《管理信息系统设计》实验指导书.docx
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《管理信息系统设计》实验指导书
管理信息系统设计
实验一、管理信息系统需求分析
1．实验目的
掌握建立管理信息系统逻辑模型的方法与软件工具，能够使用MicrosoftVisio软件绘制数据流图，并使用Microsoftword软件撰写数据字典。
2．实验类型
设计型。
3．实验原理
数据流分析是把数据在原系统内部的流动情况抽象出来，抽象地反映信息的流动、加工、存储和使用情况。
数据流分析按照自顶向下、逐层分解、逐步细化的结构化分析方式进行，通过分层的数据流图（DataFlowDiagram，DFD）实现。
数据流图是用规定的基本图形直观描述数据的流动及其处理、存储的图示。
数据流图的特点：
抽象性，概括性，分层性。
数据流图依据“自顶向下、从左到右、由粗到细、逐步求精”的基本原则进行绘制。
（1）顶层图的绘制
顶层图只有1张，说明系统的边界。
顶层图只包括外部的源和宿（□）、系统处理（○），外界的源流向系统的数据流和系统流向外界的宿的数据流。
不包含文件，文件属于软件系统内部对象。
（2）0层图的绘制
0层图只有1张，把顶层图的加工分解成几个部分。
0层图中包括软件系统的所有第1层加工、图中包括各个加工与外界的源或宿之间的数据流、各个加工之间的数据流、1个以上加工需要读或写的文件。
不包含外界的源或宿，只有1个加工使用的文件。
（3）第2层（1层图）及以下各层中各个加工的子图的绘制
一个子图对应上层的一个加工，该子图内部细分为多个子加工。
子图中包括父图中对应加工的输入输出数据流、子图内部各个子加工之间的数据流以及读写文件的数据流。
（4）数据流图中各元素的标识
1）命名
数据流的命名：
大多数数据流必须命名，但流向文件或从文件流出的数据流不必命名。
加工的命名：
每个加工必须命名。
文件的命名：
每个文件必须命名。
源/宿的命名：
源/宿只在顶层图上出现，也必须命名。
命名规则：
先为数据流命名，后为加工命名，数据流的名称一经确定，加工的名称便一目了然。
2）编号
每个数据加工环节和每张数据流图都要编号，按逐层分解的原则，父图与子图的编号要保持一致性。
①图的编号：
除了顶层图、0层图外，其他各子图的图号是其父图中对应的加工的编号。
②加工的编号：
顶层图只有一张，图中的加工只有一个，不必编号。
0层图只有一张，图中的加工号分别为1、2、3、…。
子图中的加工号的组成为图号、圆点、序号，即“图号.序号”的形式。
子图中加工编号表示的含义。
最后一个数字表示本子图中加工的序号，每一个图号中的圆点数表示该加工分层DFD所处的层次，右边第一个圆点之左的部分表示本子图的图号，也对应上层父图中的加工编号。
（5）数据流图中加工
1）“加工”可以称为子系统或处理过程，是对数据流的一种处理。
2）一个数据流图中至少有一个“加工”，任何一个“加工”至少有一个输入数据流和一个输出数据流。
3）允许一个加工有多条数据流流向另一个加工，即1-并联-1形式；任意两个加工之间，可以有0条或多条名字互不相同的数据流。
允许1个加工有2个相同的输出数据流流向2个不同的加工，即1-并联-2形式。
4）确定加工的方法
根据系统的功能确定加工，数据流的组成或值发生变化的地方应画一个加工。
（6）数据流图中的文件
数据流图中的文件是相关数据的集合，是系统中存储数据的工具。
（7）绘制数据流图的注意事项
1）注意父图与子图的平衡
父图与子图：
父图是抽象的描述，子图是详细的描述。
上层的一个加工对应下层的一张子图，上层加工对应的图称为父图。
例外情况，将“数据”分解成了数据项：
