信息系統(tǒng)工程課件

2結(jié)構(gòu)化方法概述信息系統(tǒng)是由許多功能模塊構(gòu)成的，這些功能模塊通過某種規(guī)律的信息流結(jié)構(gòu)而相互聯(lián)系在一起。各階段都是“自頂向下”、“逐步求精”?！敖Y(jié)構(gòu)化”的含義是“有序”、“有規(guī)律”。2.1系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析的階段：調(diào)查分析數(shù)據(jù)分析處理分析系統(tǒng)分析的主要任務(wù)

系統(tǒng)分析的主要任務(wù)可以用“了解”、“理解”、“表達(dá)”三項任務(wù)表示：了解現(xiàn)行系統(tǒng)是怎樣運作的理解對現(xiàn)行系統(tǒng)的改進(jìn)和新系統(tǒng)的需求把對新系統(tǒng)需求的理解用恰當(dāng)?shù)墓ぞ弑磉_(dá)出來

為新系統(tǒng)構(gòu)建“邏輯模型”2.1系統(tǒng)分析調(diào)查分析的內(nèi)容組織機(jī)構(gòu)與崗位設(shè)置調(diào)查職能范圍與業(yè)務(wù)流程調(diào)查用戶視圖收集與分析 單、證、帳、表計算機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查分析 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)軟件 應(yīng)用系統(tǒng)使用情況2.1系統(tǒng)分析業(yè)務(wù)模型建立建立業(yè)務(wù)模型（BusinessModel)

職能域 業(yè)務(wù)過程 業(yè)務(wù)活動

繪制業(yè)務(wù)流程圖 反映組成業(yè)務(wù)過程的一系列業(yè)務(wù)活動之間的邏輯關(guān)系

2.1系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)分析識別用戶視圖從時間特征上歸屬哪一類。

靜態(tài)信息；過程信息；狀態(tài)信息； ——混合的信息必須適當(dāng)加以剝離。區(qū)分用戶視圖是原始信息、基礎(chǔ)信息、處理后信息。 原始信息：信息系統(tǒng)的信息源基礎(chǔ)信息：必須輸入與采集并存儲的信息 處理后信息：由基礎(chǔ)信息經(jīng)過加工處理得到的信息（此類視圖不必建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)字典）建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)字典。

例如：學(xué)生基本信息（學(xué)號、姓名、出生日期、籍貫、身份證、專業(yè)、院系、學(xué)生類型、年級、班號）2.1系統(tǒng)分析處理分析根據(jù)業(yè)務(wù)模型分層建立處理分析模型PAM將職能域放入模型的頂層處理模塊將業(yè)務(wù)過程放入模型的第二層處理模塊將業(yè)務(wù)活動放入模型的第三層處理模塊根據(jù)需要對模型的底層處理模塊再展開將不需要由計算機(jī)進(jìn)行的處理模塊刪除添加計算機(jī)系統(tǒng)必須的處理模塊（如系統(tǒng)管理、編碼維護(hù)、日志管理等）處理分析模型中的數(shù)據(jù)（datastore）由“基礎(chǔ)信息”組成處理分析模型中的外部信息由“原始信息”和“處理后信息”組成2.1系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)

系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)是按照系統(tǒng)分析階段確定的系統(tǒng)邏輯模型，具體設(shè)計出運行效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高且經(jīng)濟(jì)實用的系統(tǒng)實施方案。即把系統(tǒng)分析階段提出來的邏輯模型變換成為系統(tǒng)的物理模型。功能模型設(shè)計：系統(tǒng)包含的功能。數(shù)據(jù)模型設(shè)計：概念數(shù)據(jù)模型、物理數(shù)據(jù)模型。性能設(shè)計：周轉(zhuǎn)時間、響應(yīng)時間、吞吐量?？煽啃栽O(shè)計：可靠、可用、可維護(hù)性、安全性。平臺設(shè)計：硬件環(huán)境、軟件環(huán)境、開發(fā)工具。2.2系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計的階段總體設(shè)計（相當(dāng)總裝圖）設(shè)計系統(tǒng)的工作平臺設(shè)計系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)并劃分模塊設(shè)計輸入輸出的格式、內(nèi)容及頻度確定安全保密和操作控制規(guī)范詳細(xì)設(shè)計（相當(dāng)零件圖）定義輸入輸出介質(zhì)設(shè)計每個模塊的具體算法設(shè)計每個模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.2系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計原理模塊化原理

