系统总体设计说明书教学提纲.doc

系统总体设计说明书

总体设计说明书
一、 引言
1、编写目的
根据课程设计的要求，结合校园实际情况，我们计划利用GIS的功能和方法做一个关于校园的高效、易用的导航系统，本系统初步目的是为那些对大学校园还很陌生的人提供就一些服务，让他们通过此系统能快速知道目的地在哪，去目的地怎么走，从而节省他们宝贵的时间；以及为在校大学生提供基本的生活信息，学习信息和活动信息等。
2、背景说明
软件名称：“理工之窗”导航系统
项目提出者：毛超荣
项目开发者：毛超荣、王世远、杨克明、彭冠峰、宋红见
用户：
3、系统设计意义
随着互联网技术的发展，GIS已经深入应用到生活的方方面面，给人们的生产生活带来了很大的便利。导航系统的出现使人们的出行变得十分便捷，了解的GIS的强大功能后，为此我们试想用所学到的理论知识结合校园实际需求做一GIS导航系统，方便广大以学生为主体的群体的工作、生活和学习，在地理信息系统快速发展的今天，大部分系统是介于大公司、大项目的设计，很少是关于一个像大学校园等小小范围的导航系统，在此背景下，本系统的设计为广大师生及所有的系统访问者提供一个实用的平台，为他们带来便利。同时也是一个窗口，通过它可以让更多的人了解我们的学校。

4、参考资料

二、用户需求分析成果
1、系统功能需求
“理工之窗”学生服务系统围绕着网站的使用情况在用户、信息、服务、数据等方面进行管理。从系统运行环境来看，系统建设功能大致可分为两大部分：对外服务网站、内部信息处理系统。
本部分从内部使用者的角度，对系统功能需求进行了分析和描述。
1.1、系统总体功能需求
业务系统是以GIS系统为基础，反映学生服务特点，是集导航和查询功能于一体的的信息系统，其中包括学习信息服务系统、生活信息服务系统、系统维护管理信息系统和人员管理信息系统。系统各功能模块情况如下图：

1.2、功能模块的具体内容和需求明细
“理工之窗”学生服务系统

学习信息服务
生活信息服务
系统维护管理
人员信息管理
空
闲
教室
查询
学术活动
查询
最佳路径
查询

位置服务
社团活动
查询

网络维护
数据库维护

数据维护
普通用户管理
管理员管理

1.2.1、学习信息服务系统
模块描述：该部分主要是为同学们的学习服务的，为同学们提供实时的与学习方面有关的各种信息。
① 空闲教室查询
功能描述：点击空闲教室查询按钮，出现查询目的地选择框和查询时间段输入框，在两个框中输入相应的文字，点击查询按钮，即可查询三个教学楼及各个学院没有课的教室。
所需输入数据：目的地名称和时间
② 学术活动查询
功能描述：点击学术活动查询，出现地点选择框和时间输入框，如果单独选择地点选择框会显示该地点最近要举行的活动，然而如果只选择时间段则会显示早该时间段内哪些地方有学术活动。
所需输入数据：目标名称和时间
1.2.2、生活信息服务系统
模块介绍：该模块主要是为同学们的生活服务的，能为同学们的课余生活在校内活动带来方便。
① 最佳路径查询
功能描述：点击最短路径查询，出现出发点选择框、目的地选择框和出行方式选择框，其中出行方式有步行和骑自行车两种方式供选择 ，再单击查询按钮，就会在学校地图上高亮显示出两地之间的最短路径，并且高亮显示出起始点和目的地及沿途重要标志地物。
所需输入数据：出发点名称、目的地名称及出行方式。
② 位置服务
功能描述：点击学校机构查询，出现目标选择框，用户在其中选择要查询的地点，然后地图上高亮显示目标的位置并出现对目标的简要介绍，而且如果是学校机构会有相应的网址，通过单击可以进入机构主页。
所需输入数据：目标名称
③ 社团活动查询
功能描述：该子模块功能和使用方法与学术信息查询子模块功能相近，只不过在此模块中同一片场地同一时间段可以举办多场活动，而且同一活动可以持续很长一段时间也可更换举办的场地，因此它比学术活动的情况要复杂一点。
所需输入数据：活动地点和举办时间
1.2.3、系统维护管理信息系统
模块介绍：该模块主要是为了系统能正常的运行而设立的，有系统管理员来操作，通过此模块来保证系统安全、稳定、高效的为用户提供服务。
① 网站维护
功能描述：主要是系统管理员对系统的网站进行管理，保障网站能正常的运行，并通过对用户的体验进行调查和用户的反馈意见对网页进行升级改进使之更能方便用户使用。
② 数据库维护
功能描述：地理信息数据库是系统的重点，对它的维护是重中之重。由于地理信息数据量庞大，管理起来难度很大，因此要统计好数据库的使用情况，对数据库进行调整使之更能安全、稳定、有效的运行。
③ 数据维护
功能描述：数据是系统的血液，没有它系统就一无是处。要保证数据的实时性和有效性，就必须及时对数据进行更新，添加新信息。过时的信息占有一定的空间会增加系统的负荷，讲的数据库的性能，因此要定期进行更新。
1.2.4、人员信息管理系统
模块介绍：主要是对访问系统的人员进行管理，保障系统安全。对普通用户的管理主要是设置他们的访问权限，限定他们的操作。系统管理员管理用来添加、删除管理员，并对不同级别的管理员的权限进行设置，便于系统的维护管理。

