第7章 系统设计与实现模型
系统模型与系统建模方法
系统模型与系统建模方法在信息系统领域，系统模型是描述系统各个组成部分及其之间关系的抽象表示。
而系统建模方法是指使用一套规范化的方法论和技术，以图、表、图形界面等方式，对系统进行描述、分析和设计的过程。
系统模型和系统建模方法是系统工程学的重要核心内容，有助于理清系统内部结构和相互关系，为系统设计和优化提供指导。
一、系统模型系统模型是对系统进行概念化和抽象化的表示，它可以是一个图形、图表、符号等，以直观、简洁、形象的方式反映系统的实质内容和内部关系。
常用的系统模型包括输入-输出模型、流程图、数据流图等。
下面分别介绍几种常见的系统模型：1.输入-输出模型：这种模型通过输入和输出来表示系统的功能和性能特征。
输入是系统接受的外部信息，输出是系统对外部环境的作用反馈，通过对输入和输出的研究和分析，可以推导出系统的功能和性能。
这种模型适用于描述关注系统的外部特性，而对内部结构关注较少的情况。
2.流程图：流程图是一种图形化的方式，通过表示系统处理过程中各个阶段和活动之间的关系，来描述系统的内部流程和交互情况。
流程图通常包括起始节点、中间过程、决策节点和结束节点等，通过这些节点之间的连接和条件逻辑，可以清晰地表示系统的工作流程。
3.数据流图：数据流图是表示系统中数据传输和处理的一种模型，它通过用箭头和圆圈等符号表示数据的流动和处理过程来描述系统的信息流。
数据流图常常包括数据流、处理过程和数据存储等组成部分，通过不同部分之间的连接和传输关系，可以描述系统的数据传递和处理过程。
系统建模方法是系统工程学的核心方法论，它通过一套规范化的流程和技术，辅助工程师对系统进行描述、分析和设计。
系统建模方法通常包括以下几个方面：1.需求分析方法：需求分析是系统工程的第一步，它通过对用户需求的调查、采集和整理，明确系统的功能和性能需求，为系统的后续设计和实施提供指导。
需求分析的方法包括面谈、问卷调查、头脑风暴等，通过这些方法可以充分了解用户的需求，从而为系统设计提供合理的需求基础。
系统设计
第7章 系统设计
●接口是设计类或子系统对外所能够提供的操作。 接口并不涉及到对设计类或子系统操作的实现。接口 也是设计类或子系统对外所提供的操作视图，其它设 计类或子系统通过接口来与提供接口的设计类发生关 系。接口的实现如图7.4所示。
实现 * 接口 * 实现 设计类
图7.4 接口的实现
子系统
第7章 系统设计
第7章 系统设计
2. 支撑软件
支撑软件是协助人们开发和维护软件的工具和环 境软件。编辑程序、数据库系统、集成开发环境等都 属于支撑型软件，支撑软件主要包括以下几方面： 1) 数据库管理系统DBMS 在数据库服务器上的DBMS对数据库实施集中管 理，可以并发地处理多个客户机发来的数据处理请求。 常见的数据库管理系统有SQL-Server、Oralce、Sybase、
第7章 系统设计
2) 二级结构 对于分布地域范围较广、管理复杂的中型系统， 可以采用二级网络结构。二级网络结构一般由高速主 干网和多个局域网构成。主干网可以选择FDDI、交换 网、ATM或快速以太网等技术。
3) 多级结构
对于跨地区、跨省、跨国的大型或超大型系统， 则需要采用多级网络结构。在多级网络结构中，一般 顶层采用社会公用网或专用广域网，二级和三级则为 骨干网和主干网，最下一级为局域网。
7.2 系统平台设计
7.2.1 网络设计
网络设计主要包括网络需求分析、网络结构设计 和网络详细设计三部分内容。
1. 网络需求分析
网络需求分析是通过对所开发的信息系统的规模、 系统所覆盖业务的地域分布、计算机设备、网络服务 等方面需求的分析，为确定网络总体结构、网络详细 设计提供依据。
第7章 系统设计
第7章 系统设计
7.2.2 物理设备设计
系统设计与实现模型
01
数据访问层使用Linq to Sql，XML，及SQL语句方式分别实现。
02
业务逻辑层通过接口耦合数据访问层，全局采用Abstract Factory+反射机制+缓存机制实现依赖注入功能。
03
表示层使用 MVC实现，与业务逻辑层直接耦合。
在UML中，使用“包”代表子系统，使用包图描述软件的分层结构。
软件系统体系结构建模--包图
BBS系统前台--包图
一个基于.NET平台的分层架构留言本小系统
