第七章系統設計課程名稱：系統分析與設計各位同學大家好，我是李春雄老師，本學期所開設的課程名稱為「資料結構」，

第七章系統設計課程名稱：系統分析與設計各位同學大家好，我是李春雄老師，本學期所開設的課程名稱為「資料結構」，
今天所要為各位介紹的是第一章「資料結構導論」

本章學習目標 1.讓讀者了解系統設計產出「軟體設計規格書」，以作為程式設計師之藍圖與依據。 2.讓讀者了解系統設計的工作項目與程序。
開始：本章學習目標有二項：

本章內容 7-1 系統設計的基本概念 7-2 輸出設計(Output Design) 7-3 輸入設計(Input Design)
7-4 資料庫設計(Data Base Design) 7-5 處理設計(Process Design) 7-6 控制設計(Control Design) 7-7 撰寫「系統設計規格書」 7-8 實例探討與研究 1-1 認識資料與資訊的關係: 其中，「資料」轉換成「資訊」必須要經過一連串處理過程，而這一連串的處理過程就是透過「程式」來處理。 1-2 何謂資料結構？「資料結構」(Data Structures)主要是探討如何將資料更有組織地存放到電腦記憶體中，以提昇程式之執行效率的一門學問。 1-3 何謂演算法?演算法就是「解決問題的方法」 1-4 程式設計概念: 步驟1. 分析所要解決的問題步驟2. 設計解題的步驟步驟3. 編寫程式步驟4. 上機測試、偵測錯誤步驟5. 編寫程式說明書 1-5 結構化程式設計利用「由上而下」的技巧，將程式分解成許多個獨立功能的模組。並且每一個模組都是由三種結構所組成。分別為循序結構、選擇結構及重複結構。 1-6 演算法的效率評估指用來計算某些演算法所撰寫的程式，在經過編譯之後，實際執行所需要的時間。

7-1 系統設計的基本概念【定義】根據「系統分析」所產出的系統需求規格書，提供給「程式設計師」設計一套適合組織現行作業的電腦化資訊系統之「設計藍圖」。【產出】軟體設計規格書【特別注意】系統設計只產出「軟體設計規格書」，並未包括軟體程式的撰寫。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【工作項目】 1.輸出設計(Output Design)：設計決策者所要參考的資訊報表。
2.輸入設計(Input Design)：設計作業程序所需的輸入格式介面。 3.資料庫設計(Data Base Design)：設計系統後端的資料庫系統之儲存結構。 4.處理設計(Process Design)：設計系統如何將「輸入資料」轉換成「輸出資訊」之處理流程。 5.控制設計(Control Design)：設計系統如何提供具有「正確性」與「可靠性」的資訊。【圖解說明】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-2 輸出設計(Output Design) 【引言】【示意圖】
我們都知道，電腦在處理資料時的程序，就是按照「輸入(Input)、處理(Process)及輸出(Output)」，也就是所謂的「IPO」順序進行。其中，「輸出」就是指電腦處理之後的結果，它可以顯示在不同的輸出媒體。例如：電腦螢幕、平板電腦、手機或報表紙等。那我們為何在進行「系統設計」時，先從「輸出設計」開始著手呢？其主要的原因就是：我們可以從「輸出報表」來了解主管或使用者最為重視的資訊，並且也可以從「輸出報表」來反推出需要「輸入那些資料項目」，以及需要經過那些處理過程。【示意圖】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

