管理信息系统的系统设计实务

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1、管理信息系统的系统管理信息系统的系统设计实务设计实务 在系统分析阶段，明确了新系统的功能结构及信息结构，也就是系统的逻辑模型，对新系统回答了 “做什么？”的问题。在系统设计阶段我们需要回答的中心问题是“如何做？”，即通过给出新系统物理模型的方式描述如何实现在系统分析中规定的系统功能。下面讲述管理信息系统设计的内容、实现步骤及为完成系统设计工作需要掌握的方法、设计和描述工具。系统设计阶段的任务系统设计阶段的任务管理信息系统设计阶段遵循自顶向下的设计原则，首先进行总体设计，逐层深入，直至完成系统每一模块的详细设计和描述工作，这也说明了系统设计阶段的工作分为：（1）总体设计（或概要设计）（2）详细设

2、计（1）总体设计）总体设计设计新系统的计算机硬件结构及系统软件结构。根据选定的硬件平台及系统软件的特点，设计新系统的数据处理流程及数据类。由新系统的数据处理流程确定新系统的应用软件结构。依据数据类完成新系统的数据库设计及共享编码的设计。（2）详细设计）详细设计详细设计又称物理模型设计,真正回答新系统如何做的问题。详细设计的对象为构成系统的每一个功能模块，其主要工作为：功能模块的处理过程设计。功能模块的输入、输出设计。系统设计系统设计1 硬件结构及系统软件结构的设计2 数据处理流程及数据类的设计3 数据库设计4 编码设计5 功能模块的处理过程设计6 输入输出设计1 硬件结构及系统软件结构的设计（

3、1）硬件结构设计 （2）系统软件结构设计 （1）硬件结构设计计算模式的确定网络拓扑结构的确定网络中计算机和网络连接设备的确定计算模式的确定如果系统的数据处理是集中式的且系统的规模较小，则可采用单主机多终端模式，此时要求以大型机或性能较高的小型机作为主机。对于具有一定规模的企业管理应用，计算机系统的计算模式也应该是分布式的，即客户端以微机为主，服务器可采用性能一般的小型机或性能高的微机。网络拓扑结构的确定 确定系统的网络拓扑结构 根据系统的逻辑功能结构确定网络的逻辑结构（子网或网段的划分） 按企业部门的地理分布决定网络的主要连接设备及服务器等重要部分的构成。 遵循的重要原则:尽量使信息交换量大的

4、应用放在同一网段内。网络中计算机和连接设备的确定 计算机及网络的各项技术参数的选择可依据系统要处理的数据量及数据处理的功能要求来决定，主要考虑：对环境的适应性对环境的适应性兼容性兼容性熟悉性熟悉性可扩充性可扩充性网络设备是否可能成为传输瓶颈网络设备是否可能成为传输瓶颈性能价格比性能价格比（2） 系统软件结构的设计 系统软件结构的设计工作，实际上是对确定的硬件结构中的每台计算机指定相应的计算机系统软件，包括操作系统、数据库管理系统、应用服务器系统、开发工具软件等。 操作系统的选择 数据库服务器系统软件的选择 应用服务器系统软件及开发工具的选择操作系统选择操作系统选择服务器上操作系统的选择客户机上

5、操作系统的选择 服务器上操作系统的选择 服务器的操作系统一般采用如下的多用户操作系统： Unix 的特点是稳定性及可靠性非常高，但缺点是系统维护困难、系统命令枯燥。 Netware 适用于文件服务器工作站工作模式。 Windows NT 安装、维护方便，具有很强的软硬件兼容能力，同Windows系列软件的集成能力也很强，是最有前途的网络操作系统。 客户机上的操作系统一般是采用易于操作的图形界面的操作系统。现在客户机操作系统多选择Windows系列，如Windows98、Windows NT Workstation等。客户机上操作系统的选择 数据库服务器系统软件选择数据库服务器系统软件选择管理信

6、息系统中，数据库服务器是必不可少的网络组成部分。因此，数据库管理系统软件的选择对管理信息系统的建设有着举足轻重的影响。目前市场上流行的数据库管理系统有Oracle、Sybase、SQL Server、DB2及Foxpro等。数据库服务器系统软件选择 应用规模因素Oracle、Sybase、SQL Server、 DB2是开发大型管理系统时数据库系统软件的首选。而Foxpro在小型管理信息系统建设中选用较多。数据库服务器系统软件选择 行业因素在数据库选择方面，另一个要注意的因素是数据库软件的行业占有性。如 果 在 某 一 行 业 中 企 业 采 用Oracle的比例很高，那么同一行业中的其他企业

7、建设管理信息系统时一般也应采用相应的数据库系统软件，这样有利于相互的数据交换。应用服务器系统软件及开发工具选择应用服务器系统软件及开发工具选择 系统开发工具的选取依据： 管理信息系统的计算模式。 管理信息系统的硬件结构特征。应用服务器系统软件及开发工具选择 B/S模式B/S模式应用服务器一般采用微软公司的IIS3.0或以上版本。应用开发工具可采用Delphi、ASP、Power Builder，这些开发工具的较高版本都支持B/S模式应用的开发。若管理信息系统采用BS模式，则客户端计算机上还需安装浏览器软件，现在用得最多的是微软公司的IE4.0及以上版本。C/S模式的开发工具及运行环境一般安装在

8、客户端计算机上，用于C/S模式应用开发的系统工具软件用得较多的为Visual Basic，Delphi、 Power Builder等。应用服务器系统软件及开发工具选择 C/S模式 系统设计系统设计1 硬件结构及系统软件结构的设计2 数据处理流程及数据类的设计3 数据库设计4 编码设计5 功能模块的处理过程设计6 输入输出设计2 数据处理流程及数据类的设计在系统分析阶段我们用数据处理流图和数据字典描述了现行系统所有的业务处理过程和数据类。在系统设计阶段我们需要将这些结果针对新系统的要求进行设计改造，进而得到新系统的数据处理流程及数据字典。由数据处理流程及数据类设计结果由数据处理流程及数据类设计

