管理信息系統(tǒng)教程—管理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)設計

《管理信息系統(tǒng)教程—管理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《管理信息系統(tǒng)教程—管理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)設計（164頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第七章 管理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)設計7.1 7.1 系統(tǒng)設計的任務系統(tǒng)設計的任務7.2 7.2 代碼設計代碼設計7.3 7.3 功能結(jié)構(gòu)圖設計功能結(jié)構(gòu)圖設計7.4 7.4 信息系統(tǒng)流程圖設計信息系統(tǒng)流程圖設計7.5 7.5 系統(tǒng)物理配置方案設計系統(tǒng)物理配置方案設計7.6 7.6 輸出設計輸出設計7.7 7.7 輸入設計輸入設計7.8 7.8 數(shù)據(jù)存儲設計數(shù)據(jù)存儲設計7.9 7.9 處理流程圖設計處理流程圖設計7.10 7.10 制定設計規(guī)范制定設計規(guī)范7.11 7.11 編寫程序設計說明書和系統(tǒng)設計報告編寫程序設計說明書和系統(tǒng)設計報告n本章教學目的要求本章教學目的要求 掌握掌握系統(tǒng)設計的基本知識系

2、統(tǒng)設計的基本知識, ,了解了解系統(tǒng)設系統(tǒng)設計的全過程，計的全過程，掌握掌握系統(tǒng)設計報告編寫方法系統(tǒng)設計報告編寫方法。n本章教學重點本章教學重點 系統(tǒng)設計的任務和原則；系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)設計的任務和原則；系統(tǒng)輸入輸出設計及屏幕設計的基本原則；系統(tǒng)設計報告設計及屏幕設計的基本原則；系統(tǒng)設計報告編寫方法。編寫方法。詳細詳細設計設計提出提出要求要求可行性可行性研究研究系統(tǒng)系統(tǒng)評價評價系統(tǒng)系統(tǒng)維護維護驗收驗收編程編程調(diào)試調(diào)試系統(tǒng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換詳細詳細調(diào)查調(diào)查初步初步調(diào)查調(diào)查邏輯邏輯設計設計開發(fā)方開發(fā)方案選擇案選擇審批審批審查審查審查審查總體總體設計設計系統(tǒng)規(guī)劃系統(tǒng)規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計系統(tǒng)實施

3、系統(tǒng)實施系統(tǒng)運行系統(tǒng)運行 和維護和維護第一節(jié)第一節(jié) 系統(tǒng)設計的主要工作系統(tǒng)設計的主要工作 系統(tǒng)設計的任務：系統(tǒng)設計的任務：在系統(tǒng)分析提出的邏輯模型的基礎上，科學合理地進行物理模型的設計，即建立系統(tǒng)的物理模型 【系統(tǒng)模型分為邏輯模型和物理模型。邏輯模【系統(tǒng)模型分為邏輯模型和物理模型。邏輯模型主要確定系統(tǒng)做什么，而物理模型則主要解決怎樣型主要確定系統(tǒng)做什么，而物理模型則主要解決怎樣做的問題，前者是系統(tǒng)分析的主要任務，后者是系統(tǒng)做的問題，前者是系統(tǒng)分析的主要任務，后者是系統(tǒng)設計的主要任務。系統(tǒng)設計的依據(jù)就是系統(tǒng)分析階段設計的主要任務。系統(tǒng)設計的依據(jù)就是系統(tǒng)分析階段所得到的數(shù)據(jù)流程圖和數(shù)據(jù)字典】所得到

4、的數(shù)據(jù)流程圖和數(shù)據(jù)字典】 邏輯模型邏輯模型物理模型物理模型做什么做什么如何做如何做科學合理地提出科學合理地提出從具體到抽象從具體到抽象從抽象又回到具體從抽象又回到具體系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計 一、系統(tǒng)設計的主要工作一、系統(tǒng)設計的主要工作 主要內(nèi)容主要內(nèi)容系統(tǒng)詳系統(tǒng)詳細設計細設計系統(tǒng)總系統(tǒng)總體設計體設計系統(tǒng)設系統(tǒng)設計報告計報告 1、系統(tǒng)總體設計、系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)總體設計的內(nèi)容系統(tǒng)總體設計的內(nèi)容系統(tǒng)的組成部分，即有哪些模塊組成系統(tǒng)的層次及調(diào)用關系模塊的處理功能模塊之間的接口，即模塊間傳遞的數(shù)據(jù) 主要包括信息系統(tǒng)流程圖設計、功能結(jié)構(gòu)圖設計和功能模塊圖設計（指系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)的設計）（指系統(tǒng)總

5、體功能結(jié)構(gòu)的設計） 讓系統(tǒng)建設者了解要解決用戶的問題所需要的硬件和系統(tǒng)。主要描述系統(tǒng)的硬件配置、人機界面、輸入和輸出、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)等。2、系統(tǒng)詳細設計、系統(tǒng)詳細設計系統(tǒng)詳細設計的內(nèi)容系統(tǒng)詳細設計的內(nèi)容 代碼設計和設計規(guī)范的制定（是設計人員共同遵守（是設計人員共同遵守的設計標準）的設計標準） 系統(tǒng)物理配置方案設計：包括設備配置、通信網(wǎng)絡的選擇和設計以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的選擇等（系統(tǒng)運行環(huán)境）（系統(tǒng)運行環(huán)境） 數(shù)據(jù)存儲設計：包括數(shù)據(jù)庫的設計、數(shù)據(jù)庫的安全保密設計等 計算機處理過程設計：輸入、輸出、處理流程圖設計及編寫程序設計說明書等系統(tǒng)設系統(tǒng)設計目標計目標可靠性原則可靠性原則靈活性原則靈活性

6、原則經(jīng)濟性原則經(jīng)濟性原則 通常，可以采用以下設計目標來評價一個設計方案的優(yōu)劣：系統(tǒng)性原則系統(tǒng)性原則 二、系統(tǒng)設計中應遵循的原則二、系統(tǒng)設計中應遵循的原則第二節(jié)第二節(jié) 代碼設計代碼設計 n我們身邊常用到的代碼：學號身份證號碼借書證編號手機號碼。 編碼（代碼）是信息系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎和前提，也是信息系統(tǒng)設計的有機組成部分。合理的編碼結(jié)構(gòu)合理的編碼結(jié)構(gòu)是信息系統(tǒng)是否具有生命力的一個重要因素是信息系統(tǒng)是否具有生命力的一個重要因素。 代碼的定義：代碼的定義： 代碼是代表事物名稱、屬性、狀態(tài)等的符號，為了便于計算機處理，一般用數(shù)字、字母或它們的組合來表示。 代碼設計往往是系統(tǒng)設計的第一個步驟，有了代碼設計往往

7、是系統(tǒng)設計的第一個步驟，有了良好的代碼設計，才能保證整個系統(tǒng)設計的一致性，良好的代碼設計，才能保證整個系統(tǒng)設計的一致性，是系統(tǒng)設計的共同指南。是系統(tǒng)設計的共同指南。一、代碼的功能一、代碼的功能（代碼的作用）（代碼的作用） 它為事物提供一個概要而不含糊的認定，便于數(shù)它為事物提供一個概要而不含糊的認定，便于數(shù)據(jù)的存儲和檢索據(jù)的存儲和檢索：代碼縮短了事物的名稱，節(jié)省了時間和空間（如數(shù)據(jù)流程圖中，用（如數(shù)據(jù)流程圖中，用F F表示數(shù)據(jù)流；表示數(shù)據(jù)流；D D表示數(shù)據(jù)存儲。表示數(shù)據(jù)存儲。P P表示處理過程）表示處理過程） 使用代碼可以提高處理的效率和精度使用代碼可以提高處理的效率和精度：按代碼進行排序或按某