父图的一个输入或输出数据流对应于子图中几个输入或输出数据流，而子图中组成这些数据流的数据项全体正好等于父图中的这一个数据流，它们仍算平衡。
2）注意数据流图中只画出数据流不画出控制流
DFD中只画数据流不画控制流：
数据流中有数据，一般也看不出执行的顺序；而程序流程图中的箭头表示控制流，它表示程序的执行顺序或流向，控制流中没有数据。
3）注意保持数据守恒
每个加工必须既有输入数据流，又有输出数据流。
4）有关文件的注意事项
对于只与一个加工有关而且是首次出现，即该加工的“内部文件”不必画出。
但对于只与一个加工有关，而在上层图中曾出现过的文件，不是“内部文件”，必须画出。
整套DFD图中，每个文件必须既有读文件的数据流，又有写文件的数据流，但在某一张子图中可能只有读没有写，或只有写没有读。
（8）数据字典
数据字典（DataDictionary，DD）指数据流图中所有成分定义和解释的文字集合。
数据字典的功能是对数据流图中的每个构成要素（包括数据流名、文件名、加工名以及组成数据流或文件的数据项）作出具体的定义和说明，是系统分析阶段的重要文档。
数据字典条目的类型有数据流条目、文件条目、数据项条目和加工条目。
1）数据流条目
数据流条目格式一般包括系统名称、数据流名称、别名、说明、编号、来源、去向、数据流流量、数据流组成等，必要时还应指出高峰流量。
2）数据文件条目
数据文件条目用于描述数据文件的内容及组织方式，一般包括系统名称、文件名称、别名、文件编号、说明、组织方式、主关键字、次关键字、记录数、记录组成等。
数据文件的组成可以使用与数据流组成相同的符号。
3）数据项条目
数据项条目是对数据流、文件和加工中所列的数据项进一步描述，主要说明数据项的类型、长度与取值范围等。
数据项条目的内容一般包括系统名称、数据项名称、别名、数据类型、说明、取值范围、数据长度、取值的含义等。
4）基本加工条目
基本加工指数据流图中不能再分解的加工。
数据字典中用相应的加工条目对基本加工进行描述。
加工处理逻辑的描述除了用加工条目描述以外，还可以用判定表、判定树、结构化语言等方法描述。
5）加工逻辑说明
①功能
对数据流图中每一个基本加工的描述，描述该加工在什么条件下做什么事。
②描述内容
基本加工内容中“加工逻辑”是最基本的部分，描述该加工在什么条件下做什么事，即描述了输入数据流、输入文件、输出数据流、输出文件之间的逻辑关系。
③描述方法
常用的加工逻辑描述方法有3种：
判定树、判定表和结构化语言。
4．实验举例
图书管理系统逻辑模型的建立。
（1）新开发的图书管理系统的功能分析
在图书管理系统中，主要有三类外部实体：
图书管理员、读者、学校领导。
图书管理系统的大部分功能是为图书管理员设置的。
经调查分析，新开发的图书管理系统应具有以下功能。
①查询和维护读者基本信息，包括读者信息的增加、修改、删除等。
②管理读者借书证，包括借书证的办理、挂失和注销等。
③登记新书，主要是对上级分配、学校购入和社会捐赠的图书进行登记，即记载图书信息，若图书室有10本同样的图书，在图书信息表中只记载一条信息，同时本数记为10。
④图书编目，即对登记的新书进行编码后入总书目表，总书目表中记载了图书室每一本书的信息，若图书室中有10本相同的图书，在总书目表中对应有10条记录。
⑤图书的流通处理，即借书、还书处理。
2）绘制数据流图
绘制数据流图时，只考虑图书员和读者两个外部分实体，顶层数据流图如图1-1所示。
0层数据流图如图1-2所示。
由于1层图没有完整绘制，0层图中只属于一个加工的文件（例如权限表）也在0层图上出现。
0层数据流图通过反映整个系统中不同数据的流向，来揭示系统的组成结构以及各组成部门之间的关系，这种关系主要体现在对数据的操作和处理上。
借阅管理的1层数据流图如图1-3所示。
