信息系统分析与设计-第6章 结构化系统分析

第6章 结构化系统分析,本章主要内容,系统分析的任务数据流图数据字典表达处理的工具实体关系图系统说明书,6.1 系统分析的任务,系统分析员与用户在一起充分理解用户的要求，并把双方的理解用书面文档系统分析说明书表达出来。分析本质上就是一个发现过程，分析期间推动活动的关键词就是发现和理解。,大多数项目失败的根本原因,系统分析的困难,系统分析是研制信息系统最重要的阶段，也是最困难的阶段。困难主要来自三个方面：问题空间的理解人与人之间的通讯环境的不断变化,系统分析员要成为业务专家,才能与用户交流顺畅，充分理解用户的要求。才能确保系统满足了业务需求，甚至用更好的方法来解决业务需求。在用户中建立可信度，用户才可能接受你的建议。其他要求:系统分析员应有较强的系统观点，较好的逻辑分析能力，能够从复杂的事物中抽象出系统模型。他还应具备较好的口头和书面表达能力，较强的组织能力，善于与人共事。,系统分析的工作流程,系统详细调查,一、目的根据系统规划报告规定的新系统的目的、范围、规模和要求，对现行系统（包括手工的和正在运行的管理信息系统）进行调查，搞清楚现行系统在做什么(What)、怎么做(How)、何时做(When)、存在什么问题(Problem)，具体来说，要搞清楚现行系统的信息处理，包括有哪些数据、从哪来、到哪去，什么时候、什么地方、什么人、按什么规则进行什么加工等问题。调研用户对新系统的要求。,二、准备 熟悉业务 拟订调查提纲 确定部门负责人员和业务配合人员 确定调查线路 动员和人员培训,重点询问常见问题,例如：你所在的工作岗位是什么？岗位工作的性质是什么？你的工作任务是什么？每天工作怎样进行时间安排？你的工作分为几班？工作结果同前、后续工作如何联系？你所接触的报表有几类？数据有哪些？满意程度如何？你所在的工作岗位是否恰当？工作量如何？你的工作计划不能合理安排的原因是什么？你的工作岗位存在的问题是什么？（组织不力？规划不好？信息不畅？）你通常采取什么手段提高工作效率？使用计算机了吗？如果增加激励（奖金、鼓励、新技术等），工作效率是否会提高？,重点询问常见问题,例如： (续)从有效组织经营的角度出发，你的权限是否适当（大或小）？你认为影响本企业经营效率的关键问题是什么？从全局的利益出发，你认为现有的管理体制是否合理？你认为提高经营的潜力在哪里？现存管理体制有哪些问题？有效降低经营成本的途径有哪些？信息系统的开发在本单位是否有必要？你认为新的信息系统应该重点解决哪些问题？你所了解的管理工作中，你认为决策的效益应从哪些方面去衡量？,重点询问常见问题,例如： (续)你认为业务、财务、储运等部门是否已经使用了计算机？有什么问题？你用过计算机吗？你认为企业现在使用计算机还有什么困难吗？在你所了解的管理决策工作中，有哪些可以定量或定性用计算机处理吗？本企业与外部哪些企业有业务联系？业务往来用计算机处理吗？原来开发的软件有哪些毛病？为什么老用不好呢？,三、详细调查的内容与调查对象详细调查的内容,调查对象,问卷调查面谈阅读 观察和参加业务实践,四、详细调查的方法,四、详细调查的方法,1、问卷调查 固定式问卷(CEQ：Closed-ended question)：有简单的确定答案的问题。How many phone calls do you receive?please briefly identify the problems with the current system that you would like to see resolved in a new system 自由式问卷(OEQ：Open-ended question)：没有简单的确定答案的问题。,某出版社系统调查表,某出版社系统调查表,2、面谈指系统分析员通过口头提问的方式收集现行系统的有关资料。 为把握调查的效率，因此要注意如下几个问题： 调查的线路 确定进行调查的适当时间所用语言要掌握交谈的思路及时反馈信息,在面谈过程，要注意用户的一些用词，例如“一般不发生”、“很少发生”、“不这样，就一定不会那样”等词，因为对于系统来说，即使发生几率很低的活动、流程，都可能是系统将要具备的功能。