第五章 面向數(shù)據(jù)流的分析方法課件

第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法結(jié)構(gòu)化分析方法（SA方法）--面向數(shù)據(jù)流自頂向下逐步求精進行需求分析的方法。沿數(shù)據(jù)流圖回朔用戶復(fù)查細化數(shù)據(jù)流圖修正開發(fā)計劃書寫文檔審查和復(fù)審分析過程面向數(shù)據(jù)的方法，以數(shù)據(jù)流為中心。其核心概念包括：進程、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、外部實體、數(shù)據(jù)組和數(shù)據(jù)元素。有代表性的模擬工具有：數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、原始進程規(guī)格說明。

第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法基本思想自頂向下逐層分解結(jié)構(gòu)化分析(StructuredAnalysis)它是一種面向數(shù)據(jù)流的需求分析方法，適用分析大型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，是一種簡單、實用的方法。第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法軟件系統(tǒng)（S）D1D2D3…Dn問題域DiP1P2P3…Pn問題PjF1F2F3…Fn問題域問題行為（功能）對應(yīng)于軟件子系統(tǒng)對應(yīng)于子軟件的軟構(gòu)件對應(yīng)于軟件子系統(tǒng)自頂向下需求分析模型圖S={D1，D2，D3，…Dn}Di={P1，P2，P3，…Pm}Pj={F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，…Fk}第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流程圖：描繪系統(tǒng)的邏輯模型，圖中沒有具體的物理元素，只是描繪信息在系統(tǒng)中流動和處理的情況。設(shè)計數(shù)據(jù)流圖只需考慮系統(tǒng)必須完成的基本邏輯功能，完全不需要考慮如何具體的實現(xiàn)這些功能。1.符號（四種基本符號）數(shù)據(jù)的源點或終點數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)流一些附加符號（略）倉庫管理員定貨系統(tǒng)采購員D1:庫存清單倉庫管理員1處理事務(wù)2產(chǎn)生報表采購員D2:定貨信息2.例子基本系統(tǒng)模型功能級數(shù)據(jù)流圖事務(wù)定貨報表事務(wù)定貨報表定貨信息定貨信息庫存清單第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法數(shù)據(jù)流圖說明：描繪“做什么”，不考慮“怎么做”箭頭：數(shù)據(jù)流圖和程序圖中用箭頭表示的控制流有本質(zhì)不同，不能混淆。在數(shù)據(jù)流圖中應(yīng)該描繪所有可能的數(shù)據(jù)流向，而不應(yīng)該描繪出現(xiàn)某個數(shù)據(jù)流的條件。處理：處理并不一定是一個程序。一個處理框可以代表一系列程序、單個程序或者程序的一個模塊，也可代表一個人工處理過程，如用戶目視檢查數(shù)據(jù)正確性。數(shù)據(jù)存儲：一個數(shù)據(jù)存儲并不等同于一個文件，它可以表示一個文件、文件的一部分、數(shù)據(jù)庫的元素或記錄的一部分等；數(shù)據(jù)可以存儲在磁盤、磁帶、磁鼓、主存、微縮膠片、穿孔卡片及其他任何介質(zhì)上(包括人腦)。數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)流都是數(shù)據(jù)，僅僅所處的狀態(tài)不同。數(shù)據(jù)存儲是處于靜止狀態(tài)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流是處于運動中的數(shù)據(jù)。第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法數(shù)據(jù)流圖倉庫管理員1.1接收事務(wù)1.2更新庫存清單1.3處理定貨2產(chǎn)生報表采購員D1:庫存清單D2:定貨信息事務(wù)事務(wù)庫存信息定貨信息定貨信息定貨報表命名

為數(shù)據(jù)流（或數(shù)據(jù)存儲）命名為處理命名用途

交流信息的工具分析和設(shè)計的工具進一步設(shè)計的依據(jù)庫存清單第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法教師教學(xué)網(wǎng)絡(luò)測評系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖統(tǒng)計查詢學(xué)生評測數(shù)據(jù)提交并存儲以測評子項得分為單位評測數(shù)據(jù)記錄以測評類型得分為單位評測數(shù)據(jù)記錄被評對象各測評類型的得分記錄被評對象各測評子項得分記錄以評測類型為單位的測評表第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法數(shù)據(jù)流圖的繪制步驟(1)數(shù)據(jù)流圖的繪制步驟

（1）確定所開發(fā)的系統(tǒng)的外部項（外部實體），即系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源和去處。

（2）確定整個系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)流和輸入數(shù)據(jù)流，把系統(tǒng)作為一個加工環(huán)節(jié)，畫出關(guān)聯(lián)圖。

