資源簡介

第3單元：信息系統的設計與開發
3.1信息系統的設計
一個信息系統的建立，首先從解決實際問題開始，即我們必須知道 為何要建立該信息系統。接著我們需要思考建立該信息系統是否可行， 即需要進行項目的可行性分析。
可行性分析是在項目投資決策前，對擬建項目進行全面的社會、技術、經濟分析與論證，并對其做出可行或不可行評價的一種科學方法。
A、可行性分析
1.社會可行性。
主要從政策、法律、道德、制度等社會因素論證軟件項目開發的可行性和現實性。其中，最重要的是運行環境可行性和法律可行性。
2.技術可行性。
主要是從技術角度出發，決定軟件項目開發的可行性。技術可行性分析包括以下幾個方面:
(1)在限定條件下，功能目標是否能達到;
(2)利用現有技術，性能目標是否能達到;
(3)對開發人員數量和質量的要求，并說明是否能滿足;
(4)在規定的期限內，開發是否能完成。
3.經濟可行性。
通過比較成本和效益(包括直接經濟效益和間接社會效益)，可以判斷要立項的軟件項目是否值得開發。
經過以上三方面的可行性分析，才能決定該信息系統是否需要開發。如果確定要開發，接下來的工作就是對項目進行需求分析。
B、需求分析
需求分析是從客戶的需求中提取出系統能夠幫助用戶解決的業務問題，通過對用戶業務問題的分析，確定系統的功能、性能等，最終描述為具體的信息系統需求規格說明。
不同人的需求是不同的。普通用戶一般不關心系統如何實現，對系統的技術細節不感興趣;而信息系統開發者則需要了解系統如何工作等更詳細的內容，因為他們關心系統將如何支持業務過程。只有信息系統 開發者和用戶在對系統需求達成一致之后才能開始設計系統，否則，對 需求定義的任何改變都可能導致開發上的大量返工。因此，系統的需求分析應該是開發人員和用戶或客戶-起完成的。
C、數據存儲
通過觀察圖書管理信息系統的功能層次圖，大家是否發現了這樣一個問題：信息系統要采集信息，一定會產生數據，這些數據存儲在什么地方才能讓系統很方便地找到呢
1.數據可以存儲在自定義的文件中。
2.數據可以存儲在自己建立的電子表格( 如Excel)中。
3.數據可以存儲在專用的數據庫中。
D、概要設計
概要設計是用戶需求與軟件詳細設計之間的橋梁，是將用戶目標與需求轉換成具體的功能界面設計方案的重要階段。
概要設計需要對軟件系統的設計進行考慮，包括系統的基本處理流程、系統的組織結構、模塊劃分、功能分配、接口設計、運行設計、數 據結構設計和出錯處理設計等，為軟件的詳細設計提供基礎。
顯然，概要設計建立的是目標系統的邏輯模型，與計算機無關。概要設計報告由開發者根據需求分析報告的要求進行編寫。
完成概要設計后，就要進行詳細設計，然后進行編碼實現及測試。
E、信息系統的生命周期
-個信息系統的研制，從問題的提出開始，經過開發、使用、維護、修訂，直到最后終止使用而被另一個信息系統所取代，就像是一個生命體從孕育、出生、成長到最后消亡，這個狀態變化的過程稱為信息 系統的生命周期( life cycle )
信息系統的生命周期可劃分為問題定義、可行性研究與計劃、需求分析、概要設計、詳細設計、編碼實現、測試、使用和維護幾個階段, 相鄰的階段既相互區別又相互聯系，每個階段都以前一階段的工作成果為基礎。
F、快速原型模型
對于如何開發一個信息系統，我們已經有了一定了解。前面的學校圖書管理信息系統的開發，采用的方法是先快速、粗略地設計一個系統模型，然后交給用戶即學校進行審核或評估，再根據學校提出的修改意見和需求進一步修改、 完善系統：之后將修改過的系統再交給學校評估， 由此循環反復，最終形成一個確定的系統。這種開發模型被稱為快速原型模型。
使用快速原型模型的基本過程如下，如圖3. 1.5所示。
(1)用戶和開發人員根據初始需求，共同制訂一個項目計劃。
(2)用戶和開發人員利用快速分析技術，共同定義需求和規格。
(3)設計者開發一個系統原型。
(4)設計者演示系統原型，用戶來評價性能并識別問題。
(5)如果系統原型不可行，重新設計或選擇系統原型。如果對系統原型不滿意，則修改系統原型。循環執行這個過程，直至用戶滿意為止。
