第六章第六章 管理信息系统的系统设计管理信息系统的系统设计一、系统设计的概述及任务是：一、系统设计的概述及任务是：在系统分析的基础上，按照逻辑模型的要求，科学合理地在系统分析的基础上，按照逻辑模型的要求，科学合理地 进行系统的总体设计和具体的物理设计，为下一阶段系统实施进行系统的总体设计和具体的物理设计，为下一阶段系统实施 提供必要的技术资料。提供必要的技术资料。 系统设计应符合以下要求：系统设计应符合以下要求：(1)(1)系统性（系统是作为统一整体而存在的）系统性（系统是作为统一整体而存在的）(2)(2)灵活性（为了保持系统的生命力，要求系统具有很强的环灵活性（为了保持系统的生命力，要求系统具有很强的环 境适应性）境适应性）(3)(3)可靠性（可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干可靠性（可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力）扰时的恢复能力）(4)(4)经济性（是指在满足系统需求的前提下，尽可能减少系统经济性（是指在满足系统需求的前提下，尽可能减少系统的开销）的开销）二、系统总体设计二、系统总体设计系统总体设计又称系统初步设计或概要设计。系统总体设计又称系统初步设计或概要设计。总体设计的核心任务是：完成系统的模块结构设计。总体设计的核心任务是：完成系统的模块结构设计。即在目标系统逻辑模型的基础上，把系统功能划分为若干子系即在目标系统逻辑模型的基础上，把系统功能划分为若干子系统，再将子系统分解成功能单一、彼此相对独立的模块，形成统，再将子系统分解成功能单一、彼此相对独立的模块，形成具有层次关系的模块结构，包括系统模块的组成、模块的功能具有层次关系的模块结构，包括系统模块的组成、模块的功能和模块间的相互关系。也就是设计新系统的总体框架。和模块间的相互关系。也就是设计新系统的总体框架。（一）功能模块设计（一）功能模块设计一个大的一个大的MISMIS往往可以分解成若干个子系统。子系统的划分往往可以分解成若干个子系统。子系统的划分一般在分析阶段完成。一般在分析阶段完成。1 1、结构化设计方法、结构化设计方法 结构化设计（结构化设计（Structured DesignStructured Design）方法，简称）方法，简称SDSD。该方法将一个信息系统的结构。分解成由许多按层次结构该方法将一个信息系统的结构。分解成由许多按层次结构联系起来的功能结构图，即模块结构图。联系起来的功能结构图，即模块结构图。SDSD方法是各种设计方法中比较成熟和完整的一种方法，是方法是各种设计方法中比较成熟和完整的一种方法，是系统设计使用最广的一种设计方法，可与分析阶段的结构化分系统设计使用最广的一种设计方法，可与分析阶段的结构化分析（析（SASA）方法与实施阶段的结构化程序设计（）方法与实施阶段的结构化程序设计（SPSP）方法前后衔）方法前后衔接使用。接使用。 SDSD方法的基本思想是结构化和模块化。方法的基本思想是结构化和模块化。模块化是系统设计的趋势，可把复杂问题简单化，把大问题分模块化是系统设计的趋势，可把复杂问题简单化，把大问题分解为小问题来解决，从而使新系统易于实施及维护。解为小问题来解决，从而使新系统易于实施及维护。 结构化的基本思想：结构化的基本思想：A AD DB BC C图中，系统由图中，系统由A A、B B、C C、D D四部分组成，带箭头的线段表示信四部分组成，带箭头的线段表示信息流向。如果要修改息流向。如果要修改A A中某些内容，就不仅是涉及中某些内容，就不仅是涉及A A自身的改自身的改动问题，因为动问题，因为A A的改变通过信息联系，会影响到的改变通过信息联系，会影响到B B、C C和和D D，从，从而要相应地修改而要相应地修改B B、C C和和D D，这种作用称为，这种作用称为“ “波动效应波动效应” ”。由于。