管理信息系统第七章.ppt

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1、1 第七章 管理信息系统的系统设计 主要内容： 1. 系统设计的任务 2. 代码设计 3. 功能结构图设计 4. 信息系统流程图设计 5. 系统物理配置方案设计 6. 制订设计规范 2 第七章 管理信息系统的系统设计 7. 数据存储设计 8. 输出设计 9. 输入设计 10.处理流程图设计 11.编写程序设计说明书和系统设计报告 3 本节内容： 1.1 系统设计的任务 1.2 系统设计的主要内容 1.3 系统设计的原则 1 系统设计的任务 4 1.1 系统设计的任务 系统设计的任务是：在系统分析 提出的逻辑模型的基础上，科学合理 地进行物理模型的设计。 如前所述 ,物理模型主要解决“怎 样做”

2、的问题。 5 1.2 系统设计的主要内容 总体设计 信息系统流程图设计、功能结构图设计和功能模块 图设计等。 代码设计和设计规范的制定 系统物理配置方案设计 设备配置、通信网络的选择和设计以及数据库管理 系统的选择 数据存储设计 数据库设计、数据库的安全保密设计等。 计算机处理过程设计 输出设计、输入设计、 处理流程图设计及编写程序 设计说明书 6 1.3 系统设计的原则 系统性 系统的代码要统一，设计规范要标准，传递语言 要尽可能一致，对系统的数据采集要做到数出一 处、全局共享，使一次输入得到多次利用。 灵活性 尽量采用模块化结构，提高各模块的独立性，尽 可能使各子系统间的数据依赖减至最低限

3、度。 可靠性 安全保密性、检错及纠错能力、抗病毒能力等。 经济性 在硬件投资上不能盲目追求技术上的先进，而应 以满足应用需要为前提； 系统设计中应尽量避免不必要的复杂化，各模块 应尽量简洁，以便缩短处理流程、减少处理费用。 7 2 代码设计 本节内容： 2.1 代码的功能 2.2 代码的设计 2.3 代码的种类 2.4 代码结构中的校验位 8 2.1 代码的功能 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。 代码的功能 为事物提供一个概要而不含糊的认定，便于数据的 存贮和检索。 可以提高处理的效率和精度。 提高了数据的全局一致性。 是人和

4、计算机的共同语言，是两者交换信息的工具。 9 2.2 代码的设计 代码设计时，应注意以下一些问题： 设计的代码在逻辑上必须能满足用户的需要， 在结构上应当与处理的方法相一致。 代码要系统化 ,一个代码应惟一标志它所代表的 事物或属性。 在代码设计时，要预留足够的位置，以适应不 断变化的需要。 要注意避免误解，不要使用易于混淆的字符。 如 O、 Z、 I、 S、 V与 0、 2、 1、 5、 U易混。 不要把空格作代码。 要使用 24小时制表示时间等。 10 2.2 代码的设计 代码设计时，应注意以下一些问题： 要注意尽量采用不易出错的编码结构。 例如字母字母数字的结构（如 WW2 ）比字母数字

5、字 母的结构 (如 W2W)发生错误的机会要少一些。 当代码长于 4个字母或 5个数字字符时，应分成小段。 这样人们读写时不易发生错误。如 726-499-6135比 7264996135易于记忆，并能更精确地记录下来。 若已知码的位数为 P，每一位上可用字符数为 Si，则可 以组成码的总数为： 例如，对每位字符为 0-9的三位码，共可组成 C=10*10*10=1 000种码。 pi Si1 11 2.3 代码的种类 顺序码 顺序码又称系列码，是一种用连续数字 代表编码对象的码。 例如： 用 1代表厂长 2代表科长 3代表科员 4代表生产工人等 12 2.3 代码的种类 区间码 区间码把数据

6、项分成若干组，每一区间 代表一个组，码中数字的值和位置都代表 一定意义。 典型的例子是邮政编码。 区间码的分类： 多面码 上下关联区间码 十进位码 13 2.3 代码的种类 区间码 多面码 一个数据项可能具有多方面的特性。如果在码 的结构中，为这些特性各规定一个位置，就形成多面 码。 例如，对于机制螺钉，可作如下表那样的规定。代码 2342 表 示材料为黄铜的 1.5mm方形头镀铬螺钉 。 材料 螺钉直径 螺钉头形状 表面处理 1 不锈钢 1 0.5 1 圆头 1 未处理 2 黄铜 2 1.0 2 平头 2 镀铬 3 钢 3 1.5 3 六角形状 3 镀锌 4 方形头 4 上漆 多面码示例 1

7、4 2.3 代码的种类 区间码 上下关联区间码 。上下关联区间码由几 个意义上相关的区间码组成，其结构一 般由左向右排列。 例如，会计核算方面，用最左位代表核算种 类，下一位代表会计核算项目。 十进位码 。此法相当于图书分类中的十 进位分类码。 如 610.736，小数点左边的数字组合代表主 要分类，小数点右边的指出子分类。 15 2.3 代码的种类 助忆码 助忆码用文字、数字或文字来描述， 也可用文字与数字结合起来描述。 例如，用 TV-C-20代表 20英寸彩色电视 机，其中 C代表彩色。 助忆码适用于数据项数目较少情况（一 般少于 50个），否则可能引起联想出错。 16 2.3 代码的种