3、阅读 4、观察和参加业务实践,五、调查资料的整理,目的：是否掌握了企业的实际内容组织机构：组织机构图、部门的主要功能 信息载体：信息载体调查表、信息载体汇总表企业规则：企业规则调查表企业流程与活动：企业流程汇总表、企业流程图、企业活动的数据处理统计分类 ：统计分类调查表决策支持：信息查询需求调查表、决策需求调查表,6.1.2 系统需求,分析的重要任务是理解和表达需求需求有哪些种类？如何寻找需求？如何表述需求？,需求的来源系统相关者,系统需求的主要来源是系统的各种系统相关者，他们是对系统成功感兴趣的所有人（与系统有关系的所有人，也称涉众stakeholder）。系统分析中获得需求的首要步骤就是确定各类系统相关者。,系统需求的种类,系统需求是新系统必须完成的功能或其局限性。系统需求一般分为两类：功能性需求技术性需求,功能性需求,功能需求是系统必须完成的活动或过程，也就是系统将要涉及的商业应用。功能需求是根据业务过程和业务规则确定的，有些容易获取，有些则是隐含的，需要去发现。,非功能性需求,非功能性需求(技术需求)，是和公司的环境、硬件和软件有关的所有可操作目标。例如：系统必须能支持100个并发用户；保存订单的时间不能超过0.5秒等等，涉及系统性能、可靠性、安全性等质量特性。通常是一些技术目标。,如何表述需求,自然语言 不需要任何准备 但既要保证精确无二义性，又要保证叙述不至于晦涩难懂，是困难的（随意性、误会） 模型模型是人们对复杂问题的一种抽象或者对实物的一种简单实现或规划蓝图。例如：飞机模型，建筑模型，数学模型等等。,模型的作用,信息系统模型的作用：建立模型的过程可以使得分析员更深入地了解和定义信息系统的需求，并发现问题对复杂问题进行简化有助于回忆需求的细节有助于同开发小组的其他成员交流有助于同客户交流为以后的维护升级提供了文档,管理信息系统开发的认知模型认知过程,结构化系统分析新系统的逻辑模型,数据流程图（DFD）描述信息在系统中的流动、变化和存储情况。描述对数据流进行变换的功能 数据字典（DD） 处理小说明对DFD中处理逻辑功能的详细描述 实体-联系图（E-R图）,功能,数据,如何着手建模,构建模型首先需要识别用户的需求，识别需求一般可以从两个方面着手：识别系统中的事件(Events)建立过程模型（数据流图，DFD）识别系统中的事物(Things) 建立数据模型（实体关系图，ER）,1、事件与系统需求,事件在特定时间、特定地点发生的，能够描述出来并值得保存的事情。系统的所有处理过程都是由事件驱动的，所以将事件列表并进行分析，对于定义系统需求是十分有意义的。,事件的类型,我们可以从以下类型来寻找事件： 外部事件(external event) 时间事件(temporal event) 状态事件(state event),外部事件,在系统之外发生，通常是由外部的人或组织激发的事件，这些人或组织是数据的提供者和接收者。比如图书馆流通系统中的读者外部事件能够导出系统需要处理的关键事务,寻找外部事件,首先要确定外部实体，然后再分析。 外部实体需要一个事务处理比如读者借书外部实体需要系统提供某些信息比如读者查阅书目某些数据改变了，系统需要更新它们比如书籍的位置改变管理过程需要某些信息比如制订新的采购计划需要流通统计情况,时间事件,当系统时间到达某一刻时发生的事件，这些事件通常要求系统能定时自动地完成某些输出或处理。如：图书馆流通系统中的按月发布逾期催还名单。如：每天晚上12：00定时转换归档医疗图像。注意命名时必须包含所要完成的处理和规定期限,状态事件,系统内部的变化触发系统对某个处理的需要，这种情况的发生称为状态事件比如：销售系统中库存数一旦低于控制点就产生订货单状态事件一般是外部事件的结果，它的发生是不定时的,识别事件的规则,区分事件与具体响应过程事件响应中的一系列交互过程是完整具体的实现，而不是独立的一个事件。例如：拿信用卡交费 跟踪关键业务的整个生命周期来发现事件跟踪读者实现从图书馆借书的全部过程 暂时忽略技术性依赖事件和系统控制事件如管理员登录系统，修改口令，每天的备份,网上订单系统的事件表,网上订单系统的事件表,6.2 数据流图,系统分析阶段：使用数据流图DFD来建立系统需求的功能模型。（结构化系统分析的方法）系统分析采用ER图来建立系统的概念数据模型。,结构化分析的思想,数据流图DFD采用一系列分层次的数据流图来描述系统。