物流管理信息系统设计.ppt

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1、第6章物流管理信息系统设计,系统平台的设计 系统总体结构 物流管理信息系统的详细设计 物流管理信息系统的数据库设计 物流管理信息系统的代码模型设计 物流管理信息系统的安全设计 物流管理信息系统的其他设计,主要内容,6.1 系统平台的设计,系统平台设计指设计物流管理信息系统运行所依赖的硬件和软件环境。根据新系统的目标，在各种技术手段和实施方法中选择适当的系统物理配置方案，以满足新系统逻辑模型的需要和技术需求。 系统平台设计包括系统网络配置、数据库管理系统的选择、软件平台选择以及硬件平台选择等。,1.系统网络配置,计算机网络，就是把分布在不同地理区域的独立的计算机、专门的外部设备用通信设备和通信软

2、件通过传输介质（包括电缆、电话线、或无线通讯）互联成一个计算机系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。,常见网络拓扑结构,拓扑结构： 总线型、星型、树型 环型、网型,1）网络规划,从使用的用户角度可以按如下3种网络考虑。 （1）互联网Internet （2）企业内部网Intranet与企业外联网（Extranet） 企业内部网（Intranet）是指利用Internet的成熟技术，建立企业内部的信息系统，它不仅是内部信息发布系统，而同时是企业内部业务运作系统，用户是企业的员工。 企业外联网（Extranet）就是将企业内部网（Intranet）拓展到供应

3、链中的合作伙伴中。用户是合作伙伴，所使用的技术同Internet，但获取和交换的资源不一样。,1）网络规划,网络规划的主要任务,定量或定性分析和估计； 规模与结构分析； 扩展性分析； 网络管理与安全规划。,2）网络的实施,在确定系统所需的计算机类型和数量之后，根据各业务位置分布和有无连机通信的要求来决定在网络实施过程中是否需要与网络相连以及怎么与网络相连。 选择网络设备包括传输介质和互连设备等的要求是安全可靠、抗干扰性强，性能价格比好。,3）网络的测试,网络测试是保证网络高性能、高可靠性和高可用率的基本手段，网络测试分为3个不同的层次进行，即为：设备层、系统层和应用层。 网络设备测试主要包括功

4、能测试、性能测试、一致性和互通性测试等几个方面。 网络系统测试包括物理连通性、基本功能和一致性的测试、网络系统的规划验证测试、性能测试、流量测试和模型化等。 网络应用测试主要测试网络对应用的支持水平，如网络应用的性能和服务质量的测试等。,2. 系统数据库平台,数据库是与特定的主题或目的相关的数据的集合。数据库可以直观地理解为存放在计算机的大容量存储器上按照一定的格式存放数据的集合，可以认为数据库是被长期存放在计算机内、有组织的、可以表现为多种形式的可共享的数据集合。,1）数据库管理系统的分类与比较,目前，商品化的数据库管理系统以关系型数据库为主导产品，技术比较成熟。从数据库性能、应用支持的范围

5、、伸缩性和并行性来分析，按功能强弱可以将商品化的数据库管理系统产品容量分为小型、中型和大型数据库。如表6-1所示。,表61数据库管理系统的比较,主流数据库的比较如表6-2所示。,表62主流数据库,2）选择数据库的考虑因素,构造数据库的难易程度 程序开发的难易程度 数据库管理系统的性能分析 对分布式应用的支持 数据完整性约束 可移植性和可括展性 并行处理能力与并发控制功能 容错能力与安全性控制 支持汉字处理能力,3）数据库管理系统的实施与测试,建立实际的数据库结构、装入数据、进行测试和试运行的过程称为数据库的实施。 1）建立实际数据库结构 2）装入试验数据，调试应用程序 3）装入实际数据 4）进

