系統(tǒng)總體設計課件

管理系統(tǒng)中計算機應用明德厚學，求是創(chuàng)新

第6講

系統(tǒng)總體設計《管理系統(tǒng)中計算機應用》講義華中科技大學經(jīng)濟學院2008－2009學年第1學期

第六章系統(tǒng)總體設計主要內(nèi)容：結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設計的方法、系統(tǒng)的平臺設計、子系統(tǒng)的分解、模塊化設計、代碼設計、人機界面設計、數(shù)據(jù)存儲設計、處理流程設計等內(nèi)容。

第六章系統(tǒng)總體設計

系統(tǒng)分析階段，主要解決的是新系統(tǒng)“做什么”的問題。而在系統(tǒng)設計階段，需要回答的中心問題是“怎么做”，即通過給出新系統(tǒng)物理模型的方式，描述如何實現(xiàn)在系統(tǒng)分析中規(guī)定的系統(tǒng)功能。系統(tǒng)設計系統(tǒng)分析報告系統(tǒng)設計報告問卷調(diào)查流程調(diào)查數(shù)據(jù)調(diào)查組織功能分析流程分析數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)過程分析總體結(jié)構(gòu)設計I/O設計代碼設計數(shù)據(jù)庫設計處理過程設計系統(tǒng)分析系統(tǒng)設計CPUCPU硬件結(jié)構(gòu)4000M硬盤磁帶機通訊控制器顯示終端打印機公用數(shù)據(jù)文件模型庫公用應用程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)市場生產(chǎn)專用數(shù)據(jù)文件戰(zhàn)略計劃管理控制運行控制業(yè)務處理后勤人事財會務計信處息理高管層理公用程序軟件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設計概述

系統(tǒng)設計概述主要包括：系統(tǒng)設計的目的與任務系統(tǒng)設計的依據(jù)

系統(tǒng)設計的原則一、系統(tǒng)設計的目的與任務

系統(tǒng)設計階段的主要目的是，將系統(tǒng)分析階段所提出的、充分反應用戶信息需求的新系統(tǒng)邏輯模型轉(zhuǎn)換成可以實施的、基于計算機與網(wǎng)絡技術(shù)的物理(技術(shù))模型。邏輯模型主要確定系統(tǒng)“做什么”，而物理模型則主要解決“系統(tǒng)怎樣做”的問題。

一、系統(tǒng)設計的目的與任務

主要任務是從信息系統(tǒng)的總體目標出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)分析階段對系統(tǒng)的邏輯功能的要求，并考慮到經(jīng)濟、技術(shù)和運行環(huán)境等方面的條件，確定系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)各組成部分的技術(shù)方案，合理選擇計算機和通信的軟、硬件設備，提出系統(tǒng)的實施計劃。

一、系統(tǒng)設計的目的與任務

系統(tǒng)設計階段的工作包括如下主要活動：總體設計詳細設計編寫“系統(tǒng)設計說明書”

二、系統(tǒng)設計的依據(jù)可從以下幾個方面考慮：系統(tǒng)分析的成果現(xiàn)行技術(shù)現(xiàn)行的信息管理和信息技術(shù)的標準、規(guī)范和有關(guān)法律制度用戶需求系統(tǒng)運行環(huán)境

三、系統(tǒng)設計的原則

應遵循以下的主要原則：系統(tǒng)性靈活性可靠性經(jīng)濟性系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設計

主要包括系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設計的原則、結(jié)構(gòu)化設計方法、模塊結(jié)構(gòu)圖及評價標準、轉(zhuǎn)換策略、優(yōu)化技巧等。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)是在遵循結(jié)構(gòu)化和模塊化設計思想的基礎(chǔ)上，以信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖和信息系統(tǒng)流程圖來表示的。一、系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設計的原則應遵循以下的主要原則：

分解-協(xié)調(diào)原則

模塊化原則

自頂向下的原則

抽象的原則明確性原則

一、系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設計的原則

功能結(jié)構(gòu)設計的方法包括，結(jié)構(gòu)化設計方法(StructuredDesign，SD)、Jackson方法、Parnas方法等。

