管理信息系统之系统分析

管理信息系统之系统分析 管理信息系统的生命周期任何系统均有其产生、发展、成熟、消亡或更新换代的过程，这个过程称为系统的生命周期。管理信息系统的生命周期：系统规划系统开发系统分析、系统设计、系统实施系统运行与维护系统更新 为了使开发出来的目标系统能满足实际需要，在着手编程之前，首先必须要有一定的时间用来认真考虑以下问题：系统所要求解决的问题是什么？——规划为解决该问题，系统应干些什么？——分析系统应该怎么去干？——设计、实施 系统分析是系统开发生命周期中最重要的环节之一，是系统设计和系统实施的基础，这一环节的工作质量是决定系统开发成败的关键。系统分析工作量大、涉及面广，它不仅涉及组织、管理、具体业务等活动，而且涉及各类管理人员，所以系统分析人员要考虑如何用科学的管理方法，高质量地完成系统分析的任务。 第一节　系统分析概述一、系统分析的任务系统分析的任务是在总体规划的指导下，通过详细、深入调查用户现行系统的运行情况，熟悉用户业务流程，充分分析用户需求，建立新系统的逻辑模型。新系统的逻辑模型描述了新系统应该具有的功能，而不涉及具体的物理细节，即系统分析阶段只解决新系统应该“做什么”的问题，而不涉及“如何做”。 所谓用户需求，是指目标系统必须满足的用户的所有需求，通常包括功能需求，性能需求，可靠性需求，安全保密需求以及开发费用，开发周期，可使用的资源等方面的意向和打算。简单说来，系统分析阶段是将系统目标具体化为用户需求，再将用户需求转换为系统的逻辑模型，系统的逻辑模型是用户需求明确、详细的表示，它们之间的关系如图所示。 二、系统分析步骤第一步，详细调查现行系统第二步，功能、数据与流程分析第三步，建立新系统逻辑模型第四步，编写系统分析说明书 第二节现行系统的详细调查一、详细调查的目的详细调查就是研究目前的业务系统，弄清用户对新系统的功能及信息要求。详细调查是在初步调查的基础上进行的深入、细致、详尽的调查。它涉及企业内部各部门业务信息处理工作的功能及各功能之间信息流动的关系，其目的是为了设计出新系统的功能和逻辑模型。 二、详细调查的原则自顶向下全面展开深入细致的调查研究工程化的工作方式全面调查与重点调查相结合主动沟通、亲和友善的工作方式 三、详细调查的内容详细调查的范围应该是围绕着组织内部信息流所涉及领域的各个方面。组织机构调查业务功能调查工作目标和发展战略调查业务流程调查数据和数据流程调查处理逻辑调查查询和决策要求调查其他内容 四、详细调查的方法（1）查阅资料（2）召开调查会（3）访问（4）问卷调查（5）参加业务实践（6）电子问卷（7）电话和电视会议 第三节组织结构与业务流程分析一、组织结构分析1.组织结构指的是一个组织的组成以及这些组成部分之间的隶属关系或管理与被管理的关系。 二、组织/功能关系分析信息系统的开发是在业务的基础上建立起来的，应当在组织结构图的基础上用某种简捷的方法反映各个部门业务功能的关系，这将会给后续的业务、数据流程分析和过程／数据分析等奠定良好的基础。为了实现该信息的表达，通常增设组织／业务功能关系图来反映组织各职能部门在承担业务时的关系。 图中横向表示各组织名称，纵向表示业务功能，中间栏填写组织在执行业务功能中的作用。但是这里需要说明的是，并不是企业的所有业务都需要在这张表中体现出来，而是根据需求分析书中的信息系统的开发范围来确定，这也说明了为什么有些企业部门并不体现在上表中。 三、业务功能分析系统业务功能的调查是要确定系统的这种功能结构。功能结构描述工具是功能结构图功能要依靠组织机构来具体实现。因此，在理想情况下，功能和组织应该是一致的。但是由于客观情况的复杂性，在现行系统中，功能结构和组织机构并不能一一对应，这就要求我们在进行调查时要认真分析，加以划分。 四、业务流程分析（一）业务流程分析的内容原有流程的分析：业务流程的优化：确定新的业务流程：新系统的人机界面 （二）方法调查业务流程应顺着原系统信息流动的过程逐步地进行，内容包括各环节的处理业务、信息来源、处理方法、计算方法、信息流经去向、提供信息的时间和形态（报告、单据、屏幕显示等）。 （三）业务流程图1、简介业务流程图（TFD)是用规定的符号来表示具体业务处理过程。业务流程图的绘制基本上按照业务的实际处理步骤和过程绘制。换句话说，就是一“本”用图形方式来反映实际业务处理过程的“流水账”。业务流程图的不足是对于一些专业性较强的业务处理细节缺乏足够的表现手段，比较适用于反映事务处理类型的业务过程。为了弥补这一不足，在编制数据流程图时应进行一定深化。 2、业务流程图图例业务流程图图例没有统一标准，但在同一系统开发过程中所使用的理应是一致的。