結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模課件

第四章結(jié)構(gòu)化分析與建模（一）4.1

需求建模概述與結(jié)構(gòu)化建模4.2數(shù)據(jù)模型與ER圖本章結(jié)構(gòu)4.3功能模型－數(shù)據(jù)流圖4.4行為模型－狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖4.5數(shù)據(jù)字典4.6判定表和判定樹結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模

“化學(xué)制品跟蹤系統(tǒng)”的項(xiàng)目開發(fā)組正在進(jìn)行第一次軟件需求規(guī)格說明的評(píng)審。參加者有Dave（項(xiàng)目經(jīng)理），Lori（需求分析者），Helen(高級(jí)程序員)，Ramesh(測(cè)試專家)，Tim(化學(xué)制品的產(chǎn)品代表者)，還有Roxanne(化學(xué)制品倉庫的產(chǎn)品代表者)。

Tim開始說：“我閱讀過整個(gè)軟件需求規(guī)格說明。大部分都符合我的需求，但是有幾個(gè)部分我很難同意。我不能確信在化學(xué)制品請(qǐng)求過程中，我們是否確定了這些步驟?！盧amesh又補(bǔ)充說：“當(dāng)一個(gè)請(qǐng)求通過系統(tǒng)時(shí)，我很難想象用于覆蓋該請(qǐng)求狀態(tài)變化的所有測(cè)試用例。我發(fā)現(xiàn)許多關(guān)于狀態(tài)變化的需求散布在整個(gè)軟件需求規(guī)格說明中，但我無法確定是否有一些需求遺漏了或存在不一致性?！币耘c要點(diǎn)結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模Roxanne有一個(gè)類似的問題?！爱?dāng)我閱讀了如何真正請(qǐng)求一種化學(xué)藥品時(shí)，我感到困惑”，她說，“單個(gè)需求是能感覺到的，但我難以想像我所要完成的步驟順序?！痹诟髟u(píng)審員提出其它相關(guān)的問題后，Lori做出了總結(jié)：“看來軟件需求規(guī)格說明似乎沒有完全告訴我們對(duì)于理解系統(tǒng)所需的各個(gè)方面，也不能確保我們沒有錯(cuò)過一個(gè)需求或不犯任何錯(cuò)誤。我將畫一些圖來幫助我們想像這些需求，并看一下能否澄清這些問題域。謝謝你們的反饋意見。”引言與要點(diǎn)結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模相關(guān)基礎(chǔ)概念所謂模型，就是為了理解事物而對(duì)該事物做出的一種抽象，在軟件工程中的模型由一組圖形符號(hào)和組織這些符號(hào)的規(guī)則組成

。經(jīng)過對(duì)需求獲取的資料進(jìn)行分析，并以此建立起來的模型稱之為需求分析模型。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模引言與要點(diǎn)需求分析模型主要描述軟件目標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息、處理功能、用戶界面及運(yùn)行的外部行為，它并不涉及軟件的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。模型幫助分析員理解系統(tǒng)的信息、功能和行為；模型成為評(píng)審焦點(diǎn)；模型也是設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。建模充分體現(xiàn)了“分而治之”這一古老而有效的概念。把復(fù)雜而困難的問題分解細(xì)化后，逐個(gè)解決它們。建模能有效地將需求映射到軟件結(jié)構(gòu)中。＃BK結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模第四章結(jié)構(gòu)化分析與建模（一）4.1

需求建模概述與結(jié)構(gòu)化建模4.2數(shù)據(jù)模型與ER圖本章結(jié)構(gòu)4.3功能模型－數(shù)據(jù)流圖4.4行為模型－狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖4.5數(shù)據(jù)字典4.6判定表和判定樹結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模需求分析階段模型的作用幫助系統(tǒng)分析員理解系統(tǒng)的信息、功能和行為，使得需求分析任務(wù)更加容易實(shí)現(xiàn)，結(jié)果更加系統(tǒng)化。它是評(píng)審焦點(diǎn)，是確定SRS完整性、一致性和精確性的重要依據(jù)。它是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是軟件要素的表示視圖。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模從客戶需求到分析模型認(rèn)真聽取客戶陳述他們的需求之后，分析人員就可以挑選出關(guān)鍵字，將這些關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換成特定的模型元素。表4.1列出了一些可能的映射：結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模單詞類型

