第03章1結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)-分析

第三章結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)——分析

在軟件的整個(gè)生命周期中，首先是軟件計(jì)劃期，接著是軟件開(kāi)發(fā)期，軟件需求分析是軟件開(kāi)發(fā)的第一個(gè)階段，也是關(guān)系到軟件開(kāi)發(fā)成功與否的關(guān)鍵一步。本章的學(xué)習(xí)是基于已完成軟件計(jì)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

3.1需求分析的任務(wù)與步驟

3.2需求獲取的常用方法

3.3分析建模

3.4軟件需求說(shuō)明

3.5結(jié)構(gòu)化分析方法

軟件需求分析——結(jié)構(gòu)化方法

軟件在需求分析和設(shè)計(jì)階段占用的工作量達(dá)到總工作量的40％～50％，說(shuō)明軟件開(kāi)發(fā)前期的活動(dòng)多么重要。當(dāng)然這也包括分階段開(kāi)發(fā)原型的開(kāi)銷(xiāo)。大家熟悉的編碼工作只占全部工作量的10％～20％，而軟件測(cè)試和調(diào)試的工作量占到總工作量的30％～40％，甚至≥50%。3.1需求分析的任務(wù)與步驟3.1.1需求分析的任務(wù) 需求分析的任務(wù)就是準(zhǔn)確地回答“系統(tǒng)必須做什么?”這個(gè)問(wèn)題，是通過(guò)系統(tǒng)分析員與用戶一起商定，清晰、準(zhǔn)確、具體地描述軟件產(chǎn)品必須具有的功能、性能、運(yùn)行規(guī)格等要求。軟件需求分析階段的目的是澄清用戶的要求，并把雙方共同的理解明確地表達(dá)成一份書(shū)面文檔——軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)。3.1需求分析的任務(wù)與步驟

需求分析的任務(wù)就是借助于當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型。主要有兩個(gè)任務(wù)：1、建立分析模型——數(shù)據(jù)、功能和行為模型2、編寫(xiě)需求說(shuō)明書(shū)。

其實(shí)現(xiàn)模型如下圖所示：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模型目標(biāo)系統(tǒng)當(dāng)前系統(tǒng)物理模型邏輯模型邏輯模型物理模型模型化抽象化實(shí)例化具體化理解需求表達(dá)需求導(dǎo)出做什么怎么做1.分析建模導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)邏輯模型的例子：

找出當(dāng)前系統(tǒng)的物理模型學(xué)生張秘書(shū)王會(huì)計(jì)李出納趙保管學(xué)生學(xué)生購(gòu)買(mǎi)教材的物理模型購(gòu)書(shū)申請(qǐng)購(gòu)書(shū)證明購(gòu)書(shū)發(fā)票領(lǐng)書(shū)單書(shū)導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)邏輯模型的例子把當(dāng)前系統(tǒng)的物理模型轉(zhuǎn)換為邏輯模型學(xué)生審查有效性開(kāi)發(fā)票開(kāi)領(lǐng)書(shū)單發(fā)書(shū)學(xué)生購(gòu)書(shū)單有效購(gòu)書(shū)單領(lǐng)書(shū)單書(shū)發(fā)票學(xué)生購(gòu)買(mǎi)教材的邏輯模型導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)邏輯模型的例子把舊系統(tǒng)的邏輯模型轉(zhuǎn)換為目標(biāo)系統(tǒng)邏輯模型學(xué)生審查并開(kāi)發(fā)票開(kāi)領(lǐng)書(shū)單發(fā)書(shū)學(xué)生購(gòu)書(shū)單發(fā)票領(lǐng)書(shū)單書(shū)計(jì)算機(jī)售書(shū)系統(tǒng)的邏輯模型導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)邏輯模型的例子改進(jìn)（優(yōu)化）目標(biāo)系統(tǒng)邏輯模型學(xué)生審查并開(kāi)發(fā)票開(kāi)領(lǐng)書(shū)單學(xué)生購(gòu)書(shū)單發(fā)票領(lǐng)書(shū)單改進(jìn)了的計(jì)算機(jī)售書(shū)系統(tǒng)模型無(wú)效書(shū)單分析階段中常用的模型（邏輯模型）數(shù)據(jù)流圖（DFD）實(shí)體―聯(lián)系圖（ERD）層次方框圖、IPO圖、Warnier圖類圖、實(shí)例圖、時(shí)序圖狀態(tài)圖、協(xié)作圖、活動(dòng)圖事件列表數(shù)據(jù)流定義數(shù)據(jù)元素定義

……3.1需求分析的任務(wù)與步驟2.編寫(xiě)軟件需求規(guī)格說(shuō)明：主要包括描述目標(biāo)系統(tǒng)概貌、功能要求、性能要求、運(yùn)行要求和將來(lái)可能提出的要求。數(shù)據(jù)流圖、用IPO圖或其他工具簡(jiǎn)要描述的系統(tǒng)主要算法都是該份文擋的重要組成部分。此外，該份文檔還應(yīng)包括用戶需求與系統(tǒng)功能之間的關(guān)系、設(shè)計(jì)約束等等文字描述。軟件需求規(guī)格說(shuō)明是需求分析階段的最終成果。3.1需求分析的任務(wù)與步驟準(zhǔn)確、完整和規(guī)范的軟件需求是軟件開(kāi)發(fā)成功的關(guān)鍵！需求分析的任務(wù)建立分析模型