[軟件模塊]具有相對獨立的程序和數(shù)據(jù) 的集合。 軟件系統(tǒng)可被逐層劃分為大小適當(dāng)、功能明確且容易實現(xiàn)的模塊，并由它們協(xié)調(diào)和組合去共同達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)。2.2系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)設(shè)計原理信息隱藏原理理模塊的劃分應(yīng)應(yīng)該使得包含含在模塊內(nèi)的的信息對于無無需這些信息息的模塊是不不可訪問的。。在一定規(guī)模和和條件下，把把那些對模塊塊功能相關(guān)度度最大的信息息分在模塊內(nèi)內(nèi)，而將最少少的完成功能能所必需的交交互信息劃分分在模塊外（（接口處）。。2.2系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)設(shè)計原理時空等價原理理理論上講，特特定的系統(tǒng)功功能模塊，既既可以由硬件件模塊去完成成，也可以由由軟件模塊去去完成。硬件模塊有耗耗空間但速度度快的屬性；；軟件模塊有有耗時間但體體積小的屬性性。為了使系統(tǒng)時時間、空間利利用率最高，，必須進(jìn)行硬硬、軟件子系系統(tǒng)或模塊劃劃分，按約束束條件在系統(tǒng)統(tǒng)硬、軟件的的時空屬性中中進(jìn)行綜合折折中。2.2系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)化模塊設(shè)設(shè)計原則高內(nèi)聚原則[凝聚度]模模塊內(nèi)部各成成分之間聯(lián)系系松緊的度量量。模塊劃分和設(shè)設(shè)計時，要使使得模塊內(nèi)的的凝聚度盡可可能高。一個個模塊是一個個可單獨明確確定義的處理理功能，這是是最理想的凝凝聚。2.2系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)化模塊設(shè)設(shè)計原則低外合原則[耦合度]模模塊與模塊之之間聯(lián)系強(qiáng)弱弱的度量。數(shù)據(jù)耦合：兩兩個模塊之間間交換的實體體是數(shù)據(jù)（最最理想的耦合合）?？刂岂詈希航唤粨Q用于控制制的信息。內(nèi)容耦合：一一個模塊直接接切入另一模模塊的內(nèi)部（（病態(tài)耦合））環(huán)境耦合：共共享某些共用用環(huán)境（如全全局變量）。。2.2系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)化模塊設(shè)設(shè)計原則調(diào)用原則（準(zhǔn)準(zhǔn)軍事調(diào)度原原則）模塊間的調(diào)用用關(guān)系符合準(zhǔn)準(zhǔn)軍事調(diào)度原原則。每個模模塊有自己的的獨立任務(wù)，，只有上級的的命令才能執(zhí)執(zhí)行。直接數(shù)據(jù)交換換只限于下級級模塊和它的的直接上級模模塊之間進(jìn)行行。模塊欲與其同同層模塊發(fā)生生聯(lián)系，必須須通過各自的的上級模塊進(jìn)進(jìn)行傳遞。2.2系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計控制制結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖(CSD)將軟軟件件系系統(tǒng)統(tǒng)按按層層次次分分解解成成若若干干模模塊塊，，并并用用圖圖例例來來表表示示模模塊塊的的調(diào)調(diào)用用關(guān)關(guān)系系和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳遞遞關(guān)關(guān)系系。。數(shù)據(jù)據(jù)流流程程圖圖(DFD)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可分分為為兩兩種種類類型型：：2.2系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計變換換流流變換換流流是是一一種種近近似似線線性性結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可明明顯顯地地劃劃分分成成輸輸入入、、處處理理、、輸輸出出三三個個部部分分（（同同時時流流進(jìn)進(jìn)和和流流出出））。。