第13章需求分析_计算机软件及应用_it计算机_专业资料

1,软件需求分析,2,讨论：什么是软件需求,软件需求就是目标软件系统的需求需求就是当软件系统实现时，这个系统所具备的属性,3,需求分析的重要性,软件生命周期中，一个错误发现得越晚，修复错误的费用越高。在需求过程中会产生很多错误。需求错误是可以被检查出来的。,4,需求分析的困难性,需求不总是显而易见的，而且它可来自各个方面。 需求并不总是能容易用文字明白无误地表达。 存在不同种类的需求，其详细程度各不相同。 如果不加以控制，需求的数量将难以管理。需求之间相互关联，而且需求也和软件工程流程中的其他可交付工件有关。 需求有唯一的特征或特征值。例如，它们的重要性和容易满足的程度都各不相同。 需求涉及众多相关方面，这意味着需求要由功能交叉的各组人员管理。 需求会变更。,5,需求分析困难的原因,（1）客户说不清楚需求；（2）需求自身经常变动；（3）分析人员或客户理解有误。,6,软件需求分析的任务,回答“系统必须做什么”的问题两个主要任务：建立抽象的分析模型将用户需求表达成“软件需求规格说明书”,7,建立抽象的分析模型,通过分析与归纳找规律，通过抽象建立系统模型分析模型描述软件需求的一组模型记录了用户对原始问题和目标软件问题的描述有助于SE发现用户需求的不一致性分析模型通常包含问题及其环境所涉及的信息流、处理功能、用户界面、行为模型及设计约束等。它是形成需求说明、进行软件设计与实现的基础。,8,编写需求说明,软件需求说明书数据要求说明书初步的用户手册修改、完善与确定软件开发实施计划,9,软件需求分析的步骤1需求获取,确定对系统的综合要求系统功能需求系统性能需求运行需求将来可能提出的需求,10,软件需求分析的步骤1需求获取,分析系统的数据需求 分析系统的数据需求是由系统的信息流归纳抽象出数据元素组成、数据的逻辑关系、数据字典格式和数据模型，并以输入/处理/输出的结构方式表示。数据的属性：数据流、数据内容、数据结构 数据分析是需求分析的重要内容,11,软件需求分析的步骤2需求提炼,抽象出当前系统的逻辑模型 怎么做做什么从当前系统的信息流和信息结构出发，逐步细化软件功能，找出系统各元素之间的联系、接口特性和约束分析它们是否满足功能要求，是否合理，剔除不合理的部分，增加其需要的部分，最终形成目标系统的逻辑模型。系统逻辑模型通常利用数据流图、数据字典、加工处理和数据存储等元素来描述。,12,软件需求分析的步骤2需求提炼,建立目标系统的逻辑模型从当前系统出发，比较目标与当前的差别逻辑上的差别功能的差异获得目标系统的逻辑模型,13,软件需求分析的步骤3需求描述,软件需求规格说明书需求分析阶段的最终成果是软件需求规格说明书。完整的信息描述详细的功能描述合理的有效性准则其他与需求有关的描述软件需求规格说明书是一种软件开发文档。软件需求说明书作为软件分析、设计人员的信息交流途径和媒介软件需求说明书也是一种用户文档，作为交付给用户文档的一部分可用于对系统最终结果的检查。,14,软件需求分析的步骤4需求验证,需求分析复审有助于消除隐患，降低软件开发的风险。 确保需求说明可作为软件设计和最终系统验收的依据。 衡量需求规格说明书好坏的标准按重要性次序排列为：正确性、无歧义性、完整性、可验证性、一致性、可理解性、可修改性、可追踪性。,15,需求分析过程示意,(1) 通过对现实环境的调查，获得当前系统的物理模型,学生,学生,购书申请,购书单,发票,领书单,书,107张,教务科,206王,会计室,206李,出纳员,303赵,教材科,学生购买教材的物理模型,16,需求分析过程示意,(2)去掉具体模型中的非本质因素，抽象出当前系统的逻辑模型,学生,学生,购书申请,购书单,发票,领书单,书,审查有效性,学生购买教材的逻辑模型,开发票,开领书单,发 书,17,需求分析过程示意,(3)分析当前系统与目标系统的差别，建立目标系统的逻辑模型。