8、类 名称 优点 缺点 顺 序 码 顺序码的优点是短而简单， 记录的定位方法简单，易 于管理。 没有逻辑基础，不易记忆。此外， 新加的代码只能列在最后，删除则 造成空码 区 间 码 信息处理比较可靠，排序、 分类、检索等操作易于进 行。 码的长度与它分类属性的数量有关， 有时可能造成很长的码。 码有多余的数。 这种码的维修也比较困难。 助 忆 码 可以通过联想帮助记忆 助忆码适用于数据项数目较少情况 （一般少于 50个），否则可能引起 联想出错 17 2.4 代码结构中的校验位 加入校验位的原因： 人们重复抄写代码和将它通过人手输入计算机时， 发生错误可能性更大。为了保证正确输入，有意 识地在编

9、码设计结构中原有代码的基础上，另外 加上一个校验位，使它事实上变成代码的一个组 成部分。 校验位的计算： 校验位通过事先规定的数学方法计算出来。代码 一旦输入，计算机会用同样的数学运算方法按输 入的代码数字计算出校验位，并将它与输入的校 验位进行比较，以证实输入是否有错。 18 2.4 代码结构中的校验位 算术级数法 原代码 1 2 3 4 5 各乘以权 6 5 4 3 2 乘积之和 6+10+12+12+10=50 以 11为模去除乘积之和，把得出的余数作 为校验码： 50/11=4 6 因此代码为 123456 19 2.4 代码结构中的校验位 几何级数法 原代码 1 2 3 4 5 各乘

10、以权 32 16 8 4 2 乘积之和 32+32+24+16+10=114 以 11为模去除乘积之和，把得出的余数作 为校验码： 114/11=10 4 因此代码为 123454 20 2.4 代码结构中的校验位 质数法 原代码 1 2 3 4 5 各乘以权 17 13 7 5 3 乘积之和 17+26+21+20+15=99 以 11为模去除乘积之和，把得出的余数作 为校验码： 99/11=9 0 因此代码为 123450 21 3 功能结构图设计 功能结构图是按功能从属关系画成的 图表，图中每一个框称为一个功能模块。 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。功能模块可以

11、根据具体情况 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。 功能结构图中各层功能与新的信息系统中数据 流程图中的处理（功能）是对应的。 22 3 功能结构图设计 工资管理子系 统被分解为建 立主文件、更 新主文件、建 立扣款文件以 及计算和打印 等四个子功能， 其中每个子功 能还可以继续 分解下去。 工资管理信息子系统 建立主文件 更新主文件 建立扣款文件 计算和打印 数 据 录 入 打 印 工 资 单 打 印 工 资 汇 总 表 数据 维护 计 算 更 新 数 据 录 入 建 立 主 处 理 文 件 数 据 维

12、护 工资管理子系统功能结构图 23 4 信息系统流程图设计 信息系统流程图属于计算机处理流程图，它 用来表示信息在计算机系统中的处理流程。 信息系统流程图可以新系统的数据流程图为 基础绘制，具体思路如下： 首先为数据流程图中的处理功能画出数据 关系图。 最后，把各个处理功能的数据关系图综合 起来，形成整个系统的数据关系图，即信 息系统流程图。 24 4 信息系统流程图设计 处 理 功 能 输入数据 A 输出数据 E 输入数据 B 输入数据 C 中间文件 D 输出文件 F 数据关系的一般形式 25 4 信息系统流程图设计 脱机操作 人工操作 手工输入 联机存储器 (磁带 、 磁盘等 ) 磁盘 磁

13、带 显示器 脱机存储 处理 穿孔卡片 通讯连接 打印报告 常用的系统流程图符号 26 4 信息系统流程图设计 数据存储 #1 数据存储 #2 处理 1 输入 1 处理 2 处理 4 处理 3 输出 2 输出 1 实体 1 实体 2 存 储 #1 报告 1 输入 1 处理 1 处理 3 处理 2 中 间 文 件 存 储 #2 报告 2 新系统逻辑模型转换为系统流程图示例 27 4 信息系统流程图设计 上月主文件 建立扣款文件模块 主文件更新模块 计算打印模块 工 资 单 工资汇总表 电费扣款通知单 病假扣款通知单 房租变动通知单 人事变动通知单 本月主文件 扣款文件 工资管理子系统的信息系统流程

14、图 28 4 信息系统流程图设计 建立及修改程序 生产能力表 必须生产的产 品名及产量 各产品的工艺 路线及利润 生 产能 力文件 工 艺 路 线文件 线性规划程序 设备利用率 生产计划表 生产计划优化系统的信息系统流程图 29 5 系统物理配置方案设计 本节内容： 5.1 设计依据 5.2 计算机硬件选择 5.3 计算机网络的选择 5.4 数据库管理系统的选择 5.5 应用软件的选择 30 5.1 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 31 5.2 计算机硬件选择 计算机硬件的选择取决于数据的处理方式和运行的 软件。 管理对计算机的基