8、種規(guī)定算法進行統(tǒng)計分析，可以十分迅速（如按學號排序）（如按學號排序） 代碼提高了數(shù)據(jù)的全局一致性代碼提高了數(shù)據(jù)的全局一致性（共享性）（共享性）：同一事物在不同場合有不同的叫法，可以通過編碼統(tǒng)一起來，減少了因數(shù)據(jù)不 一致而造成的錯誤（如同一個項目（如同一個項目P P，有的部門叫項目、有的叫課題、有的叫工程）有的部門叫項目、有的叫課題、有的叫工程） 代碼是人和計算機的共同語言代碼是人和計算機的共同語言：是兩者交換信息的工具（如（如00370037、00810081等）等） 代碼設計在系統(tǒng)分析階段就應當開始代碼設計在系統(tǒng)分析階段就應當開始。由于代碼的編制需要仔細調(diào)查和多方協(xié)調(diào)，在系統(tǒng)設計階段才能最后

9、確定。 二、代碼的設計二、代碼的設計 合理的編碼結(jié)構(gòu)是信息處理系統(tǒng)是否具有生命力的一個重要因素，在編碼設計時，應遵循以下原則：設計的代碼在邏輯上必須能滿足用戶的需要，在設計的代碼在邏輯上必須能滿足用戶的需要，在結(jié)構(gòu)上應當與處理的方法相一致結(jié)構(gòu)上應當與處理的方法相一致：（通過學號就（通過學號就可以了解學生所在的系以及所學的專業(yè)）可以了解學生所在的系以及所學的專業(yè)） 一個代碼應惟一標志它所代表的事物或?qū)傩砸粋€代碼應惟一標志它所代表的事物或?qū)傩裕海ㄈ鐚W號）（如學號） 代碼設計時，要預留足夠的位置，以適應不斷變化代碼設計時，要預留足夠的位置，以適應不斷變化的需要的需要：在短時間內(nèi)，隨便改變編碼結(jié)構(gòu)對設

10、計工作來說是一種嚴重浪費（如身份證號碼的更換）（如身份證號碼的更換） 代碼要系統(tǒng)化，代碼的編制應盡量標準化代碼要系統(tǒng)化，代碼的編制應盡量標準化：盡量使代碼結(jié)構(gòu)對事物的表示具有實際意義（如用（如用NameName表表示姓名就比用示姓名就比用N N表示姓名更清晰）表示姓名更清晰） 要注意避免引起誤解，不要使用易于混淆的字符要注意避免引起誤解，不要使用易于混淆的字符：如0、z、I、S、V與0、2、1、5、U易混要注意盡量采用不易出錯的代碼結(jié)構(gòu)要注意盡量采用不易出錯的代碼結(jié)構(gòu)：例如WW2就比W2W發(fā)生錯誤的機會要少一些；當代碼長于當代碼長于4 4個字母或個字母或5 5個數(shù)字字符時，應分成小段個數(shù)字字符

11、時，應分成小段（比如電話號碼：（比如電話號碼：0086-023-686683340086-023-68668334）若已知碼的位數(shù)為P，每一位上可用字符數(shù)為Si，則可以組成碼的總數(shù)為： C=S1*S2*Sp 例如，對每位字符為09的三位碼，共可組成： C1010101000種碼。 三、代碼的種類三、代碼的種類代碼的種類代碼的種類順序碼順序碼區(qū)間碼區(qū)間碼助憶碼助憶碼 順序碼是一種最簡單、最常用的代碼。這種代碼這種代碼是將順序的自然數(shù)或字母賦予分類對象是將順序的自然數(shù)或字母賦予分類對象。例如,用1 代表廠長，2代表科長，3代表科員，4代表生產(chǎn)工人等。超市里收銀小票的流水號1、順序碼、順序碼n優(yōu)點：

12、優(yōu)點：短而簡單，易于管理 n缺點缺點：代碼本身沒有給出對象的任何其它信息（沒有（沒有邏輯基礎）邏輯基礎）新加的代碼只能列在最后，刪除則造成空碼（如政府的車牌號碼：渝（如政府的車牌號碼：渝AA0001AA0001）n通常，順序碼作為其他碼分類中細分類的一種補順序碼作為其他碼分類中細分類的一種補充手段。充手段。2、區(qū)間碼、區(qū)間碼區(qū)間碼的定義： 把數(shù)據(jù)項分成若干組，每一區(qū)間代表一個組，碼中數(shù)字的值和位置都代表一定意義。典型的例子是郵政編碼、電話號碼等。我國公民身份證代碼的含義我國公民身份證代碼的含義區(qū)間碼的優(yōu)點：區(qū)間碼的優(yōu)點：信息處理比較可靠，排序、分類、檢索等操作易于進行區(qū)間碼的缺點：區(qū)間碼的缺點

13、：碼的長度與它分類屬性的數(shù)量有關，有時可能造成很長的碼，加重計算機處理的負擔在許多情況下，碼有多余的數(shù)碼的維護比較困難 助憶碼用文字、數(shù)字或文字數(shù)字結(jié)合起來描述，其特點是，可以通過聯(lián)想幫助記憶。例如，用TV-B-12代表12英時黑白電視機，用TV-C-20代表20英時彩色電視機（是一類特殊的區(qū)間碼）（是一類特殊的區(qū)間碼） 助憶碼適用于數(shù)據(jù)項數(shù)目較少的情況(一般少于50個)，否則可能引起聯(lián)想出錯。此外，太長的助憶碼占用計算機容量大多，也不宜采用。 3、助憶碼、助憶碼 例：員工代碼設計例：員工代碼設計: : 一般員工編號能直接反映出該員工所在的部門，因此系統(tǒng)員工編號設計成“部門+編號”的形式，這里

14、的部門使用部門編號，而后面的編號是指該名員工在所屬部門的編號。例如員工編號10001，則10代表其所在的部門：財務部，而001是其員工本身的編號。具體設計如下圖所示： 四、代碼結(jié)構(gòu)中的校驗位四、代碼結(jié)構(gòu)中的校驗位 編碼作為計算機的重要輸入內(nèi)容之一，其正確性直接影響到整個處理工作的質(zhì)量（如產(chǎn)品價格的錯誤（如產(chǎn)品價格的錯誤輸入）輸入） 由于人們抄寫代碼和將它通過人手輸入計算機時發(fā)生錯誤難以避免，為了保證正確輸入，有意識地在編碼設計結(jié)構(gòu)中原有代碼的基礎上，另外加上一個校驗位，由它來證實輸入是否有錯（數(shù)據(jù)加密中的數(shù)字（數(shù)據(jù)加密中的數(shù)字簽名技術也是編碼校驗的一種應用）簽名技術也是編碼校驗的一種應用） 抄

15、寫錯誤抄寫錯誤易位錯誤易位錯誤隔位易位錯誤隔位易位錯誤如何解決，如何保證代碼的正確如何解決，如何保證代碼的正確性？性？代碼錄入時出現(xiàn)錯誤的類型代碼錄入時出現(xiàn)錯誤的類型 在設計好的代碼（代碼本體）后，再增加一位，作為代碼的組成部分。增加的這一位，即為校驗位。避免代碼錄入出現(xiàn)錯誤的辦法避免代碼錄入出現(xiàn)錯誤的辦法校驗位校驗位代碼本體代碼本體 校驗位是根據(jù)事先規(guī)定好的數(shù)學方法及代碼本體計算出來的。代碼的校驗方法代碼的校驗方法開始YESNO計算校驗位計算校驗位計算的校驗位與錄入的校驗位是否相同結(jié)束錄入包括校驗位在內(nèi)的完整代碼以算術級數(shù)作為代碼本體的權數(shù)以算術級數(shù)作為代碼本體的權數(shù)12345代碼本體代碼本

16、體65432權數(shù)權數(shù)= 1625344352= 50 =iipcS1、算術級數(shù)法、算術級數(shù)法611mod50mod=MSR校驗位校驗位代碼本體代碼本體問題：如將數(shù)據(jù)錯誤輸入為21345，校驗碼能檢查出來此錯誤嗎？ 如何確定權的大小有一定的法則，不能隨意安排，如何確定權的大小有一定的法則，不能隨意安排，否則錯誤的數(shù)據(jù)輸入經(jīng)加權后，會得到正確的校驗碼，否則錯誤的數(shù)據(jù)輸入經(jīng)加權后，會得到正確的校驗碼，從而無法識別出錯數(shù)據(jù)。從而無法識別出錯數(shù)據(jù)。 原代碼 l 2 3 4 5 各乘以權 32 16 8 4 2 乘積之和 32十32十24十16十10114 以11為模去除乘積之和，把得出的余數(shù)作為校驗碼：