9、结果 得到得到新系统的应用软件结构新系统的应用软件结构完成每一项业务的数据流图及数据字典设计之后，再考虑到新系统可能增加的系统维护（如编码管理、数据备份、操作员代码管理等）方面的功能，我们就可以给出新系统的应用软件结构了。 系统设计系统设计1 硬件结构及系统软件结构的设计2 数据处理流程及数据类的设计3 数据库设计4 编码设计5 功能模块的处理过程设计6 输入输出设计数据库设计的好坏将影响系统的运数据库设计的好坏将影响系统的运行效率及用户对数据使用的满意度。行效率及用户对数据使用的满意度。6.3 数据库设计（一）数据库设计的技术基础（二）数据库设计的具体步骤 (1)数据管理的发展过程 (2)数

10、据库设计的基本概念 (3)关系模型的规范化理论 （一）数据库设计的技术基础如何设计数据库？(1)数据管理的发展过程人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段人工管理阶段在计算机应用的初级阶段，没有专门的软件系统对数据进行管理。数据的物理存储、存取方法和输入输出等都必须由程序员在应用程序中进行设计。计算机应用程序和数据不可分割。不同的应用之间不能实现数据共享。如果数据的物理存储设备发生变化， 就必须修改程序。数据人工管理阶段示意图应用程序 1 数据 1应用程序 2 数据 2应用程序 m 数据 m文件系统阶段产生背景：硬件：出现了磁鼓、磁盘等大容量存储设备；软件：对于程序和数据，操作系统都以文件形式进

11、行管理，一个程序文件中包括的是一段程序，一个数据文件中包括的是一组数据。文件系统的应用使我们可以将程序和数据分离开来。多个应用程序之间可以共享一个或多个数据文件。 数据管理技术由人工管理阶段发展到文件系统阶段是一个质的飞跃，不仅实现了应用程序和数据的分离，也实现了数据的共享。文件系统阶段（续）文件系统阶段示意图应用程序和数据间具备了一定的独立性，可实现数据共享。应用程序 1数据 1应用程序 2数据 2应用程序 m数据 n操作系统数据库系统阶段产生背景及特点： 人们希望数据的组织不仅是简单的数据存储，而且要反映出数据之间的联系（这就需要数据模型！），并形成清晰的描述。数据库管理系统(DBMS,D

12、ataBase Management System)数据库管理系统阶段示意图应用程序 1应用程序 2数据库应用程序 mDBMS(2)数据库设计的基本概念在数据库管理系统中，采用数据模型对现实世界进行抽象，反映数据本身及其数据之间的联系。数据模型按照计算机系统的观点来描述数据。为了将现实世界中的客观事物抽象为数据库管理系统的数据模型，通常需要一个不依赖于计算机系统的中间层次概念模型，在计算机世界中以文件形式借助数据模型管理数据。人类描述客观事物的过程现实世界（客观事物）观念世界（概念模型）数据世界（数据模型）计算机世界（文件）数据库设计经历的四个世界数据库设计经历的四个世界u现实世界指人们头脑之

13、外的客观世界，它包含。u观念世界，又称信息世界，是现实世界在人们头脑中的反映。客观事物在观念世界中称为“实体”，为了反映实体和实体间的联系，采用实体-联系图(E-R图)。u数据世界是信息世界中信息的数据化。现实世界中的事物及其联系在数据世界中用描述。u计算机世界是数据模型的实现环境。计算机世界中用文件实现数据模型及其数据的组织、存储和处理。 用户需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计数据库设计过程概念模型数据模型概念设计概念设计概念模型概念模型客观世界客观世界观念观念世界世界数据世界数据世界计算机世界计算机世界数据模型数据模型文件文件物理设计物理设计逻辑逻辑设计设计客观事物客观事物

14、概念模型描述客观事物内部特性以及客观事物之间的本质联系。概念模型常用的表示方法是实体-联系模型（ E-R模型）。实体-联系模型中涉及三个概念：实体、属性和联系。 概念模型实体、属性、联系实体（Entity）:可以是一个具体的人或物，也可以是抽象的事物或概念。属性(Attribute):实体具有的某种特性。联系(Relation):是指实体之间的相互关系。 一对一联系 一对多联系 多对多联系实体集合间的一对一联系如果实体集合A中的每一个实体，实体集合B中只有一个实体与其发生联系；B中的每一个实体，A中也只有一个实体与其发生联系，称A和B是一对一联系。如：总统与国家之间的联系（）。一对多联系如果对

15、于A中的一个实体，B中有一个以上实体与其发生联系；而B中的每一个实体只与A中的一个实体发生联系，那么称A和B是一对多联系。如：国家与省之间的联系（）。多对多联系如果对A中一个实体，B中至少有一个实体与之存在联系； B中一个实体，A中至少也有一个实体与之存在联系，称A和B是多对多联系。如：医生与病人之间的联系（）。 概念模型用实体-联系(E-R)图来描述。 用矩形表示 用椭圆表示实体的 用菱形表示实体之间的 实体、属性和联系称为E-R图的三个图素。概念模型的描述罗卜坑栽种重量品种虫害半径深度11例例1 1 一对一联系的一对一联系的E-RE-R图例图例呼者应者呼应姓名年龄观点姓名职位1M例例2 2

16、 一对多联系的一对多联系的E-RE-R图例图例食客菜肴喜欢姓名年龄收入菜名价位NM程度例例3 3 多对多联系的多对多联系的E-RE-R图例图例供应商合 同订 货LMN物资名称物资规格物资型号供应商编码供应商名称供应商帐号合同号定货日期交货日期物 资数量金额例例4 4 某企业物资管理的某企业物资管理的E-RE-R图图总结总结: :建立概念模型的目的建立概念模型的目的将用户关于企业业务数据处理的需求准确地记录下来,是按用户的观点对数据和信息的建模。概念模型方便直观地表达应用中被描述对象的意义和相互联系。概念模型是用户和数据库设计人员进行交流和沟通的工具。 数据模型数据库是某个部门所涉及的数据的综合