6、入试运行 数据库试运行也称为联合调试，其主要工作包括：功能测试，实际运行应用程序，执行对数据库的各种操作，测试应用程序的各种功能；性能测试，测量系统的性能指标，分析是否符合设计目标。,1.8.3 数据模型简介,数据模型 现实世界中的客观事物是彼此相互联系的。 一方面，某一事物内部的诸因素和诸属性根据一定的组织原则相互具有联系，构成一个相对独立的系统；另一方面，某一事物同时也作为一个更大系统的一个因素或一种属性而存在，并与系统的其它因素或属性发生联系。 客观事物的这种普遍联系性决定了作为事物属性记录符号的数据与数据之间也存在着一定的联系性。具有联系性的相关数据总是按照一定的组织关系排列，从而构成

7、一定的结构，对这种结构的描述就是数据模型。 从理论上讲，数据模型是指反映客观事物及客观事物间联系的数据组织的结构和形式。客观事物是千变万化的，各种客观事物的数据模型也是千差万别的，但也有其共同性。常用的数据模型有层次模型、网络模型和关系模型三种。,1.层次模型,层次模型:表示数据间的从属关系结构，是一种以记录某一事物的类型为根结点的有向树结构。 层次模型象一棵倒置的树，根结点在上，层次最高；子结点在下，逐层排列。 其主要特征如下： .仅有一个无双亲的根结点。 .根结点以外的子结点，向上仅有一个父结点，向下有若干子结点。 层次模型表示的是从根结点到子结点的一个结点对多个结点，或从子结点到父结点的

8、多个结点对一个结点的数据间的联系。,层次模型的示例如图 :,上海市,中国,北京市,牡丹江市,齐齐哈尔市,哈尔滨市,广东省,黑龙江省,2网状模型,网状模型（network model）是层次模型的扩展，表示多个从属关系的层次结构，呈现一种交叉关系的网络结构。 网状模型是以记录为结点的网络结构。其主要特征如下： .有一个以上的结点无双亲。 .至少有一个结点有多个双亲。 网状模型可以表示较复杂的数据结构，即可以表示数据间的纵向关系与横向关系。这种数据模型在概念上、结构上都比较复杂，操作上也有很多不便。,网状模型的示例如图:,张三,王五,李四,李六,张二,兄弟,同 事,夫妻,父子,母子,同事,周七,姐

9、 妹,夫妻,翁婿,3关系模型,关系模型（relational model）的所谓“关系”是有特定含义的，广义地说，任何数据模型都描述一定事物数据之间的关系。 关系模型的所谓“关系”虽然也适用于这种广义的理解，但同时又特指那种虽具有相关性而非从属性的平行的数据之间按照某种序列排列的集合关系。 关系模型的主要特点有： 关系中每一数据项不可再分，是最基本的单位； 每一竖列数据项是同属性的。列数根据需要而设，且各列的顺序是任意的； 每一横行记录由一个事物的诸多属性项构成。记录的顺序可以是任意的； 一个关系是一张二维表，不允许有相同的字段名，也不允许有相同的记录行。,关系模型的示例如图:,1.9 关系数

10、据库,1.9.1 基本概念 1.关系与表 关系的逻辑结构就是一张二维表.在VisualFoxPro中,一个关系就是一个表,表的扩展名为.DBF.表文件名即表的名称,也就是关系的名称. 2.属性与字段 属性:实体所具有的特性.属性的名称即属性名. 字段:在VisualFoxPro中,属性表示为表中的字段,属性名即字段名.,3. 系统的软件平台,系统的软件平台是选择和购置物流管理信息系统开发、运行、维护等工作所需操作系统和开发工具软件。 系统软件选择一般应遵循的原则是：符合开放式系统、有必要和足够的软件工具支持、能够支持新技术、购买成本低。,1）操作系统的类型、结构与选择,操作系统有微机操作系统、