15、本要求是速度快、容量大、通道 能力强、操作灵活方便，但计算机的性能越高，其 价格也就愈昂贵。 系统的数据处理是集中式的，系统应用的主要目的 是利用计算机的强大计算能力，则可以采用主机 终端系统，以大型机或中小型机作为主机。 系统应用的目的是进行企业管理，其应用本身就是 分布式的，则应选择微机网络方式。 32 5.2 计算机硬件选择 确定了数据的处理方式以后，在计算机机型 的选择上则主要考虑应用软件对计算机处理 能力的需求，包括： 计算机主存； CPU时钟； 输入、输出和通信的通道数； 显示方式； 外接转储设备及其类型。 33 5.3 计算机网络的选择 网络拓扑结构 网络拓扑结构一般有总线型、星

16、型、环形、混合型等。 在网络选择上应根据应用系统的地域分布、信息流量 进行综合考虑。网络的逻辑设计 按软件将系统从逻辑上分为各个分系统或子系统，然 后按需要配备设备，如主服务器、主交换机、分系统 交换机、子系统集线器（ Hub）、通讯服务器、路由 器和调制解调器等，并考虑各设备之间的连接结构。 网络操作系统 目前，流行的网络操作系统有 UNIX、 Windows 等。 34 5.4 数据库管理系统的选择 在数据库管理系统的选择上，主要考虑： 数据库的性能 数据库管理系统的系统平台 数据库管理系统的安全保密性能 数据的类型 目前，市场上数据库管理系统较多，流行的有 Oracle、 Sybase、

17、 SQL Server、 Informix、 Foxpro和 Visual Basic等， 35 5.5 应用软件的选择 选择应用软件应考虑： 软件是否能够满足用户的需求。 根据系统分析的结果，验证软件在功能上能否满 足数据表示（如记录长度、文件最大长度等）、 数据存储量和查询等方面的要求。 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？ 36 6 制订设计规范 设计规范是整个系统的“公用标准”，它 具体地规定了文件名和程序名的统一格式、 编码结构、代码结构、统一的度量名等。 有关设计规范例子请参见本章实例 7.2。 37 7 数据存储设计 本节内容 : 7.1 文件的分类

18、 7.2 文件组织方式 7.3 文件设计 7.4 数据库设计的基础知识 7.5 数据库设计 38 7.1 文件的分类 文件是系统中存放数据的基本方式。 (一 ) 按文件的用途可把文件分为以下几种： 主文件 主文件是系统中最重要的共享文件，主要存放具有固定值属性 的数据。 处理文件 处理文件又称事务文件，是用来存放事务数据的临时文件，包 含了对主文件进行更新的全部数据。 工作文件 工作文件是处理过程中暂时存放数据的文件。 周转文件 周转文件用来存放具有固定个体变动属性的数据 。 其它文件 39 7.1 文件的分类 总务科制表人 _ _ _ _ _ 人员 代码 姓名 用 电 量 电费扣款 合 计

19、住户电费扣款清单 工资子系统中的住 户电费扣款文件，共有 人员代码、姓名、用电 量和电费扣款四个数据 项。对于用电户，除新 搬进和新搬走的用户外， 前两项内容基本每月不 变，需要输入的仅是用 电量一项，为了节省总 务部门抄写扣款清单 （的工作量和财务部门 输入扣款清单的工作量， 可以采用周转文件来解 决。 关于周转文件 40 7.1 文件的分类 (二 ) 按文件的组织方式可把文件分为： 顺序文件 索引文件 直接存取文件 41 7.2 文件组织方式 顺序文件： 顺序文件刚建立时，记录按其来到的先后次序 顺序排列，其物理顺序和逻辑顺序并不一定完 全一致，称之为串行文件。 文件的记录按照鉴别键大小依

20、次重新排列所得 到的文件叫做排好序的顺序文件 ( 简称顺序文 件 )。因此，排好序的顺序文件是物理顺序和逻 辑顺序一致的文件 一切存于磁带上的记录，都只能是顺序的 在磁盘上存放记录，既可以顺序地存放，也可以随 机地存放。 42 7.2 文件组织方式 顺序文件： 存在顺序存取存贮器上的顺序文件，只能按顺 序扫描法查找。 存在随机存取存贮器上的顺序文件，可以按顺 序扫描法查找，也可以折半查找法进行查找。 折半查找法是将待查找区域中点处的记录的鉴别键 K和要查找的记录的鉴别键 KS相比较，若 K=K S， 那么键号为 K的记录就是要找的记录，若 KKS,则 取出整个区域的一半 (在文件按升序排列时

21、)，若 KSK，取下一半；若 KSK，则取上一半。这样 继续进行下去，直到找到为止。 43 7.2 文件组织方式 索引文件： 带有索引表的数据文件叫索引文件。 增加索引表是为了加快检索记录的速度。 索引表的索引项应当按顺序排列，而数据文件本身则 可以按顺序排列，也可以不按顺序排列。 按索引文件组织方式组织文件时，文件包括索引区和 数据区。 索引表建立在索引区 数据文件建立在数据区 索引表本身也是一个文件，其中列有每个记录的 关键 字 和 相应的物理存储地址 ，这两项合称为 索引 项 。 44 7.2 文件组织方式 索引文件： 索引表是由系统程序自动生成的，在为数据文 件输入数据的同时建立索引表

