《结构化分析》PPT课件VIP

,结构化分析,3.1需求分析的任务和步骤需求分析的任务：准确地定义未来系统的目标，确定为了满足用户的需求系统必须做什么。用规范的形式准确地表达用户的需求。,传统的软件工程方法学采用结构化分析(SA)技术完成需求分析工作。,需求分析的步骤,需求获取需求提炼：分析建模(导出软件逻辑模型)需求描述：编写需求验证需求分析是发现、求精、建模、规格说明和复审的过程。,涉及与思考的几个问题,如何定义系统需求？如何识别、获取需求?你能够采取何种手段与用户进行交流沟通?何为需求建模?你如何理解模型与建模?,讨论要点,结构化分析方法(SA)和面向对象分析方法(OOA)建立功能模型的描述方法,需求工程概述,需求工程是指应用已证实有效的技术、方法进行需求分析，确定客户需求，帮助分析人员理解问题并定义目标系统的所有外部特征的一门学科。需求工程的活动：需求获取需求建模形成需求规格（规约）需求验证需求管理,需求工程的层次分解示意图,需求工程,需求工程,需求管理,问题获取,分析,编写规格说明,验证,在需求分析阶段，系统分析员的主要焦点是“做什么（what）”，不是“怎样做（how）”,3.2需求获取,3.2.1需求获取的目的清楚地理解所要解决的问题完整地获取用户需求,需求获取面临的挑战,问题的复杂性和对问题空间理解的不完备性与不一致性交流障碍需求易变性,需求获取的常用方法,建立分析小组领域专家：主角系统分析员：导演客户访谈问题分析与确认,某出版社系统调查表,某出版社系统调查表,3.2.2需求获取的内容,1.用户需求分类(1)功能性需求:定义了系统做什么（描述系统必须支持的功能和过程）(2)非功能性需求（技术需求）:定义了系统工作时的特性（描述操作环境和性能目标）,2.两类需求包括的内容,(1)功能(2)性能(3)环境(4)界面(5)用户或人的因素(6)文档(7)数据(8)资源(9)安全保密(10)软件成本消耗与开发进度(11)质量保证,(1)功能需求,系统做什么？系统何时做什么？系统何时及如何修改或升级？,(2)性能需求,软件开发的技术性指标例如：存储容量限制执行速度、相应时间吞吐量,(3)环境需求,硬件设备：机型、外设、接口、地点、分布、温度、湿度、磁场干扰等软件：操作系统网络数据库,(4)界面需求,有来自其它系统的输入吗？到自其它系统的输出吗？对数据格式有规定吗？对数据存储介质有规定吗？,(5)用户或人的因素,用户类型？各种用户熟练程度？需受何种训练？用户理解、使用系统的难度？用户错误操作系统的可能性？,(6)文档需求,需哪些文档？文档针对哪些读者？,(7)数据需求,输入、输出数据的格式？接收、发送数据的频率？数据的准确性和精度？数据流量？数据需保持的时间？,(8)资源需求,软件运行时所需的数据、软件。内存空间等资源。软件开发、维护所需的人力、支撑软件、开发设备等。,(9)安全保密要求,需对访问系统或系统信息加以控制吗？如何隔离用户之间的数据？用户程序如何与其它程序和操作系统隔离？系统备份要求？,(10)软件成本消耗与开发进度需求,开发有规定的时间表吗？软硬件投资有无限制？,(11)质量保证,系统的可靠性要求？系统必须监测和隔离错误吗？规定系统平均出错时间？出错后，重启系统允许的时间？系统变化如何反映到设计中？维护是否包括对系统的改进？系统的可移植性？,结构化分析就是一种建立模型的活动，通常建立数据模型、功能模型和行为模型等三种模型。,所有分析方法都遵守下述准则：必须理解和表示问题的信息域，根据这条准则应该建立数据模型。必须定义软件应完成的功能，这条准则要求建立功能模型。必须表示作为外部事件结果的软件行为，这条准则要求建立行为模型。必须对描述信息、功能和行为的模型进行分界，用层次的方式展示细节。分析过程应该从要素信息移向实现细节。,3.3需求建模,需求分析与设计,需求分析：系统需要做什么(对问题的调查与描述),设计：系统如何做(逻辑解决方案),当前的需求使我们考虑选择某种设计选项,选择设计选项可能引发新的需求,需求分析与设计的界限：存在、模糊、迭代,需求的类型,需求类型,软件需求,设计约束,功能性需求,非功能性需求,父需求,子需求1,子需求2,子需求3,例：父需求：系统安全性使用行业标准子需求1：数据安全性采用事务日志镜象方法。子需求2：数据保密性根据身份等级分配相应数据库存取权限子需求3：,计算机科学与技术学科的方法论,学科的3个形态理论抽象(模型化)设计重复出现的概念绑定(binding)概念与形式模型一致性和完备性抽象层次重用典型的学科方法：数学方法系统科学方法,计算中抽象的本质和使用。在处理复杂事务、构造系统、隐藏细节和获取重复模式方面使用抽象，通过具有不同层次的细节和指标的抽象，能够表达一个实体和系统,抽象(模型化),源于实验科学,主要要素为数据采集方法和假设的形式说明,模型的构造与预测实验分析结果分析.