图例1：业务处理单位业务处理功能描述表格/报表制作数据/文件存档信息传递过程收集/统计数据 （四）业务流程图的特点图的形式是按业务部门划分的横式图。图描述的主体是票据、帐单的业务处理。票据、帐单流动路线与实际业务处理过程一一对应。（五）业务流程图的作用制做流程图的过程是全面了解业务处理的过程，是进行系统分析的依据。它是系统分析员、管理人员、业务操作人员相互交流思想的工具。系统分析员可直接在业务流程图上拟出可以实现计算机处理的部分。用它可分析出业务流程的合理性。 画出下列业务流程图1、画出某物质的销售业务流程图：用户将订货单交某企业的业务经理，业务经理填写出库单交仓库保管员，该保管员查阅库存台帐，如果有货则向用户发货；如果缺货，则通知车间。2、根据下述业务过程画出订货的业务流程图：采购员从仓库收到缺货通知单后，查阅订货合同单，若已订货，向供货单位发出催货请求；否则填写订货单交供货单位。 第四节数据与数据流程分析业务流程图中虽然也表达了管理过程中信息的流动和存储过程，但还包括了如货物、产品等物质要素。因此，必须进一步舍去物质要素，绘制系统的数据流图，对系统进行数据流程分析。数据与数据流程分析是今后建立数据库系统和设计功能模块处理过程的基础。 一、数据收集1.数据来源(1)组织的正式报告：(2)现行系统的说明性文件(对于已局部计算机化了的系统而言)：(3)组织外的数据来源： 2.数据收集的方法查阅资料面谈法问卷法观察法测定采样 3.数据分类输入类数据过程类数据输出类数据数据分类不仅有助于数据分析，还对以后的输入/输出和用户界面设计起指导作用。 二、数据的汇总分析1.数据汇总步骤：(1)数据分类编码(2)数据完整性分析(3)分类整理原始数据和最终数据 2．数据分析的方式（1）围绕系统目标进行分析（2）弄清信息源周围的环境（3）围绕现存的业务流程进行分析 3.数据静态特征分析(1)数据的类型以及长度(2)合理的取值范围(3)数据所属业务(4)数据业务量(5)数据重要程度和保密程度 4．数据动态特征分析（1）固定值属性（2）固定个体变动属性（3）随机变动属性12.0026.0060001赵子英100518.0055001吴关新100412.00350.0002刘一波100380.0015.00400.0001周英杰100220.00500.0001李小明1001病事假扣款电费基本工资部门姓名职工代码属性名属性的值固定值属性固定个体变动属性随机变动属性 三、数据流程分析（一）数据流程图1、数据流程及数据流程图的定义数据流程指数据在系统中产生、传输、加工处理、使用、存储的过程。数据流程图（DFD）是只反映信息在系统中流动和处理情况的图。它能精确地在逻辑上描述系统的功能、输入、输出和数据存贮等，而摆脱了其物理内容。数据流图是系统逻辑模型的重要组成部分。 3、数据流程图的基本符号图例1： （1）外部实体（数据源或终点）外部实体表示所描述系统的数据来源和去处的各种实体或工作环节。外部实体通常是系统之外的人员或组织，系统不能改变他们本身的结构和固有属性。 （2）（加工）处理（加工）处理是对数据进行的逻辑操作，它把流入的数据流转换为流出的数据流，即数据的变换。标识部分用来标识一个功能，一般用字符串标识，如P1、P1.1等。功能描述部分是必不可少的，它直接表达这个处理的逻辑功能。一般用一个动词加一个作宾语的名词表示。功能执行部分表示这个功能由谁来完成，可以是一个人，也可以是一个部门或某个计算机。标识部分功能描述部分功能执行部分 （3）数据流数据流是与所描述系统信息处理功能有关的各类信息的载体，是各数据处理环节进行处理和输出的数据集合。例如“发票”为一个数据流，它由品名、规格、单位、单价、数量等数据项组成。数据流用带有名字的箭头线表示，箭头表示流向。数据流可以在外部实体、处理和数据存储之间流动。储户检查合理性帐户取款单合理取款单 数据流可以从处理流向处理，也可以从处理流进、流出文件，还可以从外部实体流向处理或从处理流向外部实体。对流进或流出文件的数据流不需标注名字，因为文件本身就足以说明数据流。而别的数据流则必须标出名字，名字应能反映数据流的含义。存折帐目储户业务处理 （4）文件或数据存储文件或数据存储是存贮数据的工具。文件名应与它的内容一致，写在开口长条内。为了区别和引用方便，再在左边方框内加一个标识，用字母F和数字组成。若在同一数据流程图中有重复数据存储，则在方框左边加一个竖线。从文件流入或流出数据流时，数据流方向是很重要的。如果是读文件，则数据流的方向应从文件流出，写文件时则相反；如果是又读又写，则数据流是双向的。