示例分析模型組件名詞

人、組織、軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)項(xiàng)或存在的對(duì)象

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(DFD)

執(zhí)行者(用例圖)

實(shí)體或?qū)嶓w屬性(ERD)

類或類屬性(類圖)

動(dòng)詞

動(dòng)作、用戶可做的事情或可能發(fā)生的事件

處理過程(DFD)

用例(用例圖)

關(guān)系(ERD)

狀態(tài)(STD)

活動(dòng)(活動(dòng)圖)

表4.1映射示例結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模

“一位化學(xué)家或化學(xué)品倉庫保管人員可以提出獲得一種或多種化學(xué)制品的請(qǐng)求：一是提供一個(gè)存在于化學(xué)制品倉庫清單上的化學(xué)品容器，二是向外界供應(yīng)商提交一份訂購新的化學(xué)品的訂單。提出請(qǐng)求的人在準(zhǔn)備其請(qǐng)求時(shí)，必須能夠通過在線查找供應(yīng)商目錄表找到特定的化學(xué)品。從準(zhǔn)備請(qǐng)求直到執(zhí)行請(qǐng)求或取消請(qǐng)求期間，系統(tǒng)必須跟蹤每一個(gè)化學(xué)品請(qǐng)求的狀態(tài)。系統(tǒng)還必須跟蹤每個(gè)化學(xué)品的歷史記錄，從公司收到化學(xué)品直到它完全被用盡或丟棄為止。”化學(xué)制品跟蹤系統(tǒng)示例結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模結(jié)構(gòu)化分析的模型結(jié)構(gòu)化分析是一種建立模型的活動(dòng)，創(chuàng)建描述信息內(nèi)容和信息流的模型，依據(jù)功能和行為對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行劃分。建模時(shí),需要關(guān)注系統(tǒng)最復(fù)雜和風(fēng)險(xiǎn)最大的部分，以及最容易產(chǎn)生歧義和不確定性的部分。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模結(jié)構(gòu)化分析的模型結(jié)構(gòu)化分析模型圖結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模4.2數(shù)據(jù)模型與ER圖數(shù)據(jù)模型包括三種互相關(guān)聯(lián)的信息：數(shù)據(jù)對(duì)象、描述數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性和數(shù)據(jù)對(duì)象相互連接的關(guān)系。1.數(shù)據(jù)對(duì)象是一個(gè)外部實(shí)體、一個(gè)事物（如報(bào)告）、一次行為（如電話呼叫）或事件（一個(gè)警報(bào)）、一個(gè)角色（如銷售人員）、一個(gè)組織單元（如銷售部門、人事部門）、一個(gè)地點(diǎn)（如倉庫）或一個(gè)結(jié)構(gòu)（如文件）。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模4.2數(shù)據(jù)模型與ER圖如，人或車可以被認(rèn)為是數(shù)據(jù)對(duì)象，因?yàn)樗鼈兛梢杂靡唤M屬性來定義?！皵?shù)據(jù)對(duì)象描述”包括了數(shù)據(jù)對(duì)象及其所有的屬性。數(shù)據(jù)模型只封裝了數(shù)據(jù)，沒有對(duì)數(shù)據(jù)的操作。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模2.屬性屬性定義了數(shù)據(jù)對(duì)象的性質(zhì)，數(shù)據(jù)對(duì)象有許多屬性，應(yīng)選擇一組本質(zhì)的屬性。例如，教師的屬性有教工號(hào)、姓名、性別、職稱、專業(yè)、研究方向、擔(dān)任課程、住址、電話等。如果設(shè)計(jì)“教學(xué)管理系統(tǒng)”，關(guān)心與教學(xué)有關(guān)的屬性、排除與教學(xué)無關(guān)的屬性。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模3.關(guān)系數(shù)據(jù)對(duì)象是相互關(guān)聯(lián)的，如人可以“擁有”車。擁有即它們間的一種關(guān)系。實(shí)體和實(shí)體之間的關(guān)系被抽象為聯(lián)系。聯(lián)系分為：

