第5章面向數(shù)據(jù)流的需求分析

第5章面向數(shù)據(jù)流的需求分析教學(xué)目標(biāo)與要求了解建立目標(biāo)系統(tǒng)的步驟；掌握數(shù)據(jù)流圖的基本成分，并能正確地使用這些符號建立目標(biāo)系統(tǒng)的功能模型；掌握數(shù)據(jù)詞典條目的類型及書寫格式；掌握判定表、判定樹描述加工邏輯。第5章面向數(shù)據(jù)流的需求分析教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)掌握數(shù)據(jù)流圖的基本成分，并能正確地使用這些符號建立目標(biāo)系統(tǒng)的功能模型；掌握數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項(xiàng)、文件條目的書寫；掌握判定表、判定樹描述加工邏輯。5.1結(jié)構(gòu)化分析概述為了充分理解用戶的需求，得出對目標(biāo)系統(tǒng)的完整、準(zhǔn)確和具體的要求，人們常常采用建立模型的方法。模型，就是為了理解事物而對事物做出的一種抽象，是對事物的一種無歧義的書面描述。通常，模型由一組圖形符號和組織這些符號的規(guī)則組成。面向數(shù)據(jù)流、面向?qū)ο?、面向?shù)據(jù)的分析方法均屬于需求建模方法。5.1結(jié)構(gòu)化分析概述結(jié)構(gòu)化分析（SA，StructuredAnalysis）方法就是面向數(shù)據(jù)流自頂向下逐步求精進(jìn)行需求分析的方法。結(jié)構(gòu)化分析方法適用于數(shù)據(jù)處理類型軟件的需求分析。結(jié)構(gòu)化分析方法使用工具：數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)詞典，結(jié)構(gòu)化語言，判定樹和判定表等。建立目標(biāo)系統(tǒng)的步驟1.理解當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，建立當(dāng)前系統(tǒng)的“具體模型”。2.從當(dāng)前系統(tǒng)的“具體模型”抽象出當(dāng)前系統(tǒng)的“邏輯模型”。建立目標(biāo)系統(tǒng)的步驟(續(xù))3.分析目標(biāo)系統(tǒng)與當(dāng)前系統(tǒng)邏輯上的差別，建立目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型。4．為目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型做補(bǔ)充說明5．對需求說明進(jìn)行復(fù)審，直到確認(rèn)文檔齊全，并且符合用戶的全部需求為止。5.2數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖(DataFlowDiagram，DFD圖)是一種圖形化技術(shù)，它描繪信息流和數(shù)據(jù)從輸入移動到輸出的過程中所經(jīng)受的變換。數(shù)據(jù)流圖中的箭頭僅能表示在系統(tǒng)中流動的數(shù)據(jù)。5.2.1數(shù)據(jù)流圖的基本成分?jǐn)?shù)據(jù)流圖中的主要圖形元素數(shù)據(jù)加工數(shù)據(jù)流的源點(diǎn)或終點(diǎn)數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)存儲文件或描述銀行取款過程的數(shù)據(jù)流圖1、數(shù)據(jù)流由一組固定成分的數(shù)據(jù)組成。如：數(shù)據(jù)流“存折”由“戶名”、“所號”、“帳號”、“開戶日期”、“密印”等成分組成。數(shù)據(jù)流的作用：反映數(shù)據(jù)信息的流動方向。