(6)在確定的系統原型的基礎上進行更詳細的設計、開發和完善。
(7)運行系統并進人系統維護階段。
G、瀑布模型
對管理信息系統，還可以按照信息系統生命周期劃分的不同階段 順序進行開發，仔細考慮每一-個細節問題，最終形成一個相對完整的系統，交付用戶使用。
瀑布模型是從時間角度對軟件開發和維護的復雜問題進行分解。如圖3.1.6所示，該模型規定了自上而下、相互銜接的固定次序，如同瀑布流水，逐級下落。它的開發過程是通過一系列階段順序展開的。該模型的含義如下
第一，必須等前一階段工作完成后，才能開始后一階段的工作。
第二，前一階段的輸出文檔是后一階段的輸人文檔。只有前一階段的輸出文檔正確，后--階段的工作才能獲得正確的結果。相鄰兩個階段具有因果關系，緊密相連。
3.2數據庫的構建
A、Access可視化操作界面
Access是由微軟發布的關系數據庫管理系統，是Microsoft Office的系統程序之一。在Access程序中，僅通過直觀操作而不需要編寫代碼就 能夠創建、修改、刪除數據庫，這種操作方式稱為可視化操作。具有可視化操作功能的程序界面稱為可視化操作界面。可視化操作降低了程序設計的門檻。
B、數據類型
在表的設計視圖中，每一個字段都有數據類型，Access支持多種數據類型，如文本、數字、日期/時間等。
(1)文本。
在Access 2010及之前的版本中，這種數據類型最多允許255個字符或數字。Access默認的文本最多是50個字符，可以通過設置“字段大小”屬性控制可輸人的最大字符長度。
(2)數字。
數字類型數據用來存儲進行算術計算的數字數據。用戶可以設置“字段大小”屬性，定義-一個特定的數字類型，如“字節”“整型”“長 整型”“單精度型”“雙精度型”“小數”等類型。由于數據庫中通常不保存數量單位，用數字來描述事物數量時，要注意單位的統一 。
(3)日期/時間。
日期/時間類型用來存儲日期、時間數據，每個日期/時間字段需要8個字節的存儲空間。
C、在數據庫中存儲多媒體數據
信息系統的數據庫除了要存儲文本信息之外，還可以存儲圖片、音頻、視頻等多媒體數據信息。通常多媒體數據并不直接存儲到數據表中，而是以文件的形式存儲在服務器的硬盤之中，數據表僅存儲多媒體 數據的地址信息。當用戶需要瀏覽多媒體信息時，Web服務器根據數據庫中的多媒體文件地址向用戶提供相應的多媒體數據。
3.3信息系統的數據輸入
A、表單
在HTML文件中，表單用于接收用戶的各種輸人，用戶單擊按鈕提交表單時向服務器傳輸數據，從而實現用戶與Web服務器的數據傳遞。
在HTML文件中，網頁中的很多對象(或稱元素)用成對的標記表示，如表單用

表示。
form標記中的action和method為表單的屬性。
action表示表單數據將提交給哪一個 程序處理。
method表示表單數據的傳遞方式。常見的傳遞方式分為get和post。以get方式傳遞數據，瀏覽器將在地址欄中呈現傳遞的數據；以post方式傳遞 數據，數據不會出現在地址欄中，所以適合傳遞敏感數據。此外，以get方式提交的數據量比較小，通常為2KB以內； post方式理論上沒有數據量大小的限制，但為了保證系統的穩定運行，通常會限制在2MB以內。
B、表單元素
用戶向信息系統提交的數據多種多樣，為了便于用戶的操作， HTML定義了多種類型的表單元素。部分表單元素的網頁呈現示例與功能如表3.3.1所示。
說明:
(1)單選框通常按組使用，同屬一組的多個單選框的name屬性相同。
(2) HTML定義了三種按鈕，用type屬性加以區分。三種按鈕的 type屬性分別為button、submit 和reset。
button為普通按鈕。
submit為提交數據到服務器的按鈕。
reset為清除表單中所有輸人數據的按鈕。
C、交互
交互( interaction)指人工制品在特定場景下的反應方式。用戶使用各種信息服務過程中的感覺就是一種交互體驗。