描述軟件需求的一組模型精確記錄用于對(duì)原始問(wèn)題和目標(biāo)系統(tǒng)的描述幫助分析人員發(fā)現(xiàn)用戶需求中的不一致性，排除不合理的部分，挖掘潛在的用戶需求編寫(xiě)需求說(shuō)明應(yīng)做到準(zhǔn)確性和一致性清晰性和沒(méi)有二義性直觀、易讀和易于修改案例分析一個(gè)具有n部電梯的電梯系統(tǒng)要安裝在一座m層的大樓上。電梯和控制機(jī)構(gòu)已造好。每個(gè)電梯的內(nèi)部機(jī)構(gòu)也已給定。問(wèn)題涉及電梯在樓層間移動(dòng)的邏輯：（1）每座電梯有一套按鈕，每層一個(gè)。按鈕按下時(shí)使鈕燈變亮，并使電梯達(dá)到相應(yīng)的樓層。當(dāng)電梯到達(dá)相應(yīng)的樓層時(shí)按鈕燈熄滅。案例分析（2）除了底層和頂層外，每層都有兩個(gè)按鈕，一個(gè)按鈕請(qǐng)求電梯上升，另一個(gè)按鈕請(qǐng)求電梯下降。這些按鈕在按下時(shí)按鈕燈亮。電梯到達(dá)指定樓層后按鈕燈熄滅，然后要么朝期望的方向移動(dòng)，要么請(qǐng)求等待。在后一種情況下，如果一個(gè)樓層上的兩個(gè)請(qǐng)求按鈕都按下，則只取消其中一個(gè)按鈕。決定先服務(wù)哪一層的算法應(yīng)當(dāng)使兩個(gè)請(qǐng)求的等待時(shí)間最小。案例分析（3）當(dāng)一個(gè)電梯沒(méi)有服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，應(yīng)當(dāng)停留在最終的目的地，關(guān)上電梯門(mén)，并等待后面的請(qǐng)求。（4）樓層上所有電梯請(qǐng)求必須最終得到服務(wù)，并且所以樓層具有相同的優(yōu)先權(quán)。（5）電梯內(nèi)所有樓層的請(qǐng)求必須最終得到服務(wù)，各層按電梯移動(dòng)方向先后得到服務(wù)。（6）每個(gè)電梯有一個(gè)緊急按鈕。按下該按鈕時(shí)，將使一個(gè)報(bào)警信號(hào)發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)管理人員，然后強(qiáng)制電梯“停止服務(wù)”。每一個(gè)電梯有一個(gè)取消其“停止服務(wù)”狀態(tài)的機(jī)制。電梯狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖舉例在一樓上升停滯下降回到一樓回一樓想要到達(dá)樓層想要到達(dá)樓層電梯行程開(kāi)始向上向上向下案例分析需求分析的步驟1.需求獲取目的：清楚地理解所要解決的問(wèn)題；完整地獲取用戶需求2.需求提煉任務(wù)：分析建模3.需求描述結(jié)果：軟件需求說(shuō)明書(shū)4.需求驗(yàn)證改善需求說(shuō)明的完整性，確保他可作為軟件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)驗(yàn)收的依據(jù)。3.2需求獲取的常用方法聯(lián)合分析小組

用戶代表、領(lǐng)域?qū)＜液拖到y(tǒng)分析員客戶訪談

充分準(zhǔn)備，尋找共同語(yǔ)言

循循序漸進(jìn)、逐步逼近

問(wèn)題分析與確認(rèn)

多個(gè)來(lái)回調(diào)研問(wèn)卷部分的名稱、人員數(shù)量和結(jié)構(gòu)部分發(fā)展或變化簡(jiǎn)單介紹部分的主要任務(wù)業(yè)務(wù)處理流程業(yè)務(wù)處理過(guò)程中涉及哪些專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)工作需要的審批流程是什么？主要算法描述哪些業(yè)務(wù)需要實(shí)時(shí)處理？哪些業(yè)務(wù)需要交互操作？部門(mén)各崗位的職責(zé)部門(mén)接受哪些部門(mén)或外界的信息？信息的內(nèi)容和格式是什么？部門(mén)產(chǎn)生哪些信息？部門(mén)產(chǎn)生的信息送到哪些其他部門(mén)？格式要求是什么？對(duì)信息的輸入和輸出方式有要求嗎？輸入輸出設(shè)備是什么？數(shù)據(jù)要求實(shí)時(shí)備份嗎？備份的設(shè)備是什么？時(shí)間策略？業(yè)務(wù)處理有高峰期嗎？高峰時(shí)間是什么？時(shí)間策略？現(xiàn)有的哪些設(shè)備要繼續(xù)使用？對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行環(huán)境有要求嗎？對(duì)界面風(fēng)格和操作方式有要求嗎？在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中允許停機(jī)嗎？操作方式要根據(jù)操作環(huán)境和使用人員素質(zhì)分類嗎？需要的操作權(quán)限有哪些？需要記錄系統(tǒng)操作運(yùn)行日志嗎？用戶有能力進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)嗎？需要分布式處理嗎？需要什么方式的用戶操作培訓(xùn)。需要制作聯(lián)機(jī)幫助嗎？案例用戶提出某種需求：水的質(zhì)量信息必須立即能夠顯示出來(lái)。分析員更準(zhǔn)確的描述：水的質(zhì)量記錄必須在接到請(qǐng)求信號(hào)的5秒內(nèi)顯示出來(lái)。需求獲取的三大挑戰(zhàn)問(wèn)題空間的理解人與人之間的通信需求的不斷變化某出版社系統(tǒng)調(diào)查表編號(hào)提出問(wèn)題1您在哪個(gè)部門(mén)工作？2出版業(yè)務(wù)流程是什么？3您每日都處理那些文件、數(shù)據(jù)、報(bào)表？4工作中手工處理特別麻煩的事情是什么？5工作中手工處理什么問(wèn)題解決不了？影響效率的問(wèn)題有哪些？6您認(rèn)為提高工作效率，節(jié)省工作時(shí)間，減輕工作強(qiáng)度可采取哪些辦法？某出版社系統(tǒng)調(diào)查表編號(hào)提出問(wèn)題7您的部門(mén)需要成本核算和統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容有哪些？8您的部門(mén)采用計(jì)算機(jī)管理工作情況如何？9如何改進(jìn)業(yè)務(wù)流程使之更合理？10哪些問(wèn)題是目前傳統(tǒng)手工方法根本無(wú)法解決的？11出版社計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)需要解決什么問(wèn)題？需求獲取的內(nèi)容1.用戶需求分類

