自考“管理系統(tǒng)中的計算機(jī)應(yīng)用”本科筆記六 -自考串講筆記

　　6.l 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　6.1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)

　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)，是根據(jù)系統(tǒng)分析的邏輯模型設(shè)計應(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、改錯、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，在系統(tǒng)生命周期中各階段的應(yīng)用軟件費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)計的基本思想

　　1.結(jié)構(gòu)化設(shè)計的要點

　　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” 的構(gòu)想，成為系統(tǒng)設(shè)計的基本思想。其要點如下：

　?。?） 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把整個系統(tǒng)看做一個模塊，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，共同完成整個系統(tǒng)的功能。②每個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

　?。?） 每個模塊有自身的任務(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)用順序為自上而下。在控制結(jié)構(gòu)圖中，把一個系統(tǒng)分解為若干模塊，實質(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.模塊獨立性

　　所謂兩個模塊彼此完全獨立，是指其中任一模塊在運行時，與另一個模塊存在無關(guān)。獨立性只是一個相對的概念。具有獨立功能而且和其他模塊之間相互作用少的模塊，稱為獨立性高的模塊。

　　保證模塊獨立性高是設(shè)計一個系統(tǒng)的關(guān)鍵，它具有以下優(yōu)點：

　?。?） 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*性高。模塊之間的相互影響小，當(dāng)一個模塊出錯時，產(chǎn)生波動效應(yīng)的概率低，從而提高了系統(tǒng)的可*性。

　?。?） 系統(tǒng)容易維護(hù)。在對一個模塊進(jìn)行修改和維護(hù)時，不必?fù)?dān)心其他模塊的內(nèi)部是否會受到影響。

　　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選擇控制和若干彼此獨立的處理功能。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。

　　（3） 時間凝聚。這是指若干處理由于執(zhí)行時間彼此有關(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。時間凝聚的模塊通常要影響到其他許多模塊的運行，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。一個模塊只執(zhí)行一個明確的功能，即上級模塊調(diào)用它時，它只完成一項確定的任務(wù)。這種模塊獨立性強、便于修改。凝聚程度高，是結(jié)構(gòu)化設(shè)計模塊的理想目標(biāo)。一個模塊的內(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：

　　（1） 數(shù)據(jù)耦合。兩個模塊間通過調(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。兩個模塊間通過調(diào)用關(guān)系，不僅傳遞數(shù)據(jù)，還傳遞對運行過程有影響的控制信號。下層模塊執(zhí)行校驗功能，校驗結(jié)果的控制信號傳回上層模塊，以控制其他模塊的運行。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，調(diào)用不同處理模塊，這種耦合使一個模塊的執(zhí)行直接影響到接受該控制信號的模塊的運行。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。

　?。?） 非法耦合。一個模塊與另一個模塊內(nèi)部發(fā)生聯(lián)系，即一個模塊中的某些內(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邏輯上相似的業(yè)務(wù)，即它是一個邏輯凝聚的模塊。這種模塊可以將之分解為一個檢查業(yè)務(wù)類型的模塊和一個調(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、模塊之間獨立性強、易于修改的目的。

　　6.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

　　6.2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的要求和步驟

　　1.數(shù)據(jù)庫設(shè)計的要求

　　數(shù)據(jù)庫設(shè)計的目標(biāo)是建立一個合適的數(shù)據(jù)模型。這個數(shù)據(jù)模型應(yīng)當(dāng)是：

　　（1）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)計步驟

　　數(shù)據(jù)庫設(shè)計可以分為概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計三個階段。

　?。?） 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計。這是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的第一個階段，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)實工作環(huán)境，是與數(shù)據(jù)庫的具體實現(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。

　?。?） 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計。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。為一個確定的邏輯數(shù)據(jù)模型選擇一個最適合應(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。數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲結(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

　　描述概念數(shù)據(jù)模型的主要工具是E-R（實體一聯(lián)系） 模型，或者叫做E-R圖。利用E-R圖實現(xiàn)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法就叫做E-R方法。

　　1.概念模型的表示方法

　　E-R圖主要是由實體、屬性和聯(lián)系三個要素構(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，并對照數(shù)據(jù)流程圖對系統(tǒng)中的各個數(shù)據(jù)項進(jìn)行分類、組織，確定系統(tǒng)中的實體、實體的屬性、標(biāo)識實體的碼以及實體之間聯(lián)系的類型。

　　在數(shù)據(jù)字典中“數(shù)據(jù)項” 是基本數(shù)據(jù)單位，一般可以作為實體的屬性。“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“數(shù)據(jù)存儲”和“數(shù)據(jù)流”條目都可以作為實體，因為它們總是包含了