輸出設計(續...) 【定義】是指用來設計決策者所要參考的資訊報表。
因此，在進行「輸出設計」之前，系統分析師必須先要探討4W1H的問題，否則將會徒勞無功。 (一) 要輸出什麼內容(What)？ (二) 誰要這些資訊(Who)？ (三) 為何這些資訊是必要的(Why)？ (四) 資訊應何時提供(When)？ (五) 要如何輸出這些資訊(How)？上述的答案會影響我們的輸出設計決策！圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-2.1確定輸出需求【引言】任何資訊系統的終極目標都是為了滿足使用者的真正需求，那要如何滿足使用者呢？因此，資訊系統就必須要提供以下輸出需求的功能。【輸出需求的功能】 1.系統應該提供給使用者不同的「輸出方式」。例如：自動提款機(ATM)提供螢幕顯示(不列印)及報表列印(列印)兩種方式。 2.系統應該提供給使用者自行設定「輸出版面配置」。例如：平板電腦可以讓使用者選擇「橫向或直向顯示」及「字體縮放顯示」。 3.系統應該提供給使用者點選不同的「輸出資料項」。例如：查詢後的結果，可以讓不同使用者「點選」欄位後，再進行輸出。【示意圖】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-2.2 選擇輸出設備【引言】基本上，目前輸出設備的種類非常多種，可提供使用者來選擇使用。【種類】
選擇輸出設備【引言】基本上，目前輸出設備的種類非常多種，可提供使用者來選擇使用。【種類】 1.硬式輸出設備(Hard-copy output) 2.軟式輸出設備(Soft-copy output) 3.語音輸出設備(Audio output) 4.輔助儲存體輸出設備(Auxiliary storage output) 接下來，我們再進一步介紹以上四種輸出設備。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

一、硬式輸出設備(Hard-copy output)
【定義】是指此種輸出資訊，使用者看得到及摸得到的具體事物。【輸出設備】列表機、傳真機、影印機等。【示意圖】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

二、軟式輸出設備(Soft-copy output)
【定義】是指此種輸出資訊，使用者只看得到卻無法摸得到。【輸出設備】電視螢幕、電腦螢幕、平板電腦螢幕及手機螢幕等。【示意圖】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

三、語音輸出設備(Audio output)
【定義】是指透過電腦本身的喇叭或其他輸出媒體所產生的聲音。【輸出設備】喇叭、耳機等。【示意圖】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

四、輔助儲存體輸出設備 (Auxiliary storage output)
【定義】是指透過電腦來輔助儲存資料的設備。【輸出設備】硬碟、磁片(軟碟)、光碟、磁鼓及磁帶等設備。【示意圖】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-2.3 設計輸出畫面【引言】由於資訊技術與網路通訊的普及，目前大部份使用者都會使用「行動載具(平板電腦、手機…)」來閱讀螢幕輸出文件資訊，而不需列印紙張，並且也符合「環保觀念」。但是，有時資訊系統設定的螢幕解析度大小無法與使用者的輸出畫面配合，導致使用者閱讀的資訊並不完整。【適用時機】輸出資料量少，不需長久保存的輸出結果。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【設計要求】【示意圖】一、資訊系統具有「自動偵測」使用者不同載具大小的能力，以方便自動調整。
例如：使用者手持10吋「平板電腦」或4吋「智慧型手機」都能夠正常顯示。二、資訊系統應該要提供「手動設定」，讓不同使用者設定不同的顯示模式。例如：使用者透過「個人電腦」來閱讀時，可以讓不同使用者自行設定不同的螢幕解析度，如800×600 或1024×768等顯示模式。【示意圖】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【例如】線上求助精靈(Help)及顯示錯誤訊息(Message)等。【示意圖】圖：
接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

設計輸出畫面【優.缺點】【優點】 1.使用者與系統可以直接互動交談 2.顯示資訊可以多樣化或個別化
3.可以大量分享(例如：電腦教室的廣播系統) 4.符合「環保觀念」不需列印紙張 5.節省列印成本與時間【缺點】 1.無法長久保存(例如：沒有電源的環境)。 2.無法作為正式的文件。(原因：數位檔案有安全性的問題) 圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-2.4 設計報表格式【引言】使用者除了可以利用輸出畫面來閱讀資訊之外，如果要考量「長期保存」或「正式文件」時，則必須要選用「報表輸出」。因此，在設計輸出報表時，必須要注意它的一些格式。【報表格式】基本上，報表是以頁(Page)為輸出單位，而每頁的內容可以分割成以下四個部份：圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

1.表頭(Heading)：是指每一種報表的開頭，亦即用來描述報表的主題名稱。主要項目：報表名稱、使用單位名稱、報表印製時間、報表頁次等。
【說明】 1.表頭(Heading)：是指每一種報表的開頭，亦即用來描述報表的主題名稱。主要項目：報表名稱、使用單位名稱、報表印製時間、報表頁次等。 2.內容明細(Detail)：是指主題的詳細內容。主要項目：例如交易明細資料、成績單或統計結果等。 3.表底(Footing)：是指用來描述報表之總結性資料。主要項目：例如總計、合計、平均值等。 4.附註(Note)：是指用來補充說明報表內資料的意義。主要項目：備註、說明或注意事項等。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【實例】以「數位學習系統」為例，說明學習者在學習平台中的學習歷程資料表。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」
當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

