第六章系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第六章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)分析給出了信息系統(tǒng)開發(fā)的邏輯方案，定義了系統(tǒng)“做什么”的問題。而系統(tǒng)設(shè)計(jì)則要在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的物理方案，解決“怎么做”的問題。系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅與系統(tǒng)分析階段的成果密不可分，而且還是系統(tǒng)實(shí)施階段的藍(lán)圖和依據(jù)，是系統(tǒng)開發(fā)從邏輯設(shè)計(jì)到物理設(shè)計(jì)、從理論到實(shí)踐的一個(gè)重要的過渡階段。第一節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)、分類和原則 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是以系統(tǒng)分析中所提出的邏輯方案為基礎(chǔ)，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)、外環(huán)境和主、客觀條件，從技術(shù)的角度去考慮系統(tǒng)的劃分、功能結(jié)構(gòu)等問題，從提高系統(tǒng)的運(yùn)行水平、工作效率和質(zhì)量方面，去完成系統(tǒng)物理方案的設(shè)計(jì)，使企業(yè)能從信息系統(tǒng)的應(yīng)用中獲得最大的綜合經(jīng)濟(jì)效益。 系統(tǒng)沒計(jì)的主要內(nèi)容包括功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、代碼設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、輸入輸出設(shè)計(jì)、物理配置方案設(shè)計(jì)等。功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將整個(gè)系統(tǒng)劃分為具有獨(dú)立性的模塊，以便于系統(tǒng)實(shí)施階段的程序設(shè)計(jì)。代碼設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理的一個(gè)前提條件，制定了人和機(jī)器的共同語(yǔ)言，使系統(tǒng)通過代碼完成鑒別、分類、排序等功能。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)將現(xiàn)實(shí)問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)世界的問題，為系統(tǒng)實(shí)施提供了具體依據(jù)。物理配置方案設(shè)計(jì)構(gòu)建了一個(gè)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的物理平臺(tái)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，要完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告，通過此報(bào)告進(jìn)一步為系統(tǒng)實(shí)施人員提供完整、清晰的文檔依據(jù)，以保證系統(tǒng)實(shí)施的順利進(jìn)行。詳細(xì)的內(nèi)容在后面介紹。 由于人們?cè)谶M(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段考慮問題的出發(fā)點(diǎn)和角度不盡相同，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的分類、完成任務(wù)的先后次序、方法和步驟也有所不同。比較流行的劃分形式有以下兩種。 從開發(fā)內(nèi)容的角度看，系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以劃分為邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)兩個(gè)層面，邏輯設(shè)計(jì)指系統(tǒng)有哪些具體設(shè)計(jì)任務(wù)要完成，從技術(shù)上把系統(tǒng)分析時(shí)的各種需求轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)軟件能處理的功能需求。物理設(shè)計(jì)指各個(gè)部件怎樣協(xié)調(diào)配合，從實(shí)現(xiàn)任務(wù)的角度去考慮、設(shè)計(jì)完成這些任務(wù)的一切問題。這種劃分形式的特點(diǎn)，有利于發(fā)揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的積極性和創(chuàng)造性，有利于打破現(xiàn)有管理方式的約束，設(shè)計(jì)出質(zhì)量較高、功能結(jié)構(gòu)緊湊和能最大限度發(fā)揮計(jì)算機(jī)作用的系統(tǒng)。從設(shè)計(jì)任務(wù)的角度看，系統(tǒng)設(shè)汁可以劃分為總體性設(shè)計(jì)和詳細(xì)性沒計(jì)?？傮w性設(shè)計(jì)著眼于宏觀問題的研究，側(cè)重系統(tǒng)的整體規(guī)劃和設(shè)計(jì)、子系統(tǒng)之間的連接和關(guān)系等：詳細(xì)性設(shè)計(jì)著眼于微觀問題的解決，針對(duì)子系統(tǒng)和模塊的具體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。這種劃分方式對(duì)系統(tǒng)規(guī)模較大，管理業(yè)務(wù)復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)很有效，使設(shè)計(jì)出來的信息系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)好、子系統(tǒng)之間關(guān)系清晰，系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性好。如圖6 -1所示。圖6 -1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的劃分兩種方式各有利弊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)人員可根據(jù)實(shí)際的情況選擇其一。因?yàn)閺耐瓿傻木唧w設(shè)計(jì)內(nèi)容來看，兩種設(shè)計(jì)形式差異并不大。另外，為了保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的順利完成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：系統(tǒng)性原則系統(tǒng)是作為一個(gè)整體而存在的。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要從整個(gè)系統(tǒng)的角度進(jìn)行考慮，注意保證系統(tǒng)的一致性和完整性。系統(tǒng)的代碼要統(tǒng)一，設(shè)計(jì)規(guī)范要標(biāo)準(zhǔn)，傳遞語(yǔ)言要盡可能一致，對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集要做到數(shù)出一處、全局共享，使一次輸入得到多次利用。靈活性及可變性原則靈活性是指系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境變化的適應(yīng)能力。企業(yè)的信息系統(tǒng)必須具有相當(dāng)程度的靈活性才能支持企業(yè)在不斷變化的外界環(huán)境中取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?？勺冃允庆`活性的一個(gè)方面。系統(tǒng)的可變性是指允許系統(tǒng)被修改和維護(hù)的難易程度。一個(gè)可變性好的系統(tǒng)各個(gè)模塊獨(dú)立性強(qiáng)，模塊內(nèi)部關(guān)系緊密，模塊間的相互依賴較少，容易進(jìn)行變動(dòng)，從而可提高系統(tǒng)的性能，并保持長(zhǎng)久的生命力?？煽啃栽瓌t可靠性指系統(tǒng)抵御外界干擾的能力及受外界干擾時(shí)的恢復(fù)能力。一個(gè)成功的MIS必須具有較高的可靠性才能保證系統(tǒng)質(zhì)量并得到用戶的信任。衡量系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)有平均故障時(shí)間、平均維護(hù)時(shí)間、安全保密性、抗病毒能力等。平均故障時(shí)間指平均的前后兩次發(fā)生故障的時(shí)間，反映了系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)間。平均維護(hù)時(shí)間指故障后平均每次所用的修復(fù)時(shí)間，反映系統(tǒng)可維護(hù)性的好壞。經(jīng)濟(jì)性原則經(jīng)濟(jì)性是指在滿足系統(tǒng)要求的前提下，不僅追求給用戶帶來一定的效益，還應(yīng)盡可能減少系統(tǒng)不必要的開銷。一方面在硬件的投資上不過分追求先進(jìn)，另一方面系統(tǒng)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，避免不必要的復(fù)雜化，將模塊設(shè)計(jì)的更加簡(jiǎn)潔，從而減少處理費(fèi)用，提高系統(tǒng)效益，便于實(shí)現(xiàn)和管理。第二節(jié) 系統(tǒng)劃分和功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)劃分和功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段首先要考慮的問題。從設(shè)計(jì)任務(wù)的角度看，它歸屬于系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范疇。從開發(fā)的角度看，它歸屬于邏輯設(shè)計(jì)的范疇。它的主要任務(wù)是根據(jù)系統(tǒng)的總體目標(biāo)和功能，將整個(gè)系統(tǒng)劃分為具有獨(dú)立性的子系統(tǒng)和模塊（其中獨(dú)立性意味著子系統(tǒng)和模塊內(nèi)具有較高的相關(guān)性，模塊間具有較低的聯(lián)系性）。