第4章-結(jié)構(gòu)化分析模型

1、用戶需求與系統(tǒng)建模,第4章 結(jié)構(gòu)化分析模型,遼寧省教育軟件大賽參賽作品,本章內(nèi)容,,4.1 結(jié)構(gòu)化分析模型的構(gòu)成,4.2 數(shù)據(jù)域分析模型,4.3 功能域分析模型,4.4 數(shù)據(jù)字典,4.1 結(jié)構(gòu)化分析模型的構(gòu)成,結(jié)構(gòu)化分析技術(shù)的基本觀點(diǎn)軟件系統(tǒng)由獨(dú)立的數(shù)據(jù)域和功能域組成。功能域?qū)斎霐?shù)據(jù)進(jìn)行處理，并產(chǎn)生滿足需求的結(jié)果數(shù)據(jù)。,4.1 結(jié)構(gòu)化分析模型的構(gòu)成,結(jié)構(gòu)化分析的主要任務(wù)“逐步求精”地進(jìn)行系統(tǒng)分解，并定義分解后各個(gè)組成部分之間的聯(lián)系

2、。結(jié)構(gòu)化分析準(zhǔn)則必須理解和表示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)域。確定系統(tǒng)需要應(yīng)用和管理的數(shù)據(jù)內(nèi)容及組織關(guān)系。必須理解和表示系統(tǒng)的功能域。確定系統(tǒng)的功能集合，及功能間的協(xié)作關(guān)系。必須理解和表示作為外部事件響應(yīng)結(jié)果的軟件行為。確定系統(tǒng)的狀態(tài)集合、事件集合及由事件響應(yīng)所導(dǎo)致的狀體遷移關(guān)系。,4.1 結(jié)構(gòu)化分析模型的構(gòu)成,結(jié)構(gòu)化分析模型——三視點(diǎn)模型(3VM)根據(jù)結(jié)構(gòu)化分析準(zhǔn)則，系統(tǒng)分析模型由以下部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)模型利用實(shí)體關(guān)系圖表現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)域

3、的數(shù)據(jù)對(duì)象及相互關(guān)系。功能模型利用數(shù)據(jù)流圖表現(xiàn)系統(tǒng)功能域的功能結(jié)構(gòu)和協(xié)作關(guān)系行為模型利用狀態(tài)遷移圖表現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)集合和狀態(tài)變化關(guān)系。數(shù)據(jù)字典對(duì)模型元素進(jìn)行精確定義和詳細(xì)解釋。,4.2 數(shù)據(jù)域分析模型,實(shí)體關(guān)系圖(Entity Relationship Diagram)簡(jiǎn)介1976年由Peter Cher提出，在數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛的認(rèn)同，用于構(gòu)造獨(dú)立于機(jī)器，獨(dú)立于DBMS的數(shù)據(jù)關(guān)系模型 符號(hào)及語(yǔ)義實(shí)體

4、以矩形表示，代表一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)元組集合。通常用以映射數(shù)據(jù)域中的復(fù)合數(shù)據(jù)對(duì)象。屬性以橢圓表示，并以無向邊連接到對(duì)應(yīng)的實(shí)體或關(guān)系。體現(xiàn)為實(shí)體對(duì)象或關(guān)系中包含該原子數(shù)據(jù)分量。關(guān)系以菱形表示，用以體現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)象之間的聯(lián)系。用無向邊連接到對(duì)應(yīng)的實(shí)體。,4.2 數(shù)據(jù)域分析模型,ERD 圖例,說明：1、屬性是原子數(shù)據(jù)項(xiàng)，不能包含結(jié)構(gòu)。2、關(guān)系只能用于表示實(shí)體間的聯(lián)系。3、根據(jù)問題需要，相同實(shí)體之間可以存在不同含義的多種關(guān)系。,4.2 數(shù)