(1)功能性需求:

定義了系統(tǒng)做什么（描述系統(tǒng)必須支持的功能和過(guò)程）

(2)非功能性需求（技術(shù)需求）:

定義了系統(tǒng)工作時(shí)的特性（描述操作環(huán)境和性能目標(biāo)）2.兩類需求包括的內(nèi)容(1)功能(2)性能(3)環(huán)境(4)界面(5)用戶或人的因素(6)文檔(7)數(shù)據(jù)(8)資源(9)安全保密(10)軟件成本消耗與開(kāi)發(fā)進(jìn)度(11)質(zhì)量保證(1)功能需求

系統(tǒng)做什么？系統(tǒng)何時(shí)做什么？系統(tǒng)何時(shí)及如何修改或升級(jí)？(2)性能需求軟件開(kāi)發(fā)的技術(shù)性指標(biāo)例如：存儲(chǔ)容量限制執(zhí)行速度、相應(yīng)時(shí)間吞吐量(3)環(huán)境需求硬件設(shè)備：機(jī)型、外設(shè)、接口、地點(diǎn)、分布、溫度、濕度、磁場(chǎng)干擾等軟件：操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)(4)界面需求

有來(lái)自其它系統(tǒng)的輸入嗎？到自其它系統(tǒng)的輸出嗎？對(duì)數(shù)據(jù)格式有規(guī)定嗎？對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)有規(guī)定嗎？(5)用戶或人的因素

用戶類型？各種用戶熟練程度？需受何種訓(xùn)練？用戶理解、使用系統(tǒng)的難度？用戶錯(cuò)誤操作系統(tǒng)的可能性？(6)文檔需求

需哪些文檔？文檔針對(duì)哪些讀者？(7)數(shù)據(jù)需求

輸入、輸出數(shù)據(jù)的格式？接收、發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率？數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度？數(shù)據(jù)流量？數(shù)據(jù)需保持的時(shí)間？(8)資源需求

軟件運(yùn)行時(shí)所需的數(shù)據(jù)、軟件。內(nèi)存空間等資源。軟件開(kāi)發(fā)、維護(hù)所需的人力、支撐軟件、開(kāi)發(fā)設(shè)備等。(9)安全保密要求

需對(duì)訪問(wèn)系統(tǒng)或系統(tǒng)信息加以控制嗎？如何隔離用戶之間的數(shù)據(jù)？用戶程序如何與其它程序和操作系統(tǒng)隔離？系統(tǒng)備份要求？(10)軟件成本消耗與開(kāi)發(fā)進(jìn)度需求開(kāi)發(fā)有規(guī)定的時(shí)間表嗎？軟硬件投資有無(wú)限制？(11)質(zhì)量保證

系統(tǒng)的可靠性要求？系統(tǒng)必須監(jiān)測(cè)和隔離錯(cuò)誤嗎？規(guī)定系統(tǒng)平均出錯(cuò)時(shí)間？出錯(cuò)后，重啟系統(tǒng)允許的時(shí)間？系統(tǒng)變化如何反映到設(shè)計(jì)中？維護(hù)是否包括對(duì)系統(tǒng)的改進(jìn)？系統(tǒng)的可移植性？3.3分析建模所謂模型，就是為了理解事物而對(duì)事物做出的一種抽象，是對(duì)事物的一種無(wú)歧義的書(shū)面描述。簡(jiǎn)單地說(shuō)，模型就是某一事物的抽象表示方式。經(jīng)過(guò)軟件的需求分析建立起來(lái)的模型可以稱之為分析模型或者需求模型。3.3分析建模需求分析模型：數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)模型功能模型行為模型功能模型功能模型可以用數(shù)據(jù)流圖(DFD)描述，所以又稱為數(shù)據(jù)流模型。下面是數(shù)據(jù)流圖的基本形式：3變換4變換1變換2變換外部實(shí)體外部實(shí)體外部實(shí)體外部實(shí)體數(shù)據(jù)文件輸入數(shù)據(jù)中間數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)學(xué)生1審查開(kāi)發(fā)票2開(kāi)領(lǐng)書(shū)單學(xué)生購(gòu)書(shū)單發(fā)票領(lǐng)書(shū)單計(jì)算機(jī)售書(shū)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖無(wú)效書(shū)單各班學(xué)生用書(shū)表教材存量表數(shù)據(jù)模型

