系统运行平台设计（医疗信息管理系统的硬件平台系统设计）

本文目录

• 医疗信息管理系统的硬件平台系统设计
• 《信息系统分析与设计》论述题 系统平台设计包括哪些工作内容
• 嵌入式系统协同设计与传统设计

医疗信息管理系统的硬件平台系统设计

硬件是系统实施的基础，在设计方案中，我们考虑到系统实施的各种要求及特点，同时兼顾医院的实际情况，硬件选型时必须符合系统需求，兼顾系统性能，以性价比最高为原则，使系统达到最优、也最经济的方案。
1.服务器（SERVER）
主服务器是系统的心脏，系统中所有工作站都必须与其进行信息交换，所以必须保证其速度快、稳定、质量可靠。
2.工作站（WorkStation）
工作站的选用是以保证网络的高速度运行、高可靠性为标准。同时考虑到医院的具体实际情况，达到系统的要求并为医院自身节省有限的资金。
3.打印机（PRINTER）
我们选用打印机主要以打印速度快、耐用、运行成本低为主。世界著名的打印机生产商产品完全符合其要求。
4.配电电源（UPS）
电源中断时，如果网络正在运行，可能导致数据丢失、设备损坏从而造成无法弥补的损失。因此，必须保证机器的不间断运行，但仅能提供一段很短的时间，并发出警报。