职工产品F2产品F2计算销售量产品销售帐F2销售量计算销售总额累计销售量单价商品编号＃ 几个错误(1)加工没有输出！数据源没有输入！每个加工至少有一个输入数据流和一个输出数据流加工数据源 几种错误(2)数据流或从某个加工流出或流入某个加工而不能直接从外部实体流向数据存储等等。数据源数据源数据源数据源 （二）数据流程图的绘制原则1、识别边界，画出顶层图2、细化系统内部，得到一层图3、细化处理，得到中、下层图一套分层的数据流程图由顶层、底层和中间层组成。顶层图说明了系统的边界，只有一张。底层图由一些不必再分解的处理组成。不必再分解的处理足够简单，称为基本处理。顶层和底层之间的是中间层，可有多层，多张图。4、随时准备重画 （三）绘制分层数据流程图的注意事项1、合理编号顶层图称为0层，是第1层图的父图，而第1层图是0层图的子图子图的编号就是父图中相应处理的编号子图中处理的编号由子图号、小数点、局部号连接而成，即处理号=子图号.局部号3.1.4父图，图号3.1子图，图号3.1.43.1.4.13.1.4.23.1.4.33.1.4.4 2、父图和子图的平衡父图中某个处理的输入输出数据流应该同相应的子图的输入输出相同，分层数据流图的这种特点称为“平衡”。处理、数据流、外部实体都要求平衡但下列两种情况是允许的，一是子图的输入/输出流比父图中相应加工的输入/输出流表达得更细。二是考虑平衡时，可以忽略枝节性的数据流。 父图、子图平衡父图132ABCNMT2.12.32.2NTPSQ子图父图、子图不平衡 3、分解的程度分解应自然，概念上合理、清晰上层分解得快些，下层分解得慢些不影响易理解性时，层数可以少些 画出数据流程图：1、储蓄业务储蓄员根据储户填写的存（取）款单查找该储户的存款帐。如果是新储户，则将该储户数据记入储户文件；如果是老储户取款，应检查是否超支；存（取）款后应修改存款帐和储户的储蓄卡，并将储蓄卡交还储户。2、销售管理用户将订货单交某企业的业务经理，经检验后对不合格的订单由用户重新填写，合格的订单交仓库保管员做出库处理：查阅库存台账，若有货则向用户开票发货，否则，通知采购员采购。 3、某银行储蓄所存（取）款过程如下：储户将填好的存（取）单及存折送分类处理。分类处理处按三种不同情况分别处理。如果存折不符或存（取）单不合格，则将存折及存（取）单直接退还储户重新填写；如果是存款，则将存折及存款单送交存款处处理。存款处理处取出底帐登记后，将存折退还给储户；如果是取款，则将存折及取款单送交取款处处理，该服务台取出底帐及现金，记帐后将存折与现金退给储户。从而完成存（取）款处理过程。试按此画出数据流程图。 四、数据字典数据流程图的局限性1.难以在数据流程图上标识出数据流、数据存储和处理以及外部实体的具体内容；2.不能反映系统中的决策与控制过程；3.难以对系统中人机交互过程以及信息的反馈与循环处理进行描述。 数据流程图上所有成分的定义和解释的文字集合就是数据字典。对数据流程图中的数据项、数据流、处理逻辑、数据存储和外部实体等五个方面进行具体的定义（数据字典的内容）。数据字典尽可能说明：（1）什么？（是什么或做什么）（2）何处？（在何处或者来自何处，去向何处）（3）何时？（在何时出现，时间长短） （一）数据项的定义数据项又称为数据元素，是最小的数据组成单位，是不可再分的数据单位。如：学号、姓名等。分析数据特性应从静态和动态两个方面进行。在数据字典中，仅定义数据的静态特性 （二）数据流的定义数据流由一个或一组固定的数据项组成。定义数据流时，不仅要说明数据流的名称、组成等，还应指明它的来源、去向和数据流量等。来源可以来自某个外部实体、数据存储或某个处理。 如果数据流的组成很复杂，则可采用“自顶向下，逐步分解”的方式来表示。例如，“课程”数据流可写成：课程=课程名+教师+教材+课程表课程表={星期几+第几节+教室}在数据字典各条目的定义中，常使用下述符号：＝表示“等价”；＋表示“与”；|表示“或”；（）表示“可选”；{}表示“重复”，即重复括号内的项，重复次数的上、下界标在括号右边。 （三）数据存储的定义数据存储在数据字典中只描述数据的逻辑存储结构，及有关的数据流、查询要求，而不涉及它的物理组织。例1、数据存储F2“学习成绩一览表”的条目。数据存储条目名称：学习成绩一览表总编号：4－02说明：学期结束，按班汇集学生各科成绩编号：F2结构：班级有关的数据流：学生成绩*P2.1.1F2学号F2P2.1.2姓名F2P2.1.4成绩*F2P2.1.3科目名称F2P2.1.5考试信息量：150份/学期考查有无立即查询：有成绩 例2、数据存储定义数据存储编号：F7数据存储名称：库存帐简述：存放配件的库存量和单价数据存储组成：配件编号+配件名称+单价+库存量+备注关键字：配件编号流入数据流：D3，D5流出数据流：D7，D4相关联的处理：P02，P03 （四）处理逻辑的定义仅对数据流程图中最底层的处理逻辑（即处理框）加以说明。