17、 11411104 因此設計輸入代碼為：123454。 2、幾何級數(shù)法、幾何級數(shù)法 原代碼 1 2 3 4 5 各乘以權 17 13 7 5 3 乘積之和 17十26十21十20十15=99 以11為模去除乘積之和，把得出余數(shù)作為校驗碼： 991190 因此設計輸入代碼為：123450 注意，以11為模時，若余數(shù)是10，則按0處理。 3、質(zhì)數(shù)法、質(zhì)數(shù)法 舉例：產(chǎn)品庫存表中的舉例：產(chǎn)品庫存表中的MacMac碼校驗碼校驗 在系統(tǒng)中，對入庫單、出庫單等數(shù)據(jù)設置MAC碼，MAC碼以單據(jù)中的關鍵數(shù)據(jù)為參數(shù)，經(jīng)過一個MAC碼計算函數(shù)經(jīng)過加密計算產(chǎn)生。在進行數(shù)據(jù)校驗時，通過這些表中的關鍵數(shù)據(jù)計算其MAC碼，

18、看其是否與數(shù)據(jù)庫中對應的MAC碼相附，如果不相附則說明該條數(shù)據(jù)已經(jīng)被惡意修改過，通過數(shù)據(jù)校驗，可以告訴用戶那些數(shù)據(jù)被惡意修改過了。 通過這一功能，用戶可以及時方便的了解到有那些數(shù)據(jù)被惡意修改過，并針對這一情況作出響應的處理，以防止這種情況的再次發(fā)生，影響數(shù)據(jù)統(tǒng)計的真實性以及系統(tǒng)的正常使用。 數(shù)據(jù)輸入時產(chǎn)生校驗碼，輸出時重新計算校驗碼數(shù)據(jù)輸入時產(chǎn)生校驗碼，輸出時重新計算校驗碼并與原始校驗碼進行比較，以判斷數(shù)據(jù)是否被修改。并與原始校驗碼進行比較，以判斷數(shù)據(jù)是否被修改。第三節(jié)第三節(jié) 功能結(jié)構(gòu)圖設計功能結(jié)構(gòu)圖設計 一相關概念一相關概念 功能結(jié)構(gòu)圖：功能結(jié)構(gòu)圖：就是按功能從屬關系畫成的圖表，圖中每一個框

19、稱為一個功能模塊（它是在系統(tǒng)分析（它是在系統(tǒng)分析階段管理功能調(diào)查基礎上設計完成的，表示開發(fā)的階段管理功能調(diào)查基礎上設計完成的，表示開發(fā)的新新MISMIS系統(tǒng)必須具備的功能系統(tǒng)必須具備的功能） 相關概念 模塊：模塊：模塊是數(shù)據(jù)說明、可執(zhí)行語句等程序元素的集合，它是指單獨命名的，可通過名字來訪問的過程、函數(shù)、子程序或宏調(diào)用（如打印輸出模塊）。 模塊化模塊化：就是將程序劃分成若干個模塊，每個模塊完成一個子功能，把這些模塊匯總起來構(gòu)成一個整體，可以完成所要求的整個系統(tǒng)的功能。模塊化的根據(jù)就是把復雜的問題分解成許多容易解決的小問題，這些小問題將更有利于原有問題的解決。 模塊獨立性：模塊獨立性：通過制定具

20、有單一功能并且和其他模塊沒有過多聯(lián)系的模塊來實現(xiàn)的，即每個模塊只涉及該軟件要求的一個具體子功能，而且與軟件結(jié)構(gòu)的其他部分的接口是簡單的。 模塊獨立性可用兩個定性指標來度量：內(nèi)聚與耦合 1 1、模塊耦合模塊耦合：耦合是用來度量不同模塊之間相互連接的緊密程度，耦合的強度取決于模塊間接口的復雜程度，模塊耦合程度越低越好，也易于理解和維護。 2 2、模塊的內(nèi)聚、模塊的內(nèi)聚（緊湊性）緊湊性）：模塊的內(nèi)聚是度量一個模塊內(nèi)部各個元素彼此聯(lián)系的緊密程度，模塊的內(nèi)聚程度越高越好。即模塊各個組成部分都是彼此密切相關的，是為了一個共同的功能而組合在一起的。 二模塊設計的準則二模塊設計的準則 1 1、提高模塊獨立性：

21、、提高模塊獨立性：通過模塊分解或合并，力求降低耦合度，提高內(nèi)聚性，改善模塊的獨立性； 2 2、模塊規(guī)模適度：、模塊規(guī)模適度：模塊的規(guī)模不應過大，否則模塊的可理解性迅速下降；而模塊過小會導致模塊數(shù)目過多，系統(tǒng)接口復雜，往往造成開銷大于有效操作（模塊大小沒有（模塊大小沒有最好的標準）最好的標準） 3 3、模塊的作用域應保持在該控制域范圍之內(nèi)：、模塊的作用域應保持在該控制域范圍之內(nèi)：最好局限于做出判定的那個模塊本身及它的直屬下級模塊（模塊（模塊只能調(diào)用其下層的子模塊）只能調(diào)用其下層的子模塊） 4 4、降低模塊接口的復雜性：、降低模塊接口的復雜性：軟件發(fā)生錯誤的一個主要原因就是模塊接口太復雜，應該仔細

22、設計模塊接口，使信息傳遞簡單并且和模塊的功能一致（模塊獨立性的要求）模塊獨立性的要求） 5 5、設計成單入口、單出口的模塊，避免病態(tài)、設計成單入口、單出口的模塊，避免病態(tài)連接：連接：如果模塊都是從頂部入口，從底部出口的話，這樣的軟件也更易于理解和易于維護；（如不能使（如不能使用用GOTOGOTO語句）語句） 功能結(jié)構(gòu)圖中各層功能模塊與新的信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流程圖中的處理(功能)是對應的（如（如P114P114圖圖6.86.8的功能結(jié)構(gòu)圖設計中的功能結(jié)構(gòu)圖設計中就應包括以下功能模塊：判斷定貨處理方式模塊、開發(fā)貨票處就應包括以下功能模塊：判斷定貨處理方式模塊、開發(fā)貨票處理模塊、開付款通知單處理模塊）理

23、模塊、開付款通知單處理模塊）第四節(jié)第四節(jié) 信息系統(tǒng)流程圖設計信息系統(tǒng)流程圖設計（簡單了解）（簡單了解） 功能結(jié)構(gòu)圖主要從功能的角度描述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，但并未表達各功能之間的數(shù)據(jù)傳送關系數(shù)據(jù)傳送關系。 信息系統(tǒng)流程圖：信息系統(tǒng)流程圖：是用來描述模塊間數(shù)據(jù)聯(lián)系的工具，信息系統(tǒng)流程圖是以新系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖為基礎繪制的，它它以數(shù)據(jù)流程圖中的處理過程為以數(shù)據(jù)流程圖中的處理過程為中心來進行設計中心來進行設計。 可按下述思路來繪制信息系統(tǒng)流程圖： 1首先為數(shù)據(jù)流程圖中的處理功能畫出數(shù)據(jù)關系圖，它反映了數(shù)據(jù)之間的關系，即輸入數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和輸出信息之間的關系； 2把各個處理功能的數(shù)據(jù)關系圖綜合起來，形成整個系統(tǒng)

24、的數(shù)據(jù)關系圖，即信息系統(tǒng)流程圖。 從數(shù)據(jù)流程圖到信息系統(tǒng)流程圖并非單純的符號改換，信息系統(tǒng)流程圖表示的是計算機的處理流程，而并不像數(shù)據(jù)流程圖那樣還反映了人工操作那一部并不像數(shù)據(jù)流程圖那樣還反映了人工操作那一部分分。因此繪制信息系統(tǒng)流程圖的前提是已經(jīng)確定了系統(tǒng)的邊界、人一機接口和數(shù)據(jù)處理方式。 圖7.5是工資管理子系統(tǒng)的信息系統(tǒng)流程圖（其數(shù)據(jù)流程圖（其數(shù)據(jù)流程圖見見P128P128的圖的圖6.126.12，詳細分析），詳細分析）。由圖可知該子系統(tǒng)由主文件更新模塊、建立扣款文件模塊和計算打印模塊三部分組成。第五節(jié)第五節(jié) 系統(tǒng)物理配置方案設計系統(tǒng)物理配置方案設計 系統(tǒng)物理配置方案是指信息系統(tǒng)運行所依