DFD的每一个层次都代表了系统的一个抽象水平。高层次DFD中的处理可以进一步分解成低层次、更详细的DFD。,S,P2,P1,P3,P2.2,P2.1,P2.3,P3.1,P3.2,顶层,1层,2层,(基本系统模型),(系统的子功能),DFD的分层表示,6.2.1 数据流图的基本成分,数据流图用来记录系统中的数据和数据在特定的过程中的流动，即数据如何被采集、处理、保存和使用的（围绕信息系统的功能）,外部实体指系统以外又与系统有联系的人或事物。它表达了该系统数据的外部来源和去处。例如：人、组织、外部系统等等。 外部实体是数据的来源（谁提供了最初始的数据？） 外部实体是数据的去处（数据对谁有价值？）,读者,图书管理员,馆长,读者,图书管理员,外部实体,处理指对数据的逻辑处理功能，也就是对数据的变换功能。别名：功能、处理过程，数据加工,标识部分（层次化的功能编号）功能描述部分（动宾词组）功能执行的角色（人，部门，计算机程序），通常可省略,数据处理,数据流是指处理功能的输入或输出（箭头表示数据流向） 。例如：数据，订单，查询要求等,经理,编制财务报表,合格订单,编 辑订货单,计 算 应收款,数据流,数据存储表示某种数据保存后的逻辑统称。不是指保存数据的物理地点或物理介质。流入数据存储的数据流将处理后的数据写入或修改到数据存储中流出数据存储的数据流从数据存储中查询获取数据，不改变原来的数据,D2,产品,D5,职工,D2,产品,数据存储,单个DFD的组合,事件之间有一定的联系，一般通过数据存储建立关联,完整的数据流图,真正进行结构化系统建模过程中，应该采用自顶向下的分解方法，事件表只是寻找需求的辅助工具（启发）建模是一个从具体到抽象，又从抽象到具体的过程，需要反复多次,6.2.2 数据流图的画法,了解DFD的特性画分层DFD,1） DFD的特性,与程序流程图不同，DFD不表示程序的控制结构，只描述数据的流动 DFD分成多层(子图、父图概念)表示, 从而逐步展开数据流和功能的细节。,2） 画分层DFD,(1)先画出顶层DFD。(2)自顶向下画出各层DFD 分解原则： 分解后的软件成分有相对独立功能 一次分解不要加入细节过多 由外向里画DFD(3)先考虑稳定状态，忽略系统的工作条件， 即怎么开始、怎么结束的。,报名单,合格报名单,检验 报名单,3） 画分层DFD的指导原则,（1）父图-子图平衡（2）局部数据存储（3）编号（4）分解的程度,父图-子图平衡,父图-子图平衡： 模型分解时必须保持父图的输入输出数据流和子图输入输出数据流相同。,父图-子图平衡,父图-子图平衡,购书单,教材购销系统,教材购销系统的顶层DFD,学生,领书单,缺书单,进书通知,书库保管员,购书单,缺书单,销售教材,采购教材,P1,P2,第二层DFD(1层) 教材购销系统,教材存量表,学生,F1,缺书登记表,F2,书库保管员,进书通知,教材入库信息,领书单,6.2.4 数据流图的常见错误分析,一般有三类错误情况：语法错误（可采用软件工具辅助绘图消除）逻辑错误词不达意，二义性,错误情况举例1,输入的数据流足够了吗？是否能够加工出输出的数据流？,读者信息,错误情况举例2,源数据是如何进入到信息系统中的呢？外部实体如何从系统中获取有关的数据呢？难道是心灵感应？不论是手工系统还是计算机系统，数据不会无缘无故保存或流动，和外部的交换一定和某个加工相连。,错误情况举例3,外部实体到外部实体，说白了，全都是外部的。和信息系统有关系吗？为什么要管呢？带来数据的变化了吗？DFD考虑数据是从那个地方开始进入系统。,错误情况举例4,数据不通过任何手续就能在数据存储之间流动？怪了，表格中的数据长腿了吗？要不硬盘智能化了，不需要任何外部力量，磁道上的数据会自己移动？,错误情况举例5,仅有流入的数据流，数据还有什么用途吗？纯粹是垃圾！,仅有流出的数据流，数据是从何而来呢？模型的局部会存在这种情况，但系统地看应该不会。如果有，那个数据肯定是一千年不变，可以直接由数据库管理员一次性搞定。,错误情况举例6,“修改还书日期”很细节，而“借阅管理”又很抽象。处理不在同一个抽象层次上，造成理解困难！