管理系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)應(yīng)用課堂筆記5

 第六章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
　　
　　6.l系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　
　　6.1.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)
　　
　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)，是根據(jù)系統(tǒng)分析的邏輯模型設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)物理模型必須符合邏輯模型，能夠完成邏輯模型所規(guī)定的信息處理功能，這是物理設(shè)計(jì)的基本要求。
　　
　　系統(tǒng)應(yīng)具有可修改性，即易讀，易于進(jìn)行查錯(cuò)、改錯(cuò)、可以根據(jù)環(huán)境的變化和用戶的要求進(jìn)行各種改變和改進(jìn)。系統(tǒng)是否具有可修改性，對于系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)影響極大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在系統(tǒng)生命周期中各階段的應(yīng)用軟件費(fèi)用及人力投入大體分布如下：
　　
　　。系統(tǒng)開發(fā)：20％
　　
　　。系統(tǒng)維護(hù)：80％
　　
　　6.1.2結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的基本思想
　　
　　1.結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
　　
　　系統(tǒng)是否具有可修改性與其結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系?！敖Y(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)”的構(gòu)想，成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想。其要點(diǎn)如下：
　　
　?。?）模塊化。
　　
　　（2）由頂向下，逐步求精。系統(tǒng)劃分模塊的工作應(yīng)按層次進(jìn)行：①把整個(gè)系統(tǒng)看做一個(gè)模塊，然后把它按功能分解成若干第一層模塊，它們各擔(dān)負(fù)一定的局部功能，共同完成整個(gè)系統(tǒng)的功能。②每個(gè)第一層模塊又可以進(jìn)一步分解成為更簡單一些的第二層模塊，越下層的模塊，其功能越具體、越簡單。
　　
　?。?）上層模塊分解為下層模塊，有三種不同的結(jié)構(gòu)形式，即順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。
　　
　　控制結(jié)構(gòu)圖也稱為軟件結(jié)構(gòu)圖或模塊結(jié)構(gòu)圖，它表示出一個(gè)系統(tǒng)的層次分解關(guān)系、模塊調(diào)用關(guān)系、模塊之間數(shù)據(jù)流和控制信息流的傳遞關(guān)系，它是系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)的主要工具。
　　
　　2.控制結(jié)構(gòu)圖的基本符號和規(guī)定
　　
　　（1）每個(gè)模塊有自身的任務(wù)，只有接收到上級模塊的調(diào)用命令時(shí)才能執(zhí)行。
　　
　?。?）模塊之間的通信只限于其直接上、下級模塊，任何模塊不能直接與其他上下級模塊或同級模塊發(fā)生通信聯(lián)系。
　　
　?。?）若有某模塊要與非直接上、下級的其他模塊發(fā)生通信聯(lián)系，必須通過其上級模塊進(jìn)行傳遞。
　　
　?。?）模塊調(diào)用順序?yàn)樽陨隙隆Ｔ诳刂平Y(jié)構(gòu)圖中，把一個(gè)系統(tǒng)分解為若干模塊，實(shí)質(zhì)上是把一件比較抽象、其物理內(nèi)容不大確定的任務(wù)，分解為若干件比較具體的、物理內(nèi)容比較確定的任務(wù)。
　　
　　控制結(jié)構(gòu)圖既可以反映系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，又能反映系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，能準(zhǔn)確反映各組成部分（各模塊）及它們之間的聯(lián)系。
　　
　　6.1.3模塊分解的規(guī)則
　　
　　1.模塊獨(dú)立性
　　
　　所謂兩個(gè)模塊彼此完全獨(dú)立，是指其中任一模塊在運(yùn)行時(shí)，與另一個(gè)模塊存在無關(guān)。獨(dú)立性只是一個(gè)相對的概念。具有獨(dú)立功能而且和其他模塊之間相互作用少的模塊，稱為獨(dú)立性高的模塊。
　　
　　保證模塊獨(dú)立性高是設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　
　?。?）系統(tǒng)容易開發(fā)。系統(tǒng)開發(fā)往往由若干人分工合作完成，由于模塊之間聯(lián)系少，接口簡單，可以簡化合作者之間的協(xié)調(diào)工作。
　　
　?。?）系統(tǒng)可靠性高。模塊之間的相互影響小，當(dāng)一個(gè)模塊出錯(cuò)時(shí)，產(chǎn)生波動(dòng)效應(yīng)的概率低，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。