22、，表中的索引项 按记录输入的先后顺序排列，待全部记录输入 后，软件就对索引表排序。 最后的索引表是按关键字的升序或降序排列的 关键字与地址的对照表。 索引表在排序前按记录的物理顺序排列 排序后则按照记录的关键字的逻辑顺序排列，而将 原索引表抹去。 45 7.2 文件组织方式 物理记录号 职工号 姓名 职称 基地 1001 38 张又兴 工程师 1003 16 王凌云 高工 1005 12 陈 海 副教授 1008 81 周仲文 教授 1010 22 李 明 讲师 1012 24 黄之英 副教授 1013 84 刘 兴 副教授 1016 88 高 勤 教授 数据文件 索引文件的建立过程 (原始文

23、件 ) 46 7.2 文件组织方式 关键字 物理记录号 38 1001 16 1003 12 1005 81 1008 22 1010 24 1012 84 1013 88 1016 关键字 物理记录号 12 1005 16 1003 22 1010 24 1012 38 1001 81 1008 84 1013 88 1016 排序前的索引表 排序后的索引表 索引文件的建立过程 (索引表的建立 ) 47 7.2 文件组织方式 索引文件 查找时将外存上含有索引表的块送入内存，查 得被找记录的地址，然后再将含有该记录的块 送入内存。 删除一个记录时，删去相应的索引项，而数据 本身则保持不动。 插

24、入时，将插入记录置于数据区之末，而将添 上相应索引项以后的索引重新排序。这些排序 工作，也是由软件自动进行的。 48 7.2 文件组织方式 索引文件： 优点： 加快检索记录的速度 索引文件组织方式可以保证地址的唯一性， 而不产生重号。访问记录时，只要从索引表 找到地址，就可得到所需记录，其存取机构 的动作也比较简单。 缺点： 索引表本身需要占有一定存储空间。 49 7.2 文件组织方式 直接存取文件 直接地址法： 程序员或数据库管理员可以直接把存放某一 记录的地址作为该记录的键号。 直接地址法的优点是：存取机构动作简单， 用户使用方便，不会产生重号。 缺点是：把记录的存贮地址作为键号，不易 记

25、忆。 50 7.2 文件组织方式 直接存取文件 直接地址法： 程序员或数据库管理员可以直接把存放某一记录的 地址作为该记录的键号。 直接地址法的优点是：存取机构动作简单，用户使 用方便，不会产生重号。 缺点是：把记录的存贮地址作为键号，不易记忆。 浪费存储空间： 有一个文件，其鉴别键号分散在 10000到 50000号之间，但其记录总数只有 5000个。 如果用直接地址法存贮记录，就要浪费 35001 个记 录空间。 51 7.2 文件组织方式 直接存取文件 杂凑法 可以采用，即利用一种称之为杂凑法函数的算法，把键号转换为相 应记录的地址，达到压缩存贮空间的目的。 杂凑法也叫随机法或转化法。杂

26、凑函数的算法很多 下面介绍常用的质数除余法： 设所需存贮单元为 M(本例中 M=5000)，则质数除余法的步骤如下： 确定一个接近 M的质数 P，上例中取质数 P=4999 设需要转变的键号为 K，则转换后的记录地址为： H(K)=K-INT (k/p) P 式中： INT(k/p)表示 k/p的整数部分。 上例中，键号为 10000和 50000的记录，用上法计算得到的地址分别 为 2和 10。全部记录地址的分布范围 : 0H (K)M-1 52 7.2 文件组织方式 直接存取文件 杂凑法 采用杂凑法时，两个不同的键号经过杂凑法计 算所得结果相同而在存放时发生冲突。 解决键号冲突的方法是把第

27、二个键号的记录存 贮到其他地址去，而用链接的方法与第一个键 号的记录相连。 直接存取文件的特点是： 文件的记录随机存放，插入记录方便，存取速度快， 不用索引，节约存贮空间。 记录没有排序，不能直接按关键字的顺序读出。 53 7.3 文件设计 使用效果 组织方式 文件处理方式 文件 大小 随机 查 找速 度 顺序查 找速度 适用于何 种活动率 对软件 要求 备注 顺序 随机 顺序 很好 不好 无限制 慢 很快 高 低 索引 好 好 中等大 快 快 低 中 直接 不好 很好 有限制 很快 慢 低 高 常用文件组织方式性能比较 表中活动率指的是更新过程中作用到记录的百分数。例如， 针对 10000

28、个记录，需要处理 8000个，则活动率为 80%。 54 7.3 文件设计 文件设计通常从设计共享文件开始。 文件由记录组成，所以设计文件主要是设计 文件记录的格式。 文件记录设计表中详细填写了记录中每一 数据项的名称、变量名、类型、宽度和小 数位数。记录设计中还应注明记录由哪个 程序形成，又输出到哪个程序。 55 7.3 文件设计 主文件 工资子系统 记录文件名 _ 应用 _ 序 号 1 2 3 4 5 6 数据项名 取工代码 职工姓名 部 门 基本工资 附加工资 扣 房 费 变 量 名 DM XM BM JBGZ FJGZ FF 类 型 C C C N N N 宽 度 4 8 2 7 7