,读者,读者,续借申请,读者信息,处罚记录,P2续借审核,P1借阅管理,P3修改还书日期,P5处罚管理,P4打印通知单,顾客,P1.1验证身份,P1.2核对帐户余额,P1.3登记取款事务,P1.4打印存折,帐户,顾客,P1.1验证身份,P2.2登记存款事务,帐户,取款,存款,DFD图不反映模块共享,再比如图书馆借书系统中有三个处理逻辑：“p1借书”“p2还书”“p3查询服务”，但借书处理的“检查库存”，不应理解为“P3查询服务”,错误情况举例7,数据流图举例,高等学校学籍管理：记录学生从入学到离校整个在校期间的情况，学生毕业时把学生的情况提供给用人单位，学校还要向上级主管部门报告学籍变动情况。,学籍管理系统顶层图DFD,学籍管理系统的第一层DFD,新生名单,报表,毕业生登记表,奖惩结论,学籍异动情况,留级退学名单,成绩单,获奖名单,奖惩报告,实例 ：考务处理系统,系统基本要求：(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。考生等相关人员可以查询考试成绩,顶层数据流图,1层数据流图,2层数据流图 (a),2层数据流图 (b),小结,分层数据流图是一种比较严格又易于理解的描述方式，它的顶层描绘了系统的总貌，底层画出了系统所有的细部，而中间层则给出了从抽象到具体的逐步过渡。 在画分层数据流图时要注意以下几点： 父图和子图的输入输出数据流要“平衡”。 根据“抽象”原则，每张图只画出作为加工间交界面的数据存储和数据流，而不必画出加工内部的数据存储。 如要了解某个加工内部的细节，可以阅读与这个加工的编号相同的一张图。 一个加工一般最多分解成7个子加工。 当每个加工都已足够简单时，分解就可结束。,6.2.5 绘图工具软件Visio介绍,Microsoft Visio可用于绘制计算机系统中需要的各种模型图绘制DFD：DFD的四种元素数据流两端元素的关联性语法检查上下层分解关系，子图自动继承父图有关的数据流以树状目录列出全部处理,数据流图也常常要作重新分解。重新分解可以按下述方法进行 （）把需要重新分解的某张图的所有子图连接成一张 （）把图分成几部分，使各部分之间的联系最少 （）重新建立父图 （）重新画子图 （）为所有处理重新命名，编号,数据流图的优化,数据流图的优缺点,图形元素少，易学易读，容易与用户沟通有层次性，允许系统分析员由上至下逐步分析系统，不会受困于太多复杂的细节不能描述系统的控制流潜在的非语法错误不易发现，复核困难，需要有一定的分析设计经验,6.3 数据字典,DFD是一种简化的模型，虽然直观，但没有具体细节，仅依靠DFD定义需求不够充分。数据字典是对DFD的补充描述，用来描述数据流程图中的数据流、数据存储、处理过程和外部实体的详细内容。数据流图与数据字典共同构成系统的功能模型，数据字典可以改进通信，规范描述，消除误解,6.3.1 数据字典的各类条目,数据字典中有六类条目：可被重用的条目： 数据元素 数据结构DFD图中的元素： 数据流（可引用定义好的数据结构） 数据存储（可引用定义好的数据结构） 外部实体 处理,详细定义DFD成分,定义式中使用的符号： 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,详细定义DFD成分,限制重复次数：,3,5 或,5,3, 表示允许重复3-5次, ,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,3, 3,数据元素是最小的数据组成单位，也就是不可再分的数据单位，如学号、年龄、性别等。需要描述以下属性： （）名称 （）别名 （）类型， （）取值范围和取值的含义 （）长度 （）简要说明：,一、数据元素,数据元素条目,数据元素条目举例,数据项名:专业和班编号别名:取值： 3数字3注释: * 例如: 305 *,数据元素条目举例,数据项名:年级别名:取值及含义: freshmen, 一年级 sophomore,二年级 junior, 三年级 senior, 四年级注释:F,M,J,S可分别用1,2,3,4代替,数据结构的描述重点，是数据之间的组合关系，即说明这个数据结构包括哪些成分。一个数据结构可以包含若干数据元素和数据结构。