,学生,学生,购书单,发票,领书单,无效书单,学生购买教材的逻辑模型,审查并开发票,开领书单,18,需求获取的常用方法,常规的需求获取方法 建立联合分析小组：建立一个由用户、系统分析员和领域专家参加的联合分析小组，方便系统开发人员和用户之间的沟通，客户访谈：深入现场，和用户方的业务人员进行多次交流 将软件产品的功能、频率、优先等级或熟练程度等方面分成不同的类别 分别进行交谈问题分析与确认：访谈、整理 、用户确认 ，25个来回,19,快速原型法在需求分析中的应用,在开发初期，要想得到一个完整准确的规格说明不是一件容易的事。特别是对一些大型的软件项目。用户往往对系统只有一个模糊的想法，很难完全准确地表达对系统的全面要求。软件开发者对于目标系统认识更是模糊不清。需求经常会发生改变。规格说明难以完善、需求的变更、以及通信中的模糊和误解，都会成为软件开发顺利推进的障碍。为了解决这些问题，逐渐形成了软件系统的快速原型的概念。目前有快速建立原型系统的工具可以选用。,20,快速原型法在需求分析中的应用,软件原型是软件的一个早期可运行的版本，它反映最终系统的部分重要特性。作用：引导用户作出反应和评价开发者对原型加以改进增进软件者和用户对系统服务需求的理解软件原型化方法提供了一种有力的学习手段。可以容易地确定系统的性能，确认各项主要系统服务的可应用性，确认系统设计的可行性，确认系统作为产品的结果。软件原型的最终版本，有的可以原封不动地成为产品，有的略加修改就可以成为最终系统的一个组成部分，这样有利于建成最终系统。,21,快速原型法在需求分析阶段的步骤,生成一个简化的需求规格说明；确定原型软件结构、用户界面和数据结构等；快速生成可运行软件原型并进行测试、改进；交给用户评估并征求用户的修改意见；重复上述过程，直到原型得到用户的认可。,22,快速原型法采用的新技术,为了快速开发出系统原型，必须充分利用快速开发技术和复用软件构件技术。第四代开发技术和工具是快速原型法的基础。数据库查询和报表语言程序和应用软件生成器其他高级的非过程语言Borland公司的Delphi，Sybase公司的Power Builder，以及微软公司的Visual Basic、Visual C+等，都是很好的第四代开发工具。,23,数据流图,数据流图描绘系统的逻辑模型，图中无具体的物理元素，只是描绘信息在系统中流动和处理的情况。数据流图：从数据传递和加工的角度，以图形的方式刻画数据流从输入到输出的移动变换过程。,24,几种图形的比较,系统流程图-表达信息在系统各部件之间的流动情况。程序流程图-对信息进行加工处理的控制过程。数据流图-描绘信息在系统中变换和传递的情况，不包含任何具体的物理元素。描述物理模型-系统流程图描述逻辑模型-数据流图,25,数据流图例1,26,数据流图中的主要图形元素,27,数据流图,数据流：沿箭头方向传递数据的通道。数据流的类型：方向规定： 加工加工 加工文件 源点加工 加工终点在同一张数据流图上不能出现重名的数据流。,28,数据流图,加工对数据结构或者数据内容进行处理通常用一祈使短语表示就是要完成什么功能,29,数据流图,文件对数据进行保存，又称为数据存储指向文件的数据流：写入文件或查询文件流出文件的数据流：读取文件或得到查询结果数据源点或汇点表示要处理数据的输入来源或处理结果要送往何处。不需要用软件的形式设计和实现往往是外围环境中的实体外部实体具体表现为人员、外设、传感器,30,数据流图的画法,基本原则：“自外向内，自顶向下，逐层细化， 完善求精” 1. 单层数据流图 步骤： （1）提取四种成分 找出源点和终点 找出主要加工 找出数据流和文件 （2）画系统的输入、输出数据流,31,单层数据流图的画法,（3）画数据流图的内部，将系统的输入、输出用一连串加工连接起来 画加工全部工作 找出数据流了解组成和加工 画文件 （4）为数据流命名 （5）为加工命名 P278 图13.3,32,2、分层数据流图数据流图的画法,做法： 从系统的基本模型（把整个系统看成一个加工）开始，逐层对系统进行分解，直到所有的加工都足够简单，不必再分解为止。