正確處理模塊之間的調(diào)用關(guān)系，合理安排模塊內(nèi)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題是模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本節(jié)重點(diǎn)介紹系統(tǒng)劃分、模塊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生、模塊設(shè)計(jì)和功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則和方法。一、系統(tǒng)劃分一般情況下，一個(gè)系統(tǒng)可以分成若干子系統(tǒng)，一個(gè)子系統(tǒng)又由若干模塊組成。有時(shí)，人們將系統(tǒng)劃分最上層模塊就稱為子系統(tǒng)。子系統(tǒng)和模塊從形式上并沒有明顯的界限。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，進(jìn)行系統(tǒng)的劃分和模塊結(jié)構(gòu)圖（功能結(jié)構(gòu)圖）的設(shè)計(jì)通常采用兩種方法：第一種規(guī)范的方式是由數(shù)據(jù)流程圖導(dǎo)出初始模塊結(jié)構(gòu)圖，再予以優(yōu)化。當(dāng)人們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)不太熟悉的新系統(tǒng)時(shí)，這種方法比較科學(xué)、邏輯性強(qiáng)，不容易出錯(cuò)。其缺點(diǎn)是復(fù)雜、繁瑣，因此，在實(shí)際中人們用這種方法的時(shí)候越來越少。本書講解的目的僅是把它作為一種參考的劃分方法，使同學(xué)們?cè)趯?shí)際的系統(tǒng)開發(fā)中多一種劃分思路。第二種常用的方式是設(shè)計(jì)者根據(jù)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)、管理業(yè)務(wù)的邏輯順序、人們工作的習(xí)慣和設(shè)計(jì)者開發(fā)同類系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)直接劃分出子系統(tǒng)。例如，圖書館管理信息系統(tǒng)就是根據(jù)圖書館的組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)流程、功能和資源分布、信息技術(shù)平臺(tái)等實(shí)際情況，參照同類系統(tǒng)的條件約束直接劃分的。系統(tǒng)劃分的一般原則是：1在結(jié)構(gòu)化方法中，系統(tǒng)劃分要遵循自頂向下逐層分解的原則，先將整個(gè)系統(tǒng)劃分為若干個(gè)子系統(tǒng)，再將子系統(tǒng)進(jìn)一步劃分為若干個(gè)子系統(tǒng)或模塊。2子系統(tǒng)在功能上具有獨(dú)立性、簡(jiǎn)潔性，還要盡量給系統(tǒng)實(shí)施、維護(hù)提供便利，并充分考慮到開發(fā)單位目前和未來的經(jīng)營(yíng)管理需要。3子系統(tǒng)之間的信息關(guān)聯(lián)低，接口關(guān)系簡(jiǎn)單明確。4系統(tǒng)劃分的結(jié)果，不會(huì)引起子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)大量冗余，也不會(huì)出現(xiàn)子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的頻繁交換的現(xiàn)象。5子系統(tǒng)的設(shè)置要充分考慮系統(tǒng)的擴(kuò)展性，即今后管理發(fā)展的需要。二、模塊和模塊化設(shè)計(jì)為了使復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，降低系統(tǒng)的開發(fā)難度人們?cè)谙到y(tǒng)劃分的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用了模塊來描述局部的功能。模塊化設(shè)計(jì)的過程使子系統(tǒng)各部分的功能詳細(xì)和完善。（一）模塊和模塊化模塊是指獨(dú)立命名并且擁有明確定義的實(shí)體。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理模塊。在系統(tǒng)分析邏輯模型中定義的處理功能可視為邏輯模塊；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，物理模塊是邏輯模塊的具體化；在系統(tǒng)實(shí)施中可以是一個(gè)計(jì)算機(jī)程序、子程序或若干條程序語(yǔ)句，也可以是人工過程的某項(xiàng)具體工作。一個(gè)模塊應(yīng)具備四個(gè)要素，即輸入輸出、處理功能、內(nèi)部數(shù)據(jù)、程序代碼。前兩個(gè)要素是模塊的外部特性，后兩個(gè)要素是模塊的內(nèi)部特性。輸入和輸出。模塊的輸入來源和輸出去向都是同一個(gè)調(diào)用者，即一個(gè)模塊從調(diào)用者處取得輸入，進(jìn)行加工后再把輸出返回調(diào)用者。處理功能。指模塊把輸入轉(zhuǎn)換成輸出所做的工作。內(nèi)部數(shù)據(jù)。指僅供該模塊本身引用的數(shù)據(jù)。程序代碼。指用來實(shí)現(xiàn)模塊功能的程序。結(jié)構(gòu)化方法的基本思想就是模塊化，即把系統(tǒng)功能自頂向下地、由抽象到具體地劃分為多層次的獨(dú)立功能模塊，每個(gè)模塊完成一個(gè)特定的功能，一直分解到能簡(jiǎn)單地用程序?qū)崿F(xiàn)為止這些模塊以某種結(jié)構(gòu)形式組成一個(gè)整體，可以完成指定的功能。模塊劃分要兼顧組織實(shí)際情況，經(jīng)過對(duì)實(shí)際系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程、管理功能、數(shù)據(jù)流程等方面的詳細(xì)了解和分析后，從整體上考慮新系統(tǒng)的功能。這種設(shè)計(jì)方法能夠使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加清晰，提高了系統(tǒng)的可理解性和系統(tǒng)可行性。通過簡(jiǎn)化軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)施，有助于信息系統(tǒng)開發(fā)和組織管理，增強(qiáng)可維護(hù)性。（二）模塊結(jié)構(gòu)圖的介紹模塊結(jié)構(gòu)圖又稱控制結(jié)構(gòu)圖、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，它用一組特殊的圖形符號(hào)按照一定的規(guī)則描述系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。模塊結(jié)構(gòu)圖是結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)主要工具，它可以描述的問題包括：模塊化分解后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次、模塊間組成層次的調(diào)用關(guān)系、模塊間傳遞的數(shù)據(jù)信息及控制信息等。模塊結(jié)構(gòu)圖由模塊、調(diào)用、數(shù)據(jù)信息、控制信息和轉(zhuǎn)接等基本符號(hào)組成，如圖6-2所示。圖6-2模塊結(jié)構(gòu)圖的基本符號(hào)1模塊結(jié)構(gòu)圖的基本符號(hào)(1)模塊在模塊結(jié)構(gòu)圖中，用矩形框表示一個(gè)模塊，矩形中間標(biāo)上模塊名稱。這個(gè)名字應(yīng)該能反映模塊的處理功能。(2)調(diào)用在模塊結(jié)構(gòu)圖中用連接兩個(gè)模塊的箭頭表示調(diào)用。模塊結(jié)構(gòu)圖規(guī)定調(diào)用關(guān)系只能是上層模塊調(diào)用下層模塊，不允許下層模塊調(diào)用上層模塊，但是應(yīng)該理解成下層模塊執(zhí)行后又返回到上層模塊。因此，調(diào)用箭頭總是向下，不允許向上。通常不允許同層模塊之間的調(diào)用。如果一個(gè)模塊是否調(diào)用一個(gè)下層模塊，取決于調(diào)用模塊內(nèi)部的判斷條件，則該調(diào)用稱為模塊間的判斷調(diào)用，采用菱形符號(hào)表示，如圖6-3 (a)所示。如果一個(gè)模塊通過其內(nèi)部的循環(huán)功能來循環(huán)調(diào)用一個(gè)或多個(gè)下層模塊，則該調(diào)用稱為循環(huán)調(diào)用，用弧形箭頭表示，如圖6-3 (b)所示。圖6 -3判定調(diào)用和循環(huán)調(diào)用(3)數(shù)據(jù)信息用帶空心圓的小箭頭表示數(shù)據(jù)信息，并在旁邊標(biāo)上數(shù)據(jù)信息名。數(shù)據(jù)可以從一個(gè)模塊傳遞到另一個(gè)模塊，再將處理的結(jié)果數(shù)據(jù)送回原模塊。例如圖6 -4 (a)中所示，讀圖書表模塊傳給圖書查詢模塊具體的圖書數(shù)據(jù)信息等。(4)控制信息用帶實(shí)心圓的小箭頭表示控制信息，并在旁邊標(biāo)上控制信息名?？刂菩畔⑹菫榱酥笇?dǎo)程序下一步的執(zhí)行必須傳送的某些信息，例如圖6-4(b)中所示，讀預(yù)定表模塊傳給是否預(yù)定模塊的沒有預(yù)定控制信息等。圖6 -4數(shù)據(jù)信息和控制信息(5)轉(zhuǎn)接符號(hào)當(dāng)模塊結(jié)構(gòu)圖在一張圖上畫不下需要轉(zhuǎn)接到另外一張紙上，或?yàn)榱吮苊鈭D上線條交叉時(shí)，都可使用轉(zhuǎn)接符號(hào)。2模塊結(jié)構(gòu)圖模塊結(jié)構(gòu)圖為系統(tǒng)中功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、輸入輸出設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施的各個(gè)方面都提供了依據(jù)。一個(gè)功能模塊一般對(duì)應(yīng)一個(gè)輸入輸出用戶界面，系統(tǒng)實(shí)施編寫程序時(shí)也以此為依據(jù)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的一個(gè)功能。圖6-5給出了模塊結(jié)構(gòu)圖大概的、抽象的形式，其中主模塊是要實(shí)現(xiàn)的整體功能，每個(gè)模塊框中都標(biāo)明了此模塊的功能，數(shù)據(jù)從輸入端獲得，通過變換處理從輸入端流出。圖6-5模塊結(jié)構(gòu)圖模塊結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)后，還應(yīng)對(duì)各模塊的功能進(jìn)行說明。