《信息系统分析与设计》论述题 系统平台设计包括哪些工作内容

1． 信息系统：是指以计算机和各种信息技术为基础，为实现某个系统目标而组成的信息处理统一体。
2． 国家信息化基础设施：国家信息基础设施首先是指一个集成的、覆盖整个国家的信息设施的总和。该设施连接全国各地区的政府机构、企业、学校和家庭，是全部公用的及专用的、政府的及企业的、高速交互式的、窄带的及宽带的网络的集合。
3． 信息系统工程：信息系统工程是与构造以计算机系统为基础有关的过程、方法和技术。信息系统的实质是计算机硬件系统和软件系统，所有的信息系统最终都是以某种硬件和软件的形式出现的。
4． 软件工程：软件工程是指指导计算机软件开发和维护的学科。软件工程采用工程的思想、原理、技术和方法来开发和维护软件。它是开发、运行和维护软件直至退役的系统方法。
5． 瀑布模型：又称为软件生命周期模型，它将软件开发分为三个时期，即软件计划时期、软件开发时期和软件运行时期。每个时期又分为若干个阶段。
6． 原型：原型是所开发软件系统的一个可执行模型或引导性版本，它可为客户和软件开发各阶段的系统人员提供系统的原始蓝本，以帮助得到实现系统目标的明确而严格的需求，促进客户和系统人员、各阶段系统人员之间的相互有效的信息交流，并以此为基础进行需求分析和系统设计。
7． 总体结构设计：根据需求分析所产生的软件需求规格说明书，建立目标系统的总体结构。目标系统的总体结构由系统各模块的功能、模块间的层次关系及接口控制所组成。
8． 模块结构图：总体结构设计的描述工具，用来描述软件系统的组成结构及相互关系，由模块、调用、数据、调用符号和参数表、辅助符号构成。
9． 耦合度：模块间联系的量度——耦合度：是从模块外部考察模块的独立性程度，用来衡量多个模块间的相互联系。 耦合分类：独立耦合、数据耦合、控制耦合、公共耦合、内容耦合。 划分模块规则：尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共耦合范围，完全不用内容耦合。
10． 内聚度：块内联系的量度——内聚度：是模块内部各成分（语句或语句段）之间的联系。 内聚分类（由弱到强）：偶然内聚、逻辑内聚、时间内聚、过程内聚、通信内聚、顺序内聚、功能内聚。 划分模块规则：设计模块时，应做到高内聚度，低耦合度。
11． 过程设计：过程设计的主要任务是对总体结构设计中产生的功能模块进行过程描述，即模块设计，为每个模块设计详细算法、内部数据结构和程序逻辑结构。过程设计不是编码（编程），是为编码提供说明，如程序框图、数据流图等。
12． 人机界面： 使用者用来操纵和使用系统的界面。
13． 结构化方法：结构化方法体现了抽象、模块化、信息隐藏、信息局部化、一致性、完整性和确定性等原则。从过程上看，结构化方法包括了结构化分析、结构化设计和结构化程序设计三个阶段。
14． 结构化设计：结构化设计的基本意思是将系统设计成相对独立、功能单一的模块群组成的结构。
15． 结构化程序设计：结构化程序设计是20世纪60年代产生的一种针对传统的非结构化程序设计而言的程序设计理论和方法。
16． 数据流图：数据流图是通过逐层细分描述系统内部数据流动及加工过程的图表。
17． 数据字典：数据字典是关于数据流图内所包含数据元素（数据存储、数据流、数据项）的定义及说明的集合。
18． 面向数据流的设计方法：以数据流图为基础，通过一系列的步骤，将数据流图转化为功能模块图，从而导出软件结构的方法。
19． 管理信息系统：管理信息系统是一个由人、计算机及相关其他因素组成的，能进行信息的收集、传递、存储、加工、维护和使用的系统。
20． MRP系统：物料需求计划系统（MRP，Material Requirement Planning），就是从产品的结构即物料清单出发，实现物料信息的集成。通俗的讲，MRP是一种保证既不出现短缺、又不积压库存的计划方法，用于解决制造业中缺件与超储之间的矛盾。
21． MRPⅡ系统：制造资源计划系统（MRPⅡ，Manufacturing Resources Planning），20世纪80年代，人们把制造、财务、销售、采购等子系统总合为集成化系统，并称之为制造资源计划系统。
22． ERP系统：企业资源计划系统（ERP，Enterprises Resources Planning），超越MRPⅡ范围的功能集成、支持能动性的监控能力、模拟分析和决策支持、支持开放的客户/服务器计算环境。
23． 计算机集成制造系统：计算机集成制造系统（CIMS，Computer Integrated Manufacturing System）是企业各类信息系统的集成，是企业活动全过程中各功能的结合。计算机集成制造系统利用现代信息技术（计算机技术、自动化技术、通信技术等）和现代化管理技术，高度集成了产品设计、制造、控制（CAD/ CAM等）、管理、决策等众多系统。它是从技术角度加强制造技术，提高企业市场竞争力的手段。
24． 产品数据管理：（PDM，Product Data Management）是以软件技术为基础，以企业产品为核心，对与产品相关的数据、过程和资源进行集成管理的技术。
25． 决策支持系统：它是综合利用大量数据，借助有关数学模型与数据处理模型，通过人机交互，辅助实现科学决策的家算计信息系统。
26． 数据仓库：它是管理决策过程中面向主题的、集成的、稳定的、与实践相关的数据集合。
27． 数据挖掘：是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据集合中提取知识的过程。
28． 专家系统：它是研究怎样使计算机模仿人脑所从事的推理、学习、思考、规划等思维活动，解决需要人类专家才能处理的问题。
29． 办公自动化系统：是以先进的技术设备为基础，由办公人员和技术设备共同构成的服务于日常办公事务的人及信息处理系统。
30． 工作流：通过组织成员间的协调工作，实现基于计算机自动化处理的部分称为工作流。

嵌入式系统协同设计与传统设计

1、 协同设计与传统设计方法的比较

嵌入式系统是由若干个功能模块组成的，这些功能模块按照其性质可以分为软件模块和硬件模块两类。在过去几十年内，系统的设计方法经历了很大的变化，有自上向下的设计方法，也有模块化设计方法，他们总体上都是硬件模块优先的设计方法，将其统称为传统的设计方法。

这种设计方法将硬件和软件分为两个独立的部分。在整个设计过程中，通常采?quot;硬件优先的原则"，即在粗略估计软件任务需求的情况下，首先进行硬件设计，然后在此硬件设计平台上进行软件设计。由于在硬件设计过程中缺乏对软件构架和实现机制的清晰了解，硬件设计工作带有一定的盲目性。他的系统优化由于设计空间的限制，只能改善硬件／软件各自的性能，不可能对系统做出较好的综合优化，得到的最终设计结果很难充分利用硬软件资源，难以适应现代复杂的、大规模的系统设计任务。