25、賴的硬件平臺、網(wǎng)絡平臺和軟件平臺硬件平臺、網(wǎng)絡平臺和軟件平臺，因此其設計就是針對新系統(tǒng)的目標，構(gòu)建能夠支持新系統(tǒng)運行的軟硬件環(huán)境，以滿足新系統(tǒng)邏輯模型的功能和技術需求。 隨著信息技術的發(fā)展，各種計算機軟、硬件產(chǎn)品競相投向市場。多種多樣的計算機技術產(chǎn)品為信息系統(tǒng)的建設提供了極大的靈活性，使我們可以根據(jù)應用的需要選用不同生產(chǎn)者的性能各異的軟、硬件產(chǎn)品，但同時也給系統(tǒng)設計工作帶來了新的困難，那就是如何從眾多廠家的產(chǎn)品中作出最明智的選擇。 一、設計依據(jù)一、設計依據(jù) 系統(tǒng)的吞吐量：系統(tǒng)的吞吐量：每秒鐘執(zhí)行的作業(yè)數(shù)稱為系統(tǒng)的吞吐量，系統(tǒng)的吞吐量越大，則系統(tǒng)的處理能力就越強（如文字（如文字處理和三維圖象處理

26、選用的計算機就一定不同）處理和三維圖象處理選用的計算機就一定不同） 系統(tǒng)的響應時間：系統(tǒng)的響應時間：從用戶向系統(tǒng)發(fā)出一個作業(yè)請求開始，到給出應答結(jié)果的時間稱為系統(tǒng)的響應時間（系統(tǒng)響應（系統(tǒng)響應時間與用戶心理）時間與用戶心理） 系統(tǒng)的可靠性：系統(tǒng)的可靠性：系統(tǒng)的可靠性可以用連續(xù)工作時間表示（如銀行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、航天飛機自動控制系統(tǒng)等）（如銀行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、航天飛機自動控制系統(tǒng)等） 系統(tǒng)的處理方式系統(tǒng)的處理方式：集中式主機系統(tǒng)；分布式微機網(wǎng)絡 地域范圍：地域范圍：根據(jù)系統(tǒng)覆蓋的范圍決定采用廣域網(wǎng)還是局域網(wǎng)（局域網(wǎng)的范圍不能超過（局域網(wǎng)的范圍不能超過1010公里）公里） 數(shù)據(jù)管理方式：數(shù)據(jù)管理方

27、式：如果數(shù)據(jù)管理方式為文件系統(tǒng)，則操作系統(tǒng)應具備文件管理功能；如果數(shù)據(jù)管理方式為數(shù)據(jù)庫管理方式，系統(tǒng)中應配備相應的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的價格非常高）（大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的價格非常高） 二、計算機硬件選擇二、計算機硬件選擇 （只是設備的選型設計，并不是購買）（只是設備的選型設計，并不是購買）確定系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)確定系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)的處理方式）（數(shù)據(jù)的處理方式）：如果是集中式的處理，可以采用主機一終端系統(tǒng)；若企業(yè)應用是分布式的，則使用微機網(wǎng)絡更為靈活、經(jīng)濟；（微機服務器與小型機服務器的選擇）（微機服務器與小型機服務器的選擇） 軟件對計算機的要求：軟件對計算機的要求：（如三維動畫制作

28、軟件對計（如三維動畫制作軟件對計算機的要求）算機的要求）三、計算機網(wǎng)絡的選擇三、計算機網(wǎng)絡的選擇系統(tǒng)網(wǎng)絡平臺的設計主要包括中、小型機方案與微機網(wǎng)絡方案的選取，網(wǎng)絡互連結(jié)構(gòu)及通信介質(zhì)的選擇，局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的設計，網(wǎng)絡應用模式及網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的選型，網(wǎng)絡協(xié)議的選擇，網(wǎng)絡管理，遠程用戶等工作。有關內(nèi)容請參考計算機網(wǎng)絡的技術書籍。 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)一般有總線型、星型、環(huán)形等。在網(wǎng)絡選擇上應根據(jù)應用系統(tǒng)的地域分布、信息流量進行綜合考慮。（涉及網(wǎng)絡的安全）（涉及網(wǎng)絡的安全）1、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)2、網(wǎng)絡的邏輯設計、網(wǎng)絡的邏輯設計 通常首先按軟件將系統(tǒng)從邏輯上分為各個分系統(tǒng)或子系統(tǒng)，然后按需要配備設備，如

29、主服務器、主交換機、分系統(tǒng)交換機、子系統(tǒng)集線器（HUB）、通訊服務器、路由器和調(diào)制解調(diào)器等，并考慮各設備之間的連接結(jié)構(gòu)。3、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng) 目前，流行的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)有UNIX、Windows NT等。UNIX（歷史最早，是唯一能夠適用于所有應用平臺（歷史最早，是唯一能夠適用于所有應用平臺的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)）；的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)）；Windows NT由于其Windows軟件平臺的集成能力，隨著Windows操作系統(tǒng)的發(fā)展和客戶機/服務器模式（C/S）向瀏覽器/服務器模式（B/S）延伸，無疑是有前途的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。 四、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的選擇四、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的選擇（DBMSDBMS的選擇）的

30、選擇） 管理信息系統(tǒng)都是以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎。一個好的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對管理信息系統(tǒng)的應用有著舉足輕重的重要影響。在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的選擇上，主要考慮：數(shù)據(jù)庫的性能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的安全保密性能數(shù)據(jù)的類型 【市場上流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有：【市場上流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有：0 0racleracle、SybaseSybase、SQLSQL ServerServer、FoxproFoxpro等，各種等，各種DBMSDBMS性能差異很大，價格也性能差異很大，價格也完全不同】完全不同】五、應用軟件的選擇五、應用軟件的選擇 隨著計算機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多商品化應用軟件，這些軟件技術成熟、

31、設計規(guī)范、思想先進，直接應用這些軟件既可以節(jié)省投資，又能夠規(guī)范管理過程、加快系統(tǒng)應用的進度。 （現(xiàn)今的軟件開發(fā)，大都采取購買現(xiàn)有的軟件平臺，（現(xiàn)今的軟件開發(fā)，大都采取購買現(xiàn)有的軟件平臺，根據(jù)具體應用的需要進行二次開發(fā)，很少有一切從頭做根據(jù)具體應用的需要進行二次開發(fā)，很少有一切從頭做起的）起的） 選擇應用軟件的原則：選擇應用軟件的原則：軟件是否能夠滿足用戶的需求軟件是否能夠滿足用戶的需求：（最基本的要求）（最基本的要求）軟件是否具有足夠的靈活性：軟件是否具有足夠的靈活性：應用軟件要有足夠的靈活性，以適應應用環(huán)境變化的需求（容易修（容易修改，系統(tǒng)擴充）改，系統(tǒng)擴充） 軟件是否能夠獲得長期、穩(wěn)定的技

32、術支持軟件是否能夠獲得長期、穩(wěn)定的技術支持：良好良好的售后服務是軟件性能的重要指標之一的售后服務是軟件性能的重要指標之一 例：重慶長安汽車銷售管理系統(tǒng)物理配置方案設計例：重慶長安汽車銷售管理系統(tǒng)物理配置方案設計 硬件環(huán)境設計： 賽揚900以上的計算機處理器，剩余硬盤空間5G以上，內(nèi)存128M以上，配置有CD-ROM，鼠標，屏幕的分辨率為：800*600或以上，建議配置不間斷電源，打印機為Windows2000支持的圖形激光打印機。 軟件環(huán)境設計： 1、Windows 98/2000/XP作為操作系統(tǒng)平臺； 2、MS SQL SERVER 2000作為數(shù)據(jù)庫平臺； 3、PB9.0作為應用系統(tǒng)開發(fā)

