管理信息系統普通高等院校經濟管理專業本科課程主講人：徐會杰第9章管理信息系統的系統設計系統設計概述代碼設計子系統的劃分信息系統流程圖設計系統物理配置方案設計數據存儲設計輸出設計輸入設計編寫系統設計報告9.1系統設計概述9.1.1系統設計的目的與任務1．系統設計的目的系統設計又稱為物理設計，是開發管理信息系統的第三階段。系統設計的目的是在保證實現邏輯模型功能的基礎上，盡可能提高目標系統的簡單性、可變性、一致性、完整性、可靠性、經濟性、系統的運行效率和安全性，將分析階段所獲得的系統邏輯模型，轉換成一個具體的計算機實現方案的物理模型。系統設計通常可以分為兩個階段進行，首先是總體設計，其任務是設計系統的框架和概貌，并向用戶單位和領導部門作詳細報告并認可，在此基礎上進行詳細設計，這兩部分工作是互相聯系的，需要交叉進行。2．系統設計的任務系統設計工作應自頂向下地進行。首先設計總體結構，然后再逐層深入，直至進行每一個模塊的設計。系統設計的主要任務是進行總體設計和詳細設計。總體設計。總體設計主要包括系統功能模塊結構設計和計算機物理系統的配置方案設計。系統功能模塊結構設計。設計的任務是劃分子系統，然后確定子系統的模塊結構，并畫出功能模塊結構圖。在這個過程中必須考慮的問題為：如何將一個系統劃分成多個子系統；每個子系統如何劃分成多個模塊；如何確定子系統之間、模塊之間傳送的數據及其調用關系。計算機物理系統配置方案設計。在進行總體設計時，還要進行計算機物理系統具體配置方案的設計，要解決計算機軟硬件系統的配置、通信網絡系統的配置、機房設備的配置等問題。詳細設計。在總體設計基礎上，第二步進行的是詳細設計，主要有代碼設計、界面設計、數據存儲設計、輸入輸出設計等。3．編寫系統設計報告系統設計階段的成果是書面的系統設計報告，它主要包括模塊結構圖、模塊說明書和其他詳細設計等。9.1.2系統設計的原則與依據1．系統設計的依據系統設計是依據系統分析階段所確定的新系統的邏輯模型，功能要求，在用戶提供的環境條件下，設計出一個能在計算機網絡環境上實施的方案。通常系統設計工作可以依據下面幾個因素：系統分析的成果用戶的需求現行技術系統運行環境2．系統設計的原則系統性適應性實用性可靠性經濟性9.2代碼設計9.2.1代碼的概念代碼是用來表示事物名稱、屬性和狀態等的符號。在管理信息系統中，代碼是人和機器的共同語言，是系統進行信息分類、校對、統計和檢索的依據。代碼設計是要設計出一套能為系統各部門公用的、優化的代碼系統，是實現計算機管理的一個前提條件。9.2.2代碼的功能為事物提供一個簡要而不含糊的認定

代碼縮短了事物的名稱，從而節省了存儲空間和檢索時間。提高處理效率和精度按代碼對事物進行分類、排序十分迅速。提高數據的全局一致性對同一事物，即使在不同的場合有不同的名稱，也可以通過編碼統一起來，減少了因數據不一致造成的錯誤。是人和計算機交換信息的工具代碼是人和計算機的共同語言，是兩者交換信息的工具。9.2.3代碼設計的原則代碼設計對系統的設計和實施非常重要，如果代碼設計得不合適，不僅無法幫助系統提高效率，甚至可能使系統產生混亂，出現錯誤。合理的編碼結構是使管理信息系統具有生命力的一個重要因素。在代碼設計時應遵循以下原則：唯一性原則合理性原則標準化與通用性原則可擴充性原則簡單適用性原則穩定性原則規范化原則9.2.4代碼的種類一般而言，代碼可以按文字種類或功能進行分類。按文字種類可以分為數字代碼、字母代碼（英語字母或漢語拼音字母）和數字字母混合碼；按功能則可以分成以下幾類：順序碼

順序碼又稱系列碼，是一種用連續數字代表編碼對象的碼，通常從1開始編碼。例如，大學院系比較少時可以采用順序編碼：用1表示管理學院，2表示文學院等。順序碼的優點是代碼短且簡單、易于管理。缺點是代碼本身沒有什么含義，不能反映編碼對象的特征。區間碼