包括处理框的编号、名称、功能的简要说明，有关的输入、输出。对功能进行描述，应使人能有一个较明确的概念，了解这一框的主要功能。详细的说明还要用“小说明”（即处理逻辑的描述工具，如判断表等，又称“加工说明”）进一步描述。 （五）外部实体的定义外部实体是数据的来源和去向。因此在外部实体中的条目主要说明外部实体产生的数据和输入的数据以及外部实体的数量。外部实体定义包括：外部实体编号、名称、简述、有关数据流的输入和输出。例1、描述“学生”这个外部实体的条目。“学生”这个外部实体与学籍管理系统有很多联系，如入学时要填写各种登记表，若要休学、复学等则要提出申请。在我们的例子中没有画出整个系统的数据流程图，因此条目的数据流比较少。外部实体条目名称：学生总编号：6－001说明：编号：001输出数据流：个数：约4000个输入数据流：P2.1.4学生（成绩通知） 五、处理逻辑的描述工具数据流程图是系统分析的主要工具，它着重表达系统的逻辑功能及各个部分之间的联系。数据字典补充说明系统所涉及的数据，是数据属性的清单。数据字典中包括了对各个处理功能的一般描述，但这种描述是高度概括的。在数据字典中，不可能也不应该过多地描述各个处理功能的细节。为此，需要另一种工具——小说明（或称基本说明，或加工说明）来完成。“加工说明”是指对数据流图中功能单元(不能再作分解的加工)的描述。用结构化语言、判断表和判断树三种半形式化的方式编写加工说明 （一）结构化语言结构化语言(StructuredLanguage)则是介于自然语言和程序设计语言之间的一种语言，它是带有一定结构的自然语言。结构化语言受结构化程序设计思想启发而扩展出来的。结构化程序设计只允许三种基本结构，在用结构化语言描述问题时也只允许使用三种基本逻辑结构、顺序结构、选择结构和循环结构。配合这三种结构所使用的词汇主要有三类：祈使句中的动词；在数据字典中定义的名词；某些逻辑表达式中的保留字、运算符、关系符等。 编写加工说明需要注意以下几点：避免结构复杂的长句；所用名词必须在数据字典中有定义；不要用意义相同的多种动词，用词名应始终如一。例如，“修正”、“修改”、“更改”含义相同，一旦确定使用其中一个以后，就不要再用其余两个；嵌套使用各种结构时，应避免嵌套层次过多而影响可读性。 1、祈使语句祈使句指出要做什么，包括一个动词和一个宾语。动词指出要执行的功能，宾语表示动作的对象。例：祈使语句获取收发数据、计算补充定货量、计算工资、发补考通知。2、判断语句类似结构化程序设计中的判断结构，其一般形式是：如果条件则动作A否则动作B例：如果成绩≥60分则：将及格人数加1否则：将不及格人数加1 3、循环语句例1：对于每一个库存项目获取收入数据将在库数加收入数据，更新在库数获取发出数据将在库数减发出数据，更新在库数如果在库数小于或等于临界库存数则发出补充定货信号例2、学籍管理系统中的处理P2.1.3“评奖学金”要计算同年级同专业每个学生一学期的总成绩，可用循环语句写成：对每个学生计算总成绩 例3、某商业批发公司本着薄利多销的原则制定了折扣政策，规定在与客户成交时，可根据不同情况对客户应交货款打一定折扣。折扣政策如下所述：当每年的交易额在5万元以上时，客户最近3个月无欠款，则给客户15%的折扣率；若最近3个月有欠款，则看客户是否是老客户，如果客户与本公司交易20年以上，则给10%的折扣率，否则给5%的折扣率。当客户每年的交易额在5万元以下时，没有折扣。可用结构化语言来描述上述折扣政策：如果每年的交易额在50,000元以上则如果最近3个月无欠款则折扣率15%否则如果与本公司交易在20年以上则折扣率10%否则折扣率5%否则没有折扣从上例可以看出，结构化语言比自然语言的表达更简洁、清晰。 （二）判定树判定树(DecisionTree)是用来表示逻辑判断问题的一种图形工具。它用“树”来表达不同条件下的不同处理，比语言、表格的方式更为直观。判定树的左侧(称为树根)为加工名，中间是各种条件，所有的行动都列于最右侧。加工名条件条件条件条件条件条件条件行动行动行动行动行动 例、前面例子给出的某商业批发公司的折扣政策，可以用判定树来进行描述。 （三）判定表对于具有多个互相联系的条件和可能产生多种结果的问题，用结构化语言描述则显得不够直观和紧凑，这时可以用以清楚、简明为特征的判断表(DecisionTable)来描述。其优点是能把各种组合情况一个不漏地表示出来，有时还能帮助发现遗漏和矛盾的情况。 