17、，它不仅反映数据本身的内容，而且反映数据之间的联系。在数据库管理系统中用数据模型描述数据的结构和数据之间的联系。数据模型描述数据库中数据的逻辑结构。 三种数据模型数据库管理系统支持的数据模型有如下三种： 层次模型 网状模型 关系模型关系模型在目前的数据库系统中使用最广泛，技术上也最成熟。数据模型之一 层次模型是20世纪60-80年代数据库管理系统支持的主要数据模型，它用树型结构表示实体集之间的联系。系号 系名 系主任班号 班名教师号 姓名 职称教师号学号 姓名 性别 年龄辅导员号姓名系班教师学生辅导员数据模型之二 用网状结构表示实体及实体之间联系的数据模型称为网状模型。学生-选课课程号教师-开

18、课班号 班名学号 姓名 性别 年龄教师号 姓名 职称教师号课程名学生-选课教师-开课班学生教师课程关系模型建立在严格的数学理论基础上，可以通过统一的结构关系（二维表）来表示实体以及实体之间的联系。关系模型是目前几乎所有数据库都支持的数据模型。采用关系模型的数据库称为关系数据库。数据模型之三 用二维表（关系）描述和组织数据，符合人类思维习惯。有严格的数学理论支持，可以对数据模型（关系）的优劣进行评价。基于关系模型的规范化理论可以对数据模型（关系）进行优化。该二维表中有该二维表中有3 3个记录，每一个记录个记录，每一个记录都具有都具有5 5个属性，即供个属性，即供应商编码应商编码、合同号合同号、物

19、资编码物资编码、数量数量和和金额金额。供应商编码 合同号 物资编码 数量金额02001Xt0001 0101003 1,00080003020Yk0002 0203001 3001,80002003Nt0002 0204008 9002,700关系名称：定货关系名称：定货关系模型的主要术语关系：一个关系对应于一张二维表。元组：表中的一行称为一个元组。属性：表中的一列称为一个属性。 域：属性的取值范围。分量：元组中的一个属性值。主码：表中的某个属性组，它能够唯一地标识（确定）一个元组。关系模型的描述对关系的描述，用表式结构或下面的形式表示： 关系名（属性1，属性2，属性n） 关系名=属性1+属性

20、2+属性n供应商编码 合同号 物资编码 数量金额02001Xt0001 0101003 1,00080003020Yk0002 0203001 3001,80002003Nt0002 0204008 9002,700关系名称：定货关系名称：定货 上述关系可描述为：上述关系可描述为：定货定货= =供应商编码供应商编码+ +合同号合同号+ +物资编码物资编码 + +数量数量+ +金额金额从E-R模型到关系模型的转换 关系模型可以由E-R模型转换而来，转换规则有： E-R模型中的每一个实体集对应一个关系，实体集名作为关系名，实体集的属性作为该关系的属性。 E-R模型中的联系也对应于一个关系，该联系的

21、属性及与该联系相连的各实体集的主码作为该关系的属性。例例7 7 由下面的某企业物资管理的由下面的某企业物资管理的E-RE-R图，图， 转换得到描述该业务的关系数据模型转换得到描述该业务的关系数据模型。供应商合 同订 货LMN物资名称物资规格物资型号供应商编码供应商名称供应商帐号合同号定货日期交货日期物 资数量金额利用从利用从E-RE-R模型到关系模型的转换规则得：模型到关系模型的转换规则得：物资物资= =物资编码物资编码+ +物资名称物资名称+ +物资规格物资规格 + +物资型号物资型号供应商供应商= =供应商编码供应商编码+ +供应商名称供应商名称 + +供应商帐号供应商帐号合同合同= =合

22、同号合同号订货订货= =供应商编码供应商编码+ +合同号合同号+ +物资编码物资编码+ +数量数量+ +金额金额+ +合同日期合同日期+ +交货日期交货日期关系模型的多种获得方法我们可从多种渠道和方法得到某系统或业务的关系数据模型（如通过E-R图转换、系统设计阶段中得到的每个数据类的数据字典、原始报表等）。如通过E-R图转换数据类的数据字典原始报表、凭据关系模型(3)关系模型的规范化理论 关系模型的好坏对数据的存储、操作有很大影响。因此，一般要对得到的关系模式进行优化（规范化）。 规范化理论是 E.F.Codd 在1971年提出的，研究关系模型中各属性之间的关系，探讨关系模型应具备的性质和设计

23、方法。优化后的关系模型（数据库设计结果）规范化理论初步得到的关系模型关系型数据模型的范式结构数据库设计要求表式结构1NF2NF3NF更高层范式 关系模型规范化理论中，规范化体系通过多层范式(Normal Form，NF)结构表示关系模型的规范化程度。最低要求 第一范式（1NF）第一范式的关系应满足的基本条件是元组中每个分量都必须是不可分割的数据项。满足第一范式条件的物资价税表满足第一范式条件的物资价税表物资编码 物资名称物资金额增值税额0101003生铁600.00102.00 去掉可分割的数据项后，可得到下去掉可分割的数据项后，可得到下面的关系，它已是第一范式。面的关系，它已是第一范式。例例

24、8 8 下面的关系下面的关系物资价税表不满足第一物资价税表不满足第一 范式的条件，不是第一范式。范式的条件，不是第一范式。 物资价税表物资价税表物资编码 物资名称物资金额增值税额0101003生铁600.00102.00物资价税 第二范式（2NF）第二范式的条件是指在满足第一范式条件的基础上，进一步要求关系的所有非主属性完全依赖于其主码。物资编码 物资名称 供应商编码 供应商名称0101003生铁0001XX钢铁公司0203001石棉0002XX商贸集团0204008焦碳0001XX钢铁公司例例9 9 下面的关系模式中，下面的关系模式中，“物资编码物资编码”和和“供供应商编码应商编码”共同构成

