結構化分析SA方法

1、軟件需求分析-結構化分析（SA）方法結構化開發(fā)方法 （Structured Developing Method） 是現(xiàn)有的軟件開發(fā)方法中最成熟，應用最廣 泛的方法，主要特點是快速、自然和方便。結構化開發(fā)方法由結構化分析方法（SA 法）、結構化設計方法 （SD 法）及結構化程序設計方法（SP 法）構成的。結構化分析 （Structured Analysis ，簡稱 SA 法） 方法是面向數(shù)據(jù)流的需求分析方法， 是 70 年代末由 Yourdon,Constaintine 及 DeMarco 等人提出和發(fā)展，并得到廣泛的應用。它適合 于分析大型的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，特別是企事業(yè)管理系統(tǒng)。SA 法也是一種

2、建模的活動，主要是根據(jù)軟件內部的數(shù)據(jù)傳遞、變換關系，自頂向下逐 層分解，描繪出滿足功能要求的軟件模型。1 SA 法概述1.SA 法的基本思想結構化分析 （Structured Analysis ，簡稱 SA 法）是面向數(shù)據(jù)流的需求分析方法，是70 年代由 Yourdon,Constaintine 及 DeMarco 等人提出和發(fā)展，并得到廣泛的應用。結構化分析方法的基本思想是 “分解”和“抽象 ”。分解： 是指對于一個復雜的系統(tǒng)， 為了將復雜性降低到可以掌握的程度， 可以把大問題 分解成若干小問題，然后分別解決。圖4 是自頂向下逐層分解的示意圖。頂層抽象地描述了整個系統(tǒng)，底層具體地畫出了 系統(tǒng)

3、的每一個細節(jié)，而中間層是從抽象到具體的逐層過渡。抽象： 分解可以分層進行， 即先考慮問題最本質的屬性， 暫把細節(jié)略去，以后再逐層添 加細節(jié)，直至涉及到最詳細的內容， 這種用最本質的屬性表示一個自系統(tǒng)的方法就是 “抽象 ”。國4 口頂向卜'逐層分解2.SA法的步驟建立當前系統(tǒng)的 具體模型”；系統(tǒng)的具體模型”就是現(xiàn)實環(huán)境的忠實寫照，即將當前系統(tǒng)用DFD圖描述出來。這樣的表達與當前系統(tǒng)完全對應，因此用戶容易理解。抽象出當前系統(tǒng)的邏輯模型 ；分析系統(tǒng)的 具體模型”，抽象出其本質的因素，排除次要因素，獲得用 DFD圖描述的 當前系統(tǒng)的 邏輯模型”。建立目標系統(tǒng)的邏輯模型；分析目標系統(tǒng)與當前系統(tǒng)邏

4、輯上的差別，從而進一步明確目標系統(tǒng)做什么”，建立目標系統(tǒng)的邏輯模型”修改后的DFD圖）。為了對目標系統(tǒng)作完整的描述，還需要考慮人機界面和其它一些問題。3.SA法的描述工具分層的數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)詞典描述加工邏輯的結構化語言、判定表或判定樹。2數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖（Data Flow Diagram，簡稱DFD）是描述系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流程的圖形工具，它標識了一個系統(tǒng)的邏輯輸入和邏輯輸出，以及把邏輯輸入轉換邏輯輸出所需的加工處理。1數(shù)據(jù)流圖的圖符數(shù)據(jù)流圖有以下4種基本圖形符號:實體名lPsi DFD t- ；箭頭表示數(shù)據(jù)流，圓或橢圓表示加工。雙杠或者單杠表示數(shù)據(jù)存儲，矩形框表示數(shù)據(jù)的 源點或終點，即外部實體。 數(shù)

