第六章管理信息系統的系統設計1系統設計概述2系統總體設計3代碼設計和設計規范4計算機處理過程5系統設計說明書前導案例PVGSHA

？前導案例機票標識不清誤人，航空公司被判賠償

2003年4月，上海市徐匯區法院對中國首起因航空公司機票標識不清而導致誤機的賠償案件做出了一審判決：被告中國南方航空股份有限公司退還乘客原告楊艷輝女士機票款770元，賠償80元。同時，法院還向有關主管部門提出司法建議，對今后出售的機票加以文字規范。

上海有浦東和虹橋兩個機場，而航空公司的機票卻僅用英文標示。“PVG”代表前者，“SHA”代表后者。但這一標識并非所有旅客都知道。原告楊女士在民惠售票處購買了1月30日下午4時10分南方航空公司班機從上海飛往廈門的9折機票，登記地點是“PVG”。楊女士誤認為國內航班的登記地點是虹橋機場，可當她趕至虹橋機場時，卻被告知走錯了地方，應在浦東機場登機。此時，她再轉乘登機為時已晚，最后花了850元買了當日下午一航班的全價機票抵達廈門。原告認為，機票不用本國文字清楚標示，只用英文代號標明機場，侵犯了她的知情權；被告南方航空公司和代理商民惠航空服務有限公司沒有履行告知、通知的義務。她要求南方航空公司和售票單位退還誤機廢票款770元，并賠償誤機各項損失700元。民惠公司辯稱，按照中國民航總局有關規定，所有機票代理商均應使用國家統一的一套BSP打印系統出票，這套打印系統只能打上英文標示，自從上海有了兩個機場，就統一用“PVG”和“SHA”分別表示浦東機場和虹橋機場，原告在購票時沒有向出票方詢問，誤機是自身疏忽造成的。法院認為：客票是客運合同成立的憑據，應當載明出發地、目的地、航次等內容。上海有兩大機場人盡皆知，但兩個機場的代碼為SHA、PVG并非一般人所熟知。本案中，該客運合同的主體是第一被告南方航空，作為承運人和出票人，在出售機票的時候，應當有義務使用通用文字，或以其他方式作明確說明。故南方航空應承擔疏忽告知的過錯責任，參照誤機處理辦法全額退票。而本案的另一被告民惠公司并非客運合同的主體，故楊女士要求民惠承擔退票、賠償責任，法院不予支持。1系統設計概述系統分析系統設計系統實施1系統設計概述1.1任務1.2內容1.3原則1.4依據1.5開發線路比較1.1任務

邏輯模型：需求模型物理模型：解決方案的模型做什么怎么做科學合理地提出從具體到抽象從抽象又回到具體系統分析系統設計1.2系統設計的內容（主要工作）（1）系統總體框架設計：包括流程圖設計，功能結構圖設計和功能模塊圖設計等。（2）系統物理配置方案設計：系統平臺設計，包括設備配置。通訊網絡的選擇和設計以及數據庫管理系統的選擇等。（3）代碼設計和設計規范的確定。（4）計算機處理過程設計：包括輸入輸出設計、處理流程圖設計、數據庫或數據文件設計、模塊內部的算法設計以及編寫程序設計說明書等。（5）最后寫出系統設計報告。1.3原則系統性可靠性經濟性MIS靈活性MIS設計原則指系統抵御外界干擾的能力及受外界干擾時的恢復能力代碼統一、設計規范標準、數出一處、全局共享、一次輸入得到多次利用環境適應性模塊的獨立性盡可能減小系統的開銷1.4信息系統設計的依據1.系統分析成果系統分析的成果是系統設計的主要依據，系統設計是系統分析的繼續，系統設計人員必須嚴格執照系統分析階段的成果——“系統說明書”所規定的目標、任務和邏輯功能進行設計工作。對系統邏輯功能的充分理解是系統設計成功的關鍵。2.現行技術主要指可供選用的計算機硬件技術、軟件技術、數據管理技術以用數據通信與計算機網絡技術。3.現行的信息管理和信息技術的標準、規范和有關法律制度。4.用戶需求系統的直接使用者是用戶，進行系統設計時應充分尊重和理解用戶的要求，特別是用戶在操作使用方面的要求，盡可能使用戶感到滿意。5.系統運行環境新系統的目標要和現行的管理方法相匹配，與組織的改革與發展相適應，要符合當前需要，適應系統工作環境。其中包括基礎設施的配置情況、直接用戶的空間分布情況、工作地的自然條件及安全保密方面的要求，現行系統的硬、軟件狀況和管理與技術環境的發展趨勢，在新系統的技術方案中要盡可能保護已有投資，又要有較強的應變能力，以適應未來的發展。1.5信息系統開發的路線比較

