(5) 灵活性原则
系统对外界环境的变化要有很强的适应能力,系统容易修改和维护。因此系统设计人员要有一定的预见性,要从通用的角度考虑系统设计。
46. 系统总体设计的任务是什么?
答:具体来说,系统总体设计的主要任务: (1) 模块结构设计 ? 将系统划分成模块; ? 决定每个模块的功能; ? 决定模块间的调用关系;
? 决定模块间的接口,即模块问数据的传递。
(2) 系统物理配置方案设计,即设备配置、通信网络的选择和设计,以及 DBMS 的选择等。 (3) 总体数据库设计
总体设计是系统开发过程中很关键的一步。系统的质量及一些整体特性基本上是这一步决定的。系统越大,总体设计的影响越大。
47. 结构化系统设计有哪些优点?
答:结构化设计方法的基本思想是使系统模块化,即把一个系统自上而下逐步分解为若干个彼此独立而又有一定联系的组成部分,这些组成部分称为模块。对于任何一个系统都可以按功能逐步由上向下,由抽象到具体,逐层将其分解为一个多层次的、具有相对独立功能的模块所组成的系统。设计人员以系统的逻辑模型为基础,并借助于一套标准的设计准则和图表等工具,逐层地将系统分解成多个大小适当、功能单一、具有一定独立性的模块,把一个复杂的系统转换成易于实现、易于维护的模块化结构系统。
概括来说优点如下: 对于一个复杂的系统,用分解的方法予以化简;采用图表表达工具,有一套基本的设计准则,有一组基本的设计策略;有一组评价标准和质量优化技术。
48. 什么是模块?模块划分的原则是什么?
答:所谓模块(module),是指可以分解、组合及更换的单元,是组成系统、易于处理的基本单位。在管理信息系统中,任何一个处理功能都可以看作一个模块。
模块划分的原则: (1) 低耦合,高聚合原则
耦合是表示模块之间联系的程度。紧密耦合表示模块之间联系非常强,松散耦合表示模块之间联系比较弱,非耦合则表示模块之间无任何联系,是完全独立的。模块耦合度越低,说明模块之间的联系越少,相互间的影响也就越小,产生连锁反应的概率就越低,在对 — 个模块进行修改和维护时,对其他模块的影响程度就越小,系统可修改性就越高。聚合则用来表示一个模块内部各组成成分之间的联系程度。一般说来,在系统中各模块的聚合度越大,则模块间的耦合度越小。耦合度小使得模块间尽可能相对独立,从而各模块可以单独开发和维护。聚合度大使得模块的可理解性和维护性大大增强。因此,在模块的分解中应尽量减少模块的耦合度,力求增加模块的聚合度。
(2) 作用范围应在控制范围内
一个判定的作用范围是指所有受这个判定影响的模块。按照规定:若模块中只有一小部分加工依赖于某个判定,则该模块仅仅本身属于这个判定的作用范围;若整个模块的执行取决于这个判定,
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则该模块的调用模块也属于这个判定作用范围,因为调用模块中必有一个调用语句,该语句的执行取决于这个判定。一个模块的控制范围是指模块本身及其所有的下级模块的集合。
分折判定的作用范围和模块的控制范围之间的关系,可以较好地处理系统的模块关系,合理地分解模块。在分解模块时要求:
1) 分解模块时作用范围与控制范围的要求
① 判定的作用范围应该在判定所在模块的控制范围之内。 ② 判定所在模块在模块层次结构中的位置不能太高。
即:最理想的模块划分是判定范围由判定所在模块及其直接下级模块组成。 2) 当出现作用范围不在控制范围之内时的纠正措施
①把判定所在的模块合并至上层模块中,或从低层模块移到高层模块使判定的位置提高。 ②把受判定影响的模块移到模块控制范围之内。 (3) 合理的模块扇入和扇出数
模块的扇入表达了一个模块与其直接上级模块的关系。模块的扇入数是指模块的直接上层模块的个数。模块的扇入数越大,表明它要被多个上级模块所调用,其公用性很强,说明模块分解得较好,在系统维护时能减少对同一功能的修改,因此要尽量提高模块的扇入数。模块的扇出表达了一个模块对它的直接下属模块的控制范围。模块的扇出数是指一个模块拥有的直接下层模块的个数。模块的直接下属模块越多。表明它要控制许多模块,所要做的事情也就越多,它的聚合度可能越低。所以要尽量把一个模块的直属下级模块控制在较小的范围之内,即模块的扇出系数不能太大。一般来说,一个模块的扇出系数应该控制在 7以内,如果超过7则出错的概率可能会加大。
(4) 合适的模块大小
如果一个模块很大,那么它的内部组成部分必定比较复杂,或者它与其他模块之间的耦合度可能比较高,因此对于这样一个较大的模块应该采取分解的方法把它尽可能分解成若干个功能单一的较小的模块,而原有的大模块本身的内容被大大减少并成为这些小模块的上级模块。一般来说,一个模块中所包含的语句条数为几十条较好,但这也不是绝对的。在分解一个大模块时,不能单凭语句条数的多少,而主要是按功能进行分解,直到无法做出明确的功能定义未知。在分解时既要考虑到模块的聚合度,又要考虑到模块之间的耦合度,在达两者之间选择一个最佳方案。
49. 如何从数据流程图导出模块结构图?