11、网络操作系统和嵌入式的操作系统。操作系统按其功能特征的不同，又可分为批处理系统、分时系统和实时系统。 操作系统的结构有三种：整体式结构、核心结构和层次结构。 选择操作系统的要求： （1）硬件配置必须能支持所选择的操作系统， （2）操作系统是否能够满足对物流系统数据处理（容量、时间等方面）的要求。 （3）操作系统还应该有适当的应用软件的支撑，可以完成系统开发、运行、维护等工作。 （4）操作系统的安全性的考虑。,2）开发工具的类型、结构与选择,表6-3 物流管理信息系统主流开发工具,开发工具的选择,开发工具各有千秋，可以通过系统集成技术和平台集成技术，将B/S和C/S结构融为一体，形成信息平台的三

12、层B/S结构。具体要选择什么样的模式结构，应综合分析各种因素，如下： （1）开放性； （2）易用性； （3）硬件要求和性能； （4）支持团体开发； （5）面向对象性,3）系统运行的软件构架,图,6,-,2,系统软件构架,客户层,Client tier,应用层,Middle tier,企业信息系统层,EIS tier,客户端,客户端,客户端,Web,服务器,Servelet,JSP,HTML,XML,应用服务器,Application,Server,EJB,EJB,EJB,EJB,客户端,Enterprise Java Service,JMDI, JDBC, JMS, RMI/IIOP,数据库服

13、务器,DBS,RDBMS,Explorer,Win2000, Linux, AIX, UNIX,SQL, Oralcle, DB2,防火墙,LMIS,GPS,、,GIS,、,GSM,RF,、,BARCODE,4. 系统的硬件平台,系统应用硬件如下： 计算机与服务器 数据采集设备 输出设备 存储设备 一般硬件选型应遵循以下原则： 选择通用机型； 满足应用的处理速度要求； 采用的系统结构应当是先进的、开放的体系结构； 支持所选择的软件平台的能力； 厂家或供应商的技术服务与售后服务好； 操作方便。,6.2系统总体结构,系统的总体结构设计，是指在系统分析的基础上，对整个 系统在结构上的划分，硬软件环境

14、的配置和确定子系统与 模块的处理流程，对新系统的总体结构型和可利用的资源 进行宏观设计。 系统总体结构设计的原则： 分解协调原则； 自顶向下原则； 信息隐蔽、抽象原则；一致性原则； 明确性原则； 模块之间的耦合尽可能小，模块内部组合要尽可能紧凑； 模块的扇入系数和扇出系数要合理； 模块的规模适当。,系统设计,将系统划分成子系统 子系统 是一组相关的类、关联、操作、事件和约束，并有一个与其它子系统之间的定义清晰的小型接口。 分层 分区 组合分层和分区,组合分层和分区-ATM,用户,ATM,现金卡,交易,联盟,通信线路,交易,出纳员,出纳柜台,交易,账户,客户,卡验证,数据库,通信线路,工作站代码

15、,银行代码,ATM工作站,联盟计算机,银行计算机,用户界面,企业系统规划法 U/C矩阵法 实现子系统划分的方法很多，“U/C矩阵法”是其中较为常用和有效的方法。 U/C矩阵法的六个步骤 填入“数据类”； 填入“功能”； 标以“U”或“C”； 按逻辑关系及发生的顺序，重排各功能； 重排数据类，使所有“C”尽可能靠近对角线； 分组（如下图所示），结果不唯一。,1. 系统的模块设计,结构化系统设计思想：将系统自顶向下划分为若干个子系统，而子系统又划分为模块，模块又划分为子模块，层层划分直到每个模块能够作为计算机可执行单独程序为止。 结构化系统设计方法采用结构图（structure chart，SC）

16、，用于描述系统模块结构的图形工具。,1）模块的定义,模块是指可以组合、更换和分解的单元，是组成系统，便于处理的基本单元。把一个信息系统设计成若干模块的方法称为模块化。 模块应具备以下四个要素： (1）输入和输出：模块的输入来源和输出去向都是同一个调用者，一个模块从调用者取得输入，加工后再把输出返回调用者。 (2）功能：模块把输入转换成输出所做的。 (3）内部数据：仅供该模块本身引用的数据。 (4）程序代码：用来实现模块功能的程序。,2）模块结构图,模块结构图主要关心的是使系统的外部属性，即上下模块、同级模块之间的数据传递和调用关系，与模块的内部无关。它是结构化系统设计中描述系统结构的图形工具。