專門開發一個信息系統購買商品軟件1.5信息系統開發的路線比較1、兩條路線都需要系統規劃、分析工作。

2、專門開發的方式需要用戶、開發商合作走完系統設計、系統實施的整個過程；而購置商品軟件的方式通常不需要系統設計階段，因為系統設計工作早在軟件供應商制作出商品軟件之前就完成了。系統設計的步驟總體設計階段詳細設計階段

劃分子系統；機器設備（軟、硬件）的配置數據的存儲規律以及整個系統實現規劃等進行合理的安排。具體的代碼設計、輸入輸出設計、信息分類和數據庫設計、功能模塊設計。總體設計階段需要進行系統模塊結構的設計，將一個大系統分成不同層次、多個模塊組成的系統。詳細設計階段，給出每個模塊實現的細節，并對模塊的輸入、輸出和處理過程作詳細的描述。2.1系統總體設計的原則模塊化

模塊化設計在系統設計過程中有著廣泛的應用，進行模塊化設計的好處有：一方面，降低了系統的復雜性，便于修改；另一方面，推動了系統各個部分的并行開發，提高了軟件的生產效率。

抽象

即抽出事物的本質特性而暫時不考慮它們的細節。抽象的思想在軟件開發中起著重要作用。分解—協調原則整體和部分功能的考慮，要根據系統總體要求協調各部分的關系。自頂向下的原則

抓住系統總的功能目標，然后逐層分解，即先確定上層模塊的功能，再確定下層模塊的功能。2系統總體設計2.2結構化設計方法結構化設計方法是1974年由美國IBM公司的W.Stevens等人首先提出的。其基本思想是采用分解的思想，將系統設計成由相對獨立、功能單一的模塊組成的結構。自頂向下、逐層分解，把系統劃分為若干子系統，子系統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。最后構造出模塊結構圖。模塊結構圖：模塊結構圖又稱控制結構圖或系統結構圖，它是反映模塊層次分解關系、調用關系、數據流和控制信息流傳遞關系的一種重要工具。模塊結構圖由模塊、調用、數據、控制信息等基本符號組成。

2.3模塊結構設計模塊把一個系統分解成若干彼此獨立，且又具有一定聯系，能夠完成某個特定任務的組成部分。這些組成部分就稱為功能模塊，簡稱模塊。一個模塊的規模可大可小。它可以是一個程序，也可以是程序中的一個程序段或一個函數、過程或子程序。模塊是模塊結構圖中最基本、最主要的元素。模塊結構圖基本符號

模塊調用數據信息控制信息20/87模塊的調用關系甲乙乙丙甲乙丙丁甲a)調用b)判斷調用c)循環調用數據用帶空心圓的箭頭表示傳送的數據，并標上數據名，箭頭的方向為數據傳送的方向。

查職工

讀人事

職工號

簡歷數據控制信息

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

簡歷數據無此職工2.4模塊化

模塊化：把系統劃分為若干個模塊，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。

優點：使整個系統設計簡易、結構清晰，可讀性、可維護性強，提高系統的可行性,同時也有助于管理信息系統開發和組織管理。

度量標準：模塊之間的耦合性（塊間聯系）模塊自身的聚合性（塊內聯系）2.4.1塊間耦合

塊間耦合：系統內不同模塊之間互聯程度的度量。模塊間的耦合度越低，模塊的獨立性越好。形式有：數據耦合控制耦合公共耦合內容耦合數據耦合兩個模塊之間通過數據交換信息，且每一個參數均為數據。

開發票計算水費單價數量金額控制耦合

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

金額控制耦合（續）

把控制耦合轉化為數據耦合水費計算水費計算電費開發票電費公共耦合模塊之間通過一個公共的數據區域傳遞信息。A公共數據區BC內容耦合一個模塊需要使用另一個模塊的內部信息，或者轉移進入另一個模塊中時，這種聯系方式則稱為內容耦合。內容耦合方式是改進模塊時發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據耦合；必要時才采用控制耦合；限制公共耦合的范圍；堅決避免使用內容耦合。2.4.2塊內聚合

塊內聚合：衡量模塊內各組成部分的凝聚程度。模塊內的聚合度越高，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2.4.2塊內聚合

