第2章軟件需求工程

1、2第二 章 對系統(tǒng)應(yīng)該提供的服務(wù)和所受到的約束進(jìn)行理對系統(tǒng)應(yīng)該提供的服務(wù)和所受到的約束進(jìn)行理解、分析、建立文檔、檢驗的過程解、分析、建立文檔、檢驗的過程需求工程。需求工程。1.1.什么是軟件需求工程？什么是軟件需求工程？2.2.軟件需求工程的任務(wù)是什么？軟件需求工程的任務(wù)是什么？3.3.需求工程過程需求工程過程4.4.軟件需求分析方法軟件需求分析方法軟件需求的重要性軟件需求的重要性 軟件需求無疑是當(dāng)前軟件工程中的關(guān)鍵問題，軟件需求無疑是當(dāng)前軟件工程中的關(guān)鍵問題，。 美國于美國于1995年開始對全國范圍內(nèi)的年開始對全國范圍內(nèi)的8000個軟件項目個軟件項目進(jìn)行跟蹤調(diào)查。進(jìn)行跟蹤調(diào)查。 分析失敗的原

2、因發(fā)現(xiàn)，分析失敗的原因發(fā)現(xiàn)，與需求過程相關(guān)的原因占了與需求過程相關(guān)的原因占了45%，而其中，而其中各占各占13%和和12%。 未完成未完成完成未實施完成未實施軟件需求的困難軟件需求的困難軟件需求是軟件工程中最復(fù)雜的過程之一。軟件需求是軟件工程中最復(fù)雜的過程之一。1. 應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛性應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛性，它的實施無疑與各個應(yīng)用，它的實施無疑與各個應(yīng)用行業(yè)的特征密切相關(guān)。行業(yè)的特征密切相關(guān)。2. 非功能性需求建模技術(shù)的缺乏，非功能性需求建模技術(shù)的缺乏，及其與功能性及其與功能性需求有著錯綜復(fù)雜的聯(lián)系，大大增加了需求工需求有著錯綜復(fù)雜的聯(lián)系，大大增加了需求工程的復(fù)雜性。程的復(fù)雜性。3. 溝通上的困難，溝

3、通上的困難，由于系統(tǒng)分析員、需求分析員由于系統(tǒng)分析員、需求分析員等各方面人員有不同的著眼點和不同的知識背等各方面人員有不同的著眼點和不同的知識背景，給需求工程的實施增加了人為的難度。景，給需求工程的實施增加了人為的難度。軟軟 件需件需 求求用用 戶需戶需 求求系系 統(tǒng)需統(tǒng)需 求求功能功能需求需求非功能非功能需求需求領(lǐng)域領(lǐng)域需求需求由客戶管理員、由客戶管理員、用戶等提出用戶等提出軟件需求的內(nèi)容軟件需求的內(nèi)容一、軟件需求內(nèi)容一、軟件需求內(nèi)容非功能需求非功能需求產(chǎn)品需求產(chǎn)品需求機(jī)構(gòu)需求機(jī)構(gòu)需求外部需求外部需求互操作互操作需求需求道德道德需求需求立法立法需求需求性能性能需求需求空間空間需求需求交付交付

4、需求需求實現(xiàn)實現(xiàn)需求需求標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)需求需求隱私隱私需求需求安全安全性需求性需求可用性可用性需求需求效率效率需求需求可靠性可靠性需求需求可移植可移植性需求性需求傳統(tǒng)需求分析傳統(tǒng)需求分析 在傳統(tǒng)軟件工程生存周期中，涉及需求的階段在傳統(tǒng)軟件工程生存周期中，涉及需求的階段稱作需求分析。一般來說，需求分析的作用是：稱作需求分析。一般來說，需求分析的作用是：定義軟件的范圍及必須滿足的約束；定義軟件的范圍及必須滿足的約束； 確定軟件的功能和性能及與其他系統(tǒng)成分的接確定軟件的功能和性能及與其他系統(tǒng)成分的接 口口; 建立數(shù)據(jù)模型、功能模型和行為模型；建立數(shù)據(jù)模型、功能模型和行為模型； 最終提供需求規(guī)格說明，并用于

5、作為評估軟件最終提供需求規(guī)格說明，并用于作為評估軟件 質(zhì)量的依據(jù)。質(zhì)量的依據(jù)。 需求工程是系統(tǒng)工程和軟件工程的一個交叉分支，需求工程是系統(tǒng)工程和軟件工程的一個交叉分支，涉涉及軟件系統(tǒng)的目標(biāo)、軟件系統(tǒng)提供的服務(wù)、軟件系統(tǒng)的及軟件系統(tǒng)的目標(biāo)、軟件系統(tǒng)提供的服務(wù)、軟件系統(tǒng)的約束和軟件系統(tǒng)運行的環(huán)境。它還涉及這些因素和系統(tǒng)的約束和軟件系統(tǒng)運行的環(huán)境。它還涉及這些因素和系統(tǒng)的精確規(guī)格說明以及系統(tǒng)進(jìn)化之間的關(guān)系。它也提供現(xiàn)實需精確規(guī)格說明以及系統(tǒng)進(jìn)化之間的關(guān)系。它也提供現(xiàn)實需求和軟件能力之間的橋梁。求和軟件能力之間的橋梁。系統(tǒng)目標(biāo)系統(tǒng)目標(biāo)系統(tǒng)服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)軟件約束軟件約束運行環(huán)境運行環(huán)境 獲取需求獲取需求；