內(nèi)容包括模塊名、模塊編號(hào)、模塊上下層調(diào)用關(guān)系、輸入流、輸出流、模塊處理功能、所用語(yǔ)言及算法說明等，格式可以參考圖6-6的樣本。××系統(tǒng)模塊說明書模塊名：模塊編號(hào)：有哪些模塊調(diào)用：調(diào)用哪些模塊：輸入流：輸出流：模塊處理功能：算法說明：編寫者：圖6-6模塊說明書三、如何產(chǎn)生模塊結(jié)構(gòu)圖和功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，模塊結(jié)構(gòu)圖和功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)常用到兩種方法，一種方法是規(guī)范地由數(shù)據(jù)流程圖導(dǎo)出初始模塊結(jié)構(gòu)圖，另一種方法是系統(tǒng)設(shè)計(jì)者根據(jù)功能等因素直接進(jìn)行功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體方法介紹如下：（一）數(shù)據(jù)流程圖導(dǎo)出初始模塊結(jié)構(gòu)圖通過系統(tǒng)分析中的數(shù)據(jù)流程圖導(dǎo)出模塊結(jié)構(gòu)圖的導(dǎo)出方法是：首先要區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流程圖中每一部分的結(jié)構(gòu)類型是變換型還是事務(wù)型，然后根據(jù)不同的類型相應(yīng)采用變換分析法或事務(wù)分析法把數(shù)據(jù)流程圖映象成相應(yīng)的模塊結(jié)構(gòu)。整個(gè)導(dǎo)出過程分為四個(gè)部分：(l)確定圖中有幾種導(dǎo)出類型；(2)按事務(wù)型導(dǎo)出分析；(3)按變換型導(dǎo)出分析；(4)完成合并，給出完整的模塊結(jié)構(gòu)圖。下面通過圖書館管理信息系統(tǒng)“圖書借閱”這個(gè)簡(jiǎn)單的流程來運(yùn)用變換型和事務(wù)型分析方法，從數(shù)據(jù)流程圖導(dǎo)出模塊結(jié)構(gòu)圖。其具體的數(shù)據(jù)流程是：讀者提供借閱信息是否預(yù)定處理判斷讀者是否預(yù)定如果預(yù)定了就更改預(yù)定表中的借閱狀態(tài)屬性，如果沒有預(yù)定就更改圖書表中的可借數(shù)量屬性然后再更改借閱表顯示借書單，即屏幕輸出打印借書單，即打印機(jī)輸出。(注：圖6-7繪出的數(shù)據(jù)流程圖與系統(tǒng)分析時(shí)所作的有些改動(dòng)，目的是更清楚地演示導(dǎo)出的過程）。圖6 -7圖書借閱流程圖1確定數(shù)據(jù)流程圖中有幾種導(dǎo)出類型變換型：如果數(shù)據(jù)流程圖是可以明顯地分成輸入、處理和輸出三部分的線型結(jié)構(gòu)，則它就是“變換型”的數(shù)據(jù)流程圖。事務(wù)型：如果數(shù)據(jù)流程圖大致呈束狀結(jié)構(gòu)，即某個(gè)處理將它的輸入分離成一束平行數(shù)據(jù)流，根據(jù)對(duì)外部信息的判斷處理從多條數(shù)據(jù)流中選擇其中某一條數(shù)據(jù)流，則它就是“事務(wù)型”的數(shù)據(jù)流程圖。現(xiàn)在我們將圖6-7中加上必要的虛線，將Pl、P2和P3的并行結(jié)構(gòu)看成一部分，P5和P6看成一部分，那么，輸入Pl、P2、P3 -處理P4 -輸出P5、P6就構(gòu)成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的線性結(jié)構(gòu)，則它是變換型的數(shù)據(jù)流程圖。接著我們進(jìn)一步分析輸入虛線框的內(nèi)容，從Pl開始的信息判斷可分離成P2和P3兩個(gè)數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流程圖呈現(xiàn)束狀結(jié)構(gòu)，則這個(gè)左虛線框中的部分就是“事務(wù)型”的數(shù)據(jù)流程圖。一般來說，實(shí)際業(yè)務(wù)中的數(shù)據(jù)流程圖都是變換型、事務(wù)型等典型類型的復(fù)雜結(jié)合。2按變換型導(dǎo)出分析變換分析法可以分為三步：找出系統(tǒng)的主處理、邏輯輸入和邏輯輸出，設(shè)計(jì)模塊的頂層和第一層，設(shè)計(jì)中下層。找出系統(tǒng)的邏輯輸入、邏輯輸出和主處理。從物理輸入端開始，一步步向系統(tǒng)的中間移動(dòng)，直到數(shù)據(jù)流不能再看儆是系統(tǒng)的輸入，它的前一個(gè)數(shù)據(jù)流就是邏輯輸入。如圖6-7中物理輸入流是借閱信息，然后是已預(yù)定或未預(yù)定信息輸入流，然后是可借閱信息輸入流，再往后就都是輸出流了，所以P2 - P4，P3 - P4是邏輯輸入。同樣道理，從物理輸出端開始，逆數(shù)據(jù)流方向一步步向系統(tǒng)的中間移動(dòng)，直到數(shù)據(jù)流不能再看做是系統(tǒng)的輸出，它的后一個(gè)數(shù)據(jù)流就是邏輯輸出。圖6-7中借書單，已借閱信息都是前一個(gè)處理輸出后不再加工的信息輸出流，再往前可以看做是輸入流了，所以P4 - P5是邏輯輸出流。介于邏輯輸入和邏輯輸出之間的就是主處理。主處理一般是幾支數(shù)據(jù)流的匯合處的處理，是邏輯輸入和邏輯輸出之間的處理。圖6-7中的P4即為主處理。設(shè)計(jì)模塊的頂層和第一層。主處理為頂層模塊，也叫主控模塊，其功能是完成整個(gè)程序要做的工作。本例的主處理命名為圖書借閱。下層的結(jié)構(gòu)按輸入、變換、輸出三個(gè)分支來處理。一為每一個(gè)邏輯輸入設(shè)汁一個(gè)輸入模塊，向主控模塊提供數(shù)據(jù)。二為每一個(gè)邏輯輸出設(shè)計(jì)一個(gè)輸出模塊，向主控模塊提供輸出的功能。三為主處理設(shè)計(jì)一個(gè)變換模塊，將邏輯輸入變換為邏輯輸出。每個(gè)模塊的命名都應(yīng)反映這個(gè)模塊的功能。根據(jù)以上導(dǎo)出原則，圖6 - 8中將圖書借閱下層結(jié)構(gòu)劃分為借閱前處理( Pl，P2，P3)，更改借閱表(P4)，借閱后處理( P5，P6)三個(gè)模塊。設(shè)計(jì)中、下層模塊。設(shè)計(jì)中、下層模塊用上面所介紹的確定邏輯輸入、邏輯輸出和主處理的方法將第一層每一個(gè)模塊自頂向下繼續(xù)分解，直到最終的物理輸入、輸出流為止。輸入模塊要為系統(tǒng)提供邏輯輸入，一般要進(jìn)行變換，實(shí)現(xiàn)變換的是一個(gè)新的模塊，其輸人流是新的輸入模塊。輸出模塊的設(shè)計(jì)與輸入模塊道理相同，下層模塊一個(gè)是變換模塊，一個(gè)是新的輸出模塊。為變換模塊設(shè)計(jì)下層模塊則沒有通用的規(guī)則可以遵循，可以根據(jù)數(shù)據(jù)流程圖中主處理的復(fù)雜與否來決定是否分為子處理。圖6-8中將借閱后處理劃分為顯示借書單和打印借書單兩個(gè)模塊。由于借閱前處理部分流程圖不屬于變換型，下面用事務(wù)型流程圖導(dǎo)出方法將其進(jìn)行模塊分解。圖6-8變換分析舉例3按事務(wù)型導(dǎo)出分析如果數(shù)據(jù)流程圖是事務(wù)型的，應(yīng)采用事務(wù)分析方法導(dǎo)出模塊結(jié)構(gòu)圖。如圖6-9圖書借閱部分的流程圖就是事務(wù)型的，可以按照事務(wù)分析方法處理。圖6-9事務(wù)分析流程圖事務(wù)分析法先設(shè)計(jì)主模塊，即代表整個(gè)系統(tǒng)功能的頂層模塊。下面一層是完成判斷分析和分配調(diào)度的兩個(gè)模塊。判斷分析模塊根據(jù)外部信息進(jìn)行數(shù)據(jù)的判斷處理，得到分配處理的依據(jù)。分配處理模塊按照判斷處理信息調(diào)度給代表某判斷結(jié)果的下設(shè)模塊。圖6 -8中已標(biāo)明，主模塊名稱為借閱前處理，與總流程圖導(dǎo)出的模塊圖中的模塊名稱一致。下設(shè)借閱類型判斷及類型分配處理兩個(gè)模塊。類型判斷下設(shè)輸入借閱信息和判斷借閱類型兩個(gè)模塊，向上層模塊傳人借閱類型的控制信息和其它數(shù)據(jù)信息。類型分配處理模塊利用傳來的類型信息判斷進(jìn)行哪一個(gè)下層處理。事務(wù)分析舉例如圖6-10所示。4完成合并，給出“圖書借閱”模塊的結(jié)構(gòu)圖將用兩種方法導(dǎo)出的模塊結(jié)構(gòu)圖合并，如圖6-11所示，即為完整的圖書借閱模塊結(jié)構(gòu)圖。從變換分析和事務(wù)分析分解得到的模塊結(jié)構(gòu)都具有較緊密的模塊內(nèi)聯(lián)系和較低的模塊間圖6 -10事務(wù)分析舉例依賴，因此便于修改和維護(hù)。以上講解了針對(duì)變換型和事務(wù)型兩種較典型的數(shù)據(jù)流程圖模式導(dǎo)出模塊結(jié)構(gòu)圖的方法，當(dāng)遇到較復(fù)雜的實(shí)際問題時(shí)，就要將這兩種分析技術(shù)聯(lián)合使用，比如圖書借閱的例子頂層采取變換分析，下層模塊按照其形式分別選擇分析方法。圖6 -11數(shù)據(jù)流程圖導(dǎo)出模塊結(jié)構(gòu)圖舉例（二）功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過上例我們看到從數(shù)據(jù)流程圖中導(dǎo)出模塊結(jié)構(gòu)圖的方法非常麻煩。本例較簡(jiǎn)單，如果是一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)流程圖，工作量之大將可想而知?，F(xiàn)在我們考慮第二種方式產(chǎn)生模塊結(jié)構(gòu)圖。主要的思路就是以功能直接劃分，簡(jiǎn)單明了。首先，以系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖中的“處理（功能）”為依據(jù)。從系統(tǒng)的上層開始，大功能分解為若干小功能，層層分解，直到一個(gè)復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，一個(gè)抽象的功能具體化為止。產(chǎn)生一個(gè)按功能從屬關(guān)系劃分的所謂的“功能結(jié)構(gòu)圖”。圖中每一個(gè)框均稱為功能模塊。說明：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中我們發(fā)現(xiàn)，如果將功能對(duì)應(yīng)于模塊，那么功能分解、功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能結(jié)構(gòu)圖和模塊劃分、模塊化、模塊結(jié)構(gòu)圖是如此的相似。他們只是對(duì)某個(gè)問題的不同描述而已，在實(shí)際的工作中人們對(duì)他們的叫法經(jīng)常是不加區(qū)別的。從不同的角度，側(cè)重哪一個(gè)都無關(guān)緊要，請(qǐng)讀者注意以后書中以上的兩種叫法都將采用。