包含有3種相關(guān)的信息：（1）數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)據(jù)對(duì)象是幾乎所有必須被軟件理解的復(fù)合信息的表示。它只封裝數(shù)據(jù)，不包含作用于對(duì)象的操作。（2）屬性屬性定義了數(shù)據(jù)對(duì)象的性質(zhì)。（3）關(guān)系數(shù)據(jù)對(duì)象彼此之間是有關(guān)聯(lián)的，也稱為關(guān)系。數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型常常用“實(shí)體-關(guān)系圖(ERD)”來(lái)描述。

ERD包含3種基本元素，即實(shí)體、屬性和關(guān)系。通常，用矩形表示即數(shù)據(jù)對(duì)象，用圓角矩形或橢圓形表示實(shí)體的屬性，用菱形連接相關(guān)實(shí)體表示關(guān)系。下圖是一個(gè)簡(jiǎn)化的教學(xué)管理ERD：性別職稱姓名教工號(hào)姓名性別系學(xué)號(hào)年級(jí)課程號(hào)課程名學(xué)時(shí)學(xué)分課程教師學(xué)生教學(xué)行為模型行為模型常用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（簡(jiǎn)稱狀態(tài)圖）來(lái)描述，它又稱為狀態(tài)機(jī)模型。狀態(tài)圖中的基本元素有事件、狀態(tài)和行為等。

系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)模型可以理解為在任一個(gè)時(shí)刻，系統(tǒng)處于有限可能的狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)，當(dāng)某一個(gè)激勵(lì)（條件）到達(dá)時(shí)，它激發(fā)系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)新?tīng)顟B(tài)。下面是電話系統(tǒng)的狀態(tài)圖：閑置撥號(hào)音do:響撥號(hào)音超時(shí)do:響蜂鳴音存儲(chǔ)的信息do:播放信息接通中do:試接通振鈴do:振鈴撥號(hào)通話斷線忙音do:響忙音掛斷電話掛斷電話拿起話筒超時(shí)無(wú)效號(hào)碼有效號(hào)碼超時(shí)數(shù)字?jǐn)?shù)字占線已接通受話人回話受話人掛斷電話信息播完數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典(DataDictionary)用于描述軟件系統(tǒng)中使用或者產(chǎn)生的每一個(gè)數(shù)據(jù)元素，是系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息定義的集合。數(shù)據(jù)字典的作用，就是對(duì)軟件中的每個(gè)數(shù)據(jù)規(guī)定一個(gè)定義條目，以保持?jǐn)?shù)據(jù)在系統(tǒng)中的一致性。軟件中的數(shù)據(jù)，可分為三種情況：①只含一個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)(或數(shù)據(jù)元素)；②由多個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的數(shù)據(jù)流；③數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)流“發(fā)票”的字典條目數(shù)據(jù)流名：發(fā)票別名：購(gòu)書(shū)發(fā)票組成：學(xué)號(hào)＋姓名＋｛書(shū)號(hào)＋單價(jià)＋數(shù)量＋總價(jià)｝＋書(shū)費(fèi)合計(jì)備注：數(shù)據(jù)字典的例子3.3分析建模下面介紹兩種需求模型：結(jié)構(gòu)化分析模型和面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ头治瞿Ｐ兔枋龉ぞ逥FD、DD和PSPECCFD、CSPEC和STDE-R圖用例圖對(duì)象-關(guān)系圖：類、對(duì)象、構(gòu)建等圖對(duì)象-行為圖：狀態(tài)、時(shí)序、協(xié)作、活動(dòng)等圖結(jié)構(gòu)化分析模型數(shù)據(jù)對(duì)加工象說(shuō)明說(shuō)明

控制說(shuō)明E-R圖DFD圖STD圖DD數(shù)據(jù)模型功能模型行為模型面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ蛯傩?、操作、協(xié)作者類／對(duì)象對(duì)象-關(guān)模型系模型對(duì)象-行為模型使用實(shí)例功能模型行為模型數(shù)據(jù)模型（靜態(tài)）（靜態(tài)）（動(dòng)態(tài)）分析模型描述工具結(jié)構(gòu)化分析工具DFD、DD和PSPEC（加工說(shuō)明）——基本組成CFD、CSPEC（控制說(shuō)明）和STD——擴(kuò)展E-R圖——擴(kuò)展（復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以使用）面向?qū)ο蠓治龉ぞ哂美龍D，類對(duì)象圖對(duì)象-關(guān)系圖對(duì)象-行為圖1.數(shù)據(jù)流圖（DFD）飛機(jī)票預(yù)訂系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖1.數(shù)據(jù)流圖（DFD）數(shù)據(jù)流圖——他以圖形的方式反映系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程由四種基本元素組成，代表符號(hào)和名稱：加工名編號(hào)加工名編號(hào)文件名文件名數(shù)據(jù)流