5、據(jù)流 是數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內傳播的路徑，由一組成固定的數(shù)據(jù)項組成。 除了與數(shù)據(jù)存儲（文件）之間的數(shù)據(jù)流不用命名外，其余數(shù)據(jù)流都應該用名詞或名詞短語命名。數(shù)據(jù)流可以從 加工流向加工，也可以從加工流向文件或從文件流向加工，也可以從源點流向加工或從加工流向終點。加工也稱為數(shù)據(jù)處理，它對數(shù)據(jù)流進行某些操作或變換。每個加工也要有名字，通常是動詞短語，簡明地描述完成什么加工。在分層的數(shù)據(jù)流圖中，加工還應有編號。數(shù)據(jù)存儲指暫時保存的數(shù)據(jù)，它可以是數(shù)據(jù)庫文件或任何形式的數(shù)據(jù)組織。流向數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)流可理解為寫入文件，或查詢文件，從數(shù)據(jù)存儲流出的數(shù)據(jù)可理解為從文件讀 數(shù)據(jù)或得到查詢結果。 數(shù)據(jù)源點和終點 是軟件系統(tǒng)外部

6、環(huán)境中的實體 （包括人員、組織或其他軟件系統(tǒng)）, 統(tǒng)稱為外部實體。一般只出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流圖的頂層圖中。還有一些輔助的圖例BH1!1! *農示臥+ 農示跖 戰(zhàn)示".斥陽 6 DFD幗的輸肋荷例1:畫出圖書預定系統(tǒng)的 DFD圖?，F(xiàn)有一圖書預定系統(tǒng)，接收由顧客發(fā)來的訂單，并對訂單進行驗證，驗證過程是根據(jù)圖書目錄檢查訂單的正確性，同時根據(jù)顧客檔案確定是新顧客還是老顧客， 是否有信譽。經(jīng)過驗證的正確訂單，暫存放在待處理的訂單文件中。對訂單進行成批處理，根據(jù)出版社檔案，將訂單按照出版社進行分類匯總，并保存訂單存根， 然后將匯總訂單發(fā)往各出版社。畫圖步驟是:首先確定外部實體（顧客、出版社）及輸入、輸出

7、數(shù)據(jù)流（訂單、出版社訂單）。 再分解頂層的加工（驗證訂單、匯總訂單）。 確定所使用的文件（圖書目錄文件、顧客檔案等 5個文件）。用數(shù)據(jù)流將各部分連接起來，形成數(shù)據(jù)封閉。特別要注意的是：數(shù)據(jù)流圖不是傳統(tǒng)的流程圖或框圖，數(shù)據(jù)流也不是控制流。 數(shù)據(jù)流圖是從數(shù)據(jù)的角度來描述一個系統(tǒng)，而框圖則是從對數(shù)據(jù)進行加工的工作人員的角度來描述系統(tǒng)。數(shù)據(jù)流圖中的箭頭是數(shù)據(jù)流，而框圖中的箭頭則是控制流，控制流表達的是程序執(zhí)行的 次序。下圖是培訓中心管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖，由于只有一層，因此分解的加工較多不易理解，而且如果其中某個加工較復雜，例如編號為 3的加工付款”和編號為7的加工復審”仍很 復雜，一時難以理解，如果不繼

8、續(xù)分解下去， 直到每個加工都足夠簡單易于理解為止， 則會 影響需求分析結果的可讀性。1.畫分層DFD 圖的方法國13 ；,訓中心沢折的的DFD岸M 學如圖2.8所示，如果系統(tǒng)規(guī)模較大，僅用一個DFD圖難以描述，會使得系統(tǒng)變得復雜，且難以理解。為了降低系統(tǒng)的復雜性，采取逐層分解”的技術，畫分層的 DFD圖。畫分層DFD圖的一般原則是：先全局后局部，先整體后細節(jié)，先抽象后具體”。通常將這種分層的DFD圖，分為頂層、中間層、底層。頂層圖說明了系統(tǒng)的邊界，即系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)流，頂層圖只有一張。底層圖由一些不能再分解的加工組成，這些加工都已足夠簡單，稱為基本加工。在頂層和底層之間的是中間層。中間層的