33、工具； 4、Microsoft Word作為文檔編輯和閱讀工具。 第六節(jié)第六節(jié) 制訂設計規(guī)范制訂設計規(guī)范 （重點：設計規(guī)范的制訂應該在代碼設計時就進（重點：設計規(guī)范的制訂應該在代碼設計時就進行，而不是所有設計完成后再設計）行，而不是所有設計完成后再設計） 設計規(guī)范是整個系統(tǒng)的“公用標準”，它具體地規(guī)定了文件名和程序名的統(tǒng)一格式、編碼結(jié)構(gòu)、代碼結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一的度量名等。如不統(tǒng)一標準，將來無論在系統(tǒng)的使用、操作方面，或者在管理方面，都會造成極大的混亂（如設計語言（如設計語言不同、數(shù)據(jù)接口不同、程序命名各異等）不同、數(shù)據(jù)接口不同、程序命名各異等）。 （有關設計規(guī)范例子請參考（有關設計規(guī)范例子請參考TOP

34、TOP幼兒園管理系統(tǒng)幼兒園管理系統(tǒng)程程序編碼規(guī)范）序編碼規(guī)范） PBPB開發(fā)標準與命名約定開發(fā)標準與命名約定 在PB代碼開發(fā)中，局部變量不使用作用域限定符，所有的運算符及賦值動詞（）的前后者應加上一個空格，并且函數(shù)的參數(shù)表中的每個變量前面也要加入一個空格。 如：wf_GetAttrib( id, name, date ) 函數(shù)名，事件名或變量名一律用英文書寫，首字母用大寫，單詞之間不用連字符（） 如：wf_RightTrim() 數(shù)據(jù)庫命令（INSERT ， SELECT ）使用全部大寫 單行結(jié)構(gòu)的語句應分解多行： If n_Rows 6 then dw_report.Retrieve() E

35、ndIf 而非 If n_Rows 6 then dw_report.Retrieve() 在函數(shù)或事件代碼中，應加入相應的注釋內(nèi)容與函 數(shù) 頭 （ 事 件 頭 ） 如 下 所 示 ： / 目標：/ 參數(shù)： Ag1/ Ag2/ 返回值： / 以下開始為代碼 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)據(jù)存儲設計數(shù)據(jù)存儲設計 管理信息系統(tǒng)總是基于文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)總是基于文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的，文件是存放系統(tǒng)中要處理的和維護的數(shù)據(jù)的基的，文件是存放系統(tǒng)中要處理的和維護的數(shù)據(jù)的基本方式，既文件是數(shù)據(jù)管理的最基本方式。本方式，既文件是數(shù)據(jù)管理的最基本方式。 一、文件的分類一、文件的分類按文件的存儲介質(zhì)分類：按文件

36、的存儲介質(zhì)分類：紙帶文件、磁盤文件、磁帶文件和打印文件等按文件的信息流向分類按文件的信息流向分類：輸入文件(如卡片文件)、輸出文件(如打印文件)和輸入輸出文件(如磁盤文件)按文件的組織方式分類按文件的組織方式分類：順序文件、索引文件和直接存取文件 按文件的用途分類：按文件的用途分類：（本節(jié)的重點）（本節(jié)的重點） 主文件：主文件：主文件是系統(tǒng)中最重要的共享文件，主要存放具有固定值屬性的數(shù)據(jù)（如職工姓名、職務等數(shù)據(jù)）（如職工姓名、職務等數(shù)據(jù)） 處理文件處理文件：又稱事務文件，是用來存放事務數(shù)據(jù)的臨時文件，包含了對主文件進行更新的全部數(shù)據(jù)，主要存放具有隨機變動屬性的數(shù)據(jù) 工作文件：工作文件：工作文件

37、是處理過程中暫時存放數(shù)據(jù)的文件。如排序過程中建立的排序文件，打印時建立的報表文件等（此類文件用完后，不再保存）（此類文件用完后，不再保存）周轉(zhuǎn)文件：周轉(zhuǎn)文件：周轉(zhuǎn)文件用來存放具有固定個體變動屬性的數(shù)據(jù)。例如，工資子系統(tǒng)中的住戶電費扣款文件(見表7.4)其他文件：其他文件：例如備份文件，檔案文件等。 二、文件的組織方式二、文件的組織方式：（數(shù)據(jù)的物理存儲結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)的物理存儲結(jié)構(gòu)只要求只要求記住概念）記住概念） （一）順序文件：（一）順序文件：即文件中的記錄是按照某些關鍵字排列的文件（即順序表存儲結(jié)構(gòu)）（即順序表存儲結(jié)構(gòu)） 順序文件是根據(jù)記錄的序號或相對位置進行存取的文件組織方式。 其特點是：存取

38、第i個記錄，必先存取前面的i-1個記錄（磁（磁帶文件）帶文件）插入記錄只能加在末尾（由于文件記錄的記錄號插入記錄只能加在末尾（由于文件記錄的記錄號是連續(xù)的，插入記錄的記錄號只能排在最后，如是連續(xù)的，插入記錄的記錄號只能排在最后，如班上新進一個學生的學號）班上新進一個學生的學號） 順序文件的優(yōu)點是：連續(xù)存取，速度快（在磁盤上（在磁盤上連續(xù)讀取數(shù)據(jù)）連續(xù)讀取數(shù)據(jù)） 缺點是：修改和查找麻煩，速度慢。 （二）索引文件：（二）索引文件：為了便于檢索，除文件本身外，另外建一張指示邏輯記錄和物理記錄之間對應關系的索引表，這類包括文件數(shù)據(jù)區(qū)和索引表兩大部分的文件，稱為索引文件（即鏈表存儲結(jié)構(gòu)）（即鏈表存儲結(jié)構(gòu)

39、） 索引表的索引項應當按順序排列，而數(shù)據(jù)文件本身則可以按順序排列，也可不按順序排列（如同根據(jù)學生住宿（如同根據(jù)學生住宿安排表，就能快速準確的找到某個學生一樣）安排表，就能快速準確的找到某個學生一樣） 索引表是由系統(tǒng)程序自定生成的，在輸入記錄建立數(shù)據(jù)的同時建立索引表。 如對應于圖3.7（a）的數(shù)據(jù)文件，其索引表如圖3.7（b），圖3.7（c）為輸入過程中建立的索引表（此例中（此例中關鍵字為關鍵字為“職工號職工號”，它也是職工表的主鍵），它也是職工表的主鍵） 當記錄數(shù)目很多時，索引表也將很大，一個物理塊可能容納不下，查詢索引表時，可能要多次訪問外存物理塊。為了避免這種矛盾，可以為索引表再建一個索引

40、，稱為查找表。 假設圖3.7(b)的索引表需占用三個物理塊，則可建立如表3.2所示的查找表。檢索記錄時，先查找查找表，再查索引表，最后讀取記錄，只需三次訪問外存。 索引文件的優(yōu)點：可以保證記錄地址的唯一性，不產(chǎn)生重號，存取機制也比較簡單。 缺點：索引表本身要占用一定的存儲空間，索引只是一種靜態(tài)索引，各級索引均為線性表結(jié)構(gòu)，特別是當索引表為順序存儲結(jié)構(gòu)時，修改不方便，效率低下（插入與刪除操作復雜保持有序）。 （三）直接存取文件（散列文件）：（三）直接存取文件（散列文件）：其組織方式： 1 1、直接地址法：、直接地址法：即直接把存放某一記錄的地址作為該記錄的鑒別鍵的值。如將圖3.9(a)數(shù)據(jù)文件中

41、的職工號直接換成物理記錄號，就形成了一個直接存取文件。 優(yōu)點：存取機制簡單，使用方便，不會重號 缺點：把記錄的存儲地址作為鑒別鍵，不易記憶。 2 2、雜湊法、雜湊法：是利用一種稱之為雜湊函數(shù)的算法，把鍵號轉(zhuǎn)換為記錄的地址，以達到壓縮存儲空間的目的。 如質(zhì)數(shù)除余算法：DRK=K MOD 11 利用雜湊算法分配地址空間，都可能發(fā)生兩個不同的鍵號經(jīng)過計算得到相同的地址，即出現(xiàn)地址沖突。（如上例中的K=3和K=14時，經(jīng)計算分配的地址相同） 為了解決鍵號在壓縮過程中出現(xiàn)的這種矛盾，可以采用溢流法：既利用主表和溢流表兩個表來存儲記錄的鍵號。（見P66） 優(yōu)點：存取速度快，比較節(jié)約存儲空間 缺點：不易找到