通常把这种不需要再分解的加工称为基本加工，把上述分解方法称为由顶向下逐步细化。,33,分层的数据流图,34,分层的数据流图,在多层数据流图中，顶层流图仅包含一个加工，它代表被开发系统。它的输入流是该系统的输入数据，输出流是系统所输出数据。底层流图是指其加工不需再做分解的数据流图，它处在最底层。中间层流图则表示对其上层父图的细化。它的每一加工可能继续细化，形成子图。,35,分层数据流图的绘制步骤,画顶层数据流图画第一层数据流图画下层各数据流图,分层数据流图的原则,自外向内，自顶向下，逐层细化，完善求精,36,分层数据流图举例,举例1：第一步：画顶层图； 通常把整个系统当作一个大的加工，标明系统的输入与输出，以及数据的源点与终点。,37,分层数据流图举例,第二步：画第一层数据流图； 把系统分解为销售和采购两大加工,分层数据流图举例,38,分层数据流图举例,第三步：继续分解，得到第二层数据流图；,分层数据流图举例,39,分层数据流图举例,40,从分层数据流图看出：顶层描绘了系统的外貌底层提供了细节中间层给出了从抽象到具体的逐步过渡分层数据流图(DFD)的优点 便于实现：避免一次引入过多细节，有利于控制问题的复杂度便于使用：使用户中的不同业务人员可各自选择与本身有关的图形,分层数据流图举例,41,画分层DFD的指导原则,注意父图和子图的平衡1在分层图中，上层图是下层图的父图,下层图是上层图的子图。任何一个子图与其父图上的一个加工对应。平衡指父图和子图的输入数据流和输出数据流应分别保持一致，即信息的连续性必须保持。,42,画分层DFD的指导原则,43,画分层DFD的指导原则,区分局部文件和局部外部项2在下层DFD中可能出现父图中没有的文件和外部项。 一般：底层DFD画出全部文件 中间层DFD画出接口文件掌握分解的速度：每一加工每次可分为2-4个加工，最多不要超出7个。3 适当的命名4命名要充分恰当命名困难时，应该考虑到重新分解加工或数据流等,44,画分层DFD的指导原则,遵守加工编号规则5加工编号规则：顶层加工不编号；第一层的加工编为1，2，3，n号；第二层加工编为1.1，1.2，,n.1,n.2,等号；各层DFD的编号规则：顶层DFD图无图号第一层编为“图0”第二层编为图1，图2，图n；第三层编为图1.1，图1.2，图n.1 概括：子图的编号即为父图相应加工的编号子图中加工的编号由子图号、小数点、局部号构成,45,分层数据流图,S,2,1,3,2.2,2.1,2.3,3.1,3.2,顶层（不编号）,1层,2层,46,数据流图例2,实例 考务处理系统功能(1)对考生送来的报名单进行检查;(2)对合格的报名单编好准考证号后将准考证送给考生，并将汇总后的考生名单送给阅卷站;(3)对阅卷站送来的成绩单进行检查，并根据考试中心制定的合格标准审定合格者;(4)制作考生通知单(含成绩及合格/不合格标志)送给考生;(5)按地区进行成绩分类统计和试题难度分析，产生统计分析表。,47,顶层数据流图,48,0层数据流图,49,一层数据流图 (a),50,一层数据流图 (b),检查成绩清单,2.1,审定合格者,2.2,考生名册,正确成绩清单,制作通知单,2.3,分析统计成绩,2.4,分析试题难度,2.5,试题得分清单,考生通知单,难度分析表,合格标准,分类统计表,成绩清单,错误成绩清单,经审定的成绩清单,51,数据流图的示例商店业务处理系统,这个数据流图只是一个高层的系统逻辑模型，它反映了目标系统要实现的功能。,52,示例商店业务处理系统,数据流图绘制步骤首先确定系统的输入和输出根据商店业务，画出顶层数据流图，以反映最主要业务处理流程经过分析，商店业务处理的主要功能应当有销售、采购、会计三大项。主要数据流输入的源点和输出终点是顾客和供应商。