下面我們對(duì)圖書館管理信息系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行劃分，將其分為圖書采編系統(tǒng)、圖書借閱系統(tǒng)、圖書查詢系統(tǒng)、圖書預(yù)定系統(tǒng)、圖書維護(hù)系統(tǒng)、讀者留言系統(tǒng)和讀者管理系統(tǒng)等七個(gè)模塊，這些模塊也可以看做是圖書館管理信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)。圖6 -12清楚地描述出了圖書借閱信息系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖。這樣劃分使模塊功能比較集成、規(guī)模大小適當(dāng)、易于進(jìn)行后續(xù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)實(shí)施工作。圖6 -12功能結(jié)構(gòu)圖模塊結(jié)構(gòu)劃分完畢，要對(duì)模塊進(jìn)行進(jìn)一步的說明，給系統(tǒng)實(shí)施提供依據(jù)。下面圖6 -13給出了圖書館管理信息系統(tǒng)模塊說明書的實(shí)例。圖書管理信息系統(tǒng)模塊說明書模塊名：圖書采編系統(tǒng)模塊編號(hào)：Ml有哪些模塊調(diào)用：圖書借閱系統(tǒng)、圖書查詢系統(tǒng)、圖書預(yù)訂系統(tǒng)、圖書維護(hù)系統(tǒng)調(diào)用哪些模塊：無輸人流：圖書信息輸出流：圖書表、出版社表模塊處理功能：按照采編規(guī)則編寫圖書號(hào)，輸入圖書信息形成圖書表和出版社表。算法說明：利用ACSESS及其內(nèi)嵌的VBA編程工具編寫程序設(shè)計(jì)人機(jī)界面模塊名：圖書借閱系統(tǒng)模塊編號(hào)：M2有哪些模塊調(diào)用：圖書維護(hù)系統(tǒng)調(diào)用哪些模塊：圖書采編系統(tǒng)、圖書預(yù)訂系統(tǒng)輸入流：借閱信息、預(yù)訂表、圖書表、讀者表輸出流：借閱表、預(yù)訂表、圖書表模塊處理功能：根據(jù)輸入流判斷是否預(yù)訂、以不同的借閱方式借閱圖書并修改相關(guān)表格。將借閱表輸出給圖書維護(hù)系統(tǒng)生成借閱統(tǒng)計(jì)信息 算法說明：利用ACSESS及其內(nèi)嵌的VBA編程工具編寫程序設(shè)計(jì)人機(jī)界面。圖6 -13模塊說明書四、模塊設(shè)計(jì)優(yōu)化的原則（一）模塊的獨(dú)立性模塊的獨(dú)立性大致包括耦合性和內(nèi)聚性兩個(gè)指標(biāo)。耦合性( Coupling)指多個(gè)模塊間相互聯(lián)系、相互依賴的程度，主要是從模塊外部考察模塊的獨(dú)立性。耦合度越低，相互影響越小，系統(tǒng)獨(dú)立性越強(qiáng)，故應(yīng)盡量降低模塊間的耦合度。內(nèi)聚性指一個(gè)功能模塊內(nèi)部各項(xiàng)處理相互聯(lián)系的密切程度，主要是從模塊內(nèi)部來考察模塊的獨(dú)立性。內(nèi)聚性越高，系統(tǒng)獨(dú)立性越強(qiáng)。內(nèi)聚性的強(qiáng)弱將直接影響系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，應(yīng)盡量提高模塊的內(nèi)聚性。通過這種“低耦合、高內(nèi)聚”的原則來提高模塊的獨(dú)立性，使其便于實(shí)現(xiàn)、修改和維護(hù)。有關(guān)耦合性和內(nèi)聚性的詳細(xì)內(nèi)容本文不再贅述，有興趣的同學(xué)可以參考其他書籍。（二）模塊的大小模塊的大小指的是實(shí)現(xiàn)模塊所需編寫程序的行數(shù)。過大的模塊常常使系統(tǒng)分解的不充分，其內(nèi)部可能包含了若干部分的功能。過小的模塊有可能降低模塊的獨(dú)立性，造成系統(tǒng)接口的復(fù)雜。模塊的大小設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減小設(shè)計(jì)復(fù)雜性，提高程序可讀性和可維護(hù)性。雖然模塊設(shè)計(jì)的不能過大也不能過小，但也不能生硬地劃分，設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)還應(yīng)是保證功能劃分的合理性。（三）扇入與扇出在進(jìn)行系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)的層次設(shè)計(jì)時(shí)，模塊的扇入系數(shù)和扇出系數(shù)要合理。所謂扇出系數(shù)就是一個(gè)模塊直接調(diào)用其它模塊的個(gè)數(shù)。所謂扇入系數(shù)就是直接調(diào)用該模塊的模塊個(gè)數(shù)。經(jīng)驗(yàn)表明，一個(gè)設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)應(yīng)有較高的扇出系數(shù)和較低的扇入系數(shù)，平均扇入、扇出系數(shù)通常是3或4，一般不應(yīng)超過7，否則會(huì)引起出錯(cuò)概率的增加。通常，好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是“清真寺”型的，即高層扇出系數(shù)較高，中間扇出系數(shù)較少，底層扇入系數(shù)較高。（四）作用范圍與控制范圍判斷的作用范圍是指所有受這個(gè)判斷影響的模塊，即操作執(zhí)行依賴于此判定的模塊。模塊的控制范圍是指模塊本身及其所有的下屬模塊。好的模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足判定的作用范圍在模塊的控制范圍以內(nèi)，判定所在的模塊在模塊層次結(jié)構(gòu)中的位置不能太高。第三節(jié)代碼設(shè)計(jì)代碼是用效或字符代表事物名稱、屬性或狀態(tài)等的符號(hào)。它以簡(jiǎn)短的符號(hào)形式代替具體的文字說明，惟一地標(biāo)識(shí)系統(tǒng)中的某一事物。在信息系統(tǒng)中，代碼是人和機(jī)器的共同語(yǔ)言，是系統(tǒng)進(jìn)行信息鑒別、分類和排序等處理的依據(jù)。代碼設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)信息管理的一個(gè)前提條件，其主要任務(wù)就是要提供給信息系統(tǒng)所需使用的代碼標(biāo)準(zhǔn)。下面介紹代碼的一些基本概念和設(shè)計(jì)原則。一、代碼的主要功能通過代碼設(shè)計(jì)可以建立起統(tǒng)一的信息描述規(guī)范，提高了通用化水平，加強(qiáng)了信息處理性能。具體來講，代碼的主要功能有：(1)標(biāo)識(shí)。是代碼最基本的功能，在一個(gè)信息分類的編碼標(biāo)準(zhǔn)中，一個(gè)代碼只能惟一地標(biāo)識(shí)一個(gè)分類對(duì)象，而一個(gè)分類對(duì)象也只能有一個(gè)惟一的代碼。(2)分類。按分類對(duì)象的屬性分類時(shí)，要給不同的類別分別賦予不同的代碼。這個(gè)代碼又可以作為分類對(duì)象的標(biāo)識(shí)，從而利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。比如按照用途分為A和B兩類，則可利用A和B對(duì)用途情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。(3)排序。按分類對(duì)象的產(chǎn)生時(shí)間、所占空間等順序關(guān)系分類時(shí)，代碼可以作為分類的標(biāo)識(shí)，利用計(jì)算機(jī)的排序統(tǒng)計(jì)功能。(4)專用含義。有時(shí)可以利用代碼提供一些專用符號(hào)來表示專門的含義。二、代碼的種類代碼的種類很多，根據(jù)代碼符號(hào)的表示形式可以分成數(shù)字碼、字符碼和混合碼，根據(jù)代碼的組成及含義可以大致分為順序碼、區(qū)間碼、助記碼等。本書只介紹部分類型的碼，給讀者一個(gè)代碼知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。1順序碼順序碼是用連續(xù)的數(shù)字代表編碼對(duì)象的代碼，如流水號(hào)等。順序碼短小簡(jiǎn)單，易擴(kuò)充但是沒有邏輯含義，不易記憶，不便匯總，增加的代碼只能列在最后，造成已刪除碼空間的浪費(fèi)。這種碼通常放在其它編碼之后作為細(xì)分類的一種補(bǔ)充手段。2區(qū)間碼區(qū)間碼把數(shù)據(jù)項(xiàng)分成若干組，每個(gè)組分配一個(gè)代碼的區(qū)間段，該區(qū)間中的數(shù)字值和位置都代表一定特殊的意義。區(qū)間碼主要分為層次碼，十進(jìn)制碼、特征碼等。層次碼。層次碼按照編碼對(duì)象類別的不同從屬層次，將代碼的各數(shù)字位分成若干個(gè)區(qū)間，每一區(qū)間都規(guī)定不同的含義。因此，該碼中的數(shù)字和位置都代表一定意義。層次碼邏輯性強(qiáng)，便于查詢和管理，缺點(diǎn)是代碼過長(zhǎng)，占用空間大?！纠齦】學(xué)生學(xué)號(hào)的層次碼代碼設(shè)計(jì)，某學(xué)生的代碼為2002 102 4 22它的含義描述如下：代碼層次第一層代碼第二層代碼第三層代碼第四層代碼代碼內(nèi)容20021024代碼區(qū)間意義入學(xué)年份所在院系所在班級(jí)學(xué)生學(xué)號(hào)十進(jìn)制碼。十進(jìn)制碼是由層次碼發(fā)展而來的。它先把整體分成若干層，每劃分一層用一個(gè)小數(shù)點(diǎn)隔開，然后把每一層再分成若干層，這樣繼續(xù)不斷地劃分。一個(gè)層次代表一個(gè)子類，通過小數(shù)點(diǎn)后添加新的層次可以不斷增加新的子分類。當(dāng)編碼對(duì)象的數(shù)量不能預(yù)先估計(jì)時(shí)，就適宜采用這種方法?！纠?】圖書章節(jié)劃分，舉例如下：1第一章1.1第一章第一節(jié)1.1.1第一章第一節(jié)第一目1.1.2第一章第一節(jié)第二目1.2第一章第二節(jié)2第二章特征碼（多面碼）。它是按照編碼對(duì)象的不同層次將代碼的各位數(shù)字分為若干區(qū)間、每個(gè)區(qū)間規(guī)定不同的含義。特征碼的各類別層次間沒有從屬關(guān)系，而是代表了編碼對(duì)象的不同特征方面?！纠?】職工職位代碼設(shè)計(jì)，某職工的職位代碼為“1322”，在行政管理崗位上的工作經(jīng)驗(yàn)不滿5，工資水平在2000元以上。他具有的學(xué)歷水平為碩士。下面給出了代碼的內(nèi)容。代碼層次第一層代碼第二層代碼第三層代碼第四層代碼代碼內(nèi)容1-5年以下2-5年以上1-市場(chǎng)銷售2-技術(shù)支持3-行政管理1 - 2000元以下2 - 2000元以上1-本科及以下2-碩士3-博士及以上代碼區(qū)間意義工作經(jīng)驗(yàn)?zāi)攴菟趰徫恍再|(zhì)工資水平學(xué)歷水平3助記碼助記碼是為了幫助記憶，用數(shù)字、符號(hào)將編碼對(duì)象的名稱、規(guī)格等描述出來，并作為代碼的一部分的代碼類型。