常使用的設計工具主要有：系統(tǒng)流程圖，HIPO(分層和輸入-處理-輸出)技術(shù)，控制結(jié)構(gòu)圖，模塊結(jié)構(gòu)圖等。

二、結(jié)構(gòu)化設計方法

結(jié)構(gòu)化設計方法是1974年由美國IBM公司的W.Stevens等人首先提出的。其思想是以數(shù)據(jù)流程圖為基礎(chǔ)，采用自頂向下、逐層分解的方法，把系統(tǒng)劃分為若干子系統(tǒng)，子系統(tǒng)又劃分為若干功能模塊，模塊又劃分為子模塊，層層劃分直到相對獨立、功能單一的獨立程序為止。結(jié)構(gòu)化設計的宗旨是要使設計工作簡單化、標準化。

三、模塊結(jié)構(gòu)設計模塊結(jié)構(gòu)圖又稱控制結(jié)構(gòu)圖或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，它是反映模塊層次分解關(guān)系、調(diào)用關(guān)系、數(shù)據(jù)流和控制信息流傳遞關(guān)系的一種重要工具。模塊結(jié)構(gòu)圖由模塊、調(diào)用、數(shù)據(jù)、控制信息四種基本符號組成。（一）結(jié)構(gòu)圖基本符號

模塊調(diào)用數(shù)據(jù)信息控制信息模塊模塊可以是一個程序，也可以是一個函數(shù)或過程子函數(shù)。模塊具有四個屬性：輸入與輸出、邏輯功能、程序代碼、內(nèi)部數(shù)據(jù)修改庫存調(diào)用甲乙乙丙甲乙丙丁甲a)調(diào)用b)判斷調(diào)用c)循環(huán)調(diào)用數(shù)據(jù)用帶空心圓的箭頭表示傳送的數(shù)據(jù)，并標上數(shù)據(jù)名，箭頭的方向為數(shù)據(jù)傳送的方向。

查職工

讀人事

職工號

簡歷數(shù)據(jù)控制信息

查職工

讀人事

用帶實心圓的箭頭表示控制信息，并標上信息名，箭頭的方向為傳送的方向。

職工號

簡歷數(shù)據(jù)無此職工（二）模塊化

模塊化：把系統(tǒng)劃分為若干個模塊，每個模塊完成一個特定的功能，然后將這些模塊匯集起來組成一個整體，完成指定功能的一種方法。

優(yōu)點：使整個系統(tǒng)設計簡易、結(jié)構(gòu)清晰，可讀性、可維護性強，提高系統(tǒng)的可行性,同時也有助于管理信息系統(tǒng)開發(fā)和組織管理。

（二）模塊化

目標：每個模塊完成一個相對獨立的特定功能；模塊之間的關(guān)聯(lián)和依賴程度盡量??；接口簡單。

度量標準：模塊之間的耦合性（塊間聯(lián)系）模塊自身的聚合性（塊內(nèi)聯(lián)系）1.塊間耦合

塊間耦合：系統(tǒng)內(nèi)不同模塊之間互聯(lián)程度的度量。模塊間的耦合度越低，模塊的獨立性越好。形式有：數(shù)據(jù)耦合控制耦合公共耦合內(nèi)容耦合數(shù)據(jù)耦合兩個模塊之間通過數(shù)據(jù)交換信息，且每一個參數(shù)均為數(shù)據(jù)。

開發(fā)票計算水費單價數(shù)量金額控制耦合

兩個模塊之間，一個模塊通過開關(guān)量、標志、名字等控制信息，明顯地控制另一模塊的功能。開發(fā)票計算水費或電費水費/電費

金額控制耦合（續(xù)）

把控制耦合轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)耦合水費計算水費計算電費開發(fā)票電費

公共耦合

模塊之間通過一個公共的數(shù)據(jù)區(qū)域傳遞信息。A公共數(shù)據(jù)區(qū)BC內(nèi)容耦合

一個模塊需要使用另一個模塊的內(nèi)部信息，或者轉(zhuǎn)移進入另一個模塊中時，這種聯(lián)系方式則稱為內(nèi)容耦合。內(nèi)容耦合方式是改進模塊時發(fā)生連鎖錯誤的主要來源。塊間耦合遵循下列原則