而嵌人式系统软硬件协同设计是让软件设计和硬件设计作为一个整体并行设计，找到软硬件的最佳结合点，从而使系统高效工作。

软硬件协同设计最主要的一个优点就是在设计过程中，硬件和软件设计是相互作用的，这种相互作用发生在设计过程的各个阶段和各个层次。

设计过程充分体现了软硬件的协同性。在软硬件功能分配时就考虑到了现有的软硬件资源，在软硬件功能的设计和仿真评价过程中，软件和硬件是互相支持的。这就使得软硬件功能模块能够在设计开发的早期互相结合，从而及早发现问题及早解决，避免了(至少可以减少)在设计开发后期反复修改系统以及由此带来的一系列问题，而且有利于挖掘系统潜能、缩小产品的体积、降低系统成本、提高系统整体性能。

2 、软硬件协同设计的过程

总的来说，软硬件协同设计的系统设计过程可以分为系统描述、系统设计、仿真验证与综合实现4个阶段。

系统描述是用一种或多种系统级描述语言对所要设计的嵌入式系统的功能和性能进行全面的描述，建立系统的软硬件模型的过程。系统建模可以由设计者用非正式语言，甚至是自然语言来手工完成，也可以借助EDA工具实现。手工完成容易导致系统描述不准确，在后续过程中需要修改系统模型，从而使系统设计复杂化等问题，而优秀的EDA工具可以克服这些弊端。

对于嵌人式系统来说，系统设计可以分为软硬件功能分配和系统映射2个阶段。软硬件功能分配就是要确定哪些系统功能由硬件模块来实现，哪些系统功能由软件模块来实现。硬件一般能够提供更好的性能，而软件更容易开发和修改，成本相对较低。由于硬件模块的可配置性，可编程性以及某些软件功能的硬件化、固件化，某些功能既能用软件实现，又能用硬件实现，软硬件的界限已经不十分明显。此外在进行软硬件功能分配时，既要考虑市场可以提供的资源状况，又要考虑系统成本、开发时间等诸多因素。因此，软硬件的功能划分是一个复杂而艰苦的过程，是整个任务流程最重要的环节。

系统映射是根据系统描述和软硬件任务划分的结果，分别选择系统的软硬件模块以及其接口的具体实现方法，并将其集成，最终确定系统的体系结构。具体地说，这一过程就是要确定系统将采用哪些硬件模块(如全定制芯片、MCU，DSP，FPGA、存储器、I／O接口部件等)、软件模块(嵌入式操作系统、驱动程序、功能模块等)和软硬件模块之间的通讯方法(如总线、共享存储器、数据通道等)以及这些模块的具体实现方法。

仿真验证是检验系统设计正确性的过程。他对设计结果的正确性进行评估，以达到避免在系统实现过程中发现问题时再进行反复修改的目的。在系统仿真验证的过程中，模拟的工作环境和实际使用时差异很大，软硬件之间的相互作用方式及作用效果也就不同，这也使得难以保证系统在真实环境下工作的可靠性。因此，系统模拟的有效性是有限的。

软硬件综合就是软件、硬件系统的具体制作。设计结果经过仿真验证后，可按系统设计的要求进行系统制作，即按照前述工作的要求设计硬件软件，并使他们能够协调一致地工作，制作完成后即可进行现场实验。

3 、协同设计．EDA工具简介

软硬件协同设计比较有代表性的EDA工具有CORSAIR，COOL和POLIS。这几个系统都是从系统级的系统行为描述开始，经过成本的估计，软硬件划分、软硬件的协同综合、模拟，最后到板级的快速原型(除CO()L外)。原型板一般包含MCU以及ASIC或FPGA。软件部分在微处理器或者微控制器上运行，硬件部分在ASIC或FPGA上实现。

CORSAIR的系统描述阶段用SDL和PMSC两者相结合对系统进行建模。SDL是一种基于有限状态机语义的面向对象的系统说明描述语言。CORSAIR用他来描述系统的行为功能。而系统的性能需求则由PMSC来描述。COOL使用VHDL语言作为系统的描述语言。在POLIS中，设计者使用某种具有扩展有限状态机语义的高级语言(比如VHDL的可综合的子集)进行系统描述。这几个系统的计算模型基本上都是限定在扩展的FSM。当前，在系统的设计中，使用UlMI。作为系统建模语言是很有前景的发展方向。

软硬件划分方面，POLIS需要由手工实现，其他两种工具可以自动划分。CORSAIR的目标体系结构是多处理器多FPGA，COOL是多处理器，而POUS是单处理器。

这几种系统协同综合阶段的目的就是生成硬件的硬件描述语言和软件的C代码，并对他们进行协同模拟。