2.2系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計處理理輸入入流流輸出出流流業(yè)務(wù)務(wù)基基元元流流業(yè)務(wù)務(wù)基基元元流流是是以以某某個個基基本本數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)單單元元的的業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)基基元元為為中中心心輻輻射射出出多多條條可可選選動動作作路路徑徑。。2.2系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計業(yè)務(wù)務(wù)基基元元中中心心ABCB1B2變換換中中心心映映射射法法第二二步步：：一一級級映映射射2.2系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計主控控模模塊塊輸入入模模塊塊輸出出模模塊塊主處處理理模模塊塊第一一步步：：找找出出變變換換中中心心，，確確定定主主處處理理。。頂層層第一一層層第三三步步：：對對第第一一層層的的三三大大模模塊塊技技術(shù)術(shù)分分層層映映射射，，得得到到對對應(yīng)應(yīng)層層次次的的模模塊塊。?；兄行男挠秤成渖浞ǚǖ诙讲剑海阂灰患壖売秤成渖?.2系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計基元元控控制制基元元接接受受調(diào)度度發(fā)發(fā)送送第一一步步：：找找出出基基元元中中心心，，確確定定業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)處處理理。。頂層層第一一層層第三三步步：：對對第第一一層層的的三三大大模模塊塊技技術(shù)術(shù)分分層層映映射射，，得得到到對對應(yīng)應(yīng)層層次次的的模模塊塊。。MVC設(shè)設(shè)計計模模式式2.2系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計MVC設(shè)設(shè)計計模模式式將將應(yīng)應(yīng)用用劃劃分分成成三三個個核核心心部部件件：：模型型（（Model））：：處處理理用用戶戶的的請請求求視圖圖（（View））：：用用戶戶的的輸輸入入輸輸出出界界面面控制制（（Controller））：：接接受受請請求求、、選選擇擇模模型型、、輸輸出出結(jié)結(jié)果果控制制(C)模型型(M)輸入入視視圖圖(V)輸出出視視圖圖(V)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫MVC原原理理框框圖圖2.2系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計信息息的的時時間間特特性性分分類類靜態(tài)態(tài)信信息息：：相相對對固固定定不不變變的的信信息息。。例如如：：物物資資編編碼碼（（編編碼碼、、名名稱稱、、規(guī)規(guī)格格型型號號））過程程信信息息：：某某一一時時刻刻發(fā)發(fā)生生的的某某一一事事件件所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的信信息息。。例如如：：出出入入庫庫單單（（編編碼碼、、日日期期、、單單號號、、出出入入、、數(shù)數(shù)量量））狀態(tài)態(tài)信信息息：：某某一一時時段段內(nèi)內(nèi)發(fā)發(fā)生生的的過過程程信信息息所所累累積積的的結(jié)結(jié)果果。。例如如：：物物資資庫庫存存（（編編碼碼、、計計量量單單位位、、庫庫存存數(shù)數(shù)量量））2.2系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計公用用特特征征穩(wěn)定定特特征征時刻刻特特征征流特特征征時段段特特征征累積積特特征征三類類信信息息的的關(guān)系系－－－－－靜靜態(tài)態(tài)信信息息－－－－－過過程程信信息息－－－－－狀狀態(tài)態(tài)信信息息數(shù)據(jù)據(jù)存存儲儲設(shè)設(shè)計計Table的的名名稱稱（（實實體體的的名名稱稱））Table的的字字段段名名、、類類型型、、寬寬度度（（屬屬性性））Table的的主主鍵鍵（（標(biāo)標(biāo)識識屬屬性性ID或或PK））Table和和其其他他Table的的關(guān)關(guān)系系（（外外鍵鍵FK））Table的的索索引引鍵鍵（（IK））2.2系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計學(xué)生生學(xué)號號姓名名性別別專業(yè)業(yè)班號號課程程課程程編編號號課程程名名稱稱學(xué)時時數(shù)數(shù)學(xué)分分?jǐn)?shù)數(shù)任課課教教師師成績績課程程編編號號學(xué)號號分?jǐn)?shù)數(shù)實體體規(guī)規(guī)范范化化中中對對實實體體的的定定義義實體體(類類)可可以以表表示示為為集集合合：：R(U,F)其中中：：R————實實體體類類U————實實體體類類中中的的屬屬性性集集合合F————U上上的的函函數(shù)數(shù)關(guān)關(guān)系系集集合合R中中的的每每一一個個實實例例r，，都都必必須須滿滿足足函函數(shù)數(shù)關(guān)關(guān)系系F2.2系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計非規(guī)規(guī)范范化化實實體體帶帶來來的的問問題題插入入異異常常當(dāng)某某個個學(xué)學(xué)生生還還未未決決定定參參加加哪哪項項活活動動時時，，這這條條記記錄錄就就沒沒法法錄錄入入，，因因為為活活動動號號是是標(biāo)標(biāo)識識屬屬性性，，不不能能為為空空。。刪除除異異常常如果果參參加加某某項項活活動動的的學(xué)學(xué)生生只只有有一一個個，，現(xiàn)現(xiàn)在在要要刪刪除除該該學(xué)學(xué)生生記記錄錄，，但但要要保保存存這這項項活活動動的的信信息息，，就就要要產(chǎn)產(chǎn)生生矛矛盾盾。。修改改異異常常如果果參參加加某某項項活活動動的的學(xué)學(xué)生生有有多多個個，，現(xiàn)現(xiàn)在在需需要要將將這這項項活活動動號號對對應(yīng)應(yīng)的的活活動動名名稱稱由由““排排球球””改改為為““籃籃球球””，，這這就就需需要要對對所所有有這這些些記記錄錄逐逐一一修修改改。。2.2系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計學(xué)生學(xué)號活動號姓名住址性別專業(yè)班號活動名稱稱實體（Entity）的規(guī)范化化實體內(nèi)部部屬性間間的關(guān)系系規(guī)范化化程度：：第一范式式(1NF)第二范式式(2NF)第三范式式(3NF)巴柯拉范范式(BCNF)第四范式式(4NF)第五范式式(5NF)通常只進(jìn)進(jìn)行前三三個范式式的檢驗驗2.2系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計實體規(guī)范范化中的的若干定定義[依賴關(guān)關(guān)系]對于實體體R(U,F)，X和和Y都是是U的真真子集，，x1,x2∈∈X，y1,y2∈∈Y，若若x1=x2，，一定有有y1=y2，，則稱““Y依賴賴X”。。[完全依依賴]對于實體體R(U,F)，X和和Y都是是U的真真子集，，如果Y依賴X，且不不存在一一個X的的真子集集X′也也滿足Y依賴X′關(guān)系系，則稱稱“Y完完全依賴賴X”。。[傳遞依依賴]對于實體體R(U,F)，X、、Y和Z都是U的真子子集，如如果Y依依賴X，，X不依依賴Y，，Z依賴賴Y，則則稱“Z傳遞依依賴X””。[標(biāo)識屬屬性]對于實體體R(U,F)，K是是U的真真子集，，如果U完全依依賴K，，則K是實實體R(U,F)的標(biāo)標(biāo)識屬性性。2.2系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計RDB中中Table的的規(guī)范化化第一范式式(1NF)所有屬性性的數(shù)據(jù)據(jù)都為不不可再分分的屬性性。即某某個屬性性不能同同時表達(dá)達(dá)多個值值。2.2系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計人物志編號姓名朝代生卒年人物志編號姓名朝代出生年去世年RDB中中Table的的規(guī)范化化第二范式式(2NF)所有非標(biāo)標(biāo)識屬性性都完全全依賴標(biāo)標(biāo)識屬性性（不能能部分依依賴）。。2.2系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計醫(yī)療報銷銷工作證編編號姓名年齡醫(yī)院編號號醫(yī)院名病歷號報銷比例例職工工作證編編號姓名年齡醫(yī)院醫(yī)院編號號醫(yī)院名報銷比例例病歷醫(yī)院編號號工作證編編號病歷號RDB中中Table的的規(guī)范化化第三范式式(3NF)所有屬性性之間不不存在傳傳遞依賴賴。即一一個屬性性不能依依賴于某某個不是是ID的的屬性。。