条件及行动12345678条件组合C1:交易额5万以上C2:无欠款C3:交易20年以上行动A1:折扣率15%A2:折扣率10%A3:折扣率5%A4:折扣率0%条件说明加工说明条件项行动项判断表采用表格形式来表达逻辑判断问题，表格分成四个部分：（1）左上部为条件说明，列出判断的所有条件；（2）右上部为各种条件的组合说明；（3）左下部为行动（加工）说明，表示逻辑判断后可能执行的相应操作；（4）右下部为各条件组合下相应的行动。 条件及行动12345678条件组合C1:交易额5万以上C2:无欠款C3:交易20年以上行动A1:折扣率15%A2:折扣率10%A3:折扣率5%A4:折扣率0%YYYYNNNNYYNNYYNNYNYNYNYN例、根据前面的例3，写出其判断表 条件及行动12345678条件组合C1:交易额5万以上C2:无欠款C3:交易20年以上行动A1:折扣率15%A2:折扣率10%A3:折扣率5%A4:折扣率0%YYYYNNNNYYNNYYNNYNYNYNYN合并原则1：在相同的动作下，检查它们所对应的各列条件组合中是否存在无需判断的条件。如果存在就可以合并。 条件及行动1345条件组合C1:交易额5万以上C2:无欠款C3:交易20年以上行动A1:折扣率15%A2:折扣率10%A3:折扣率5%A4:折扣率0%YYYNYNN//YN/ 综合练习：当客户的欠款时间不超过30天，且当前库存量满足客户的需求量时，立即发货；如果库存量不满足客户的需求量时，先按库存发货，进货后再补发。当客户的欠款时间超过30天但不超过100天时，如果当前库存量满足客户的需求量时，要求客户先付款，再发货；如果库存量不满足客户的需求量时，不发货。当客户的欠款时间超过100天时，通知客户先付欠款。根据上述描述，用结构化语言描述，画出判断表和判定树。 第五节功能/数据分析功能/数据分析法是IBM公司于20世纪70年代初的BSP中提出的一种系统化的聚类分析法。功能/数据分析法是通过U/C矩阵的建立和分析来实现的。 第六节数据存储分析数据存储分析是数据库设计在系统分析阶段要做的工作。数据库设计的任务是把存在于现行系统中的成百上千项数据以最优的方式组织起来，以高度统一和集中的方式向企业的经营与决策者提供各种综合信息。系统分析阶段，强调的是数据库全局概念模型的设计，在数据库设计的全过程中，它是至关重要的一步。 数据存储分析首先是分析用户的需求，然后通过综合抽象，用适当的工具进行描述。因为这是从用户角度看到的数据库，所以称之为数据库的概念模型。数据库概念模型的设计可以用本书第六章介绍的E-R图或基于范式理论的方法进行。 1.数据库的概念结构设计概念结构设计应在系统分析阶段进行。其任务是根据用户需求设计数据库的概念数据模型（简称概念模型）。它独立于任何物理设备。概念模型是从用户角度看到的数据库,它可用E-R模型表示。 2.数据库的逻辑结构设计逻辑结构设计是将概念结构设计阶段完成的概念模型转换成能被选定的数据库管理系统(DBMS)支持的数据模型。数据模型可以由实体联系模型转换而来接着是用DBMS提供的数据描述语言DDL定义数据模型。3.数据库的物理结构设计内容包括：选用库文件的组织形式、存储介质的分配和存取路径的选择等。 补充：第六章第一节数据库技术数据处理是指从某些已知的数据出发，推导加工出一些新的数据。在数据处理中，通常计算比较简单，而数据管理比较复杂。数据管理是指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送等操作。这部分操作是数据处理业务的基本环节，而且也是任何数据处理业务中必不可少的共有部分。数据处理的目的是从大量的数据中，按照应用的需要，根据数据自身的规律及其相互联系，通过分析、归纳、推理等科学方法，利用计算机技术，提取有效的信息资源，为进一步分析、管理、决策提供依据。 一、数据管理技术及其发展数据管理技术经历了人工管理、文件系统和数据库系统三个阶段。1、人工管理阶段（50年代中期以前）背景：计算机主要用于科学计算硬件：外存只有磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取的存储设备软件：没有操作系统，没有管理数据的软件数据处理方式：批处理 这时期的数据管理呈以下特点：数据不保存数据由应用程序管理应用程序既要设计数据的逻辑结构，还要设计物理结构，包括存储结构、存取方法以及输入方式等。