答:首先判断数据流程图是变换型结构还是事务型结构。然后遵循规则导出模块结构图。 运用变换分析从变换型结构的数据流程图导出变换型模块结构图过程可分为三步:
(1) 确定主加工(或变换中心)。在数据流程图中多股数据流的汇合处一般是系统的变换中心。若没有明显的汇合处,可先确定逻辑输入和逻辑输出的数据流,作为变换中心。从物理输入端开始,沿着数据流输入的方向向系统中间移动,直至到达不能被作为系统输入的数据流为止,则前一个数据流就是系统的逻辑输入。从系统的物理输出端开始,向系统的中间移动,可找出离物理输出端最远的,但仍可作为系统输出的部分就是系统的逻辑输出。逻辑输入和逻辑输出之间的部分是系统的变换中心。
(2) 设计模块结构图的顶层和第一层.系统模块结构图的顶层是主控模块,负责对全系统进行控制和协调,通过调用下层模块来实现系统的各种功能。在与变换中心对应的位置上画出主控模块,作为模块结构图的“顶”,然后“自顶向下,逐步细化”,每一层均按输入、变换中心、输出等分支来
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处理。
对于第一层,按如下规则转换:
1) 为数据流程图中每个逻辑输入设计一个输入模块,它的功能是向主控模块提供逻辑输入数据;
2) 为数据流程图中的每个逻辑输出设计 —个输出模块,它的功能是把主控模块提供的数据输出;
3) 为数据流程图中的变换部分设计一个变换模块,它的功能是对逻辑输入进行加工处理,变换成逻辑输出。
(3) 设计中、下层模块。根据数据流程图将系统模块结构图中第一层的各模块自顶向下逐级向下扩展,形成完整的结构图。输入模块的功能是向调用它的模块提供数据,故需要一个数据来源,因此,为每个输入模块设计两个下层模块:输入模块、变换模块。为每个输出模块设计两个下层模块:输出模块、变换模块。直到物理输入端或物理输出端为止。
用事务分析法设计模块结构图,与变换分析法大部分类似,分以下几个步骤进行:
(1) 分析数据流程图,确定它的事务中心。如果数据沿着输入通路到达一个处理 T ,这个处理根据输入数据的类型在若干动作序列中选出一个来执行,那么,处理 T 称为事务中心。
(2) 设计高层模块。事务型数据流程图转换成模块结构图,其高层的模块结构具有图 7—9 所示的基本形式。
(3) 设计中、下层模块。自顶向下,逐层细化,对高层模块进行必要分解,形成完整的模块结构图。
当初始的系统模块结构图完成后,应根据模块结构设计的原则进行检查和改进,特别是应按照 “ 耦合小,聚合大 ” 的标准对结构图进行检查和修改。
一个实际的管理信息系统的数据流程图是相当复杂的,往往是变换型和事务型的混合结构,此时可把变换分析和事务分析的应用列在同一数据流程图的不同部分。以导出初始的系统模块结构图.然后再根据模块结构设计原则对初始的模块结构图进行修改和优化,以求获得设计合理的模块结构图。
50. 总体数据库设计的原则及主要内容是什么? 答:在进行总体数据库设计时应遵循的基本原则是: (1)数据结构的合理性
数据结构的合理性要求指数据文件组织合理,数据元素归类和划分合理,以及对数据项进行合理描述。
(2)数据存储的安全性
数据存储的安全性要求从存储总体结构上保证数据的安全性、一致性和完整性。一般来说,提高安全性的最有效措施是增加数据的冗余,而数据的大量冗余往往为维护数据一致性带来困难。这是—对不可调和的矛盾。对此应进行合理取舍,在尽量降低冗余的前提下,确保数据的安全性与可靠性。
(3)维护和管理方便
无论设计什么样的存储结构,首先应保证对数据进行管理和维护上的方便,它是提高系统运行效率的基础。
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总体数据库设计的主要内容是: 从全局出发,从系统的观点出发,为数据的存储结构提出一个较为合理的逻辑框架,以保证详细设计阶段数据的完整性与一致性。共包括六个方面:
(1)数据的分类
信息系统中的数据主要分基础数据、中间数据、工作数据和暂存数据四大类。基础数据是指整个系统的输人数据、输出数据、代码、各种工作和技术标准、规范以及主要子系统的共享数据;中间数据是指在数据处理中需要保存的中间结果;工作数据是指为提高某项处理功能的效率而事先加工好的数据;暂存数据是指处理过程中需存储、在处理过程结束后即可消除的数据。
(2)数据存储规模设计
数据存储规模设计中要考虑的因素主要包括:现有数据量的存储规模、未来数据量的增长趋势和数据类型的划分。数据存储规模设计就是要在分析的基础上,合理的组织数据的存储格式,选择合理的存储技术和设备对数据进行存储。
(3)数据存储空间的分布设计