（3）確定系統(tǒng)的主要信息處理功能，按此將整個系統(tǒng)分解成幾個加工環(huán)節(jié)（子系統(tǒng)）確定每個加工的輸出與輸入數(shù)據(jù)流以及與這些加工有關(guān)的數(shù)據(jù)存儲。

（4）根據(jù)自頂向下，逐層分解的原則，對上層圖中全部或部分加工環(huán)節(jié)進行分解。第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法數(shù)據(jù)流圖的繪制步驟(2)（5）重復(fù)步驟（4），直到逐層分解結(jié)束。（6）對圖進行檢查和合理布局，主要檢查分解是否恰當、徹底，DFD中各層是否有遺漏、重復(fù)、沖突之處，各層DFD及同層DFD之間關(guān)系是否爭取及命名、編號是否確切、合理等，對錯誤與不當之處進行修改。（7）和用戶進行交流，在用戶完全理解數(shù)據(jù)圖的內(nèi)容的基礎(chǔ)上征求用戶的意見。第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法數(shù)據(jù)字典

數(shù)據(jù)字典是關(guān)于數(shù)據(jù)的信息的集合，也就是對數(shù)據(jù)流圖中包含的所有元素的定義的集合1.數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容

數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流分量數(shù)據(jù)存儲處理數(shù)據(jù)處理：用IPO圖或PDL描述比較方便直觀。數(shù)據(jù)元素的別名：~包含信息數(shù)據(jù)、控制項、數(shù)據(jù)存儲或外部實體的主要名稱和別名使用數(shù)據(jù)和對象的列表、使用對象的方式描述數(shù)據(jù)或控制內(nèi)容的符號關(guān)于數(shù)據(jù)類型、預(yù)置值、限制等其他補充信息第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法數(shù)據(jù)項的定義數(shù)據(jù)三種基本類型順序選擇循環(huán)即以確定次序連接兩個或多個分量從兩個或多個可能的元素選取一個即把指定的分量重復(fù)零次或多次算符意義=等價于或定義為+連接兩個分量[]或(從方括號內(nèi)列出的若干個分量中選擇一個),用“|”號分開供選擇分量{}重復(fù)(重復(fù)花括號內(nèi)的分量)()可選(圓括號內(nèi)的分量可有可無)數(shù)據(jù)字典符號第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法數(shù)據(jù)字典舉例教師測評系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)字典部分內(nèi)容測評子項得分={測評子項編號+{子項得分}}學(xué)生評測數(shù)據(jù)={序號+教師姓名+{所任課程}+{測評子項得分}}以測評子項得分為單位的評測數(shù)據(jù)記錄={學(xué)期+被評對象編號+測評類型編號+評測者區(qū)別編號+測評子項名稱+測評子項所得分值}以測評類型得分為單位的評測數(shù)據(jù)記錄={學(xué)期+被評對象編號+測評類型編號+評測者區(qū)別編號+本測評類型所得分值}被評對象各測評類型的得分記錄={學(xué)期+被評對象編號+測評類型編號+測評類型得分+本測評類型占總分的比率}第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法

用戶的數(shù)據(jù)要求----需要哪些數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間有哪些聯(lián)系，數(shù)據(jù)本身有哪些性質(zhì)，數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)等）。用戶的處理要求---對數(shù)據(jù)進行哪些處理，每個處理的邏輯功能。

概念性模型（信息模型）---一種面向問題的數(shù)據(jù)模型，是按照用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模。表示概念性數(shù)據(jù)模型的最常用方法是實體-聯(lián)系方法，采用用ER圖的方式，這種表示又稱為ER模型。ER模型

實體：客觀世界中存在的且可區(qū)分的事物。聯(lián)系：客觀事物之間的聯(lián)系（三類--1：1，1：N，M:N）屬性：實體或聯(lián)系所具有的性質(zhì)。教師姓名性別職稱職務(wù)教師號教1課程N課程號課名學(xué)時學(xué)分學(xué)M學(xué)生N學(xué)號姓名性別系年級成績

范式通常用范式定義消除數(shù)據(jù)的冗余度（略）實體——關(guān)系圖第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法圖形工具

層次方框圖：用樹形結(jié)構(gòu)的一系列多層次的矩形框描繪數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)。

產(chǎn)品

硬件

軟件

服務(wù)

處理機

存儲器外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件軟件服務(wù)硬件維修培訓(xùn)操作系統(tǒng)編譯程序軟件工具層次方框圖的一個例子