加工、處理或變換數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)原點(diǎn)或終點(diǎn)文件名實(shí)體名顧客出版社驗(yàn)證訂單匯總訂單訂單出版社訂單圖書(shū)目錄文件顧客檔案待處理訂單文件正確訂單一批訂單出版社檔案文件訂貨存根文件DFD圖的例子1.數(shù)據(jù)流圖（DFD）描述系統(tǒng)邏輯模型信息在系統(tǒng)中的流動(dòng)和處理用途交流信息的工具結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計(jì)的工具

一家工廠的采購(gòu)部每天需要一張訂貨報(bào)表，報(bào)表按零件編號(hào)排序，表中列出所有需要再次訂貨的零件。對(duì)于每個(gè)需要再次訂貨的零件應(yīng)該列出下述數(shù)據(jù)：零件編號(hào)，零件名稱，定貨數(shù)量，目前價(jià)格，主要供應(yīng)者，次要供應(yīng)者。零件入庫(kù)或出庫(kù)稱為事務(wù)，通過(guò)放在倉(cāng)庫(kù)中的CRT終端把事務(wù)報(bào)告結(jié)訂貨系統(tǒng)。當(dāng)某種零件的庫(kù)存數(shù)量少于庫(kù)存量臨界值時(shí)就應(yīng)該再次訂貨。案例由文字描述畫(huà)出數(shù)據(jù)流圖由文字描述畫(huà)出數(shù)據(jù)流圖采購(gòu)員訂貨系統(tǒng)事務(wù)訂貨報(bào)表訂貨系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖倉(cāng)庫(kù)保管員由系統(tǒng)調(diào)查畫(huà)出數(shù)據(jù)流圖會(huì)計(jì)處理原始數(shù)據(jù)賬簿、報(bào)表會(huì)計(jì)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖領(lǐng)書(shū)單

進(jìn)書(shū)通知

購(gòu)書(shū)單

缺書(shū)單

DFD練習(xí)—售書(shū)系統(tǒng)學(xué)生教材購(gòu)銷(xiāo)系統(tǒng)書(shū)庫(kù)保管員領(lǐng)書(shū)單進(jìn)書(shū)通知

進(jìn)書(shū)通知

購(gòu)書(shū)單缺書(shū)單

DFD練習(xí)—售書(shū)系統(tǒng)1銷(xiāo)售2采購(gòu)書(shū)庫(kù)保管員學(xué)生F1教材存量表

F2缺書(shū)登記表

2.數(shù)據(jù)字典（DD）定義：數(shù)據(jù)詞典——是描述數(shù)據(jù)信息的集合，它對(duì)數(shù)據(jù)流圖中的各個(gè)元素按規(guī)定格式進(jìn)行詳細(xì)的描述和確切的解釋,是數(shù)據(jù)流圖的補(bǔ)充工具。數(shù)據(jù)流圖與數(shù)據(jù)字典構(gòu)成了系統(tǒng)邏輯模型的主體。2.數(shù)據(jù)字典（DD）

數(shù)據(jù)字典的作用，就是對(duì)軟件中的每個(gè)數(shù)據(jù)規(guī)定一個(gè)定義條目，以保持?jǐn)?shù)據(jù)在系統(tǒng)中的一致性。軟件中的數(shù)據(jù)，可分為三種情況：①由多個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的數(shù)據(jù)流；②數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫(kù)；③只含一個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)(或數(shù)據(jù)元素)。DFD中所有數(shù)據(jù)元素的定義集合①數(shù)據(jù)流——例：發(fā)票②數(shù)據(jù)文件——例：各班學(xué)生用書(shū)表③學(xué)生購(gòu)書(shū)數(shù)量數(shù)據(jù)項(xiàng)——例：數(shù)量三種數(shù)據(jù)字典分別表達(dá)如下：學(xué)生1審查開(kāi)發(fā)票2開(kāi)領(lǐng)書(shū)單學(xué)生購(gòu)書(shū)單發(fā)票領(lǐng)書(shū)單計(jì)算機(jī)售書(shū)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖：無(wú)效書(shū)單各班學(xué)生用書(shū)表教材存量表數(shù)據(jù)流“發(fā)票”的字典條目數(shù)據(jù)流名：發(fā)票別名：購(gòu)書(shū)發(fā)票組成：學(xué)號(hào)＋姓名＋｛書(shū)號(hào)＋單價(jià)＋數(shù)量＋總價(jià)｝＋書(shū)費(fèi)合計(jì)備注：數(shù)據(jù)字典——數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)文件“各班學(xué)生用書(shū)表”的字典條目文件名：各班學(xué)生用書(shū)表別名：組成：｛系編號(hào)＋專業(yè)和班編號(hào)＋年級(jí)＋｛書(shū)號(hào)｝｝組織：按系、專業(yè)和班編號(hào)從小到大排列備注：數(shù)據(jù)字典——數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)項(xiàng)“數(shù)量”的字典條目數(shù)據(jù)項(xiàng)名：數(shù)量別名：購(gòu)書(shū)量取值：正整數(shù)備注：數(shù)據(jù)字典——數(shù)據(jù)項(xiàng)一般的“數(shù)據(jù)流”字典條目應(yīng)包含以下內(nèi)容：數(shù)據(jù)流名：別名（編號(hào)）：描述：組成（定義）：來(lái)源與去處：頻率、數(shù)據(jù)量、取值范圍等：…備注：數(shù)據(jù)字典——數(shù)據(jù)流應(yīng)包含的內(nèi)容數(shù)據(jù)字典——數(shù)據(jù)文件應(yīng)包含的內(nèi)容一般的“數(shù)據(jù)文件”字典條目應(yīng)包含以下內(nèi)容：數(shù)據(jù)文件名：關(guān)鍵碼：描述：組成（定義）：存儲(chǔ)方式：存儲(chǔ)頻率、數(shù)據(jù)量、取值范圍等：…（如安全要求等）備注：數(shù)據(jù)字典——數(shù)據(jù)項(xiàng)應(yīng)包含的內(nèi)容一般的“數(shù)據(jù)項(xiàng)”字典條目應(yīng)包含以下內(nèi)容：數(shù)據(jù)項(xiàng)名：別名：描述：數(shù)據(jù)類型：長(zhǎng)度（精度）：取值范圍、缺省值等：…（如計(jì)量單位等）備注：還可以采用類似公式定義式，（似P41例3.6）例如：航班信息文件＝{航空公司名稱＋航班號(hào)＋起點(diǎn)＋終點(diǎn)＋日期＋起飛時(shí)間＋降落時(shí)間}航空公司名稱＝2{字母}4