模塊間盡量使用數(shù)據(jù)耦合；

必要時才采用控制耦合；

限制公共耦合的范圍；

堅決避免使用內(nèi)容耦合。

2.塊內(nèi)聚合

塊內(nèi)聚合：衡量模塊內(nèi)各組成部分的凝聚程度。

模塊內(nèi)的聚合度越高，模塊的獨立性越好。形式有：

功能聚合順序聚合通訊聚合過程聚合時間聚合邏輯聚合偶然聚合2.塊內(nèi)聚合（續(xù)）

功能聚合：模塊內(nèi)部各組成部分全部為執(zhí)行同一功能而結(jié)合為一個整體。順序聚合：模塊內(nèi)部各組成部分，前一部分處理動作的輸出是后一部分處理動作的輸入。通信聚合：模塊內(nèi)部各組成部分的動作都使用相同的輸入或產(chǎn)生相同的輸出。3.塊內(nèi)聚合（續(xù)）

過程聚合：模塊內(nèi)部各組成部分的動作彼此間無關(guān)系，但必須以特定的順序執(zhí)行。時間聚合：模塊內(nèi)部各組成部分的動作的動作必須在同一時間執(zhí)行。邏輯聚合：模塊內(nèi)部各組成部分在邏輯上具有相似的處理動作，但功能上、用途上卻彼此無關(guān)。偶然聚合：模塊內(nèi)部各組成部分之間無關(guān)系或關(guān)系松散。3.塊內(nèi)聚合比較

組合名稱聯(lián)結(jié)形式可讀性可修改性通用性緊湊性功能組合好好好好10順序組合好好好中9通信組合中中中不好7過程組合中中中不好5時間組合不好中不好最壞4邏輯組合最壞不好最壞最壞0偶然組合最壞最壞最壞最壞0（三）DFD導出初始結(jié)構(gòu)圖

從數(shù)據(jù)流程圖導出系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)圖，首先要區(qū)分數(shù)據(jù)流程圖的結(jié)構(gòu)類型，然后根據(jù)不同的類型采用不同的方法把數(shù)據(jù)流圖映象成相應的模塊結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換方法是建立在數(shù)據(jù)流程圖(DFD)與模塊結(jié)構(gòu)圖(MSC)之間關(guān)系的基礎(chǔ)上的。

1.數(shù)據(jù)流程圖的結(jié)構(gòu)類型

（1）變換型DFD

一個數(shù)據(jù)流程圖可以明顯地分成輸入、處理和輸出三部分。（2）事務型DFD

事務型數(shù)據(jù)流程圖一般呈束狀形。物理輸入結(jié)果物理輸出數(shù)據(jù)變換中心輸出邏輯輸入邏輯輸出（1）變換型DFD輸入信息格式檢查顯示正確信息輸入格式檢查顯示格式檢查處理顯示（2）事務型DFD事務中心接受路徑動作路徑…2．轉(zhuǎn)換策略（1）以變換為中心的設計

步驟：找出主加工、邏輯輸入和邏輯輸出設計模塊結(jié)構(gòu)的頂層和第一層設計中、下層模塊（1）以變換為中心的設計1格式檢查3產(chǎn)生收據(jù)2計算匯費4記賬匯款單合格的匯款單處理后的匯款單收據(jù)明細賬變換中心輸出輸入業(yè)務數(shù)據(jù)（1）以變換為中心的設計匯款處理系統(tǒng)取得合格匯款單計算匯費記賬輸出處理后的匯款單輸入?yún)R款單格式檢查產(chǎn)生收據(jù)打印收據(jù)合格的匯款單處理后的匯款單合格的匯款單業(yè)務數(shù)據(jù)處理后的匯款單匯款單合格的匯款單匯款單處理后的匯款單收據(jù)收據(jù)業(yè)務數(shù)據(jù)2．轉(zhuǎn)換策略（1）以事務為中心的設計