9、數(shù)據(jù)流圖描述了某個加工的分解，而它的組成部分又要進一步分解。畫各層DFD圖時，應 由外向內”。畫分層DFD圖的具體步驟： 先確定系統(tǒng)范圍，畫出頂層的 DFD圖。逐層分解頂層DFD圖，獲得若干中間層 DFD圖。畫出底層的DFD圖。1闍211伺 8 DFD圖在畫分層數(shù)據(jù)流圖時，首先遇到的問題就是應該如何分解？不能夠一下子把一個加工分解成它所有的基本加工，一張圖中畫出過多的加工是使人難以理解的，但是如果每次只是將 一個加工分解成兩個或三個加工，又可能需要分解過多的層次，也會影響系統(tǒng)的可理解性。一個加工每次分解成多少個子加工才合適呢根據(jù)經(jīng)驗 “最多不要超過 7 個 ”。統(tǒng)計結果證明，人們能有效地同時處

10、理 7 個或 7 個以 下的問題，但當問題多于 7 個時，處理效果就會下降。當然也不能機械地應用，關鍵是要 使數(shù)據(jù)流圖易于理解。同時還有幾條原則可供參考：分解應自然，概念上要合理、清晰。只要不影響數(shù)據(jù)流圖的 “易理解性 ”，可以適當?shù)囟喾纸獬蓭撞糠郑?這樣分層圖的層數(shù)就 可少些。一般來說， 在上層可以分解得快些， 而在中、 下層則應分解得慢些，因為上層是一些綜 合性的描述， “易理解性 ”相對地說不太重要。下節(jié)我們以一個實例來說明畫分層 DFD 圖的方法。2 分層 DFD 圖的改進 分層數(shù)據(jù)流圖是一種比較嚴格又易于理解的描述方式， 它的頂層描繪了系統(tǒng)的總貌， 底 層畫出了系統(tǒng)所有的細部，而中間

11、層則給出了從抽象到具體的逐步過渡。1.畫分層 DFD 圖的基本原則 .數(shù)據(jù)守恒與數(shù)據(jù)封閉原則所謂數(shù)據(jù)守恒是指加工的輸入輸出數(shù)據(jù)流是否匹配， 即每一個加工既有輸入數(shù)據(jù)流又有 輸出數(shù)據(jù)流?；蛘哒f一個加工至少有一個輸入數(shù)據(jù)流，一個輸出數(shù)據(jù)流。加工分解的原則自然性：概念上合理、清晰均勻性：理想的分解是將一個問題分解成大小均勻的幾個部分分解度：一般每一個加工每次分解最多不要超過7個子加工，應分解到基本加工為止。子圖與父圖的 平衡”父圖中某個加工的輸入輸出數(shù)據(jù)流應該同相應的子圖的輸入輸出相同（相對應），分層數(shù)據(jù)流圖的這種特點稱為子圖與父圖平衡”。例1考察下圖中子父圖的平衡顯然，圖2.13中子圖與父圖不平衡

12、。子圖是父圖中加工 2的分解，加工2有輸入數(shù)據(jù)流R和M，輸出數(shù)據(jù)流T,而子圖則只有一個輸入數(shù)據(jù)流N，卻有兩個輸出數(shù)據(jù)流 T與S。圖2.14中，子圖是父圖中加工 4的分解，雖然表面上加工4只有一個輸入數(shù)據(jù)流訂貨單”,而子圖卻有三個輸入數(shù)據(jù)流，但是如果訂貨單”是由 客戶”、帳號”和 數(shù)量”三部分組成，即有如下數(shù)據(jù)條目：訂貨單=客戶+帳號+數(shù)量（225數(shù)據(jù)詞典），則子、父圖平衡。合理使用文件當文件作為某些加工之間的交界面時， 文件必須畫出來， 一旦文件作為數(shù)據(jù)流圖中的一 個獨立成份畫出來了，那么它同其它成份之間的聯(lián)系也應同時表達出來。理解一個問題總要經(jīng)過從不正確到正確， 從不確切到確切的過程， 需求