1)一對(duì)一（1:1）（一個(gè)丈夫只能有一個(gè)妻子）

2)一對(duì)多（1:N）(一個(gè)母親有多個(gè)孩子)

3)多對(duì)多（M:N）(侄子與叔叔)結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模實(shí)體—關(guān)系圖概念最常使用的數(shù)據(jù)模型是實(shí)體—關(guān)系圖(Entity-RelationshipDiagram，ERD)實(shí)體用單名詞來命名，在實(shí)體-關(guān)系圖中用矩形框來表示實(shí)體。實(shí)體—關(guān)系圖中的菱形框代表關(guān)系，它確定了一對(duì)實(shí)體之間在邏輯上和數(shù)量上的連接。關(guān)系的命名要能描述關(guān)系的本質(zhì)。主鍵:能唯一地標(biāo)識(shí)該實(shí)體的屬性或?qū)傩越M。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模ERD的圖例結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模ERD的實(shí)例圖4-2-1“某校課程管理系統(tǒng)”的實(shí)體聯(lián)系圖結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模某一學(xué)校擬開發(fā)一課程管理系統(tǒng)，假設(shè)系統(tǒng)主要由老師、課程、學(xué)生和教室等實(shí)體組成，各實(shí)體的屬性組成如下：學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、性別、系別、專業(yè)。。。）課程（課程編號(hào)、課名、學(xué)時(shí)、學(xué)分。。。）教師（編號(hào)、姓名、職稱、性別、系別。。。）教室（代號(hào)、名稱、樓號(hào)、房號(hào)、地點(diǎn)。。。）請(qǐng)將實(shí)體教室和老師、課程、學(xué)生的屬性補(bǔ)充進(jìn)上頁ER圖。課程管理系統(tǒng)ER圖編制說明結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模圖4-2-2“化學(xué)制品跟蹤系統(tǒng)”的實(shí)體聯(lián)系圖結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模

4.3功能模型－數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流模型把功能分解方法運(yùn)用到系統(tǒng)分析上，把復(fù)雜的問題進(jìn)一步分解到更詳細(xì)的層次。數(shù)據(jù)流模型很適用于事務(wù)處理系統(tǒng)和其他功能密集型應(yīng)用程序。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模數(shù)據(jù)流圖四種基本圖形符號(hào)數(shù)據(jù)流圖有四種基本圖形符號(hào)：結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模畫數(shù)據(jù)流程圖的原則①數(shù)據(jù)流程圖上所有圖形符號(hào)必須是前面所述的四種基本元素。②數(shù)據(jù)流程圖的主圖必須含有前面所述的四種基本元素，缺一不可。③數(shù)據(jù)流程圖上的數(shù)據(jù)流必須封閉在外部實(shí)體之間，外部實(shí)體可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)。4.3功能模型－數(shù)據(jù)流圖結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模畫數(shù)據(jù)流程圖的原則④處理過程至少有一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流和一個(gè)輸出數(shù)據(jù)流。⑤任何一個(gè)數(shù)據(jù)流子圖必須與它的父圖上的一個(gè)處理過程對(duì)應(yīng)，兩者的輸入數(shù)據(jù)流和輸出數(shù)據(jù)流必須一致，即所謂“平衡”。