設計報表格式【優.缺點】【優點】 1.可以長久保存(例如：沒有電源不足的問題)。 2.可以作為正式文件。(原因：紙張輸出不易被竄改)
3.可以大量印製(例如：圖書出版商) 【缺點】 1.比較佔用儲存空間(例如：圖書出版商之書庫非常龐大) 2.列印成本較高(原因：碳粉夾與紙張的價格昂貴)。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-3 輸入設計(Input Design) 【引言】
俗語說：「垃圾進、垃圾出(GIGO)」，由此可知，輸入錯誤資料，將會影響所輸出的結果。【定義】是指用來設計作業程序所需的輸入格式介面。【討論重點】 1.輸入設計準則 2.輸入設計步驟【圖解說明】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-3.1 輸入設計準則一般而言，在設計輸入介面時必須要有下面幾項準則：一、盡量採用代碼方式輸入二、避免輸入衍生欄位資料
三、避免輸入錯誤資料圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

一、盡量採用代碼方式輸入【目的】確保資料的一致性及節省儲存空間。
【實例】在性別欄位中，讓使用者點選「男生(代碼為1)」或「女生(代碼為2)」【說明】如果輸入介面讓使用者自行填入性別，可能會產生多種不同的情況。【例如】在性別欄中填入：男，男生，Man，此時將會產生資料不一致現象。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

二、避免輸入衍生欄位資料【實例1】【定義】是指避免輸入可由其他欄位計算而得的資料。
以實際的「年齡」表示，我們可以由目前的系統時間減去生日欄位的值，便可換算出「年齡」欄位的值。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【實例2】「性別」欄位也可以當作「衍生欄位」。
【實例2】「性別」欄位也可以當作「衍生欄位」。假設使用者輸入介面中有「身分證字號」欄位時，則我們可以判斷使用者的性別是「男生」或「女生」。【作法】輸入ID，判斷第二位數字，如果是’1’代表「男生」如果是’2’代表「女生」圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

三、避免輸入錯誤資料【目的】是指避免輸入不正確資料，導致「垃圾進，垃圾出(Garbage In Garbage Out, GIGO)」的現象。【實例】利用輸入控制項來限制使用者輸入的格式圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-3.2 輸入設計步驟除了要遵守輸入設計的準則之外，也要按照一定的步驟來進行。【步驟】圖：

一、確定輸入資料項目【定義】是指在輸入介面中，使用者可以清楚瞭解目前輸入的資料項目。【實例】
以「數位學習系統」為例，學生在進行線上學習之前，必須要先要「選課作業」，因此，學生利用自己的學號與密碼登入之後，就可以開始選課作業。在下表中，我們可以看到上面的「學號：」與「姓名：徐于涵」是系統自動從資料庫中顯示出來的，而右半邊則是學生自行選課的科目名稱。如下圖所示。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

二、選擇輸入資料的方式與設備【定義】是指使用者可以依照不同性質來選擇最佳的輸入方式。【種類】圖：

三、資料代碼設計【定義】為了便利使用者輸入、減少錯誤及節省記憶體空間的設計方式。【實例】
在圖7-2 選課系統輸入作業畫面中，右半邊則是學生自行選課(輸入)的科目名稱(其中包含有科目代碼、必選修、學分數、科目名稱、上課日期)，這些都是學生所看的視界(View)，但它實際儲存到資料庫時，則是以「科目代碼」來儲存。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

(一)代碼設計的原則 1.擴充性 2.唯一性 3.代表性 4.可處理性 5.有規則性圖：

1.擴充性【定義】每一個代碼的欄位大小是可以擴充的。【目的】以應付未來情況變化。【作法】必須要配合「資料庫管理系統」之資料結構的定義。
【實例】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

2.唯一性【定義】每一個代碼必須是獨一無二的。【目的】確保資料的完整性及一致性。【作法】必須要配合「資料庫管理系統」之資料結構的定義。
【實例】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