6、深入實際，在充分理解用戶需求的深入實際，在充分理解用戶需求的基礎(chǔ)上，獲取系統(tǒng)需求?；A(chǔ)上，獲取系統(tǒng)需求。需求需求分析與建模：分析與建模：進(jìn)行需求建模、對模型或原進(jìn)行需求建模、對模型或原型進(jìn)行分析。型進(jìn)行分析。 確認(rèn)需求：確認(rèn)需求：確保需求說明準(zhǔn)確、完整地表達(dá)系確保需求說明準(zhǔn)確、完整地表達(dá)系統(tǒng)的主要特性。統(tǒng)的主要特性。 進(jìn)化需求：進(jìn)化需求：客戶的需要總是不斷（連續(xù)）增長客戶的需要總是不斷（連續(xù)）增長的，進(jìn)化需求是必要的。的，進(jìn)化需求是必要的。 缺乏領(lǐng)域知識缺乏領(lǐng)域知識, ,應(yīng)用領(lǐng)域的問題常常是模糊的、不應(yīng)用領(lǐng)域的問題常常是模糊的、不精確的；精確的； 存在默認(rèn)的知識存在默認(rèn)的知識, ,如難以描述的

7、常識問題；如難以描述的常識問題； 存在多個知識源存在多個知識源, ,且多個知識源之間可能有沖突；且多個知識源之間可能有沖突； 客戶可能的偏見客戶可能的偏見，如不能提供，如不能提供或不想告知或不想告知你所需你所需要了解的事情。要了解的事情。非常困難，主要原因有：非常困難，主要原因有：需求獲取技術(shù)需求獲取技術(shù) 需求獲取的方法一般有：需求獲取的方法一般有：1.1.面談法面談法 重要而直接、簡單的重要而直接、簡單的需求獲取技術(shù)。需求獲取技術(shù)。2. 問卷調(diào)查法問卷調(diào)查法 是對面談法的補充。是對面談法的補充。3.3.需求專題討論會需求專題討論會 最有力的最有力的需求獲取技術(shù)。有利需求獲取技術(shù)。有利 于于

8、培養(yǎng)高效團(tuán)隊。培養(yǎng)高效團(tuán)隊。4. 觀察用戶的工作流程觀察用戶的工作流程 適用于用戶無法準(zhǔn)確表達(dá)適用于用戶無法準(zhǔn)確表達(dá)需求的情況。需求的情況。5. 原型化方法原型化方法6. 基于用例的方法基于用例的方法 還有知識工程方法等，如：場記分析法、卡片分還有知識工程方法等，如：場記分析法、卡片分類法、分類表格技術(shù)和基于模型的知識獲取等。類法、分類表格技術(shù)和基于模型的知識獲取等。需求獲取技術(shù)需求獲取技術(shù) 需求獲取的方法一般有：需求獲取的方法一般有：1.1.面談法面談法 重要而直接、簡單的重要而直接、簡單的需求獲取技術(shù)。需求獲取技術(shù)。2. 問卷法調(diào)查法問卷法調(diào)查法 是對面談法的補充。是對面談法的補充。3.3

9、.需求專題討論會需求專題討論會 最有力的最有力的需求獲取技術(shù)。有利需求獲取技術(shù)。有利 于于 培養(yǎng)高效團(tuán)隊。培養(yǎng)高效團(tuán)隊。4. 觀察用戶的工作流程觀察用戶的工作流程 適用于用戶無法準(zhǔn)確表達(dá)適用于用戶無法準(zhǔn)確表達(dá)需求的情況。需求的情況。5. 原型化方法原型化方法6. 基于用例的方法基于用例的方法需求獲取技術(shù)需求獲取技術(shù) 需求獲取的方法一般有：需求獲取的方法一般有：1.1.面談法面談法 重要而直接、簡單的重要而直接、簡單的需求獲取技術(shù)。需求獲取技術(shù)。2. 問卷法調(diào)查法問卷法調(diào)查法 是對面談法的補充。是對面談法的補充。3.3.需求專題討論會需求專題討論會 最有力的最有力的需求獲取技術(shù)，有利需求獲取技術(shù)

10、，有利 于培養(yǎng)高效團(tuán)隊。于培養(yǎng)高效團(tuán)隊。4. 觀察用戶的工作流程觀察用戶的工作流程 適用于用戶無法準(zhǔn)確表達(dá)適用于用戶無法準(zhǔn)確表達(dá)需求的情況。需求的情況。5. 原型化方法原型化方法6. 基于用例的方法基于用例的方法需求分析與建模需求分析與建模 需求分析和建模又包含三個層次的工作。需求分析和建模又包含三個層次的工作。1. 1. 需求分析需求分析 2. 2. 需求建模（分為企業(yè)需求建模（分為企業(yè)建模建模、功能需求、功能需求建模建模和非和非功能需求功能需求建模建模等）等）3. 3. 需求規(guī)格說明不同的描述方式需求規(guī)格說明不同的描述方式 主要對收集到的需求進(jìn)行提煉、分析和認(rèn)真審主要對收集到的需求進(jìn)行提煉