航班號(hào)＝3{十進(jìn)制數(shù)字}3

字母＝“A”…“Z”十進(jìn)制數(shù)字＝“0”…“9”起點(diǎn)＝終點(diǎn)＝1{漢字}10

起飛時(shí)間＝降落時(shí)間＝時(shí)＋分時(shí)＝“00”…“23”

分＝“00”…“59”

日期＝年＋月＋日年＝[2000｜2001｜2002｜2004]

月＝“01”…“12”

日＝“01”…“31”對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)據(jù)描述還可以采用以下的方式：名稱別名類型長(zhǎng)度備注姓名XM字符8存款日期CKRQ日期金額JE數(shù)字8,2身份證號(hào)SFZH字符16類別LB字符2取款日期QKRQ日期利息LX數(shù)字8,2利息稅LXS數(shù)字8,2數(shù)據(jù)字典實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)字典的途徑目前實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)字典有三種途徑：全人工過(guò)程利用數(shù)據(jù)字典處理程序的全自動(dòng)化過(guò)程用正文編輯程序報(bào)告生成程序等已有的實(shí)用程序幫助人工過(guò)程的混合過(guò)程。3.加工說(shuō)明加工說(shuō)明（PSPEC）說(shuō)明DFD中的每個(gè)加工，加工邏輯說(shuō)明描述實(shí)現(xiàn)加工的策略，是加工說(shuō)明的主體。在需求分析階段，策略僅需要指出“做什么”，而不管“怎么做”！3.加工說(shuō)明加工說(shuō)明（PSPEC）的描述工具有：結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言判定表或判定樹(shù)層次方框圖Warnier圖IPO圖等等（1）結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言

自然語(yǔ)言加上結(jié)構(gòu)化的形式，就是結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言。借用結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言的控制結(jié)構(gòu)描述加工。結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言的特點(diǎn)：無(wú)確定語(yǔ)法可分層、嵌套加工名:核實(shí)訂票處理編號(hào):3.2激活條件:收到取訂票信息處理邏輯:1讀訂票旅客信息文件

2搜索此文件中是否有與輸入信息中姓名及身份證號(hào)相符的項(xiàng)

IF

有

THEN

判斷余項(xiàng)是否與文件中信息相符

IF

是THEN

輸出已訂票信息

ELSE

輸出未訂票信息

ELSE

輸出未訂票信息執(zhí)行頻率:實(shí)時(shí)例：用結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言描述加工（2）判定表或判定樹(shù)判定表采用表格的形式描述加工邏輯，他適合于描述包含復(fù)雜判斷的加工處理。判定樹(shù)采用樹(shù)形圖的形式描述加工邏輯，他同樣適合于描述包含復(fù)雜判斷的加工處理。他是判定表的圖形表示。

一般情況下，兩者選用其一。判定（決策）樹(shù)實(shí)例

判定樹(shù)描述有多個(gè)行為需要選擇的過(guò)程。判定樹(shù)由一組表示條件的節(jié)點(diǎn)，和無(wú)標(biāo)記邊組成。判定樹(shù)示意圖

邏輯功能名

條件1

條件2

條件1.2

條件1.1

行為1

行為2

條件2.1

條件2.2

行為3

行為4

條件2.2.2

條件2.2.1

行為5判定樹(shù)實(shí)例豪華型

選擇包裝箱

中速車(chē)

高速車(chē)豪華型標(biāo)準(zhǔn)型標(biāo)準(zhǔn)型

使用1號(hào)包裝箱

使用2號(hào)包裝箱

使用3號(hào)包裝箱

使用4號(hào)包裝箱判定（決策）樹(shù)實(shí)例判定樹(shù)還有另一種形式:“T”表示“真”，條件成立；“F”表示“假”，條件不成立。判定樹(shù)的另一種形式