5、據(jù)域分析模型,基數(shù)與形態(tài)——關(guān)系約束含義基數(shù)（多重性）：實(shí)體參與給定關(guān)系的(最大)數(shù)量約束。形態(tài)：實(shí)體參與給定關(guān)系的強(qiáng)制性約束。確定方法在給定關(guān)系的一端假定為單位實(shí)體，在另一端考察關(guān)聯(lián)實(shí)體的數(shù)量和強(qiáng)制性約束。表示方法,4.2 數(shù)據(jù)域分析模型,數(shù)據(jù)域建模步驟1.提取需求中的復(fù)合數(shù)據(jù)對(duì)象（通常對(duì)應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域的業(yè)務(wù)對(duì)象或概念），確定并命名實(shí)體集合。2.每次考察一個(gè)實(shí)體是否需要與其他實(shí)體間的建立關(guān)系。確定實(shí)體關(guān)系對(duì)。3.指定每個(gè)

6、實(shí)體關(guān)系對(duì)的基數(shù)和形態(tài)。4.迭代執(zhí)行2～4步至定義出所有的實(shí)體關(guān)系對(duì)。5.根據(jù)需求，確定每個(gè)實(shí)體和關(guān)系的屬性。6.標(biāo)注計(jì)算屬性。7.復(fù)審實(shí)體關(guān)系模型。,4.2 數(shù)據(jù)域分析模型,實(shí)例分析某公司擬應(yīng)用短信服務(wù)平臺(tái)提高辦公效率，節(jié)省通信成本。該公司設(shè)有多個(gè)部門，各部門包括若干員工，其中設(shè)部門經(jīng)理和行政秘書各1人。短信平臺(tái)的應(yīng)用需求為：行政秘書負(fù)責(zé)起草短信公文，并指定公文的接收者（點(diǎn)發(fā)、群發(fā)均可）。接收者可為本部門或外部門員工，系

7、統(tǒng)應(yīng)提供按部門的人員檢索功能。部門經(jīng)理可審批本部門起草的短信公文內(nèi)容，通過審批后短信公文由系統(tǒng)編號(hào)，并自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)給ISP的短信處理網(wǎng)關(guān)。ISP對(duì)要求轉(zhuǎn)發(fā)的每條短信產(chǎn)生一條回執(zhí)，記錄該短信的編號(hào)、轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)、轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間、接收時(shí)間、接收狀態(tài)。部門經(jīng)理可查閱指定時(shí)間段內(nèi)本部門發(fā)送的短信公文的詳細(xì)情況（起草者、接收者、公文內(nèi)容、費(fèi)用），并可統(tǒng)計(jì)某時(shí)間段內(nèi)發(fā)送短信的總費(fèi)用公司財(cái)務(wù)部每個(gè)月會(huì)根據(jù)本月內(nèi)各部門成功發(fā)送的短信數(shù)量與部門經(jīng)理進(jìn)行辦公費(fèi)用

8、結(jié)算，系統(tǒng)應(yīng)保留各部門每個(gè)月的結(jié)算賬單以便核查。,4.2 數(shù)據(jù)域分析模型,實(shí)例分析確定實(shí)體部門的信息員工的信息短信公文的信息短信發(fā)送的結(jié)果短信發(fā)送的費(fèi)用確定關(guān)系員工在哪個(gè)部門部門產(chǎn)生過哪些短信短信由誰(shuí)起草、誰(shuí)審批，發(fā)給誰(shuí)回執(zhí)是針對(duì)哪個(gè)短信、發(fā)送給誰(shuí)的結(jié)果。部門要支付多少費(fèi)用、費(fèi)用因哪些短信發(fā)生?；鶖?shù)形態(tài)……屬性……復(fù)審模型……,4.2 數(shù)據(jù)域分析模型,實(shí)例分析,4.3 功能域分析模型,數(shù)據(jù)流變換的觀點(diǎn)

9、軟件的功能體現(xiàn)為將輸入的數(shù)據(jù)變換為輸出的數(shù)據(jù)。因此功能域在整體上表現(xiàn)為一個(gè)復(fù)雜的“信息變換器”。,功能域分析的任務(wù)是確定功能域內(nèi)部 “輸入”到“輸出”的階段變化和傳遞路徑——數(shù)據(jù)流的變換過程。,？,4.3 功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖 (Data Flow Diagram，DFD)也叫泡泡圖（bubble diagram），是一種 “描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動(dòng)和處理過程 ”的圖形化技術(shù)，是結(jié)構(gòu)化功能建模的主要技術(shù)符號(hào)及語(yǔ)義,外部實(shí)體——數(shù)據(jù)