11、、分析和認(rèn)真審查，確保所有參加人員取得共識。找出錯誤、遺漏查，確保所有參加人員取得共識。找出錯誤、遺漏和不足，建立完整的分析模型。和不足，建立完整的分析模型。 三、需求的有效性驗證三、需求的有效性驗證 . 由于需求是軟件開發(fā)的第一階段，直接影響后由于需求是軟件開發(fā)的第一階段，直接影響后面各階段的開發(fā)。面各階段的開發(fā)。 . 需求的可變性必須進(jìn)行驗證。需求的可變性必須進(jìn)行驗證。三、需求的有效性驗證三、需求的有效性驗證 指功能需求是否符合用戶所提出指功能需求是否符合用戶所提出的需求。的需求。系統(tǒng)功能描述及約束是否一致。系統(tǒng)功能描述及約束是否一致。是否包含所有系統(tǒng)用戶的需求和是否包含所有系統(tǒng)用戶的需求

12、和約束。約束。能否設(shè)計出一組驗證方法，確能否設(shè)計出一組驗證方法，確定了檢驗的標(biāo)準(zhǔn)。定了檢驗的標(biāo)準(zhǔn)。 四、需求管理四、需求管理 需求管理貫穿需求分析全過程，包括需求管理貫穿需求分析全過程，包括: 需求跟蹤能力矩需求跟蹤能力矩陣、陣、分析影響分析影響) )實施實施記錄所有需求記錄所有需求的變化的變化四、需求管理四、需求管理 需求管理的所有活動中，最重要的是需求管理的所有活動中，最重要的是 “需求變更需求變更管理管理”，包括包括:問題分析和變問題分析和變更描述更描述變更分析和成變更分析和成本計算本計算變更實現(xiàn)變更實現(xiàn)修正后的修正后的需求需求識別出的識別出的問題問題 需求管理過程需要需求管理過程需要C

13、ASE (Computer-Aided Software Engineering) 工具支持。工具支持。 可行性研究可行性研究需求導(dǎo)出需求導(dǎo)出和分析和分析需求描述需求描述需求有效性需求有效性驗證驗證可行性報告可行性報告系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型用戶需求和用戶需求和系統(tǒng)需求系統(tǒng)需求需求文擋需求文擋 將系統(tǒng)看作若干功能模塊的集合，每個功能又可將系統(tǒng)看作若干功能模塊的集合，每個功能又可以分解為子功能以分解為子功能, ,子功能還可繼續(xù)分解子功能還可繼續(xù)分解, ,分解的結(jié)果即分解的結(jié)果即是系統(tǒng)的雛形。是系統(tǒng)的雛形。存在問題存在問題1. 1. 需要人工完成需要人工完成2. 2. 無法對描述的準(zhǔn)確度進(jìn)行驗證。無法對描

14、述的準(zhǔn)確度進(jìn)行驗證。3. 3. 難以適應(yīng)需求的變化。難以適應(yīng)需求的變化。問題空間問題空間功能功能子功能子功能映射映射1客房預(yù)定系統(tǒng)客房預(yù)定系統(tǒng) 2前臺接待系統(tǒng)前臺接待系統(tǒng) 3前臺收銀系統(tǒng)前臺收銀系統(tǒng) 4賬務(wù)系統(tǒng)賬務(wù)系統(tǒng) 5管家系統(tǒng)管家系統(tǒng) 6電話系統(tǒng)電話系統(tǒng) 7客房系統(tǒng)客房系統(tǒng) 8合約系統(tǒng)合約系統(tǒng) 9經(jīng)理系統(tǒng)經(jīng)理系統(tǒng) 10總經(jīng)理系統(tǒng)總經(jīng)理系統(tǒng) 11密碼管理系統(tǒng)密碼管理系統(tǒng) 12報表系統(tǒng)報表系統(tǒng) 13賬務(wù)報表賬務(wù)報表盤存盤存/ /銷售系統(tǒng)銷售系統(tǒng) 1.0.01.0.0銷售處理銷售處理 1.1.01.1.0盤存處理盤存處理 1.2.01.2.0例：例：盤存盤存/銷售系統(tǒng)，用戶提出系統(tǒng)應(yīng)有以下功能銷

15、售系統(tǒng)，用戶提出系統(tǒng)應(yīng)有以下功能: 計算買主訂單計算買主訂單 準(zhǔn)備銷售報表準(zhǔn)備銷售報表 建立買主文件和應(yīng)收賬發(fā)票建立買主文件和應(yīng)收賬發(fā)票 運行更新的盤存文件運行更新的盤存文件 產(chǎn)生托運單和包裝單產(chǎn)生托運單和包裝單 保證庫存及時訂貨保證庫存及時訂貨計算銷售計算銷售記錄記錄 1.1.1產(chǎn)生銷售產(chǎn)生銷售報表報表 1.1.2核對買主核對買主貸方金額貸方金額 1.1.3驗證庫存驗證庫存量級量級 1.2.1產(chǎn)生貨運產(chǎn)生貨運訂單訂單 1.2.2執(zhí)行買主執(zhí)行買主匯票匯票 1.2.3產(chǎn)生盤存產(chǎn)生盤存報表報表 1.2.4 是一種以數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的封閉性為基礎(chǔ)，從問題是一種以數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的封閉性為基礎(chǔ)，從問題空空間到某種