借阅管理的2层数据流图如图1-4和图1-5所示。
图1-12层数据流图之二
3）数据字典
数据字典是进行数据收集和数据分析所获得的主要成果，是系统中各类数据描述的集合。
数据字典通常包括数据项、数据流、数据存储、处理逻辑。
5．实验内容
设计一个小型自选商场综合管理系统，要求应具备进货、销售、库存等基本功能，具体要求如下：
1）能记录每一笔进货，查询商品的进货记录，并按月进行统计。
2）能记录每一笔售货，查询商品的销售情况，并能进行日存盘，月存盘。
3）能按月统计某个员工的销售业绩。
4）在记录进货的同时，必须动态刷新库存。
5）能打印库存清单，查询某种商品的库存情况。
6）能查询某个厂商或供应商的信息。
7）能查询某个员工的基本信息。
8）收银台操作中，能根据输入的商品编号、数量，显示某个顾客所购商品的清单，并显示收付款情况。
根据上述功能需求，画出数据流图表示系统的逻辑模型。
实验二、管理信息系统综合设计
1．实验目的
掌握建立管理信息系统总体结构设计和数据库设计方法，能够使用MicrosoftVisio软件绘制功能结构图、E-R图、数据库表结构图、由外键决定的表间关系图，进一步进行编码设计，输入输出设计，用户界面设计，对话框设计及报表设计。
2．实验类型
设计型。
3．实验原理
主要包括总体结构设计、功能模块设计、编码设计、数据库设计、用户界面设计、输入设计、输出设计等。
模块化是指将系统的总任务（系统功能）分解为若干小任务，小任务再分解为更小的任务，依次类推，直到分解的任务具体、明确、单一为止，这些任务汇集起来便组成一个系统。
分解过程中的小任务称为模块，分解的结果用模块结构图表示。
用户界面设计是指用户界面充分发挥可视化程序设计的优势，采用图形化操作方式，适应用户的能力和要求，尽量做到简单、方便、一致，为用户提供友好的操作环境。
输出信息是管理信息系统的最终成果，输出首先要保证正确性，其次输出格式要符合用户要求。
输出设计的内容包括：
（1）输出信息使用要求设计
（2）输出信息内容设计
（3）输出格式设计
（4）输出介质和输出设备的选择
输出类型包括：
（1）打印输出
（2）屏幕显示
（3）文件输出
输入设计的基本内容包括：
（1）输入数据源的设计
（2）确定输入数据的内容
（3）确定输入数据的格式
（4）输入数据的正确性校验
（5）确定输入设备
输入设计的原则是：
（1）源点输入原则
（2）一次性输入原则
（3）简单性原则
（4）最小量原则
（5）正确性原则
数据库设计主要包括
（1）概念结构设计
主要是指画出E-R图
（2）逻辑结构设计
将概念模型转化为关系模型，给出各表的主键、外键、索引以及各表间的关系。
（3）物理结构设计
4．实验举例
图书管理系统的综合设计。
（1）系统总体结构设计与功能模块划分
本系统的主要功能模块包括如下。
1）图书管理模块
图书分类管理功能：
为了便于对库存的图书存放、查找，需要对图书进行分类。
可以实现添加、修改、删除、查询图书分类信息。
图书基本信息管理功能：
包括登记新书，修改、查询、删除图书基本信息。
图书编目功能：
对登记的新书进行编码后入总书目表，总书目表中记载了图书室每一本书的信息。
图书库存管理功能：
包括图书入库管理、图书库存盘点、查询图书库存记录。
2）读者管理模块
读者类别管理功能：
为不同类别的读者设置不同的限借数量、限借期限、有效期限。
读者信息管理功能：
包括添加、修改、查询、注销读者信息。
借书证管理功能：
包括添加、修改、查询借书证信息，查询指定借书证的借书信息，借书证挂失。
3）绘制功能结构图
图书管理系统的功能结构图如图2-1所示。
（2）开发与运行环境的选用
开发平台：
Windows2000Server
开发前台工具：