從用戶角度來說，交互設計是一種讓產品變得更易用、有效、令人愉悅的技術；從設計者角度來說，要進行交互設計，必須了解目標用戶的期望，了解用戶在同產品交互時彼此的行為，同時，還包括了解各種 有效的交互方式，并對它們進行增強和擴充。
D、用戶與服務器之間的通信
用戶通過瀏覽器訪問信息系統的過程可以分為以下幾個主要步驟。
1.用戶在瀏覽器地址欄中輸入地址，瀏覽器根據地址向Web服務器(或稱應用程序服務器)發起訪問應用程序的請求。
2.Web服務器根據用戶提交的網址查找應用程序文件，如果Web服務器找到了文件，就將處理結果返回給用戶;如果沒有找到文件，則默認給用戶返回-個404錯誤(表示文件不存在)。
3.如果用戶請求的應用程序文件要求訪問數據庫服務器，Web服務器就向數據庫服務器發起訪問請求。
4.數據庫服務器根據Web服務器發來的請求，向Web服務器返回操作結果或是數據集合，再由Web服務器根據應用程序文件的要求進行相 應處理之后返回給瀏覽器供用戶瀏覽。
E、結構化查詢語言
Structured Query Language簡稱SQL，譯為結構化查詢語言，是關系數據庫的標準語言。SQL語言功能很強，但表達很簡單，用戶只需要告 訴數據庫管理系統“做什么”，而無須指明“怎么做”，這大大降低了 使用難度。
SQL的功能不僅僅是查詢，它還能夠實現創建、修改、刪除數據庫對象以及對數據表中的數據進行增、刪、改等操作。
SQL語言不區分大小寫，但在實際使用時，SQL的關鍵字應大寫, 用戶自己定義的內容用小寫。
F、插入命令
SQL的插人命令( INSERT命令)用于向數據表中插入記錄。 INSERT命令的基本格式為:
INSERT INTO表名(字段1,字段....
VALUES (值1,值....
[例]
INSERT INTO學生表(學號,姓名,年齡)
VALUES (001;李曉峰'，18)
該語句的功能是將(001',李曉峰',18)插入學生表中。 應注意值和字段之間的對應關系。在SQL語句中，文本類型數據的值用一對英文半角單引號表示，數字數據直接用數字表示。日期數據用
3.4信息系統的數據處理
A、session
session可譯為會話，可以用來保存用戶(客戶端)的狀態值。當用戶打開瀏覽器并產生一-個session之后，服務器將為用戶保存這個session,直 到這個session失效或用戶關閉瀏覽器為止。
在Web開發中，常常利用session進行跨頁面的參數傳遞。以用戶名信息的傳遞為例，用戶打開瀏覽器輸人用戶名并提交登錄時，服務器產. 生并保存session變量;在此后需要用到用戶信息的網頁中，只需要調用保存的session變量即可。
[例]
#用戶登錄成功時定義session變量，保存用戶編號studentNumber
request.session['userID']= studentNumber
#在需要使用用戶編號的頁面調用session變量，該變量值通常作為數據庫查詢的關鍵字
studentNumber = request.session.get(userID')
str_ Select = "SELECT * FROM [學生表] WHERE [學號]= '%s' "%studentNumber
B、查詢命令( SELECT )
SELECT命令用于在數據表中查詢記錄。SELECT命令的基本格 式為:
SELECT字段1,字段2, .... FROM表名
WHERE條件
例如，從學生表中查詢年齡大于16歲的學生的學號、姓名、性別等 信息，查詢語句為:
SELECT學號，姓名，性別FROM學生表WHERE年齡>16
查詢所有女生的學號和姓名，查詢語句為:
SELECT學號，姓名FROM學生表WHERE性別=女
WHERE子句為可選項，SELECT語句中不包括WHERE子句時表示選擇所有的記錄。如果在WHERE子句中包括多個條件，需要使用“AND”和“OR”進行條件的連接。其中，“AND” 表示同時滿足“AND”兩端的條件；“OR”表示滿足“OR”兩端任意-一個條件。
[例]
查詢學生表中年齡大于16歲的所有男生的學號和姓名,查詢語句為:
SELECT學號，姓名FROM學生表
WHERE年齡> 16 AND性別=男'
查詢學生表中年齡小于16歲或性別為“男”的學生信息,查詢語句為:
SELECT* FROM學生表
WHERE年齡<16 OR性別=男'
C、模糊查詢( SELECT WHERE LIKE )
模糊查詢主要是指在SQL查詢語句中用特殊的符號( 通配符)來代替零個、一個或多個任意的字符，以查找部分信息準確、部分信息不準 確的數據。
“%”和“_”是SQL語言的特殊符號。
“%”表示零個或任意多個字符，“_”表示一個任意的字符。比如，在查詢語句中用通配符來表示“姓名”字段的值，則“李%”表示 所有姓李的學生，“%李%”表示姓名中含有“李”的所有同學;“李_” 表示姓名中一共有兩個字，其中第一個字為“李”的所有同學。
注意:在Python中， %為轉義符。要輸出“%”，不能直接輸人“%” ，而是應該輸入“%%'
D、UPDATE
UPDATE命令用于更新數據表中的數據，其格式為:
UPDATE表名
SET列名=值
WHERE條件
WHERE條件為可選項，當WHERE條件存在時，UPDATE將修改指定表中符合條件的記錄；當WHERE條件不存在時，將修改指定表中所有數據。.
3.5信息系統的數據呈現
A、聚合查詢
在SQL語句中，聚合查詢( aggregate query )是指通過包含-一個聚合函數( aggregate function )來匯總多個數據項的值。聚合函數對一組值執行計算并返回單一的值。
常見的聚合函數包括求和函數SUM()、求平均值函數AVG()、求最大值函數MAX()、求最小值函數MIN()、計數函數COUNT()等。除了COUNT以外，聚合函數忽略空值。
聚合函數經常與SELECT語句的GROUP BY子句一同使用。
B、TOP子句
在SQL語句中，TOP子句用于規定要返回的記錄的數目。
對于擁有數千條以上記錄的大型表來說，TOP子句是非常有用的。
TOP子句以兩種方式指定輸出的記錄數，--種是直接指定輸出的數量, 另一種是指定記錄的百分比。
TOP子句的具體使用方法如下所示。
例如，從學生表中選擇前兩條記錄:
SELECT TOP2 * FROM [學生表]
例如，從學生表中選擇前50%的記錄:
SELECT TOP 50 PERCENT * FROM [學生表]
C、ORDER BY子句
在SQL語句中，ORDER BY子句用于根據指定的列對結果集進行排序。ORDER BY子句默認按照升序對記錄進行排序。如果你希望按照降序對記錄進行排序，可以使用DESC關鍵字。
根據姓名降序輸出所有數據，SQL語句為：
SELECT* FROM [學生表] ORDER BY姓名DESC
D、MVC框架
模型一視圖一控制器( MVC )把代碼的定義和數據訪問的方法(模型，Model)與請求邏輯(控制器，Control)以及用戶接口(視圖，View)分開來。這種設計模式關鍵的優勢在于各種組件都是松散結合 的。這樣，頁面設計師可以改變HTML頁面的樣式而不用接觸Python 代碼;數據庫管理員只需要關心數據庫和數據表的結構設計而不用考慮數據如何訪問。由此，從事系統開發的人員能夠更好地進行分工合作，提升開發效率。
E、CSS
CSs ( Cascading Style Sheets,層疊樣式表)是一種用來表現HTML對象顯示屬性的語言。HTML標記中的style屬性即為該標記的CSS 代碼。
style屬性的取值與其他屬性的取值有所不同。其他屬性的值為具體 的數據，如標記的name屬性、width 屬性。style 屬性的值為一段代碼，能夠為該標記的一個或多個屬性賦值，更為精細地描述對象的顯示狀態。
F、HTML的表格
在HTML中，用來定義一個表格。表格包括若干的行，每一行包括若干單元格。一個兩行三列的表格可以表示為:

第一行第一格	第一行第二格	第一行第三格
第二行第一格	第二行第二格	第二行第三格

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