2、系统性能要求
2.1、系统性能需求
本系统在性能上尽量做到安全、实时性强、响应速度快、稳定性高、出错率低、兼容性好等优点。
2.1.1稳定性
在系统建设过程中，应该高度重视稳定性和对环境的适应性。在进行网络设计时应选用成熟的产品，保证其具有稳定的性能。同时保证网络的可靠性，防止信息错误与丢失，保障信息传输完整性。系统稳定性的其他方面，还表现在保证系统有效工作时间不低于99％，使系统故障平均间隔时间不低于300天。
2.1.2、可维护性
“理工之窗”学生服务系统的可维护性包括对数据的维护和对系统的维护。在设计是主要从以下几个方面进行考虑：
1） 对正常的数据维护，管理人员可以通过系统本身实现。数据维护包括权限设置、无用数据的删除、数据库的清理、数据备份与恢复等功能。
2） 数据的及时更新实现数据的实时性。包括活动信息的及时添加、教室变更信息的处理、学校建筑变更信息的选择等。
3） 全面按照软件工程的要求来开发系统，做到严格管理、严格测试。每个工作阶段，都具备相应的经过严格审查的文档，为将来为系统服务提供技术上的保证。
2.1.3兼容性需求
本系统研发过程中，要充分考虑本系统与现有信息化应用系统或在建应用系统之间的相互兼容性、集成性、界面风格一致性，及数据描述的一致性。
2.1.4、信息服务指标
1） 信息检索响应时间≤3秒
2） 信息查重时间≤5秒
2.1.5、吞吐量指标
1） 支持同时在线用户数不低于10000。
2） 并发用户数不低于5000。
2.2系统安全性需求
出于安全性考虑，本系统除了对外业务可运行于互联网络外，业务处理等环节放在学校内部的VPN专网网络运行，内部网络与外部网络之间要加强安全管理措施，从而保证业务系统在运行过程中的安全。
在系统安全问题上，应充分考虑系统运行安全和信息安全两个方面。
2.2.1系统管理运行的安全
① 保障系统安全、可靠和持续运行。
要求能够防止来自外部的恶意攻击，防止来自内容的恶意破坏。
② 保障系统的完整性、机密性和信息访问的权限认证。
要求有信息加密措施，对信息访问实现严格控制，对访问权限进行身份认证。
③ 安全机制的易用性
在确保安全的条件下，尽量为系统应用提供方便，实现统一的身份认证和基于角色的访问控制。
④ 提供容错风险保障
为了确保系统的可靠运行、数据的完整性，要求本系统必须提供系统容错机制。
2.2.2信息安全，即数据安全
① 具备严格的系统访问权限控制，并要具有防止越权操作的技术措施；具备数据保护管理功能，确保数据安全。
② 建立数据备份机制
建立健全对数据的备份机制，利用系统提供的数据备份功能，定期、不定期的进行数据备份，并转存到其它介质；通过数据库服务系统建立数据备份计划，由数据库系统自动完成数据备份工作。
③ 提供容灾风险保障
鉴于信息不可损坏、丢失，要求加强系统的意外灾害和人为误操作等不可预知的问题的预防和恢复措施。
通过多种技术手段、管理手段加强对结果存档数据的安全保护措施，从而保证业务系统的数据安全。