25、此关系模式中的共同构成此关系模式中的主码。主码。 “ “物资名称物资名称”这个非主属性只是部分这个非主属性只是部分依赖于主码（只依赖于主码的第一个依赖于主码（只依赖于主码的第一个分量分量“物资编码），因此该关系模式物资编码），因此该关系模式不属于第二范式。不属于第二范式。物资与供应商物资与供应商 插入异常：一种新物资，由于没有确定相应的供应商，就不能在当前的数据库中记录下来； 删除异常：要删除一种物资的数据，也不得不从数据库中删除相应的供应商数据，从而有可能丢失供应商数据。 数据冗余：若一种物资有多个供应商，则供应商的次要信息（除供应商编码外的数据项）要多次重复出现。不满足第二范式的关系不满足

26、第二范式的关系会造成数据处理的如下问题会造成数据处理的如下问题 物资物资（，物资名称），物资名称） 供应商供应商（，供应商名称），供应商名称） 物资与供应商物资与供应商（，）例例9 9 中的关系中的关系“物资与供应商物资与供应商”可分解三个可分解三个 满足第二范式条件的关系满足第二范式条件的关系: :物资与供应商物资与供应商（，物资名称，物资名称， 供应商编码供应商编码，供应商名称），供应商名称） 第三范式（3NF）第三范式的条件是指在满足第二范式条件的基础上，进一步要求关系的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主属性。 教师代码 教师姓名 院系名称 院系负责人 Y0001 江涛 应用学院 李利

27、华 Y0002 张为 应用学院 李利华 Y0003 何丽丽 应用学院 李利华 例例10 10 下面的关系模式中，主码为下面的关系模式中，主码为“教师代码教师代码”。 非主属性非主属性“院系名称院系名称” ” 依赖于主码依赖于主码“教教师代码师代码”，而，而“院系负责人院系负责人”又依赖于又依赖于“院院系名称系名称”。因此，。因此，“院系负责人院系负责人”传递依赖传递依赖于主码于主码“教师代码教师代码”。该关系不是第二范式。该关系不是第二范式。 教师教师例例1010中中消除传递依赖关系的办法是将关消除传递依赖关系的办法是将关系系“教师教师”分解为如下两个满足第三范式的分解为如下两个满足第三范式的

28、关系关系关系：关系： 教师教师（教师代码教师代码，教师姓名、院系名称），教师姓名、院系名称） 院系院系（院系名称院系名称，院系负责人），院系负责人）教师教师（教师代码教师代码，教师姓名，院系名称，教师姓名，院系名称， 院系负责人）院系负责人）应用关系模式的规范化理论应用关系模式的规范化理论 进行数据库设计的本质：进行数据库设计的本质：初步得到的关系模型满足第三范式的关系模型规范化理论（二） 数据库设计的具体步骤例例11 11 “物资采购计划制定及审物资采购计划制定及审 批批”业务涉及的如下业务涉及的如下7 7个数据类：个数据类： 物资需求计划表物资需求计划表 物资需求汇总表物资需求汇总表 产品

29、产量计划（主生产计划）产品产量计划（主生产计划） 生产用物资需用量生产用物资需用量 物资物资消耗定额消耗定额 库存台帐库存台帐 物资采购计划物资采购计划对该业务进行数据库设计。对该业务进行数据库设计。“物资采购计划制定及物资采购计划制定及审批审批” 业务的数据流图业务的数据流图生产分厂合理库存量当前库存量录入物资需求计划表物资消耗定额审核按物资汇总审批计算物资采购计划量物资需求汇总表物资采购计划物资仓库技术处计划处产品产量计划生产用物资需用量计算生产用物资需用量物资需求计划表物资需求计划表数据库设计的具体实现步骤数据库设计的具体实现步骤Step1.Step1. 根据前面设计得到的数据字典及数据

30、根据前面设计得到的数据字典及数据 流程确定需要规范化的数据类及内容流程确定需要规范化的数据类及内容。 由于数据类由于数据类“生产用物资需用量生产用物资需用量”是由数是由数据类据类“产品产量计划产品产量计划”和数据类和数据类“ “ 物资消耗物资消耗定额定额”通过简单计算得到的，即通过简单计算得到的，即 数据类数据类“生产用物资需用量生产用物资需用量”是导出型数据！是导出型数据！故该数据类不需要在数据库中长期保存。故该数据类不需要在数据库中长期保存。业务相关的业务相关的数据字典数据字典需要规范化的需要规范化的数据类数据类 本例中需要进行规范化的数据类：本例中需要进行规范化的数据类： （1 1）物资

31、需求计划表）物资需求计划表 （2 2）物资需求汇总表）物资需求汇总表 （3 3）物资采购计划）物资采购计划 （4 4）产品产量计划）产品产量计划 （5 5）物资消耗定额）物资消耗定额 （6 6）库存台帐）库存台帐数据类数据类“物资需求计划表物资需求计划表”的内容：的内容：（1 1）物资需求计划表）物资需求计划表数据类数据类“物资需求汇总表物资需求汇总表”的内容：的内容：（2 2）物资需求汇总表）物资需求汇总表数据类数据类“物资采购计划物资采购计划”的内容：的内容：（3 3）物资采购计划）物资采购计划数据类数据类“产品产量计划产品产量计划”的内容：的内容：（4 4）产品产量计划）产品产量计划数据

32、类数据类“物资消耗定额物资消耗定额”的内容：的内容：（5 5）物资消耗定额）物资消耗定额数据类数据类“库存台帐库存台帐”的内容：的内容： （6 6）库存台帐）库存台帐Step2.Step2. 确定每个数据类需要存储的内容确定每个数据类需要存储的内容。 去除多余的数据元素。去除多余的数据元素。 研究是否有必要增加新的数据元素研究是否有必要增加新的数据元素 ( (如增加必要的代码项如增加必要的代码项) )。 在本例中，对数据项在本例中，对数据项“物资物资”、“产品产品”和和“分厂分厂”需要分别增加代码项需要分别增加代码项“物资编物资编码码”、“产品编码产品编码”和和“分厂编码分厂编码”。需要规范化

33、的需要规范化的数据类数据类每个数据类需要每个数据类需要存储的内容存储的内容Step3.Step3. 列出各数据类的列出各数据类的1NF关系模式。关系模式。 （1 1）物资需求计划表）物资需求计划表1NF1NF：+ +分厂名称分厂名称+ + + +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格+ +需用量需用量+ +用途用途需要规范化的需要规范化的数据类数据类每个数据类的每个数据类的1NF1NF关系关系模式模式（2 2）物资需求汇总表）物资需求汇总表1NF1NF：+ +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格 + +需用量需用量（3 3）物资采购计划表）物资采购计划表1NF1NF：+ +物资名称物资名称+