16、表示的映射方法間到某種表示的映射方法, ,由數(shù)據(jù)流圖由數(shù)據(jù)流圖( (DFDDFD圖圖) )表示表示。顧客出版社驗證驗證訂單訂單匯總匯總訂單訂單訂單出版社 訂單圖書目錄文件圖書目錄文件顧客檔案顧客檔案待處理訂單文件待處理訂單文件正確訂單一批訂單出版社檔案文件出版社檔案文件訂貨存根文件訂貨存根文件 面向?qū)ο蟮姆治龇椒嫦驅(qū)ο蟮姆治龇椒?面向?qū)ο蠓治龇椒嫦驅(qū)ο蠓治龇椒? (OOA) )的關(guān)鍵是識別問題域內(nèi)的關(guān)鍵是識別問題域內(nèi)的對象的對象, ,分析它們之間的關(guān)系分析它們之間的關(guān)系, ,并建立起三類模型。并建立起三類模型。信息建模法信息建模法 是從數(shù)據(jù)的角度對現(xiàn)實世界建立系統(tǒng)的信息模是從數(shù)據(jù)的角度對現(xiàn)

17、實世界建立系統(tǒng)的信息模型型, ,基本工具是基本工具是E-RE-R圖。是由實體、屬性和關(guān)系組成圖。是由實體、屬性和關(guān)系組成的網(wǎng)絡(luò)圖。的網(wǎng)絡(luò)圖。 E-E-實體，是一個或一組對象；實體，是一個或一組對象； R-R-關(guān)系，關(guān)系，實體之間聯(lián)系或交互作用。實體之間聯(lián)系或交互作用。注意：信息建模與面向?qū)ο蠓治龅膮^(qū)別！注意：信息建模與面向?qū)ο蠓治龅膮^(qū)別！分解：分解：對于一個復(fù)雜的系統(tǒng)，對于一個復(fù)雜的系統(tǒng)，為了將復(fù)雜性降低到可以掌為了將復(fù)雜性降低到可以掌握的程度，可以把大問題分握的程度，可以把大問題分解成若干小問題，然后分別解成若干小問題，然后分別解決（如右圖）。解決（如右圖）?！胺纸夥纸狻焙秃汀俺橄蟪橄蟆?抽

18、象：抽象：分解可以分層進(jìn)行，即先考慮問題最本質(zhì)的分解可以分層進(jìn)行，即先考慮問題最本質(zhì)的 屬性，暫把細(xì)節(jié)略去屬性，暫把細(xì)節(jié)略去, ,以后再逐層添加細(xì)節(jié)，直至涉以后再逐層添加細(xì)節(jié)，直至涉及到最詳細(xì)的內(nèi)容，這種用最本質(zhì)的屬性表示一個系及到最詳細(xì)的內(nèi)容，這種用最本質(zhì)的屬性表示一個系統(tǒng)的方法就是統(tǒng)的方法就是“抽象抽象”。1.11.21.3x2132.12.22.31.11.3 基本思想與步驟基本思想與步驟1. 1. 分層的數(shù)據(jù)流圖分層的數(shù)據(jù)流圖(DFD(DFD圖圖) )2. 2. 數(shù)據(jù)詞典數(shù)據(jù)詞典3. 3. 描述加工邏輯的結(jié)構(gòu)化語言、判定表及判定樹描述加工邏輯的結(jié)構(gòu)化語言、判定表及判定樹當(dāng)前系統(tǒng)當(dāng)前系統(tǒng)

19、具體模型具體模型建立建立當(dāng)前系統(tǒng)當(dāng)前系統(tǒng)邏輯模型邏輯模型抽象抽象目標(biāo)系統(tǒng)目標(biāo)系統(tǒng)邏輯模型邏輯模型建立建立完善的系統(tǒng)完善的系統(tǒng)邏輯模型邏輯模型改進(jìn)改進(jìn)深入調(diào)查深入調(diào)查研究研究分析用戶需求分析用戶需求,用用DFD圖描述圖描述分析系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求,用用DFD圖描述圖描述修改完善修改完善DFD圖圖,增添功能增添功能顧客顧客出版社出版社驗證驗證訂單訂單匯總匯總訂單訂單訂單訂單出版社出版社 訂單訂單圖書目錄文件圖書目錄文件顧客檔案顧客檔案待處理訂單文件待處理訂單文件正確正確訂單訂單一批一批訂單訂單出版社檔案文件出版社檔案文件訂貨存根文件訂貨存根文件畫圖步驟畫圖步驟 ： 1. 1. 確定外部實體及輸入、

20、輸出數(shù)據(jù)流。確定外部實體及輸入、輸出數(shù)據(jù)流。 2. 2. 確定分解頂層的加工。確定分解頂層的加工。 3. 3. 確定使用的文件。確定使用的文件。 4. 4. 用數(shù)據(jù)流將各部分連接起來，形成數(shù)據(jù)封閉。用數(shù)據(jù)流將各部分連接起來，形成數(shù)據(jù)封閉。注意：標(biāo)注各加工框及數(shù)據(jù)流名稱。注意：標(biāo)注各加工框及數(shù)據(jù)流名稱。例：例： 圖書預(yù)訂系統(tǒng)（頂層圖書預(yù)訂系統(tǒng)（頂層DFDDFD圖）圖）數(shù)據(jù)流圖（數(shù)據(jù)流圖（Data Flow Diagram，DFD）是描述系統(tǒng)）是描述系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流程的圖形工具，它描述了將系統(tǒng)的邏輯輸入轉(zhuǎn)換中數(shù)據(jù)流程的圖形工具，它描述了將系統(tǒng)的邏輯輸入轉(zhuǎn)換為邏輯輸出所需的加工處理過程。為邏輯輸出所需的