数据不共享数据不具独立性 应用程序1和数据组1应用程序2和数据组2应用程序3和数据组3人工管理阶段应用程序和数据的关系 2、文件管理阶段（50年代后期到60年代中期）背景：计算机不仅用于科学计算，还大量用于管理硬件：磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备软件：操作系统（其中：文件管理系统）、高级语言处理方式：批处理、联机实时处理 文件管理系统——专门管理数据的软件在文件管理系统中，按一定的规则将数据组织成为一个文件，应用程序通过文件管理系统对文件中的数据进行存取和加工。文件管理系统是应用程序和数据文件之间的桥梁。 文件管理阶段应用程序与数据的关系应用程序1数据组1应用程序2数据组2应用程序n数据组n…………文件管理系统 这时期的数据管理呈以下特点：数据可以长期保存数据由文件系统管理文件系统把数据组织成相互独立的数据文件，利用按文件名访问、按记录进行存取的管理技术，可以对文件进行修改、插入和删除的操作。数据具有一定的独立性 缺点：编程不方便数据冗余量大数据独立性差不支持并发访问数据缺少统一管理 3、数据库管理阶段（60年代后期开始）背景：计算机在管理中的应用更加广泛，数据量急剧增大，对数据共享的要求越来越迫切硬件：大容量磁盘已经出现，硬件价格大幅下降软件：软件价格在系统中的比重日益上升，编制和维护应用软件所需成本相对增加处理方式：联机实时处理业务增多 数据库管理阶段应用程序与数据库的关系应用程序1应用程序2应用程序3数据库管理系统数据库 特点：数据结构化较高的数据独立性数据共享方便的用户接口较强的数据控制能力 二、数据库系统的构成数据库在计算机系统中的位置补充：第六章第一节数据库技术 数据库系统（DBS，DataBaseSystem）是一个计算机应用系统，由支持数据库运行的硬件、数据库、数据库管理系统、应用软件、数据库管理员和用户组成。数据库系统的组成 1、数据库（DataBase,DB）数据库是长期存储在计算机存贮介质上，有一定组织形式、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并为各种用户共享。数据库中的数据由DBMS进行统一管理和控制，用户对数据库进行的各种操作都是通过DBMS实现。 2、支持数据库运行的硬件硬件是数据库赖以存在的物质设备，包括CPU、存储器和其他外部设备等。数据库系统要求要有较大的内存，用以存放系统程序、应用程序和开辟用户工作区及系统缓冲区；而对外部存储器更有特殊要求，一般应配备高速度、大容量的直接存取存储设备（磁盘、光盘等）。 3、数据库管理系统（DataBaseManagementSystem,DBMS）数据库管理系统是介于用户和操作系统之间的一层数据管理软件，它为数据库的建立、运行和维护提供了统一的管理和控制。它由计算机软件生产厂家按商品软件出版。如ORACLE公司的Oracle系统、SYBASE公司的Sybase系统、Microsoft公司的SQLServer系统以及MySQL、Access、VisualFoxpro等。DBMS是数据库系统的核心，其功能的强弱是衡量数据库系统性能优劣的主要指标。 4、应用程序数据库应用程序是对数据的管理，在几乎所有的事务处理中都用到了数据库技术来管理数据。这样的程序可以称为数据库应用。数据库应用的分类：服务端应用程序：运行在数据库服务器上，是真正存储和操纵数据的，它接受用户程序的请求，对数据进行不同的操作。客户端应用程序：客户端应用程序运行在客户端计算机上，实现用户的业务逻辑，通过客户端应用程序界面，用户可以发出不同的请求给服务器端，由服务端程序完成各种各样的操作。 5、数据库管理员数据库管理员（DataBaseAdministrator，DBA）是控制数据整体结构的一组人员，负责数据库系统的正常运行，承担创建、监控和维护数据库结构的责任。 6、用户用户数据库开发人员终端用户系统分析员数据库设计人员应用程序员 三、概念模型模型是现实世界特征的模拟和抽象在数据库技术中，用模型的概念描述数据库的结构与语义，对现实世界进行抽象。能表示实体类型及实体间联系的模型称为“数据模型”（datamodel）。它是用来抽象、表示和处理现实世界的数据和信息的工具。数据模型主要分为两类：补充：第六章第一节数据库技术 一是独立于计算机系统的数据模型，完全不涉及信息在计算机中的表示，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构，这类模型称为“概念数据模型”，简称“概念模型”。另一个是直接面向数据库的逻辑结构。这类模型直接与DBMS有关，称为“逻辑数据模型”，又称为“结构数据模型”，简称“数据模型”。例如层次、网状、关系等模型。