17、 模块结构图由模块、调用、数据、控制和转换等五种基本符号。,图,6,-,3,模块结构图的基本符号,模块,调用,转换符号,数据,控制信息,3）模块的耦合和聚合,模块的独立性可以用聚合和耦合两个定量准则来度量。 耦合是模块与模块之间的连接形式。从耦合的弱到强可以分为5种：数据耦合、特征耦合、控制耦合 、公共耦合、内容耦合。 聚合是模块内部的集会程度，表示该模块功能的相对强度。一般按功能的强度从强到弱包括7类：功能聚合(最好)、顺序聚合、通讯聚合、过程聚合、时间聚合、逻辑聚合和机械聚合。,4）结构图,结构图代表了系统的一种静态结构，它指出了模块间是否有关系，是否相互影响。与数据流程图不同的是结构图表

18、现的是层次、上下级模块的调用和控制关系，而它的设计是根据系统的数据流，定义一组不同的映射，对系统功能模块进行分解和扩展，合理地将数据流程图转换为系统的结构图。,模块结构图的转换步骤,在系统的设计阶段的主要任务就是将分层DFD以及DD中的处理逻辑说明转换/映射为模块结构图和模块说明书，步骤如下: 细化叶子模块。根据DD中处理逻辑说明，将初始结构图中的叶子模块细化，得到每个叶子模块的结构图。 将叶子模块的结构图合并到初始结构图，得到扩展后的结构图。 优化扩展后的模块结构图，根据模块化的高聚合、低耦合的原则，优化扩展后的模块结构图，获得最终模块结构图。,5）模块说明书,模块说明书描述模块的内部属性，

19、完成对每个模块的详细设计。如下表：,表64模块说明书,2. 系统的功能设计,统的功能图主要用来描述系统的功能块，说明参与者和功能之间的关系，不解释系统的内部结构。,6.3物流管理信息系统的详细设计,物流管理信息系统详细设计的任务是设计每个模块的实现细节和局部数据结构。 详细设计的内容：系统输入输出（I/0）设计、数据库设计、代码模型设计、安全设计及相关文档和报告的编写。,1. 输入设计,输入设计应遵循以下原则： 可靠性 简单性 易学易用性 输入界面应简单明了、色彩适中、风格 统一 快速响应性,2. 输出设计,输出设计的目的正是为了正确及时地反映和组成用于生产和服务部门的有用信息。因此，一个好的

20、输出设计可以为管理者提供简捷、明了、有效、实用的管理和控制信息。 输出设计主要设计以下两个方面： 1) 显示设备的输出格式设计 2) 报表打印的设计,3. 界面设计,用户界面是系统与用户之间的接口，也是控制和选择信息输入输出的主要途径。用户界面设计应坚持友好、简便、实用、易于操作的原则，尽量避免过于繁琐和花哨。涉及如下几个方面： 1）人机对话设计； 2）出错提示设计； 3）界面的集成设计。,6.4物流管理信息系统的数据库设计,数据库设计包括概念数据模型设计和物理数据模型的设计。本节主要讲解数据库的设计方法和建模工具。,1. 概念数据模型,概念数据模型是独立于任何计算机系统实现的，只是用来描述某

21、个特定组织所关心的信息结构，是现实世界到信息世界的第一层抽象，主要用于数据库概念设计。其描述方法是E-R模型。,1）ER模型,ER模型（实体联系模型）也被称为ER图，是描述概念世界、建立概念模型的实用工具。ER图包括几个主要构件，如图6-5所示。,2）ER模型构件,实体（型）：用矩形框表示，框内标注实体名称。 属性：用椭圆形表示，并用连线与实体连接起来，在实体中作为主码的一部分属性以下划线标明。 实体之间的联系：用菱形框表示，框内标注联系名称，并用连线将菱形框分别与有关实体相连，并在连线上注明联系类型。 多值属性：用两个套在一起的实线椭圆表示。 派生属性：用一个虚线椭圆来表示。,物资库存管理E

