第4章 結(jié)構(gòu)化分析模型

用戶需求與系統(tǒng)建模,第4章結(jié)構(gòu)化分析模型,遼寧省教育軟件大賽參賽作品,.,本章內(nèi)容,4.1結(jié)構(gòu)化分析模型的構(gòu)成,4.2數(shù)據(jù)域分析模型,4.3功能域分析模型,4.4數(shù)據(jù)字典,.,4.1結(jié)構(gòu)化分析模型的構(gòu)成,結(jié)構(gòu)化分析技術(shù)的基本觀點(diǎn)軟件系統(tǒng)由獨(dú)立的數(shù)據(jù)域和功能域組成。功能域?qū)斎霐?shù)據(jù)進(jìn)行處理，并產(chǎn)生滿足需求的結(jié)果數(shù)據(jù)。,.,4.1結(jié)構(gòu)化分析模型的構(gòu)成,結(jié)構(gòu)化分析的主要任務(wù)“逐步求精”地進(jìn)行系統(tǒng)分解，并定義分解后各個(gè)組成部分之間的聯(lián)系。結(jié)構(gòu)化分析準(zhǔn)則必須理解和表示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)域。確定系統(tǒng)需要應(yīng)用和管理的數(shù)據(jù)內(nèi)容及組織關(guān)系。必須理解和表示系統(tǒng)的功能域。確定系統(tǒng)的功能集合，及功能間的協(xié)作關(guān)系。必須理解和表示作為外部事件響應(yīng)結(jié)果的軟件行為。確定系統(tǒng)的狀態(tài)集合、事件集合及由事件響應(yīng)所導(dǎo)致的狀體遷移關(guān)系。,.,4.1結(jié)構(gòu)化分析模型的構(gòu)成,結(jié)構(gòu)化分析模型三視點(diǎn)模型(3VM)根據(jù)結(jié)構(gòu)化分析準(zhǔn)則，系統(tǒng)分析模型由以下部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)模型利用實(shí)體關(guān)系圖表現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)域的數(shù)據(jù)對象及相互關(guān)系。功能模型利用數(shù)據(jù)流圖表現(xiàn)系統(tǒng)功能域的功能結(jié)構(gòu)和協(xié)作關(guān)系行為模型利用狀態(tài)遷移圖表現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)集合和狀態(tài)變化關(guān)系。數(shù)據(jù)字典對模型元素進(jìn)行精確定義和詳細(xì)解釋。,.,4.2數(shù)據(jù)域分析模型,實(shí)體關(guān)系圖(EntityRelationshipDiagram)簡介1976年由PeterCher提出，在數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛的認(rèn)同，用于構(gòu)造獨(dú)立于機(jī)器，獨(dú)立于DBMS的數(shù)據(jù)關(guān)系模型符號及語義實(shí)體以矩形表示，代表一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)元組集合。通常用以映射數(shù)據(jù)域中的復(fù)合數(shù)據(jù)對象。屬性以橢圓表示，并以無向邊連接到對應(yīng)的實(shí)體或關(guān)系。體現(xiàn)為實(shí)體對象或關(guān)系中包含該原子數(shù)據(jù)分量。關(guān)系以菱形表示，用以體現(xiàn)數(shù)據(jù)對象之間的聯(lián)系。用無向邊連接到對應(yīng)的實(shí)體。,.,4.2數(shù)據(jù)域分析模型,ERD圖例,說明：1、屬性是原子數(shù)據(jù)項(xiàng)，不能包含結(jié)構(gòu)。2、關(guān)系只能用于表示實(shí)體間的聯(lián)系。3、根據(jù)問題需要，相同實(shí)體之間可以存在不同含義的多種關(guān)系。,.,4.2數(shù)據(jù)域分析模型,基數(shù)與形態(tài)關(guān)系約束含義基數(shù)（多重性）：實(shí)體參與給定關(guān)系的(最大)數(shù)量約束。形態(tài)：實(shí)體參與給定關(guān)系的強(qiáng)制性約束。確定方法在給定關(guān)系的一端假定為單位實(shí)體，在另一端考察關(guān)聯(lián)實(shí)體的數(shù)量和強(qiáng)制性約束。表示方法,.,4.2數(shù)據(jù)域分析模型,數(shù)據(jù)域建模步驟1.提取需求中的復(fù)合數(shù)據(jù)對象（通常對應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域的業(yè)務(wù)對象或概念），確定并命名實(shí)體集合。2.每次考察一個(gè)實(shí)體是否需要與其他實(shí)體間的建立關(guān)系。確定實(shí)體關(guān)系對。3.指定每個(gè)實(shí)體關(guān)系對的基數(shù)和形態(tài)。4.迭代執(zhí)行24步至定義出所有的實(shí)體關(guān)系對。5.