流動方向：加工加工加工文件源點(diǎn)加工加工終點(diǎn)1、數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流的名字應(yīng)代表整個數(shù)據(jù)流（或數(shù)據(jù)存儲）的內(nèi)容，而不是僅僅反映它的某些成分。同一數(shù)據(jù)流圖上不能有同名的數(shù)據(jù)流?？赏瑫r有多個數(shù)據(jù)流，但兩兩之間無任何聯(lián)系且不能同時流出。2、加工用于反映對數(shù)據(jù)進(jìn)行某種操作。名字最好由一個具體的及物動詞，加上一個具體的賓語組成。應(yīng)該盡量避免使用“加工”、“處理”等空洞籠統(tǒng)的動詞作名字。通常名字中僅包括一個動詞，如果必須用兩個動詞才能描述整個處理的功能，則把這個處理再分解成兩個處理可能更恰當(dāng)些。3、文件加工與文件之間的數(shù)據(jù)流向：加工讀文件加工寫文件或修改文件加工讀、寫文件4、源點(diǎn)與終點(diǎn)反映數(shù)據(jù)的來源與歸宿。存在于系統(tǒng)之外的人員或事物。5.2.2由外向里畫數(shù)據(jù)流圖1.畫系統(tǒng)的輸入輸出2.畫系統(tǒng)內(nèi)部3.畫加工的內(nèi)部4.忽略瑣碎的枝節(jié)5.隨時準(zhǔn)備重畫5.2.3分層數(shù)據(jù)流圖為了表達(dá)數(shù)據(jù)處理過程的數(shù)據(jù)加工情況，有效控制復(fù)雜度，按照系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐步分解，并以分層的數(shù)據(jù)流圖反映系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)關(guān)系。一套分層的數(shù)據(jù)流圖由頂層、中間層、底層組成。分層數(shù)據(jù)流圖在多層數(shù)據(jù)流圖中，頂層流圖僅包含一個加工，它代表被開發(fā)系統(tǒng)。它的輸入流是該系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，輸出流是系統(tǒng)所輸出數(shù)據(jù)。底層流圖是指其加工不需再做分解的數(shù)據(jù)流圖，它處在最底層。中間層流圖則表示對其上層父圖的細(xì)化。它的每一加工可能繼續(xù)細(xì)化，形成子圖。商店業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)——頂層數(shù)據(jù)流圖商店業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)——第一層數(shù)據(jù)流圖5.2.4自頂向下畫分層數(shù)據(jù)流圖1、編號子圖的編號就是父圖中相應(yīng)加工的編號；子圖中加工的編號由子圖號、小數(shù)點(diǎn)、局部順序號連接而成；頂層圖不編號，下一層編號為0。2、父圖與子圖的平衡平衡：父圖中某個加工的輸入、輸出數(shù)據(jù)流應(yīng)該同相應(yīng)子圖的輸入、輸出數(shù)據(jù)流相同。3、局部文件4、分解度分解一個系統(tǒng)的最終目的是要將其分解到只包含基本加工的數(shù)據(jù)流圖，有兩個方法：一個是一次性畫出一張只包含基本加工的數(shù)據(jù)流圖，另一個方法是一層一層地細(xì)細(xì)分解，但層次過多，會給理解帶來困難。5.2.5數(shù)據(jù)流圖的改進(jìn)1、檢查數(shù)據(jù)流圖的正確性①數(shù)據(jù)守恒：有輸出沒輸入；有輸入沒輸出②文件的使用：加工與文件間數(shù)據(jù)的流向③父圖和子圖的平衡2、提高數(shù)據(jù)流圖的易讀性①簡化加工之間的聯(lián)系：各個加工間獨(dú)立②分解均勻③命名合理5.2.5數(shù)據(jù)流圖的改進(jìn)（續(xù)）3、再分解①把需要重新分解的某張圖的所有子圖連接成一張。②把子圖分成幾部分，使各部分之間的聯(lián)系最少。③重新建立父圖。④重新建立各張子圖。⑤為新的父圖、子圖中的所有加工重新命名和編號。