　　
　?。?）系統(tǒng)容易維護(hù)。在對一個(gè)模塊進(jìn)行修改和維護(hù)時(shí)，不必?fù)?dān)心其他模塊的內(nèi)部是否會(huì)受到影響。
　　
　　要衡量模塊自身聯(lián)系是否緊密、與外部的聯(lián)系是否合理，需引入模塊凝聚、模塊耦合的概念。
　　
　　2.模塊凝聚
　　
　　模塊凝聚是用以衡量一個(gè)模塊內(nèi)部自身功能的內(nèi)在聯(lián)系是否緊密的指標(biāo)，也是衡量模塊質(zhì)量好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。模塊按凝聚程度的高低可分為以下五級：
　　
　?。?）偶然凝聚。一個(gè)模塊內(nèi)部各組成部分的處理彼此無關(guān)，偶然地組合在一起，這是一種組織得最差的模塊，凝聚程度最低。
　　
　?。?）邏輯凝聚。一個(gè)模塊內(nèi)部各組成部分的處理邏輯相似，但功能卻彼此不同。這種模塊通常包含一個(gè)選擇控制和若干彼此獨(dú)立的處理功能。先執(zhí)行選擇功能，再根據(jù)選擇的結(jié)果，控制執(zhí)行不同的處理功能。由于它的邏輯途徑比較復(fù)雜，修改困難，因此凝聚程度較差。
　　
　?。?）時(shí)間凝聚。這是指若干處理由于執(zhí)行時(shí)間彼此有關(guān)，集中在一起組成的模塊。如初始化模塊，各處理內(nèi)容必須在特定時(shí)間內(nèi)執(zhí)行，而各處理內(nèi)容彼此無關(guān)，故凝聚程度較差。時(shí)間凝聚的模塊通常要影響到其他許多模塊的運(yùn)行，因此與其他模塊之間聯(lián)系多，修改比較困難。
　　
　?。?）數(shù)據(jù)凝聚。模塊內(nèi)部包含若干處理，它們按一定的順序執(zhí)行，且前一處理所產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)，是后一處理的輸入數(shù)據(jù)，這稱為數(shù)據(jù)凝聚模塊。這種模塊可較明確表述其功能，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較密切，與其他模塊聯(lián)系一般較少，凝聚性較好。
　　
　　（5）功能凝聚。一個(gè)模塊只執(zhí)行一個(gè)明確的功能，即上級模塊調(diào)用它時(shí)，它只完成一項(xiàng)確定的任務(wù)。這種模塊獨(dú)立性強(qiáng)、便于修改。凝聚程度高，是結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)模塊的理想目標(biāo)。一個(gè)模塊的內(nèi)部凝聚程度。
　　
　　3.模塊耦合
　　
　　模塊間的信息聯(lián)系方式，稱為模塊的耦合，它是衡量模塊間結(jié)構(gòu)性能的重要指標(biāo)。耦合有三種類型：
　　
　?。?）數(shù)據(jù)耦合。兩個(gè)模塊間通過調(diào)用關(guān)系傳遞被處理的數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)耦合。
　　
　?。?）控制耦合。兩個(gè)模塊間通過調(diào)用關(guān)系，不僅傳遞數(shù)據(jù)，還傳遞對運(yùn)行過程有影響的控制信號。下層模塊執(zhí)行校驗(yàn)功能，校驗(yàn)結(jié)果的控制信號傳回上層模塊，以控制其他模塊的運(yùn)行。如數(shù)據(jù)正確，調(diào)用正常處理模塊；如數(shù)據(jù)異常，或遇到文件尾等不同情況時(shí)，調(diào)用不同處理模塊，這種耦合使一個(gè)模塊的執(zhí)行直接影響到接受該控制信號的模塊的運(yùn)行。這對于系統(tǒng)的修改工作是不利的，特別是對自下向上傳遞的控制信號，影響面更大。因此，應(yīng)當(dāng)盡量將這種耦合減少到最低限度。
　　
　　（3）非法耦合。一個(gè)模塊與另一個(gè)模塊內(nèi)部發(fā)生聯(lián)系，即一個(gè)模塊中的某些內(nèi)容在另一模塊中以某種方式被引用，稱為非法耦合。例如，不經(jīng)過調(diào)用關(guān)系，直接使用或修改另一模塊中的數(shù)據(jù)，將控制選擇指向另一模塊中的某一標(biāo)號（節(jié)、過程）等。
　　
　　模塊間數(shù)據(jù)耦合是最正常的方式，為保持模塊的獨(dú)立性，模塊之間互相傳遞的數(shù)據(jù)要盡量少；要努力避免控制耦合，特別是避免自下而上傳遞控制信號；應(yīng)消除任何形式的非法耦合。
　　
　　6.1.4控制結(jié)構(gòu)圖的繪制
　　
　　繪制控制結(jié)構(gòu)圖的依據(jù)是數(shù)據(jù)流程圖。繪制控制結(jié)構(gòu)圖，首先是將上層數(shù)據(jù)流程圖映射為上層控制結(jié)構(gòu)圖，由頂層數(shù)據(jù)流程圖開始，逐級下推。
　　
　　每一層數(shù)據(jù)流程圖（DFD）中的“處理功能”，映射為相應(yīng)層次控制結(jié)構(gòu)圖中的“模塊”；而DFD中流人“處理功能”的數(shù)據(jù)流映射為輸入模塊的數(shù)據(jù)流，DFD中流出“處理功能”的數(shù)據(jù)流映射成從“模塊”中輸出的數(shù)據(jù)流。能結(jié)構(gòu)；另一方面應(yīng)按照模塊分解的規(guī)則，將凝聚程度低的、或具有控制耦合、非法耦合的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解。
　　
　　低層次模塊結(jié)構(gòu)的分解，一方面可參照低層次數(shù)據(jù)流程圖的功
　　
　　分解時(shí)采用以下兩種不同的方式：
　　
　　1.以轉(zhuǎn)換為中心結(jié)構(gòu)的分解
　　