根據(jù)需求，確定每個(gè)實(shí)體和關(guān)系的屬性。6.標(biāo)注計(jì)算屬性。7.復(fù)審實(shí)體關(guān)系模型。,.,4.2數(shù)據(jù)域分析模型,實(shí)例分析某公司擬應(yīng)用短信服務(wù)平臺提高辦公效率，節(jié)省通信成本。該公司設(shè)有多個(gè)部門，各部門包括若干員工，其中設(shè)部門經(jīng)理和行政秘書各1人。短信平臺的應(yīng)用需求為：行政秘書負(fù)責(zé)起草短信公文，并指定公文的接收者（點(diǎn)發(fā)、群發(fā)均可）。接收者可為本部門或外部門員工，系統(tǒng)應(yīng)提供按部門的人員檢索功能。部門經(jīng)理可審批本部門起草的短信公文內(nèi)容，通過審批后短信公文由系統(tǒng)編號，并自動轉(zhuǎn)發(fā)給ISP的短信處理網(wǎng)關(guān)。ISP對要求轉(zhuǎn)發(fā)的每條短信產(chǎn)生一條回執(zhí)，記錄該短信的編號、轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)、轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間、接收時(shí)間、接收狀態(tài)。部門經(jīng)理可查閱指定時(shí)間段內(nèi)本部門發(fā)送的短信公文的詳細(xì)情況（起草者、接收者、公文內(nèi)容、費(fèi)用），并可統(tǒng)計(jì)某時(shí)間段內(nèi)發(fā)送短信的總費(fèi)用公司財(cái)務(wù)部每個(gè)月會根據(jù)本月內(nèi)各部門成功發(fā)送的短信數(shù)量與部門經(jīng)理進(jìn)行辦公費(fèi)用結(jié)算，系統(tǒng)應(yīng)保留各部門每個(gè)月的結(jié)算賬單以便核查。,.,4.2數(shù)據(jù)域分析模型,實(shí)例分析確定實(shí)體部門的信息員工的信息短信公文的信息短信發(fā)送的結(jié)果短信發(fā)送的費(fèi)用確定關(guān)系員工在哪個(gè)部門部門產(chǎn)生過哪些短信短信由誰起草、誰審批，發(fā)給誰回執(zhí)是針對哪個(gè)短信、發(fā)送給誰的結(jié)果。部門要支付多少費(fèi)用、費(fèi)用因哪些短信發(fā)生?；鶖?shù)形態(tài)屬性復(fù)審模型,.,4.2數(shù)據(jù)域分析模型,實(shí)例分析,.,4.3功能域分析模型,數(shù)據(jù)流變換的觀點(diǎn)軟件的功能體現(xiàn)為將輸入的數(shù)據(jù)變換為輸出的數(shù)據(jù)。因此功能域在整體上表現(xiàn)為一個(gè)復(fù)雜的“信息變換器”。,功能域分析的任務(wù)是確定功能域內(nèi)部“輸入”到“輸出”的階段變化和傳遞路徑數(shù)據(jù)流的變換過程。,？,.,4.3功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖(DataFlowDiagram，DFD)也叫泡泡圖（bubblediagram），是一種“描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動和處理過程”的圖形化技術(shù)，是結(jié)構(gòu)化功能建模的主要技術(shù)符號及語義,外部實(shí)體數(shù)據(jù)流的起點(diǎn)或終點(diǎn)。表示系統(tǒng)外產(chǎn)生輸入或接受輸出的用戶、協(xié)作系統(tǒng)。,外部實(shí)體名,外部實(shí)體名,數(shù)據(jù)加工實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理。表示將輸入數(shù)據(jù)流變成輸出數(shù)據(jù)流的功能。,數(shù)據(jù)加工名,數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)內(nèi)保存數(shù)據(jù)流的容器。表示系統(tǒng)數(shù)據(jù)域提供的已知數(shù)據(jù)集合。匹配執(zhí)行頻率不一致且存在數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系的數(shù)據(jù)加工。,數(shù)據(jù)流在系統(tǒng)內(nèi)被傳遞的數(shù)據(jù)內(nèi)容。,.,4.3功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖圖例,外部實(shí)體,數(shù)據(jù)流,數(shù)據(jù)加工,數(shù)據(jù)存儲,.,4.3功能域分析模型,功能域建模的步驟逐步求精1.創(chuàng)建頂層（0層）數(shù)據(jù)流圖確定全體外部實(shí)體確定以外部實(shí)體為起點(diǎn)或終點(diǎn)的邊界數(shù)據(jù)流將軟件功能域表現(xiàn)為唯一的數(shù)據(jù)加工。2.為第N層數(shù)據(jù)流圖中“復(fù)雜”的數(shù)據(jù)加工創(chuàng)建第N+1層子圖，表現(xiàn)內(nèi)部的子加工、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)流變換細(xì)節(jié)。