⑥數(shù)據(jù)流程圖上的每個(gè)元素都必須有名字。

4.3功能模型－數(shù)據(jù)流圖結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模為方便儲(chǔ)戶，某銀行擬開發(fā)計(jì)算機(jī)儲(chǔ)蓄系統(tǒng)，儲(chǔ)戶攜帶存折前去銀行辦理取款手續(xù)，他應(yīng)把存折和填好的取款單一并交給銀行工作人員檢驗(yàn)。工作人員需核對(duì)賬目，發(fā)現(xiàn)存折有效性問題、取款單填寫問題或是存折、賬卡與取款單不符等問題時(shí)均應(yīng)報(bào)告儲(chǔ)戶。在檢驗(yàn)通過的情形下，銀行則應(yīng)將取款信息登記在存折和賬卡上，并通知付款。根據(jù)付款通知給儲(chǔ)戶付款。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模飛機(jī)機(jī)票預(yù)訂系統(tǒng)DFD圖下圖是一個(gè)飛機(jī)機(jī)票預(yù)訂系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖，它反映的功能是：旅行社把預(yù)訂機(jī)票的旅客信息(姓名、年齡、單位、身份證號(hào)碼、旅行時(shí)間、目的地等)輸入機(jī)票預(yù)訂系統(tǒng)。系統(tǒng)為旅客安排航班，打印出取票通知單(附有應(yīng)交的賬款)。旅客在飛機(jī)起飛的前一天憑取票通知單交款取票，系統(tǒng)檢驗(yàn)無誤，輸出機(jī)票給旅客。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模畫數(shù)據(jù)流程圖的基本步驟①把一個(gè)系統(tǒng)看成一個(gè)整體功能，明確信息的輸入和輸出。②找到系統(tǒng)的外部實(shí)體。一旦找到外部實(shí)體，則系統(tǒng)與外部世界的界面就可以確定下來，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流的源點(diǎn)和終點(diǎn)也就找到了。③找出外部實(shí)體的輸入數(shù)據(jù)流和輸出數(shù)據(jù)流。④在圖的邊上畫出系統(tǒng)的外部實(shí)體。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模畫數(shù)據(jù)流程圖的基本步驟⑤從外部實(shí)體的輸入流（源）出發(fā)，按照系統(tǒng)的邏輯需要，逐步畫出一系列邏輯處理過程，直至找到外部實(shí)體處理所需的輸出流，形成數(shù)據(jù)流的封閉。⑥將系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理又分別看做整體功能，其內(nèi)部又有信息的處理、傳遞、存儲(chǔ)過程。⑦如此一級(jí)一級(jí)地剖析，直到所有處理步驟都很具體為止。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模數(shù)據(jù)流圖的層次結(jié)構(gòu)

為了表達(dá)數(shù)據(jù)處理過程的數(shù)據(jù)加工情況，需要采用層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流圖。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)流圖反映這種結(jié)構(gòu)關(guān)系，能清楚地表達(dá)和容易理解整個(gè)系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模分層的數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖的層次結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模在多層數(shù)據(jù)流圖中，頂層流圖僅包含一個(gè)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(duì)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。數(shù)據(jù)流圖的層次結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模經(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(shí)更新病歷。3、病員出現(xiàn)異常情況時(shí)報(bào)警。4、隨機(jī)地產(chǎn)生某一病員的病情報(bào)告。醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生病情報(bào)告監(jiān)視病情更新病歷結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模系統(tǒng)功能要求：

1、監(jiān)視病員的病癥（血壓、體溫、脈搏等）

2、定時(shí)更新病歷

3、病員出現(xiàn)異常情況時(shí)報(bào)警。

4、隨機(jī)地產(chǎn)生某一病員的病情報(bào)告。頂層：病員護(hù)士護(hù)士病員監(jiān)護(hù)系統(tǒng)病員日志病癥信號(hào)要求報(bào)告病癥報(bào)告報(bào)警醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模病員日志醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)頂層DFD圖第一層：病員護(hù)士護(hù)士中央監(jiān)視病癥信號(hào)要求報(bào)告病癥報(bào)告報(bào)警局部監(jiān)視生成報(bào)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(hào)極限值1324日志數(shù)據(jù)日志數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模第二層：加工“中央監(jiān)視”分解計(jì)算超過極限值否病員數(shù)據(jù)超過極限值報(bào)警開解信號(hào)產(chǎn)生報(bào)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(hào)極限值時(shí)間脈搏血壓日期時(shí)鐘格式化病員數(shù)據(jù)3.13.23.33.4醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)二層DFD圖結(jié)構(gòu)化的需求分析與建模計(jì)算超過極限值否病員數(shù)據(jù)超過極限值報(bào)警開解信號(hào)產(chǎn)生報(bào)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(hào)極限值時(shí)間脈搏血壓日期時(shí)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(hù)系統(tǒng)分層DFD圖第一層格式化病員數(shù)據(jù)生理信號(hào)極限值病員護(hù)士護(hù)士中央監(jiān)視病員日志病癥信號(hào)要求報(bào)告病癥報(bào)告報(bào)警局部監(jiān)視生成報(bào)告病員極限更新日志病員數(shù)據(jù)13