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第四章 系统设计 4.1软件的总体结构设计 copyright paper51.com 通常程序中的一个模块完成一个适当的子功能。应该把模块组织成良好的层次系统，顶层模块调用它的下层模块以实现程序的完整功能，每个下层模块在调用更下层的模块，从而完成程序的一个子功能，最下层的模块完成最具体的功能。用例图是UML中描述整体结构图的工具，一般用例的描述使用用例描述文字框架，描述包括：用例的名称，使用者，前提条件，执行结果，用例的主业务流，分支业务流，相关扩展用例，特殊需要等信息，遵循一定的准则进行描述。本系统使用者分别是服务器端操作员，和客户端操作员，各自完成不同模块的功能。 copyright paper51.com 本系统的用例图如图4-1所示。 内容来自www.paper51.com 图4-1用例图 paper51.com 4.2数据库设计 copyright paper51.com 4．2．1数据库概念设计 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 数据库的建立首先需要选择数据库模型，在数据库的发展历史中，先后经历了网状模型和层次模型关系模型的时代，目前正在向对象模型发展。然而，当今最为成熟并商业化的数据库还是关系模型的数据库。本章对数据库模型进行了介绍，最后对使用数据访问对象进行观测数据库的访问进行了描述。在数据库系统开始设计的时候，应该尽量考虑全面，尤其应该仔细考虑用户的各种需求，避免浪费不必要的人力和物力。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 语义描述：概念设计阶段与具体的DBMS(数据库管理系统)无关，不考虑数据与操作之间的关系，仅从概念上明确地描述数据与数据之间的关系。即采用一定的形式来综合的表示数据库概念结构。概念结构独立于数据库逻辑结构，也独立特定的DBMS，其主要特点是： http://www.paper51.com 能充分反映现实世界，包括实体之间的联系，能满足用户对数据处理的要求，是现世界的一个真实模型。 copyright paper51.com 易于理解，从而可以和不熟悉计算机的用户交换意见。用户的积极参与是数据库设计成功与否的关键。 paper51.com
易于更动。当现实世界改变，容易修改和扩充。 paper51.com
因此概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器，人而更加稳定。 内容来自www.paper51.com 气现信息管理系统的概念设计描述如下： copyright paper51.com
1)月天气信息描述数据和年天气信息描述数据之间具有从属关系，多个月数据从属一个年数据。 内容来自www.paper51.com 2)日天气信息描述数据和月天气信息描述数据之间具有从属关系，多个日数据从属一个月数据。 http://www.paper51.com 3)操作员信息和日天气信息数据是选择关系，一个操作员对应多个日天气信息数据。 copyright paper51.com 4.2.2 实体—联系图 paper51.com 在系统的数据库设计中,先要对系统分析得到的数据字典中的数据存储进行分析,分析各数据存储之间的关系,然后才能得出系统的关系模式。可以采用E-R图的方法来进行数据结构分析。E-R设计方法是一种通过E-R图来描述现实世界信息结构的设计方法。E-R图由实体、属性、联系三部分组成。E-R图的符号说明如图4-2所示。 paper51.com 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 实体 属性 实体间的关系 copyright paper51.com
图4-2 E-R图符号说明 内容来自www.paper51.com 在本系统的数据流程图中,系统边界已经很清楚了,所以可直接根据它设计本系统的E-R图,不必要先设计分的E-R图了,再合并总的E-R图了。所图4-3所示。 内容来自www.paper51.com copyright paper51.com
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copyright paper51.com paper51.com 内容来自论文无忧网 www.paper51.com operator http://www.paper51.com
Every http://www.paper51.com Day 内容来自论文无忧网 www.paper51.com n 1 copyright paper51.com
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copyright paper51.com 图 4-3 系统E-R图 内容来自www.paper51.com
气象观测信息管理系统中所涉及到的主要实体集及其属性如下： copyright paper51.com EveryDay(time,temperature,humidity,weather,windpower,winddirecti copyright paper51.com
on,rainfall,operator_ID); paper51.com Operator(operator_ID,password,name,age,photo); paper51.com AVyear(year,AVtemperture,AVhumidity,Sumrainfall); copyright paper51.com AVmonth(year,month,AVtemperate,AVhumidity,Sumrainfall); http://www.paper51.com E-R图向关系模型的转化要解决的问题是如何将实体和实体间的联系转换为关系模式，如何确定这些关系模式的属性和码。一个好的数据库产品不等于就有一个好的应用系统，如果不能设计一个合理的数据库模型，不仅会增加客户端和服务器程序的编程和维护的难度，而且将会影响系统实际运行的性能。一般来讲，在一个MIS系统分析、设计、测试和试运行阶段，因为数据量较小，设计人员和测试人员往往只注意到功能的实现，而很难注意到性能的薄弱之处，等到系统投入实际运行一段时间后，才发现系统的性能在降低。数据库设计是建立数据库及其应用系统的核心和基础，它要求对于指定的应用环境，构造出较优的数据库模式，建立起数据库应用系统，并使系统能有效地存储数据，满足用户的各种应用需求。 paper51.com
所以归纳的具体的原则如下: paper51.com 1)进行规范化设计,尽可能的减少数据重复。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 合理的数据库表的设计应该是在满足需求的前提下,使数据库的重复量最小,就尽量按照关系数据库系统理论方法去设计一个数据库,减少数据的重复。 copyright paper51.com 2)结构设计与操作设计想结合。 paper51.com 在设计数据库结构时,有时为了编程实现的简捷和思路的清晰,往往故意增加一些多余的数据。这虽然有悖于传统的关系数据库理论,但是考虑到选择机器型号和档次等因素,如果增加的多余不会明显增加存储空间和降低处理效率,并且对编程实现有很大帮助,往往可以采用这种方法。 http://www.paper51.com
3)数据结构的相对稳定性,可以作为新或者是旧系的传统转换依据。 paper51.com 无论采用何种方法或手段去处理日常事物,都应该能完成响应的功能,决不会因为采用了计算机而丢失了必要功能,或彻底改变了原有的工作流程和模式。计算机系统的建立是在原系统充分调研的基础上的,它既不能脱离原系统的大框架,也不是简单的重复和替代。所以数据库表结构设计应保证数据的相对稳定,这样才能考虑在新的数据结构下的业务处理方式。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 对于实体间的联系我们分不同的情况讨论： 内容来自www.paper51.com 1)一个实体型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。 copyright paper51.com 2) 一个联系转化为一个关系模式，与该联系相连的各实体的码以及联系的属性转化为关系的属性，该关系的码则有三种情况： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 联系为1:1，则每个实体的码均是该关系的后选码。 copyright paper51.com 联系为1:n，则关系的码为n端实体的码。 paper51.com 联系为m:n，则关系的码为诸实体码的组合。 copyright paper51.com 一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。 copyright paper51.com 如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，每个实体的码均是该关系的候选码。 http://www.paper51.com 如果与某一端对应的关系模式合并，则需要在该关系模式的属性中加入另一个关系模式的码和联系本身的属性。 copyright paper51.com 一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为n端实体的码。 内容来自www.paper51.com 如果与n端对应的关系模式合并，则在n端实体对应模式中加入1端实体所对应关系模式的码，以及联系本身的属性。而关系的码为n端实体的码。 http://www.paper51.com 一个m:n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本身的属性均转换为关系的属性。而关系的码为各实体码的组合。 http://www.paper51.com
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