以元素編號體現(xiàn)子圖與父圖的對應(yīng)關(guān)系。分解過程中確保數(shù)據(jù)流一致性原則。3.迭代步驟2，至第M層子圖中的數(shù)據(jù)加工均為基本加工?；炯庸ぶ笖?shù)據(jù)處理目的單一，數(shù)據(jù)流接口簡單，適合作為一個(gè)獨(dú)立“函數(shù)”實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)加工。4.創(chuàng)建數(shù)據(jù)字典。5.復(fù)審模型。,.,4.3功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖實(shí)例（一）為協(xié)調(diào)各種生產(chǎn)零件的使用和采購工作，某工廠擬開發(fā)一套零件管理軟件，主要需求包括：倉庫保管員負(fù)責(zé)登記零件的入庫和領(lǐng)用事務(wù)。系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)事務(wù)內(nèi)容更新”庫存文件“。該文件記錄所有零件的編號、名稱、當(dāng)前庫存、警戒值、單位訂購數(shù)量等。采購科定期更新零件供應(yīng)商信息。系統(tǒng)在“供應(yīng)商文件“中修改對應(yīng)記錄。該文件記錄所有零件的編號、供應(yīng)商名稱，單價(jià)，供貨時(shí)間等。采購科每天需要打印一張訂貨報(bào)表。報(bào)表中應(yīng)列出所有庫存量低于警戒值的零件訂貨信息，包括：零件編號、名稱、供應(yīng)商、訂購數(shù)量、單價(jià)、總價(jià)。,.,4.3功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖實(shí)例（一）,（1）頂層DFD外部實(shí)體倉庫保管員，采購科。邊界數(shù)據(jù)流I(倉庫事務(wù)，供應(yīng)商信息)O(訂貨報(bào)表),（2）第1層DFD子數(shù)據(jù)加工庫存管理，訂購管理,數(shù)據(jù)存儲零件訂貨信息,.,4.3功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖實(shí)例（一）分解加工1分解加工2,.,4.3功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖的指導(dǎo)原則命名、編號原則名字應(yīng)體現(xiàn)元素的主要作用和含義。加工應(yīng)以動賓短語命名，其他元素應(yīng)以名詞短語命名。編號應(yīng)體現(xiàn)元素的可見層次和分解關(guān)系。數(shù)據(jù)流一致性原則在分層求精的過程中，子圖邊界的數(shù)據(jù)流應(yīng)該與其在父圖中對應(yīng)加工所關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)流保持一致。數(shù)據(jù)封閉守恒原則數(shù)據(jù)流必須產(chǎn)生或終結(jié)于外部實(shí)體（或數(shù)據(jù)存儲）。數(shù)據(jù)加工必須既有輸入流又有輸出流，不能存在黑洞和奇跡。數(shù)據(jù)存儲必須有輸出流。,.,4.3功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖的指導(dǎo)原則數(shù)據(jù)流目的性原則數(shù)據(jù)流圖不表現(xiàn)實(shí)物的傳遞過程。數(shù)據(jù)流圖不表現(xiàn)系統(tǒng)邊界之外（外部實(shí)體間）的數(shù)據(jù)處理過程。數(shù)據(jù)流動必須經(jīng)過數(shù)據(jù)加工，不能在其他元素間直接傳遞。72原則為控制模型復(fù)雜度，避免在一張圖內(nèi)繪制9個(gè)以上的數(shù)據(jù)加工。接口最小化原則避免讓底層流圖中的基本數(shù)據(jù)加工處理過多的數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流圖實(shí)例（二）2010年軟考/期末考試試題,.,4.4數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)字典用于對數(shù)據(jù)流圖中的元素進(jìn)行精確定義和解釋。主要內(nèi)容數(shù)據(jù)流條目定義數(shù)據(jù)流的來源、去向、內(nèi)容構(gòu)成、流量、峰值等。數(shù)據(jù)流分量定義構(gòu)成數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)項(xiàng)含義、類型、取值約束等。數(shù)據(jù)存儲定義數(shù)據(jù)存儲的作用、記錄結(jié)構(gòu)、存儲方式、存取要求等。數(shù)據(jù)加工說明,.,4.4數(shù)據(jù)字典,定義式用以說明復(fù)合信息的組成結(jié)構(gòu)和取值約束的表達(dá)式。