由于波动效应波动效应 的存在，对的存在，对A A的改变等于要修改整个系统。的改变等于要修改整个系统。对于组成部分间有复对于组成部分间有复 杂联系的大系统，各杂联系的大系统，各 部分间错综复杂的联部分间错综复杂的联 系是造成修改工作难系是造成修改工作难 于进行的主要原因。于进行的主要原因。SDSD方法具有以下特点：方法具有以下特点：对于复杂的系统，按照对于复杂的系统，按照“ “自顶向下，逐步求精自顶向下，逐步求精” ”的原则分解的原则分解采用图形表达工具采用图形表达工具有一组基本的设计原则与方法有一组基本的设计原则与方法有一组模块结构评价标准及优化方法有一组模块结构评价标准及优化方法2 2、模块与模块结构图模块与模块结构图 （1 1）模块模块 把一个系统分解成若干彼此独立，且又具有一定联系，把一个系统分解成若干彼此独立，且又具有一定联系，能够完成某个特定任务的组成部分。这些组成部分就称为功能够完成某个特定任务的组成部分。这些组成部分就称为功能模块，简称模块（能模块，简称模块（ModuleModule）。）。 一个模块的规模可大可小一个模块的规模可大可小. .它它可以是一个程序可以是一个程序, ,也可以是程序中的一个程序段或一个函数、也可以是程序中的一个程序段或一个函数、过程或子程序。过程或子程序。模块一般具有模块一般具有输入与输出，逻辑功能、程序代码和内部输入与输出，逻辑功能、程序代码和内部数据四个属性。数据四个属性。逻辑功能指明模块能做什么，表达它把输入加逻辑功能指明模块能做什么，表达它把输入加工成输出的功能。程序代码用于实现模块的功能。内部数据是工成输出的功能。程序代码用于实现模块的功能。内部数据是属于模块自己内部的数据。输入与输出，逻辑功能构成模块的属于模块自己内部的数据。输入与输出，逻辑功能构成模块的外部属性；程序代码，内部数据是模块的内部属性。外部属性；程序代码，内部数据是模块的内部属性。 在总体设计时，主要关心模块外部属性，模块内部属性在总体设计时，主要关心模块外部属性，模块内部属性将由系统实施阶段的程序设计工作去完成。理想的模块最好是将由系统实施阶段的程序设计工作去完成。理想的模块最好是一个一个“ “黑箱黑箱” ”模块。所谓模块。所谓“ “黑箱黑箱” ”模块是指不知道模块内部的结构模块是指不知道模块内部的结构与原理，而仅知道它的功能。与原理，而仅知道它的功能。 （2 2）模块结构图）模块结构图 模块结构图是结构化设计的主要工具，也是模块结构设计模块结构图是结构化设计的主要工具，也是模块结构设计的成果。它不仅可以表示一个系统的层次结构关系，还反映模的成果。它不仅可以表示一个系统的层次结构关系，还反映模块之间的调用关系和模块之间数据的传递关系。模块结构图描块之间的调用关系和模块之间数据的传递关系。模块结构图描述的是系统的层次特性，所以又称系统层次结构图。述的是系统的层次特性，所以又称系统层次结构图。 在模块结构图中，主要符号如下：在模块结构图中，主要符号如下：模块模块 ：在模块结构图中，模块用主方框表示，方框中写有模块：在模块结构图中，模块用主方框表示，方框中写有模块的名称。的名称。 表示模块表示模块模块调用模块调用 ：模块间的调用关系用箭头表示，箭尾表示调用模：模块间的调用关系用箭头表示，箭尾表示调用模块，箭头表示被调用模块。块，箭头表示被调用模块。调用只能是上一级模块调用下一级模块，不允许下一级模块调调用只能是上一级模块调用下一级模块，不允许下一级模块调用上一级模块，通常也不允许同级模块间的调用。模块间的调用上一级模块，通常也不允许同级模块间的调用。模块间的调用分为直接调用、判断调用和循环调用三种。用分为直接调用、判断调用和循环调用三种。判断条件用菱形符号表示。循环调用可用半圆形符号表示。判断条件用菱形符号表示。循环调用可用半圆形符号表示。 