34、 +型号规格型号规格 + +采购计划量采购计划量（4 4）产品产量计划）产品产量计划 1NF1NF：+ +分厂名称分厂名称+ + + +产品名称产品名称+ +计划产量计划产量（5 5）材料消耗定额）材料消耗定额1NF1NF：+ +产品名称产品名称+ + + +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格+ +消耗定额消耗定额（6 6）库存台帐）库存台帐1NF1NF：+ +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格 + +计量单位计量单位+ +当前库存量当前库存量 + +合理库存量合理库存量+ +期初库存量期初库存量 + +累计入库量累计入库量+ +累计出库量累计出库量Step4.Step4. 对对 St

35、ep3Step3 得到的得到的1NF1NF关系进行规范关系进行规范 化，得到化，得到3NF3NF关系。关系。 （1 1）物资需求计划表）物资需求计划表1NF1NF：+ +分厂名称分厂名称+ + + +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格+ +需用量需用量+ +用途用途3NF3NF： + +分厂名称分厂名称 + +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格 + + +需用量需用量+ +用途用途每个数据类的每个数据类的1NF1NF关系关系模式模式经过规范化得到的经过规范化得到的3NF3NF关系模式关系模式（2 2）物资需求汇总表）物资需求汇总表1NF1NF：+ +物资名称物资名称+ +型号规格型号规

36、格+ +需用量需用量3NF3NF： + +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格 物资编码物资编码+ +需用量需用量（3 3）物资采购计划表）物资采购计划表1NF1NF：+ +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格 + +采购计划量采购计划量3NF3NF： + +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格 物资编码物资编码+ +采购计划量采购计划量（4 4）产品产量计划）产品产量计划1NF1NF：+ +分厂名称分厂名称+ + + +产品名称产品名称+ +计划产量计划产量3NF3NF： + +分厂名称分厂名称 + +产品名称产品名称 + + +计划产量计划产量（5 5）材料消耗定额）材料消耗定额1N

37、F1NF：+ +产品名称产品名称+ + + +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格+ +消耗定额消耗定额3NF3NF： 11 11 + +产品名称产品名称 12 12 + +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格 13 13 + + +消耗定额消耗定额（6 6）库存台帐）库存台帐1NF1NF：+ +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格 + +当前库存量当前库存量+ +合理库存量合理库存量+ +期初库存量期初库存量 + +累计入库量累计入库量+ +累计出库量累计出库量3NF3NF： 14 14 + +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格 15 15 + +当前库存量当前库存量+ +合理库存

38、量合理库存量 + +期初库存量期初库存量+ +累计入库量累计入库量 + +累计出库量累计出库量Step5.Step5. 对对 Step4 Step4 得到的得到的3NF3NF关系，进行归关系，进行归 纳与合并，去除重复的关系。纳与合并，去除重复的关系。Step4Step4 得到的得到的3NF3NF关系关系模式模式经过归并后得到的经过归并后得到的3NF3NF关系模式关系模式（数据库设计结果）（数据库设计结果） 本例最后得到的数据库设计结果：本例最后得到的数据库设计结果：分厂基本信息分厂基本信息= =+ +分厂名称分厂名称物资基本信息物资基本信息= =+ +物资名称物资名称+ +型号规格型号规格物

39、资需求计划物资需求计划= =+ + +需用量需用量+ +用途用途物资需求汇总物资需求汇总= =+ +需用量需用量物资采购计划物资采购计划= =+ +采购计划量采购计划量产品基本信息产品基本信息= =+ +产品名称产品名称产品产量计划产品产量计划= =+ + +计划产量计划产量物资消耗定额物资消耗定额= =+ + +消耗定额消耗定额库存台帐库存台帐= =+ +当前库存量当前库存量+ +合理库存量合理库存量 + +期初库存量期初库存量+ +累计入库量累计入库量+ +累计出库量累计出库量 系统设计1 硬件结构及系统软件结构的设计2 数据处理流程及数据类的设计3 数据库设计4 编码设计5 功能模块的处

40、理过程设计6 输入输出设计4 编码设计系统设计阶段的编码设计工作是未来系统数据规范化管理的基础，编码的设计质量直接影响到未来系统的效率。编码设计的工作是完成对共享数据类中的关键字段的码结构设计并形成编码类数据库。共享数据类是指多个子系统要用到的数据类，如“物资基本信息”，“产品基本信息”等。 （一） 编码要求（二） 编码方式（三） 编码设计和使用4 编码设计（一） 编码要求（1 1）唯一性）唯一性（2 2）规范性）规范性（3 3）可识别性）可识别性（4 4）可扩展性）可扩展性 （1 1）唯一性）唯一性 通过编码可唯一地确定编码对象，这是编码在数据管理中最基本的作用。 （2 2）规范性）规范性编

41、码的规范性是指对编码对象的编码要遵循一定的规则，这些规则包括：编码的位数、编码的分段、每段的类型和含义等 。例如数据类例如数据类“物资基本信息物资基本信息” ” 中的关中的关键字段键字段“物资编码物资编码”的结构为：的结构为： （3）可识别性 编码的可识别性要求的目的是，通过编码能够比较容易地识别被编码对象。 如物资编码如物资编码“WJTQ002WJTQ002”表示类别表示类别为为“五金五金”，品种为，品种为“台钳台钳”的第的第2 2号号物资。物资。 （4）可扩展性编码的此项要求是保证系统对企业管理业务变化的适应性，即要求编码规则对已有编码对象留有足够的余量。 （二） 编码方式（1）数字顺序编