主要实现了以下功能：
发布留言，浏览留言
管理员的登录、登出
管理员对留言进行审核、删除、回复
一个基于.NET平台的分层架构留言本小系统 系统总体架构：
即使在如此微小的系统中，业务逻辑层也不是对数据访问层简单的封装调用，业务逻辑和数据访问是完全两个不同的概念。
依赖注入组件
依赖注入实现了依赖配置动态选择数据访问层并注入业务逻辑层中，实现两层之间的解耦，具体实现的基础是Abstract Factory模式，并配合了反射机制和缓存机制。
依赖注入组件的主要工件是DataComponentFactory，它是一个反射工厂，它可以通过反射机制加载某个指定的数据访问层，而后将其注入到业务逻辑层中。至于具体加载哪一个，则依赖Web.config中的配置。
部署图的基本概念
在一个部署图中，包含了两种基本的模型元素：节点（Node)和节点之间的连接（Connection）。在每一个模型中仅包含一个部署图。
04
一个基于.NET平台的分层架构留言本小系统
Web：表示层 BusinessComponent：业务逻辑组件 Entities：实体类 Factories：依赖注入组件 Interfaces：接口组件 LinqDataComponent：使用Linq to Sql实现的数据访问组件 SQLDataComponent：使用SQL实现的数据访问组件 XMLDataComponent：使用XML实现的数据访问组件 Utilities：工具组件
UML系统建模与分析设计--系统体系结构建模
7.2.5 构件图建模的方法和技巧
1．构件描述的方法与技巧
（1）一个结构良好的构件应具备的特点
从物理结构上对软件系统进行抽象； 从物理结构上对软件系统进行抽象； 提供一组小的、定义完整的接口实现； 提供一组小的、定义完整的接口实现； 构件应包含与其功能有关的一组类，以便满足接口要求； 构件应包含与其功能有关的一组类，以便满足接口要求； 与其它构件相对独立， 与其它构件相对独立，构件之间一般只有依赖和实现的关 系。
（ 1
二者都有名称； 都可以实现一组接口； 都可以参与依赖、继承、 关联等关系和交互； 都可以被嵌套； 都可以有实例。
（ 2 抽象的方式不同； 抽象的级别不同； 访问方式不同； 与包的关系。
2010-12-23
UML系统建模与分析设计
9
3．软件构件的特点
（1）接口。 （2）操作。 （3）实例化。 （4）与配置环境的亲合性。 （5）能与同环境下其它构件进行交互。 （6）构件可以是可执行代码、二进制代码和源代码形式。 （7）可替换的物理实体。 （8）系统的组成部分。 （9）构件是软件复用的基本单元。
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7.2
软件系统体系结构模型
7.2.1 软件构件的图符表示和特点
1．软件构件的图符表示：
图7-2 构件的图符表示
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2．构件与类的比较
7-3 构件与包含的类有依赖关系
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UML系统建模与分析设计
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“诊疗管理 诊疗管理” 图7-14 “诊疗管理”子系统源代码到执行代码过程的构件图
七章专家系统精品PPT课件精选全文完整版
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专家系统的特点
（1）从处理问题的性质看：专家系统善于解决那些不 确定性的、非结构化的、没有算法解或虽有算法解 但在现有的机器上无法实施的困难问题。
（2）从处理问题的方法看：专家系统则是靠知识和推 理来解决问题，专家系统是基于知识的智能问题求 解系统。
（3）从系统的机构来看：专家系统则强调知识与推理 的分离，因而系统具有很好的灵活性和可扩充性。
和发展。 专家系统的形式也是普及科技知识的好
形式。
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专家系统的应用