表示模块调用表示模块调用 关系，箭尾连关系，箭尾连 接上层控制模接上层控制模 块，箭头指向块，箭头指向 被调用模块被调用模块循环调用循环调用 下层模块下层模块判断调用下判断调用下 层模块层模块数据存储数据存储模块间的通信模块间的通信 ：模块调用时，一般要在模块间传递信息，称为模块间的模块调用时，一般要在模块间传递信息，称为模块间的通信。模块间的通信有数据通信和控制通信两种。模块间的通信。模块间的通信有数据通信和控制通信两种。模块间的通信用箭头表示，不同之处在于箭尾，数据流箭头的箭尾为通信用箭头表示，不同之处在于箭尾，数据流箭头的箭尾为空心圆，控制流箭头的箭尾为实心圆。空心圆，控制流箭头的箭尾为实心圆。 表示模块间的数据传递表示模块间的数据传递表示模块间的控制信息传递表示模块间的控制信息传递系统功能系统功能输入数据输入数据 业务处理业务处理 输出结果输出结果输入输入 校验校验查询查询 报表报表控制结构图示例控制结构图示例A AB BA AB BA AB B C C D DA AB BA A 调用调用B BA A判断调用判断调用B B、C C 、D DA A循环调用循环调用B BA A带数据带数据a a调用调用B B返回时带着数据返回时带着数据b b例如：给定下列数据流程图和控制结构图，回答问题例如：给定下列数据流程图和控制结构图，回答问题B BN NL LMMC CP2P2P1P1P3P3系统系统 A A取得取得B BB B变变C C输出输出C CB BB BC C1 1、将数据流程图转化为控制流程图、将数据流程图转化为控制流程图2 2、将模块、将模块B B变变C C再下细化一层再下细化一层3 3、若系统要求只有当、若系统要求只有当C C大于大于0 0时，才输出时，才输出C C，结构图应作何，结构图应作何修改。修改。4 4、若系统要求反复调用、若系统要求反复调用“ “B B变变C”C”，直到，直到C C值为正，此时结值为正，此时结构图应作何修改。构图应作何修改。C CMML LL LN N系统系统P1 P1P2 P2 P3 P3B BC CP1 P1P2 P2 P3 P3B BC CN NL LL LC CMM1 1、2 2、系统系统A A取得取得B BB B变变C C输出输出C C如果如果C0C0C CB BB B系统系统A A取得取得B BB B变变C C输出输出C CC CB BB B直到直到C0C03 3、4 4、（3 3）模块分解的规则（模块的耦合（）模块分解的规则（模块的耦合（CouplingCoupling）与聚合（）与聚合（ Cohesion) Cohesion) 模块的分解应使每个模块相对独立，因此使模块内部自身联系模块的分解应使每个模块相对独立，因此使模块内部自身联系紧密，而模块外部相互之间的信息联系要尽量减少，是设计物紧密，而模块外部相互之间的信息联系要尽量减少，是设计物理模型的两项重要原则。理模型的两项重要原则。衡量模块自身联系是否紧密、与外部的联系是否合理的标准，衡量模块自身联系是否紧密、与外部的联系是否合理的标准，需引入模块聚合、模块偶合的概念。需引入模块聚合、模块偶合的概念。模块的耦合：模块的耦合：模模块块块块的耦合是指模的耦合是指模块间联块间联块间联块间联 系的系的紧紧紧紧密程序，又称密程序，又称 为为为为模模块联结块联结块联结块联结 。它是衡量模块间的结构性能的重要指标。它是衡量模块间的结构性能的重要指标。模块间的耦合有五种形式模块间的耦合有五种形式: :数据耦合数据耦合如果模块间只有数据通信，那么模块间的耦合为数据耦合。如果模块间只有数据通信，那么模块间的耦合为数据耦合。 （两个模块之间通过关系传递处理的数据）数据偶合联系简（两个模块之间通过关系传递处理的数据）数据偶合联系简单，偶合度低，模块独立性好，模块间的影响最小，是最理单，偶合度低，模块独立性好，模块间的影响最小，是最理想的一种偶合形式。想的一种偶合形式。计划产量计划产量消耗定额消耗定额生产材料用量生产材料用量材料计划管理材料计划管理生产材料用量计算生产材料用量