42、码（2）数字分组顺序编码（3）字符编码（4）组合编码（1）数字顺序编码 这是最简单的编码形式，一般适用于被编码对象数目较少的情况。 例如，某企业管理信息系统中，对例如，某企业管理信息系统中，对6 6个个物资仓库的编码可采用如下的数字顺序码。物资仓库的编码可采用如下的数字顺序码。（2）数字分组顺序编码 当编码对象具有两层（或以上）的分类时，可采用数字分组(段)顺序码。 如如6 6个仓库中的帐本的编码可采用如下个仓库中的帐本的编码可采用如下的数字分组顺序码。的数字分组顺序码。（3）字符编码 数字编码虽然结构简单，但也存在不容易识别和记忆的缺点。为了容易识别和记忆，可采用字符编码。 如我们可对企业的

43、如我们可对企业的6 6个仓库采用下面的个仓库采用下面的字符编码。字符编码。（4）组合编码 编码对象具有两层（或以上）的分类时，我们可采用数字和字符的组合编码方式使编码对某层分类的记忆和识别更直观和容易。 如前述如前述6 6个仓库中的帐本的编码可采用个仓库中的帐本的编码可采用如下的组合编码。如下的组合编码。（三） 编码设计和使用 编码的设计和使用一般遵循如下方法：设计时：分段设计使用时：用户标携带 + 前台输入+ 后台组合例例12 12 编码设计和使用例编码设计和使用例某钢厂产品编码为某钢厂产品编码为7 7段，段，1212位分组数位分组数字码。如字码。如2020普沸通用大型工字钢的编普沸通用大型

44、工字钢的编码为码为421032011101421032011101，其结构为：，其结构为： 大类码大类码 细类码细类码 规格码规格码 材质码材质码 用途码用途码 4 4 2 2 1 1 0303 2020 111111 01 01 细材细材 型材型材 大型大型 工字钢工字钢 2020 普沸普沸 通用通用 产品编码应用中组合过程操作员注册计算机后台组合完整的12位产品编码用户ID携带：大类码 小类码 系统设计1 硬件结构及系统软件结构的设计2 数据处理流程及数据类的设计3 数据库设计4 编码设计5 功能模块的处理过程设计6 输入输出设计5 功能模块处理过程设计系统的详细设计阶段，功能模块处理过程

45、的设计和描述可以采用程序框图或过程描述语言（Procedure Description LanguagePDL）两种描述工具实现，但用PDL语言较程序框图更灵活、方便。 PDL语言 PDL语言是介于计算机结构化程序设计语言和自然语言之间的一种描述性语言，其关键字及语法规则有： PROCEDURE 模块名 (指明模块名称) IF-ELSE-ENDIF (简单分支结构) DO CASE-ENDCASE (多重分支结构) DO WHILE-ENDDO (条件循环结构)例例13 13 功能模块功能模块“删除已达帐删除已达帐” ” 的处理过程的处理过程PROCEDUREPROCEDURE 删除已达帐删除

46、已达帐显示：请输入要删除的已达帐的日期和票据号显示：请输入要删除的已达帐的日期和票据号日期日期RQ1RQ1， 票据号票据号PJH1PJH1显示：已达帐真要删除吗？显示：已达帐真要删除吗？IFIF 回答回答“Y”Y”删除删除“企业对帐文件企业对帐文件”中中 日期日期RQ1 RQ1 且且 票据号票据号PJH1 PJH1 的已达记录的已达记录删除删除“银行对帐文件银行对帐文件”中中 日期日期RQ1 RQ1 且且 票据号票据号PJH1 PJH1 的已达记录的已达记录显示：显示：“删除已达帐工作结束删除已达帐工作结束”ELSEELSE显示：显示：已达帐未被删除已达帐未被删除ENDIFENDIF返回调用模

47、块。返回调用模块。 系统设计1 硬件结构及系统软件结构的设计2 数据处理流程及数据类的设计3 数据库设计4 编码设计5 功能模块的处理过程设计6 输入输出设计6 输入输出设计（一） 输入设计（二） 输出设计（一） 输入设计 输入设计的工作是依据功能模块的具体要求给出数据输入方式、用户界面和输入数据的校验方式。输入设计中的输入校验为了尽可能地避免错误的数据存储到系统中，在输入设计中需要考虑采用具体的检测方式对数据输入的正确性进行校验。 常见的输入校验方式（1）二次输入校验法（2）静态校验法（3）平衡校验法（4）文件查询校验法（5）界限校验法（6）数据格式校验法（7）使用校验码（1）二次输入校验法

48、采用二次输入校验法要求同一个数据内容输入两次，以两次输入内容一致作为正确性判断的依据。对于特别重要的数据输入，也可以要求输入两次以上。 （2）静态校验法静态校验法是在数据输入之后采用目测的方法检查输入数据的正确性，目测一般在屏幕前进行，在输入内容复杂的情况下也可以打印出来检测。 （3）平衡校验法平衡校验法是根据数据之间的计算关系来检查输入数据的正确性。例如会计凭证中的数据必须满足：例如会计凭证中的数据必须满足： 借方金额合计借方金额合计 = = 贷方金额合计贷方金额合计利用这一平衡条件可对输入的会计凭证数利用这一平衡条件可对输入的会计凭证数据进行输入校验。如果不满足上述平衡条件，据进行输入校验

49、。如果不满足上述平衡条件，那么输入的会计凭证数据一定是错误的。那么输入的会计凭证数据一定是错误的。（4）文件查询校验法文件查询校验法一般用于检查输入的数据是否为无效数据。例如，在输入物资编码时，一般需要例如，在输入物资编码时，一般需要在物资编码表中查找是否存在所输入的物在物资编码表中查找是否存在所输入的物资编码，如果不存在，那么输入的物资编资编码，如果不存在，那么输入的物资编码为无效的物资编码。码为无效的物资编码。（5）界限校验法界限校验法是通过检验数据是否在限定的取值范围的方法来检测输入数据的正确性。例如，日期中月份的最大取值为例如，日期中月份的最大取值为1212，最小取值为最小取值为1 1