步驟：

確定事務的來源；

確定以事務為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；

確定每一種事務以及它所需要的處理動作；

合并具有相同處理動作的模塊，組成公共處理模塊加入系統(tǒng)；

為每個事務處理模塊設計下面的操作模塊，再為操作模塊設計細節(jié)模塊。某些操作模塊和細節(jié)模塊可以被幾個上一層模塊共用。（2）以事務分析為中心的設計

要求類型處理圖書管理要求無效輸入1.1新書入庫1.2還入庫單罰款單1.5注銷圖書1.3還書1.4目錄文件借書單書單注銷單借書借書文件罰款單事務中心（2）以事務分析為中心的設計

圖書處理系統(tǒng)取得圖書處理要求修改目錄文件操作層細節(jié)層新書入庫注銷圖書借書還書打印罰款單修改借書文件………………圖書管理要求入庫單借書單還書單注銷單（四）優(yōu)化設計

將初始結(jié)構(gòu)圖根據(jù)模塊獨立性原則進行精化，對模塊進行合并、分解修改、調(diào)整，得到高內(nèi)聚、低耦合模塊，得到易于實現(xiàn)、易于測試和易于維護的軟件結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生設計文檔的系統(tǒng)最終結(jié)構(gòu)圖。（四）優(yōu)化設計（續(xù)）優(yōu)化設計基本原則：合理控制系統(tǒng)的深度與寬度合理控制模塊的扇出數(shù)（扇出數(shù)5—7）

模塊的大小要適當（一張A4紙）消除重復的功能

作用范圍和控制范圍

設計單入口單出口模塊系統(tǒng)平臺設計

主要包括管理信息系統(tǒng)的平臺設計包括計算機軟硬件選擇、網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的選擇等。一、設計依據(jù)從幾個方面進行考慮：系統(tǒng)的吞吐量

系統(tǒng)的響應時間

系統(tǒng)的可靠性

結(jié)構(gòu)模式

地域范圍或計算模式

數(shù)據(jù)管理方式

二、平臺設計的基本原則

根據(jù)實際業(yè)務需要情況配置設備；根據(jù)實際業(yè)務性質(zhì)配置設備；

根據(jù)組織中各部門地理分布情況配備系統(tǒng)設備；

根據(jù)系統(tǒng)調(diào)查分析所估算出的數(shù)據(jù)容量配備存儲設備;根據(jù)系統(tǒng)通信量、通信頻度確定網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、通信媒體、網(wǎng)絡類型、通信方式等；根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模和特點配備系統(tǒng)軟件，選擇軟件工具;根據(jù)系統(tǒng)實際情況確定系統(tǒng)配置的各種指標；三、計算機硬件的選擇選擇技術(shù)上成熟可靠的系列機型；處理速度快；數(shù)據(jù)存儲容量大；具有良好的兼容性與可擴充性、可維護性；有良好的性能/價格比；售后服務與技術(shù)服務好；操作方便；在一定時間內(nèi)保持一定先進性的硬件。主要有：服務器、客戶機、網(wǎng)絡主要設備、輸入輸出設備、后援設備四、計算機軟件的選擇1．操作系統(tǒng)2．數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)3．開發(fā)工具：

4．應用軟件

五、計算機網(wǎng)絡的選擇

計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計主要包括中小型主機方案與微機網(wǎng)絡方案的選取、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、互連結(jié)構(gòu)及通信介質(zhì)的選型、網(wǎng)絡計算模式、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡協(xié)議等的選擇等。網(wǎng)絡計算模式原來一般采用客戶機/服務器(C/S)模式，但隨著Internal技術(shù)的發(fā)展和廣泛應用，MIS的網(wǎng)絡計算模式開始更多的采用瀏覽器/Web服務器/數(shù)據(jù)庫服務器(B/W/D)模式。六、物理配置方案設計報告1．計算機物理系統(tǒng)配置概述

（總體結(jié)構(gòu)、背景、要求、原則、制約因素）2．計算機物理系統(tǒng)選擇的依據(jù)

(功能、容量、性能、硬件、通訊與網(wǎng)絡、應用環(huán)境)

3．計算機物理系統(tǒng)配置

(硬件結(jié)構(gòu)配置、通訊與網(wǎng)絡系統(tǒng)配置、軟件系統(tǒng)配置)