VisualBasic6.0
开发后台数据库管理系统：
SQLServer2000
操作系统对整个网络起着重要的作用，Windows2000作为一种强健的、多用途的操作系统，不仅能够运行强有力的客户/服务器应用软件，还可以提供可靠的文件与打印服务，再加其内置的通信与Internet/Intranet服务功能，以及安装、使用、管理和维护的方便性，因此，本系统采用MicrosoftWindows2000Server作为操作系统。
本系统准备采用客户机/服务器（C/S）结构模式。
C/S结构的最大优势在于广泛采用了网络技术，将系统中的各部分任务分配给分布在网络上的担任不同角色的计算机。
（3）编码（Code）设计
1）图书的ISBN书号采用中国标准书号。
2）其他编码的设计
（4）数据库设计
1）概念结构设计
经过分析后设计出如图2-2所示E-R图。
2）逻辑结构设计
将概念模型转化为关系模型，对于图2-2所示的图书管理系统E-R图，经过转化后的关系见下列各表。
简书目表（BookInfo）
总书目（BookStore）
各表的主键、外键、索引以及各表间的关系如图2-3所示。
（3）物理结构设计：
选用了SQLServer作为数据库管理系统，相应的数据库、数据表应符合SQLServer的要求。
5．实验内容
设计一个小型自选商场综合管理系统，要求应具备进货、销售、库存等基本功能，具体要求如下：
1）能记录每一笔进货，查询商品的进货记录，并按月进行统计。
2）能记录每一笔售货，查询商品的销售情况，并能进行日存盘，月存盘。
3）能按月统计某个员工的销售业绩。
4）在记录进货的同时，必须动态刷新库存。
5）能打印库存清单，查询某种商品的库存情况。
6）能查询某个厂商或供应商的信息。
7）能查询某个员工的基本信息。
8）收银台操作中，能根据输入的商品编号、数量，显示某个顾客所购商品的清单，并显示收付款情况。
根据上述功能需求，进行系统设计，画出系统功能结构图，E-R图，数据库表结构图，数据库表间关系图，进行编码设计，输入输出设计，用户界面设计，对话框设计及报表设计。
实验三、管理信息系统实施
1．实验目的
掌握管理信息系统实施的方法，能够使用开发工具和数据库管理系统进行管理信息系统的程序设计，程序调试，系统测试，并撰写程序设计报告，系统测试报告和用户使用说明书。
2．实验类型
设计型。
3．实验原理
（1）计算机系统的安装与调试
按照系统设计阶段确定的物理配置方案的要求，选购该系统所必需的硬件设备和软件系统。
硬件设备包括计算机主机、输入输出设备、存储设备、辅助设备（例如稳压电源、空调装置等）、通信设备等。
软件系统包括操作系统、数据库管理系统、各种应用软件和工具软件等。
（2）网络环境的建立
计算机网络是现代管理信息系统建设的基础，网络环境的建立应根据所开发的系统对计算机网络环境的要求，选择合适的网络操作系统产品，并按照目标系统将采用的C/S或B/S工作模式，进行有关的网络通信设备与通信线路的架构与连接、网络操作系统软件的安装和调试、整个网络系统的运行性能与安全性测试及网络用户权限管理体系的实施等。
（3）程序设计
程序设计是依据系统设计说明书中对各个功能模块的功能描述，程序员运用某种程序语言或可视化开发工具编制程序，实现各项功能的活动。
程序的编写尽量利用最新的技术、软件和方法。
优良程序的性能指标是：
正确性，可靠性，实用性，规范性，可读性，强健性，可维护性。
（4）良好的编程风格
1）程序的布局格式追求清晰、美观
程序的布局格式虽然不会影响程序的功能，但会影响程序的可读性和视觉效果。
●恰当地使用空格、空行以改善程序的清晰度。
●每行只写一条语句，便于识别和加入注释。
●变量赋初值应符合就近原则，定义变量的同时赋以初值。
