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1、第五章 数据库应用系统设计本章将软件工程角度，介绍建立数据库应用系统的有关设计方法，主要包括数据库应用系统设计的总体规划、应用系统的需求分析、应用系统的总体设计以及实现等主要步骤的具体工作内容。5.1 数据库应用系统设计概述在这一节中，我们将从三方面，简要介绍数据库应用系统（DBAS）设计的有关情况。这三方面分别是：一、成功开发数据库应用系统的关键；二、开发数据库应用系统的基本策略；三、开发数据库应用系统的基本步骤。 成功开发数据库应用系统的关键，有以下五条：l 能够为相关部门带来效益（有形、无形），具有很好性能价格比。l 领导的热情支持，用户的积极参与，以及强有力的DBAS开发组织架构与管理
2、（解决多部门、多用户、多资源、多层次、多任务和多开发人员等相关问题）。l 面向用户（参与全过程），目标明确（用户沟通），业务流程清楚明了（用户意见）。l 严格按设计规章办事（多阶段、多策略），实行标准化文档要求（阶段性成果描述）。l 充分考虑变化的情况（各设计阶段），主要有：部门内部的变化和外界环境的变化。 开发数据库应用系统的基本策略，有以下二条：l 自上而下l 自下而上通常是二者结合，即自上而下规划设计，自下而上设计实施。此外还有原型法和面向对象方法等。 开发数据库应用系统的主要步骤，有以下五步：l 系统总体规划，对部门（企业）内外部情况进行初步调查，提出可行性报告（开题报告）。l 系统需
3、求分析，对部门（企业）内外部情况进行详细调查，搞清原系统的工作情况（输入、处理和输出情况），以及对新系统的功能要求（输入、处理和输出情况），提出DBAS的逻辑模型（数据模型设计和主要业务处理流程）。l 系统应用设计，根据系统分析结果，完成各功能模块的设计，设计规范标准（如代码、命名等）的确立，数据库各表的具体设计，以及物理配制方案的制订（硬件、软件和网络等）。l 系统应用实现，根据系统应用设计的结果，完成系统的编码和测试，以及硬件的安装与调试，以及新旧系统转换、系统运行维护等。l 系统评价，对系统运行所带来的效益，进行评估。5.2 数据库应用系统规划在进行初步调查的基础之上，提出可行性报告，说
4、明系统必要与可行。初步调查的主要内容有：l 系统的基本情况（内部与外部，应用目标，主要业务，以及存在问题等）。l 系统中信息处理情况（组织结构，工作方式，技术手段，以及效能，人员等）。l 系统资源情况（人、财、物）。l 系统涉及人员的态度（现在和将来）。可行性报告的主要内容有：l 项目的目标与功能，以及意义（大背景和小背景下的必要性）。l 经济可行性，即需要支出的费用，和可以获得的有形无形的收益。l 技术可行性，目前电脑软硬件的情况，开发人员水平。l 管理可行性，即各级，尤其是中高层，管理人员对此项目的看法，以及目前单位里的管理情况是否适合。l 预期的效益与结论。5.3 数据库应用系统分析系统
5、分析任务，就是明确用户需求，了解目前系统的输入、输出和有关处理情况，完成系统的逻辑设计（新系统应该做什么，具有哪些功能）。其具体工作主要有：一、详细调查；二、系统化分析资料；三、提出新系统方案（逻辑设计）。5.3.1 详细调查为了使新系统能够比现有系统工作更有效地工作，就必须首先要搞清楚现有系统的情况。详细调查就是要弄清目前单位的工作情况，查明其执行过程，发现薄弱环节，收集数据，为设计DBAS提供必要的基础资料。具体调查工作主要有：管理业务状况调查分析和数据流程调查分析。具体可采用的调查方法有：l 访问，与用户交谈。l 发调查表。l 召开调查会。l 参加业务实践。l 利用各种图表、文档资料等。