50、。如果输入的月份数据不在该。如果输入的月份数据不在该范围之内，则可判定是输入有误范围之内，则可判定是输入有误。（6）数据格式校验法数据类型格式校验法是从数据类型和数据格式的角度来检测输入数据的正确性。例如，在输入系统操作员姓名时，例如，在输入系统操作员姓名时，输入的应为字符型数据，如果输入的输入的应为字符型数据，如果输入的为数值型数据就一定是错误的输入。为数值型数据就一定是错误的输入。（7）使用校验码在采用校验码方法时，在数据编码的后面加一位校验码，该校验码是根据一定的计算方法由校验码前的各位编码计算出来的。如果输入的编码不满足该计算关系，则认为输入的编码有误。 输入设计要统一风格进行输入设计

51、工作时，要注意在整个系统中统一设计风格。例如要求所有设计人员遵照下面的界面框架对例如要求所有设计人员遵照下面的界面框架对输入型功能模块进行用户界面设计。输入型功能模块进行用户界面设计。例例13 13 某企业管理信息系统功能模块某企业管理信息系统功能模块 “ “原料入库单录入原料入库单录入”的输入设的输入设计。计。（1 1）用户界面）用户界面入库单号:N(8)供应商编码:C(6)入库日期:N(4)N(4)年年N(2)N(2)月月N(2)N(2)日日供应商名称:C(30)原料编码规格原料名称数量单价金额库管员编码：财务记帐标志：（2 2）输入方式）输入方式 入库单上除了数据项入库单上除了数据项“财

52、务记帐标志财务记帐标志”之之外其它数据项都由键盘输入。外其它数据项都由键盘输入。 “ “”和和“”相关信息只需输入相关信息只需输入相应编码，与相应编码，与“供应商供应商”相应的相应的“供应商名供应商名称称”，与，与“原料原料”相应的相应的“原料名称原料名称”、“规格规格”分别从供应商编码库和原料编码库分别从供应商编码库和原料编码库中自动填入。中自动填入。（3 3）校验方式）校验方式 数据项数据项“”、“”、“”需全部输入。输入后由计算机计算需全部输入。输入后由计算机计算“”并与所输入的并与所输入的“”值进行比较，值进行比较，若二者相等则校验通过，否则给出警告信若二者相等则校验通过，否则给出警告

53、信息，由操作者进行修改、确认。息，由操作者进行修改、确认。（二） 输出设计输出设计与输入设计类似，需要给出输出的方式和用户界面的内容，如显示输出的屏幕格式、打印输出的格式，每个显示、打印项目的类型、长度。输出设计时，也要注意在整个系统中统一设计风格。 例如对个体数据类（如入库单）例如对个体数据类（如入库单）查询功能模块的实现和输出方式、用查询功能模块的实现和输出方式、用户界面可要求所有设计人员遵照后面户界面可要求所有设计人员遵照后面的两个框架进行。的两个框架进行。输出设计要统一风格多记录数据（主要数据项）显示区（每行显示一个查询对象）数据查询功能的“过滤检索界面”的统一格式查询结果（全部数据项

54、）显示区（每屏显示一个查询对象的全部数据项）数据查询功能的“查询结果显示界面”的统一格式例例14 14 某企业管理信息系统功能模块某企业管理信息系统功能模块 “ “原料入库单查询原料入库单查询”的输出设的输出设计。计。（1 1） “ “入库单查询入库单查询”模块用户界面（一）模块用户界面（一）查询时间段:N(4)N(4)年年N(2)N(2)月月N(2)N(2)日日N(4)N(4)年年N(2)N(2)月月N(2)N(2)日日入库单号原料(1)入库日期.计帐标志原料(5)入库单号:N(8)供应商编码:C(6)入库日期:N(4)N(4)年年N(2)N(2)月月N(2)N(2)日日供应商名称:C(30

55、)原料编码规格原料名称数量单价金额库管员编码：财务记帐标志：“入库单查询入库单查询”模块用户界面（二）模块用户界面（二）操作人员输入查询检索条件后，计算机操作人员输入查询检索条件后，计算机把满足检索条件的所有入库单的主要数把满足检索条件的所有入库单的主要数据项以每行一个入库单的形式显示在据项以每行一个入库单的形式显示在检检索屏索屏的数据显示区。的数据显示区。操作人员从检索结果中找到具体要查询操作人员从检索结果中找到具体要查询的入库单后，按回车键或通过鼠标双击的入库单后，按回车键或通过鼠标双击显示选中的入库单的全部信息（显示选中的入库单的全部信息（结果显结果显示屏示屏）。（2 2）“入库单查询入

56、库单查询”模块的运行过程模块的运行过程小结(1) 系统设计通过给出新系统物理模型的方式，描述如何实现在系统分析中规定的系统功能，即描述新系统 “如何做？”。 管理信息系统设计的内容、实现步骤及为完成系统设计工作需要掌握的方法、设计和描述工具。（一）系统设计阶段的任务管理信息系统设计阶段遵循自顶向下的设计原则，首先进行总体设计，逐层深入，直至完成系统每一模块的详细设计和描述工作。（1）总体设计（或概要设计）（2）详细设计小结(2)（1）总体设计设计新系统的硬件结构及系统软件结构。根据选定的硬件平台及系统软件的特点，设计新系统的数据处理流程及数据类。由新系统的数据处理流程确定新系统的应用软件结构。

57、依据数据类完成新系统的数据库设计及共享编码的设计。小结(3)（2）详细设计详细设计的对象为构成系统的每一个功能模块，其主要工作为：功能模块的处理过程设计。功能模块的输入、输出设计。小结(4)依据管理信息系统的数据处理流程中的数据存储要求及数据类的结构，设计对数据类用给定的数据模型进行存储时的数据结构。 数据库设计的技术基础 数据库设计的具体步骤小结(5) 小结(6)数据库设计的技术基础 (1)数据管理的发展过程 (2)数据库设计的基本概念 (3)关系模型的规范化理论如何设计数据库？小结(7)(1)数据管理的发展过程人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段 数据管理的人工管理阶段应用程序 1数据