運(yùn)算符,.,4.4數(shù)據(jù)字典,定義式舉例,航班文件由一組航班記錄構(gòu)成，每條記錄包含航空公司編號、航班號、日期，航班類型，起點(diǎn)、終點(diǎn)、起飛時(shí)間、降落時(shí)間。航空公司編號為24位大寫字母航班號為3位阿拉伯?dāng)?shù)字；航班類型是“單程”或“往返”之一起點(diǎn)、終點(diǎn)不超過50個(gè)字符；日期采用年4位、月兩位、日兩位的表示形式；起飛和降落時(shí)間包括小時(shí)和分鐘等信息,航班文件1航空公司編號航班號日期航班類型起點(diǎn)終點(diǎn)起飛時(shí)間降落時(shí)間n航空公司名稱2A.Z4航班號30.93起點(diǎn)終點(diǎn)1字符50航班類型單程|往返日期年月日年40.94月“01”.“12”日“01”“31”起飛時(shí)間降落時(shí)間小時(shí)分鐘小時(shí)“00”.“23”分鐘“00”.“59”,.,4.4數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)流條目、分量、數(shù)據(jù)存儲的定義規(guī)范,.,4.4數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)流條目的定義舉例,數(shù)據(jù)流名:購書單別名:無簡述:學(xué)生購書時(shí)填寫的項(xiàng)目來源:學(xué)生去向:加工1“審查并開發(fā)票”組成:學(xué)號姓名1書號名稱數(shù)量n數(shù)據(jù)流量:100次/天高峰值：400次/天（開學(xué)初）,.,4.4數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)流分量的定義舉例,數(shù)據(jù)分量名:學(xué)號簡述:在籍學(xué)生的唯一編號數(shù)據(jù)類型:字符串長度：9取值范圍：無缺省值：無單位：無結(jié)構(gòu)含義:第12位：入學(xué)年份第34位：學(xué)院編號第56位：該學(xué)院的專業(yè)編號第79位：學(xué)生在該專業(yè)的順序號,.,4.4數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)存儲的定義舉例,數(shù)據(jù)存儲名:教材存量表別名:無簡述:保存所有教材的庫存信息記錄結(jié)構(gòu)：1教材編號教材名稱售價(jià)庫存量庫房n存儲方式：關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的表關(guān)鍵字：教材編號存取要求：隨機(jī)讀寫補(bǔ)充要求:根據(jù)“教材編號”查詢,.,4.4數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)加工的定義規(guī)范,加工名稱：審查并開發(fā)票編號：1作用簡述：為合理的購書要求打印發(fā)票輸入流:購書單輸出流:“發(fā)票”或“無效提示”加工策略：執(zhí)行要求：處理時(shí)間10s,.,4.4數(shù)據(jù)字典,加工策略的說明“加工策略”是對如何完成數(shù)據(jù)流變換的解釋說明，它定義了數(shù)據(jù)加工所采用的“算法”。說明加工策略的方法偽代碼以自然語言陳述處理動作，以編程語言的控制結(jié)構(gòu)語法陳述處理流程。優(yōu)點(diǎn)：二義性小，接近最終的程序?qū)崿F(xiàn)形式。不足：不適用于含有多條件組合判定及多目標(biāo)動作的加工說明。判定樹/判定表以二維表格/樹型視圖表示包含復(fù)雜條件判定及多目標(biāo)動作的加工策略。,.,4.4數(shù)據(jù)字典,偽代碼舉例,/根據(jù)身份證號碼和取票單進(jìn)行取票審核，并打印機(jī)票。身份證號=讀卡器.Read();if(身份證號in旅客訂票文件.身份證號）if(取票單.OtherItems=旅客訂票文.OtherItems)return打印機(jī)票(身份證號);elsereturn“取票單信息錯誤”；elsereturn“該旅客未訂票”,.,4.4數(shù)據(jù)字典,判定表適于表達(dá)包含多條件組合判定和多目標(biāo)動作的加工策略。判定表由四部分組成,動作欄,條件欄,條件項(xiàng),動作項(xiàng),.,4.4數(shù)據(jù)字典,判定表實(shí)例,已知：1）審核條件=最后學(xué)歷+報(bào)考類型+工作時(shí)間2）最后學(xué)歷=本科|碩士3)報(bào)考類型=公開招考|本科直博|碩博連讀|提前攻博,數(shù)據(jù)加工“考試方式審核”根據(jù)審核條件，確定考生的考試方式。請以判定表定義如下審核策略。1）若考生最后學(xué)歷是碩士，則當(dāng)報(bào)考類型為“碩博連讀”時(shí)考試方式應(yīng)為“免試”；報(bào)考類型為“公開招考”時(shí)考試方式應(yīng)為“統(tǒng)考”。其他報(bào)考類型考試方式均為“不準(zhǔn)考”。2）若考生最后學(xué)歷為本科，則當(dāng)報(bào)考類型為“本科直博”時(shí)考試方式應(yīng)為“免試”；當(dāng)報(bào)考類型為“提前攻博”時(shí)考試方式為“統(tǒng)考”；當(dāng)報(bào)考類