區間碼是把整個編碼分成多個分組，形成多個區間，每個區間是一組，每組的碼值和位置都代表一定意義。例如中國公民的身份證號。這種代碼由18位數字組成，第1位和第2位表示所在省市，第3位和第4位表示所在地區，第5位和第6位表示所在縣區，第7～14位表示出生日期，第15～16位表示戶口所歸屬的派出所，第17位表示性別，第18位是校驗碼。（1）多面碼一個數據可能具有多方面的特性，在碼的結構中為這些特性各規定一個位置，就形成多面碼。例如對于機制螺釘，可作如下表的規定，代碼2212表示材料為黃銅的直徑為1.0mm圓頭鍍鋅螺釘。（2）上下關聯的區間碼上下關聯的區間碼由幾個意義上相關的區間碼組成，其結構一般是由左向右排列。例如，會計科目表是上下關聯的區間碼，用左位代表核算種類，下一位代表核算會計項目。（3）十進制碼

十進制碼是世界各地圖書館里常用的分類方法。它先把整體分成十份，進而把每一份再分成十份，這樣繼續不斷。該分類對那些事先不清楚產生什么結果的情況是十分有效的。例如，510.11，小數點左邊的數字組合代表主要分類，小數點右邊的數字指出子分類。子分類劃分雖然很方便，但是所占位數長短不一，不適合于計算機處理。助記碼

助記碼用文字、數字或文字數字結合起來描述，在實際使用中將編碼對象的名稱、規格等作為代碼的一部分，以幫助記憶。例如，TVB14表示14寸黑白電視機，TVC20表示20寸彩色電視機。助記碼適用于數據項數目較少的情況，否則容易引起出錯。9.2.5代碼校驗代碼的正確性直接影響計算機處理的質量，因此需要對輸入計算機中的代碼進行校驗。校驗代碼的一種常用做法是事先在計算機中建立一個“代碼字典”，然后將輸入的代碼與字典中的內容進行比較，若不一致說明輸入的代碼有誤。校驗代碼的另外一種做法，是設校驗位，即設計代碼結構時，在原有代碼基礎上另外加上一個校驗位，使其成為代碼的一個組成部分，校驗值通過事先規定的數學方法計算出來。當代碼輸入后，計算機會以同樣的數學方法按輸入的代碼計算出校驗值，并將它與輸入的校驗值進行比較，以檢查是否有誤。對原代碼中的每一位加權求和計算SN位代碼為：C1,C2,C3,…,Cn權因子為：P1,P2,P3,…,Pn加權和為：C1×P1+C2×P2+C3×P3+…+Cn×Pn=S其中，權因子可任意選取，以提高錯誤發生率為基礎。常用的有：算數級數法1,2,3...；幾何級數1,2,4...；質數法3,5,7...等。求余數R