在为可能的算法数据结构和系统结构等构造模型时使用此过程.抽象的结果是概念符号模型,模型(model),是对系统的模型是现实世界某些重要方面的表示。模型一种抽象，从某个视点、在某种抽象层次上详细说明被建模的系统。有时我们使用术语“抽象”来表示模型，因为我们从现实世界中抽象出对我们特别有用的东西。,模型(model),模型一般分为具体模型和抽象模型两大类。具体模型有直观模型、物理模型等，抽象模型有思维模型、符号模型、数学模型等。,软件开发的四个要素：人员、项目、产品和过程,项目,过程,产品,人员,工具,模板,参与者,结果,自动化,系统包含一组模型，每个参与软件系统开发的人员都需要有一个独特的系统视角。,模型的类型,数学模型描述模型图形模型,需求分析的过程,(1)通过对现实环境的调查，获得当前系统的物理模型,学生购买教材的实际处理流程当前系统物理模型,(2)去掉具体模型中的非本质因素，抽取现实系统的实质，抽象出当前系统的逻辑模型。,学生购买教材的逻辑模型,需求分析的过程,需求分析的过程,(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,计算机教材管理系统的逻辑模型,需求分析过程示意,(4)对目标系统的逻辑模型进行改进与优化(5)需求分析的验证,需求分析的步骤,当前系统,目标系统,物理模型,逻辑模型,逻辑模型,物理模型,模型化,抽象化,具体化,实例化,怎么做,做什么,当前系统,目标系统,需求定义,逻辑模型和物理模型模型是对对象系统的形式化的特征抽象，概括性或近似地表示；构造模型的过程是一个抽象、分析的过程。,对象系统,模型系统,抽象（映射）,模型应用,模型构造的过程,逻辑模型物理模型(本质模型、概念模型)(实施模型、技术模型),现行系统,目标系统,描述重要的业务功能，无论系统是如何实施的。,描述现实系统是如何在物理上实现的。,描述新系统的主要业务功能和用户新的需求，无论系统应如何实施。,描述新系统是如何实施的（包括技术）。,分析阶段中常用的模型（逻辑模型）,数据流图（DFD）实体联系图（ERD）类图实例图时序图状态图协作图事件列表数据流定义数据元素定义,需求建模实例：酒店管理系统的局部DFD,已预订的入住,预订请求,预订,预订确认,未预订的入住,已预订的入住请求,未预订的入住请求,客人数据,客房数据,预订确认信息,客人信息,夜审,结算信息,财务系统,时钟,需求建模实例：某金融贸易系统用例图(UML),风险分析,交易估计,进行交易,进行交易,接待员,酒店系统,财务系统,需求建模实例：用例图举例（UML）,签定一份保险单,客户,保险销售人员,销售统计,客户统计,需求建模实例：描述客房状态的状态图,取消,预定,入住,已预订,空闲,占用,维修,维修,完成,退房换房,入住换房,？,事件,创建,需求建模实例：UML类图实例,客人,姓名地址身份证号码护照号码,预订,入住,住宿编号付款方式,退房,客房状态,日期人数,设置状态,客房,服务,日期数量,设置读取,服务类别,名称价格,设置,1,0.*,1,0.*,0.*,0.1,1.*,1,0.*,1*,需求建模实例：接电话的顺序图（UML）,受话者,交换机,远程交换机,受话者,拿起话筒,听通话声,拨号码,.,铃响信号,铃响,铃响停止信号,拿起话筒,铃响停止,10,d,e,a,b,c,b-a1,e-d20,15%,5%,20%,30%,条件类别,四种条件组合,操作,条件组合下操作的执行,16,10,11月,处理名:计算折扣率(MHGP534MD)编号:5.3.4激活条件:收到预订票信息处理逻辑:计算折扣率执行频率:实时,旅游时间,订票量,折扣量,79，12月,16,10,11月,20,20,20,20,15%,5%,20%,30%,判定树(Decision决策树),条件1条件2结果计79,订票量20:15%算12月订票量20:5%折扣16,订票量20:30%量10,11月订票量20:5%,某图书管理系统有以下功能：借书：输入读者借书证。系统首先检查借书证是否有效，若有效，对于第一次借书的读者，在借书证上建立档案。否则，查阅借书文件，检查该读者所借图书是否超过10本，若已达10，拒借，末达10本，办理借书（检查库存，修改库存目录并将读者借书情况录入借书文件。）还书：从借书文件中读出与读者有关的记录，查阅所借日期，如超期（3个月）作罚款处理。否则，修改库存目录与借书文件。查询：通过借书文件，库存目录文件查询读者情况图书借阅及库存情况，打印统计表。（1）请用DFD描绘该功能的需求，并建立相应数据字典。