5.3數(shù)據(jù)詞典(DD,DataDictionary)數(shù)據(jù)字典是所有與系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)元素的有組織的列表，并且包含了對這些數(shù)據(jù)元素的精確、嚴(yán)格的定義，從而使得用戶和系統(tǒng)分析員雙方對輸入、輸出、存儲的成分甚至中間計算結(jié)果有共同的理解。簡而言之，數(shù)據(jù)字典是描述數(shù)據(jù)的信息的集合，是對系統(tǒng)中使用的所有數(shù)據(jù)元素的定義的集合。5.3.1詞典條目的類型數(shù)據(jù)流條目文件條目數(shù)據(jù)項(xiàng)條目加工條目1、數(shù)據(jù)流條目數(shù)據(jù)流名說明：簡要介紹作用即它產(chǎn)生的原因和結(jié)果數(shù)據(jù)流來源：來自何方數(shù)據(jù)流去向：去向何處數(shù)據(jù)流組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[自頂向下逐步分解]數(shù)據(jù)量流通量：數(shù)據(jù)量，流通量數(shù)據(jù)流條目舉例數(shù)據(jù)流名：購書單別名：無簡述：學(xué)生購書時填寫的項(xiàng)目來源：學(xué)生去向：加工1“審查并開發(fā)票”組成：（學(xué)號）＋姓名＋｛書號＋數(shù)量｝數(shù)據(jù)流量：1000次/周高峰值：開學(xué)期間1000次/天數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述符號含義解釋=被定義為+與例如，X=a+b,表示x由a和b組成[…，…][…|…]或例如，X=[a,b],X=[a|b],表示x由a或由b組成{…}重復(fù)例如，X={a},表示x由0個或多個a組成m{…}n重復(fù)例如，X=3{a}8,表示x中至少出現(xiàn)3次a，至多出現(xiàn)8次(…)可選例如，X=(a)表示a可在X中出現(xiàn),也可不出現(xiàn)“…”基本數(shù)據(jù)元素例如，X=“a”,表示x為取值為a的數(shù)據(jù)元素‥連接符例如，X=1..9,表示a可取1到9之中的任一值舉例：存折格式存折格式的組成為：存折=戶名+所號+帳號+開戶日+性質(zhì)+(密印)+1{存取行}50戶名=2{字母}24所號=“000”…“999”注：儲蓄所編碼，規(guī)定三位數(shù)字帳號=“00000001”..“99999999”注：帳號規(guī)定由八位數(shù)字組成開戶日期=年+月+日性質(zhì)=“1”..“6”注：“1”表示普通用戶，“5”表示工資戶等印密=”0”存取行=日期+(摘要)+支出+存入+余額+操作+復(fù)核日期=年+月+日年=“2000”..“2010”月=“01”..“12”日=“01”..“31”摘要=1{字母}4注：表明該存取是存？是?。窟€是換？支出=金額注：金額規(guī)定不超過9999999.99元金額=“0000000.01”..“9999999.99”操作=“00001”..“50000”2、文件條目數(shù)據(jù)文件名簡述：存放的是什么數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)文件組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲方式：順序、索引關(guān)鍵碼存取頻率數(shù)據(jù)文件條目舉例文件名：庫存記錄別名：無簡述：存放庫存所有可供貨物的信息組成：貨物名稱+編號+生產(chǎn)廠家+單價+庫存量組織方式：索引文件，以貨物編號為關(guān)鍵字查詢要求：要求能夠立即查詢3、數(shù)據(jù)項(xiàng)條目數(shù)據(jù)項(xiàng)名類型：數(shù)字（離散值，連續(xù)值），文字（編碼類型）長度：取值范圍：相關(guān)的數(shù)據(jù)元素及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)項(xiàng)條目舉例數(shù)據(jù)項(xiàng)名：貨物編號別名：G-NO，G-NUM簡述：本公司的所有貨物的編號類型：字符串長度：10取值范圍及含義：第1位：[J|G]（進(jìn)口/國產(chǎn)）第2位~第4位：LB01…LB29（類別）第5位~第7位：“A00”…“A99”（規(guī)格）5.4小說明