42、一個良好的算法，而且地址碰撞現(xiàn)象發(fā)生過多時，會延長存取時間。 三、文件設計三、文件設計 文件設計的定義：文件設計的定義：就是根據(jù)文件的使用要求、處理方式、存儲量、數(shù)據(jù)的活動性以及硬件設備的條件等，合理地確定文件類別，選擇文件介質(zhì)，決定文件的組織方式和存取方法。 文件設計通常從設計共享文件開始，而文件由記錄組成，所以設計文件主要是設計文件記錄的格式。 表7.6是工資子系統(tǒng)中主文件記錄設計表四、數(shù)據(jù)庫設計的基本知識四、數(shù)據(jù)庫設計的基本知識汽車模型地圖沙盤汽車調(diào)度模型。什么是模什么是模型型? ? 計算機不能直接處理現(xiàn)實世界中的具體事物，所以必須先把具體事物轉(zhuǎn)換為抽象的模型，然后再將其轉(zhuǎn)換為計算機可以

43、處理的數(shù)據(jù)，從而以模擬的方式實現(xiàn)對現(xiàn)實世界事物的處理。為什么要建立為什么要建立數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型? ?（一）概念模型（一）概念模型 概念模型是按用戶的觀點對數(shù)據(jù)和信息建模，反映的是現(xiàn)實世界中的事物及其相互聯(lián)系，與此有關的概念有： 1 1、實體、實體（Entity）：是觀念世界中描述客觀事物的概念。實體可以是人，物或抽象的概念； 2 2、屬性：、屬性：指實體具有的某種特性，屬性用來描述一個實體； 3 3、聯(lián)系、聯(lián)系: :現(xiàn)實世界的事物總是存在著聯(lián)系,這種聯(lián)系必然要在信息世界中得到反映。在信息世界中，事物之間的聯(lián)系可分為兩類: : 實體內(nèi)部的聯(lián)系：（如學生中的領導聯(lián)系）（如學生中的領導聯(lián)系） 實體之

44、間的聯(lián)系：（如教師與學生的聯(lián)系）（如教師與學生的聯(lián)系）實體有個體和總體之分： 個體：如”張三”、”李四”等（是實體的值） 總體：泛指個體組成的集合（是實體的型） 總體又分為： 同質(zhì)總體：如學生實體； 異質(zhì)總體：異質(zhì)總體是由不同性質(zhì)的個體組成的集合,一個異質(zhì)總體可以分解出多個同質(zhì)總體（如學校實（如學校實體由學生和老師構(gòu)成）體由學生和老師構(gòu)成） 數(shù)據(jù)文件描述的是同質(zhì)總體數(shù)據(jù)文件描述的是同質(zhì)總體, ,而數(shù)據(jù)庫描述的是異質(zhì)而數(shù)據(jù)庫描述的是異質(zhì)總體?？傮w。 兩個實體型之間的聯(lián)系可以分為三類: 一對一聯(lián)系一對一聯(lián)系:如果對于A中的一個個體,B中至多有一個個體與其發(fā)生聯(lián)系；反之，B中的一個體至多對應A中一個

45、個體，則稱A與B是一對一聯(lián)系（如男女之間的夫妻關系）（如男女之間的夫妻關系） 一對多聯(lián)系：一對多聯(lián)系：如果對于A中的每一個體，實體B中有一個以上的個體與之發(fā)生聯(lián)系，反之，B中的每一個體至多只能對應于A中的一個個體，則稱A與B是一對多聯(lián)系（如學生與所在（如學生與所在系）系） 多對多聯(lián)系：多對多聯(lián)系：如果A中至少有一個體對應于B中一個以上的個體，反之；B中也至少有一個個體對應于A中一個以上的個體，則稱A與B為多對多聯(lián)系（如學生與課程）（如學生與課程） （二）（二）E-RE-R方法方法 概念模型的最常見的表示方法是實體聯(lián)系方法（簡稱E-R方法）。E-R方法是P.P.S.Chen于1976年提出的，其

46、方法是用E-R來描述某一組織的信息模型。 E-R圖中用矩形矩形表示實體；實體之間的關系用菱形菱形表示；用無向邊把菱形與有關實體連接，在邊上標明聯(lián)系的類型；實體的屬性可用橢圓橢圓表示，并用無向邊把實體與屬性聯(lián)系起來。例1：教學管理中涉及到學生、課程兩個實體，用E-R圖可表示為下圖所示。此E-R圖中實體的相關屬性如下： 學生實體屬性：學號，學生姓名，所屬系，年齡 課程實體屬性：課程號，課程名，先行課程號 選課聯(lián)系的屬性：學號，課程號，成績，學期 例2：建立一個企業(yè)數(shù)據(jù)庫，其中涉及到的實體有：單位，職工，項目，供應商。 規(guī)定：每個單位有多個職工，一個職工只能在一個單位工作，用工作年限工作年限來描述；

47、每個職工僅參加一個項目的工作，但一個項目可有多個職工參加建設；每個項目的原材料由多個供應商供應，而每個供應商可按一定數(shù)量數(shù)量和單價單價向多個項目供應原材料。 單位的屬性有：單位號，單位名，電話 職工的屬性有：職工號，姓名，性別 項目的屬性有：項目號，項目名，項目地點 供應商的屬性有：供應商號，供應商名，地址 ER模型是對現(xiàn)實世界的一種抽象，它抽取了客觀事物中人們所關心的信息、忽略了非本質(zhì)的細節(jié)（如學生的身高、體重等就不是我們所關心的信息，（如學生的身高、體重等就不是我們所關心的信息，但它們是存在的）但它們是存在的），并對這些信息進行了精確地描述。E-R圖所表示的概念模型與具體的DBMS所支持的

48、數(shù)據(jù)模型相獨立，是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎，因而是抽象和描述現(xiàn)實世界的有力工具。 （三）數(shù)據(jù)模型（數(shù)據(jù)庫的邏輯設計）（三）數(shù)據(jù)模型（數(shù)據(jù)庫的邏輯設計） 數(shù)據(jù)模型是對客觀事物及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)化描述，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中用于提供信息表示和操作手段的形式構(gòu)架，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎。 在實際數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中支持的數(shù)據(jù)模型主要有以下三種： 層次模型：（層次模型：（Hierarchical ModelHierarchical Model） 網(wǎng)狀模型：網(wǎng)狀模型：(Network Model)(Network Model) 關系模型：關系模型：(Relation Model)(Relation Model) 其中關系模型

49、是最重要的數(shù)據(jù)模型，現(xiàn)今推出的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)幾乎全部支持關系模型。 關系模型的定義關系模型的定義：關系模型是建立在數(shù)學概念的基礎上，應用關系代數(shù)和關系演算等數(shù)學理論來處理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的方法。 從用戶的觀點來看，在關系模型下，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表二維表。每一個關系為一張二維表，相當于一個文件，實體間的聯(lián)系均通過關系進行描述。 例：下表用m行n列的二維表表示了具有n元組(n-Tuple)的“學生”關系。每一行即一個N元組，相當于一個記錄，用來描述一個實體。 關系模型中的主要術語有：關系關系：一個關系對應于一張二維表（學生關系，是關（學生關系，是關系的型）系的型）元組元組：表中的一行，相當于一個

50、記錄（學生記錄，是（學生記錄，是關系的值）關系的值） 屬性屬性：表中一列稱為一個屬性（學號、姓名等）（學號、姓名等）主碼主碼：表中的某個屬性組，它唯一標識一個元組（學（學號屬性）號屬性） 域域：屬性的取值范圍（學生的性別只能?。▽W生的性別只能取“男男”或或“女女”兩個值）兩個值） 分量分量：元組中的一個屬性值（學號為（學號為“180110”180110”的學的學生的姓名）生的姓名） 關系模式關系模式：對關系的描述，用關系名（屬性1，屬性2，）來表示。 如：學生（學號，姓名，性別，出生日期如：學生（學號，姓名，性別，出生日期, . ., . .） 關系模型的特點： 1 1、關系模型的概念單一、關