13、分析的過程總是 要不斷反復的， 一次就成功的可能性是很小的，對復雜的系統(tǒng)尤其如此，因此，系統(tǒng)分析員 應隨時準備對數(shù)據(jù)流圖進行修改和完善， 與用戶取得共識， 獲得無二義性的需求， 才能獲得 更正確清晰的需求說明，使得設計、編程等階段能夠順利進行，這樣做是必須和值得的。3.分層 DFD 圖的改進DFD 圖必須經(jīng)過反復修改， 才能獲得最終的目標系統(tǒng)的邏輯（目標系統(tǒng)的 DFD 圖 ）。改進的原則與畫分層 DFD 圖的基本原則是一致的，可從以下方面考慮 DFD 圖的改進： 檢查數(shù)據(jù)流的正確性 數(shù)據(jù)守恒 子圖、父圖的平衡 文件使用是否合理。特別注意輸入/出文件的數(shù)據(jù)流。 改進 DFD 圖的易理解性 簡化加

14、工之間的聯(lián)系 （加工間的數(shù)據(jù)流越少，獨立性越強，易理解性越好 ） 。 改進分解的均勻性。 適當命名 （各成分名稱無二義性，準確、具體） 。4.數(shù)據(jù)詞典分層數(shù)據(jù)流圖只是表達了系統(tǒng)的 “分解 ”，為了完整地描述這個系統(tǒng)，還需借助 “數(shù)據(jù)詞 典” （data dictionary和小說明"對圖中的每個數(shù)據(jù)和加工給出解釋。對數(shù)據(jù)流圖中包含的所有元素的定義的集合構成了數(shù)據(jù)詞典。它有四類條目：數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項、文件及基本加工。在定義數(shù)據(jù)流或文件時，使用表2-1給出的符號。將這些條目按照一定的規(guī)則組織起來，構成數(shù)據(jù)詞典。*3-1底真中出號符號含文例小說明校定丸為+X-a-b 聯(lián)示X 由 JU b -

15、! '：k1ll-l-jAX.-at： i：. X |：| 丸 b - : 'A.1JX=a) &汞Xth 0 用霧牛»玳吸S6 . K x-(a| ； k -i- ' U 26 哉 i(*)X-(aii «Jfr XPHl.也可斗川圾X= s i 1 X WfAi-. ;. X '：4i 1r：.十金1數(shù)據(jù)流條目給出了 DFD中數(shù)據(jù)流的定義，通常對數(shù)據(jù)流的簡單描述為列出該數(shù)據(jù)流的各組成數(shù)據(jù) 項。例：數(shù)據(jù)流 乘客名單”由若干 乘客姓名”、單位名”和 等級”組成，則詞典中的 乘客名 單”條目是：乘客名單=乘客姓名+單位名+等級又如：報名

16、單=姓名+單位名+年齡+性別+課程名也可以對數(shù)據(jù)流進行較詳細的描述，如下例：例：某查詢系統(tǒng)中，有個名為查詢”的數(shù)據(jù)流，目前 查詢”有三種類型，即 顧客狀況查詢”、存貨查詢”和發(fā)票存根查詢”，預計至1990年底還將增加 3至4種其他類型的 查詢。系統(tǒng)每天約需處理2 000次查詢，每天上午9： 0010： 00是查詢的高峰，此時約有1 000次查詢。上述信息都是 用戶要求”的一部分，在分析階段應該認真收集，并記錄在 詞典的有關條目中，所以 查詢”條目描述如下。數(shù)據(jù)流名：查詢簡 述：系統(tǒng)處理的一個命令別 名：無組 成： 顧客狀況查詢 |存貨查詢 |發(fā)票存根查詢 數(shù)據(jù)量： 2000 次 /天峰 值：每天上午 9：00l0 ：00 有 l000 次注 釋 ： 至1990 年底還將增加 3 至4 種查詢2.文件條目給出某個文件的定義， 文件的定義通常是列出文件記錄的組成數(shù)據(jù)流， 還可指出文件的 組