決策樹(shù)形式簡(jiǎn)單，易于掌握和使用，并適合于與用戶討論。豪華型

中速車(chē)T標(biāo)準(zhǔn)型

使用1號(hào)包裝箱

使用2號(hào)包裝箱

使用4號(hào)包裝箱

使用3號(hào)包裝箱TTFFF判定（決策）表實(shí)例判定表(1)豪華型中速車(chē)T

使用1號(hào)包裝箱

使用2號(hào)包裝箱

使用3號(hào)包裝箱

使用4號(hào)包裝箱TTFFFFT√√√√判定（決策）表實(shí)例判定表（2）

層次方框圖用樹(shù)形結(jié)構(gòu)的一系列多層次的矩形框描繪數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)。樹(shù)形結(jié)構(gòu)的頂層是一個(gè)單獨(dú)的矩形框，它代表完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，下面的各層矩形框代表這個(gè)數(shù)據(jù)的子集，最底層的各個(gè)框代表組成這個(gè)數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)元素（不能再分割的元素）。

例如，描繪一家計(jì)算機(jī)公司全部產(chǎn)品的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用圖2.15中的層次方框圖表示。層次方框圖的一個(gè)例子（3）層次方框圖（4）Warnier圖

法國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家Warnier提出了表示信息層次結(jié)構(gòu)的另外一種圖形工具。和層次方框圖類似，Warnier圖也用樹(shù)形結(jié)構(gòu)描繪信息，但是這種圖形工具比層次方框圖提供了更豐富的描繪手段。用Warnier圖可以表明信息的邏輯組織，也就是說(shuō)，它可以指出一類信息或一個(gè)信息量是重復(fù)出現(xiàn)的，也可以表示特定信息在某一類信息中是有條件地出現(xiàn)的。因?yàn)橹貜?fù)和條件約束是說(shuō)明軟件處理過(guò)程的基礎(chǔ)，所以很容易把Warnier圖轉(zhuǎn)變成軟件設(shè)計(jì)的工具。

（4）Warnier圖

下圖是用Warnier圖描繪一類軟件產(chǎn)品的例子，它說(shuō)明了這種圖形工具的用法。Warnier圖的一個(gè)例子IPO（Input-Process-OutputChatr）圖IPO圖是輸入／處理／輸出圖的簡(jiǎn)稱，它是美國(guó)IBM公司發(fā)展完善起來(lái)的一種圖形工具，能夠方便地描繪輸入數(shù)據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)的處理和輸出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。用IPO圖描繪主文件更新功能右圖是一個(gè)主文件更新的例子，通過(guò)這個(gè)例子不難了解IPO圖的用法。

建議使用一種改進(jìn)的IPO圖（也稱為IPO表），這種圖中包含某些附加信息，在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中將比原始的IPO圖更有用。如下圖所示，改進(jìn)的IPO圖中包含的附加信息，主要有系統(tǒng)名稱，圖的作者，完成本圖的日期，本圖描述的模塊的名字，模塊在層次圖中的編號(hào)，調(diào)用本模塊的模塊清單，本模塊調(diào)用的模塊的清單，注釋，以及本模塊使用的局部數(shù)據(jù)元素等。在需求分析階段可以使用IPO圖簡(jiǎn)略地描述數(shù)據(jù)流圖中各個(gè)處理的基本算法（著重說(shuō)明處理功能而不是具體實(shí)現(xiàn)功能的算法）。當(dāng)然，在需求分析階段，IPO表中的許多附加信息暫時(shí)還不具備。但是，在軟件設(shè)計(jì)階段可以進(jìn)一步補(bǔ)充、修正這些表，繼續(xù)作為設(shè)計(jì)階段的文檔。這正是在需求分析階段用IPO表作為描述基本算法的工具的重要優(yōu)點(diǎn)。改進(jìn)的IPO圖的形式改進(jìn)的IPO圖的例子財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)2.1客房帳目管理2.1.1客人入住登記查詢處理2.1.1.1.1退房登記查詢處理2.1.1.1.2客房結(jié)算處理

2.1.1.2客房帳目查詢2.1.1.1客人客房結(jié)算2.1.1.2.1客房日結(jié)算2.1.1.2.2改進(jìn)的IPO圖的例子系統(tǒng)：財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)作者：XXX模塊：客房帳目管理

日期：2006/03/15編號(hào)：2.1.1注釋：被調(diào)用：財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)調(diào)用：客房結(jié)算管理有效性檢驗(yàn)、客人入住信息查詢處理、客人退房信息查詢處理輸入：系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間、客人入住信息、客人退房信息、客人入住登記查詢請(qǐng)求、。退房登記查詢請(qǐng)求。輸出：非法信息、客人入住登記查詢結(jié)果、退房登記查詢結(jié)果、客人住宿結(jié)算表、客房日結(jié)算表局部數(shù)據(jù)元素：4.CFD和CSPEC適合實(shí)時(shí)系統(tǒng)的分析與DFD和PSPEC類似和DFD與PSPEC配合使用表示控制流和控制加工控制流圖與控制說(shuō)明通常與DFD配合使用描述模型。CFD和DFD的關(guān)系

數(shù)據(jù)條件加工激活信號(hào)控制輸出輸入數(shù)據(jù)

加工模型PSPEC

控制模型CSPEC輸出數(shù)據(jù)