51、系模型的概念單一：對于實體和實體之間的聯(lián)系均以關系來表示，如： 學生(學號，學生姓名，所屬系，年齡) 課程(課程號，課程名，先行課程號) 選課關系（學號，課程號，成績，學期） 2 2、關系是規(guī)范化的關系、關系是規(guī)范化的關系：最基本的要求是關系中的每一個分量都是不可分的數(shù)據(jù)項，既表不能多于二維 3 3、關系模型中，用戶對數(shù)據(jù)的檢索和操作實際上是從、關系模型中，用戶對數(shù)據(jù)的檢索和操作實際上是從原二維表中得到一個子集，該子集仍是一個二維表原二維表中得到一個子集，該子集仍是一個二維表。因而易于理解，操作直接、方便。 （如（如SELECT SNO FROM STUDENT.SELECT SNO FROM

52、 STUDENT.） 由于關系模型概念簡單、清晰、易懂、易用，并由于關系模型概念簡單、清晰、易懂、易用，并有嚴格的數(shù)學基礎以及在此基礎上發(fā)展起來的關系數(shù)有嚴格的數(shù)學基礎以及在此基礎上發(fā)展起來的關系數(shù)據(jù)理論，簡化了程序開發(fā)及數(shù)據(jù)庫建立的工作量，因據(jù)理論，簡化了程序開發(fā)及數(shù)據(jù)庫建立的工作量，因而迅速獲得了廣泛的應用，并在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中占據(jù)了而迅速獲得了廣泛的應用，并在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中占據(jù)了統(tǒng)治地位。統(tǒng)治地位。 （四）關系的規(guī)范化（四）關系的規(guī)范化 n一個企業(yè)銷售記錄的關系模式一個企業(yè)銷售記錄的關系模式PEQPEQ（訂單代碼、訂購日期、客（訂單代碼、訂購日期、客戶、發(fā)貨日期、產(chǎn)品、單價、數(shù)量、雇員），如表

53、戶、發(fā)貨日期、產(chǎn)品、單價、數(shù)量、雇員），如表6.126.12所示。所示。如果關系模式設計得不好會帶來以下問題如果關系模式設計得不好會帶來以下問題 ：冗余度高冗余度高: 如果如果“雇員雇員”與客戶與客戶的聯(lián)系是固定的，而當該客戶每的聯(lián)系是固定的，而當該客戶每購買一種產(chǎn)品時，購買一種產(chǎn)品時，“雇員雇員”就重就重復存放一次。復存放一次。修改問題修改問題:如果在如果在PEQ中，某客戶中，某客戶的聯(lián)系雇員變動時，就需要對所涉的聯(lián)系雇員變動時，就需要對所涉及的雇員進行修改，這不僅增加了及的雇員進行修改，這不僅增加了更新代價，而且有可能造成數(shù)據(jù)的更新代價，而且有可能造成數(shù)據(jù)的不一致性。不一致性。刪除問題刪除

54、問題:如果某客戶暫時不需要如果某客戶暫時不需要任何產(chǎn)品，則刪除時就丟失了其所任何產(chǎn)品，則刪除時就丟失了其所聯(lián)系雇員的一些信息，而該雇員可聯(lián)系雇員的一些信息，而該雇員可能在以后可能再次用到。能在以后可能再次用到。插入問題插入問題:在這個關系中，關鍵字由在這個關系中，關鍵字由“訂單代碼、產(chǎn)品訂單代碼、產(chǎn)品”組成。如果新組成。如果新增一個客戶的有關數(shù)據(jù)，而所購買增一個客戶的有關數(shù)據(jù)，而所購買產(chǎn)品未定，那么這個客戶的數(shù)據(jù)無產(chǎn)品未定，那么這個客戶的數(shù)據(jù)無法插入，因為缺少關鍵字其他數(shù)據(jù)。法插入，因為缺少關鍵字其他數(shù)據(jù)。n產(chǎn)生問題的原因?所設計的關系模式?jīng)]有體現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的結(jié)構(gòu)所設計的關系模式?jīng)]有體現(xiàn)數(shù)據(jù)之間

55、的結(jié)構(gòu)n關系規(guī)范化的提出: 規(guī)范化理論是E.F.Codd在1971年提出的。以后人們?yōu)閿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義了五種規(guī)范化模式（Normal Form，簡稱范式）。即：1NF，2NF，3NF，4NF，5NF。 規(guī)范化理論正是用來改造關系模式，通過分解關系模式來消除其中不合適的數(shù)據(jù)依賴，以解決插入異常、解決插入異常、刪除異常、更新異常和數(shù)據(jù)冗余問題刪除異常、更新異常和數(shù)據(jù)冗余問題。 范式范式：表示的是關系模式的規(guī)范化程度，也即滿足某種約束條件的關系模式。 （一）第一范式（一）第一范式（1NF1NF） 1NF1NF的定義的定義：屬于第一范式的關系應滿足的基本條件是元組中的每一個分量都必須是不可分割的數(shù)據(jù)項。

56、例如，表7.6所示關系不符合第一范式，而表7.7則是經(jīng)過規(guī)范化處理，去掉了重復項后而符合第一范式的關系（見（見P151P151） （二）第二范式（二）第二范式（2NF2NF） 定義1：設R(U)是屬性集U上的關系模式。X，Y是U（屬性）的子集。若對于R(U)的任意一個可能的關系r（值），r中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等，而在Y上的屬性值不等，則稱X函數(shù)確定Y或Y函數(shù)依賴于X，記 XY（即X的值唯一確定Y的值） 定義2：在R(U)中，如果XY，并且對于X的任何一個真子集X，都有XY，則稱Y對X完全函數(shù)依賴。 2NF2NF的定義：的定義：若R1NF，且每一個非主屬性都完全函數(shù)依賴于主碼，則

57、R2NF。 （如一個關系模式的主碼由一個屬性構(gòu)成，則（如一個關系模式的主碼由一個屬性構(gòu)成，則此模式一定滿足第二范式？）此模式一定滿足第二范式？）例：關系模式S-L-C(SNO，SDEPT，SLOC，CNO，G)，其中SLOC為學生住處，假設每個系的學生住在同一地方。 此關系模式的主碼為(SNO，CNO)。函數(shù)依賴有： (SNO，CNO) G SNOSDEPT SNOSLOC SDEPTSLOC (因為每個系的學生只住一個地方) 圖中可以看到非主屬性SDEPT，SLOC并不完全函數(shù)依賴于碼（只依賴于碼中的（只依賴于碼中的SNOSNO）。因此S-L-C(SNO，SDEPT，SLOC，CNO，G)不

58、符合2NF定義，即S-L-C2NF。 一個關系模式R不屬于2NF，就會產(chǎn)生以下幾個問題：插入異常：插入異常：無法插入一個沒有選課的學生記錄刪除異常：刪除異常：無法保存一個沒有選課的學生記錄修改復雜：修改復雜：數(shù)學系(MA)的學生從宿舍轉(zhuǎn)到宿舍，必須修改所有的數(shù)學系的學生記錄，修改復雜。 分析上面的例子，可以發(fā)現(xiàn)問題在于有兩種非主屬性：一種如G，它對碼是完全函數(shù)依賴。另一種如SDEPT，SLOC，對碼不是完全函數(shù)依賴。解決的辦法是用投影分解把關系模式S-L-C分解為兩個關系模式。 SC(SNO，CNO，G) S-L(SNO，SDEPT，SLOC) （模式（模式SCSC和和S-LS-L進行自然連接

59、后就等價于模式進行自然連接后就等價于模式S-L-CS-L-C） 關系模式SC與S-L中屬性間的函數(shù)依賴可以用下圖表示： （三）第三范式（三）第三范式（3NF3NF） 定義3：在R(U)中，如果XY，(YX)，YX，YZ，則稱Z對X傳遞函數(shù)依賴。 3NF3NF的定義：的定義：指這種關系不僅滿足第二范式，而且它的任何一個非主屬性都不傳遞依賴不傳遞依賴于任何主關鍵字。 在上例中關系模式SC沒有傳遞依賴，而關系模式S-L存在非主屬性對碼傳遞依賴。在S-L中，由SNOSDEPT，(SDEPTSNO)，SDEPTSLOC，因此非主屬性SLOC傳遞依賴于主碼SNO。因此SC3NF，而S-L3NF。 一個關系