,数据流名称：借书别名：借书单简述：读者借书时填写的单据来源：读者去向：审核借书数据流量：250份/天组成：借书证编号借阅日期书名借阅方式密码借阅人,数据流名称：还书别名：无简述：读者还书时附带的数据来源：读者去向：审核还书数据流量：250份/天组成：借书证编号借阅日期书名借阅方式,数据存储名称：借书文件别名：无简述：借书证编号借阅日期书名借阅方式密码借阅人操作员查询要求：要求能立即查询并修改,数据存储名称：库存文件别名：无简述：存放图书出/入库信息组成：书名出版社作者出版日期入库数据总数量（内容简介）当前库存量组织方式：数据文件，以书名为关键字进行索引查询要求：要求能立即查询并修改,加工名：审核借书证编号：1.1激发条件：接受到借书证输入：借书证输出：认定合格的借书证加工逻辑：根据借书文件及读者借书证if借书证编号在借书文件存在and未过期and密码正确then借书证有效else借书证无效,二.结构化分析实施步骤,1.确定系统边界,画出系统环境图2.自顶向下，画出各层数据流图3.定义数据字典4.定义小说明,三.系统行为描述,采用动态分析方法，直观地分析系统的动作。最常用的动态分析方法：状态迁移图时序图Petri网,状态转换图,状态转换图通过描绘系统的状态及引起系统状态转换的事件，来表示系统的行为。状态转换图还指出了作为特定事件的结果系统将做哪些动作。状态转换图提供了行为建模机制。,状态转换图,状态状态是任何可以被观察到的系统行为模式，一个状态代表系统的一种行为模式。在状态图中定义的状态主要有：初态、终态、中间状态。在一张状态图中初态只能有一个，终态可以有多个。,状态转换图,事件事件是在某个特定时刻发生的事情，它是对引起系统做动作或从一个状态转换到另一个状态的外界事件的抽象。,状态迁移图,就绪,t1,t4,t2,t3,等待,运行,状态,事件,运行,就绪,等待,t1,t2,t3,t4,运行,就绪,就绪,等待,进程的状态迁移图和状态迁移表,SafeHomede的状态变迁图,读用户输入,超时,监视系统状态,传感器事件行为,显示用户反馈,与“用户交互”有关,开关/切换,与“监视&控制系统”有关,显示活动状态,与“用户交互”有关,传感器事件,与“显示信息&状态”有关,与“监视&控制系统”有关,传感器事件,传感器事件,与“监视&控制系统”有关,传感器事件,与“显示信息&状态”有关,闪烁,与“显示信息&状态”有关,时序图,T1,功能3,(线路),事件e,时序图例通信流例,功能2,功能1,T2,T3,T,主机1,主机2,前端机,前端机,C1,C2,R2,R1,C2,C1,R1,R2,利用Petri网建立需求模型,Petri网是一种系统的数学和图形的描述与分析工具。对于具有并发、异步、分布、不确定性和/或随机性的信息处理系统都可以利用这种工具构造出要开发的Petri网模型，然后对其进行分析，即可得到有关系统结构和动态行为方面的信息。作为图形工具：可使用标记来模拟系统的状态行为和并发活动。作为数学工具：可建立状态方程、代数方程以及系统行为的其他数学模型。,一个并行活动的Petri网模型实例,环型铁路例图,环型铁路运行的PNG,列车1,列车2,在复线区间运行中,到站,单线区间空出,在单线区间运行中,在复线区间运行中,到站,单线占用,等待单线区间开放,单线区间空出,等待单线区间开放,在单线区间运行中,单线占用,单线释放,单线释放,一个有限状态机的Petri网模型实例,自动售货机的Petri网模型,取1.5元饮料,取2元饮料,P1(0元),P4(1.5元),P5(2元),P2(0.5元),P3(1元),投0.5元,投1元,投1元,投1元,投0.5元,投0.5元,投0.5元,练习1,某银行的计算机储蓄系统功能是：将储户的存户填写的存款单或存款单输入系统，如果是存款，系统记录存款人姓名住址存款类型存款日期利率等信息，并打印出存款单给储户；如果是取款，系统计算清单给储户。请用DFD描绘该功能的需求，并建立相应数据字典。,数据流名称：取款单、存款单别名：无简述：顾客存/取款时填写的单据来源：顾客去向：核查数据流量：200份/天组成：日期取|存款金额姓名地址存/取款类型+密码账号,数据流名称：存款凭证别名：无简述：顾客存款后得到的凭据来源：银行存款系统去向：顾客数据流量：200份/天组成：日期存款金额储户姓名储户地址存款类型账号利率操作员数据流名称：结算单别名：无简述：顾客取款时得到的利率清单来源：银行储蓄系统去向：顾客数据流量：200份/天组成：取款日期取款金额储户姓名储户地址存款类型+利息总金额操作员,数据流名称：存/取款信息别名：无简述：系统检查确认后得到的存/取信息来源：银行储蓄系统去向：登录数据流量：200份/天组成：日期存|取款金额储户姓名储户地址存款类型+账号利率密码操作员数据流名称：付款信息别名：无简述：存储系统处理的取款信息来源：银行储蓄系统去向：付款处理数据流量：200