注意：層次方框圖即可以表示數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)，也可以表示程序的層次結(jié)構(gòu)第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法圖形工具（續(xù)）

Warnier圖：用樹形結(jié)構(gòu)描繪數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)。軟件產(chǎn)品系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)(P1)編譯程序(P2)軟件工具編輯程序(P3)測試驅(qū)動程序(P4)設(shè)計輔助程序(P5)應(yīng)用軟件⊕第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法圖形工具（續(xù)）

IPO圖:輸入/處理/輸出圖的簡稱-IBM。舊的主文件事務(wù)文件1、校驗主記錄2、校驗事務(wù)記錄3、更新主記錄1、校驗主記錄2、有效的事務(wù)記錄3、更新后的主文件第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法—教材購銷管理系統(tǒng)（1）

問題描述：學(xué)校教材科根據(jù)業(yè)務(wù)的需要，建立一個學(xué)校教材購銷管理系統(tǒng)，提高教材采購、銷售和信息管理的效率。學(xué)生張秘書購書申請王會計李出納趙保管學(xué)生購書證明購書申請購書申請書學(xué)生審查有效性購書單開發(fā)票開領(lǐng)書單發(fā)書學(xué)生有效購書單發(fā)票領(lǐng)書單書學(xué)生審查并開發(fā)票購書單開領(lǐng)書單發(fā)書學(xué)生發(fā)票領(lǐng)書單書2）去掉具體模型中的非本質(zhì)因素，抽象出當前系統(tǒng)的邏輯模型1）通過對現(xiàn)實環(huán)境的調(diào)查研究，獲得當前系統(tǒng)的具體模型3）分析當前系統(tǒng)與目標系統(tǒng)的差別，建立目標系統(tǒng)的邏輯模型。第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法—教材購銷管理系統(tǒng)（2）學(xué)生審查并開發(fā)票購書單開領(lǐng)書單學(xué)生發(fā)票領(lǐng)書單無效書單4）對目標系統(tǒng)進行補充和完善，并寫出完整的需求說明。學(xué)生1審查并開發(fā)票購書單2開領(lǐng)書單學(xué)生發(fā)票領(lǐng)書單無效書單各班學(xué)生用書表教材存量表5）對需求說明進行復(fù)審，直到確認文檔齊全，并且符合用戶的全部需求為止第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法—教材購銷管理系統(tǒng)（3）學(xué)生教材購銷管理系統(tǒng)書庫保管員1.教材購銷管理系統(tǒng)的頂層DFD學(xué)生書庫保管員2.第二層DFD圖—教材購銷系統(tǒng)購書單領(lǐng)書單缺書單進書通知購書單領(lǐng)書單1銷售2采購進書通知F2:缺書登記表F1:教材存量表缺書單進書通知第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法—教材購銷管理系統(tǒng)（4）1.1審查有效性1.2開發(fā)票有效購書單1.3領(lǐng)書并開領(lǐng)書單發(fā)票1.4登記缺書1.5補售教材F2:缺書登記表學(xué)生學(xué)生無效書單領(lǐng)書單領(lǐng)書單F3:各班學(xué)生用書表F4:售書登記表

補售書單

暫缺書單采購3.第三層DFD圖—銷售子系統(tǒng)F1:教材存量表第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法—教材購銷管理系統(tǒng)（5）2.3修改教材庫存和待購量2.1按書號匯總?cè)睍鳩2:缺書登記表銷售子系統(tǒng)書庫保管員F1:教材存量表進書通知第三層DFD圖—采購子系統(tǒng)2.2按出版社統(tǒng)計缺書F5:待購教材表F6:教材一覽表進書通知第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法—教材購銷管理系統(tǒng)（6）數(shù)據(jù)字典（DataDirectory-DD)領(lǐng)書單=學(xué)院+專業(yè)+班級+學(xué)號+姓名+{書號+[書名]+數(shù)量}+日期有效購書單=領(lǐng)書單發(fā)票=學(xué)號+姓名+{書號+[書名]+單價+數(shù)量+總價}+書費合計教材存量表={書號+單價+數(shù)量}暫缺書單=學(xué)號+姓名+{書號+數(shù)量}補售書單=學(xué)號+姓名+{書號+數(shù)量}第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法經(jīng)過初步的需求分析，得到系統(tǒng)功能要求：1、監(jiān)視病員的病癥（血壓、體溫、脈搏等）。2、定時更新病歷。3、病員出現(xiàn)異常情況時報警。4、隨機地產(chǎn)生某一病員的病情報告。實例：醫(yī)院病房監(jiān)護系統(tǒng)產(chǎn)生病情報告監(jiān)視病情更新病歷2.2.4實例：醫(yī)院病房監(jiān)護系統(tǒng)第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法系統(tǒng)功能要求：