功能聚合：模塊內部各組成部分全部為執行同一功能而結合為一個整體。一般來說，模塊名字只由一個動詞和一個名詞組成，只由一個明確的任務，則為功能聚合：編制庫存報表。順序聚合：模塊內部各組成部分，前一部分處理動作的輸出是后一部分處理動作的輸入。如：工資數據輸入、工資計算、公司打印作為一個模塊。通信聚合：模塊內部各組成部分的動作都使用相同的輸入或產生相同的輸出。如報表生成模塊可以生產日、周、月報表，但同時使用了一個數據——日產量。2.4.2塊內聚合

過程聚合：模塊內部各組成部分的動作彼此間無關系，但必須以特定的順序執行。如賬務處理系統分為賬務處理和賬務生成兩個模塊，兩模塊同時需要查詢功能，則將查詢抽取為一個獨立模塊。時間聚合：模塊內部各組成部分的動作的動作必須在同一時間執行。如初始化的過程中要進行變量清零、打開文件等操作。邏輯聚合：模塊內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。如每個子系統都有輸出的功能，將所有輸出功能作為一個模塊。偶然聚合：模塊內部各組成部分之間無關系或關系松散。為了節省空間而湊在一起。2.5從數據流程圖導出初始結構圖

從數據流程圖導出系統的初始結構圖，首先要區分數據流程圖的結構類型，然后根據不同的類型采用不同的方法把數據流圖映象成相應的模塊結構。轉換方法是建立在數據流程圖(DFD)與模塊結構圖(MSC)之間關系的基礎上的。

2.5.1數據流程圖的結構類型

（1）變換型DFD

一個數據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

事務型數據流程圖一般呈束狀形。（1）變換型DFD輸入信息物理輸入格式檢查處理顯示正確信息結果物理輸出數據變換中心輸出邏輯輸入邏輯輸出輸入（2）事務型DFD事務中心接受路徑動作路徑…2.5.2轉換策略（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構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產生收據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明細賬變換中心輸出輸入業務數據（1）以變換為中心的設計匯款處理系統取得合格匯款單計算匯費記賬輸出處理后的匯款單輸入匯款單格式檢查產生收據打印收據合格的匯款單處理后的匯款單合格的匯款單業務數據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收據業務數據（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取得圖書處理要求修改目錄文件操作層細節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2.6優化設計

將初始結構圖根據模塊獨立性原則進行精化，對模塊進行合并、分解修改、調整，得到高內聚、低耦合模塊，得到易于實現、易于測試和易于維護的軟件結構，產生設計文檔的系統最終結構圖。2.7系統總體布局信息系統的總體布局是指系統軟、硬件及數據資源在空間上的分布特征。從集中程度看：1、集中式系統：硬件、軟件及數據資源在空間上集中配置的系統。2、分布式系統：利用計算機網絡，將不同地點的硬件、軟件及數據資源聯系在一起實現相互通信和資源共享的系統。基于計算機網絡的分布式系統，出現了不同的模式（1）客戶機/服務器（Client/Sever）模式（2）瀏覽器/服務器（Brower/Server）模式2.8系統總體結構設計目標功能A功能B功能N……子系統功能B1功能B2功能B3子子系統2.8系統總體結構設計

結構化系統設計就是按照系統功能把一個復雜、抽象的系統分解成簡單、具體的模塊，這些模塊規模相對較小、功能單一，也易于編程實現和修改。這種按照自頂向下逐步分解、逐步求精的思想分解所得到的系統模塊層次結構圖稱為層次結構圖，又稱為H圖。例：H圖3代碼設計圖書館管理：借閱證（J72157）、圖書（D035.141）駕照申領管理：牌照號（渝AC5316）、機動車駕駛證號教學管理：課程號（10031）、學號11006010437……代碼是代表事物名稱、屬性、狀態等的符號，為了便于計算機對信息的處理，一般用數字、字母或它們的組合來表示。使用代碼的理由：A、唯一性：代碼是鑒別編碼對象的唯一標志，還進一步提供了序化對象的可能性；B、規范化：可以反映客觀事物的類屬特性C、可識別化：代碼是人和計算機的共同語言，是兩者交換信息的工具。

3.1代碼的概念3代碼設計3.2代碼的種類

1．順序碼（系列碼）連續的數字或字母代表編碼對象如：張平的職工號為0001；李立為0002等；優點：簡單，位數少，易追加，易管理；缺點：可識別性差，無邏輯性。2．區間碼（分組碼）按區間劃分代碼，碼中的值和位置都有一定的含義如珠海學院學生學號090801071016（年級，管院，專業編號，班級，10+班級序號）241094102241094301優點：可靠性高，信息處理方便（排序、分類、檢索等）；