21、加工處理過程。數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)源點數(shù)據(jù)源點或終點或終點加加 工工加工名加工名數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流名數(shù)據(jù)流名文件名文件名實體名實體名箭箭 頭頭圓或橢圓圓或橢圓橫線橫線矩形框矩形框輔助的圖例輔助的圖例: :數(shù)據(jù)流圖的圖符數(shù)據(jù)流圖的圖符基本圖形符號：基本圖形符號：TAB*CTAB*CTAB+CTAB+CTABC+TABC+* 與與 + 或或互斥+X1321.11.21.41.32.12.21.1.11.1.22.1.32.1.22.1.12.2.22.2.32.2.1頂頂層層中中 間間 層層底底 層層先全局后局部先全局后局部, ,先整體后細(xì)節(jié)先整體后細(xì)節(jié), ,先抽象后具體。先抽象后具體。0圖1圖2

22、圖1.1圖2.1圖2.2圖分層DFD 圖需求案例分析需求案例分析在醫(yī)院在醫(yī)院ICU病房里，將病癥監(jiān)視器安置在每個病房里，將病癥監(jiān)視器安置在每個病床，對病人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。監(jiān)視器將病人的組合病癥病床，對病人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。監(jiān)視器將病人的組合病癥信號實時地傳送到中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。信號實時地傳送到中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。 在中心值班室里，值班護(hù)士使用中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)在中心值班室里，值班護(hù)士使用中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)對病人的情況進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)護(hù)系統(tǒng)實時地將病人的對病人的情況進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)護(hù)系統(tǒng)實時地將病人的病癥信號與標(biāo)準(zhǔn)的病診信號進(jìn)行比較分析，當(dāng)病癥病癥信號與標(biāo)準(zhǔn)的病診信號進(jìn)行比較分析，當(dāng)病癥出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)會立即自動報

23、警，并打印病情報出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)會立即自動報警，并打印病情報告和更新病歷。告和更新病歷。 根據(jù)醫(yī)生的要求隨時打印病人的病情報告，系根據(jù)醫(yī)生的要求隨時打印病人的病情報告，系統(tǒng)還定期自動更新病歷。統(tǒng)還定期自動更新病歷。案案 例例 一一 醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)經(jīng)過初步的需求分析，得到系統(tǒng)功能要求：經(jīng)過初步的需求分析，得到系統(tǒng)功能要求：1. 1. 監(jiān)視病人的病癥監(jiān)視病人的病癥( (血壓、體溫、脈搏等血壓、體溫、脈搏等) )。2. 2. 定時更新病歷。定時更新病歷。3. 3. 病情出現(xiàn)異常情況時報警。病情出現(xiàn)異常情況時報警。4. 4. 隨機(jī)地產(chǎn)生某一病人的病情報告。隨機(jī)地產(chǎn)生某一病人的病情報告

24、。醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生產(chǎn)生病情報告病情報告監(jiān)視病情監(jiān)視病情更新病歷更新病歷2.2.3 實例：醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)請分析軟件請分析軟件系統(tǒng)系統(tǒng)需求需求!1. 監(jiān)視病員的病癥監(jiān)視病員的病癥 采集病癥信號采集病癥信號( (血壓、體溫、脈搏等血壓、體溫、脈搏等) )。 組合病癥信號。組合病癥信號。 將模擬將模擬病癥信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（病癥信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（A/D轉(zhuǎn)換）。轉(zhuǎn)換）。2. 定時更新病歷定時更新病歷 將將病癥信號進(jìn)行格式化并加入更新日期、時間。病癥信號進(jìn)行格式化并加入更新日期、時間。 更新病歷庫中病人的信息。更新病歷庫中病人的信息。 可人工設(shè)定更新可人工設(shè)定更新病歷的時間間隔。病歷的時間間隔。3

25、. 病情出現(xiàn)異常情況時報警病情出現(xiàn)異常情況時報警 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)病癥信號庫中的值，判斷是否報警。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)病癥信號庫中的值，判斷是否報警。 將報警信號轉(zhuǎn)換為各種模擬信號（將報警信號轉(zhuǎn)換為各種模擬信號（D/A轉(zhuǎn)換）。轉(zhuǎn)換）。 實時打印病情報告，立即更新病歷。實時打印病情報告，立即更新病歷。4. 隨機(jī)地產(chǎn)生某一病員的病情報告隨機(jī)地產(chǎn)生某一病員的病情報告非功能需求1. 監(jiān)視器與網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視器與網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求可靠性要求，涉及人的生，涉及人的生命安全。命安全。2. 效率需求效率需求中對時間、空間的需求，所采集中對時間、空間的需求，所采集的病癥信號數(shù)據(jù)量大。的病癥信號數(shù)據(jù)量大。3. 互操作需求互操作需求如要求監(jiān)視

