信息系统分析与设计 结构化系统分析

1、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。大多数工程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

2、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、按什么规那么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

3、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 发动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？你的工作方案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？如果增加鼓励奖金、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

4、？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？有效降低经营本钱的途径有哪些？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

5、？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序号详细调查项目调查内容表示方法用途1组织机构及工作范围部门设置、行政隶属关系、工作范围、人员及职责组织机构图部门功能图指出/明确调查路线2工作目标管理目标、工作目标目标树功能模型设计3数据调查信息载体信息载体调查表信息载体汇总表(1)数据模型设计(2)子系统划分4企业流程中的信息处理企业流程与活动、信息流和信息关联、活动处理流程企业流程汇总表企业流程图/分层DFD(1)企业流程重组(2)子系统划分(3)功能模型设计5活动的数据处理调查每个活动涉及的数据处理、主要步骤、计算公式、可能发生的变化活动的数据处理调查表活动汇总表(1)企

6、业流程重组(2)功能模型设计6企业的规则企业规章制度企业规则调查表功能模型设计7统计分类对各种实体、属性的分类要求自然语言编码模型设计8决策支持查询要求和决策问题调查查询需求调查表决策需求调查表逻辑模型设计调查对象 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)：有简单确实定答案的问题。How many phone calls do you receive?please briefly identify the problems with the current system that

7、you would like to see resolved in a new system 自由式问卷(OEQ：Open-ended question)：没有简单确实定答案的问题。 问题强同意弱同意掌握客户的历史销售信息对工作有好处1 2 3 4 5 6 7 8 9某出版社系统调查表编 号提出问题1您在哪个部门工作？2出版业务流程是什么？3您每日都处理那些文件、数据、报表？4工作中手工处理特别麻烦的事情是什么？5工作中手工处理什么问题解决不了？影响效率的问题有哪些？6您认为提高工作效率，节省工作时间，减轻工作强度可采取哪些办法？某出版社系统调查表编号提出问题7您的部门需要成本核算和统计的内容

8、有哪些？8您的部门采用计算机管理工作情况如何？9如何改进业务流程使之更合理？10哪些问题是目前传统手工方法根本无法解决的？11出版社计算机管理信息系统需要解决什么问题？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响信息在面谈过程，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

9、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那么：企业规那么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

10、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那么确定的，有些容易获取，有些那么是隐含的，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、平安性等质量特性。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，又要保证表达不至于晦涩难懂，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

11、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

12、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，ER1、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。比方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

13、体，然后再分析。 外部实体需要一个事务处理比方读者借书外部实体需要系统提供某些信息比方读者查阅书目某些数据改变了，系统需要更新它们比方书籍的位置改变管理过程需要某些信息比方制订新的采购方案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方：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

14、别事件的规那么 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，每天的备份事件名称触发点事件源活动响应结果事件目的地客户希望检查产品可订量产品的查询请求客户查询产品的可用量产品可用量详细情况客户客户建立一个订单新订单客户建立新订单实时连接订单确认订单细节交易信息信用卡处理系统客户发装部门银行客户改变或作废订单修改订单的请求客户更新订单修改确认订单修改细节交易信息客户发装部门银行客户和管理层检查订单状态

15、订单状态的查询请求客户或管理部门查询订单的状态订单状态的详细情况客户或管理部门为订单发货订单发货通知发装部记录订单的执行客户退货订单退货通知客户建立退货记录退货确认交易信息客户银行网上订单系统的事件表事件名称触发点事件源活动响应结果事件目的地未来客户需要目录产品目录的查询请求未来客户提供产品目录信息产品目录未来客户客户更新基本信息客户信息修改通知客户更新客户基本信息市场部给客户发送促销材料促销产品细节市场部分发促销单促销单客户和未来客户调整产品目录产品目录更新细节销售部更新产品目录每日交易汇总每天末产生交易汇总报告交易汇总报告财务部每周订单汇总每周末产生订单汇总报告订单汇总报告管理部门网上订单

16、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。SP2P1P3P2.2P2.1P2.3P3.1P3.2 顶层1层2层(根本系统模型)(系统的子功能)DFD的分层表示6.2.1 数据流图的根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数据处理p1

17、数据存储数据流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，数据加工标识局部层次化的功能编号功能描述局部动宾词组功能执行的角色人，部门，计算机程序，通常可省略P2.2.1识别读者身份图书管理员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

18、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，不改变原来的数据销售量D2产品销售帐计算销售量累计销售量单价计算销售总额商品编号#_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，需要反复屡次 6.2.2 数据流图的画法了解DFD的特性画分层DFD1 DFD的特性与程序流

19、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 分解原那么： 分解后的软件成分有相对独立功能 一次分解不要参加细节过多 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的指导原那么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A1423BFEGCD父图-子图

20、平衡缺少C3.1ED3.33.2对加工3细化的子图：加工3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P1P2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？计算利息存款金额？查询图书读者信息错误情况举例2学生成绩单客户订单订单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

21、感应？不管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客户业务员订单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。读者图书管理员借书单错误情况举例4订单入库单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？读者信息逾期历史错误情况举例5xxxx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

22、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分记录P2续借审核P1借阅管理P3修改还书日期P5处分管理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方图书馆借书系统中有三个处理逻辑：“p1借书“p2还书“p3查询效劳，但借书处理的“检查库存，不应理解为“P3查询效劳错误情况举例7数据流图举例高等学校学籍管理：记录学生从

23、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学籍管理系统招生办新生名单教委用人单位报表毕业生登记表教师系成绩单奖惩报告学籍管理系统的第一层DFDP1异动管理招生办D1 学籍表新生名单教委用人单位报表毕业生登记表奖惩结论学籍异动情况P3奖惩管理P2成绩管理留级退学名单成绩单教师系获奖名单奖惩报告实例 ：考务处理系统系统根本要求：(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

24、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，而中间层那么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“抽象原那么，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

25、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 把图分成几局部，使各局部之间的联系最少 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

26、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，标准描述，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

27、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： 35 或53 表示允许重复3-5次 33 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

28、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假设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顶峰时的流通量三、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 顶峰值：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

29、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

30、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根本说明，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 结构化语言三种根本语句：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存字指出要做什么，包括一

31、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 那么 动作A 否那么 (条件不成立) 动作B 如果 购货额在50000元以上 那么 如果 最近三个月无欠款 那么 折扣率为15 否那么 如果 与公司交易10年以上 那么 折扣率为10 否那么 折扣率为5 否那么 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 th

32、en 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。比方：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例如：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。具体方法是：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

33、%的折扣；假设不是老顾客，只有5%的折扣；年购货额在5万元以下无折扣。 例：优惠折扣交易额大于50000元以上 最近三个月无欠款：折扣15% 与本公交易10年以上：折扣10% 最近三个月有欠款 与本公交易10年以下：折扣5% 交易额大于50000元以下：不打折法26.4.3 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 操作执行某厂对一局部职工重新分配工作。分配原那么是：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岁但缺乏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