29、7 小数位数 2 2 2 输 入 到 输 出 自 设计者签名 _ 设计日期 _ 56 7.4 数据库设计的基础知识 (一 ) 数据模型： 数据模型是数据库系统设计中用于提供信息表 示和操作手段的形式构架 ,是数据库系统实现的 基础。 根据模型应用的不同目的，可以将模型分为两 个层次： 概念模型 (也称信息模型 )， 数据模型 网状模型 层次模型 关系模型 57 7.4 数据库设计的基础知识 概念模型： 概念模型是将现实世界的客观对象抽象为某一种不依赖于计算机系 统和数据库管理系统（ DBMS）的信息结构。 建模过程： 现实世界中的对象 概念模型 数据模型 实体 (Entity) “实体”即现实

30、世界中存在的对象或事物。 属性 “属性”指实体具有的某种特性。 联系 在信息世界中，事物之间的联系可分为两类：一是实体内部的 联系，如组成实体的各属性之间的关系；一是实体之间的联系， 这里我们主要讨论实体之间的联系。 58 7.4 数据库设计的基础知识 概念模型： 实体之间的联系方式可分为三类： 一对一联系 (1:1) 如果对于 A中的一个实体， B中至多有一个实体与其发生联系， 反之， B 中的每一实体至多对应 A 中一个实体，则称 A 与 B 是 一对一联系。 一对多联系 (1:n) 如果对于 A中的每一实体，实体 B中有一个以上实体与之发生 联系，反之， B 中的每一实体至多只能对应于

31、A 中的一个实体， 则称 A 与 B 是一对多联系。 多对多联系 (m:n) 如果 A 中至少有一实体对应于 B 中一个以上实体，反之， B 中 也至少有一个实体对应于 A 中一个以上实体，则称 A 与 B 为多 对多联系。 59 7.4 数据库设计的基础知识 (二 ) ER方法 E-R 方法即实体联系方法（ Entity-Relation Approach,简称 E-R方法），是由 P.P.S.Chen 于 1976 年 提出的，其方法是用 E-R 图来描述某一组织的信息模型， 是概念模型的最常用的表示方法。 在模型设计中，首先根据分析阶段收集到的材料， 利用分类、聚集、概括等方法抽象出实体

32、，并一一命名，再根据实 体的属性描述其间的各种联系。 ER图中用矩形表示实体。实体之间的关系用菱形表 示，用无向边把菱形与有关实体连接，在边上标明联系的类型。实 体的属性可用椭圆表示 ,并用无向边把实体与属性联系起来。 60 7.4 数据库设计的基础知识 1 N N L N M M N M 1 N 物 资 库 存 供方单位 合同 结算 入库 验收 购进 订货 付款 物资入库管理 E-R图 61 7.4 数据库设计的基础知识 上图涉及的实体包括 : 供方单位 属性有单位号、单位名、地址、联系人、邮政编码 物资 属性有物资代码、名称、规格、备注 库存 属性有入库号、日期、货位、数量 合同 属性有合

33、同号、数量、金额、备注 结算 属性有结算编号、用途、金额、经手人 62 7.4 数据库设计的基础知识 上图涉及的关系包括 : 入库 1:n联系。 验收 1:n联系。 购进 多对多的联系 付款 多对多的联系 订货 这是一个数量超过两个的不同类型实体之间的 联系。在订货业务中 ,一种物资可由多家供应 ,产生多笔 合同。反之 ,一个供应单位可供应多种物资 ,产生多笔合 同 ,所以 ,在图中用 M:N:L的结构来表示。订货联系的属 性为 :物资代码、单位号、合同号、数量、单价。 63 7.4 数据库设计的基础知识 (三 ) 数据模型 目前，主要的数据模型是关系模型（ Relational Model）

34、。 关系模型应用关系代数和关系演算等数学理论来处理数据库系统中 的数据关系。 从用户的观点来看，在关系模型下，数据的逻辑结构是一张二维表。 每一个关系为一张二维表，相当于一个文件。实体间的联系均通过 关系进行描述。 结 算 编 码 合 同 号 数 量 金 额 J0012 HT1008 1000 30000 J0024 HT1107 600 12000 J0036 HT1115 2000 4000 关系表 一个记 录 ,用 来描述 一个实 体。 64 7.4 数据库设计的基础知识 (三 )数据模型 关系模型中的主要术语有 : 关系： 一个关系对应于一张二维表。 元组： 表中一行称为一个元组。 属

35、性： 表中一列称为一个属性，给每列起一个名即为属性名。 主码 (Primary Key,也称主关键字 ) ： 表中的某个属性组，它 的值唯一地标识一个元组，如表 3.4中，结算编号和合同 号共同组成了主码。 域： 属性的取值范围。 分量： 元组中的一个属性值。 关系模式： 对关系的描述，用关系名（属性 1，属性 2， .， 属性 n）来表示。 65 7.4 数据库设计的基础知识 (三 )数据模型 关系模型具有以下特点： 关系模型的概念单一。 对于实体和实体之间的联系均以关系来表示。 关系是规范化的关系。 规范化是指在关系模型中，关系必须满足一定的给定条件，最 基本的要求是关系中的每一个分量都是