这类模型有严格的形式化定义，以便于在计算机系统中实现。 概念模型用于对信息世界建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象。在数据库系统的开发过程中，概念模型作为与用户进行交流的语言，成为数据库设计人员进行数据库设计的有力工具。因此概念模型具有较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识，便于用户理解。补充：第六章第一节数据库技术 1．基本概念（1）实体。现实世界中的客观事物在信息世界中称为实体（Entity）。（2）属性。实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如（20061202304，张勇，男，1988/7，工商系）这些属性组合起来表征了一个学生。属性有型和值之分。属性型就是属性名及其取值类型，属性值就是属性在其值域中所取的具体值。如，学生实体中“姓名”属性，“姓名”和取值字符类型就是其型，而“张勇”则是其值。（3）实体标识符。能够唯一标识一个实体的属性集称为实体标识符，也称为关键码，简称码或键。 （4）域。属性的取值范围称为该属性的域。（5）实体型。具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。例如，学生（学号，姓名，性别，出生年份，系别，入学时间）就是一个实体型。（6）实体集。同型实体的集合称为实体集。例如，全体学生就是一个实体集。 （7）实体联系实体内部的联系通常指的是组成实体的各属性之间的联系。实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。建立概念模型的一个主要任务就是要确定实体之间的联系。补充：第六章第一节数据库技术 ①一对一联系如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系；反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1:1。实体集A实体集B如班级与班长，乘客与车票等均是一对一联系。 ②一对多联系如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有N个实体（N≥0）与之联系；反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多联系，记为1:N。实体集B实体集A如班级对学生，产品对零件等。 ③多对多联系如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有N个实体（N≥0）与之联系；反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中有M个实体（M≥0）与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为M:N。实体集B实体集A如课程对学生，商店与顾客等 2.概念模型的表示方法实体－联系方法用E-R图来描述现实世界的概念模型，E-R方法也称为E-R模型。E-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法：实体型：用矩形表示，框内写明实体名。属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来。联系：用菱形表示，框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，并标上联系的类型（1:1，1:N或M:N）。E—R方法的图例实体型名属性名联系名实体属性联系实体型A实体型B联系名mn 例1：实体型与属性的表示方法部门部门代号部门负责人部门地址 例2：两个实体型联系的E-R图车间车间主任管理11车间职工1N车间零部件NM加工工作 例3：三个实体型联系的E-R图供应商零件部工程项目供应MNL补充：第六章第一节数据库技术 例4：同一实体集的各实体之间的联系的E-R图职工领导N1 [例6-1]某工厂物资入库管理的概念模型。P118 [例]学校教务管理系统的基本E-R图n1系属于教师拥有学生讲授选修课程nmnm1n学号姓名性别年龄成绩课程号课程名教师号姓名性别职称系名电话 四、关系模型关系模型是目前最重要的一种数据模型。关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式。1.