缺點：碼長依賴分類屬性，冗余較大，碼的維修比較困難。3.2代碼的種類

1位數字校驗碼×××××××××××××3位數字順序碼：奇數為男性，偶數為女性8位數字出生日期碼×××××××5位數字出生地地址碼2、區間碼（續）居民身份證：4405821989110500931-2：所在省市13-14：日3-4：所在地區15-16：戶口所歸屬的派出所5-6：所在縣區17：性別7-10：年18：校驗碼11-12：月3.2代碼的種類

3、層次碼

也是區間碼。層次碼以編碼對象集合中的層次分類為基礎，產生的連續且遞增的組（類）形式的代碼。第三層代碼第二層代碼第一層代碼×××××××××例：01中國

-0101山東

-010101濟南

-010102臨沂

-010103青島

-0102廣西

-010201南寧

-010202桂林4．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；“TV-B-12”

表示12英寸黑白電視機。優點：可用漢字拼音或英語聯想幫助記憶；缺點：處理不便，易產生重復。例：MIS——管理信息系統黏膜免疫系統臺灣軍情系統金屬絕緣層半導體結構少女組合Mis

。。。。。。

3.2代碼的種類

小常識：車牌號：福建?。ㄩ}）

閩A

福州，閩B

莆田，閩C

泉州，閩D

廈門，閩E

漳州，閩F

龍巖，閩G

三明，閩H

南平，閩J

寧德，閩K

省直機關，O則是全國統一的,都是公安系統的牌照，WJ武警，閩AF福州市直機關。“閩K”牌照：大家一般會認為這是省直機關的車。不過據觀察，“閩K”牌照的使用范圍要更廣泛：首先，福州的省屬高校也是掛“閩K”牌照，例如：福大、師大、農大等；

其次，福州的省屬醫院也是掛“閩K”牌照，例如：省立、協和、附一等；

這就是說，除了省直機關，省直事業單位也是掛“閩K”牌照。

此外，還發現幾家國有銀行的省分行也是掛“閩K”牌照，

3.3代碼的校驗

為了保證關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上，通過事先規定的某種數學方法，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學方法，輸入代碼進行數學計算，并與所輸入的代碼進行比較，以校驗是否正確，并發現錯誤。3.3代碼的校驗——例

1地址碼2生日碼3順序碼地址碼所標識的區域范圍內，對同年、月、日出生的人員編定的順序號。其中第十七位奇數分給男性，偶數分給女性。4校驗碼按照ISO7064:1983.MOD11-2校驗碼計算出來的檢驗碼。作為尾號的校驗碼，是由號碼編制單位按統一的公式計算出來的，如果某人的尾號是0-9，都不會出現X，但如果尾號是10，那么就得用X來代替，因為如果用10做尾號，那么此人的身份證就變成了19位，而19位的號碼違反了國家標準，Ⅹ是羅馬數字的10，用X來代替10，可以保證公民的身份證符合國家標準。3.3代碼的校驗——例

1、將前面的身份證號碼17位數分別乘以不同的系數。從第一位到第十七位的系數分別為：7－9－10－5－8－4－2－1－6－3－7－9－10－5－8－4－2。2、將這17位數字和系數相乘的結果相加。3、用加出來和除以11，看余數是多少？4、余數只可能有0－1－2－3－4－5－6－7－8－9－10這11個數字。其分別對應的最后一位身份證的號碼為1－0－X－9－8－7－6－5－4－3－2。5、通過上面得知如果余數是2，身份證的最后一位號碼就是羅馬數字x。如果余數是10，就會在身份證的第18位數字上出現的是2。4計算機處理過程

概述用戶需求分析概念結構設計邏輯結構及物理結構設計數據庫實施、運行和維護4.1數據庫設計數據庫設計是指在現有數據庫上建立數據庫的過程，它是管理信息系統的重要組成部分。

數據庫設計的內容是：對于一個給定的環境進行符合應用語言的邏輯設計，以及提供一個確定存儲結構的物理設計，建立實現系統目標，并能有效存儲數據的數據模型。因此，一個數據庫的設計者，對數據庫系統和實際應用對象這兩方面的知識都必須有相當的了解。用戶需求分析通過詳細調查現實世界要處理的對象（組織、部門、企業等），充分了解原系統（手工系統或計算機系統）工作概況，明確各用戶的各種需求，然后在此基礎上確定新系統的功能。