3.代表性【定義】每一個代碼必須簡單明瞭。【目的】讓系統分析師容易瞭解與記憶。【實例】圖：

4.可處理性【定義】每一個代碼的欄位必須可以配合目前的人工及自動化處理作業。【目的】「前端介面設計」配合「後端資料庫設計」。【實例】
圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

5.有規則性【定義】每一個代碼的制定是有規則可循的。【目的】可以讓使用者了解代碼的意義。
【作法】入學年度／學制／科系代碼／流水號：制定學號【實例】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

(二)使用代碼的優點圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

(三)代碼的種類 1. 順序代碼：是指利用流水號順序來自動編號。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

(三)代碼的種類 2.分段代碼：是指將所有的資料項依照某種性質作分類。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

(三)代碼的種類 3.矩陣代碼：利用矩陣來進行編號。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

(三)代碼的種類 4.類別代碼：是指代碼是由許多段代碼所組成，每段代碼表示不同的資料性質，並使用不同編碼方式。圖：

四、檢核系統設計【定義】為了確保資料的完整性與正確性，使用者在輸入資料時，必須要有檢核的設計。【種類】 1.資料型態檢核
2.一致性檢核 3.存在性檢核 4.範圍檢核圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

1.資料型態檢核【定義】是指用來檢查某一個欄位的資料型態是否正確。【例如】
學生成績資料表中的「成績欄位」僅能存放「數值型態」的資料，不可以有文字或日期等格式。【圖解說明】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

2.一致性檢核【定義】是指用來檢查二個欄位之內容是否具有一致的關係。【例如1】「訂單日期」的欄位值一定要比「送貨日期」早。【例如2】
「身份證字號」欄位的第2位，如果是「1」，則「性別」欄位一定是「男生」。【圖解說明】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

3.存在性檢核【定義】是指用來檢查欲輸入的欄位值是否已經存在資料庫中。【實例】存在性檢核(檢查是否有衝堂)。
以「數位學習系統」為例，學生在選課時，系統會自動檢查是否有衝堂的情況產生。如圖7-3選課系統衝堂處理畫面所示。【圖解說明】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

4.範圍檢核【定義】是指用來檢查某一個欄位中的內含值必須是合法。【例如1】「性別欄位」的內含值，必須是「男生」或「女生」。【例如2】
當要新增學生的成績時，其成績的範圍為0~100分，如果成績超出範圍，則無法新增。【圖解說明】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-4 資料庫設計(Data Base Design)
詳細內容，請第八章會有專章介紹。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-5 處理設計(Process Design)
【引言】在完成「輸出、資料庫與輸入」設計之後，接下來，介紹系統如何將「輸入資料」轉換處理成「有用的資訊」，這是我們在進行「處理設計」時所要規劃的程序。【常用的工具】 1.程式流程圖(Program Flowchart) 2.系統流程圖(System Flowchart) 3.虛擬碼(Pseudo Code) 4.HIPO圖(Hierarchical Input Process Output) 5.結構圖(Structure Chart) 圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【常用的工具】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

7-5.1程式流程圖(Program Flowchart)
【引言】雖然程式設計時，不一定要畫流程圖，但是，當我們遇到比較「複雜的問題」時，如果沒有事先規劃出「解決問題的步驟」，很容易產生錯誤。【定義】主要是用以表示程式中的處理過程。【示意圖】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【繪製工具】 1. Microsoft Word文書軟體 2. Microsoft Visio繪圖軟體(最常被使用) 圖：

【程式流程圖常用的符號表】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

【繪製原則】 1.流程圖必須使用標準符號，便於閱讀和分析。 2.流程圖中的文字力求簡潔、扼要，而且明確可行。
【繪製原則】 1.流程圖必須使用標準符號，便於閱讀和分析。 2.流程圖中的文字力求簡潔、扼要，而且明確可行。 3.繪製方向應由上而下，由左至右。 4.流程線條避免太長或交叉，可多用連接符號。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【繪製流程圖的重要概念】 1.分析「輸入」那些資料 2.如何「處理」輸入的資料 3.要「輸出」那些資訊報表【示意圖】圖：