控制輸入（1）CFD的符號(hào)組成與表示控制信息或事件引用控制說(shuō)明（2）CFD的建立

對(duì)于那些由事件驅(qū)動(dòng)而不是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生的是控制信息而不是數(shù)據(jù)值，以及處理信息時(shí)必須依賴于時(shí)間的應(yīng)用，只建立數(shù)據(jù)流模型是不夠的，還需要使用控制流圖來(lái)建模，才能清楚地描述系統(tǒng)。下面看課本P46——例3.10DFD和CFD例子---DFD信號(hào)半分鐘數(shù)據(jù)光電管采集計(jì)數(shù)傳送工控機(jī)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示班數(shù)據(jù)處理半小時(shí)數(shù)據(jù)班數(shù)據(jù)DFD和CFD例子---CFD翻屏人工驅(qū)動(dòng)信息時(shí)鐘半小時(shí)半分鐘某型號(hào)累加物品經(jīng)過(guò)信號(hào)半分鐘數(shù)據(jù)光電管采集計(jì)數(shù)傳送工控機(jī)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示班數(shù)據(jù)處理半小時(shí)數(shù)據(jù)班數(shù)據(jù)（3）控制說(shuō)明

當(dāng)某個(gè)事件發(fā)生時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么事情呢？這時(shí)就需要看控制說(shuō)明了?？刂普f(shuō)明用于指明會(huì)激活哪些加工，它主要用于描述：當(dāng)事件或控制信息被感知時(shí)軟件如何行動(dòng)；作為事件發(fā)生的結(jié)果，那些加工將被激活。

例3.11課后自己看（P47）5.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（STD）描述軟件狀態(tài)變遷符號(hào)表示矩形---系統(tǒng)狀態(tài)箭頭---狀態(tài)轉(zhuǎn)變方向規(guī)則表達(dá)式---事件/觸發(fā)行為狀態(tài)1狀態(tài)2事件/觸發(fā)行為STD例子20秒到/翻屏生成最新數(shù)據(jù)/翻屏半小時(shí)到/工控處理半分鐘到/傳送空閑/采集物品經(jīng)過(guò)/計(jì)數(shù)采集PLC計(jì)數(shù)傳送工控處理實(shí)時(shí)翻屏STD例子“自動(dòng)柜員機(jī)終端”狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖請(qǐng)求驗(yàn)證帳戶主屏do：顯示主屏幕do：要求密碼帳戶有效do：驗(yàn)證密碼輸入密碼密碼正確處理結(jié)束結(jié)束do：打印帳單do：驗(yàn)證帳戶do：顯示無(wú)效帳戶帳戶無(wú)效密碼錯(cuò)取款額無(wú)效do：要求取款額do：檢驗(yàn)取款額取款額有效do：取款事務(wù)do：顯示取消信息do：要求類型輸入類型輸入取款額do：顯示失敗信息事務(wù)失敗等待5秒鐘取消取消取消取消E-R圖（1）有三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的部分構(gòu)成：①實(shí)體——事物、事件、角色、機(jī)構(gòu)等②屬性——名稱、描述、參考屬性、含有一個(gè)標(biāo)識(shí)屬性（關(guān)鍵字）③關(guān)系——事物、事件、角色、機(jī)構(gòu)等用于對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的用作數(shù)據(jù)分析和建模（2）組成符號(hào)：0：11：10：m1:mE-R圖例子電話機(jī)生產(chǎn)廠商經(jīng)銷(xiāo)商用戶生產(chǎn)購(gòu)買(mǎi)使用經(jīng)銷(xiāo)3.4軟件需求說(shuō)明（SRS）按美國(guó)IEEE830-1998號(hào)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB856D-88，規(guī)格說(shuō)明應(yīng)有如下內(nèi)容：軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)模板3.5結(jié)構(gòu)化分析方法定義：使用DFD、DD、結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言、判定表和判定樹(shù)等工具，來(lái)建立一種新的、稱為結(jié)構(gòu)化說(shuō)明書(shū)的目標(biāo)文檔。基本步驟自頂向下，功能分解分層DFD由后向前，定義數(shù)據(jù)和加工DD,PSPEC根據(jù)需要，分析復(fù)雜數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)模型E-R圖，CFD,CSPEC,STD編寫(xiě)SRS數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)流圖E-R圖狀態(tài)變遷圖加工規(guī)約控制規(guī)約數(shù)據(jù)對(duì)象描述分析模型的結(jié)構(gòu)3.5.1畫(huà)數(shù)據(jù)流圖的原則找出數(shù)據(jù)的源點(diǎn)與終點(diǎn)把軟件系統(tǒng)看成一個(gè)大的加工，根據(jù)外部實(shí)體的輸出數(shù)據(jù)流和輸入數(shù)據(jù)流，劃出系統(tǒng)的輸入和輸出圖，即頂層圖根據(jù)系統(tǒng)的邏輯要求，從外部實(shí)體的輸出數(shù)據(jù)流出發(fā)，把頂層圖中的加工分解成若干個(gè)子加工，并用數(shù)據(jù)流把這些加工連接起來(lái)，此時(shí)的系統(tǒng)內(nèi)部圖稱為0層圖進(jìn)行檢查和修改按照上述步驟，再?gòu)母骷庸?/p>