58、1应用程序 2数据 2应用程序 m数据 m小结(8) 应用程序和数据不可分割 不同的应用之间不能实现数据共享 数据管理的文件系统阶段小结(9) 应用程序和数据间具备了一定的独立性 可实现数据共享应用程序 1数据 1应用程序 2数据 2应用程序 m数据 n操作系统 数据管理的数据库系统阶段小结(10)数据的组织不仅是简单的数据存储，而且可以通过数据模型反映出数据之间的联系应用程序 1应用程序 2数据库应用程序 mDBMS小结(11)(2)(2)的基本概念现实世界现实世界客观事物及其联系客观事物及其联系观念世界观念世界概念模型概念模型数据世界数据世界数据模型数据模型计算机世界计算机世界文件文件需求

59、分析需求分析概念设计概念设计逻辑设计逻辑设计物理设计物理设计概念模型描述客观事物内部特性以及客观事物之间的本质联系。概念模型常用的表示方法是实体-联系模型（ E-R模型）。该模型涉及实体、属性和联系三个概念。实体之间的联系有三中形式：一对一联系、一对多联系、多对多联系 概念模型小结(12)数据模型描述数据库中数据的逻辑结构。数据库管理系统支持的数据模型有如下三种： 层次模型 网状模型 关系模型 数据模型小结(13)数据模型之一：层次模型用树型结构表示实体集之间的联系。系号 系名 系主任班号 班名教师号 姓名 职称教师号学号 姓名 性别 年龄辅导员号姓名小结(14)系班教师学生辅导员小结(15)

60、用网状结构表示实体及实体之间联系的数据模型称为网状模型。学生-选课课程号教师-开课班号 班名学号 姓名 性别 年龄教师号 姓名 职称教师号课程名数据模型之二：小结(16)学生-选课教师-开课班学生教师课程小结(17)关系模型建立在严格的数学理论基础上，可以通过统一的结构关系（二维表）来表示实体以及实体之间的联系。数据模型之三：小结(18)供应商编码 合同号 物资编码 数量金额02001Xt0001 0101003 1,000800关系名称：定货关系名称：定货用二维表（关系）描述和组织数据，符合人类思维习惯。有严格的数学理论支持，可以对数据模型（关系）的优劣进行评价。基于关系模型的规范化理论可以

61、对数据模型（关系）进行优化。小结(19)关系：一个关系对应于一张二维表。元组：表中的一行称为一个元组。属性：表中的一列称为一个属性。 域：属性的取值范围。分量：元组中的一个属性值。主码：表中的某个属性组，它能够唯一地标识（确定）一个元组。小结(20)对关系的描述，用表式结构或下面的形式表示： 关系名（属性1，属性2，属性n） 关系名=属性1+属性2+属性n小结(21)由E-R模型到关系模型的转换规则： E-R模型中的每一个实体集对应一个关系，实体集名作为关系名，实体集的属性作为该关系的属性。 E-R模型中的联系也对应于一个关系，该联系的属性及与该联系相连的各实体集的主码作为该关系的属性。小结(

62、22)如通过E-R图转换数据类的数据字典原始报表、凭据关系模型小结(23)(3)关系模型的规范化理论 规范化理论是 E.F.Codd 在1971年提出的，研究关系模型中各属性之间的关系，探讨关系模型应具备的性质和设计方法。优化后的关系模型（数据库设计结果）规范化理论初步得到的关系模型小结(24)数据库设计要求表式结构1NF2NF3NF更高层范式 规范化体系用范式(Normal Form，NF) 评价关系模型的规范化程度。最低要求小结(25)第一范式的关系应满足的基本条件是元组中每个分量都必须是不可分割的数据项。小结(26)第二范式的条件是指在满足第一范式条件的基础上，进一步要求关系的所有非主属

63、性完全依赖于其主码。小结(27) 插入异常插入异常 删除异常删除异常 数据冗余数据冗余小结(28)第三范式的条件是指在满足第二范式条件的基础上，进一步要求关系的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主属性。 小结(29)初步得到的关系模型满足第三范式的关系模型规范化理论小结(30)（4） 数据库设计的具体步骤数据库设计的具体步骤Step1.Step1. 确定需要规范化的数据类及内容确定需要规范化的数据类及内容。Step2.Step2. 确定每个数据类需要存储的内容确定每个数据类需要存储的内容。Step3.Step3. 列出各数据类的列出各数据类的1NF1NF关系模式。关系模式。Step4. Ste

64、p4. 对对 Step3Step3 得到的得到的1NF1NF关系进行规范关系进行规范 化，得到化，得到3NF3NF关系。关系。Step5.Step5. 对对 Step4 Step4 得到的得到的3NF3NF关系，进行归关系，进行归 纳与合并，得到最后的数据库设计纳与合并，得到最后的数据库设计 结果结果( (满足底三范式条件的关系满足底三范式条件的关系) )。小结(31)编码设计的工作是完成对数据类中的关键字段的码结构设计并形成编码类数据库。（1） 编码要求（2） 编码方式（3） 编码的设计和使用小结(32) 唯一性唯一性 规范性规范性 可识别性可识别性 可扩展性可扩展性小结(33) 数字顺序编

65、码 数字分组顺序编码 字符编码 组合编码小结(34) 设计时：分段设计使用时：用户标携带 + 前台输入+ 后台组合小结(35)（七）功能模块处理过程设计（七）功能模块处理过程设计功能模块处理过程的设计和描述可以采用程序框图或过程描述语言（Procedure Description LanguagePDL）两种描述工具实现，但用PDL语言较程序框图更灵活、方便。 小结(36) PDL语言的关键字及语法规则： PROCEDURE 模块名 (指明模块名称) IF-ELSE-ENDIF (简单分支结构) DO CASE-ENDCASE (多重分支结构) DO WHILE-ENDDO (条件循环结构)小结(37) 输入、输出设计输入、输出设计（1） 输入设计（2） 输出设计小结(38) 依据功能模块的具体要求给出： 数据输入方式 用户界面 输入数据的校验方式小结(39)在输入设计中需要考虑采用具体的检测方式对数据输入的正确性进行校验。 二次输入校验法 静态校验法 平衡校验法 文件查询校验法 界限校验法 数据格式校验法 使用校验码小结(40)输出设计与输入设计类似，需要给出输出的方式和用户界面的内容。小结(41)