（1）应用范围和应用领域不受限制 （2）专家系统的广泛应用产生了良好的
经济效益和社会效益。 （3）专家系统的应用实例以及在生产制
造领域中的广泛应用。
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专家系统的发展概况
20世纪60年代，DENDRAL的建成标志着专家系统的 诞生。
块
块
1
m
（1）实际问题错综复 杂，可能需要多次推 理，所以知识库是多 层的或多块的。 （2）实际问题往往 不仅需要推理，而且 还需要做一些处理， 所以增加处理模块。
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多 媒体 人 机界 面
方法 选择
参数 确定
图件 绘制
图形 评价
I
O 接口
方法 知识 库
动态 数据库
参数 知识 库
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专家系统的结构
概念结构 实际结构 网络与分布式结构 黑板模型
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概念结构
人机界面
推理机
解释模块
知识库
动态数据库
知识库管理系统 自学习模块
第7章_物流节点设施布局模型
重力 的 原则
机械化 与自动 化原则
二级 原则
7.1 库存概述
三、设施布置问题的类型
1、服务系统布置问题 针对物流园区，需要有如厂商信息发布交易大厅之类的 服务系统。 2、制造系统布置问题 主要是流通加工物流系统的布置问题。 3、仓库布置问题 仓库内部布局，如仓库高度、过道宽度、装卸货区等等。 4、非传统布置问题
原始资料：P.Q.R.S.T(或E.I.Q.R.S.T.C) 1.物流分析（物料流程分析） 2.作业单位相互关系分析
3.综合相互关系图解（作业单位相互关系图）
4.所需面积
5.可用面积
6.场地面积、空间关系图 7.修正因素 方案X 方案Y 8.实际条件限制 方案Z
9．评价
选出最佳布置方案
7.2 物流节点设施布局模型
7.2 物流节点设施布局模型
由于影响物流设施平面布局的因素很多，设计 目标不是很明确，长期以来都是凭经验和主观， 后来缪瑟提出了SLP方法，该方法提出了作业 单位相互关系的等级表示法，使设施布置由定 性发展到定量。
7.2 物流节点设施布局模型
一、系统布局设计模型（SLP）
设计原理：
1.
2.
3.
4.
1326
1104 648
6
6
7
A→B
16200
7
A→B
648
从表7-5得该布置方案中D-E车间物流量最大为84000，表7-6得D-E车间搬运物 流成本最高为3360元，存在不合理情况，建议改进。
7.2 物流节点设施布局模型 练习题：设有3个产品A、B、C，制造它们设计8个作业工艺，分别是原料、 锯床、车床、钻床、铣床、检验、包装和成品，用1-8代替。3个产品的工艺 路线和每天的运量如表7-7所示；各作业单位距离如表7-8所示，试做出产品 运量从至表和物流强度从至表。 表7-7
系统工程导论-第七章系统模型与仿真
建立系统模型是一种创造性的劳动，不仅是 一种技术，而且是一种艺术。所谓“戏法人人会 变，各有巧妙不同”，对于同一个系统，不同的 人员建立的模型可能大不相同，有巧拙优劣之分。 企图提出一些教条，对一切系统都能照搬照用， 显然是不现实的。必须一切从实际出发，具体问 题具体分析。必须实事求是，从理论与实践的结 合上解决问题。 系统模型的种类很多，下面介绍模型的分类， 目的在于从不同的角度来认识模型的多样性，选 择建立适当的模型以研究系统。
第七章 系统模型与仿真
7．1 7．2 7．3 7．4 7．5 引言 系统模型的定义和作用 系统模型的分类 系统模型的构建 系统仿真
7．1 引言
系统(system)、模型(即系统模型，system model)、 仿真(即系统仿真，system simulation)三个概念是一根 链条上的三个环节，是一个工作程序的三个步骤。研究系 统要借助模型，有了模型要进行运作——这就是仿真。根 据仿真的结果，修改模型，再进行仿真(反复若干次)；根 据一系列仿真的结果，得出现有系统的调整、改革方案或 者新系统的设计、建造方案，中间穿插若干其他环节。这 就是系统工程研究解决实际问题的工作过程。
