电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：一、实验室名称：电子政务可视化实验室二、实验项目名称：结构化的信息系统设计三、实验原理：1. 系统设计（1）系统设计的目标系统设计是新系统的物理设计阶段，根据系统分析阶段所确定的信息系统的逻辑模型，综合考虑各种约束，利用一切可用的技术手段和方法，进行各种具体设计，提出一个能在计算机上实现的新系统实施方案，解决“系统怎样做”的问题。

（2）系统设计的任务系统设计从信息系统的总体目标出发，根据系统分析阶段对系统逻辑功能的要求，并考虑经济、技术和运行环境等方面的条件，采用正确的方法确定系统的总体结构和系统各组成部分的技术方案；我们在这一阶段要合理选择计算机和通信的软、硬件设备，提出系统的实施计划，确保总体目标的实现。

（3）常见的系统设计方法常见的系统设计方法有结构化设计方法（SD）、面向数据结构的设计方法（JSD）和面向对象的设计方法（OOD）。

在这里，我们使用结构化的设计方法。

2. 结构化系统设计(1)结构化系统设计的基本思想结构化设计方法体现了软件工程中的模块化原则，其基本思想是将一个系统分解成若干个彼此相互独立又相互联系的组成部分，这些组成部分就是模块。

对每一个系统，都可以按功能自顶向下逐层分解为多层的、具有独立功能的许多模块，一直分解到每一个模块都能很容易实现为止，这样能使系统开发工作量变小。

(2)结构化系统设计的主要任务结构化系统设计的主要任务包括总体设计和详细设计两部分。

1) 总体设计系统总体设计，又称为概要设计。

是系统开发过程中很关键的一步，它的主要任务是完成系统总体结构和基本框架的设计，具体的要依据系统分析阶段产生的文档资料，确定新系统在计算机内应该有哪些模块组成，确定模块间的调用关系和数据传递关系，同时还要使用一定的工具将所设计的结果表达出来。

系统的总体结构包括以下几部分：系统的组成部分，即由哪些模块组成；系统的层次及调用关系；模块的处理功能；模块之间的界面，即模块间传递的数据。

2)详细设计为各个具体任务选择适当的技术手段和处理方法便是详细设计，包括系统平台设计、数据库设计、代码设计、对话（人机界面）设计、输出设计、输入设计、处理流程设计（模块内部的算法设计）等。

主要描述系统的硬件配置、系统代码、人机界面、输入和输出、数据库和网络体系结构等。

也就是说，详细设计是系统说明的一个技术层面上的描述。

3. 模块结构图模块结构图，简称结构图（SC），是系统模块结构及模块间联系的图形表示方法，能清楚地反映出系统中各模块间的层次关系和联系。

与数据流图反映数据流的情况不同，结构图反映的是系统中控制流的情况。

（1）模块结构图的基本成分1) 模块用矩形框表示，里面标示模块的名字，模块的名字写在长方形内，由一个动词和一个作为宾语的名词表示，模块的名字应恰当地表达这一个模块的功能。

对于已定义（或者已开发）的模块，则可以用双纵边矩形框表示。

一般在一个系统结构图中有传入、传出、变换和协调四种类型的模块。

传入模块——从下属模块中取得数据，进行某种处理，再将其传送给上级模块；传出模块——从上级模块中获得数据，进行某种处理，再将其传送给下属模块；变换模块——也叫加工模块，从上级获得数据，进行特定处理后将结果传送回上级模块；协调模块——对所有下属模块进行协调和管理的模块，一般出现在高层。