36、不可分的数据顶。 高度的数据独立性和易操作性 关系模型中，用户对数据的检索和操作实际上是从原二维表中 得到一个子集，该子集仍是一个二维表。因而易于理解 ,操作 直接、方便 关系模型把存取路径向用户隐藏起来，用户只需指出“做什 么”， 而不必关心“怎么做”，从而大大提高了数据的独立 性。 66 7.4 数据库设计的基础知识 (四 ) 关系的规范化 规范化理论是 E.F.Codd在 1971年提出的。他 及后来的研究者为数据结构定义了五种规范化 模式 (Normal Form，简称范式 )，即第一范式、 第二范式、第三范式、 BCNF范式和第四范式 关系必须是规范化的关系，应满足一定的约束 条件。

37、范式表示的是关系模式的规范化程度， 也即满足某种约束条件的关系模式，根据满足 的约束条件的不同来确定范式 在五种范式中，通常只使用前三种。 67 7.4 数据库设计的基础知识 第一范式 (1NF) 属于第一范式的关系应满足的基本条件是元组中 的每一个分量都必须是不可分割的数据项。简言之， 第一范式指在同一表中没有重复项存在。 教师代码 姓名 工 资 基本工资 附加工资 1001 张兴 500 00 60 00 1002 李明 799 00 70 00 1003 王进 400 00 50 00 教师代码 姓名 基本工资 附加工资 1001 张兴 500 00 60 00 1002 李明 799

38、00 70 00 1003 王进 400 00 50 00 68 7.4 数据库设计的基础 知识 第二范式 所谓第二范式，指的是这种关系不仅满足第一范式，而 且所有非主属性完全依赖于其主码。 上表所示关系虽满足 1NF,但不满足 2NF,因为它的非主属性不 完全依赖于由教师代码和课题代码组成的主关键字，其中， 姓名和职称只依赖于主关键字的一个分量 教师代码，研 究课题名只依赖于主关键字的另一个分量 研究课题号。 这种关系会引起数据冗余和更新异常，当要插入新的研究课 题数据时，往往缺少相应的教师代码，以致无法插入；当删 除某位教师的信息时，常会引起丢失有关研究课题信息。 教师代码 姓 名 职 称

39、 研究课题号 研究课题名 69 7.4 数据库设计的基础知识 第二范式 解决的方法是将一个非 2NF的关系模式分解为 多个 2NF的关系模式。 可将上表所示关系分解为如下三个关系： 教师关系：教师代码、姓名、职称 课题关系：研究课题号、研究课题名 教师与课题关系：教师代码、研究课题号 这些关系都符合 2NF要求。 70 7.4 数据库设计的基础知识 第三范式 (3NF) 所谓第三范式，指的是这种关系不仅满足第二范式，而且它 的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字。 上表 3.7所示产品关系属第二范式，但不是第三范式。这里， 由于生产厂名依赖于产品代码 (产品代码唯一确定该产品的生 产厂家

40、 )，生产厂地址又依赖于厂名，因而，生产厂地址传递 依赖于产品代码。这样的关系同样存在着高度冗余和更新异 常问题。 产品代码 产品名 生产厂名 生产厂地址 71 7.4 数据库设计的基础知识 第三范式 消除传递依赖关系的办法，是将原关系分解 为如下几个 3NF关系： 产品关系：产品代码、产品名、生产厂名 生产厂关系：生产厂名、生产厂地址 3NF消除了插入、删除异常及数据冗余、修 改复杂等问题，已经是比较规范的关系。 72 7.5 数据库设计 数 据 库 设 计 步 骤 用户要求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 系统分析 (逻辑设计 ) 系统设计 系统设计 系统分析 (详细调查 )

41、 系 统 开 发 步 骤 数据库设计与系统开发阶段对照 数据厍设计是在选定的数据库管理系统基础上建立数据 库的过程。 ,数据库设计除用户要求分析外 , 还包括概念 结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计等三个阶段。 73 7.5 数据库设计 数据厍的概念结构设计 概念结构设计应在系统分析阶段进行。 任务是根据用户需求设计数据库的概念数据 模型 (简称概念模型 )。 概念模型是从用户角度看到的数据库 可用第三章中介绍的 E-R模型表示 可用本章实例 7.1中介绍的 3NF关系群来表示 74 7.5 数据库设计 数据库的逻辑结构设计 逻辑结构设计是将概念结构设计阶段完成的概 念模型转换成能被选定的数

42、据库管理系统 (DBMS)支持的数据模型。 数据模型 可以由实体联系模型转换而来 可以用本章实例 7.1介绍的基于第三范式 (3NF)的方 法来设计。 75 7.5 数据库设计 数据库的逻辑结构设计 将 E-R模型转换为关系数据模型的规则 : 每一实体集对应于一个关系模式。 实体间的联系一般对应一个关系 ,联系名作为对应的 关系名 ,不带属性的联系可以去掉。 实体和联系中关键字对应的属性在关系模式中仍作 为关键字。 根据这些规则 , 实体和联系就很容易转换成下述对 应的关系数据模型 76 7.5 数据库设计 数据库的物理结构设计 物理结构设计是为数据模型在设备上选定合适的存储 结构和存取方法，