60、模式R若不是3NF，同樣會產(chǎn)生產(chǎn)生插入異常、刪除異常和數(shù)據(jù)冗余。 解決的辦法同樣是將S-L分解為： S-D(SNO，SDEPT) D-L(SDEPT，SLOC) 分解后的關系模式S-D與D-L中不再存在傳遞依賴，都滿足第三范式的要求。 3NF3NF消除了插入、刪除異常及數(shù)據(jù)冗余、修改復雜消除了插入、刪除異常及數(shù)據(jù)冗余、修改復雜等問題，已是比較規(guī)范的關系（范式并非越高越好）等問題，已是比較規(guī)范的關系（范式并非越高越好） 例：產(chǎn)品關系（產(chǎn)品代碼，產(chǎn)品名，生產(chǎn)廠名，生產(chǎn)廠地址，單例：產(chǎn)品關系（產(chǎn)品代碼，產(chǎn)品名，生產(chǎn)廠名，生產(chǎn)廠地址，單價）價） 判斷一個關系模式滿足第幾范式的正確求解過程。判斷一個關系

61、模式滿足第幾范式的正確求解過程。 1、因為該關系模式的每一個分量都是不可分割的數(shù)據(jù)項，所以，該關系模式滿足1NF 2、該關系模式的主碼是：產(chǎn)品代碼 3、由于關系模式的主碼是由唯一的屬性構(gòu)成，因此，不會形成非主屬性對主碼的部分函數(shù)依賴，因此，該關系模式滿足2NF 4、設：X=產(chǎn)品代碼 Y=生產(chǎn)廠名 Z=生產(chǎn)廠地址 由于：XY, YX, YX, YZ 非主屬性 生產(chǎn)廠地址 通過 生產(chǎn)廠名 傳遞依賴于主屬性 產(chǎn)品代碼，因此，該關系模式不滿足3NF 5、所以，該關系模式是滿足2NF。 五、數(shù)據(jù)庫設計五、數(shù)據(jù)庫設計 數(shù)據(jù)庫設計是建立數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)的技術，是信息系統(tǒng)開發(fā)和建設中的核心技術。 數(shù)據(jù)庫設計

62、的任務：數(shù)據(jù)庫設計的任務：是指對于一個給定的應用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應用需求( (信息需求和功能需求信息需求和功能需求) )。 要直接將現(xiàn)實世界中的內(nèi)容映射到計算機世界是十分困難的，因此要引入觀念世界和數(shù)據(jù)世界作為現(xiàn)實世界通向計算機世界的橋梁。因此，從客觀事物到計算機內(nèi)的數(shù)據(jù)，這里經(jīng)過了四個世界（或稱領域）：現(xiàn)實世界觀念世界數(shù)據(jù)世界計算機世界客觀客觀 事物：事物：事物事物 相關性質(zhì)集合相關性質(zhì)集合人人實體實體 實體實體及及 實體集實體集聯(lián)系聯(lián)系 相關屬性集合相關屬性集合 加工、轉(zhuǎn)換加工、轉(zhuǎn)換數(shù)數(shù) 記錄記錄據(jù)據(jù) 文件文件庫庫

63、相關數(shù)據(jù)項集合相關數(shù)據(jù)項集合加工加工轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換存儲存儲 二進制數(shù)據(jù)集合二進制數(shù)據(jù)集合結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)計算機世界計算機世界DBMS數(shù)據(jù)世界數(shù)據(jù)世界DBMS的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型模型現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界觀念世界觀念世界認識、選擇和描述認識、選擇和描述 將外部信息轉(zhuǎn)化為計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)，需經(jīng)以下幾個不同的狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟 與人們對現(xiàn)實世界的認識和描述過程相對應，數(shù)據(jù)庫設計（不包含實施與運維）數(shù)據(jù)庫設計（不包含實施與運維）的內(nèi)容也分為以下四個階段：用戶需求分析數(shù)據(jù)需求報告概念結(jié)構(gòu)設計E-R模型邏輯結(jié)構(gòu)設計關系模型物理結(jié)構(gòu)設計表結(jié)構(gòu)分析用戶需求概念結(jié)構(gòu)設計邏輯結(jié)構(gòu)設計物理結(jié)構(gòu)設計系統(tǒng)分析（詳細

64、調(diào)查）系統(tǒng)分析（邏輯模型設計）系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫設設計計步步驟驟系系統(tǒng)統(tǒng)開開發(fā)發(fā)階階段段數(shù)據(jù)庫設計過程與系統(tǒng)開發(fā)階段的對照數(shù)據(jù)庫設計過程與系統(tǒng)開發(fā)階段的對照ERER模型模型關系模型關系模型表結(jié)構(gòu)表結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫的設計過程與信息系統(tǒng)應用設計的階段融為一體。 ( (一一) ) 需求分析需求分析 需求分析的任務：需求分析的任務：通過詳細調(diào)查現(xiàn)實世界要處理的對象，充分了解原系統(tǒng)工作概況，明確用戶的各種需求，然后在此基礎上確定新系統(tǒng)的功能。 調(diào)查的重點是“數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)”和“處理處理”，通過調(diào)查、收集與分析，獲得用戶對數(shù)據(jù)庫的如下要求： 1 1、信息要求、信息要求：指用戶需要從數(shù)據(jù)庫中獲得信息的內(nèi)容與

65、性質(zhì)，即在數(shù)據(jù)庫中需要存儲哪些數(shù)據(jù)（數(shù)（數(shù)據(jù)庫設計的基礎）據(jù)庫設計的基礎） 2 2、處理要求、處理要求：指用戶要完成什么處理功能，處理方式是批處理還是聯(lián)機處理（應用系統(tǒng)設計的（應用系統(tǒng)設計的基礎）基礎） 3 3、安全性與完整性要求、安全性與完整性要求：如系統(tǒng)的恢復功能，如系統(tǒng)的恢復功能，雙機備份等。雙機備份等。 確定用戶的最終需求是一件很困難的事，設計人員必須不斷深入地與用戶交流，才能逐步確定用戶的實際需求。( (二二) ) 數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)設計數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)設計 數(shù)據(jù)庫概念設計的任務：數(shù)據(jù)庫概念設計的任務：根據(jù)用戶需求設計數(shù)據(jù)庫的概念模型。概念模型是從用戶角度看到的數(shù)據(jù)庫，它可用前面介紹的

66、E-R模型表示，也可以用3NF關系群來表示。 ( (三三) )數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設計數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設計 1 1、邏輯結(jié)構(gòu)設計的任務：、邏輯結(jié)構(gòu)設計的任務： 將概念結(jié)構(gòu)設計階段完成的概念模型轉(zhuǎn)換成能被選定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)支持的數(shù)據(jù)模型（如關系模型）（如關系模型），并對其進行優(yōu)化（規(guī)范化理論）（規(guī)范化理論）。 2 2、E-RE-R模型向關系數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換模型向關系數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換（重點掌握的內(nèi)容）（重點掌握的內(nèi)容） E-R模型可以向現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)庫模型轉(zhuǎn)換，對不同的數(shù)據(jù)庫模型有不同的轉(zhuǎn)換規(guī)則。將E-R圖轉(zhuǎn)換為關系模型實際上就是要將E-R圖中的實體、實體的屬性和實體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關系模式，這種轉(zhuǎn)換一般遵循如下原則：實體的轉(zhuǎn)換規(guī)則實體的轉(zhuǎn)換規(guī)則 1) 一個實體型轉(zhuǎn)換為一個獨立的關系模式一個實體型轉(zhuǎn)換為一個獨立的關系模式：實體型的屬性：實體型的碼例，學生實體可以轉(zhuǎn)換為如下關系模式：例，學生實體可以轉(zhuǎn)換為如下關系模式：學生（學號，姓名，年齡，性別，所在系）學生（學號，姓名，年齡，性別，所在系）實體間的聯(lián)系的轉(zhuǎn)換規(guī)則實體間的聯(lián)系的轉(zhuǎn)換規(guī)則 ）一個一個1:11:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關