6、管理业务调查主要包括：（仅仅获得现系统的物理模型）l 系统环境调查，它包括现有管理的水平，原始数据来源，管理人员的态度，开发人员状况，现有的设备等调查。l 组织机构和职责调查，即了解清楚单位内部各级组织机构，以及各部门人员的业务分工和工作职责等。l 业务流程调查，即根据现有信息流动过程，逐个调查所有环节的处理业务、处理内容、处理顺序等，搞清各环节所需的数据信息及来源和流向、处理或计算方法、以及信息的形式（报表、显示格式等）。通常用图形的方法来描述管理业务流程调查的结果。数据流程调查分析主要包括：（获得较抽象的信息流，即数据和数据流）l 收集现有的全部输入单据（如收据、凭证等）、输出报表和其它书
7、面记载数据（如帐本）。l 弄清各环节上的详细处理方法。l 弄清收集而来的各单据等样品上的附加信息（如制作单位、报送单位等），以及其样品上所涉及的各数据项情况（如数据类型、取值范围等）。l 绘制能够全面描述现有系统信息流动和处理环节（即系统逻辑模型）的数据流程图。该数据流程图将着重说明数据的流动、加工处理和存储的情况。数据流图有二个特点：抽象性和概括性。5.3.2 系统化分析为了最终获得一个能够正确反映新系统数据信息流动、加工处理和存储的逻辑模型，就必须进一步对详细调查结果进行系统化分析，它是一个可能需要反反复复的分析过程，其中需要进行认真分析的内容主要有：l 对新系统目标的分析，经过详细调查后
8、，需再次考虑原先确立的目标是否符合实际情况，必要时，进行适当的修改或提出确保目标实现的具体措施。l 对现系统存在问题的分析，通过详细调查，对所发现的原系统存在的问题提出改进办法。l 功能分析和子系统划分，确定为了实现既定目标，新系统应该具有那些必要的功能。如果目标过大，则要考虑如何进行目标分解，然后分别用若干子系统来实现这些子目标。l 数据分析，根据详细调查的结果，编制数据字典，以备所有DBAS开发人员查阅，以防止出现差错。数据字典内容主要包括：数据项描述（如名称、类型、长度和取值范围等）、数据项间关系、处理过程、数据存储组织结构等内容。5.4 数据库应用系统设计系统设计，就是在前一步系统分析
9、的结果之上，按照所获逻辑模型，对各处理部分等有关方面进行细化，为最终完成整个DBAS，奠定坚实的基础。系统设计，一般包括总体设计和具体设计两方面。其中，总体设计内容主要包括系统功能设计、系统处理流程设计、设计规范制定和硬件配置方案制定等；具体设计内容则主要包括数据库设计、输入设计、输出设计和程序模块设计说明等。在进行系统设计时，应注意以下几点要求：l 系统性，整个系统中所涉及的各种规范应当统一，使用方法、界面风格应尽量保证一致，避免功能的重复和操作的冗余。l 灵活性，通过提高各功能模块的相对独立性，减少各功能模块的相互依赖，以使的所建立的系统对环境的变化有较强的适应能力，如可以很容易增加新功能
10、模块，原有功能模块便于修改等。l 可靠性，尽可能增强系统的抗干扰能力，如用户敲错键、突然掉电、输入错误、数据保密等。1. 系统功能设计通常我们将复杂系统中，由电脑完成的某项具体工作，称为一个功能模块。一般通过逐级功能分解的办法，就可以获得一个最终的、能够完成系统总体功能要求的系统功能结构图。为了获得一个合理的功能结构图，您可以参考由系统分析所获得的数据流程图中的处理（功能），来进行系统的逐级功能分解。这种模块化设计方法，是目前最常用的一种功能模块设计方法。2. 系统处理流程设计由于功能结构图主要是从功能的角度，来描述系统的整体结构，但并未表达出各功能模块间是如何传递数据信息的。因此系统处理流程