然后从输入端开始，根据商店业务工作流程，画出数据流流经的各加工框，逐步画到输出端，得到第一层数据流图,53,示例商店业务处理系统,第1层数据流图,54,示例商店业务处理系统,对销售进行细化：客户提出要求，根据商品名册编辑订单判断数据库中是否有该客户,如果没有要进行登记。根据商品库存进行订单检查如果有货，则下订单如果无货，产生暂存订单，通知采购部门订货，当货品到达后，采购部门发到货通知，此时，与暂存订单相对比，如果有货了，则下订单。给会计部门发收款单，会计部门将据此开收据，同时，修改库存将发货票和收据返回给客户编写销售历史经理可以查询库存,55,销售细化,56,采购细化,57,检查和修改数据流图的原则,数据流图上所有图形符号只限于前述四种基本图形元素数据流图的主图必须包括前述四种基本元素，缺一不可数据流图的主图上的数据流必须封闭在外部实体之间每个加工至少有一个输入数据流和一个输出数据流在数据流图中，需按层给加工框编号。编号表明该加工所处层次及上下层的亲子关系,58,检查和修改数据流图的原则,规定任何一个数据流子图必须与它上一层的一个加工对应，两者的输入数据流和输出数据流必须一致。此即父图与子图的平衡可以在数据流图中加入物质流，帮助用户理解数据流图图上每个元素都必须有名字数据流图中不可夹带控制流初画时可以忽略琐碎的细节，以集中精力于主要数据流,59,数据流图的用途,基本目的：交流信息的工具，因而需要分层，需要画得清楚数据流图还可以帮助软件设计面向数据流的设计方法分析和设计的工具分析员可以着重描绘系统的功能，而不是系统的物理实现方案在数据流图上可以划出自动化边界，每组自动化边界可能意味着一个不同的物理系统,60,数据字典,DD是对所有与系统相关的数据元素的一个有组织的列表，以及精确的、严格的定义，使得用户和系统分析员对于输入、输出、存储成分和中间计算有共同的理解。关于数据信息的集合，也就是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合作用：在软件分析和设计中给人提供关于数据的描述信息数据流图和数据字典一起构成系统的逻辑模型，两者共同构成系统的规格说明。,61,数据字典,数据字典应该由下列四类元素的定义组成：数据流数据流分量（即，数据元素）数据存储处理对数据处理的定义用其它工具描述更方便，因此数据字典将主要由对数据的定义组成,62,数据字典条目数据流词条描述,数据流条目 -定义组成数据流的数据项。数据流名：别名：数据流组成：数据结构例：数据流的组成：存折=户名+所号+帐号+开户日+性质+(印密) +存取行,63,数据流词条举例,开领书单,购书单,发票,领书单,审查并开发票,无效书单,学生,1,2,各班学生用 书 表,学生,教材存量表,64,数据流词条举例,数据流名：购书单别名: 无简述: 学生购书时填写的项目来源: 学生去向: 加工1“审查并开发票”组成: (学号)姓名书号数量,65,数据流词条举例,发票（数据流名）=学号（数据项）+姓名（数据项） +书号+单价+数量+总价+书费合计 自顶向下逐步分解 课程=课程名+教员+教材名+课程表 课程表=星期几+第几节课+教室 发票=（学号）+姓名+发票行+书费合计 发票行=书号+单价+数量+总价 常用符号:=“定义” +“与”/“或” “重复”（)“可选”,66,数据字典条目数据元素词条描述,数据元素不可再分解的数据单位通常指数据项 值类型 取值范围 数据元素名：类型：数字（离散值，连续值），文字（编码类型）长度：取值范围：相关的数据元素及数据结构：,67,数据项条目举例,数据项名:货物编号别名:G-No,G-num简述:本公司的所有货物的编号类型:字符串长度：10取值范围及含义: 第1位： JG (进口/国产) 第24位：LB01. LB29 (类别) 第57位：“A00”.“A99” (规格) 第810位：“001”.“999”(品名编号),68,数据项条目举例,存折户名所号帐号开户日期性质(印密)1存取行50户名2字母24所号“001”.