4．指出費用情況

（硬件、軟件、機房、附屬設施、人員培訓、維護等）5．具體配置方案的評價

代碼設計

代碼是指代表事物名稱、屬性、狀態(tài)等的符號，它以簡短的符號形式代替具體的文字說明。代碼設計的任務：設計出一套供管理信息系統(tǒng)開發(fā)和運行所需的代碼系統(tǒng)。一、代碼的功能有以下幾個方面主要功能：1．便于錄入2．節(jié)省存儲空間，提高處理速度3．便于計算機識別和處理4．提高數(shù)據(jù)標準化程度5．提高處理精度二、代碼設計的原則

遵循下面六條基本原則：1．惟一性2．通用性(標準化)3．可擴充性4．簡潔性5．系統(tǒng)性6．易修改性三、代碼的種類1．順序碼：連續(xù)的數(shù)字或字母代表編碼對象如：張平的職工號為0001；李立為0002等；優(yōu)點：簡單，位數(shù)少，易追加，易管理；缺點：可識別性差，無邏輯性。2．層次碼：按區(qū)間劃分代碼，每個區(qū)間有一定的含義如某大學的學生代碼**

**

**優(yōu)點：分類明確，有嚴格的隸屬關(guān)系，容量大；缺點：位數(shù)多。三、代碼的種類（續(xù)）3．特征組合碼：按分類對象的屬性或特征分“面”，“面”內(nèi)的類目按其規(guī)律編碼第一面：1-不銹鋼2-黃銅3-鋼如：螺釘可選用材料、直徑、螺釘頭形狀等三個“面”第二面：1-?0.52-?13-?1.5第三面：1-圓頭2-平頭3-六角形頭代碼234表示“黃銅?1.5方形頭螺釘”

優(yōu)點：具有一定的柔性，適合計算機處理；缺點：利用率較低，易出現(xiàn)大量空碼。三、代碼的種類（續(xù)）4．十進制碼：圖書館常用的圖書編碼方法，與層次碼的編碼原理相同，所不同點是在十進制碼結(jié)構(gòu)中采用了小數(shù)點符號.5．助記碼：用具有特定意義的字母代表某一類項目如：“TV-C-34”表示34英寸彩色電視機；優(yōu)點：可用漢字拼音或英語聯(lián)想幫助記憶；缺點：位數(shù)多，處理不便，易產(chǎn)生重復。四、代碼的校驗為了保證關(guān)鍵代碼輸入的準確性、減少輸入錯誤，有意識地在編碼設計的基礎(chǔ)上，通過事先規(guī)定的某種數(shù)學方法，計算出校驗碼，附加在編碼之后，作為編碼的一部分。輸入時與代碼一起輸入，此時計算機會用同種數(shù)學方法，輸入代碼進行數(shù)學計算，并與所輸入的代碼進行比較，以校驗是否正確，并發(fā)現(xiàn)錯誤。四、代碼的校驗（續(xù)）代碼輸入時常見的錯誤抄寫錯誤：例如，1寫為7；3寫為8易位錯誤：例如，1234寫為1324

雙位錯誤：例如，36912寫為21963

隨機錯誤：包括以上兩種或三種綜合性錯誤或其它錯誤

四、代碼的校驗（續(xù)）確定校驗位的方法將代碼(Ci)各位乘以權(quán)因子(Pi)，求出各位的積：C1P1，C2P2，...CnPn求出加權(quán)和：S=C1P1+C2P2+...+CnPn以稱為模的常數(shù)M除和，求出余數(shù)R即：R=SmodM把模M減去余數(shù)R作為校驗位,J=M-R

當J為10、11、12…時，其校驗位碼為A、B、C…四、代碼的校驗（續(xù)）權(quán)因子的選取:①幾何級數(shù)，如1，2，4，8，16，32，……②算術(shù)級數(shù)，如1,2，3，4，5，6，7，……③質(zhì)數(shù)，如1，3，5，7，11，13，17，……④有規(guī)律的數(shù)，如1，3，7，1，3，7，……模的選取:可取10，11，13等四、代碼的校驗（續(xù)）例子：原代碼1238，權(quán)因子為質(zhì)數(shù)法，模M=10，以J=M–R為校驗碼，設計出其校驗碼。原編碼：1238權(quán)因子：11753