22、-R模型示例,2. 物理数据模型的设计,物理数据模型的设计是指数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。 数据库物理设计的任务是，为每个关系模式选择合适的存储结构和存取路径。,1）数据表的设计,关系模型的逻辑结构是一组关系模式的集合，所以将E-R图转换为关系模型实际上就是要将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式。一个关系模型相当于一个记录型，也是一张表。 转换一般应遵循如下原则： （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； （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的属性转换为关系的属性； （3）具有相同码的关系模式可以

23、合并。,表65供应商资料表,2）数据的转储设计,数据的转储就是建立冗余数据。数据的转储分为：静态转储和动态转储；海量转储和增量转储。 静态转储是指在转储期间不允许对数据库进行任何存取、修改操作； 动态转储是在转储期间允许对数据库进行存取、修改操作，因此，转储和用户事物可并发执行。 海量转储是指每次转储全部数据； 增量转储是指每次只转储上次转储后更新过的数据。,3）历史数据的查询存储设计,数据的查询存储设计需要选择物理数据库设计所需参数，包括如下： 1）数据库查询事务； 2）数据更新事务； 3）每个事务在各关系上运行的频率和性能要求。,3. 数据库的规范化与非规范化,规范化设计的基本思想是通过对

24、关系模式进行分解，用一组等价的关系子模式来代替原有的关系模式，消除数据依赖（包括函数依赖和多值依赖）中不合理的部分，具有较少异常性与较小的冗余度。 关系规范化可按属性间不同的依赖程度分为第一范式、第二范式、第三范式、Boyce-Codd范式以及第四范式。在工程中3NF、BCNF应用得最广泛。 非规范化要求适当地降低甚至抛弃关系模式的范式，不再要求一个表只描述一个实体或者实体间的一种联系。其主要目的在于提高数据库的运行效率。,3. 数据库的规范化与非规范化,4. 多维数据模型,Kimball提出的多维模型降低了范式化，以分析主题为基本框架来组织数据。以维模型开发分析主题，采用总线型结构先建立数据

25、集市，使所有的数据集市具有统一的维定义和一致的业务事实，融合了自下而上和自上而下两种设计方法的思想。 目前业界比较常用的多维数据模型结构有：星型结构、雪花结构和星群型结构。,4. 多维数据模型,5. 数据库建模工具,目前流行的数据库建模软件有很多，每种都有各自的优缺点.当前流行数据库建模工具Power-Desinger、Rational Rose、Together、Erwin和Microsoft Vision，如表6-6和表6-7所示。,表66当前流行数据库建模工具（1）,表67当前流行数据库建模工具（2）,6.5物流管理信息系统的代码模型设计,代码是用来代表某实体或实体某属性的一种符号，通常

26、由数字、字母组成。编码就是代码的编制过程。需要编码的实体或属性统称为编码对象。 需要编码的实体有许多，企业常见的编码对象例如部门、职工、产品、零部件（标准件）、材料、设备、固定资产、会计科目、客户、供应厂商、外部相关单位等。,1.代码的分类,按不同的分类标准，可将代码分类。 1按代码的基本结构分类有：顺序码、块码、层次码、特征码、十进制码、助忆码、缩略码 2按照代码中采用的符号分类有：数字型代码、字母型代码和字母数字型代码。 3按代码涉及的范围，企业代码一般有全局代码和局部代码。凡涉及或应用于多个子系统的代码称为全局代码，仅在一个子系统中应用的代码称为局部代码。,2.代码的设计,设计的作用主要