“999”(注：储蓄所编码，规定三位数字)帐号“00000001”.“99999999” (注：帐号规定由八位数字组成)开户日期年月日性质“1”.“6”(注：“1”表示普通户，“5”表示工资户等)印密“0”(注：印密在存折上不显示)存取行日期(摘要)指出存入余额操作复核,69,数据项条目举例,年2001200220032004月“01”.“12”日“01”.“31”摘要1字母4(注：表明该存取是存？是取？还是换？)支出金额(注:金额规定不超过9999999.99元)存入金额余额金额金额“0000000.01”.“9999999.99”操作“00001”.“99999”复核“00001”.“99999”字母“a”.“z”“A”.“Z”,70,定义式中使用的符,操作符 含义描述 定义为 与(顺序结构) . 重复(循环结构) . 或(选择结构) . , . ( . ) 任选 m.n 界域 ., 注释符,71,数据项条目举例,F1:航班信息文件航空公司名称航班号起点终点日期 起飞时间降落时间航空公司名称2字母4航班号3十进制数字3字母“A”“Z”十进制数字“0”“9”起点终点1汉字10起飞时间降落时间时分时“00”“23” 分“00”“59”日期年月日年2000200120022004月“01”“12” 日“01”“31”,72,数据项条目举例,重 复 项：起点终点1汉字10 航空公司名称2字母4 航班号3十进制数字3组 合 项：日期年月日 起飞时间降落时间时分选 择 项： 年2000200120022004原数据项： 字母“A”“Z” 十进制数字“0”“9” 时“00”“23” 分“00”“59” 月“01”“12” 日“01”“31”,73,限制重复次数举例,3,5 或,5,3, 表示允许重复3-5次, ,3,3 或,3,3, 表示恰好重复 3 次, , , ,1,表示至少出现 1 次,表示允许重复0至任意次,74,数据字典条目数据文件词条描述,文件条目 -说明文件的组成数据及组织方式。数据文件名：简述：存放的是什么数据数据文件组成：数据结构存储方式：顺序，直接，关键码存取频率：,75,数据存储条目举例,文件名:库存记录别名: 无简述:存放库存所有可供货物的信息组成：货物名称编号生产厂家 单价库存量组织方式：索引文件，以货物编号为关键字查询要求:要求能够立即查询,76,数据存储条目举例,采用自顶向下、逐层分解。各班学生用书表（文件名） =系编号+专业和班编号+年级+书号（组成数据） 组织方式：按系、专业和班编号从小到大排列 系编号=数字2 例：01，03，12 专业和班编号=数字4 例：9981 年级=1/2/3/4 书号=字母+数字 例：ENG1,ENG2,MATH11,77,数据字典条目加工逻辑词条描述,加工类条目即数据处理描述，也称为小说明。描述实现加工的策略而不是实现加工的细节。小说明可认为是DD的组成部分。也可在DD中定义只说明每个加工的组成(每个处理分解成多少小处理),而在小说明中详细描述它的处理逻辑。,78,数据字典条目加工逻辑词条描述,加工名：加工编号：反映该加工的层次简要描述：加工逻辑及功能简述加工逻辑：简述加工程序，加工顺序,79,加工条目(加工逻辑说明),加工逻辑名：登记报名单编号：1.0激活条件：收到报名单加工逻辑： 1.1 检查报名单 + 1.2 编准考证号 + 1.3 登记考生执行频率：2000次/日,80,数据字典条目源点及汇点词条描述,名称：外部实体名简要描述：什么外部实体有关数据流：数目：,81,数据字典的作用,查阅数据的定义随时列出各种表格，供分析员使用查询数据的名字保持数据的一致性和完整性在设计、实现和维护阶段均需要参考数据字典。,82,小说明(加工逻辑说明的另一种形式),描述的内容：(1) 处理逻辑 描述基本加工如何把输入数据流变化为输出数 据流的加工原则，不涉及具体处理方法。(2) 执行条件(3) 输入(4) 输出(3) 优先级(4) 执行频率(5) 出错处理对策,83,加工说明,加工说明基本形式 加工名：开发票 编号：1.2 输入数据流：有效购书单 输出数据流：发票 加工逻辑：（见右图）,说明：加工说明的作用是说明“做什么”，而不是 “怎么做”。,84,小说明举例,加工名: 分类采购(CG111MD)编号: 1.1.1加工激活条件: 受到图书采购员分类 采购操作命令加工逻辑: (1) 1.1.1.1 预定图书 (2) 1.1.1.2 外采图书 (3) 1.1.1.3 赠送图书 执行频率: 随时,85,小说明举例,处理名:月票额统计(MHCW713MD)编号: 7.1.3激活条件:收到每日售票额信息处理逻辑:1 统计月保险金总和 月保险金信息=每日日保险金信息之和 2 统计月合计 月合计信息=每日日合计信息之和执行频率: 1次/月,86,加工逻辑说明,对数据流图的每一个基本加工，必须有一个基本加工逻辑说明基本加工逻辑说明必须描述基本加工如何把输入数据流变换为输出数据流的加工规则,87,加工逻辑说明,加工逻辑说明必须描述实现加工的策略而不是实现加工的细节加工逻辑说明中包含的信息应是充足的，完备的，有用的，没有重复的多余信息,88,用于写加工逻辑说明的工具,结构化语言：形式化语言的格式、自然语言的描述。判定表：采用表格来表达含有复杂判断的加工逻辑。判定树：用从左向右生长的树表示加工逻辑。,89,结构化语言,结构化英语的词汇表由 英语命令动词 数据词典中定义的名字 有限的自定义词 逻辑关系词 IF_THEN_ELSE、 CASE_OF 、 WHILE_DO、 REPEAT_UNTIL等组成。,90,结构化语言,是一种介于自然语言和形式化语言之间的语言语言的正文用基本控制结构进行分割，加工中的操作用自然语言短语来表示,91,结构化语言,其基本控制结构有三种：简单陈述句结构：避免复合语句；重复结构：WHILE_DO 或 REPEAT_UNTIL结构。判定结构：IF_THEN_ELSE 或 CASE_OF结构；,92,结构化语言示例,商店业务处理系统中“检查发货单”IF 发货单金额超过$500 THEN IF 欠款超过了60天 THEN 在偿还欠款前不予批准 ELSE （欠款未超期） 发批准书，发货单 ENDIFELSE （发货单金额未超过$500） IF 欠款超过60天 THEN 发批准书，发货单及赊欠报告ELSE （欠款未超期） 发批准书，发货单 ENDIFENDIF,93,处理名:核实订票处理(MHGP3200MD)编号: 3.2激活条件:收到取订票信息处理逻辑: 1读订票旅客信息文件 2搜索文件中是否有与输入信息姓名及身份证相符的项 IF 有 THEN 判断余项是否与文件中信息相符 IF 是 THEN 输出已订票信息 ELSE 输出未订票信息 ELSE 输出未订票信息执行频率: 实时,结构化语言示例,94,判定表,如果数据流图的加工需要依赖于多个逻辑条件的取值，使用判定表来描述比较合适,95,判定表, 判定表-采用表格化的形式，描述在各种条件下的处理，适于表达含有复杂判断（组合条件的判断）的加工逻辑。,图 “升留级”判定表,96,判定表示例,以“检查发货单”为例,97,判定表的格式,规则,98,判定树,判定树也是用来表达加工逻辑的一种工具。有时侯它比判定表更直观。,99,判定树, 判定树-以由左向右水平放置的树形式描述加工逻辑。 说明：适用场合同判定表,图 “升留级”判定树,100,判定树示例,101,三种表达工具的比较,(1)对于一个不复杂的判断逻辑(条件组合和行动只有10个左右)，使用判定树较好一些。(2)对于一个复杂的判断逻辑(条件较多，相应的行动也比较多)，使用判定表较好一些。(3)若一个处理逻辑既包含了一般的顺序动作，又包含了判断或循环逻辑，则使用结构化语言较好。,102,DD的实现,(1)人工方法(2)自动方法(利用字典管理程序) DD应具特点(