【隨堂練習】請利用「流程圖」來描述使用者登入帳號與密碼時，系統檢查的過程。步驟1：輸入帳號與密碼步驟2：檢查(處理)是否正確
步驟3：輸出結果步驟3.1：正確時，則顯示Pass。步驟3.2：不正確時，則顯示NoPass。【解答】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【繪製流程圖】主要功能 1.了解程式的邏輯關係及程序。 2.提高程式撰寫效率及可讀性。圖：

【繪製流程圖】的優、缺點【優點】 1. 讓程式設計師了解整個程式的流程。 2. 有助於程式的撰寫、除錯及維護。【缺點】
1. 複雜系統的流程圖繪製不易。 2. 複雜的流程圖不易閱讀。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-5.2 系統流程圖(System Flowchart)
【定義】主要是用來表達系統的操作流程及各種輸出入的相互關係。【目的】用以描述整個工作系統中，各單位之間的作業關係。【功能】 1.瞭解整個系統的「複雜度」。 2.瞭解整個系統的「輸入／處理／輸出」的關聯性。 3.瞭解整個系統的「操作流程」。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【系統流程圖常用的符號表】一、輸入／輸出符號
系統流程圖的圖號種類很多，但是一般人都是使用美國ANSI(American National Standards Institute)所訂標準符號：一、輸入／輸出符號圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

二、處理符號圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

三、儲存符號圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

四、流向符號圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

五、連結符號圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

六、合併與排序符號圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

【範例】請繪出更新學生成績資料的系統流程圖提示： 1.利用「人工作業方式」將「成績資料」、「課程資料」及「學籍資料檔」透過鍵盤輸入。
2.在「更新學生成績資料」後，即時儲存到資料庫磁碟中，並同時將學生成績顯示於螢幕上。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【範例】請繪出更新學生成績資料的系統流程圖【參考解答】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」
圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-5.3 虛擬碼(Pseudo Code) 【引言】
【定義】利用文字中摻雜程式語言，來描述解題步驟與方法。【目的】讓電腦專業人員或使用者皆看得懂。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

虛擬碼的【優、缺點】【優點】 1.兼具「文字描述」及「流程圖」的優點 2.比較容易轉換成程式碼 3.撰寫時不限制任何語言 4.可讀性較高
　　1.兼具「文字描述」及「流程圖」的優點　　2.比較容易轉換成程式碼　　3.撰寫時不限制任何語言　　4.可讀性較高【缺點】　　1.學習者要有程式邏輯概念才能看得懂。　　2.撰寫上沒有標準化。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

虛擬碼【例子1】請利用「虛擬碼（Pseudo Code）」敘述使用者登入帳號與密碼時，系統檢查的過程。【解答】
[註]虛擬碼是無法被執行的指令，它只是用來說明程式處理的流程。 (1)Input: UserName, Password (2)IF (UserName And Password) ALL True Output: You Can Pass! Else Output: You Can not Pass! 圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

虛擬碼【例子2】請撰寫「虛擬碼」來描述1+2+3+…+10的計算過程。【解答】 (1)設Count=1,Total=0;
(2)Total=Total+Count; (3)Count=Count+1; (4)若Count <=10 則回步驟(2) (5)印出Total 圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

虛擬碼【例子3】請撰寫「虛擬碼」來描述10!=1×2×3×…×10的計算過程。【解答】
【注意】Result的初值設定為1，否則會產生錯誤的結果。 (1) 設i=1, Result=1; (2) Result = Result *i; (3) i=i+1; (4)若i<=10 則回步驟(2) (5)印出Result 圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【延伸學習】基本上，我們在撰寫演算法時，除了上述探討的三種方法之外，我們也可以利用「數學式表示法」。因此，數學式在轉換成程式語言中的運算式時，極為相近。例如： 1.計算圓面積與周長 2.轉換攝氏(C)為華氏(F) 圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

HIPO圖【定義】 HIPO是英文字Hierarchy plus Input-Process-Output的縮寫，它是一種階層式的結構圖。【HIPO圖的組成】 1.VTOC圖(Visual table of content) 2.總覽圖(Overview diagram)或IPO圖 3.細部圖(Detailed diagram) 圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