11、设计，就是要以图的形式，形象地反映出数据信息和处理之间的相互关系，如：数据从何而来，中间结果存放何处，最终结果送到哪里等情况。系统处理流程图也是以由系统分析所获得的数据流程图为基础而绘制的，主要步骤就是：首先为数据流程图中的各处理功能为依据，描绘出各处理功能的数据关系；然后再将这些处理功能的数据关系综合起来，以形成一个能够反映整个系统数据关系的图，即系统处理流程图。3. 设计规范制定由于一般的DBAS，都包含着许多数据项、数据文件（数据库）和程序，如不予以统筹命名，统一标准，将来无论是在系统的使用、操作和维护管理方面，都将会造成极大的混乱，甚至会导致系统无法继续正常运行。设计规范制定，就是给整
12、个系统确立一个“公用标准”，它具体地规定了各数据项、数据文件和程序的统一命名标准、格式和统一名称等。为了说明清楚，下面我们给大家举几个例子，如在一个工资MIS中，我们可以这样规定：l 数据项，采用两位拼音字母（大写）来命名，这两拼音字母分别来自数据项头两个汉字的第一个拼音字母。如基本工资，用JB表示；房租，用FZ表示。l 程序，采用GZXX形式来命名，其中XX是两位拼音字母（大写）来命名，这两拼音字母分别来自程序所完成的功能名称头两个汉字的第一个拼音字母。如查询程序，用GZCX。4. 硬件配置方案制定对于大型DBAS来讲，制定硬件配置方案是个颇为费神的事情，它需要渊博的电脑软硬件知识、实际开发
13、经验等诸多知识。好在现在电脑的功能已日趋强大而价格却逐渐下降，因此对一般的DBAS来讲，主要考虑以下几个因素：l 是否连网，即考虑所建立的数据库应用系统，是否准备在多台电脑上同时运行，若是这样，就需要建立电脑局域网。l 电脑，若要联网，则需要考虑费用，若经济较拮据，则可以考虑高档的电脑作服务器和低档的电脑作日常操作之用。l 数据库软件，通常用Foxpro就可以了，但如果要求数据安全保密，则需要考虑高档的数据库软件了，如Sybase、SQL Server等。5. 数据库设计实际上，由于数据库技术的日趋成熟，这部分的设计工作，已不是件难事。只要我们依据在系统分析时，总结出的数据字典，以及系统处理流
14、图，就可以很方便地设计出所需要的数据库。6. 输入输出设计输入输出设计，一般是指设计电脑屏幕和打印机，显示出的格式，以便用户能够输入数据，观察系统的处理结果。输入输出格式设计的好坏，直接影响到DBAS用户，甚至领导对系统印象的好坏。为了设计好输入输出的格式，您可以从两方面入手，一参考借鉴他人的类似系统的输入输出设计格式；二是以所收集来的已有的输入输出格式（如原始单据、凭证格式、报表格式等），以及用户的意见。以下是一些关于输入输出格式设计的几点意见：(1) 输入设计l 便于用户输入操作，简化和减轻输入操作。l 版面设计，有条不紊，清晰明了，符合用户习惯。l 要保证输入数据格式的正确性。l 尽可能
15、保证输入数据正确。l 要考虑显示硬件的限制。(2) 输出设计l 版面设计，有条不紊，清晰明了，符合用户习惯。l 要考虑输出硬件的功能限制。l 要保证输出数据格式的正确性。7. 程序模块设计说明程序模块设计说明，以一个处理过程作为单位，是用于定义处理过程的书面文件。该说明将在系统设计结束后，交给程序员，由程序员根据说明的具体内容完成程序的编码工作。程序模块设计说明，应包含的内容有：程序名、所属系统及子系统名、功能、程序输入输出数据说明、输入输出数据文件和程序处理过程说明等。5.5 数据库应用系统实现系统实施的主要包括物理系统的实施、程序代码设计与测试、项目管理（文档准备）、人员培训、数据准备与装入、系统转换与评价。在系统设计完成以后，现在就要准备全面施工，完成整个DBAS。由于系统实施工作，头绪很多，需要有条不紊进行。系统规模越大，实施阶段的任务就越复杂，因此在系统实施开始之前，需要制定出周密的具体实施计划，即确定系统实施的方法、步骤、所需的时间和费用，并要监督计划的执行，以保证系统实施工作的顺利进行。系统实施阶段既是成功地实现新系统，又是取得用户对系统信任的关键阶段。1. 硬件系统的实施硬件系统实施主要包括：