关系模型的数据结构在关系模型中，实体以及实体之间的各种联系都用关系来表示。在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。职工号姓名出生日期性别学院电话100001章文1968.10男管理学院88231234100022王芳1954.2女外语学院85661233100030宋晖1973.4男文学院82234567┇┇┇┇┇┇补充：第六章第一节数据库技术 关系：一个关系对应通常说的一张表。元组：表中的一行即为一个元组。属性：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。主码：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。域：属性的取值范围。分量：元组中的一个属性值。关系模式：对关系的描述称为关系模式，一般表示为：关系名（属性1，属性2，…，属性n）例如上面的关系可描述为：教职工（职工号，姓名，出生日期，性别，学院，电话） 在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用关系来表示的。例如教师、课程、教师与课程之间的多对多联系在关系模型中可以如下表示：教职工（职工号，姓名，出生日期，性别，学院，电话）课程（课程号，课程名，学分）教授课程（职工号，课程号） 2、E－R模型转化为关系模型转换规则：（1）一个实体转换为一个关系模式，实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。（2）一个联系转换为一个关系模式，与该联系相连的各实体的码以及联系自身的属性均转换为该关系的属性。该关系的码则有三种情况：a、如果联系为1∶1，则每个实体的码都是关系的候选码；b、如果联系为1∶n，则n端实体的码是关系的码；c、如果联系为n∶m，则各实体码的组合是关系的码。（3）具有相同码的关系模式可合并。 [例6-2]将例6-1的E－R图转换为关系模型P123实体转化为关系：（1）供方单位（单位号、单位名、地址、联系人、邮政编码）（2）物资（代码、名称、规格、备注）（3）库存（入库号、日期、货位、数量）（4）合同（合同号、数量、金额、备注）（5）结算（编号、用途、金额、经手人）联系转换为关系：（6）购进（入库号、编号、数量、金额）（7）付款（编号、合同号、数量、金额）（8）订货（代码、单位号、合同号、数量、单价）（9）入库（物资代码、入库号）（10）验收（合同号、入库号） 合并相同码的关系模式：（1）供方单位（单位号、单位名、地址、联系人、邮政编码）（2）物资（代码、名称、规格、备注）（3）库存（入库号、日期、货位、数量、物资代码、合同号）（4）合同（合同号、数量、金额、备注）（5）结算（编号、用途、金额、经手人）（6）购进（入库号、编号、数量、金额）（7）付款（编号、合同号、数量、金额）（8）订货（代码、单位号、合同号、数量、单价）关系数据模型 [例2]将教师工作E-R图转换成关系模型教师系课题工作参加1NNM系名职称姓名教师代码电话课题名课题号得到的初始关系模型为：（1）教师（教师代码，姓名，职称）（2）系（系名，电话）（3）课题（课题号，课题名）（4）工作（教师代码，系名）（5）参加课题（教师代码，课题号）合并后的关系模型为：（1）教师（教师代码，姓名，职称，所在系）（2）系（系名，电话）（3）课题（课题号，课题名）（4）参加课题（教师代码，课题号） 第七节新系统逻辑模型设计新系统的逻辑方案主要包括：新系统业务处理流程新系统数据处理流程新系统的总体功能和子系统的划分新系统各个具体的业务处理过程根据实际情况应建立的管理模型和管理方法等。 第八节系统分析报告系统分析阶段的成果就是系统分析报告（系统分析说明书）。它不仅能够展示系统调查的结果，而且还能反映系统分析的结果：新系统逻辑方案。系统分析阶段所提供的系统分析报告主要有以下三个作用：描述了目标系统的逻辑模型，作为开发人员进行系统设计和实施的基础。作为用户和开发人员之间的协议或合同，为双方的交流和监督提供基础。作为目标系统验收和评价的依据。 一份完整的系统分析报告应该包括下述内容：1.系统概述2.现行系统概况3.目标系统逻辑设计4.系统设计与实施的初步计划5.用户领导审批意见 在系统分析报告中，数据流程图、数据字典和加工说明这三部分是主体，是系统分析报告中必不可少的组成部分。而其它各部分内容，则应根据所开发目标系统的规模、性质等具体情况酌情选用，不必生搬硬套。总之，系统分析报告必须简明扼要，抓住本质，反映出目标系统的全貌和开发人员的设想。