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1、2019/6/13,1,第7章 大型信息系统的设计技术,熊桂喜 北京航空航天大学计算机学院 School of Computer Science and Engineering,Beihang University Mail to: 参考书目：系统分析与设计 美 Kenneth E. Kendall Julie E. Kendal著 施平安 等译，第7版 信息系统分析设计陈禹 主编 高等教育出版社 面向对象技术UML教程王少锋，清华大学出版社,2019/6/13,2,本章内容目录,系统设计的基本方法 系统设计阶段的活动 理解和分解系统的设计要素从哪里着手 系统设计建模 结构化系统设计方法 面
2、向对象系统设计方法 用户界面的设计（建模）,2019/6/13,3,系统设计，是什么？干什么？,系统设计是一个描述、组织、构造系统部件的过程。整个过程分为两个层次一是结构设计，一是细节设计。系统设计常被理解为回答以下基本问题： 用什么作为输入？如何进行设计？最终设计文档是什么？ 对比系统分析：“做什么？”，即明确系统的功能，其成果是系统的逻辑模型。 系统设计：“怎么做？”，即如何实现系统分析说明书规定的功能，要根据实际的技术、经济、社会条件，给出系统的物理模型。 常见的设计工作划分 开发系统流程图 开发结构图 为结构化模块开发伪代码 开发包图 开发设计类图 讨论生命周期（SDLC）中的管理和协
3、作项目管理任务的落实 主要组件和设计的实现细化,2019/6/13,4,系统设计最常见的困惑,从哪里开始？ 什么样的设计文档算是合格的？写设计文档有标准吗? 要写一些什么东西？ 方案建议、可行性研究报告中也有设计？ 先分析还是先设计？ 是设计指导实现（编码），还是编码指导设计（先编程，后写文档）？ 设计文档给谁看？（对付谁）,2019/6/13,5,7.1 系统设计的基本方法常被综合采用,2019/6/13,6,7.2 系统设计的活动,在系统需求分析的基础上，描述、组织、构造系统部件。,需求分析活动： 系统计划 可行性研究（可选） 需求确定 用户采纳 原型化（可选） 需求分析产品： 需求规格说
4、明书 原型（可选）,系统设计与实施活动： 物理设计 原型化（可选） 软件构建/购买 用户文档 测试 培训 用户采纳 转换 实施系统 系统设计与实施产品： 目标的信息系统,问题：(1) 划分系统和模块属于分析还是设计？ (2) 按照系统（子系统）描述需求分析对吗？,2019/6/13,7,设计阶段的活动分解,可将此作为设计文档的子目录,2019/6/13,8,7.3 理解和分解系统的设计要素从哪里着手,架构设计：高层设计，也叫总体设计或概念设计 (1) 找到分析提交的成果：系统组织图、系统流程图、数据流程图、E-R 图、类图、用例图 (2) 迅速分解架构设计的要素（目录），从外部刻画、对系统进行
5、几个角 度的顶层分解：如物理视图、逻辑组成、系统模型、网络拓扑、安全 模型、管理模型 (3) 从功能分解、技术体系分解、实施体系分解给出系统设计工作的划分 (4) 明确采用何种图来描述设计、什么样的规范？多大的粒度？ 细节设计：也叫详细设计，包括具体的程序细节设计 (1) 找到分析提交的成果：事件列表、数据流程图、E-R图、类图、交互图、状态图 (2) 分解详细设计的要素（目录），从内部刻画、对系统进行几个角 度的分解：如输入、界面、接口、实现逻辑、用到的数据等 (3) 功能分解为主、技术实现分解为辅、兼顾实施分解给出系统详细设计 工作的划分 (4) 明确采用何种图来描述设计、什么样的规范？,
6、2019/6/13,9,描述设计的另一种思路：软件体系结构,从设计（分解）、实施（环境系统）、流程（逻辑实现） 部署（开发实现、项目管理、物理实现）等角度来描述 目标系统 也有另外六种描述应用的体系结构：功能、流程、数据、 物理、技术、实现,2019/6/13,10,架构设计：分层模型,划分方式 参考OSI 7层 参考地域实施 参考业务部门划分 参考信息的加工流程 划分 参考EAI的技术体系 划分 参考J2EE的技术体系 划分,2019/6/13,11,架构设计系统物理结构,划分办法 参考类型 参考行政体系 参考OSI 7层 参考业务流程,2019/6/13,12,架构设计系统的子系统（模块）
7、划分,2019/6/13,13,7.4 系统设计建模,数学模型：计算公式、求解算法 描述模型：备忘、报表和列表 图形模型：图表和示意图 系统设计中常用的图形模型 事件列表：并列的事件、活动 数据流程图（DFD）：描述数据的输入、加工、存储、输出 实体-关系图（ERD）: 描述动-宾间的关系 数据元素定义（字典）：描述元素的特点 过程描述、结构化刻画语言、行为图：描述流程、过程 位置图：描述系统环境（如地图） 类图、包图、对象图：描述系统划分 结构图：描述子系统和模块的划分 时序图：描述人、对象间的交互、执行关系 协作图：描述对象间的关联（重点在条件即消息） 部署图：描述系统的实施 伪代码：描述