●多层嵌套结构，各层应缩进左对齐，这样嵌套结构的层次关系、程序的逻辑结构一目了然，便于理解，也便于修改。
●代码行、表达式不宜太长，不要超出人的视力控制范围。
2）标识符的命名要规范
●标识符的命名应符合程序设计语言的语法规定。
●标识符的命名应做到见名知义、一目了然，尽量使用英文字母，避免使用汉语拼音。
●全局变量、局部变量、符号常量的标识符应明显加以区别。
●标识符的命名应全盘考虑，简单且有规律，做到前后一致。
3）语句的设计要简洁
●语句要简单直观，避免过多使用技巧。
●避免使用复杂的条件判断，尽量减少否定的逻辑条件。
●尽量减少循环嵌套和条件嵌套的层数。
●适当使用括号主动控制运算符的运算次序，避免二义性。
●应先保证语句正确，再考虑编程技巧。
●尽量少用或不用GoTo语句。
4）适当加入注释
程序的注释是为便于理解程序而加入的说明，注释一般采用自然语言进行描述。
●序言性注释
●功能性注释
5）将数据说明编成文档
程序中的注释，由于篇幅限制，只能作为提示性的说明。
为了便于程序的阅读和维护，应将程序中的变量、函数、文件的功能、名称、含义用文档的形式详细记载，以备日后查找。
（5）程序调试
程序编写过程中或者编写完成后，需要反复进行调试，直到能准确无误地执行，程序调试成功的标准如下。
●运行过程不会导致死机或系统崩溃，不会产生错误信息。
●在任何情况下操作正常。
●具有运行时操作错误的处理能力，即具有容错能力。
●在意外的用户干扰时，很容易恢复，即具有数据安全保护机制。
（6）系统测试
系统测试是在程序编制完成以后进行，其基本目的是为了尽可能多地发现并解决系统和程序中的错误、缺陷以及功能不完善之处，包括对系统的基本功能、系统的运行效率、系统的可靠性等方面的测试，并加以纠正。
1）软件测试应遵守的原则
●坚持在系统开发的各个阶段的技术评审，保证尽早发现和预防错误，把错误克服在早期，杜绝错误隐患。
●严格执行测试计划，排除测试的随意性。
●测试工作应避免原开发软件的个人和小组承担。
●测试用例不仅要包括合理的、有效的数据，还要包括无效或不合理的输入数据。
●事前确定预期的输出结果
●全面检查每一个测试结果
●妥善保存测试计划、测试用例、出错统计
2）软件测试的方法
软件测试常用的方法分为白盒法和黑盒法。
（7）系统实施阶段的文档
1）程序设计报告
程序设计报告是对系统程序设计过程的总结。
2）系统测试报告
系统测试报告是在完成了系统测试之后，由测试小组对测试的内容、过程、结果进行总结且整理成文。
测试报告的内容主要包括以下部分。
●系统测试概述
●系统测试环境描述
●系统测试内容描述
●系统测试方案描述
●系统测试结果分析
●系统测试结论
3）系统实施报告
系统实施阶段的最后一项工作是编写系统实施报告。
4）用户手册
5）操作手册
4．实验举例
以教学管理系统为例，具体实现以下功能：
1．用户身份验证
（1）实现窗体初始化
（2）实现登录身份验证
2．系统主窗体的设计
系统主窗体使用MDI窗体，在窗体中通过菜单来执行各项系统功能。
在设计系统主窗体之前，将后面创建的各个窗体（登录窗体除外）的MDIChild属性设置为True，即窗体显示为子窗体。
编写程序代码，实现菜单功能。
（1）实现窗体初始化
（2）实现系统功能菜单
（3）实现关闭系统主窗体
3．学生信息管理窗体
学生信息管理主要完成对学生信息数据的添加、修改、删除和保存等操作。
（1）定义窗体级变量
（2）实现窗体初始化
（3）实现记录导航条功能
（4）显示当前记录数据的自定义过程：
ShowData（）
（5）实现添加记录功能
（6）实现保存功能
（7）实现删除记录功能
（8）实现关闭窗体
（9）实现窗体清理功能
4．教师信息管理窗体设计
5．课程信息管理窗体设计