例如：用TV -A - 28可以表示28英寸A等彩色電視機(jī)。助記碼適用于數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)目較少的情況，否則容易引起聯(lián)想出錯(cuò)。三、代碼的校驗(yàn)代碼作為計(jì)算機(jī)輸入的重要內(nèi)容之一，其正確性直接影響整個(gè)計(jì)算機(jī)處理的質(zhì)量，如果出錯(cuò)，將會(huì)帶來不可挽回的損失，因此需要對(duì)輸入計(jì)算機(jī)中的代碼進(jìn)行校驗(yàn)。為了保證輸入的正確性，通常有意識(shí)地在原有代碼的基礎(chǔ)上另加一個(gè)校驗(yàn)位，并且將它作為代碼的組成部分。此校驗(yàn)位事先由一定的數(shù)學(xué)方法計(jì)算出來。代碼輸入時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)用同樣的數(shù)學(xué)方法按輸入的代碼數(shù)字計(jì)算校驗(yàn)位，并將其與輸入的代碼的校驗(yàn)位相比較，若不一致說明輸入的代碼有誤。校驗(yàn)位的產(chǎn)生方式主要是模數(shù)加權(quán)法。這種方法是先將代碼各位(Ci)乘以權(quán)數(shù)(Pi)得到積S= C1P1+C2P2+CiPi+CnPn (i=l,n)，再以常數(shù)M為模求得余數(shù)R：mod(S，M)，最后用模減去余數(shù)就是校驗(yàn)位J=M-R。權(quán)數(shù)一般可以選取幾何級(jí)數(shù)(1,2,4,8,16,32)、算術(shù)級(jí)數(shù)(1,2,3,4,5,6)、質(zhì)數(shù)(1,3,5,7,11)等有規(guī)律的數(shù)列。?？蛇x取10、1l、13等。比如，讀者號(hào)為20080321001，如果設(shè)計(jì)校驗(yàn)碼并選擇算術(shù)級(jí)數(shù)為權(quán)數(shù)、10為模，則：S=2×1+8×4+3×6+2×7+l×8+l×11=85R= mod(85，10) =5J =10 -5 =5則此讀者號(hào)的校驗(yàn)位為5，將其填寫在號(hào)碼最后一位，讀者號(hào)應(yīng)為20080321001 5。四、代碼設(shè)計(jì)的原則代碼設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則有：惟一性。一個(gè)編碼體系中，一個(gè)對(duì)象只能賦予一個(gè)惟一的代碼。標(biāo)準(zhǔn)化。代碼應(yīng)盡可能采用國(guó)際和國(guó)內(nèi)已有的標(biāo)準(zhǔn)編碼。在一個(gè)代碼體系中，代碼結(jié)構(gòu)、類型、編寫格式要統(tǒng)一。合理性。代碼結(jié)構(gòu)合理反映編碼對(duì)象的特征，與事物分類體系相適應(yīng)。可擴(kuò)充性。代碼系統(tǒng)要考慮系統(tǒng)的發(fā)展變化，留有充分余地以備將來不斷擴(kuò)充的需要：適用性。代碼盡可能反映對(duì)象的特點(diǎn)及規(guī)律，以助記憶，便于填寫。簡(jiǎn)潔性。代碼的長(zhǎng)度應(yīng)以短小為好，代碼的長(zhǎng)度會(huì)影響所占據(jù)的存儲(chǔ)單元和信息處理速度，也會(huì)影響代碼輸入時(shí)出錯(cuò)的概率及輸入、輸出速度。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。五、舉例代碼設(shè)計(jì)可以參考以下步驟進(jìn)行：確定代碼對(duì)象?？疾焓欠褚延袠?biāo)準(zhǔn)代碼。如果有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或某個(gè)部門對(duì)某些事物已規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)代碼，那么應(yīng)遵循這些標(biāo)準(zhǔn)代碼。根據(jù)代碼的使用范圍、使用時(shí)間，根據(jù)實(shí)際情況選擇代碼的種類?？紤]檢錯(cuò)功能。編寫代碼表。代碼編寫好后，要編制代碼表，并作詳細(xì)說明，通知有關(guān)部門組織學(xué)習(xí)，以便正確使用。下面以圖書館管理信息系統(tǒng)為例進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)。圖書管理系統(tǒng)要設(shè)計(jì)的主要代碼對(duì)象有圖書號(hào)、讀者號(hào)、留言號(hào)、出版社號(hào)等。其中圖書分類號(hào)是國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的，與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。圖書館硬件設(shè)備齊全，采用條碼器讀人讀者信息和圖書信息，防止了手工輸入可能造成的代碼輸入錯(cuò)誤，因而沒有必要再設(shè)置代碼校驗(yàn)位。【例4】讀者號(hào)，讀者號(hào)利用的是讀者注冊(cè)當(dāng)天的日期再加上當(dāng)天注冊(cè)的流水號(hào)來設(shè)計(jì)，即層次碼加上順序碼。其中流水號(hào)為三位，即假設(shè)圖書館一天內(nèi)累計(jì)注冊(cè)的人數(shù)的上限為999人。讀者注冊(cè)的瀆者號(hào)為20080321001，代表的意義如下：代碼層次第一層代碼第二層代碼第三層代碼第四層代碼代碼內(nèi)容20080321O01代碼區(qū)間意義年月日流水號(hào)【例5】出版社號(hào)，出版社號(hào)利用的是已經(jīng)形成的城市代碼加上該城市出版社流水號(hào)。其中流水號(hào)為三位，即假設(shè)一個(gè)城市與此圖書館有聯(lián)系的出版社上限為999家。出版社號(hào)為1001代表的意義為：第四節(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的重要組成部分，它是在選定了硬件、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)( DBMS)環(huán)境的情況下，準(zhǔn)確地表達(dá)用戶的需求，并將其轉(zhuǎn)換為有效存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型的過程。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的全過程包括用戶需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)等六個(gè)階段。其基本操作步驟如圖6-14所示。本書只重點(diǎn)講解設(shè)計(jì)過程的前四步。圖6 -14數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟一、用戶需求分析用戶需求分析是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，需求分析是否充分準(zhǔn)確直接決定信息系統(tǒng)是否能最終得到用戶的滿意，并影響到數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)果是否合理實(shí)用。需求分析實(shí)際上已經(jīng)在系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中完成了，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)階段只需要進(jìn)一步確認(rèn)以下的需求：數(shù)據(jù)要求。即要根據(jù)用戶需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)出的信息要求，包括對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容、來源去向、性質(zhì)、取值范圍、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等的要求。處理要求。即為了滿足用戶信息需求要做的處理功能、處理方式、響應(yīng)時(shí)間等。安全性與完整性要求。進(jìn)一步明確數(shù)據(jù)的有效性、安全性、完整性、冗余性等的相關(guān)需求與約束條件。二、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它通過對(duì)用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成了一個(gè)獨(dú)立于具體數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的概念模型。概念模型是一個(gè)面向問題的數(shù)據(jù)模型，本章主要利用第三章介紹的E-R圖工具來描述現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體與實(shí)體間的關(guān)系。它反映的是用戶的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，與數(shù)據(jù)庫(kù)的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)無關(guān)，因此獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。概念設(shè)計(jì)的主要步驟是：先根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果設(shè)計(jì)各個(gè)局部E-R圖；再將局部E-R圖集成為總體E-R圖?？紤]到本書第三章和第九章中的案例均對(duì)E-R圖的使用方法、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，本節(jié)就不再進(jìn)行詳細(xì)介紹，只給出圖書館管理信息系統(tǒng)中從出版社購(gòu)書及讀者預(yù)定圖書的總體E-R圖，如圖6-15所示。圖6-15從出版社購(gòu)書及讀者預(yù)定圖書的總體E-R圖三、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成的，其主要任務(wù)是將概念結(jié)構(gòu)E-R圖轉(zhuǎn)換為某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)模型，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。這種數(shù)據(jù)模型提供了有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部構(gòu)造的邏輯描述，與計(jì)算機(jī)環(huán)境更加接近，因此能夠?yàn)樵谀撤N特定的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供便利。