S/M=Q...R（Q為商數）其中，模數M也可以任意選取，同樣以提高錯誤發生率為基礎。常用的模數為10和11。選擇校驗值

可選用下述方法中的一種獲得校驗值：余數R直接作為校驗值，或把模數M和余數R之差（即M-R）作為校驗值，或取R的若干位作為校驗值。把獲得的校驗值放在原代碼的最后作為整個代碼的組成部分。例：用算術級數法為原代碼5186生成校驗值，模取10。校驗值生成過程：首先選取加權值：1,2,3,4然后加權求和：S=5×1+1×2+8×3+6×4=55求余數（設模為10）：S/M=55/10=5...5（R）加上校驗值5以后的代碼：518659.3子系統的劃分子系統劃分是將實際對象按其管理要求、環境條件和開發工作的方便程度，將其劃分為若干相互獨立的子系統。在前面強調過結構化系統分析與設計的基本思想是自頂向下地將整個系統劃分為若干個子系統，子系統再分子系統（或模塊），層層劃分，然后再自上而下地逐步設計。人們在長期的實踐中摸索出了一套子系統的劃分方法，且已為廣大實際工作者采用。9.3.1子系統劃分的原則在前幾章中介紹過從科學管理的角度劃分子系統的方法，是進行子系統劃分的基礎。但在實際工作中，還要根據用戶的要求、地理位置的分布、設備的配置情況等重新進行劃分。為了便于今后系統的開發和運行，系統的劃分應遵循以下幾個原則。子系統要具有相對獨立性要使子系統之間數據的依賴性盡量少子系統劃分的結果應使數據冗余最小子系統的設置應考慮今后管理發展的需要子系統的劃分應便于系統分階段實現子系統的劃分應考慮到各類資源的充分利用9.3.2子系統劃分的方法一個合理的子系統劃分，應該是內部聯系強，子系統間盡可能獨立，接口明確、簡單，盡量適應用戶的組織體系，有適當的共用性。子系統劃分的方法有以下幾種：按功能劃分按時間劃分按過程劃分按通信劃分按職能劃分一般而言，按職能劃分子系統，按功能劃分模塊的方式是比較合理和方便的。9.4信息系統流程圖設計功能結構圖主要從功能的角度描述了系統的結構，但在實際工作中許多業務和功能都是通過數據存儲文件聯系起來的，而這個情況在功能結構圖中未能反映出來，系統流程圖可以反映各個處理功能與數據存儲之間的關系。系統流程圖以新系統的數據流程圖和模塊結構圖為基礎，首先找出數據之間的關系，即由什么輸入數據，產生什么中間輸出數據（可建立一個臨時中間文件），最后又得到什么輸出信息。然后，把各個處理功能與數據關系結合起來，形成整個系統的信息系統流程圖，如圖所示的一般形式。數據關系的一般形式繪制信息系統流程圖常用符號。常用的系統流程圖的符號9.5系統物理配置方案設計計算機物理系統配置方案設計是總體設計的主要內容之一，是按照新系統的目標及功能要求，綜合考慮環境和資源等實際情況，在總體規劃階段進行的計算機系統軟硬件平臺選型的基礎上，從系統的目標出發，根據信息系統要求的不同處理方式，進行具體的計算機軟硬件系統及其網絡系統的選擇和配置。9.5.1設計依據1．系統的吞吐量系統的吞吐量是指每秒執行的作業數。系統的吞吐量越大，則說明系統的處理能力越強。系統的吞吐量與系統硬、軟件的選擇有著直接的關系，如果要求系統具有較大的吞吐量，應當選擇具有較高性能的計算機系統和網絡系統。2．系統的響應時間從用戶向系統發出一個作業請求開始，經系統處理后，再給出應答結果的時間稱為系統的響應時間。3．系統的可靠性系統的可靠性可以用連續工作時間來表示。4．集中式還是分布式5．地域范圍6．單機系統還是多機系統7．數據管理方式9.5.2計算機硬件的選擇按系統的功能和容量要求選擇，針對性地選擇設備（主機和外設），使購買的設備能充分被利用，也要留有擴充余地。考慮聯網要求，包括子系統內部、子系統之間、子系統與上層信息系統之間的聯網。不同機器要能夠兼容，最好是同一家的產品。向使用過該種設備的單位了解運行情況及優缺點。了解設備管理和維護工作量大小，以及廠商所能提供的保修、維護等條件。準備幾種設備配置方案及類似功能、容量的幾種機器選擇方案。召開各種方案論證會，請各方面有關人員和專家參加分析討論，提出意見。9.5.3計算機網絡的選擇計算機網絡的選擇，主要考慮以下三個方面。網絡拓撲結構。總線型、星型、環型、混合型。網絡的邏輯設計。劃分子網絡，并配備設備。網絡操作系統。UNIX，WINNT等。9.5.4數據庫管理系統的選擇在數據庫管理系統的選擇上，主要考慮以下幾個問題。數據庫的性能性能評價指標包括：響應時間和吞吐量之間的權衡、數據庫的可用性、數據庫的命中率及內存的使用效率。數據庫管理系統的系統平臺是Windows還是UNIX，或者是跨平臺。數據庫管理系統的安全保密性能