,二、数据结构,数据结构条目,需要描述以下属性：（）数据流的来源（）数据流的去处（）数据流的组成（）数据流的流通量（）高峰时的流通量,三、数据流,数据流条目,数据流条目举例,数据流名:发票别名: 购书发票组成:(学号)姓名书号单价数量总价书费合计数据量:100次/天 高峰值：开学期间400次/天,主要描写该数据存储的结构，及有关的数据流、查询要求。,四、数据存储,数据存储条目,数据存储条目举例,文件名:各班学生用书表别名：无组成：系编号专业和班编号年级书号组织：按系、专业和班编号从小到大 排列存取要求:关键字是专业和班编号,需要在数据字典中描述处理框的编号、名称、功能的简要说明，有关的输入、输出。通常仅重点描述最底层的处理过程。复杂的处理逻辑可以借助于一些图表工具，如结构化语言、判定树、判定表等。,五、处理,处理功能条目,加工名:月票额统计(MHCW713MD)编号: 7.1.3输入: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输出：每月保险金合计信息执行频率: 1次/月,处理功能条目,六、外部实体,6.3.2 数据字典的使用与管理,按各种要求列表，没有冗余，不遗漏数据相互参照，便于系统修改由描述内容检索名称一致性检验和完整性检验数据流的来源、去向是否完整数据元素是否遗漏或过剩数据存储的来源、去向是否完整处理与输入数据流是否匹配管理：手工/工具（某些工具支持数据字典的维护）,6.4 表达处理逻辑的工具,在数据字典中表达处理过程可使用小说明（或基本说明），可以是自然语言但针对复杂处理逻辑，可以使用：结构化语言判定表判定树,6.4.1 结构化语言,三种基本语句：祈使语句判断语句循环语句结构化语言使用的三类词汇：祈使句中的动词数据字典中定义的名词某些逻辑表达式中的保留字,指出要做什么，包括一个动词和一个宾语。 使用祈使语句，应注意以下几点：力求精炼，不应太长。不使用形容词和副词。动词要能明确表达执行的动作。名词必须在数据字典中有定义。,祈使语句,判断语句类似结构化程序设计中的判断结构。其一般形式是： 如果 条件 则 动作A 否则 (条件不成立) 动作B 如果 购货额在50000元以上 则 如果 最近三个月无欠款 则 折扣率为15 否则 如果 与公司交易10年以上 则 折扣率为10 否则 折扣率为5 否则 无折扣,条件判断语句,表达在某种条件下，重复执行相同的动作，直到这个条件不成立为止。例如： 对每一个学生 计算总成绩,循环语句,例：优惠折扣,If 交易额=50000元 then if 三个月无欠款 then 折扣 15% else if 老顾客 then 折扣 10% else 折扣 5% else 无折扣,问题描述,6.4.2 判定树,如果一个动作的执行不只是依赖一个条件，而是与多个条件有关，那么这项策略的表达就比较复杂，就可以使用判定树来表示。比如：邮政系统中，包裹邮资的计算策略与国别、路程、重量、保值额度等有关，使用自然语言来描述显然不够简洁,判定树示例：优惠折扣,某商业公司的销售策略规定：不同的购货量、不同的顾客可以享受不同的优惠。具体办法是：年购货额在5万元以上且最近三个月无欠款的顾客可享受15%的折扣；近三个月有欠款，但是本公司十年以上的老顾客，可享受10%的折扣；若不是老顾客，只有5%的折扣；年购货额在5万元以下无折扣。,例：优惠折扣,法2,6.4.3 判定表,如果条件较多、每种条件的取值情况也较多的情况下，可以使用判定表。判定表的优点是可以把各种组合情况一个不漏地表示出来，还能帮助发现遗漏和矛盾的地方。,判定表(决策表),描述多条件、多目标动作的形式化工具判定表结构： 条件类别 条件组合 操作 操作执行,某厂对一部分职工重新分配工作。分配原则是：年龄不满20岁，文化程度是小学者脱产学习， 文化程度是中学者当电工；年龄满20岁但不足50岁，文化程度是小学或中学者，男性当钳工， 女性当车工；文化程度是大学者当技术员；年龄满50岁及50岁以上，文化程度是小学或中学者当材料员， 文化程度是大学者当技术员。三个因素：性别、年龄、文化程度，取值范围分别是：性别：男，女年龄：青年(小于20岁),中年(满20岁而不足50岁),老年(满50岁及以上)文化程度：小学，中学，大学,判定表示例,构造空表,填表,判定表的合并简化,显然，某些条件是可以合并考虑的，可以使判定表简化。合并的原则：取相同行动的列，若有某个条件Ci在此n列的取值正好是该条件取值的