常包含一个选择控制和若干彼此独立的处理功能。先执行选择功能,再根据选择结果,控制执行不同的处理功能。由于它的逻辑途径比较复杂,修改困难,因此凝聚程度较差。时间凝聚。这是指若干处理由于执行时间彼此有关,集中在一起组成的模块。如初始化模块,各处理内容必须在特定时间内执行,而各处理内容彼此无关,故凝聚程度较差。时间凝聚的模块通常要影响到其他许多模块的运行,因此与其他模块之间联系多,修改比较困难。,数据凝聚模块中某个成分的输出是另一成分的输入。由于这类模块无论数据还是执行顺序,模块中的一部
11、分依赖于另外一部分。这种模块可较明确表述其功能,内部结构较密切,与其他模块联系一般较少,因此具有较好的凝聚性。功能凝聚一个模块中各个部分都是完成某一具体功能必不可少的组成部分,或者说该模块中所有部分都是为了完成一项具体功能而协同工作,紧密联系,不可分割的。这种模块独立强、便于修改。凝聚程度高,是结构化设计模块的理想目标。一个模块的内部凝聚程度,可由P162的图6-5的判定树来表示。,(2007.04,单选19)在比较模块独立性时,凝聚程度最高的是()A.逻辑凝聚B.数据凝聚 C.功能凝聚D.时间凝聚(2004.10,单选20)工资管理模块包含输入工资变动数据,计算工资、汇总工资、输出工资等功能
12、,它的凝聚类型属于()A偶然凝聚 B时间凝聚C数据凝聚 D功能凝聚(2004.4,单选20)如果一个模块执行两个功能,且各功能的处理内容无关,这种模块的凝聚类型不是()A功能凝聚B数据凝聚 C时间凝聚D不能确定,3、模块的耦合,模块间的信息联系方式,称为模块的耦合,它是衡量模块间结构性能的重要指标。耦合有三种类型:数据耦合一个模块访问另一个模块时,彼此之间是通过简单数据参数(不是控制参数、公共数据结构或外部变量)来交换输入、输出信息的。控制耦合 如果一个模块通过传送开关、标志、名字等控制信息,明显地控制选择另一模块的功能,就是控制耦合。非法耦合一个模块与另一个模块内部发生联系,即一个模块中的某
13、些内容在另一模块中以某种方式被引用,称为非法耦合。例如,不经过调用关系,直接使用或修改另一模块中的数据,将控制赞扬指向另一模块中的某一标号(节、过程)等。模块间数据耦合是最正常的方式,为保持模块的独立性,模块之间互相传递的数据要尽量少;要努力避免控制耦合,特别是避免自上而下传递控制信号;应消除任何形式的非法耦合。,(2007.10,单选18)在系统总体设计中,模块间的控制耦合应()A.全部采用B.尽可能多用C.尽可能少用D.全部不用,6.1.4控制结构图的绘制,绘制控制结构图的依据是数据流程图。绘制控制结构图,首先是将上层数据流程图映射为上层控制结构图,由顶层数据流程图开始,逐级下推。每一层数
14、据流程图(DFD)中的“处理功能”,映射为相应层次控制结构图中的“模块”;而DFD中流人“处理功能”的数据流映射为输入模块的数据流,DFD中流出“处理功能”的数据流映射成从“模块”中输出的数据流。低层次模块结构的分解,一方面可参照低层次数据流程图的功能结构;另一方面应按照模块分解的规则,将凝聚程度低的、或具有控制耦合、非法耦合的结构进行分解。由于待分解的模块凝聚类型不同,在分解时采用以下两种不同的方式:,1.以转换为中心结构的分解,如果待分解的模块是一个数据凝聚的模块,即内部包含若干顺序执行且对某些数据进行转换处理,称为以转换为中心的结构。这种模块可分解为输入、处理、输出三大部分。,如图6-1
15、0 工资管理模块的分解,应用:以转换为中心结构的模块的分解,(2006.10,应用题42)根据数据计算的数据流图,画出以转换为中心的控制结构图。,2.以业务为中心结构的分解,待分解的模块要处理几项逻辑上相似的业务,即它是一个逻辑凝聚的模块。这种模块可以将之分解为一个检查业务类型的模块和一个调度模块,根据不同的业务类型,调度模块调用不同的下层模块,进行不同的处理。以上两种分解方式常常要混合使用,以达到模块凝聚程度高、模块之间独立性强、易于修改的目的。,(2007.10,单选17)需要采用以业务为中心方式分解的模块类型是【】A数据凝聚 B逻辑凝聚 C功能凝聚 D时间凝聚(2005.4,单选38)在
