第4章-結構化分析模型

1、用戶需求與系統(tǒng)建模,第4章 結構化分析模型,遼寧省教育軟件大賽參賽作品,本章內容,,4.1 結構化分析模型的構成,4.2 數據域分析模型,4.3 功能域分析模型,4.4 數據字典,4.1 結構化分析模型的構成,結構化分析技術的基本觀點軟件系統(tǒng)由獨立的數據域和功能域組成。功能域對輸入數據進行處理，并產生滿足需求的結果數據。,4.1 結構化分析模型的構成,結構化分析的主要任務“逐步求精”地進行系統(tǒng)分解，并定義分解后各個組成部分之間的聯(lián)系

2、。結構化分析準則必須理解和表示系統(tǒng)的數據域。確定系統(tǒng)需要應用和管理的數據內容及組織關系。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)作關系。必須理解和表示作為外部事件響應結果的軟件行為。確定系統(tǒng)的狀態(tài)集合、事件集合及由事件響應所導致的狀體遷移關系。,4.1 結構化分析模型的構成,結構化分析模型——三視點模型(3VM)根據結構化分析準則，系統(tǒng)分析模型由以下部分構成：數據模型利用實體關系圖表現系統(tǒng)數據域

3、的數據對象及相互關系。功能模型利用數據流圖表現系統(tǒng)功能域的功能結構和協(xié)作關系行為模型利用狀態(tài)遷移圖表現系統(tǒng)的狀態(tài)集合和狀態(tài)變化關系。數據字典對模型元素進行精確定義和詳細解釋。,4.2 數據域分析模型,實體關系圖(Entity Relationship Diagram)簡介1976年由Peter Cher提出，在數據庫概念設計領域得到了廣泛的認同，用于構造獨立于機器，獨立于DBMS的數據關系模型 符號及語義實體

4、以矩形表示，代表一個獨立的數據元組集合。通常用以映射數據域中的復合數據對象。屬性以橢圓表示，并以無向邊連接到對應的實體或關系。體現為實體對象或關系中包含該原子數據分量。關系以菱形表示，用以體現數據對象之間的聯(lián)系。用無向邊連接到對應的實體。,4.2 數據域分析模型,ERD 圖例,說明：1、屬性是原子數據項，不能包含結構。2、關系只能用于表示實體間的聯(lián)系。3、根據問題需要，相同實體之間可以存在不同含義的多種關系。,4.2 數

5、據域分析模型,基數與形態(tài)——關系約束含義基數（多重性）：實體參與給定關系的(最大)數量約束。形態(tài)：實體參與給定關系的強制性約束。確定方法在給定關系的一端假定為單位實體，在另一端考察關聯(lián)實體的數量和強制性約束。表示方法,4.2 數據域分析模型,數據域建模步驟1.提取需求中的復合數據對象（通常對應應用領域的業(yè)務對象或概念），確定并命名實體集合。2.每次考察一個實體是否需要與其他實體間的建立關系。確定實體關系對。3.指定每個

6、實體關系對的基數和形態(tài)。4.迭代執(zhí)行2～4步至定義出所有的實體關系對。5.根據需求，確定每個實體和關系的屬性。6.標注計算屬性。7.復審實體關系模型。,4.2 數據域分析模型,實例分析某公司擬應用短信服務平臺提高辦公效率，節(jié)省通信成本。該公司設有多個部門，各部門包括若干員工，其中設部門經理和行政秘書各1人。短信平臺的應用需求為：行政秘書負責起草短信公文，并指定公文的接收者（點發(fā)、群發(fā)均可）。接收者可為本部門或外部門員工，系

7、統(tǒng)應提供按部門的人員檢索功能。部門經理可審批本部門起草的短信公文內容，通過審批后短信公文由系統(tǒng)編號，并自動轉發(fā)給ISP的短信處理網關。ISP對要求轉發(fā)的每條短信產生一條回執(zhí)，記錄該短信的編號、轉發(fā)狀態(tài)、轉發(fā)時間、接收時間、接收狀態(tài)。部門經理可查閱指定時間段內本部門發(fā)送的短信公文的詳細情況（起草者、接收者、公文內容、費用），并可統(tǒng)計某時間段內發(fā)送短信的總費用公司財務部每個月會根據本月內各部門成功發(fā)送的短信數量與部門經理進行辦公費用