26、器采樣頻率可如要求監(jiān)視器采樣頻率可人工調(diào)整等。人工調(diào)整等。4. 對病人病歷的對病人病歷的隱私的要求。隱私的要求。病員病員護(hù)士護(hù)士護(hù)士護(hù)士病人監(jiān)病人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)護(hù)系統(tǒng)病人病人日志日志病癥信號病癥信號要求報告要求報告病癥病癥報告報告報警報警頂頂 層層DFD圖圖頂層確定了系統(tǒng)的范圍，其外部實體為病人和頂層確定了系統(tǒng)的范圍，其外部實體為病人和護(hù)士。護(hù)士。護(hù)士護(hù)士病人病人護(hù)士護(hù)士第二層：加工第二層：加工“中央監(jiān)視中央監(jiān)視”分解分解醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)二層醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)二層DFDDFD圖圖計算超過計算超過極限值否極限值否病人病人數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)超過超過極限值極限值報警報警開解信號開解信號產(chǎn)生產(chǎn)生報警信息報警信息病人極限

27、病人極限格式化格式化病人數(shù)據(jù)病人數(shù)據(jù)體溫體溫血壓、體溫血壓、體溫脈搏脈搏生理信號生理信號極限值極限值時間時間脈搏脈搏血壓血壓日期日期時鐘時鐘格式化格式化病人數(shù)據(jù)病人數(shù)據(jù)3.13.23.23.33.33.43.4緊急報告緊急報告第一層：第一層：病人病人護(hù)士護(hù)士護(hù)士護(hù)士中央監(jiān)視中央監(jiān)視病人病人日志日志病癥信號病癥信號要求報告要求報告病癥病癥報告報告報警報警局部監(jiān)視局部監(jiān)視生成報告生成報告病人極限病人極限更新日志更新日志病人數(shù)據(jù)病人數(shù)據(jù)格式化格式化病人數(shù)據(jù)病人數(shù)據(jù)生理信號生理信號極限值極限值1324日志數(shù)據(jù)日志數(shù)據(jù)日志數(shù)據(jù)日志數(shù)據(jù)醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)頂層醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)頂層DFDDFD圖圖緊急報告緊急報

28、告計算超過計算超過極限值否極限值否病人數(shù)據(jù)超過極限值報警開解信號開解信號產(chǎn)生產(chǎn)生報警信息報警信息病人極限病人極限格式化格式化病人數(shù)據(jù)病人數(shù)據(jù)體溫血壓、體溫、脈搏生理信號極限值時間脈搏血壓日期時鐘時鐘格式化病員數(shù)據(jù)3.13.23.23.33.33.43.4第二層：加工第二層：加工“中央監(jiān)視中央監(jiān)視”分解分解第一層第一層格式化格式化病人數(shù)據(jù)病人數(shù)據(jù)生理信號生理信號極限值極限值病人病人護(hù)士護(hù)士護(hù)士護(hù)士中央監(jiān)視中央監(jiān)視病人病人日志日志病癥信號病癥信號要求報告要求報告病癥病癥報告報告報警報警局部監(jiān)視局部監(jiān)視生成報告生成報告病人極限病人極限更新日志更新日志病人病人數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1324日志數(shù)據(jù)日志數(shù)據(jù)緊急報告緊

29、急報告緊急報告緊急報告加工分解的原則加工分解的原則 自然性自然性：概念上合理、清晰。概念上合理、清晰。 均勻性均勻性：理想的分解是將一個問題分解成大?。豪硐氲姆纸馐菍⒁粋€問題分解成大小均勻的幾個部分。均勻的幾個部分。 分解度：分解度：一般每一個加工每次分解最多不要超一般每一個加工每次分解最多不要超過個子加工過個子加工, ,分解應(yīng)分解到基本加工為止。分解應(yīng)分解到基本加工為止。數(shù)據(jù)守恒與數(shù)據(jù)封閉原則數(shù)據(jù)守恒與數(shù)據(jù)封閉原則 數(shù)據(jù)守恒是指加工的輸入數(shù)據(jù)守恒是指加工的輸入/ /輸出數(shù)據(jù)流是否匹配，輸出數(shù)據(jù)流是否匹配，即每一個加工既有輸入數(shù)據(jù)流又有輸出數(shù)據(jù)流。即每一個加工既有輸入數(shù)據(jù)流又有輸出數(shù)據(jù)流。 數(shù)

30、據(jù)封閉是對整個系統(tǒng)而言。數(shù)據(jù)封閉是對整個系統(tǒng)而言。合理使用文件合理使用文件 當(dāng)文件作為某些加工之間的交界面時，文件必當(dāng)文件作為某些加工之間的交界面時，文件必須畫出來，一旦文件作為數(shù)據(jù)流圖中的一個獨立成須畫出來，一旦文件作為數(shù)據(jù)流圖中的一個獨立成份畫出來了，那么它同其他成分之間的聯(lián)系也應(yīng)同份畫出來了，那么它同其他成分之間的聯(lián)系也應(yīng)同時表達(dá)出來。時表達(dá)出來。DFDDFD圖不是流程圖圖不是流程圖, ,不表示軟件的控制流程。不表示軟件的控制流程。子圖與父圖的子圖與父圖的“平衡平衡”父圖中某個加工的輸入父圖中某個加工的輸入/ /輸出數(shù)據(jù)流應(yīng)該同相輸出數(shù)據(jù)流應(yīng)該同相應(yīng)子圖的輸入應(yīng)子圖的輸入/ /輸出相同輸