2) 调用关系两个模块之间用单向箭头联结，两个模块，一上一下，上面的模块是调用模块，箭头指向的模块是被调用模块。

一般情况下，箭头表示的连线可以用直线代替。

箭尾可加菱形表示有条件地调用，可加弧形箭头表示循环调用。

3) 数据传递可用带圆圈的小箭头表示从一个模块传递给另一模块的数据，箭头附近写数据的名字。

4) 控制信息带涂黑圆圈的小箭头表示一个模块传送给另一模块的控制信息，箭头附近写控制信息的名字。

没有圆圈的小箭头表示不加区分的数据。

（2）模块结构图的类型模块结构图的类型有以下三种：内导结构——是结构图中数据以最低模块输入，并逐级向高层传递，高一层模块接受低一层模块的输入。

外导结构——结构图中低一层模块接收上一层模块的数据信息，并把它们转换给下一级模块，直到输出给使用者。

转换结构——数据要在模块内经过一定的处理，下层模块从相应的上层模块接收数据，经转换后返回同一上层模块中去。

（3）模块结构图的设计1)确认数据流图的结构类型其中，数据流图的结构类型可以分为以下几种：变换型DFD——一个数据流图可以明显地分成输入、输出和处理三部分；事务型DFD——一般呈束状形，具有在多种事务中选择执行某类事务的能力。

2)不同的类型采用不同的导出技术变换型DFD通过变换分析得到初始SC，事务型DFD通过事务分析得到初始SC。

由DFD导出初始SC的过程一般包括以下几步：先设计模块结构顶端的主模块；然后“由顶向下，逐步细化”；最后得到一个与数据流图对应的模块结构。

①变换分析（i）找出逻辑输入、逻辑输出和主加工逻辑输入数据流是指离物理输入端最远的，但仍可被看作系统输入的那个数据流；判断方法是：从物理输入端开始，一步一步向系统的中间移动，直到达到这样一个数据流——它已不能再被看作系统的输入，则其前一个数据流就是系统的逻辑输入数据流。

逻辑输出数据流是指离物理输出端最远的，但仍可被看作系统输出的那个数据流；判断方法是：从物理输出端开始，一步一步向系统的中间反方向移动，直到达到这样一个数据流——它已不能再被看作为系统的输出，则后一个数据流就是系统的逻辑输出数据流。

对系统的每一股输入和输出，都用上面的方法找出相应的逻辑输入、输出。

确定主加工——位于逻辑输入和逻辑输出之间的加工，就是系统的主加工。

（ii）设计模块结构的顶层和第一层设计一个顶层模块（主模块），它的功能是完成整个程序要做的工作。

为系统输入部分设计一个输入模块，其功能是向主模块提供数据；将主加工设计成一个变换模块，它的功能是将逻辑输入变换成逻辑输出；为系统输出部分设计一个输出模块，它的功能是输出主模块提供的数据；第一层模块同顶层模块之间传送的数据应与数据流图相对应；此外，主模块控制并协调第一层的输入、变换和输出模块的工作，应注意识别出选择或循环调用以及调用条件。

（iii）设计中、下层模块自顶向下分解，设计出每个分支（输入、加工、输出）的中、下层模块；为每一个输入模块设计两个下层模块，一个是输入模块，接收数据来源；另一个是变换模块，模块调用时传送的参数应同数据流图相对应；输出模块也由两部分组成，一部分是变换模块，将数据变换成输出的形式；另一部分是输出模块；变换模块的下层模块，根据数据流图中相应加工的组成情况而定。

②事务分析（i）在数据流图上确定事务中心事务性DFD的事务中心是多条加工路径的起点，只要找出加工路径的部分，即可确定事务中心。

（ii）设计顶层和第一层模块顶层主模块主要是描述这个事务型系统的功能；第一层可以由接收模块和发送模块组成：接收模块负责接收数据；发送模块是一个控制模块，管理所有的下属处理模块。

（iii）分解和细化第一层以下各分支接收模块的分解和细化与变换型分析的设计方法相同；对于发送模块，可将每一事务建立一个模块；如果有些事务非常相似，则可把它们暂时组合起来，进入同一个模块处理。

3) 将数据流图映像成相应模块结构图当某一层的数据流图进行变换分析或事务分析得出相应的初始模块结构图之后，还要转换它的下一层数据流图；如果数据流图中的功能被转换成某一模块后，其功能的继续分解所转换的模块一定是该模块的下层模块。