16、模块分解时,如果待分解的是一个逻辑凝聚的模块,它可以分解为一个检查业务类型的模块和一个()A.输入模块 B.输出模块C.调度模块 D.处理模块,6.2数据库设计,6.2.1数据库设计的要求和步骤 1.数据库设计的要求 数据库设计的目标是建立一个合适的数据模型。这个数据模型应当是:(1)满足用户要求:既能合理地组织用户需要的所有数据,又能支持用户对数据的所有处理功能。(2)满足某个数据库管理系统的要求:能够在数据库管理系统中实现。(3)具有较高的范式:数据完整性好、效益高,便于理解和维护,没有数据冲突。(06.04,简答49)简述数据库设计的目标和要求,2.数据库设计步骤,数据库设计可以分为概念
17、结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计三个阶段。(1)概念结构设计。这是数据库设计的第一个阶段,在管理信息系统的分析阶段,已经得到了系统的数据流程图和数据字典,现在要结合数据规范化的理论,用一种数据模型将用户的数据需求明确地表示出来。概念数据模型是面向问题的模型,反映了用户的现实工作环境,是与数据库的具体实现技术无关的。建立系统概念数据模型的过程叫做概念结构设计。,(2)逻辑结构设计。根据已经建立的概念数据模型,以及所采用的某个数据库管理系统软件的数据模型特性,按照一定的转换规则,把概念模型转换为这个数据库管理系统所能够接受的逻辑数据模型。不同的数据库管理系统提供了不同的逻辑数据模型,如层次模型
18、、网状模型、关系模型等。(3)物理结构设计。为一个确定的逻辑数据模型选择一个最适合应用要求的物理结构的过程,就叫做数据库的物理结构设计。数据库在物理设备上的存储结构和存取方法称为数据库的物理数据模型。,6.2.2概念结构设计,描述概念数据模型的主要工具是E-R(实体一联系)模型,或者叫做E-R图。利用E-R图实现概念结构设计的方法就叫做E-R方法。,1.概念模型的表示方法,E-R图主要是由实体、属性和联系三个要素构成的。在E-R图中,使用了下面四种基本的图形符号。(E-R模型符号历年也是多次考过选择题),(1)实体:用矩形框表示,框内写明实体名称.如:,(2)属性:用椭圆形框表示,框内写明属性
19、名称.,(3)联系:用菱形框表示,框内写明联系名称,并用线分别与有关的实体连接起来,同时在线上注明联系类型(1:1,1:n,m:n)。,表示“选修”这个联系,(2007.10,单选17)在数据库设计的过程中,采用E-R模型属于()A、逻辑数据模型B、物理数据模型C、关系数据模型D、概念数据模型,2.确定系统实体、属性及联系,利用系统分析阶段建立的数据字典,并对照数据流程图对系统中的各个数据项进行分类、组织,确定系统中的实体、实体的属性、标识实体的码以及实体之间联系的类型。在数据字典中“数据项”是基本数据单位,一般可以作为实体的属性。“数据结构”、“数据存储”和“数据流”条目都可以作为实体,因为
20、它们总是包含了若干的数据项。作为属性必须是不可再分的数据项,也就是说在属性中不能包含其他的属性。,(2007.04,单选18)在数据库设计过程中,实体属性对应的数据字典条目是()A、数据结构B、数据流C、数据存储D、数据项,3.确定局部(分)E-R图,根据上面的分析,可以画出部分实体联系图。在这些实体中有下画线的属性可以作为实体的码,这几个实体之间存在着1:1、1:n和m:n几种联系。,下面一个简单的E-R图为例,给同学们一个直观的体会。,4.集成完整(总)E-R图,各个局部(分)E-R图画好以后,应当将它们合并起来集成为完整(总)E-R图。在集成时应当注意如下几点:(1)消除不必要的冗余实体
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- 管理 系统 计算机 应用 课件 第六 总体 设计
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