S=11+14+15+24=64R=SMODM=64MOD10=4J=M–R=10-4=6（校驗位）原代碼加校驗碼：12386數(shù)據(jù)庫設計

數(shù)據(jù)庫設計就是在對環(huán)境進行需求分析的基礎(chǔ)上，進行滿足要求及符合語義的邏輯設計，進行具有合理的存儲結(jié)構(gòu)的物理設計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的運行。

數(shù)據(jù)庫設計

數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟：1.需求和約束分析2．概念模式設計3．邏輯模式設計4．物理數(shù)據(jù)庫設計5．實施階段6．運行和數(shù)據(jù)庫維護其中，5和6是在系統(tǒng)實現(xiàn)階段所做的工作

（一）需求和約束分析

進行數(shù)據(jù)庫設計首先必須準確了解與分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理）。包括：●

調(diào)查用戶要求

●數(shù)據(jù)分析

●確定環(huán)境約束條件（二）概念模式設計

通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體DBMS的概念模型。概念模式設計是整個數(shù)據(jù)庫設計的關(guān)鍵。工具：實體—聯(lián)系模型（E-R模型）

1．E-R模型

E-R模型的三要素：實體、聯(lián)系和屬性。實體：客觀存在并可相互區(qū)分的事物

如：學生張三、工人李四等

屬性：實體所具有的某一特性如：學生的學號、姓名、性別、年級、成績等聯(lián)系：實體之間的相互關(guān)聯(lián)如：學生與課程之間有選課聯(lián)系

聯(lián)系有一對一、一對多、多對多等1．E-R模型（續(xù)）

E-R圖矩形框---實體菱形框---聯(lián)系橢圓形框---實體和聯(lián)系的屬性直線---相互聯(lián)系的實體之間以直線連接，并標注聯(lián)系類型1．E-R模型（實體間的聯(lián)系）

系主任負責系11班級包含學生1N產(chǎn)品組成零件MN一對一聯(lián)系一對多聯(lián)系多對多聯(lián)系1．E-R模型(例:學生選修課程)

學生課程選修學號姓名系別課程名先修課主講老師成績用矩形表示實體集，在框內(nèi)寫上實體名用橢圓表示實體的屬性用無向邊把實體與其屬性連接起來用菱形表示實體間的聯(lián)系將參與聯(lián)系的實體用線段連接nm標注聯(lián)系類型2.E-R模型設計的主要步驟

劃分和確定實體；

劃分和確定聯(lián)系；確定屬性；畫出E-R模型.實例：構(gòu)造一個基本的教學E-R模型

標識實體：對一個基本的教學系統(tǒng)，最基本的實體必須包含有教師，學生，及所學習的課程。劃分和確定關(guān)系：教師和課程之間，存在“講授”這個關(guān)系，是一個M：N的關(guān)系；學生和課程之間，存在“學習”這個關(guān)系，是一個L：N的關(guān)系；實例：構(gòu)造一個基本的教學E-R模型

確定屬性實體的屬性：教師（教師編號、教師姓名、職稱）；學生（學號、姓名、性別）；課程（課程編號、課程名、學時、學分、教材名稱）；聯(lián)系的屬性：講授（效果）；學習（成績）；實例：構(gòu)造一個基本的教學E-R模型教師教師姓名教師編號職稱學生學號姓名性別課程課程編號課程名學時教材名稱學分講授效果學習成績MNNL畫出E-R模型

（三）邏輯模式設計邏輯模式設計是把概念模型（即E-R模型）轉(zhuǎn)換為與選用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)模型相符的邏輯數(shù)據(jù)模型。

步驟：1．將E-R模型轉(zhuǎn)換關(guān)系數(shù)據(jù)模型

2．關(guān)系模型的規(guī)范化1.將E-R模型轉(zhuǎn)為關(guān)系數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換原則：①一個實體用一個二維表來表示，實體的所有屬性就是表的屬性，實體的碼就是表的碼。②一個關(guān)系用一個二維表來表示，與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均成為此表的屬性。而表的碼為聯(lián)系相連的各實體的碼的組合。實例：教學E-R模型轉(zhuǎn)為關(guān)系數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)項教師編號教師姓名職稱類型CCC長度