数据存储的空间分布应与系统总体设计总的物理环境配置协调一致,例如,在局域网环境中,可以将系统数据集中存储在分布式环境上的中心机或网络环境中的服务器上,而把新的数据就近分别存放在各自应用部门的工作站上,以保证使用和管理上的方便。数据存储空间的分布设计中要注意区别共享数据和独占数据,还要区别流动性数据和非流动性数据。
(4)文件设计
文件设计是根据文件的使用要求、处理方式、存储的数据量、数据的活动性及所能提供的设备条件等,确定文件类别、选择文件媒体、决定文件组织方式、设计记录格式,并估计文件容量。文件设计的基本内容主要包括以下几个方面:
1) 对数据字典描述的数据存储情况进行分析,确定需要作为文件组织存储的数据,分析出其中的数据类型,如:固定数据、流动数据、共享数据等,以便决定文件的类别。
2) 决定需要建立的文件及其用途和内容,确定每个文件的文件名。
3) 根据文件的使用要求选择文件的存储介质和组织形式。例如:对经常使用的文件,一般情况下,存储设备采用磁盘,存储组织方式采用随机存储组织方式。对不常用但数据量大的文件,可采用磁盘存储和顺序存储组织方式。
4) 根据数据结构设计记录格式。记录格式设计内容包括:确定记录的长度;确定要设置的数据项目以及每个数据项在记录中的排列顺序;确定每个数据项的结构;若需要时,确定记录的关键字(数据项)。
5) 根据记录长度、记录个数和文件总数估算出整个系统的数据存储容量。整个系统的数据存储容量等于各个存储容量之和。文件存储容量的计算与文件的组织方式、存储介质、操作系统和记录格式等有密切关系。
(5)数据的安全性和完整性设计
安全性保护是防止机密数据泄漏;防止无权者使用、改变或有意破坏他们无权使用的数据。完整性保护是保护数据结构不受损害,保证数据的正确性、有效性和一致性。数据库系统中的数据共享不能是无条件的,而必须是在统一的严格的控制之下,只允许有合法使用权限的用户访问允许他存取的数据。数据库系统的安全保护措施是否有效是数据库系统主要的性能指标之一。
(6)数据库管理系统(DBMS)的选择
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DBMS已成为建立信息系统的基本环境,在进行数据库总体设计时,必然要考虑选择什么样的DBMS才能最有效地实现数据存储设计的要求,目前市场上可选择的DBMS产品种类较多,可适用于不同的软、硬件和应用环境,应从系统总体角度出发,使选用的DBMS既可满足系统总体设计的需要,又能够实现数据存储设计的目标。
系统总体数据库设计对于信息系统的建设和运行具有重要的影响。它不同于系统分析,又区别于系统的详细设计,这一部分工作能使系统分析过程中对数据的需求描述从逻辑上进一步具体化,又为下一阶段的详细设计工作从系统上提供较好的支持,起到承上启下的作用。
51. 在进行网络设备配置时主要考虑哪些因素?
答:网络设计通常需要考虑和解决的问题主要集中在以下几个方面。 (1) 网络结构设计
网络结构是指网络的物理连接方式,如局域网普遍使用的结构为总线形、星形、环形、树形等。确定网络的物理结构后要确定设备和子系统的安排和分布,每个子系统都安排在什么位置上,子系统如何分布,设备放在什么地方等。
(2) 网络设备的选择与配置 设备选择时具体要考虑: 1) 技术上的可行性
这里指从技术上组成一个完善的可行的网络系统。技术上的可行性主要是指设备的一致性、匹配性、兼容性和先进性,体现在诸如连接方式、传输速度、传输控制方式、接口标准、交换技术、网络协议等指标上。
2) 应用上的有效性
决定通信设备配置及选择的基本因素之一是数据量大小和响应时间的要求,应选择足够而又不过于富裕的通信容量,保持适当的响应速度。
3) 高度的可靠性
数据通信系统的可靠性表现在五个方面:误码率,故障率,荣障能力,故障恢复能力及后援能力。
4) 经济性
网络的成本应包括以下几方面的内容:
①购买网络设备的费用及安装、培训和开发应用的费用。
②运行,维护费用。设备的成本与设备的先进性有关。用户希望在满足性能的前提下购买较为便宜的设备。但由于计算机及网络设备更新周期短,淘汰快,要注意不要选择即将淘汰而又不能和新产品兼容的设备。
(3) 网络软件和网络协议的选择
协议和网络软件是网络系统的基本部分,网络系统的性能实际上主要是由它们决定的。分析工作包括:网络协议和接口,网络通信功能,网络的应用功能,网络管理功能。
网络协议是网络的核心,由它决定网络系统的体系,决定了与其它网络的兼容程度,协议分析的基本内容有:网络协议分层情况,各层功能安排,与 ISO 的 OSI 模型的兼容关系。
网络系统软件主要有网络操作系统,网络数据库管理系统,网络通信和协议软件。网络操作系统是管理整个网络资源的软件,除管理网络系统各用户共享的资源外,还管理各个工作站和通信子
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