1、監(jiān)視病員的病癥（血壓、體溫、脈搏等）

2、定時更新病歷

3、病員出現(xiàn)異常情況時報警。

4、隨機地產(chǎn)生某一病員的病情報告。頂層：病員護士護士病員監(jiān)護系統(tǒng)病員日志病癥信號要求報告病癥報告報警例醫(yī)院病房監(jiān)護系統(tǒng)第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法第一層：病員護士護士中央監(jiān)視病員日志病癥信號要求報告病癥報告報警局部監(jiān)視生成報告病員極限更新日志病員數(shù)據(jù)格式化病員數(shù)據(jù)生理信號極限值1324日志數(shù)據(jù)日志數(shù)據(jù)醫(yī)院病房監(jiān)護系統(tǒng)頂層DFD圖第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法第二層：加工“中央監(jiān)視”分解計算超過極限值否病員數(shù)據(jù)超過極限值報警開解信號產(chǎn)生報警信息病員極限格式化病員數(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格式化病員數(shù)據(jù)3.13.23.33.4醫(yī)院病房監(jiān)護系統(tǒng)二層DFD圖第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法計算超過極限值否病員數(shù)據(jù)超過極限值報警開解信號產(chǎn)生報警信息病員極限格式化病員數(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格式化病員數(shù)據(jù)3.13.23.33.4第二層：加工“中央監(jiān)視”分解醫(yī)院病房監(jiān)護系統(tǒng)分層DFD圖圖15第一層格式化病員數(shù)據(jù)生理信號極限值病員護士護士中央監(jiān)視病員日志病癥信號要求報告病癥報告報警局部監(jiān)視生成報告病員極限更新日志病員數(shù)據(jù)1324日志數(shù)據(jù)圖16第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法二、用例(usecase)一個用例是用戶與計算機之間的一次典型交互過程。在UML中，用例表示為一個橢圓

含義

1、用例捕獲某些用戶可見的需求，實現(xiàn)一個具體的用戶目標。

2、用例由執(zhí)行者激活，并提供確切的值給執(zhí)行者。

3、用例可大可小，但它必須是對一個具體的用戶目標實現(xiàn)的完整描述。

特點第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法舉例教師測評系統(tǒng)用例圖

以《測評系統(tǒng)》為例，“一個學(xué)生測評某位老師”和“管理員進行測評數(shù)據(jù)處理”便是兩個典型的用例

測評數(shù)據(jù)處理學(xué)生管理員說明：學(xué)生、管理員是執(zhí)行者第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法三、執(zhí)行者(Actor)含義執(zhí)行者是指用戶在系統(tǒng)中所扮演的角色。其圖形化的表示是一個小人。

通信聯(lián)系不帶箭頭的線段將執(zhí)行者與用例連接到一起，表示兩者之間交換信息注意盡管執(zhí)行者在用例圖中是用類似人的圖形來表示的，但執(zhí)行者未必是人。意義面對一個大系統(tǒng)，要列出用例清單常常是十分困難。這時可先列出執(zhí)行者清單，再對每個執(zhí)行者列出它的用例，問題就會變得容易很多第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法舉例教師測評系統(tǒng)用例模型第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法

變換分析：汽車數(shù)字儀表板功能：

1）通過A/D轉(zhuǎn)換實現(xiàn)傳感器和微處理器接口，

2）在發(fā)光二極管面板上顯示數(shù)據(jù)，

3）指示每小時英里數(shù)（mph)，行駛的里程，每加倫油行駛的英里數(shù)(mpg)等等。

4）指示加速或減速；

5）超速警告：如果車速超過55英里/小時，則發(fā)出超速警告鈴聲。A/D轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器流量傳感器微處理機里程表車速表油效表油管系統(tǒng)加速/減速指示超速報警第五章面向數(shù)據(jù)流的分析方法

面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法讀旋轉(zhuǎn)信號收集和求平均轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)/分（rpm）計算里程確定加速/減速產(chǎn)生加速/減速顯示產(chǎn)生里程顯示計算mph和超速值計算燃料消耗發(fā)出鈴聲產(chǎn)生mph顯示產(chǎn)生mpg顯示讀和校核計算gph旋轉(zhuǎn)信號信號/秒SPS△SPSSPSrpmrpm箭頭指示上箭頭⊕⊕水平線下箭頭英里超速值顯示鈴聲mphmphmpggph燃料流燃料流傳感器信號Mpg顯示數(shù)字儀表板控