61020實體：教師

KEY=教師編號

數(shù)據(jù)項學號姓名性別類型CCC長度

8102實體：學生

KEY=學號

實例：教學E-R模型轉(zhuǎn)為關(guān)系數(shù)據(jù)模型實體：課程KEY=課程編號

數(shù)據(jù)項

課程編號

課程名

學時

學分

教材名稱

類型

C

C

NNC

長度

6

20

4

2:130實例：教學E-R模型轉(zhuǎn)為關(guān)系數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)項教師編號課程編號效果類型CCC長度

668聯(lián)系：教學

KEY=教師編號，課程編號數(shù)據(jù)項學號課程編號成績類型CCN長度

868:2聯(lián)系：學習

KEY=學號，課程編號

2．關(guān)系模型的規(guī)范化

規(guī)范化是關(guān)系數(shù)據(jù)庫設計的重要理論。借助規(guī)范化方法來設計數(shù)據(jù)存儲的結(jié)構(gòu)，并力求簡化數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提高數(shù)據(jù)的可修改性、完整性和一致性。規(guī)范化：以關(guān)系模型為背景，以關(guān)系理論為基礎(chǔ)，在一個關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，沒有出現(xiàn)重復的數(shù)據(jù)主項即為規(guī)范化。2．關(guān)系模型的規(guī)范化

第一范式（1NF）：在一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中沒有重復出現(xiàn)的數(shù)據(jù)項或空白值數(shù)據(jù)項。第二范式（2NF）：一個規(guī)范化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的所有非關(guān)鍵字數(shù)據(jù)項完全函數(shù)依賴于它的整個關(guān)鍵字。

第三范式（3NF）：一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中任何一個非關(guān)鍵字數(shù)據(jù)項都不傳遞依賴于它的關(guān)鍵字。

第一范式

如果在一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中沒有重復出現(xiàn)的數(shù)據(jù)項或空白值數(shù)據(jù)項，就稱該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是規(guī)范的。任何滿足規(guī)范化要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都稱為第一規(guī)范形式，記為1NF。

第一范式例：把不規(guī)范轉(zhuǎn)為規(guī)范職工號姓名性別出生日期簡歷工作日期工作單位職務不規(guī)范職工簡明表轉(zhuǎn)換職工號姓名性別出生日期工作日期工作單位職務關(guān)鍵字：職工號職工基本情況第二范式如果一個規(guī)范化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的所有非關(guān)鍵字數(shù)據(jù)項完全函數(shù)依賴于它的整個關(guān)鍵字，則稱該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是第二范式的，記為2NF。轉(zhuǎn)化為第二范式的方法是：對于若干個關(guān)鍵字由若干個數(shù)據(jù)項組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，必須確保所有的非關(guān)鍵字數(shù)據(jù)元素依賴于整個關(guān)鍵字。即去掉部分依賴關(guān)系，把它分解成若干個都是2NF的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第二范式（續(xù)）部分依賴：假設ABC分別是同一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)R中的三個元素或分別是R中若干個數(shù)據(jù)元素的集合。C依賴于AB的子集，則稱C部分依賴于AB。否則，稱為C完全依賴于AB。AB->C，A->C則AB->C