目前，市場上流行的適用于大型MIS的DBMS有：Oracle，Sybase；適用于中型MIS的DBMS有：Informix，SqlServer；適用于小型MIS的DBMS有：FoxPro，Access。9.5.5應用軟件的選擇選擇應用軟件應考慮以下幾個問題：軟件是否能夠滿足用戶的需求。軟件是否具有足夠的靈活性。軟件是否能夠獲得長期、穩定的技術支持。9.6數據存儲設計管理信息系統總是基于文件系統或數據庫系統，文件是存放系統中要處理的和維護的數據的最基本方式，因此，文件設計是數據管理的核心。9.6.1文件的分類文件可以從不同的角度進行分類。按文件的組織方式分類可以將文件分為順序文件、索引文件和直接存取文件。按文件的用途分類可以分為主文件和處理文件兩類。（1）主文件。主文件是系統中最重要的共享文件，主要存放具有固定值屬性的數據。為發揮主文件數據的作用，必須準確、完整并及時更新，需要長期保存。（2）處理文件。處理文件又稱事務文件，是用來存放事物數據的臨時文件（隨機變動屬性），包含了對主文件進行更新的全部數據。文件的保存期較短。工作文件工作文件是處理過程中暫時存放數據的文件，如排序過程中建立的中間文件，處理結束后文件即可刪除。周轉文件周轉文件用來存放具有固定個體變動屬性的數據。其他文件后備文件，是主文件、處理文件、周轉文件的副本，用以在事件遭到破壞時進行恢復；檔案文件，是長期數據進行離線保存的文件，用以作為歷史資料，防止非法訪問。順序文件是指按記錄進入文件的先后順序存放、其邏輯順序和物理順序一致的文件。文件中的記錄按主鍵的值遞增（或遞減）次序排序，形成其邏輯順序。如，磁帶文件。順序文件的連續存取速度快，適用于批處理和定期處理任務。如，數據備份和定期的財務報表。索引文件索引區數據區前部分，數據項、通常就是關鍵字后部分，記錄的存儲地址——指針(數據項)關鍵字（學號）指針1101110211031104GCEA學號姓名專業110411031101劉麗趙飛1102張偉李杰MISMISMSMSA

