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第五章系统设计作者：刘喆第一节系统设计原则1．系统的效率性系统的效率是指系统的处理能力、处理速度、响应时间等与时间有关的指标。2．系统的可靠性系统的可靠性指系统在运行过程中，抗干扰(包括人为的和机器的故障)和保证正常工作的能力。*提高系统可靠性的途径主要有：(1)选取可靠性较高的主机和外部设备；(2)硬件结构的冗余设计，即在高可靠性的应用场合，应采用双机或双工的结构方案；(3)对故障的检测、处理和系统安全方面的措施，如对输入数据进行校验，建立运行记录和监督跟踪，规定用户的文件使用级别，对重要文件的拷贝等。3．系统的准确性系统的准确性是指系统所能提供的信息的准确程度。4.系统的可维护性系统的可维护性是指系统易于理解、易于修改和扩充。要提高系统的可维护性，在系统分析和设计的过程中，可采用结构化、模块化的方法。5.系统的经济性系统的经济性是指系统的收益应大于系统支出的总费用。第二节结构化设计结构化系统设计是新系统开发的一个重要内容，是结构化系统分析和结构化程序设计之间的接口。结构化系统设计技术是在结构化程序设计思想的基础上发展起来的一种用于复杂系统结构设计的技术。它运用一套标准的设计准则和工具，采用模块化方法，进行新系统控制层次关系和模块分解设计。把用数据流程图表示的系统逻辑模型转变为用HIP0图或控制结构图表示的系统层次模块结构。结构化系统设计的核心是模块分解设计，模块化显著提高了系统的可修改性和可维护性，同时，为系统设计工作的有效组织和控制提供了方便条件。一、模块及其层次分解(一)模块1．模块的含义模块:是可以组合、分解和更换的单元，是组成系统、易于处理的基本单位。系统中的任何一个处理功能都可以看作是一个模块。一个模块具有三种基本属性：一是功能，说明该模块实现什么；二是逻辑，描述模块内部如何实现要求的功能；三是状态，描述该模块的使用环境、条件及模块间的相互关系。2．模块结构的图形表示模块在模块结构图中用方框表示，方框内写上模块的名称。模块的调用用从一个模块指向另一个模块的箭头表示，当后一个模块(被调用模块)执行完它的功能后，再返回前一模块(调用模块)。模块间信息传递用带有小圆圈的有向线段。模块有三种调用关系，即顺序调用、选择调用、重复调用。(二)模块的层次功能分解图1．总体IPO图实际上是数据流程图的初步分层细化结果，对最高层模块进行功能分解，并为其提供输入变量表、处理功能和输出变量表。2．HIPO图对顶层模块进行重复逐层分解，而得到的关于组成顶层模块的所有功能模块的层次结构关系图。3．低层主要模块的详细IPO图二、模块分解设计的基本原则(一)模块聚合模块聚合是衡量一个模块内部各组成部分间整体统一性的指标，描述了一个模块功能专一性的程度。根据模块的内部构成情况，聚合可以划分为以下七个等级：1．偶然聚合2．逻辑聚合3．时间聚合4．过程聚合5．数据聚合6．顺序聚合7．功能聚合(二)模块耦合模块耦合:是衡量一个模块与其他模块在联接形式和接口复杂性方面相互作用关系的指标，标志着系统结构设计的质量。模块耦合划分为以下三种类型：1．数据耦合2．控制耦合3．内容耦合第三节代码设计代码是事物、概念的名称、属性或状态的代表符号。一、代码设计原则1．惟一性:每个代码应惟一地表示一个实体或属性。2．扩展性3．实用性及系统性4．简短性5．标准化二、代码的种类：1．顺序码2．分组码3．助记码4．区间码5．密码三、校验码校验码又称编码结构中的校验位。为了保证输入的正确性，在编码设计结构中原代码的基础上，通过事先规定的数学方法计算出校验码(一位或两位)，附加在原代码的后面，使它变成代码的一个组成部分；使用时与原代码一起输入，此时计算机会用同样的数学运算方法按输入的代码数字计算出校验位，并将它与输入校验位进行比较，以检验输入是否有错。1．算术级数法。原代码12345各乘以权65432乘积之和6+10+12+12+10=50以11为模去除乘积之和，把得出的余数作为校验码：50／11=4…6因此代码为123456．2．几何级数法。