8、結算，系統(tǒng)應保留各部門每個月的結算賬單以便核查。,4.2 數據域分析模型,實例分析確定實體部門的信息員工的信息短信公文的信息短信發(fā)送的結果短信發(fā)送的費用確定關系員工在哪個部門部門產生過哪些短信短信由誰起草、誰審批，發(fā)給誰回執(zhí)是針對哪個短信、發(fā)送給誰的結果。部門要支付多少費用、費用因哪些短信發(fā)生。基數形態(tài)……屬性……復審模型……,4.2 數據域分析模型,實例分析,4.3 功能域分析模型,數據流變換的觀點

9、軟件的功能體現為將輸入的數據變換為輸出的數據。因此功能域在整體上表現為一個復雜的“信息變換器”。,功能域分析的任務是確定功能域內部 “輸入”到“輸出”的階段變化和傳遞路徑——數據流的變換過程。,？,4.3 功能域分析模型,數據流圖 (Data Flow Diagram，DFD)也叫泡泡圖（bubble diagram），是一種 “描繪數據在系統(tǒng)中流動和處理過程 ”的圖形化技術，是結構化功能建模的主要技術符號及語義,外部實體——數據

10、流的起點或終點。表示系統(tǒng)外產生輸入或接受輸出的用戶、協(xié)作系統(tǒng)。,外部實體名,外部實體名,數據加工——實現數據轉換處理。表示將輸入數據流變成輸出數據流的功能。,數據加工名,數據存儲——系統(tǒng)內保存數據流的容器。表示系統(tǒng)數據域提供的已知數據集合。匹配執(zhí)行頻率不一致且存在數據傳遞關系的數據加工。,數據流——在系統(tǒng)內被傳遞的數據內容。,4.3 功能域分析模型,數據流圖圖例,外部實體,數據流,數據加工,數據存儲,4.3 功能

11、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）數據流圖確定全體外部實體確定以外部實體為起點或終點的邊界數據流將軟件功能域表現為唯一的數據加工。2.為第N層數據流圖中“復雜”的數據加工創(chuàng)建第N+1層子圖，表現內部的子加工、數據存儲和數據流變換細節(jié)。以元素編號體現子圖與父圖的對應關系。分解過程中確保數據流一致性原則。3.迭代步驟2，至第M層子圖中的數據加工均為基本加工?；炯庸ぶ笖祿幚砟康膯我唬瑪祿鹘涌诤?/p>

12、單，適合作為一個獨立“函數”實現的數據加工。4.創(chuàng)建數據字典。5.復審模型。,4.3 功能域分析模型,數據流圖實例（一） 為協(xié)調各種生產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：倉庫保管員負責登記零件的入庫和領用事務。系統(tǒng)應根據事務內容更新”庫存文件“。該文件記錄所有零件的編號、名稱、當前庫存、警戒值、單位訂購數量等。采購科定期更新零件供應商信息。系統(tǒng)在“供應商文件“中修改對應記錄。該文件記錄所有零件

13、的編號、供應商名稱，單價，供貨時間等。采購科每天需要打印一張訂貨報表。報表中應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、供應商、訂購數量、單價、總價。,4.3 功能域分析模型,數據流圖實例（一）,（1）頂層DFD外部實體倉庫保管員，采購科。邊界數據流I (倉庫事務，供應商信息)O (訂貨報表),（2）第1層DFD子數據加工庫存管理，訂購管理,,,,,數據存儲零件訂貨信息,4.3 功能域分析模型,數據

14、流圖實例（一）分解加工1分解加工2,4.3 功能域分析模型,數據流圖的指導原則命名、編號原則名字應體現元素的主要作用和含義。加工應以動賓短語命名，其他元素應以名詞短語命名。編號應體現元素的可見層次和分解關系。數據流一致性原則在分層求精的過程中，子圖邊界的數據流應該與其在父圖中對應加工所關聯(lián)的數據流保持一致。數據封閉守恒原則數據流必須產生或終結于外部實體（或數據存儲）。數據加工必須既有輸入流又有輸出流，不能

15、存在黑洞和奇跡。數據存儲必須有輸出流。,4.3 功能域分析模型,數據流圖的指導原則數據流目的性原則數據流圖不表現實物的傳遞過程。數據流圖不表現系統(tǒng)邊界之外（外部實體間）的數據處理過程。數據流動必須經過數據加工，不能在其他元素間直接傳遞。7±2原則為控制模型復雜度，避免在一張圖內繪制9個以上的數據加工。接口最小化原則避免讓底層流圖中的基本數據加工處理過多的數據流。數據流圖實例（二）2010年軟考/期末考試試