例如:（學號，課程號）->成績（學號，課程號）->姓名第二范式例：第一范式轉(zhuǎn)為第二范式材料編號材料名稱規(guī)格供應商名稱供應商地址價格庫存量庫存占用資金材料供應商庫存的關(guān)系如下：材料名稱、規(guī)格、供應商地址不完全依賴于關(guān)鍵字，不是2NF第二范式例：第一范式轉(zhuǎn)為第二范式分解成三個2NF的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)材料編號*供應商名稱*價格庫存量庫存占用資金材料編號*材料名稱規(guī)格供應商名稱*供應商地址1.材料庫存2.材料庫存3.供應商第三范式如果一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中任何一個非關(guān)鍵字數(shù)據(jù)項都不傳遞依賴于它的關(guān)鍵字，則稱該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是第三范式的，記為3NF。傳遞依賴：假設ABC分別是同一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)R中的三個元素或分別是R中若干個數(shù)據(jù)元素的集合,如果C依賴B，而B依賴于A，那么C自然依賴于A，即稱C傳遞依賴A。A->B，B->C則A->(傳遞)C去掉傳遞依賴關(guān)系，就是3NF。第三范式例：第二范式轉(zhuǎn)為第三范式因價格與庫存量、庫存占用資金都是非關(guān)鍵字，但庫存量依賴于價格和庫存占用資金，所以非3NF.轉(zhuǎn)為第三范式：去掉多余的“庫存占用資金”，而在程序中加以解決即可。材料編號*供應商名稱*價格庫存量材料編號*材料名稱規(guī)格供應商名稱*供應商地址1.材料庫存2.材料庫存3.供應商數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范化設計的步驟非規(guī)范化的數(shù)據(jù)（有重復的數(shù)據(jù)）1NF（沒有重復的數(shù)據(jù)）2NF（所有的非關(guān)鍵字均完全依賴于整個關(guān)鍵字）3NF（所有的非關(guān)鍵字均完全依賴于整個關(guān)鍵字，且只依賴于整個關(guān)鍵字）把所有非規(guī)范化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分解成若干個二維表形式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并指定一個或若干個關(guān)鍵字若關(guān)鍵字由不止一個元素組成，必須保證所有的非關(guān)鍵字數(shù)據(jù)元素依賴于整個關(guān)鍵字，否則去掉部分依賴關(guān)系。檢查所有非關(guān)鍵字數(shù)據(jù)元素是否彼此獨立，如果不是，去掉傳遞依賴關(guān)系，通過去除冗余的數(shù)據(jù)元素，構(gòu)成都是3NF的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（四）物理數(shù)據(jù)庫設計物理數(shù)據(jù)庫設計是指對給定的邏輯模式，選取一個最適合應用環(huán)境的物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的過程。

主要任務包括以下幾個方面：確定文件的存儲結(jié)構(gòu)、選取存取路徑、確定數(shù)據(jù)存放位置和確定存儲分配。

用戶界面設計

用戶界面是指信息系統(tǒng)與用戶交互的接口，用戶界面設計通常包括輸出設計、輸入設計、人-機對話設計等。

一、輸出設計

用戶所需的信息、報表都要由系統(tǒng)輸出完成.輸出設計工作主要包括：確定輸出的類型與內(nèi)容確定輸出方式進行輸出格式的設計一、輸出設計（續(xù)）輸出的類型與內(nèi)容輸出類型的確定：外部輸出和內(nèi)部輸出內(nèi)部輸出：指一個處理過程向另一個處理過程的輸出；外部輸出：指向計算機系統(tǒng)外的輸出，如有關(guān)報表等。輸出設備與介質(zhì)的選擇輸出設備：打印機、磁帶機、磁盤機、光盤機等；輸出介質(zhì)：打印紙、磁帶、磁盤等。輸出內(nèi)容的設計包括輸出內(nèi)容的項目名稱、項目數(shù)據(jù)的類型、長度、精度、格式設計、輸出方式等。一、輸出設計（注意事項）報告應注明名稱、標題、日期、圖號；盡量將相類似的項目歸納在一起；盡量將位數(shù)相同的項目歸納在一起；當一行打印的位數(shù)有多余時，項目與項目之間的空格可以加大，使布局合理、醒目；決定數(shù)據(jù)位數(shù)時，要考慮編輯結(jié)果的最大數(shù)（包括貨幣符號、逗號所占的位數(shù)）；字符從左對齊，空格和數(shù)字從右對齊；注意“0”和空格的含義；“合計”要醒目；打印時，應把已代碼化的名稱復原，以求一目了然；二、輸入設計

輸出信息的正確性很大程度取決于輸入信息的正確性和及時性。因此，必須科學地進行輸入設計，使之正確地、及時地、方便地收集信息、