43、以获得数据库的最佳存取效率。 物理结构设计的主要内容包括： 库文件的组织形式。如选用顺序文件组织形式、索引文件组织 形式等。 存储介质的分配。例如将易变的、存取频繁的数据存放在高速 存储器上；稳定的、存取频度小的数据存放在低速存储器上。 存取路径的选择等。 77 8 输出设计 本节内容： 8.1 输出设计的内容 8.2 输出设计的方法 8.3 输出报告 8.4 输出设计示例 78 8.1 输出设计的内容 输出设计的内容包括： 有关输出信息使用方面的内容 信息的使用者、使用目的、报告量、使用周期、 有效期、 保管方法和复写份数等； 输出信息的内容 输出项目、位数、数据形式（文字、数字）； 输出格

44、式 表格、图形或文件； 输出设备 打印机、显示器、磁带、光盘等。 输出介质 输出到磁盘还是磁带上，输出用纸是专用纸还是普通白纸等。 79 8.2 输出设计的方法 输出设计的方法： 采用预印表格 打印多层表格 周转文件 80 8.3 输出报告 输出报告定义了系统的输出。 输出报告中既标出了各常量、变量的详细信息， 也给出了各种统计量及其计算公式、控制方法。 设计输出报告时要注意以下几点： 方便使用者，尽量利用原系统的输出格式 如确需修改，应征得用户同意； 输出表格要考虑系统发展的需要。 是否必要在输出表中留出备用项目，以满足将来新增项目 的需要。 81 8.3 输出报告 输出设计书 资料代码 G

45、Z01 输出名称 工资主文件一览表 处理周期 每月一次 形式 行式打印表 种类 0001 份 数 1 报送 财 务 科 项 目 号 项目名称 位数及编辑 备 注 1 部门代码 X（ 4） 2 工 号 X（ 5） 3 姓 名 X（ 12） 4 级 别 X（ 3） 5 基本工资 9999.99 6 房 费 999.99 输出设计书 82 8.4 输出设计示例 屏幕显示输出的设备调拨单 83 8.4 输出设计示例 输出格式定义 84 9 输入设计 本节内容： 9.1 输入设计的原则 9.2 数据输入设备的选择 9.3 输入检验 9.4 原始单据的格式设计 9.5 输入屏幕设计 85 9.1 输入设计

46、的原则 输入设计包括数据规范和数据准备的过程。在 输入设计中，提高效率和减少错误是两个最根 本的原则。以下是指导输入设计的几个目标： 控制输入量 减少输入延迟 减少输入错误 输入过程应尽量简化 86 9.2 数据输入设备的选择 名称 内容 特点 键盘磁 盘 由数据录入员通过工作站录入， 经可靠性验证后存入磁记录介质 （如磁带、 磁盘等）。 成本低、速度快，易 于携带，适用于大量 数据输入。 光电阅读 器 采用光笔读入光学标记条形码或 用扫描仪录入纸上文字。 光符号读入器适用于自 选商场、借书处等少量 数据录入的场合。 终端输入 终端可以在线方式与主机联系 及时返回处理结果 87 9.3 输入检

47、验 输入错误的种类 数据本身错误。 由于原始数据填写错误等原因引起的输入数据错误。 数据多余或不足。 在数据收集过程中产生的差错。如数据（单据等） 的散失、遗漏或重复等原因引起的数据错误。 数据的延误。 数据收集过程中所产生的差错，不过它的内容和数 据都是正确的，只是由于时间上的延误而产生差错。 88 9.3 输入检验 数据的校验方法有： 重复校验。 这种方法将同一数据先后输入两次，然后由计算机 程序自动予以对比校验，如两次输入内容不一致， 计算机显示或打印出错信息。 视觉校验。 输入的同时，由计算机打印或显示输入数据，然后 与原始单据进行比较，找出差错。视觉校验不可能 查出所有的差错，其查错

48、率为 75%85%。 检验位校验。 89 9.3 输入检验 数据的校验方法有： 控制总数校验。 用控制总数校验时，工作人员先用手工求出数据的总值，然 后在数据的输入过程中由计算机程序累计总值，将两者对比 校验。 数据类型校验 校验数据是数字型还是字符型。 格式校验。 校验数据记录中各数据项的位数和位置是否符合预先规定的 格式。 姓名栏规定为 18位，而姓名的最大位数是 17位，则该栏的最后 一位一定是空白。该位若不是空白，就认为该数据项错位。 90 9.3 输入检验 逻辑校验 根据业务上各种数据的逻辑性，检查有无矛盾。 例如，月份最大不会超过 12。 界限校验 检查某项输入数据的内容是否位于规