31、出相同( (相對應(yīng)），分層數(shù)據(jù)流圖相對應(yīng)），分層數(shù)據(jù)流圖的這種特點稱為子圖與父圖的這種特點稱為子圖與父圖“平衡平衡”。四、 分層DFD圖的改進(jìn) DFD圖必須經(jīng)過圖必須經(jīng)過反復(fù)修改反復(fù)修改，才能獲得最終的目標(biāo)系統(tǒng)，才能獲得最終的目標(biāo)系統(tǒng)的的DFD圖?？蓮囊韵路矫娓倪M(jìn)圖?？蓮囊韵路矫娓倪M(jìn)DFD圖：圖： 1. 1. 檢查數(shù)據(jù)流的正確性檢查數(shù)據(jù)流的正確性 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)守恒守恒 子圖、父圖的平衡子圖、父圖的平衡 文件使用是否合理。特別注意輸入文件使用是否合理。特別注意輸入/ /輸出文件的數(shù)輸出文件的數(shù)據(jù)流。據(jù)流。2. 改進(jìn)改進(jìn)DFD圖的易理解性圖的易理解性 簡化加工之間的聯(lián)系（聯(lián)系越少，獨立性越強(qiáng)，簡化加工

32、之間的聯(lián)系（聯(lián)系越少，獨立性越強(qiáng)，易理解性越好）。易理解性越好）。 改進(jìn)分解的均勻性。改進(jìn)分解的均勻性。 適當(dāng)命名（各成分名稱無二義性，準(zhǔn)確、具體）適當(dāng)命名（各成分名稱無二義性，準(zhǔn)確、具體）。 分層數(shù)據(jù)流圖只是表達(dá)了系統(tǒng)的分層數(shù)據(jù)流圖只是表達(dá)了系統(tǒng)的“分解分解”，為，為了完整地描述這個系統(tǒng)，還需借助了完整地描述這個系統(tǒng)，還需借助“數(shù)據(jù)詞典數(shù)據(jù)詞典”和和“小說明小說明”對圖中的每個數(shù)據(jù)和加工給出解釋。對圖中的每個數(shù)據(jù)和加工給出解釋。 對數(shù)據(jù)流圖中包含的所有元素的定義的集合構(gòu)對數(shù)據(jù)流圖中包含的所有元素的定義的集合構(gòu)成了數(shù)據(jù)詞典。詞典中可有以下四種類型的條目成了數(shù)據(jù)詞典。詞典中可有以下四種類型的條目

33、： 數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流 文件文件 數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項 加工加工 A. . 數(shù)據(jù)流條目數(shù)據(jù)流條目給出某個數(shù)據(jù)流的定義，通常是列出該給出某個數(shù)據(jù)流的定義，通常是列出該 數(shù)據(jù)流的各組成數(shù)據(jù)項。數(shù)據(jù)流的各組成數(shù)據(jù)項。 例如：報名單姓名單位名年齡性別課程名例如：報名單姓名單位名年齡性別課程名 常用符號：、（）、常用符號：、（）、C.數(shù)據(jù)項條目數(shù)據(jù)項條目 數(shù)據(jù)項條目給出某個數(shù)據(jù)單項的定義，通常是數(shù)據(jù)項的數(shù)據(jù)項條目給出某個數(shù)據(jù)單項的定義，通常是數(shù)據(jù)項的值類型，允許的取值范圍。值類型，允許的取值范圍。 B.文件條目文件條目給出某個文件的定義，文件的定義通常是列出給出某個文件的定義，文件的定義通常是列出文件記錄的組成數(shù)據(jù)流

34、。例如：文件記錄的組成數(shù)據(jù)流。例如： 訂單文件訂單編號顧客名稱產(chǎn)品名稱訂貨數(shù)量訂單文件訂單編號顧客名稱產(chǎn)品名稱訂貨數(shù)量交貨日期交貨日期D.加工條目加工條目 加工類條目就是加工類條目就是“加工小說明加工小說明”。一般應(yīng)該單獨列出。一般應(yīng)該單獨列出。nm.結(jié)構(gòu)化語言結(jié)構(gòu)化語言判定表判定表判定樹判定樹 對對DFD圖中每一個基本加工都必須有一個圖中每一個基本加工都必須有一個小說小說明明給出該加工的精確描述。小說明中應(yīng)精確地描述給出該加工的精確描述。小說明中應(yīng)精確地描述加工的激發(fā)條件、加工邏輯、優(yōu)先級、執(zhí)行頻率和加工的激發(fā)條件、加工邏輯、優(yōu)先級、執(zhí)行頻率和出錯處理等。加工邏輯是其中最基本的部分，指用出錯

35、處理等。加工邏輯是其中最基本的部分，指用戶對這個加工的邏輯要求。戶對這個加工的邏輯要求。 對基本加工說明有三種描述方式：對基本加工說明有三種描述方式： 結(jié)構(gòu)化語言是介于自然語言和形式語言之間的結(jié)構(gòu)化語言是介于自然語言和形式語言之間的一種半形式語言一種半形式語言, ,是自然語言的一個受限制的子集。是自然語言的一個受限制的子集。 一般分為兩層結(jié)構(gòu)：外層語法較具體，為控制一般分為兩層結(jié)構(gòu)：外層語法較具體，為控制結(jié)構(gòu)（順序、選擇、循環(huán)）結(jié)構(gòu)（順序、選擇、循環(huán)）, ,內(nèi)層較靈活，表達(dá)內(nèi)層較靈活，表達(dá)“做做什么什么”。例如，外層可為以下結(jié)構(gòu)：例如，外層可為以下結(jié)構(gòu)：1. 順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)2. 選擇結(jié)構(gòu)選擇