一、VTOC(Visual Table Of Content)圖
【定義】又可稱為「樹狀圖或階層圖」，是指利用「方形」來表示一個系統、子系統、功能或模組之「模組內容表」。【目的】主要是將資料流程圖(DFD)轉換成樹狀結構的層次圖。【圖解】在「方形」內，包含「功能名稱」及「編號」。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【實例】【解答】請參考課程第六章的ch6-10.1單元中的資料流程圖DFD，轉換成VTOC圖。圖：

二、IPO圖或總覽圖(Overview diagram)
【引言】由於前面介紹的VTOC圖，只能描述「處理功能」的部份，但是，對於整個系統的「輸入／輸出及資料流程」部份，並沒有詳細的介紹。因此，也必須透過IPO圖來輔助說明。【定義】IPO圖主要是用來描述系統的「輸入／處理／輸出」的動作及程序。【圖解說明】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【實例】【說明】 1.輸入區(Input Section)：用來描述所需的輸入資料項目。
2.處理區(Process Section)：用來描述處理步驟，並且必須要對應 VTOC圖中，某一個低層次的子功能。 3.輸出區(Output Section)：用來描述處理後所產生的輸出項目。 4.箭頭(Arrow)：用來描述「輸入／處理／輸出」步驟。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

三、細部圖(Detailed diagram)
【定義】是指用來描述最低層次的功能，屬於最低層次的 HIPO圖。【目的】提供更詳細更接近實際處理程序的說明。【優點】處理區描述類似處理邏輯，可以快速轉換成真正的程式。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【實例】【說明】細部圖通常用來輔助說明VTOC圖中較低層次的子功能。
綜合上述，我們可以先利用VTOC圖來描述系統所需的主功能元件，再利用IPO圖(總覽圖)及細部圖來描述每個子功能的「輸入資料／內部處理邏輯／輸出資訊」，也可以使用實體設備來描述子功能的輸入及輸出資料。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-5.5 結構圖(Structure Chart)
【引言】由於HIPO 圖只能描述系統或程式的輸入、處理及輸出之功能，卻無法表達系統內部各組成結構的相互關係。因此，利用「結構圖」來更詳細介紹內部結構。【定義】是指利用「圖形化」方式來顯示資訊系統之所有功能模組的層次性，並且描述模組之間如何進行資料傳遞之互動關係。【種類】一、模組(Module) 二、預先定義模組(Pre-defined module) 三、正常連接(Normalconnection) 四、決策(Decision) 五、重複(Iteration) 圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

一、模組(Module) 【定義】是指副程式或函數。【圖形】利用「方形」表示模組。【實例】圖：

二、預先定義模組(Pre-defined module)
【定義】是指系統內已存在的模組或庫存程式(Library)。【例如】數值函數、字串函數。【圖形】利用「兩邊方形」表示預先定義模組。【實例】利用亂數函數來產生亂數值圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

三、正常連接(Normalconnection)
【定義】是指呼叫模組。【例如】呼叫副程式。【圖形】利用「箭頭」表示呼叫符號。【說明】當A模組呼叫B模組時，則同時會將「參數」傳送給B模組。而當B模組執行完畢之後，則再傳回「控制權指標」給呼叫的A模組。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

三、正常連接(續…) 【實例】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

四、決策(Decision) 【例如】選擇結構中的IF…THEN…ELSE 【圖形】利用「菱形」表示決策符號。
【定義】是指依據A模組內部的決策結果(條件式)，來選擇B模組或C模組。【例如】選擇結構中的IF…THEN…ELSE 【圖形】利用「菱形」表示決策符號。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

四、決策(續…) 【實例】圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」

五、重複(Iteration) 【定義】是指依據A模組內部的迴圈結構，來重複的呼叫模組B。【例如】迴圈結構中的FOR…NEXT
【圖形】利用「迴旋箭頭」表示重複符號。【實例】計算10!=1*2*3*…*10 圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-6 控制設計(Control Design)
【引言】一套良好的資訊系統除了要具備正確性、效率性及維護性之外，還必須要具有高度的可靠性及穩定性；換言之，資訊系統所產出的「資訊」，必須要絕對百分之百正確無誤，否則，再多的資訊都是沒有意義可言。因此，如何確保資訊系統所輸出的品質，就必須要有良好的系統「控制設計」功能。【定義】是指利用審核機制來確保資訊的「正確性」與「可靠性」。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