4. 详细设计信息系统的详细设计包括系统平台设计、代码设计、人机对话设计、输出设计、输入设计、数据库设计、处理过程设计和系统设计说明书等几部分。

（1）系统平台设计1)主要任务将系统分析方案中对系统性能的要求转换为对系统软硬件环境的配置；信息系统的平台设计包括明确使用计算机处理方式、网络系统的设计、软硬件选择等。

其中，明确计算机处理方式则是指根据系统功能、业务处理的特点和性能/价格比等因素，选择主机终端模式、文件服务器模式、客户机/服务器模式和Web浏览器/服务器模式等处理方式。

网络方案的设计则是指如何将各个子系统从内部用局域网连接起来，以及今后系统如何与外部系统相连接。

主要包括：网络需求的调查与分析——综合对网络数据负载、信息包流量、信息流特征、拓扑结构、网络技术、综合布线需求、网络安全性和费用等各方面的分析，确定网络总体需求的框架；网络硬件的选择——主要包括交换机、服务器和集线器等的选择；网络操作系统的选择——选择网络操作系统主要考虑操作系统的性能、兼容性、安全性和经济性。

系统软硬件选择主要包括硬件选择和软件选择两部分：硬件选择——选择技术上成熟可靠的系列机型；具有良好的兼容性、可扩充性和可维护性；有良好的性价比；在一定时间内保持一定先进性的硬件。

软件选择——操作系统、数据库管理系统、开发语言、开发工具和应用软件包等软件的选择。

2)设计结果系统的平台设计结果包括以下几个设计结果：网络结构图；服务器：硬件、软件选型；客户端：硬件、软件选型；硬件配置清单等表格。

（2）代码设计代码是用来代表事物名称、属性、状态等的符号和记号，以简短的符号形式代替了具体的文字说明。

其旨在设计出一套供信息系统开发和运行所需的代码（编码）系统。

同时，代码也具有标识、提高数据标准化程度、分类和节省存储空间，提高处理速度的作用。

一般情况下可分为顺序代码、区间代码、字母代码和组合代码。

（3）人机对话设计人与计算机进行信息交流就是人机对话，即人通过屏幕、键盘等设备与计算机进行信息交换，控制系统运行，也称为用户界面设计。

同时，人机对话设计遵循可使用性、灵活性和用户友好性（树立用户第一的观点；界面设计的工作必须融于系统开发的全过程；采用软件开发技术改善界面友好性）的原则。

人机对话有菜单式、对话框式和窗口式三种。

（4）输出设计输出设计工作主要包括确定输出的类型与内容；确定输出设备与介质；确定输出方式；确定输出格式。

其中输出类型包括内部输出——一个处理过程（或子系统）向另一个处理过程（或子系统）的输出和外部输出——向计算机系统外的输出，如有关报表的输出等。

输出内容的设计则包括内容的项目名称、项目数据的类型、长度、精度、格式设计和输出方式等；一般的输出方式有显示输出、打印输出、文件输出以及网络输出等。

确定输出格式时要注意：输出报告应注明名称、标题、日期和图号；尽量将相类似的项目归纳在一起；打印时，应把已代码化的名称复原，以求一目了然。

（5）输入设计输入设计要确保数据方便、及时、快速地输入到系统中，保证输入数据的正确性和输入过程的有效性。

输入设计要遵循最小量原则、简单性原则、早检验原则和少转换原则。

该项工作主要包括输入数据的分析与内容的确定——根据数据流程图、数据字典、处理要求和模块结构图等文档资料的具体要求来确定输入的内容，具体包括确定输入的数据项名称、数据类型、维度、宽度、精度和数值范围等内容；输入方式及设备的选择——主要分为内部输入和外部输入两种方式；输入数据的格式设计——输入格式要尽量与原始单据格式类似，能用选择框的尽量用选择框，提供输入内容的缺省值，为某些输入提供帮助信息，关键部分加以说明；输入数据的检验方法——主要有自动校验和人工校验两种。