第三章結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)方法3.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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    以下內(nèi)容節(jié)選自清華大學(xué)版《系統(tǒng)分析師教程》
    僅供學(xué)習(xí)、參考使用,詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)查閱原著
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    3.4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述
    系統(tǒng)設(shè)計(jì)是信息系統(tǒng)開發(fā)過程中另一個(gè)重要階段。這一階段中,要根據(jù)前一階段系統(tǒng)分析的結(jié)果,在已經(jīng)獲得批準(zhǔn)的系統(tǒng)分析報(bào)告的基礎(chǔ)上,進(jìn)行新系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
    系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目的就是為系統(tǒng)制定藍(lán)圖,在各種技術(shù)和實(shí)施方法中權(quán)衡利弊,精心設(shè)計(jì),合理使用各種資源,最終勾畫出新系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。
    但是,實(shí)際情況往往與主觀設(shè)定存在差距,項(xiàng)目開發(fā)過程中并不總是能按總體計(jì)劃分階段順利推進(jìn),甚至造成反復(fù),究其原因有:
    1.傳統(tǒng)方法認(rèn)為“系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前,用戶的所有的需求都能被預(yù)先定義”。
    2.在生命周期法中,系統(tǒng)分析通常用數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、判斷表等工具來描述目的系統(tǒng)的邏輯模型,這些文字和圖形工具被認(rèn)梢猿浞址從承孿低車穆嘸δ堋?/P>
    3.生命周期法將開發(fā)過程嚴(yán)格劃分為幾個(gè)不同階段,并嚴(yán)格分離,即后一個(gè)階段工作必須在前一階段結(jié)束才能進(jìn)行,把各個(gè)階段工作的變化幅度限制在一個(gè)特定的范圍內(nèi)。
    3.4.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟
    為保證總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的順利完成,主要應(yīng)遵循以下幾條原則:
    1.分解-協(xié)調(diào)原則。整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)整體,具有整體的目的和功能。但這些目的和功能的實(shí)現(xiàn)又是由相互聯(lián)系的各個(gè)組成部分共同工作的結(jié)果。解決復(fù)雜問題的一個(gè)很重要的原則就是把它分解成多個(gè)小問題分別處理,在處理過程中根據(jù)系統(tǒng)總體要求協(xié)調(diào)各部門的關(guān)系。在系統(tǒng)中,應(yīng)按以下要求分解:
    按系統(tǒng)的功能進(jìn)行分解
    按管理活動(dòng)和信息運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律分解
    按系統(tǒng)的工作規(guī)程分解
    按用戶工作的特殊需要分解(如按保密的要求)
    按開發(fā)、維護(hù)和修改的方便性分解
    協(xié)調(diào)的依據(jù)主要是:
    目的調(diào)節(jié)
    工作進(jìn)程調(diào)節(jié)
    工作規(guī)范和技術(shù)規(guī)范協(xié)調(diào)
    信息協(xié)調(diào)(指信息的提供和收回)
    業(yè)務(wù)內(nèi)容協(xié)調(diào)(如某些業(yè)務(wù)指標(biāo)的控制)
    2.自頂向下的原則
    3.信息隱蔽、抽象的原則
    4.一致性的原則
    5.明確性原則
    6.模塊之間的耦合盡可能小,模塊內(nèi)部組合要盡可能緊湊。
    7.模塊的扇入系數(shù)和扇出系數(shù)要合理。
    8.模塊的規(guī)模適當(dāng)
    3.4.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是要根據(jù)系統(tǒng)分析的要求和組織的實(shí)際情況來對(duì)新系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)形式和可利用的資源進(jìn)行大致設(shè)計(jì),這是一種宏觀、總體上的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。
    3.4.2.1子系統(tǒng)劃分
    1.子系統(tǒng)劃分的原則
    為了方便今后系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)運(yùn)行,子系統(tǒng)的劃分應(yīng)遵循如下幾點(diǎn)原則:
    子系統(tǒng)要具有相對(duì)獨(dú)立性。