B

C

D

E

FG索引表記錄

地址索引文件先根據關鍵字從索引表中查出記錄所在的位置，然后再到該位置取出數據邏輯順序與記錄的物理順序無關提高查詢效率索引本身要占一定的存儲空間（索引本身也是一張表）9.6.2文件的設計文件設計就是根據文件的使用要求、處理方式、存儲量、數據的活動性及硬件設備的條件等，合理確定文件類別，選擇文件介質，決定文件的組織方式和存取方法。常用文件組織方式性能比較不同用途文件的存儲和組織方式9.6.3數據庫設計數據庫設計是管理信息系統設計的重要組成部分，是在選定的數據庫管理系統基礎上建立數據庫的過程。數據庫設計主要包括用戶需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計和物理結構設計4個階段。由于數據庫系統已形成一門獨立的學科，所以，將數據庫原理應用到管理信息系統開發中時，數據庫設計的步驟與系統開發的各階段相對應，且融為一體，他們的對應關系如圖所示。數據庫設計步驟與系統開發各階段對照圖1．用戶需求分析分析用戶需求是數據庫設計的起點和基礎，其主要任務是對信息系統所要處理的對象進行全面的了解，其工作包括如下幾個方面。確定用戶對未來系統的各種要求。主要包括信息要求、處理要求、安全性和完整性要求。在此過程中必須重點了解各用戶在業務活動中需要輸入什么數據，對這些數據的格式、范圍有何要求。另外還需要了解用戶會使用什么數據，如何處理這些數據，經過處理的數據的輸出內容、格式是什么。最后還應明確處理后的數據應送往何處，誰有權查看這些數據。深入分析用戶的業務流程。用數據流程圖表達整個系統數據的流向和對數據進行的處理，描述數據與處理間的關系。分析系統數據、產生數據字典。2．概念結構設計在分析用戶需求之后，進行概念結構設計。如前所述，概念結構設計應在系統分析階段進行，任務是根據用戶需求設計數據庫的概念數據模型（簡稱概念模型）。概念模型是從用戶角度看到的數據庫。描述概念模型的主要是E-R圖，利用E-R圖設計概念結構的步驟包括：局部E-R圖的設計和全部E-R圖的設計。每一個局部E-R圖都是與某一個最底層的數據流程圖相對應的，在確定局部結構的實體、屬性及其聯系時，必須根據相應的數據流程圖，參照數據字典來進行。3．邏輯結構設計邏輯結構設計的任務是根據概念結構設計的結果和需求分析階段得到的數據的完整性和安全性要求，將概念模型轉換成能被選定的數據庫管理系統（DBMS）支持的數據模型。設計邏輯結構時一般要分三步進行。概念結構轉換成數據模型關系模型的邏輯結構是一組關系模式的集合。而E-R圖則是由實體、實體的屬性和實體之間的聯系三個要素組成的。所以將E-R圖轉換為關系模型實際上就是將實體、實體的屬性和實體之間的聯系轉化為關系模式，這種轉換一般遵循如下規則。①一個實體集轉換為一個關系模式。②一個一對一聯系可以轉換為一個獨立的關系模式，也可以與任意一端對應的關系模式合并。③一個一對多（1﹕n）聯系可以轉換為一個獨立的關系模式，也可以與n端對應的關系模式合并。數據模型的優化數據庫邏輯設計的結果不是唯一的。為了進一步提高數據庫應用系統的性能，通常以規范化理論為指導，還應適當地修改、調整數據模型的結構，即數據模型的優化。設計外模式前面根據用戶需求設計了局部應用視圖，這種局部應用視圖只是概念模型，用E-R圖表示。將概念模型轉換為邏輯模型后，即生成了整個應用系統的模式后，還應該根據局部應用需求，結合具體的DBMS的特點，設計用戶的外模式。4．物理結構設計物理結構設計是為數據模型在設備上選定合適的存儲結構和存取方法，以獲得數據庫的最佳存取效率。物理結構設計的主要內容包括以下幾方面：庫文件的組織形式。例如，選用順序文件組織形式、索引文件組織形式等。存儲介質的分配。如，將易變的、存取頻繁的數據存放在高速存儲器上；穩定的、存取頻率小的數據存放在低速存儲器上。存取路徑。在關系模型中，存取路徑不需要設計者去選擇，一切是由系統自動進行的。9.7輸出設計在系統設計中，輸出設計占據很重要的地位。因為，計算機系統對輸入數據進行加工處理的結果，只有通過輸出才能為用戶所使用，對于大多數用戶來說，輸出是系統開發的目的和評價系統開發成功與否的標準。所以根據管理和用戶的需要先進行輸出設計，然后反過來根據輸出所要求獲得的信息再進行輸入設計。9.7.1輸出的類型在進行輸出內容的設計之前，要先確定輸出類型，輸出的類型包括以下幾個內容：交互輸出操作輸出外部輸出內部輸出9.7.2輸出設計的內容信息輸出使用方面的內容輸出信息的內容輸出格式輸出設備輸出介質9.7.3輸出設計的步驟系統的輸出設計，歸納起來共有下列4個步驟：確定系統的輸出需求選擇合適的輸出媒體定義各輸出數據的內容與輸出的格式設計輸出報告常見輸出設備和介質的特性9.8輸入設計輸出設計完成以后，就可進行輸入設計。輸入設計包括定義數據獲取、數據進入、數據輸入方法。因為，輸入設計對系統的質量有著決定性的重要影響。因此，就輸入設計而言，它最主要的目標在于如何改善輸入的環境，使輸入的方式更簡單、易于使用，而且更能夠妥善地驗證輸入數據的正確性，減少人為的、不經意的錯誤。同時，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。9.8.1輸入設計的原則輸入設計應遵循以下基本原則。控制輸入量輸入量應保持在滿足處理要求的最低限度。輸入量越少，錯誤率越小，數據準備時間也越少。減少輸入延遲采用批量輸入、用鼠標選取預先定義的輸入等方式。減少輸入錯誤采用多種輸入校驗方法和有效性驗證技術，減少輸入錯誤。輸入過程應盡量簡化輸入過程應盡量簡化，不能因為查錯、糾錯而使輸入復雜化。9.8.2輸入的類型根據輸入特點的不同，有以下幾種不同的輸入類型：外部輸入

外部輸入是系統的原始輸入，如顧客訂單、進貨單等。內部輸入

內部輸入是系統內部產生并輸入的信息，如文件的更新等。操作輸入

計算機運行過程中與操作有關輸入，如控制參數、文件名等。計算機輸入

由系統內部或外部計算機通過通信線路直接輸入的信息，如車間計算機將當天情況存入中央數據庫。交互式輸入通過人機對話進行的輸入。9.8.3輸入介質設計輸入設計首先要確定輸入設備的類型和輸入介質，目前常用的輸入設備有以下幾種：讀卡機鍵盤—磁盤輸入裝置光電閱讀器終端輸