(2)数学模型 这是用数学语言对系统所作的描述与 抽象。依据所用的数学语言不同，数学模型可以分为以下 几类： ①解析模型-用解析式子表示的模型。 ②逻辑模型-表示逻辑关系的模型，如方框图、计算 机程序等。 ③网络模型-用网络图形来描述系统的组成元素以及 元素之间的相互关系(包括逻辑关系与数学关系) ④图像与表格-这里说的图像是坐标系中的曲线、曲 面和点等几何图形，以及甘特图、直方图、切饼图等，它 们通常伴有数据表格。 ⑤信息网络与数字化模型-这是一类新的模型。
习题六第七章管理信息系统的系统设计
第七章管理信息系统的系统设计一、单项选择题1. 物理模型是系统开发的（）阶段的任务。
A. 信息系统流程图设计B. 系统设计C. 系统分析D. 系统规划2. 磁盘文件是一种（）。
A. 输入文件B. 输出文件C. 输入输出文件D. 周转文件3. 用质数法确定代码结构中的校验位时，较验位的取值是质数法中的（）。
A. 权B. 模C.除得的商D. 除得的余数4. 区间码是把数据项分成若干组，用区间码的每一区间代表一个组，在码中（）。
A. 数字的值代表一定意义，但数字的位置是无意义的B. 数字的位置代表一定意义，但数字的值是没有意义的C. 数字的值和位置代表一定意义D. 用字符而不用数字表示意义5. 文件设计时，首先应设计（）。
A. 共享文件B. 非共享文件C.中间文件D. 处理文件6. 代码设计工作应在（）阶段就开始。
A. 系统设计B. 系统分析C. 系统实施D. 系统规划7. 周转文件用来存放具有A. 固定个体变动属性的数据B. 固定半固定属性的数据C. 随即变动属性的数据D. 固定属性的数据8. 邮政编码是一种（）。
A. 缩写码B.助忆码C. 顺序码D. 区间码9. 对直接存取文件组织方式组织的文件采用顺序文件处理方式进行处理是（）。
A. 很合适的B. 合适的C. 不合适的D. 常用的10.为了检查会计工作中借方会计科目合计与贷方会计科目合计是否一致，通常在程序设计中应进行（）。
A. 界限校验B. 重复校验C.平衡校验D. 记录计数校验11.系统的吞吐量指的是（）。
A. 每天的数据输出量B. 每秒执行的作业数C. 每秒的数据处理量D. 每日的数据输入量12.绘制新系统的信息系统流程图的基础是（）。
A. 组织机构图B. 功能结构图C.业务流程图D. 数据流程图13.文件按信息流向分类有输入文件、输出文件和（）。
A. 顺序文件B. 索引文件C.直接文件D. 输入输出文件14.文件的活动率指的是（）。
A. 文件在单位时间内被查询的记录的数量B. 文件在更新过程中被处理的记录的百分数C. 文件排序中被移动位置的记录的百分数D. 文件中记录随机变动的程度15.校验输入月份最大不能超过12是属于（）。
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依赖注入组件
依赖注入实现了依赖配置动态选择数据访问层并注入业务逻辑层中，实 现两层之间的解耦，具体实现的基础是Abstract Factory模式，并配合 了反射机制和缓存机制。 依赖注入组件的主要工件是DataComponentFactory，它是一个反射工 厂，它可以通过反射机制加载某个指定的数据访问层，而后将其注入到 业务逻辑层中。至于具体加载哪一个，则依赖Web.config中的配置。 另外，还依赖CacheAccessor实现缓存机制，对加载过的数据访问组件 进行缓存，提高系统运行效率。
第7章 系统设计与实现模型
系统设计与实现模型
分析 VS 设计
在描述一个软件系统的时候，分析模型虽然有效地确
定了将要构建的内容，但却没有包含足够的信息来定义如 何构建系统，设计模型可以用来填补分析和实现之间的差 距。
分析 VS 设计
分析和设计是不同的阶段，但是边界比较模糊。
通常情况下，可以这么理解： 分析就是调查问题，分析模型 = 问题内容
软件系统体系结构建模--包图
实体类组件
由于业务很简单，整个系统只有一个实体类： MessageInfo
工具类组件
工具类组件里是一些可复用的工具性类，这里主要包括三个： CacheAccessor：用于缓存的存取操作。 SessionAccessor：用于Session的存取操作。 ValidateHelper：用于数据验证的相关操作，主要用在表示 层里。