    子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的依賴性盡量小
    子系統(tǒng)劃分的結(jié)果應(yīng)使數(shù)據(jù)冗余較小
    子系統(tǒng)的劃分應(yīng)便于系統(tǒng)分階段實(shí)現(xiàn)
    子系統(tǒng)的劃分應(yīng)考慮到各類資源的充分利用
    2.系統(tǒng)劃分方法的分類
    3.4.2.2子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定劃分后的子系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu),并畫出模塊結(jié)構(gòu)圖。這個(gè)工程中必須考慮以下幾個(gè)問題:
    每個(gè)子系統(tǒng)如何劃分多個(gè)模塊
    如何確定子系統(tǒng)之間、模塊之間傳送的數(shù)據(jù)及其調(diào)用關(guān)系
    如何評(píng)價(jià)并改進(jìn)模塊結(jié)構(gòu)的質(zhì)量
    如何從數(shù)據(jù)流圖導(dǎo)出模塊結(jié)構(gòu)圖
    3.4.2.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
    網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)首先要根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。然后根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分的結(jié)果,安排網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的分布,再根據(jù)物理位置來考慮聯(lián)網(wǎng)布線和配件,最后就是根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)的要求劃定網(wǎng)絡(luò)個(gè)結(jié)點(diǎn)的級(jí)別、管理方式、數(shù)據(jù)讀寫的權(quán)限、選擇相應(yīng)的軟件系統(tǒng)等。
    3.4.2.4硬件設(shè)備及配置
    在確定了系統(tǒng)的劃分后,就可以考慮各子系統(tǒng)的設(shè)備,即計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置問題,以及如何將這些分布的設(shè)備和任務(wù)、功能、數(shù)據(jù)資源等集中統(tǒng)一管理。
    3.4.3系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.4.3.1模塊的概念
    模塊是組成系統(tǒng)的基本單位,它的特點(diǎn)是可以組合、分解和更換。系統(tǒng)中任何一個(gè)處理功能都可以看成是一個(gè)模塊。根據(jù)模塊功能具體化程度的不同,可以分為邏輯模塊和物力模塊。在系統(tǒng)邏輯模型中定義的處理功能可視為邏輯模塊。物理模塊是邏輯模塊的具體化,可以是一個(gè)計(jì)算機(jī)程序、子程序或若干條程序語句,也可以是人工過程的某項(xiàng)具體工作。
    3.4.3.2模塊結(jié)構(gòu)圖
    模塊結(jié)構(gòu)圖主要關(guān)心的是模塊的外部屬性,即上下級(jí)模塊、同級(jí)模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞和調(diào)用關(guān)系,并不關(guān)心模塊的內(nèi)部。
    模塊結(jié)構(gòu)圖式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖形工具。作為一種文檔,它必須嚴(yán)格地定義模塊的名字、功能和接口,同時(shí)還應(yīng)當(dāng)在模塊結(jié)構(gòu)圖上反映出結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的思想。
    3.4.3.3模塊的變化型分析與事務(wù)型分析
    一個(gè)系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖一般有兩種標(biāo)準(zhǔn)形式,變換型模塊結(jié)構(gòu)和事務(wù)型模塊結(jié)構(gòu)。
    變換型模塊結(jié)構(gòu)描述的是變換型系統(tǒng)。變換型系統(tǒng)由3部分組成:輸入、數(shù)據(jù)加工(中心變換)和輸出,它的功能是將輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過加工后輸出。事務(wù)型系統(tǒng)由3層組成:事務(wù)層、操作層和細(xì)節(jié)層。它的功能是對(duì)接收的事務(wù)按其類型選擇某一事務(wù)處理。
    1.變換型分析
    變換型分析過程可以分為3步
    (1)找出系統(tǒng)底層邏輯輸入、主加工和邏輯輸出
    (2)設(shè)計(jì)頂層模塊和第一層模塊
    (3)對(duì)輸入、變換、輸出模塊逐個(gè)分解,便可得到初始結(jié)構(gòu)圖
    2.事務(wù)型分析
    事務(wù)型分析也是“自頂向下,逐步細(xì)化”的原則進(jìn)行。先設(shè)計(jì)模塊,其功能就是整個(gè)系統(tǒng)的功能。下面有一個(gè)“分析模塊”和“調(diào)度模塊”。前者分析事務(wù)的類型,后者根據(jù)不同的類型調(diào)用相應(yīng)的下層模塊。
    3.4.3.4模塊的耦合與內(nèi)聚