5.4.1加工的描述加工條目即數(shù)據(jù)處理描述，也稱為小說明。加工條目的描述：加工名：加工編號：反映該加工的層次簡要描述：加工邏輯及功能簡述加工邏輯：簡述加工程序，加工順序激活條件：執(zhí)行頻率：出錯處理：描述加工邏輯的方法自然語言易理解但精確度差半形式化方式結(jié)構(gòu)化語言判定表判定樹形式化方式嚴(yán)格精確不易理解5.4.2結(jié)構(gòu)化語言結(jié)構(gòu)化語言（結(jié)構(gòu)化英語或結(jié)構(gòu)化漢語）是介于自然語言和形式化語言之間的一種類自然語言。結(jié)構(gòu)化語言語法結(jié)構(gòu)包括內(nèi)外兩層。內(nèi)部語法比較靈活，可以使用數(shù)據(jù)詞典中定義過的詞匯、易于理解的一些名詞、運(yùn)算符和關(guān)系符；外層語法具有較固定的格式，設(shè)定一組符號用于描述各種控制結(jié)構(gòu)。如：順序、分支、循環(huán)等。商店業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)中“檢查發(fā)貨單”IF發(fā)貨單金額超過$500THENIF欠款超過了60天THEN在償還欠款前不予批準(zhǔn)ELSE（欠款未超期）發(fā)批準(zhǔn)書，發(fā)貨單ENDIFELSE（發(fā)貨單金額未超過$500）IF欠款超過60天THEN發(fā)批準(zhǔn)書，發(fā)貨單及賒欠報告ELSE（欠款未超期）發(fā)批準(zhǔn)書，發(fā)貨單ENDIFENDIF5.4.3判定表如果數(shù)據(jù)流圖的加工需要依賴于多個邏輯條件的取值，使用判定表來描述比較合適。判定表是描述多條件、多目標(biāo)動作的廣為使用的形式化工具。判定表的組成：條件定義條件取值列動作定義選定的動作列以“檢查發(fā)貨單”為例5.4.4判定樹判定樹本質(zhì)上與判定表是一樣的，只不過判定樹是用圖形方式描述加工邏輯，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)清晰，易讀易懂。判定樹繪制的規(guī)律：被描述的問題（或處理名稱）作為樹根放在左邊。判定樹是由左向右的水平放置的樹；由左向右，在樹根的右方依次列出問題的所有條件名稱。所選目標(biāo)動作作為樹頁畫在圖的最后邊。判定樹例子5.4.5詞典的實(shí)現(xiàn)為每一個要定義的名字準(zhǔn)備一張卡片。在卡片上寫上這個名字及其類型（即數(shù)據(jù)流、文件、數(shù)據(jù)項(xiàng)或加工）。寫上這個名字的定義。寫上這個名字的其他特性及種種限制（如：別名、簡述、數(shù)量、峰值、加工邏輯等）。將所有卡片按名字和詞典次序排列起來（可按英文字母次序排列，拼音字母次序或筆劃次序排列）。5.5本章小結(jié)數(shù)據(jù)流圖是結(jié)構(gòu)化分析過程中使用的最主要的建模工具，應(yīng)該熟練掌握數(shù)據(jù)流圖的基本符號，并能正確地使用這些符號建立目標(biāo)系統(tǒng)的功能模型。數(shù)據(jù)詞典描述出現(xiàn)的數(shù)據(jù)對象和控制信息的特性，并給出這些對象的精確定義。數(shù)據(jù)詞典與數(shù)據(jù)流圖配合，能清楚地表達(dá)數(shù)據(jù)處理的要求，共同構(gòu)成系統(tǒng)的規(guī)格說明。作業(yè)1、研制一個“教育基金會的捐助資金管理系統(tǒng)”的要求如下：⑴由捐助者向基金會提出捐助請求，經(jīng)身份確認(rèn)后被接受，對捐助人進(jìn)行登記并授予捐助證書，捐款存入銀行。⑵由教育單位提出用款申請，在進(jìn)行相應(yīng)