概念結構設計選擇局部應用，設計局部E-R圖合并分E-R圖，生成初步E-R圖消除不必要的冗余，設計基本E-R圖邏輯結構設計從概念模型導出特定的數據庫管理系統可以處理的數據庫的邏輯結構。即把概念結構設計所得到的E－R圖轉化為與選用的DBMS產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。

物理結構設計存儲記錄的格式設計存儲方式設計訪問方式設計完整性和安全性設計數據抽象的層次現實世界信息世界概念模型概念結構機器世界數據模型邏輯結構認識抽象轉換如E-R模型如關系模型、層次模型、網狀模型等4.2

輸入輸出設計

4.2.1輸出設計即系統設計過程中為什么要“量出而入”？輸出設計的目的：正確及時地反映用于生產和服務部門的有用信息。首先進行輸出設計，再根據輸出所應獲得的信息來進行輸入設計，更能反映管理者和用戶對信息的需求。為什么系統設計要先進行輸出設計？輸出設計的內容：輸出信息使用情況：信息的使用者、使用目的、信息量、輸出周期、有效期、保管方法和輸出份數。輸出信息內容：輸出項目、精度、信息形式(文字、數字)。輸出格式：表格、報告、圖形等。輸出設備和介質：設備如：打印機、顯示器等；介質如：磁盤、磁帶、紙張（普通、專用）等。輸出設計的原則（1）信息系統的輸出應該簡潔明了，易于閱讀和理解。（2）信息系統輸出應該是及時的。（3）訪問信息系統輸出信息的用戶必須是經過授權的，這是信息系統輸出安全的基本保證。（4）信息系統的輸出必須是有效的。常用的輸出方法表格信息。圖形信息。表格輸出圖形輸出出錯表的設計為了保證輸入數據正確無誤，數據輸入過程中需要通過程序對輸入的數據進行嚴格的校驗，發現有錯時，程序應當自動地打印出出錯信息一覽表（主要指應用程序中的出錯信息提示——系統容錯功能的體現）服裝管理——采購統計服裝管理——采購統計（打?。┧龠_管理——銷售圖表4.2.2輸入設計輸入設計對系統的質量有著決定性的重要影響：輸出數據的正確性直接決定處理結果的正確性，如果輸入數據有誤，即使計算和處理十分正確，也無法獲得可靠的輸出信息。輸入設計是信息系統與用戶之間交互的紐帶，決定著人機交互的效率。輸入設計的原則控制輸入量（盡可能利用計算）減少輸入延遲（批量輸入、周轉文件輸入）減少輸入錯誤（采用多種校驗方法和驗證技術）避免額外步驟簡化輸入過程輸入設計的原則避免額外步驟簡化輸入過程控制輸入量減少輸入錯誤輸入設計的原則控制輸入量減少輸入延遲數據輸入設備的選擇1、讀卡機

3、手持掃描儀6、終端輸入

4、聲音識別儀2、鍵盤-磁盤輸入裝置（最常用的方式）

5、光筆輸入輸入檢驗輸入設計的目標：是要盡可能減少數據輸入中的錯誤，在輸入設計中，要對全部輸入數據設想其可能發生的錯誤，對其進行校驗。(1)重復校驗這種方法將同一數據先后輸入兩次，然后由計算機程序自動予以對比校驗。(2)視覺校驗輸入的同時，由計算機打印或顯示輸入數據，然后與原始單據進行比較，找出差錯。視覺校驗不可能查出所有的差錯，其查錯率為75％，85％。(3)檢驗位校驗(4)控制總數校驗采用控制總數校驗時，工作人員先用手工求出數據的總值，然后在數據的輸入過程中由計算機程序累計總值，將兩者對比校驗。(5)數據類型校驗校驗是數字型還是字母型。(6)格式校驗即校驗數據記錄中各數據項的位數和位置是否符合預先規定的格式。輸入檢驗(7)邏輯校驗即根據業務上各種數據的邏輯性，檢查有無矛盾。例如，月份最大不會超過12，否則出錯。(8)界限校驗即檢查某項輸入數據的內容是否位于規定范圍之內。(9)順序校驗即檢查記錄的順序，例如，要求輸入數據無缺號時，通過順序校驗，可以發現被遺漏的記錄。又如，要求記錄的序號不得重復時