在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟是先將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系數(shù)據(jù)模型，然后再利用規(guī)范化理論對(duì)此模型進(jìn)行規(guī)范和優(yōu)化，之后結(jié)合信息系統(tǒng)需要提供的功能設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)視圖。（一）E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系數(shù)據(jù)模型在信息系統(tǒng)平臺(tái)一章中，我們已經(jīng)深入分析了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，尤其重點(diǎn)介紹了關(guān)系數(shù)據(jù)模型和E-R圖工具。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)將現(xiàn)實(shí)世界中的信息描述為觀念世界的信息，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要進(jìn)一步將其轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)世界的信息。這就需要將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系數(shù)據(jù)模型，從而解決如何將實(shí)體和實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式，并確定關(guān)系模式的屬性和主碼的問題。根據(jù)第三章所介紹的規(guī)則，以圖書館管理信息系統(tǒng)為例，將圖6 -15中的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系數(shù)據(jù)模型：1一對(duì)多聯(lián)系以從出版社采購(gòu)圖書為例，利用從E-R模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則可以得到以下結(jié)果，其中帶下劃線的屬性為主碼。(1)如果將購(gòu)書單獨(dú)作為一個(gè)關(guān)系模式，則將圖書表、出版社表的主碼（圖書號(hào)、出版社號(hào)）與購(gòu)書本身的屬性（購(gòu)書日期、購(gòu)書數(shù)量）作為購(gòu)書表的屬性，購(gòu)書表的主碼是圖書號(hào)與出版社號(hào)的組合。(2)如果將購(gòu)書與n端實(shí)體圖書表合并，可把一端實(shí)體主碼（出版社號(hào)）和購(gòu)書本身的屬性（購(gòu)書日期，購(gòu)書數(shù)量）加入到圖書表中，圖書表的主碼還是圖書號(hào)。由于出版社購(gòu)書信息在圖書查詢、借閱中都用不到，功能比較獨(dú)立，因此選擇后一種將購(gòu)書表單獨(dú)作為一個(gè)關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換方法。分解前實(shí)體所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式的屬性和主碼。圖書表（圖書號(hào)，圖書名，作者，出版社號(hào)，出版日期，庫(kù)存總數(shù)，可借冊(cè)數(shù)）出版社表（出版社號(hào)，出版社名，地址，聯(lián)系人）分解后。實(shí)體：圖書表（圖書號(hào)，作者，出版日期，庫(kù)存總數(shù)，可借冊(cè)數(shù)）出版社表（出版社號(hào)，出版社名，地址，聯(lián)系人）聯(lián)系：購(gòu)書表（圖書號(hào)，出版社號(hào)，購(gòu)書日期，購(gòu)書數(shù)量）或者實(shí)體：圖書表（圖書號(hào)，作者，出版日期，庫(kù)存總數(shù)，可借冊(cè)數(shù)，出版社號(hào)，購(gòu)書日期，購(gòu)書數(shù)量）出版社表（出版社號(hào)，出版社名，地址，聯(lián)系人）2多對(duì)多聯(lián)系以讀者預(yù)定圖書為例，利用從E-R模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則可以得到以下結(jié)果。預(yù)定表只能單獨(dú)作為一個(gè)關(guān)系。將圖書表、讀者表的主碼（圖書號(hào)、讀者號(hào)）與預(yù)定的三個(gè)屬性（預(yù)定日期、應(yīng)借日期、預(yù)定數(shù)量，借閱狀態(tài)）作為預(yù)定表的屬性，預(yù)定表的主碼是圖書號(hào)與讀者號(hào)的組合。分解前實(shí)體所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式的屬性和主碼。讀者表（讀者號(hào)，讀者姓名，密碼，所在單位，Email，電話，可否預(yù)定）圖書表（圖書號(hào)，圖書名，作者，出版日期，庫(kù)存總數(shù)，可借冊(cè)數(shù)）分解后得到的實(shí)體和聯(lián)系的關(guān)系模式的屬性和主碼。實(shí)體：讀者表（讀者號(hào)，讀者姓名，密碼，所在單位，Email，電話，可否預(yù)定）圖書表（圖書號(hào)，圖書名，作者，出版日期，庫(kù)存總數(shù)，可借冊(cè)數(shù)）聯(lián)系：預(yù)定表（讀者號(hào)，圖書號(hào)，預(yù)定日期，應(yīng)借日期，預(yù)定數(shù)量，借閱狀態(tài)）（二)數(shù)據(jù)模型的規(guī)范化數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系模式確定后可借助規(guī)范化理論進(jìn)行規(guī)范化，以消除數(shù)據(jù)表冗余、更新異常等不合理等現(xiàn)象，提高數(shù)據(jù)的可修改性、一致性和完整性。數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化處理過程就是按照規(guī)范化規(guī)則逐步地分析處理原有信息表的過程。在數(shù)據(jù)模型允許的基礎(chǔ)上，一般來說，規(guī)范化水平應(yīng)較高，但并不是越高越好，主要是依據(jù)有利于系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的原則設(shè)計(jì)。具體的規(guī)范化水平由弱到強(qiáng)依次為：數(shù)據(jù)表中的每一個(gè)屬性都應(yīng)是不可分割的數(shù)據(jù)項(xiàng)（數(shù)據(jù)元素），在同一個(gè)表中，不能出現(xiàn)重復(fù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)。每個(gè)非主碼屬性都由主碼惟一決定。每個(gè)非主碼屬性都不依賴于其它的非主碼屬性。有時(shí)，還可以對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解，通常使用的分解方法有水平分解和垂直分解。在大關(guān)系中，若有一部分?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)常使用，就可以把經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)部分分解成一個(gè)子關(guān)系，這種分解就是水平分解。若關(guān)系模式的一部分屬性經(jīng)常被查詢或連接，就可以將經(jīng)常在一起使用的屬性從關(guān)系模式中分解出來形成一個(gè)子關(guān)系，這種分解就是垂直分解。通過關(guān)系模式的分解可以提高數(shù)據(jù)操作的效率和存儲(chǔ)空間的利用率，有利于系統(tǒng)的實(shí)施和維護(hù)。（三）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)視圖用戶視圖是面向用戶呈現(xiàn)出的虛表。在數(shù)據(jù)庫(kù)中并沒有視圖的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，視圖是由數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言查詢、連接等操作處理出來的一部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)文件。通過視圖的設(shè)計(jì)可以使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按照合理的方式設(shè)計(jì)，而不是直接按照用戶要求的輸出設(shè)計(jì)。這并沒有違背用戶第一的原則，而能通過比較靈活的數(shù)據(jù)庫(kù)處理來滿足更多、更豐富的用戶需求。數(shù)據(jù)視圖將數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間有效地隔離開來，還能起到增加數(shù)據(jù)庫(kù)安全性等作用。四、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是面向用戶的，而物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是面向計(jì)算機(jī)的。數(shù)據(jù)庫(kù)在物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法等就稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)。其主要任務(wù)就是給邏輯數(shù)據(jù)模型選擇一種最適合應(yīng)用要求的物理結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行評(píng)價(jià)。它的主要內(nèi)容有數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、存取路徑選擇、數(shù)據(jù)索引的建立等。高效的物理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)既能為系統(tǒng)節(jié)省存儲(chǔ)空間，又能提高存取速度。在系統(tǒng)實(shí)施階段，開發(fā)人員可以依據(jù)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用所選的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所提供的命令進(jìn)行上機(jī)操作，建立數(shù)據(jù)庫(kù)并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、連接等操作。