8、程序逻辑 界面示意及描述：设计人机交互的内容,2019/6/13,14,结构化系统设计建模,E-R图 表结构 数据字典 流程图 结构图 界面描述 示意图,系统 设计,详细 设计,系统 分析,2019/6/13,15,面向对象的系统设计建模,类图 对象图 顺序图 合作图 活动图 状态图 界面结构图 组件图 部署图,系统 设计,详细 设计,系统 分析,2019/6/13,16,6.5 结构化系统设计方法,结构化方法： 将问题分解为模块的完整方法。以最终设计实现的模块为目标。 结构化程序设计是其鼻祖 1969，Dijkstra提出，以消灭Goto闻名 将问题分解为顺序、条件、循环 由上而下设计、编码
9、、实施 构成模块的五个要素 模块名称：动宾词组 输入：或调用参数、人机交互输入部分 输出：或返回值、人机交互输入部分 处理逻辑：内部应具备的执行程序及逻辑（干什么、怎么干） 内部资料：内部都有的数据或数据结构 核心：分解问题，自顶向下,2019/6/13,17,结构化设计用到的工具（图）,事件（用于分析） 环境图（用于分析） 数据流图（用于分析，也在设计中带入） 数据字典（用于分析设计，可不同） 结构图与HIPO图（用于分析和设计，可有差别） 处理逻辑描述（一般用伪代码或流程图）：用于设计 实体-关系图（E-R图）：用于分析 数据结构定义（协议格式、数据结构定义、表定义） （用于设计）,201
10、9/6/13,18,系统流程图,用图形的方式描述 哪些功能由系统自动 完成，哪些由人工完 成，并显示数据流和 控制流。 常用符号有8种。,2019/6/13,19,系统流程图的例子,2019/6/13,20,流程图的例子,2019/6/13,21,结构图与HIPO图,结构图（SC，Structure Charts）和HIPO图（Hierarchial Input Process Output）,用于描述系统的模块结构和体系结构，不描述内部逻辑。,2019/6/13,22,结构图的例子,2019/6/13,23,结构化需求和设计描述实体关系图（ERD）,ERD要素： 实体 属性 关系 基数,20
11、19/6/13,24,DFD图实例,2019/6/13,25,ERD实例：描述数据实体的整体视图,2019/6/13,26,7.6 面向对象系统设计方法,面向对象技术：对象、类、属性、方法、封装、继承、多态等 面向对象的分析图： 用例图：识别如何使用系统 协作图：显示对象如何被协调在一起来执行用例 消息：用例内部对象之间的通信 顺序图：显示用例对象之间消息顺序的图 交互图：显示对象之间的交互，或者是协作图，或者是顺序图 状态图: 显示对象在生命周期内状态转移的图 类图：识别组成系统的对象，并进行分类 面向对象的设计图（主要）： 包图：概念设计用途，从高层描述系统，与系统流程图类似。 用例图、逻
12、辑视图、处理视图、类图 部署图 方法伪代码：描述方法（程序逻辑）,2019/6/13,27,由面向对象的分析转向面向对象的设计,主要得到包图 类图 逻辑说明,要继续细化用例、视图、部署、图,包图,2019/6/13,28,类图的内部符号,类名 属性列表 方法列表,2019/6/13,29,类图的具体化：完成属性定义、方法定义,2019/6/13,30,设计完成的类图,设计阶段 的视图,设计完 成的 类图,2019/6/13,31,进一步封装顶层划分的组件（构件图）,描述系统应用部件的基本组成 (不易于被非专业人员看明白),2019/6/13,32,部署图的例子,2019/6/13,33,部署图
13、的例子,改良的物理视图可能更容易被人接受 如CISCO的拓扑图，综合布线的示意图,2019/6/13,34,7.6 用户界面的设计（建模）,2019/6/13,35,用户界面建模的三种图,用户界面结构图 界面原件规格列表（图例） 界面状态转换表 当今：直接设计出来（效果图）、示意图 采用辅助工具设计：VB, FrontPage，Adobe Desinger,2019/6/13,37,界面设计：描述样本,2019/6/13,38,界面设计：体系结构（Form 树）,2019/6/13,39,系统设计图例,索引控制管理的静态结构,2019/6/13,40,设计图例,类图（静态结构）,2019/6/
14、13,41,设计图例,最简单的软件结构图（无箭头）,2019/6/13,42,设计图例,模块图的演变模型图,2019/6/13,43,设计实例程序（算法描述）,2019/6/13,44,设计图例,索引器加载过程序列图,2019/6/13,45,设计图例,索引过程活动图,2019/6/13,46,设计图例,索引项提取过程序列图,2019/6/13,47,数据定义示例,2019/6/13,48,数据定义示例,2019/6/13,49,设计图例,资源调度策略应用配置图,作业题（小作业，选做）,用体系结构的方式（至少包括3种），描述（画图）大学（如北航）教务管理、学生管理、教师管理三者间的设计（包括系统划分、功能划分、数据设计） 分别用结构化的方法、面向对象的方法给出一个小型管理系统（如基于Web实现的学生社团管理）的设计 用三种方式描绘出北航图书馆信息管理及服务系统的体系架构图（或其他系统，只要你能初步了解该系统就能画出）,2019/6/13,50,