【審核機制種類】凡是利用人工輸入資料，難免會有不可預期的錯誤發生，因此，一套良好的資訊系統，必須要有審核機制，來檢查並過濾使用者不小心輸入一些不合理或不正確的資料到系統中。而目前常見的審核機制如下： 1.資料型態檢查 2.合理性檢查 3.合理範圍檢查 4.一致性檢查 5.順序檢查 6.檢查碼檢查 7.總數比對檢查圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

一、資料型態檢查【檢查方法】根據系統設計師事先設定好的資料型態(Data Type)，來檢查輸入的資料是否符合規定的資料型態。
【檢查類型】 1.檢查是否為空白(沒有輸入) 2.檢查是否為數字 3.檢查是否為文字圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

一、資料型態檢查【實例】在下圖中，輸入學生的數學成績時，必須要輸入「數字」資料，如果是輸入「文字」資料，程式會自動檢驗出來，並顯示出錯誤訊息的對話方塊來提醒使用者。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

二、合理性檢查【檢查方法】針對某一欄位的內含值是否為合理進行檢驗。【實例】
在下圖中，輸入學生的「性別」欄位，只能接受「男」或「女」，否則就會顯示出錯誤訊息的對話方塊來提醒使用者。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

三、合理範圍檢查【檢查方法】針對某一欄位的內含值是否落在某一特定合理的範圍之內做檢查。【實例】
在下圖中，輸入學生的數學成績，輸入者所鍵入的分數超出範圍即為錯誤的資料，就會顯示出錯誤訊息的對話方塊來提醒使用者，因為學生的各科分數成績的範圍應在0~100分之間。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

四、一致性檢查【檢查方法】某些項目的內容如果須有一定之對應關係時，可在程式中加以比對，如果不合對應關係，即視為錯誤。【實例】
在下圖中，因為身分證字號的第二碼是1時，代表男生；2則代表女生。而在下面的畫面中，身分證字號=S 的第二碼為2，應該為女生，所以系統會提醒使用者輸入錯誤了。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

五、順序檢查【檢查方法】此種檢驗方式係將資料記錄依照鍵值的大小先予以排列後，逐一檢查是否有重複或遺漏的情形。【實例】
在下圖中，新增學生的學號時，程式會自動去檢查目前是否已經有這位學生的學號，如果有的話，代表是重複輸入情形，此時就會顯示出錯誤訊息的對話方塊來提醒使用者。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

六、檢查碼檢查【檢查方法】是指附加在原數字資料的額外數字，以便查出錯誤的代碼。【實例】
在下圖中，新增學生的身分證字號時，最後一位數字就是檢查碼，當輸入錯誤時，此時就會顯示出錯誤訊息的對話方塊來提醒使用者。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

七、總數比對檢查【檢查方法】此種檢驗方式就是將處理完成的資料總數與原始憑證資料的總數互相比較，如果相同時，表示資料正確，否則資料有問題。
【實例】在下圖中，登錄員已經輸入了八位學生的基本資料，程式會自動的統計出來。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-7 撰寫「系統設計規格書」【引言】在完成「軟體需求規格書」之後，接下來，必須要開始撰寫「系統設計規格書，提供給「程式設計師」設計一套適合組織現行作業的電腦化資訊系統之「設計藍圖」。一份系統規格書應包括有： 1) 系統設計規格 2) 資料庫設計 3) 資訊字典(DD) 4) 處理設計 5) 使用者介面設計【主要內容】請參考課本第十二章的「系統設計規格書」。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

7-8 實例探討與研究【引言】在撰寫「軟體需求規格書」完成之後，接下來我們將以實際的案例，加以探討研究，在本書中，我們以「數位學習系統」為例，來實際製作出一份「系統設計規格書」。【詳細內容】請參考課本第十一章的「系統設計規格書」。圖：接下來，我們可以從圖1-1來說明「資料與資訊的關係」當我們「輸入原始成績」之後，如何輸出一張成績單呢？那就必須要透過「程式」來進行處理，而在資料結構中，程式=資料結構+演算法

第七章系統設計課程名稱：系統分析與設計各位同學大家好，我是李春雄老師，本學期所開設的課程名稱為「資料結構」，

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