36、結(jié)構(gòu) IFTHEN-ELSE; CASE-OF-ENDCASE；3. 循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu) WHILE-DO; REPEAT-UNTIL 判定表是一種二維的表格，常用于較復(fù)雜的組合條件判定表是一種二維的表格，常用于較復(fù)雜的組合條件（與結(jié)構(gòu)化語言比較）。（與結(jié)構(gòu)化語言比較）。 條件框條件框 條件條目條件條目 操作框操作框 操作條目操作條目特點：可處理較復(fù)雜的組合條件特點：可處理較復(fù)雜的組合條件, ,但不易理解但不易理解, ,不易輸入計算機(jī)。不易輸入計算機(jī)。通常由四部分組成通常由四部分組成: :條件框條件框 條件定義。條件定義。操作框操作框 操作的定義。操作的定義。條件條目條件條目 各條件的取值及組合

37、。各條件的取值及組合。操作條目在各條件取值組合下所執(zhí)行的操作。操作條目在各條件取值組合下所執(zhí)行的操作。例如例如: : 對商店每天的營業(yè)額所收稅率對商店每天的營業(yè)額所收稅率營業(yè)額營業(yè)額X （）1000X50005000 X 10001000元元 Y Y Y Y N Y Y N 信譽好信譽好 Y N N - Y N N - 20 20 年年 - Y N - - Y N - 優(yōu)優(yōu) 惠惠 X XX X 正正 常常 X XX X 化簡后化簡后 1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8 10001000元元 Y Y Y Y Y N N N N Y Y Y N N N N 信譽好信譽好

38、Y Y N N Y Y N NY Y N N Y Y N N 20 20 年年 Y N Y N Y N Y NY N Y N Y N Y N優(yōu)優(yōu) 惠惠 X X XX X X正正 常常 X X X X XX X X X XY-Y-滿足條件滿足條件 N-N-不滿足條件不滿足條件 X-X-選中判定的結(jié)論選中判定的結(jié)論特點特點: :描述一般組合條件較清晰，易理解。不易輸入計算機(jī)。描述一般組合條件較清晰，易理解。不易輸入計算機(jī)。營業(yè)額營業(yè)額 10001000元元 1000 1000元元 正常處理正常處理好的支付信譽好的支付信譽 優(yōu)惠處理優(yōu)惠處理壞的支付信譽壞的支付信譽 20 20年年 優(yōu)惠處理優(yōu)惠處理

39、20 20年年 正常處理正常處理如上例如上例。 采用采用來來獲取獲取從外部的角度來看系統(tǒng)功能，建立系統(tǒng)的從外部的角度來看系統(tǒng)功能，建立系統(tǒng)的描述外部執(zhí)行者描述外部執(zhí)行者(Actor)所理解的系統(tǒng)功能。所理解的系統(tǒng)功能。即待開發(fā)系統(tǒng)的功能需求。即待開發(fā)系統(tǒng)的功能需求。 用例用例 表示一個子系統(tǒng)，或者系統(tǒng)一個獨立的表示一個子系統(tǒng)，或者系統(tǒng)一個獨立的功能。功能。 角色角色 表示外部的表示外部的“執(zhí)行者執(zhí)行者”。描述方法：描述方法： 用例用例 ： 角色：角色： 連接：連接：用例用例查詢確認(rèn)用戶信息自動取款機(jī)儲蓄用戶出示身份信息出納員驗證身份 定義系統(tǒng)、確定執(zhí)行者和用例、描述用例、定定義系統(tǒng)、確定執(zhí)行者

40、和用例、描述用例、定義執(zhí)行者和用例之間，用例間的關(guān)系、確認(rèn)模型。義執(zhí)行者和用例之間，用例間的關(guān)系、確認(rèn)模型。案例二案例二 網(wǎng)網(wǎng) 上上 競競 拍拍 系系 統(tǒng)統(tǒng) 隨著隨著 Internet 技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的日益普及技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的日益普及,互聯(lián)網(wǎng)用戶中約互聯(lián)網(wǎng)用戶中約 1/4 的用戶使用的用戶使用 Internet 進(jìn)行通信或進(jìn)行通信或經(jīng)貿(mào)活動。電子商務(wù)總額每年可達(dá)到經(jīng)貿(mào)活動。電子商務(wù)總額每年可達(dá)到 6 萬億美元。萬億美元。 網(wǎng)上競拍系統(tǒng)就是一個在互聯(lián)網(wǎng)上模擬拍賣環(huán)網(wǎng)上競拍系統(tǒng)就是一個在互聯(lián)網(wǎng)上模擬拍賣環(huán)境的典型的范例?？蓪崿F(xiàn)從展示產(chǎn)品、相互競價到境的典型的范例?？蓪崿F(xiàn)從展示產(chǎn)品、相互競價到最后產(chǎn)品成交等一系列功能最后產(chǎn)品成交等一系列功能;用戶可以輕松實現(xiàn)在線用戶可以輕松實現(xiàn)在線商品的拍賣和競標(biāo)商品的拍賣和競標(biāo) 。 系統(tǒng)需求1. 執(zhí)行執(zhí)行用戶用戶 系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)提供給商品的銷售