原代码12345各乘以权3216842乘积之和32+32+24+16+10=114以11为模去除乘积之和，把得出的余数作为校验码：114／11=10…4因此代码为123454。3．质数法。原代码12345各乘以权1713753乘积之和17+26+21+20+15=9911为模去除乘积之和，把得出余数作为校验码：99／11=9…O因此代码为123450.注意，以11为模时，若余数是10，则按O处理。四、代码设计步骤设计代码的工作，可按下列步骤进行：1．确定代码目的。2．决定代码对象，对所要处理的全部信息逐个地进行研究，决定哪些需要代码化。3．决定代码使用范围和期限。4．分析代码对象的特性，包括代码使用频率、变更周期、追加删除情况、输出要求等。5．决定代码结构。6．对每类代码编写代码设计书。第四节数据存储设计一、文件的分类(一)按用途分类1．主文件2.业务文件3．输入文件4．输出文件5．工作文件6．转贮文件(二)按存储介质分类1．卡片文件2．打印文件3．磁带文件4．磁盘文件(三)按组织结构和存取方式分类卡片文件、打印文件、磁带文件的结构是顺序组织方式。磁盘文件的结构可以是顺序组织方式，也可以是其他组织方式，因此，它可以采用顺序存取方式或随机存取方式。所谓随机存取方式是指文件的建立或使用过程中，可以不按记录的先后次序，而是根据需要直接进行存取。在实际应用时，磁盘文件还可以进行动态存取，即在一个程序中顺序存取和随机存取混合使用。二、文件设计的步骤(一)了解已有的或可提供的计算机系统功能1．外存配备：磁盘、磁带、光盘的配备数量、功能、容量和有关文件的转贮条件等。2．终端和其他外设的配备：涉及文件可能使用的范围，多终端操作的可能性及文件输入、输出和更新的条件。3．系统所能提供的文件组织方式和存取方法等。(二)确定文件设计的基本指标1．与其他文件的接口：搞清有关文件之间的相互关系及数据项的协调。2．文件的数据量：根据文件用途和记录长度，并从将来的需要量考虑，估算文件的数据量(记录数)。3．文件的逻辑结构：根据需要，确定文件记录的长度、逻辑结构组成以及各数据项的描述。4．文件处理方式；由用途决定文件的处理方式，可以是批处理、实时处理或混合方式等。5．文件的更新情况：从文件使用情况考虑，估计插入、修改和删除等操作的频率和更新要求。6．文件的使用率：估算文件记录的实际使用频率。7．文件存取时间：根据业务处理的需要，对文件存取时间提出的不同要求。8．文件的保密性：用户对文件机密程度的要求。(三)确定合适的文件组织方式、存取方法和介质(四)编写文件设计说明书1．文件组织方式、存取方法和存储介质等的选择和确定的根据；2．文件用途、使用范围、处理方式、使用要求、存取时间和更新要求等；3．文件逻辑结构、各数据项描述以及键(码)的确定原则；4．文件数据量和存储介质需要量的初步估算；5．文件保密要求及有关安全措施；6．对于文件数据的收集、整理和格式要求的说明；7．对建立和更新文件所需要的程序进行说明及提出要求；8．关于建立文件的注意事项及其他需要说明的内容。三、数据库设计1．数据库的概念结构设计2．数据库的逻辑结构设计3．数据库的物理结构设计物理结构设计的主要内容包括：第一，库文件的组织形式。第二，存储介质的分配。第三，存取路径的选择等。数据库设计三大范式应用实例剖析•范式说明第一范式（1NF）：数据库表中的字段都是单一属性的，不可再分。这个单一属性由基本类型构成，包括整型、实数、字符型、逻辑型、日期型等。例如，如下的数据库表是符合第一范式的：字段1字段2字段3字段4而这样的数据库表是不符合第一范式的：第5节用户界面设计用户界面设计的基本要求是：(1)输入、输出对用户友好。(2)提供的表现形式和术语符合用户的接受能力。(3)各种界面的信息表现一致性。(4)提供学习功能。设计中应该体现出来的重要原则：1．操作简单容易2．表示的合理性3．表示的一致性4．对输入的容错性第六节系统设计说明书系统设计说明书是系统设计阶段的主要成果，是新系统的物理模型，也是系统实施的重要依据。主要内容如下：1．模块设计2．代码设计3．用户界面的详细设计说明4．数据库及文件的设计说明5．人工过程的有关设计6．实施方案的总计划7．实施方案的审批谢谢！