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)需要綜合考慮數(shù)據(jù)存取時(shí)間、存儲(chǔ)空間利用率、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)代價(jià)等方面的因素。一般來講，“魚和熊掌不可兼得”，比如消除數(shù)據(jù)冗余和關(guān)系冗余雖然能節(jié)省存儲(chǔ)空間，但同時(shí)降低了檢索的性能，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)，要依據(jù)用戶使用功能的傾向性來決定沒計(jì)方案。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)一般包括關(guān)系的屬性、數(shù)據(jù)類型、字段長(zhǎng)度、備注說明等項(xiàng)目，表6-1表6-3以圖書館管理信息系統(tǒng)部分邏輯設(shè)計(jì)為依據(jù)來設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。參見第九章圖9 -11中的借閱關(guān)系。1圖書表：存儲(chǔ)有關(guān)圖書的信息，主碼為圖書號(hào)，其他屬性都決定于主碼。表6 -1圖書表屬性數(shù)據(jù)類型字段長(zhǎng)度（字節(jié)）說明圖書號(hào)文本20圖書表的主碼圖書名文本50作者文本20出版日期日期時(shí)間8庫(kù)存總數(shù)數(shù)字l可借冊(cè)數(shù)數(shù)字l2讀者表：存儲(chǔ)有關(guān)讀者的信息。主碼為讀者號(hào)，其他屬性都決定于主碼。表6 -2讀者表屬性數(shù)據(jù)類型字段長(zhǎng)度（字節(jié)）說明圖書號(hào)文本20圖書表的主碼圖書名文本50作者文本20出版日期日期時(shí)間8庫(kù)存總數(shù)數(shù)字l可借冊(cè)數(shù)數(shù)字l3借閱表：存儲(chǔ)有關(guān)借閱的信息。主碼為圖書號(hào)和讀者號(hào)的組合，其他屬性都決定于主碼。表6 -3借閱表屬性數(shù)據(jù)類型字段長(zhǎng)度（字節(jié)）說明讀者號(hào)文本10讀者號(hào)、圖書號(hào)的組圖書號(hào)文本10合為預(yù)定表的主碼借閱日期日期時(shí)間8歸還日期日期時(shí)間8借閱數(shù)量數(shù)字l圖6 -16和圖6-17給出了在Access中圖書表和借閱表的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)界面。圖6 -16圖書表的Access存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)圖6-17借閱表的Access存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)還涉及到一項(xiàng)較為重要的問題，即數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性和完整性保護(hù)的問題。安全性保護(hù)是防止機(jī)密數(shù)據(jù)被泄露，防止無權(quán)者使用、改變或有意破壞他們無權(quán)使用的數(shù)據(jù)。完整性保護(hù)是保護(hù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不受損害，保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和一致性。由于數(shù)據(jù)的保護(hù)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境的保護(hù)是密切相關(guān)的，因此這個(gè)問題需要在更大的范圍內(nèi)才能徹底解決，例如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所在的環(huán)境，硬、軟件，信息和通信設(shè)施等方面的保護(hù)，以及必要的行政和法律手段。而在系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施階段的關(guān)鍵任務(wù)，是從軟件方面設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保護(hù)的功能，例如對(duì)數(shù)據(jù)并行操作（即多個(gè)用戶同時(shí)存取和修改同一數(shù)據(jù)）的控制和管理，設(shè)置口令校驗(yàn)功能，等等。五、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施、運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施是根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果，建立實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、裝入數(shù)據(jù)、進(jìn)行測(cè)試和試運(yùn)行的過程。數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù)指數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)、維持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的安全性與完整性、監(jiān)測(cè)并改善數(shù)據(jù)庫(kù)性能、數(shù)據(jù)庫(kù)的重組和重構(gòu)等開發(fā)后續(xù)工作。數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施、運(yùn)行和維護(hù)分別在系統(tǒng)實(shí)施和系統(tǒng)試運(yùn)行階段執(zhí)行。第五節(jié)用戶界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)用戶界面設(shè)計(jì)對(duì)于用戶使用和系統(tǒng)安全性來說是十分重要的，它包括系統(tǒng)輸人設(shè)計(jì)、輸出設(shè)計(jì)和人機(jī)界面設(shè)計(jì)。一個(gè)好的輸入系統(tǒng)可以為用戶和系統(tǒng)雙方帶來良好的工作環(huán)境，為管理者提供簡(jiǎn)潔明了、有效實(shí)用的管理和控制信息。用戶界面設(shè)計(jì)需要先進(jìn)行輸出設(shè)計(jì)，然后再反過來根據(jù)輸出所要求的信息來進(jìn)行輸入設(shè)計(jì)。一、輸出設(shè)計(jì)輸出設(shè)計(jì)是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、管理功能所不可或缺的部分，能否為用戶提供準(zhǔn)確、及時(shí)、適用的信息是評(píng)價(jià)信息系統(tǒng)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)之一。輸出信息的使用者是用戶，所以輸出的內(nèi)容與格式等是用戶較關(guān)心的問題。因此，在設(shè)計(jì)過程中，開發(fā)人員必須深入了解用戶要求，及時(shí)與用戶充分協(xié)商。輸出設(shè)計(jì)的主要工作和基本步驟包括：確定輸出類型、輸出內(nèi)容、輸出格式和輸出方式等。（一）輸出類型設(shè)計(jì)輸出類型包括以下幾種：外部輸出。輸出目標(biāo)是系統(tǒng)之外的環(huán)境，如向Internet發(fā)布信息。內(nèi)部輸出。系統(tǒng)內(nèi)部子系統(tǒng)之間的信息輸出，如將學(xué)生成績(jī)子系統(tǒng)生成的學(xué)生成績(jī)表輸出給學(xué)籍管理子系統(tǒng)。中間輸出。系統(tǒng)處理的一個(gè)中間結(jié)果的輸出。交互輸出。系統(tǒng)與用戶間的對(duì)話輸出。操作輸出。計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中系統(tǒng)提供的與操作有關(guān)的輸出，如錯(cuò)誤信息、程序清單。（二）輸出內(nèi)容設(shè)計(jì)輸出內(nèi)容的基本要求是準(zhǔn)確、及時(shí)、適用。輸出內(nèi)容的具體確定要根據(jù)調(diào)查和分析用戶在使用信息方面的要求。設(shè)計(jì)輸出信息的內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面：一為有關(guān)輸出信息使用方面的內(nèi)容，如使用者、使用目的、報(bào)告量、使用周期、有效期、保管方法和復(fù)寫份數(shù)等。二為輸出信息的內(nèi)容，即輸出信息的名稱和形式，包括輸出的項(xiàng)目、數(shù)據(jù)類型、寬度、精度、數(shù)據(jù)來源及生成算法等。（三）輸出格式設(shè)計(jì)輸出格式要滿足使用者的要求和習(xí)慣，做到格式標(biāo)準(zhǔn)化，術(shù)語(yǔ)統(tǒng)一化，不僅清晰、美觀，而且易于閱讀、理解和用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。輸出格式設(shè)計(jì)是輸出設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容。報(bào)表是較常用的輸出格式之一。報(bào)表的類型有詳細(xì)型報(bào)表、匯總型報(bào)表、分析型報(bào)表。詳細(xì)型報(bào)表主要記錄單位一定時(shí)期往來數(shù)據(jù)的明細(xì)列表。匯總型報(bào)表指將填列在不同位置的有關(guān)信息共同反映在一張報(bào)表上。分析型報(bào)表指為支持單位管理部門工作，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理過的報(bào)表。例如，圖6 -18所示的報(bào)表上就是圖書信息的詳細(xì)型報(bào)表。此外，還可以使用較直觀的圖形輸出格式，包括折線圖、條形圖、散列圖、餅圖等。圖6 -18圖書庫(kù)存信息報(bào)表（四）輸出方式選擇除特別指定外，輸出方式應(yīng)根據(jù)輸出的內(nèi)容、格式特點(diǎn)、用戶需求情況等因素決定。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、磁帶機(jī)、縮微膠卷輸出器、多媒體設(shè)備等。輸出介質(zhì)有紙張、磁帶、磁盤、縮微膠卷、光盤、多媒體介質(zhì)等。這些設(shè)備和介質(zhì)各有特點(diǎn)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備和具體條件選擇。