2.2系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計職工工作證編編號姓名年齡部門編號號部門經(jīng)理理部門地址址職工工作證證編號號姓名年齡部門編編號部門部門編編號部門名名稱部門經(jīng)經(jīng)理部門地地址實體設(shè)設(shè)計中中的反反規(guī)范范化規(guī)范化化的缺缺點合并數(shù)據(jù)需需要的實體體間的連接接減慢了處處理速度，，影響系統(tǒng)統(tǒng)的性能。。實體間的多多重連接增增加了軟件件開發(fā)者的的編程難度度。反規(guī)范化是對規(guī)范化化數(shù)據(jù)模型型的再加工工。過分強(qiáng)強(qiáng)調(diào)規(guī)范化化設(shè)計可能能導(dǎo)致系統(tǒng)統(tǒng)運行效率率低；過分分強(qiáng)調(diào)反規(guī)規(guī)范化設(shè)計計又可能無無法解決插插入異常、、修改異常常、刪除異異常。2.2系系統(tǒng)設(shè)計信息編碼設(shè)設(shè)計[編碼]被被處理對象象（事物、、概念）的的符號。[編碼設(shè)計計原則]唯一性：和和代表的對對象是一對對一關(guān)系。。適用性：方方便計算機(jī)機(jī)輸入、處處理及輸出出。標(biāo)準(zhǔn)性：專專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)?？蓴U(kuò)充性和和穩(wěn)定性：：考慮將來來的發(fā)展。。簡明精煉：：防止代碼碼過長和過過于復(fù)雜。。2.2系系統(tǒng)設(shè)計信息編碼設(shè)設(shè)計方法順序碼：由由連續(xù)整數(shù)數(shù)對一組對對象進(jìn)行編編碼。例如，財務(wù)務(wù)記帳憑證證。區(qū)間碼：把把數(shù)據(jù)或?qū)ο蟀茨撤N種可測量分分成若干組組，代碼的的每一個區(qū)區(qū)間對應(yīng)一一組數(shù)據(jù)。。例如，郵政政編碼430074財務(wù)科目編2.2系系統(tǒng)設(shè)計信息編碼校校驗位源代碼C1,C2,……,Cn權(quán)因子W1,W2,……,Wn求積之和求余編碼C1,C2,……,Cn,R2.2系系統(tǒng)設(shè)計輸入設(shè)計基本要求合格、正確確、及時輸入方式選選擇文件方式輸輸入：大宗宗數(shù)據(jù)導(dǎo)入入交互方式輸輸入：人工工輸入數(shù)據(jù)據(jù)通訊方式輸輸入：及時時從其他系系統(tǒng)接受數(shù)數(shù)據(jù)輸入錯誤類類別數(shù)據(jù)錄入錯錯誤數(shù)據(jù)不足或或多余數(shù)據(jù)時間延延遲2.2系系統(tǒng)設(shè)計輸出設(shè)計基本要求合格、正確確、及時輸出類型外部輸出：：象系統(tǒng)環(huán)環(huán)境輸出內(nèi)部輸出：：向另一處處理模塊輸輸出交互輸出：：人機(jī)對話話輸出操作輸出：：出錯信息息輸出表格設(shè)計與與圖形設(shè)計計2.2系系統(tǒng)設(shè)計對話設(shè)計(屏幕幕設(shè)設(shè)計計)菜單單式式：：菜菜單單條條菜菜單單、、按按鈕鈕式式菜菜單單填表表式式：：列列表表和和下下拉拉列列表表回答答式式：：簡簡短短對對話話選擇擇式式：：check框框、、radio按按鈕鈕樹形形視視圖圖：：多多種種選選擇擇可可以以分分層層羅羅列列Tab頁面：：快速切換多多個屏幕2.2系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計信息系統(tǒng)的健健壯性[健壯性robust]信息系統(tǒng)抗抗出錯的能力力。通過校驗程序序提高系統(tǒng)的的健壯性：域值的校驗。。每當(dāng)一個輸輸入或修改完完成后進(jìn)行，，如’itemchanged’,’modified’’等事件后。。域值關(guān)聯(lián)校驗驗。每當(dāng)若干干相關(guān)聯(lián)的數(shù)數(shù)據(jù)(如一條條記錄)輸入入或修改完成成后進(jìn)行，如如‘rowfocuschanged’,’itemchanged’等事件后后。數(shù)據(jù)包校驗。。每當(dāng)一批數(shù)數(shù)據(jù)(如若干干條記錄)輸輸入完畢即將將保存前進(jìn)行行，如當(dāng)“保保存”按鈕應(yīng)應(yīng)當(dāng)首先將輸輸入的數(shù)據(jù)全全部校驗一遍遍。對所有系統(tǒng)出出錯信息給出出相應(yīng)的處理理方式。2.2系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)內(nèi)容