49、定范围之内。 譬如，商品的单价 规定在 50元至 1000元范围内，则检查是否有比 50元小及 比 1000元大的数目即可。凡在此范围之外的数据均属出错。 顺序校验 检查记录的顺序 例如，要求输入数据无缺号时，通过顺序校验，可以发现 被遗漏的记录。又如，要求记录的序号不得重复时，即可 查出有无重复的记录。 91 9.3 输入检验 记录计数校验 这种方法通过计算记录个数来检查记录有否遗漏和重复。不仅 对输入数据，而且对处理数据、输出数据及出错数据的个数等 均可进行计数校验。 平衡校验 平衡校验的目的在于检查相反项目间是否平衡 例如，会计工作中检查借方会计科目合计与贷方会计科目合计是 否一致。 对

50、照校验 对照校验就是将输入的数据与基本文件的数据相核对，检查两 者是否一致。 为了检查输入的用户代码是否正确，可将输入的用户代码与计算 机中存放的用户代码总表相核对。 92 9.3 输入检验 出错的改正方法 应根据出错的类型和原因的不同而分别 选用不同的改正方法。 原始数据错。 发现原始数据有错时，应将原始单据送交填写 单据的原单位修改，不应由输入操作员或原始 数据检查员等想当然地予以修改。 计算机自动检错。即由计算机自动检错。 93 9.3 输入检验 出错表的设计 为了保证输入数据正确无误，数据输入过程中 需要通过程序对输入的数据进行严格的校验。 发现有错时，程序应当自动地打印出出错信息 一

51、览表 94 9.4 原始单据的格式设计 设计原始单据的原则： 便于填写 原始单据的设计要保证填写的迅速、正确、全面、 简易和节约，具体地说应做到：填写量小；版面排 列简明、易懂。 便于归档 单据大小要标准化、预留装订位置，标明传票的流 动路径。 单据的格式应能保证输入精度 95 9.4 原始单据的格式设计 人事变动通知单 _年 _月 _日 人员代 姓 名 部 门 基本工资 附加工资 房 费 备注 1002 周英杰 01 400.00 40.00 90.00 0 1004 吴关兴 02 350.00 35.00 50.00 2 1005 赵子英 01 450.00 45.00 90.00 2 1

52、007 马凌云 02 600.00 60.00 120.00 1 科长签字 _ 备注栏： 0 调离 1 新进 2 修改数据 人事变动通知单 96 9.5 输入屏幕设计 从屏幕上通过人机对话输入是目前广泛使 用的输入方式。因为是人机对话，既有用 户输入，又有计算机的输出。 人机对话采用的方式： 菜单式 填表法 应答式 97 9.5 输入屏幕设计 设备调拨单录入屏幕 98 10 处理流程图设计 信息系统的处理流程图是系统流程图的展开和 具体化，所以其内容更为详细。 在系统流程图中，我们只是给出了每一处理功 能的名称，而在处理流程图中，则需要使用各 种符号具体地规定处理过程的每一步骤。 每个处理功能

53、都有自己的输入和输出，对处理 功能的设计过程也应从输出开始，进而进行输 入、数据文件的设计，并画出较详细的处理流 程图。 99 10 处理流程图设计 建立扣款 文件程序 排序程序 合并程序 修改扣款 文件程序 扣款文件 托儿费扣款 煤气费扣款 水电费扣款通知单 扣款文件 主扣款文件 （ 排好序 ） 扣款单 立主扣款文件子系统的处理流程图 100 11 编写程序设计说明书和系统设计报告 程序设计说明书是用来给处理过程下定义的书 面文件，它以每个处理过程作为单位。 这种说明书由系统设计员编写，交给程序员使 用。程序员根据说明书指示内容进行程序设计。 说明书的编写必须清楚明确，系统设计员所设 想的处

54、理内容应整理得使别人能够正确理解。 101 11 编写程序设计说明书和系统设计报告 程序设计说明书应包括以下内容： 程序名 所属系统及子系统名 程序的功能 程序的输入输出数据关系图 输入文件和输出文件的格式 程序处理说明（包括计算公式，决策表以及控制 方法等） 102 11 编写程序设计说明书和系统设计报告 一、输入 二、输出 文件名 文件标识 设备 备注 上月主文件 GZ1.DBF D1 主处理文件 GZCL.DBF D2 三、程序功能 更新主文件 四、程序处理过程说明 文件名 文件标识 设备 备注 本月主文件 GZ2.DBF D1 更新 上月主文件 主处理文件 本月主文件 系统名 财务系统

55、 子系统名 工资子系统 程序名 更新工资主文件 程序标识符 GXCL.PRG 语 言 FOXBASE 日 期 2004.8.6 程序设计说明书 103 11 编写程序设计说明书和系统设计报告 系统设计工作结束后，要提交系统设计报告， 其内容包括： 1.系统总体设计方案 2.代码设计方案 3.输入和输出设计方案 4.文件设计方案 5.程序模块说明书 一旦系统设计被审查批准，整个系统开发工作 便进入系统实施阶段。 104 本章小结 处 理 流 程 图 设 计 系统设计的任务 管理信息系统的系统设计 代 码 设 计 功 能 结 构 图 设 计 信 息 系 统 流 程 图 设 计 输 入 设 计 编写程序设计说明书和系统设计报告 系 统 物 理 配 置 方 案 设 计 制 订 设 计 规 范 输 出 设 计 数 据 存 储 设 计