需要送給其他有關(guān)人員或者需要長(zhǎng)期保存的材料必須使用打印機(jī)打印輸出；需要作為以后處理用的數(shù)據(jù)，可輸出到磁盤或者磁帶上；需要臨時(shí)查詢的信息，則可通過屏幕顯示。二、輸入設(shè)計(jì)要輸出高質(zhì)量的信息，首先就要輸入高質(zhì)量的信息。輸入設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在保證輸入信息正確性和滿足輸出需要的前提下，做到輸入簡(jiǎn)便、迅速、經(jīng)濟(jì)。數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確性和簡(jiǎn)潔性直接影響到系統(tǒng)使用時(shí)的效果和效率。因此，必須科學(xué)地進(jìn)行輸入設(shè)計(jì)，使之正確地、及時(shí)地、方便地收集及錄入信息。輸入設(shè)計(jì)的主要工作和基本步驟包括：確定輸入內(nèi)容、輸出格式、輸入方式、輸入數(shù)據(jù)的校驗(yàn)等。（一）輸入設(shè)計(jì)原則輸入設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下基本原則：輸入量小。輸入量應(yīng)保持在能滿足處理要求的最低限度。輸入的數(shù)據(jù)越多，產(chǎn)生錯(cuò)誤的幾率越高，花費(fèi)的時(shí)間成本也越多。數(shù)據(jù)需要共享的大系統(tǒng)、多子系統(tǒng)一定要避免重復(fù)輸入。輸入簡(jiǎn)便。輸入數(shù)據(jù)的匯集和輸入操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)便易行，從而減少錯(cuò)誤的發(fā)生。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換少。輸入數(shù)據(jù)應(yīng)盡量用其處理所需的形式進(jìn)行記錄，以便減少或避免數(shù)據(jù)由一種介質(zhì)轉(zhuǎn)換到另一種介質(zhì)時(shí)可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)盡早檢驗(yàn)。對(duì)輸入數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)應(yīng)盡量接近原數(shù)據(jù)發(fā)生點(diǎn)，使錯(cuò)誤能及時(shí)得到更正。（二）輸入內(nèi)容設(shè)計(jì)輸入內(nèi)容主要指向計(jì)算機(jī)輸入原始數(shù)據(jù)。輸入內(nèi)容設(shè)計(jì)主要是根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和輸出設(shè)計(jì)的結(jié)果確定哪些數(shù)據(jù)在哪一個(gè)模塊進(jìn)行輸入，包括數(shù)據(jù)項(xiàng)的名稱、類型、長(zhǎng)度、精度、取值范圍、輸入處理方式等。（三）輸入格式設(shè)計(jì)輸入格式應(yīng)該針對(duì)輸入設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。若選用鍵盤方式人機(jī)交互輸入數(shù)據(jù)，則輸入格式的編排應(yīng)盡量做到計(jì)算機(jī)屏幕顯示格式與單據(jù)格式相一致。輸人數(shù)據(jù)的形式一般可采用“填表式”，由用戶逐項(xiàng)輸入數(shù)據(jù)，輸入完畢后確認(rèn)輸入數(shù)據(jù)是否正確無誤。（四）輸入方式設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入方式有外部輸入（鍵盤輸入、掃描儀輸入、磁盤導(dǎo)入等）和計(jì)算機(jī)輸入(網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)等），輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光電閱讀器、光筆、磁盤、磁帶、網(wǎng)絡(luò)等。信息系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求較高，應(yīng)選擇從條碼閱讀器、子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)終端直接傳送的方式，而少用人工輸入的方式，避免數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤所造成的損失。圖6 -19給出了圖書借閱子系統(tǒng)的輸入界面。讀者號(hào)、圖書號(hào)等原始數(shù)據(jù)通過條碼閱讀器讀入，然后系統(tǒng)內(nèi)部鏈接讀者表和圖書表將與讀者和圖書有關(guān)的信息予以顯示。借閱日期默認(rèn)為當(dāng)天的日期，歸還日期默認(rèn)為當(dāng)天日期加30天，借閱數(shù)量默認(rèn)為一本。這樣，不用任何手工輸入就可以添加一條記錄，很大程度上避免了輸入信息可能發(fā)生的錯(cuò)誤。（五）輸入數(shù)據(jù)的校驗(yàn)圖6 -19圖書借閱子系統(tǒng)輸入界面為了盡可能地避免錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到系統(tǒng)中，在輸入設(shè)計(jì)中需要考慮采用具體的檢測(cè)方式對(duì)數(shù)據(jù)輸入的正確性進(jìn)行校驗(yàn)。常見的輸入校驗(yàn)方式有二次輸入校驗(yàn)法、靜態(tài)校驗(yàn)法、平衡校驗(yàn)法、文件查詢校驗(yàn)法、界限校驗(yàn)法、數(shù)據(jù)格式校驗(yàn)法和校驗(yàn)碼方法等。表6 -4輸入校驗(yàn)方法校驗(yàn)方法具體內(nèi)容重復(fù)校驗(yàn)要求同一個(gè)數(shù)據(jù)內(nèi)容輸入兩次，以兩次輸入內(nèi)容一致作為正確性判斷的依據(jù)。對(duì)于特別重要的數(shù)據(jù)輸入，也可以要求輸入兩次以上。視覺校驗(yàn)采用目測(cè)的方法檢查輸入數(shù)據(jù)的正確性，目測(cè)一般在屏幕前進(jìn)行，在輸入內(nèi)容復(fù)雜的情況下也可以打印出來檢測(cè)。校驗(yàn)位校驗(yàn)在數(shù)據(jù)編碼的后面加一位校驗(yàn)碼，該校驗(yàn)碼是根據(jù)一定的計(jì)算方法由校驗(yàn)碼前的各位編碼計(jì)算出來的?？刂瓶倲?shù)校驗(yàn)對(duì)所有數(shù)據(jù)項(xiàng)的值求和進(jìn)行校驗(yàn)。數(shù)據(jù)類型校驗(yàn)從數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)格式的角度來檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的正確性。格式校驗(yàn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄中各數(shù)據(jù)項(xiàng)的位數(shù)和位置是否符合預(yù)先規(guī)定的格式。邏輯校驗(yàn)檢查數(shù)據(jù)項(xiàng)的值是否符合邏輯。界限校驗(yàn)界限校驗(yàn)法是通過檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否在限定的取值范圍內(nèi)來檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的正確性。平衡校驗(yàn)平衡校驗(yàn)法根據(jù)數(shù)據(jù)之間的計(jì)算關(guān)系來檢查輸入數(shù)據(jù)的正確性。例如利用會(huì)計(jì)等式（借方金額合計(jì)=貸方金額合計(jì)）對(duì)輸入的會(huì)計(jì)憑證數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。記錄統(tǒng)計(jì)校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)記錄個(gè)數(shù)，檢查記錄有無遺漏或重復(fù)。三、人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)（一）人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)的考慮因素人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)用戶在使用信息系統(tǒng)時(shí)的操作動(dòng)作及所遇問題，設(shè)計(jì)友好的、有輔助操作意義的人機(jī)交互方式。人機(jī)對(duì)話使用戶親自參與到系統(tǒng)操作中來，提高了用戶對(duì)系統(tǒng)的滿意程度。對(duì)話設(shè)計(jì)的基本原則是用戶第一，而不應(yīng)從設(shè)計(jì)人員的角度來考慮，具體應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1對(duì)話設(shè)計(jì)以用戶需要為先用戶界面設(shè)計(jì)要解決的是用戶與軟件系統(tǒng)交互的問題，為此，必須要考慮到用戶的工作環(huán)境、工作習(xí)慣等，對(duì)話風(fēng)格要清楚、簡(jiǎn)單，用詞要符合用戶觀點(diǎn)和習(xí)慣。例如，盡量使用用戶所在領(lǐng)域的專業(yè)術(shù)語(yǔ)、思維定勢(shì)等。2對(duì)話設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是信息交換對(duì)話設(shè)計(jì)的目的就是通過靈活的信息確認(rèn)更好地幫助用戶與系統(tǒng)溝通。設(shè)計(jì)者可以通過提示框、問答、菜單等方式強(qiáng)調(diào)或警告某些操作可能帶來的后果，對(duì)用戶使用系統(tǒng)起到一定輔助和導(dǎo)向的作用，避免了誤操作等所帶來的后果。3對(duì)話設(shè)計(jì)友好性強(qiáng)對(duì)話設(shè)計(jì)的一大重點(diǎn)就是錯(cuò)誤信息提示。設(shè)計(jì)人員不但要在易出錯(cuò)的地方預(yù)先進(jìn)行提示，還要在出錯(cuò)時(shí)以合適的建議幫助用戶作出正確操作。一個(gè)較大的系統(tǒng)會(huì)分為很多子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)所面對(duì)的操作對(duì)象并不相同，對(duì)話設(shè)計(jì)既要達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)風(fēng)格統(tǒng)一一致，又要針對(duì)不同的操作對(duì)象采取不同的對(duì)話策略。如圖書館管理信息系統(tǒng)的圖書查詢子系統(tǒng)面向的讀者是沒有經(jīng)過培訓(xùn)、對(duì)系統(tǒng)操作