16、題,4.4 數據字典,數據字典用于對數據流圖中的元素進行精確定義和解釋。主要內容數據流條目定義數據流的來源、去向、內容構成、流量、峰值等。數據流分量定義構成數據流的數據項含義、類型、取值約束等。數據存儲定義數據存儲的作用、記錄結構、存儲方式、存取要求等。數據加工說明,4.4 數據字典,定義式用以說明復合信息的組成結構和取值約束的表達式。運算符,4.4 數據字典,定義式舉例,航班文件由一組航班記錄構成，每條記錄包含航

17、空公司編號、航班號、日期，航班類型，起點、終點、起飛時間、降落時間。航空公司編號為2～4位大寫字母航班號為3位阿拉伯數字；航班類型是“單程”或“往返”之一起點、終點不超過50個字符；日期采用年4位、月兩位、日兩位的表示形式；起飛和降落時間包括小時和分鐘等信息,航班文件＝ 1{ 航空公司編號＋航班號＋日期 ＋航班類型＋起點＋終點＋起 飛時間＋降落時間}n航空公司名稱＝2{ A..Z }4航班號＝3{ 0..9 }

18、3起點＝終點＝1{字符}50航班類型＝[單程|往返]日期＝ 年 ＋ 月 ＋ 日年＝4{ 0..9 }4月＝“01”..“12”日＝“01”…“31”起飛時間＝降落時間＝小時 ＋ 分鐘小時＝“00”..“23”分鐘＝“00”..“59”,4.4 數據字典,數據流條目、分量、數據存儲的定義規(guī)范,4.4 數據字典,數據流條目的定義舉例,數據流名:購書單別名: 無簡述: 學生購書時 填寫的項目來源: 學生去向:

19、 加工1“審查并開發(fā)票”組成: 學號＋姓名＋1｛書號＋名稱＋數量｝n數據流量:100次/天 高峰值：400次/天（開學初）,4.4 數據字典,數據流分量的定義舉例,數據分量名:學號簡述:在籍學生的 唯一編號數據類型:字符串長度：9取值范圍：無缺省值：無單位：無結構含義:第1～2位： 入學年份 第3～4位： 學院編號第5～6位： 該學院的專業(yè)編號第7～9位： 學生在該專業(yè)的順序號,4.4 數據字典

20、,數據存儲的定義舉例,數據存儲名:教材存量表別名:無簡述:保存所有教材的 庫存信息記錄結構： 1{教材編號＋教材名稱＋售價＋庫存量＋庫房}n存儲方式：關系數據庫中的表關鍵字：教材編號存取要求：隨機讀寫補充要求: 根據“教材編號”查詢,4.4 數據字典,數據加工的定義規(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

21、理時間<10s,4.4 數據字典,加工策略的說明“加工策略”是對如何完成數據流變換的解釋說明，它定義了數據加工所采用的“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構語法陳述處理流程。優(yōu)點：二義性小，接近最終的程序實現形式。不足：不適用于含有多條件組合判定及多目標動作的加工說明。判定樹/判定表以二維表格/樹型視圖表示包含復雜條件判定及多目標動作的加工策略。,4.4 數據字典,偽代碼舉例

22、,//根據身份證號碼和取票單進行取票審核，并打印機票。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 打印機票(身份證號); } else{ return “取票單信息錯誤”；} } else return “該旅客未訂票”,4.4

23、數據字典,判定表適于表達包含多條件組合判定和多目標動作的加工策略。判定表由四部分組成,動作欄,條件欄,條件項,動作項,4.4 數據字典,判定表實例,已知：1）審核條件 = 最后學歷 + 報考類型 + 工作時間2）最后學歷 = [本科 | 碩士]3) 報考類型 = [公開招考 | 本科直博 | 碩博連讀 | 提前攻博],數據加工“考試方式審核”根據審核條件，確定考生的考試方式。請以判定表定義如下審核策略。1）若考生最后學歷是

24、碩士，則當報考類型為“碩博連讀”時考試方式應為“免試”；報考類型為“公開招考”時考試方式應為“統(tǒng)考”。其他報考類型考試方式均為“不準考”。2）若考生最后學歷為本科，則當報考類型為“本科直博”時考試方式應為“免試”；當報考類型為“提前攻博”時考試方式為“統(tǒng)考”；當報考類型為“公開招考”時還需進一步判斷該考生的工作時間，若小于6年則考試方式為“不準考”；若大等于6年則考試方式為“統(tǒng)考并且加試”。其他報考類型考試方式均為“不準考”。,4.4