BBS系统前台--包图
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一个基于.NET平台的分层架构留言本小系统
系统总体架构： 采用三层架构：数据访问层、业务逻辑层、表示层 数据访问层使用Linq to Sql，XML，及SQL语句方式分别 实现。 业务逻辑层通过接口耦合数据访问层，全局采用Abstract Factory+反射机制+缓存机制实现依赖注入功能。
系统体系结构用来描述系统各部分的结构、接口以及它们
用于通信的机制。 系统体系结构建模首先要建立基本的模型，并把这些模型 映射到系统需要的硬件单元上。
系统体系结构概述
体系结构设计过程中的主要活动：
系统分解：将系统分解为若干个相互作用的子系统 模块分解：将子系统进一步划分为模块
控制建模：建立系统各部分间控制关系的一般模型
软件系统体系结构建模--构件图
构件图（Component Diagram）描述构件及构件之间的关系，显 示代码的结构。 在构件图中，将系统可重用的模块封装成为具有具有可替代性的物 理单元，称为构件。 构件为系统中的一个物理实现单元，包括软件代码（源代码、二进 制代码和可执行文件等）或者相应的组成部分，例如脚本或命令行 文件，还包括文档、数据库等。
构件图
构件及接口构件表示
构件图实例
构件图实例
硬件系统体系结构建模--部署图
开发得到的软件系统，必须部署在某些硬件上予以执行。
在UML中，硬件系统体系结构模型由部署图建模。
部署图的基本概念
部署图（Deployment Diagram）描述了一个系统运行
时的硬件结点，以及在这些结点上运行的软件构件将在何处
设计就是找出解决方案，设计模型 = 解决方案 软件设计是软件开发的关键步骤，直接影响软件质量。
系统设计与实现模型
软件设计阶段的任务与目标： 设计任务：将需求、分析阶段获得的模型转换为可实现 的系统。 设计阶段的主要任务： 系统体系结构设计 数据结构设计 用户界面设计 算法设计
系统体系结构概述
系统结构模型
软件系统体系结构模型——包图、构件图 硬件系统体系结构模型——部署图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
软件系统体系结构建模--包图
为了清晰、简洁地描述一个复杂的软件系统，通常都是把 它分解成若干较小的系统（子系统）。如果需要的话，每
个较小的系统还可以分解成更小的系统。这样，就形成了
一个描述软件系统的结构层次。 在UML中，使用“包”代表子系统，使用包图描述软件的 分层结构。
数据访问层接口
数据访问层接口规定了数据访问层应该实现的方法，并作 为业务逻辑层的依赖接口。 由于整体只有一个实体——Message需要数据持久化，所 以数据访问层接口只有一个接口文件。
基于linq to sql的数据访问层
业务逻辑层
业务逻辑层实现主要的业务。这里的业务逻辑层有两个工件： AdminBusinessComponent和MessageBusinessComponent。其中 后一个主要实现各种留言的业务操作，而前一个是管理员的业务操作。 由于管理员的信息是记录在配置文件中而非持久化在数据库中，所以这 个业务工件并不需要数据访问层的支持。 即使在如此微小的系统中，业务逻辑层也不是对数据访问层简单的封装 调用，业务逻辑和数据访问是完全两个不同的概念。
物理地运行，以及它们将如何彼此通信的静态视图。
部署图的基本概念
在一个部署图中，包含了两种基本的模型元素：节点 （Node)和节点之间的连接（Connection）。在每一个模
型中仅包含一个部署图。
表示层使用 MVC实现，与业务逻辑层直接耦合。
一个基于.NET平台的分层架构留言本小系统
Web：表示层 BusinessComponent：业务逻辑组件 Entities：实体类 Factories：依赖注入组件 Interfaces：接口组件 LinqDataComponent：使用Linq to Sql实现的数据访问组件 SQLDataComponent：使用SQL实现的数据访问组件 XMLDataComponent：使用XML实现的数据访问组件 Utilities：工具组件 参考网址：/zjjs/201008033.asp