三、 GIS总体设计
3.1 设计目标、依据和方法
设计目标：1、通过对程序的设计可开发，掌握地理信息系统开发的基本方法，基本流程，开发的工具平台等，能够掌握软件开发的思想，能够独立的完成软件设计任务。2、主要针对在校大学生，为便捷学生的生活、学习提供WebGis系统服务平台，系统实施将能够为切合广大同学们实际应用。
设计依据：地理信息系统设计与开发理论、GIS二次开发经验和理论知识、实时收集校园道路、建筑物等相关信息数据库等。
设计方法：总体设计采用自上而下的结构化程序设计方法。子系统设计均采用由下而上的方法，先从实际调查出发，研究其可能设计的资料，确定其校园的规划和建设，然后逐级向上综合，子系统的划分给系统的逻辑设计和物理设计打下基础，为整个系统的运行提供保证。
层次图
Ø 层次图（Hierarchical Chart）是在软件总体设计阶段最常用的工具之一，用来描绘软件的层次结构。
HIPO图
Ø HIPO图是由美国IBM公司发明的“层次＋输入／处理／输出图”的英文缩写。HIPO图实际上由H图（即层次图）和IPO图两部分组成。这里的H图是在层次图的基础上对每个方框进行编号，使其具有可跟踪性。
Ø IPO图使用简洁的方框来方便地描述数据输入、数据处理和数据输出三部分之间的关系。

3.2 GIS软件架构
目前在应用型地理信息系统中，大多数都采用简单的C/S技术构架。C/S方式对网络要求比较高,一般适用于局域网内部使用。
随着Web技术的成熟,网络带宽的不断增加,采用B/S网络结构建立GIS信息系统完全成为可能。采用这种胖服务器、瘦客户端的运行模式,主要的命令执行、数据计算都在服务器完成，应用程序在服务器安装，客户机不用安装应用程序，所有日常办公操作可通过免费的浏览器来完成。

3.3 GIS软、硬件配置方案
硬件配置
Ø 硬件包括计算机、存储设备、数字化仪、绘图仪、打印机及其他外部设备
Ø 硬件配置的选择取决于系统的任务性质和经费条件
Ø 硬件设备的投资在GIS总投资中往往占较大比重，要考虑投资使用的优先顺序
Ø 硬件设备的选择还要根据软件的要求和软件的类型购置
软件配置
Ø GIS软件选择：
基本原则
Ø 性能能满足建立系统的需要；
Ø 具有较好的开放性和兼容性；
Ø 有良好的扩充性能；
Ø 有良好的用户界面和汉化条件；
Ø 性能价格比良好。
注意事项
Ø 技术人员均应当研究国际、国内GIS软件的发展现状和软件应用方面的动态，对现有的软件市场有一个比较清楚的了解。
Ø 掌握厂家对软件性能测试的研究报告和对厂家提供的性能指标的研究。
Ø 根据经济承受能力选择合适的软件，避免盲目追求高指标、高性能,使应用GIS时因有的功能闲置而造成浪费。

Ø 数据库系统选择
Ø 开发方式及语言选择

3.4 GIS功能模块设计
在DFD图的基础上，用模块结构图来说明各层模块的划分及其相互关系，划分原则上应细到程序级(程序单元)，每个单元必须执行单独一个功能(即单元已不可在细分)

四、 系统接口设计
1、 用户接口
内部接口：说明本软件内部各模块间的接口关系，包括：名称、意义、数据类型、有效范围、I/O标志；

2、 外部接口

外部接口：说明本软件同其它软件及硬件间的接口关系，包括：名称、意义、数据类型、有效范围、I/O标志、格式(指输入或输出数据的语法规则和有关约定)、媒体；

3、 内部接口

五、 系统运行设计
1、 运行模块组合

2、 运行控制

3、 运行时间

六、 系统机构设计
1、 逻辑结构设计

2、 物理结构设计

3、 数据结构和程序的关系

七、 系统运行环境
客户端
操作系统：Windows2000 Professional/XP或更新版本。或移动客户端如手机
浏览器：IE6以上，其它常见浏览器如FireFox。
应用服务器端
操作系统：Windows2000 Server或更新版本。
应用服务器：Tomcat 5.5或更新版本。
数据库访问：JDBC。
数据库服务器端
操作系统：Windows2000 Server或更新版本。
数据库系统：SQLServer 2000或更新版本。

八、 系统出错结构设计
1、 出错信息

2、 补救措施

3、系统恢复设计