6．学生选课管理窗体设计
（1）定义窗体级变量
（2）实现窗体初始化
（3）实现记录导航条功能
（4）根据学生编号显示学生信息
（5）在“可选修课程”表格中选择课程时，显示课程记录提示
（6）显示当前课程授课教师信息
（7）实现添加预选课程功能
（8）实现删除预选课程功能
（9）实现保存预选课程功能
（10）实现删除已选课程记录功能
（11）实现显示已选中和预选课程信息功能
（12）实现清除功能
（13）实现关闭窗体功能
（14）实现窗体清理功能
7．学生成绩查询窗体的设计
学生成绩查询是根据学生编号查看学生个人成绩。
（1）定义窗体级变量
（2）实现窗体初始化
（3）实现学生编号验证功能
（4）根据窗体大小调整数据网络
（5）实现清除功能
（6）关闭窗体、窗体清理的实现方法与前述相似
8．安全保障措施
（1）身份鉴别
（2）访问控制
（3）日志监视
5．实验内容
设计一个小型自选商场综合管理系统，要求应具备进货、销售、库存等基本功能，具体要求如下：
1）能记录每一笔进货，查询商品的进货记录，并按月进行统计。
2）能记录每一笔售货，查询商品的销售情况，并能进行日存盘，月存盘。
3）能按月统计某个员工的销售业绩。
4）在记录进货的同时，必须动态刷新库存。
5）能打印库存清单，查询某种商品的库存情况。
6）能查询某个厂商或供应商的信息。
7）能查询某个员工的基本信息。
8）收银台操作中，能根据输入的商品编号、数量，显示某个顾客所购商品的清单，并显示收付款情况。
根据上述功能需求，进行系统实施，选择开发工具和数据库管理系统进行管理信息系统的程序设计，程序调试，系统测试，并撰写程序设计报告，系统测试报告和用户使用说明书。
实验四、UML建模
1．实验目的
掌握用UML（UnifiedModelingLanguage）进行管理信息系统建模的方法，掌握面向对象的分析与设计方法，能够使用Visio绘制用例图、类图、对象图、时序图、活动图、协作图、组件图、状态图和部署图。
2．实验类型
设计型。
3．实验原理
面向对象分析与设计方法的发展在20世纪80年代末到90年代中出现了一个高潮，统一建模语言UML就是这个高潮的产物。
UML是由面向对象方法领域的三位著名专家GradyBooch，JamesRumbaugh和IvarJacobson提出的，不仅统一了他们三人的表示方法，而且融入了众多优秀的软件方法和思想，从而把面向对象方法提高到一个崭新的高度，标志着面向对象建模方法进入了第三代。
UML已得到许多世界知名公司的使用和支持，并于1997年11月17日被OMG组织采纳，成为面向对象建模的标准语言。
目前，OMG已经把UML作为公共可得到的规格说明提交给国际标准化组织进行国际标准化，这一进程在近期完成后UML将最终成为信息技术的正式国际标准。
（1）用例图
图3-1是自动售货机系统的用例图，其中“售货”、“供货”和“取货款”都是典型的用例。
概括地说，用例有以下特点。
●用例代表某些用户可见的功能，实现一个具体的用户目标。
●用例由执行者激活，并提供确切的值给执行者。
●用例可大可小，但它必须是对一个具体的用户目标实现的完整描述。
图4-1自动售货机系统用例图
图4-2含扩展和使用关系的用例图
（2）类图和对象图
图4-3类的图形符号
图4-4普通关联之例
图4-5导航关联之例
图4-6关联的角色
图4-7关联类示例
图4-8共享聚集示例
图4-9复合聚集示例
图4-10抽象类示例
图4-11复杂类图示例
图4-12多重继承示例
图4-13友元依赖关系示例
图4-14细化关系的图示
图4-15对象图示例
图4-16包图示例
（4）状态图
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