　　如果待分解的模塊是一個(gè)數(shù)據(jù)凝聚的模塊，即內(nèi)部包含若干順序執(zhí)行且對某些數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，稱為以轉(zhuǎn)換為中心的結(jié)構(gòu)。這種模塊可分解為輸入、處理、輸出三大部分。
　　
　　2.以業(yè)務(wù)為中心結(jié)構(gòu)的分解
　　
　　待分解的模塊要處理幾項(xiàng)邏輯上相似的業(yè)務(wù)，即它是一個(gè)邏輯凝聚的模塊。這種模塊可以將之分解為一個(gè)檢查業(yè)務(wù)類型的模塊和一個(gè)調(diào)度模塊，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型，調(diào)度模塊調(diào)用不同的下層模塊，進(jìn)行不同的處理。
　　
　　以上兩種分解方式常常要混合使用，以達(dá)到模塊凝聚程度高、模塊之間獨(dú)立性強(qiáng)、易于修改的目的。
　　
　　6.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
　　
　　6.2.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的要求和步驟
　　
　　1.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的要求
　　
　　數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的目標(biāo)是建立一個(gè)合適的數(shù)據(jù)模型。這個(gè)數(shù)據(jù)模型應(yīng)當(dāng)是：
　　
　?。?）滿足用戶要求：既能合理地組織用戶需要的所有數(shù)據(jù)，又能支持用戶對數(shù)據(jù)的所有處理功能。
　　
　?。?）滿足某個(gè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的要求：能夠在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。
　　
　?。?）具有較高的范式：數(shù)據(jù)完整性好、效益高，便于理解和維護(hù)，沒有數(shù)據(jù)沖突。
　　
　　2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)步驟
　　
　　數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)可以分為概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三個(gè)階段。
　　
　?。?）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的第一個(gè)階段，在管理信息系統(tǒng)的分析階段，已經(jīng)得到了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖和數(shù)據(jù)字典，現(xiàn)在要結(jié)合數(shù)據(jù)規(guī)范化的理論，用一種數(shù)據(jù)模型將用戶的數(shù)據(jù)需求明確地表示出來。
　　
　　概念數(shù)據(jù)模型是面向問題的模型，反映了用戶的現(xiàn)實(shí)工作環(huán)境，是與數(shù)據(jù)庫的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)無關(guān)的。建立系統(tǒng)概念數(shù)據(jù)模型的過程叫做概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　
　?。?）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)已經(jīng)建立的概念數(shù)據(jù)模型，以及所采用的某個(gè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)模型特性，按照一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則，把概念模型轉(zhuǎn)換為這個(gè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所能夠接受的邏輯數(shù)據(jù)模型。不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了不同的邏輯數(shù)據(jù)模型，如層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型等。
　　
　?。?）物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為一個(gè)確定的邏輯數(shù)據(jù)模型選擇一個(gè)最適合應(yīng)用要求的物理結(jié)構(gòu)的過程，就叫做數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理數(shù)據(jù)模型。
　　
　　6.2.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　
　　描述概念數(shù)據(jù)模型的主要工具是E-R（實(shí)體一聯(lián)系）模型，或者叫做E-R圖。利用E-R圖實(shí)現(xiàn)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法就叫做E-R方法。
　　
　　1.概念模型的表示方法
　　
　　E-R圖主要是由實(shí)體、屬性和聯(lián)系三個(gè)要素構(gòu)成的。在E-R圖中，使用了下面四種基本的圖形符號。
　　
　　2.確定系統(tǒng)實(shí)體、屬性及聯(lián)系
　　
　　利用系統(tǒng)分析階段建立的數(shù)據(jù)字典，