    一個(gè)合理的模塊劃分,應(yīng)該是內(nèi)部聯(lián)系強(qiáng),模塊間盡可能獨(dú)立,接口明確、簡單,有適當(dāng)?shù)墓眯?,要滿足“歐和小,內(nèi)聚大”的原則。
    3.4.4系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)
    3.4.4.1代碼設(shè)計(jì)
    代碼是用來表征客觀事物的一組有序的符號(hào),以便易于計(jì)算機(jī)和人工識(shí)別與處理。代碼的類型指代碼符號(hào)的表示形式,一般有數(shù)字型、字母型、數(shù)字字母混合型等。3種類型的代碼各有所長,應(yīng)根據(jù)使用者的要求、信息量的多少、信息交換的頻度、使用者的習(xí)慣等方面綜合考慮。
    代碼設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循以下基本原則:
    性,一個(gè)對(duì)象可能有多個(gè)名稱,也可按不同的方式對(duì)它進(jìn)行描述。但在一個(gè)編碼體系中,一個(gè)對(duì)象只能賦予它的代碼。
    合理性,代碼結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的分類體系相對(duì)應(yīng)。
    可擴(kuò)充性。應(yīng)留有充分的余地,以備將來不斷擴(kuò)充的需要。
    簡單性。結(jié)構(gòu)盡可能簡單,以減少各種差錯(cuò)。
    適用性。代碼盡可能反映對(duì)象的特點(diǎn),以助記憶,便于填寫。
    規(guī)范性。國家有關(guān)編碼標(biāo)準(zhǔn)是代碼設(shè)計(jì)的重要依據(jù),已有標(biāo)準(zhǔn)的必須遵循。在一個(gè)代碼體系中,代碼結(jié)構(gòu)、類型、編寫個(gè)是必須統(tǒng)一。
    系統(tǒng)性。有一定的分組規(guī)則,從而在整個(gè)系統(tǒng)中具有通用性。
    3.4.4.2輸出設(shè)計(jì)
    從系統(tǒng)開發(fā)的角度看,輸出決定輸入,即輸入信息只有根據(jù)輸出要求才能確定。
    3.4.4.3輸入設(shè)計(jì)
    輸入設(shè)計(jì)的目的是保證向系統(tǒng)輸入正確的數(shù)據(jù)。
    3.4.4.4處理過程設(shè)計(jì)
    總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將系統(tǒng)分解成許多模塊,并決定了每個(gè)模塊的外部特征:功能與界面。計(jì)算機(jī)處理過程的設(shè)計(jì)則要確定每個(gè)模塊的內(nèi)部特征,即內(nèi)部的執(zhí)行過程,包括局部的數(shù)據(jù)組織、控制流、每一步的具體加工要求及種種事實(shí)細(xì)節(jié)。通過這樣的設(shè)計(jì),為編寫程序制定一個(gè)周密的計(jì)劃。
    處理過程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是用一種合適的表達(dá)方法來描述每個(gè)模塊的執(zhí)行過程。這種表示方法應(yīng)該簡明、精確,并由此能直接導(dǎo)出用編程語言表示的程序。常用的描述方式由圖形、語言和表格等3類。
    1.程序流程圖
    2.盒圖(NS圖)
    3.形式語言
    4.決策樹
    5.決策表
    3.4.4.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)
    信息系統(tǒng)的主要任務(wù)是通過大量的數(shù)據(jù)獲得管理所需要的信息,這就必須存儲(chǔ)和管理大量的數(shù)據(jù)。因此建立一個(gè)良好的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫,使整個(gè)系統(tǒng)都可以迅速、方便、準(zhǔn)確地調(diào)用和管理所需的數(shù)據(jù),是衡量信息系統(tǒng)開發(fā)工作好壞的主要指標(biāo)之一。
    3.4.4.6用戶界面設(shè)計(jì)
    用戶界面是系統(tǒng)與用戶之間的接口,也是控制和選擇信息輸入輸出的主要途徑。用戶界面設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持友好、簡便、實(shí)用、易于操作的原則。
    用戶界面設(shè)計(jì)包括菜單方式、會(huì)話方式、操作提示方式,以及操作權(quán)限管理方式等。
    3.4.4.7安全控制設(shè)計(jì)
    從數(shù)據(jù)環(huán)境和數(shù)據(jù)處理兩方面看,影響系統(tǒng)安全的因素有:
    環(huán)境性因素。
    數(shù)據(jù)處理因素。
    3.4.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告
    系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的最終結(jié)果是系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告。系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告是下一步系統(tǒng)實(shí)施的基礎(chǔ)。
    從系統(tǒng)調(diào)查、系統(tǒng)分析到系統(tǒng)設(shè)計(jì)是信息系統(tǒng)開發(fā)的主要工作,這3個(gè)階段的工作量幾乎占了總開發(fā)工作量的70%,而且這3個(gè)階段所用的工作圖表較多,涉及面廣,較為復(fù)雜。