27、有以下几个方面： （1）唯一地标识一个实体或属性值。 （2）系统集成的基础。 （3）便于分类和统计。 （4）在某些场合节省存储空间。 （5）便于排序与索引。 （6）能提供专门含义。 代码设计要遵循以下一些基本原则：唯一性、合理性、可扩充性、一致性、标准性、简单性和稳定性。,美国的身份证和驾照就是用的二维条码，其中条形码和磁条一般在反面，如图2-4。,6.6物流管理信息系统的安全设计,系统安全设计的主要内容包括： （1）系统的数据安全，如数据安全、数据库系统的安全，它们是管理信息系统中最重要的安全内容； （2）网络和系统的运行安全； （3）软件安全（如保护系统软件与应用软件不被非法复制、不受病毒

28、的侵害）； （4）系统实体的安全（包括计算机机房的物理条件及设施的安全标准、计算机硬件的安装及配置等）。,6.6物流管理信息系统的安全设计,系统安全设计方案,系统安全设计方案涉及因素很多，从防范措施来看可以有这4大类： 法律保护、硬件物理保护、软件保护和管理制度保护。方案设计中有时有信息的价值、保护成本和收益的权衡。主要从这几方面考虑： 1）系统业务及需求； 2）系统结构； 3）信息分类及处理方式； 4）系统风险评估； 5）安全策略及安全功能实现； 6）安全管理方式； 7）主要软硬件设备及性能。,6.7物流管理信息系统的其他设计,系统设计的主要文档包括： （1）系统总体结构图（包括总体结构图、

29、子系统结构图、计算机流程图等）。 （2）系统设备配置图（网络、数据库、软件、硬件等）。 （3）系统分类编码方案（分类方案、编码和校对方式）。 （4）数据库结构图（DB的结构（主要指表与表之间的结构）、表内部结构（字段、域）、数据字典等）。 （5）I/O设计方案。 （6）层次化模块结构图等。 （7）系统详细设计方案说明书。 （8）系统的安全设计方案。 系统设计报告包括系统运行平台分报告和系统物理模型设计分报告。,系统设计,如何求解问题 估算系统性能 制定复用计划 将系统划分成子系统 确定问题内部的并发性 配置子系统的硬件 管理数据存储 处理全局资源 选择软件控制策略 处理边界条件 设置权衡优先级

30、 选择架构风格,系统设计,估算系统性能 不要担心细节，只需逼近、估算，如有需要，还可猜测。 ATM 一家银行有40家支行，每个客户花一分钟执行一次会话，可推算峰值需求大约是1分钟40次交易。 不需异常快速的计算机硬件 图书馆、股票交易系统？,系统设计,制定复用计划 模型 库 框架 模式 业已验证的通用问题的解决方案 ATM 事务,系统设计,将系统划分成子系统 子系统 是一组相关的类、关联、操作、事件和约束，并有一个与其它子系统之间的定义清晰的小型接口。 分层 分区 组合分层和分区,组合分层和分区-ATM,用户,ATM,现金卡,交易,联盟,通信线路,交易,出纳员,出纳柜台,交易,账户,客户,卡验

31、证,数据库,通信线路,工作站代码,银行代码,ATM工作站,联盟计算机,银行计算机,用户界面,系统设计,确定问题内部的并发性 识别内部的并发性 ATM机：中央系统失效，每台机器继续自行运行 定义并发任务 ATM机：当银行校验账户或处理银行交易时，ATM机就会空闲,系统设计,配置子系统的硬件 估算硬件资源需求 ATM ATM机本身：单个CPU足够 联盟计算机：多个CPU或多台计算机 银行计算机：单个或多个CPU或多台计算机 权衡硬件和软件 用硬件和软件实现哪些子系统？ ATM 通用计算机足够 给处理器分配任务 后勤、通信限制、计算限制 ATM：只有后勤需求 确定物流连通性 连接拓扑、重复部件、通信 ATM：星型,系统设计,管理数据存储 数据结构 文件 数据库 ATM 关系型数据库,系统设计,制定复用计划 将系统划分成子系统 确定问题内部的并发性 配置子系统的硬件 管理数据存储 处理全局资源 选择软件控制策略 处理边界条件 设置权衡优先级 选择架构风格,