10、流的起點(diǎn)或終點(diǎn)。表示系統(tǒng)外產(chǎn)生輸入或接受輸出的用戶、協(xié)作系統(tǒng)。,外部實(shí)體名,外部實(shí)體名,數(shù)據(jù)加工——實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理。表示將輸入數(shù)據(jù)流變成輸出數(shù)據(jù)流的功能。,數(shù)據(jù)加工名,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)——系統(tǒng)內(nèi)保存數(shù)據(jù)流的容器。表示系統(tǒng)數(shù)據(jù)域提供的已知數(shù)據(jù)集合。匹配執(zhí)行頻率不一致且存在數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系的數(shù)據(jù)加工。,數(shù)據(jù)流——在系統(tǒng)內(nèi)被傳遞的數(shù)據(jù)內(nèi)容。,4.3 功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖圖例,外部實(shí)體,數(shù)據(jù)流,數(shù)據(jù)加工,數(shù)據(jù)存儲(chǔ),4.3 功能

11、域分析模型,功能域建模的步驟——逐步求精1.創(chuàng)建頂層（0層）數(shù)據(jù)流圖確定全體外部實(shí)體確定以外部實(shí)體為起點(diǎn)或終點(diǎn)的邊界數(shù)據(jù)流將軟件功能域表現(xiàn)為唯一的數(shù)據(jù)加工。2.為第N層數(shù)據(jù)流圖中“復(fù)雜”的數(shù)據(jù)加工創(chuàng)建第N+1層子圖，表現(xiàn)內(nèi)部的子加工、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)流變換細(xì)節(jié)。以元素編號(hào)體現(xiàn)子圖與父圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系。分解過程中確保數(shù)據(jù)流一致性原則。3.迭代步驟2，至第M層子圖中的數(shù)據(jù)加工均為基本加工。基本加工指數(shù)據(jù)處理目的單一，數(shù)據(jù)流接口簡(jiǎn)

12、單，適合作為一個(gè)獨(dú)立“函數(shù)”實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)加工。4.創(chuàng)建數(shù)據(jù)字典。5.復(fù)審模型。,4.3 功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖實(shí)例（一） 為協(xié)調(diào)各種生產(chǎn)零件的使用和采購(gòu)工作，某工廠擬開發(fā)一套零件管理軟件，主要需求包括：倉(cāng)庫(kù)保管員負(fù)責(zé)登記零件的入庫(kù)和領(lǐng)用事務(wù)。系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)事務(wù)內(nèi)容更新”庫(kù)存文件“。該文件記錄所有零件的編號(hào)、名稱、當(dāng)前庫(kù)存、警戒值、單位訂購(gòu)數(shù)量等。采購(gòu)科定期更新零件供應(yīng)商信息。系統(tǒng)在“供應(yīng)商文件“中修改對(duì)應(yīng)記錄。該文件記錄所有零件

13、的編號(hào)、供應(yīng)商名稱，單價(jià)，供貨時(shí)間等。采購(gòu)科每天需要打印一張訂貨報(bào)表。報(bào)表中應(yīng)列出所有庫(kù)存量低于警戒值的零件訂貨信息，包括：零件編號(hào)、名稱、供應(yīng)商、訂購(gòu)數(shù)量、單價(jià)、總價(jià)。,4.3 功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖實(shí)例（一）,（1）頂層DFD外部實(shí)體倉(cāng)庫(kù)保管員，采購(gòu)科。邊界數(shù)據(jù)流I (倉(cāng)庫(kù)事務(wù)，供應(yīng)商信息)O (訂貨報(bào)表),（2）第1層DFD子數(shù)據(jù)加工庫(kù)存管理，訂購(gòu)管理,,,,,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)零件訂貨信息,4.3 功能域分析模型,數(shù)據(jù)

14、流圖實(shí)例（一）分解加工1分解加工2,4.3 功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖的指導(dǎo)原則命名、編號(hào)原則名字應(yīng)體現(xiàn)元素的主要作用和含義。加工應(yīng)以動(dòng)賓短語(yǔ)命名，其他元素應(yīng)以名詞短語(yǔ)命名。編號(hào)應(yīng)體現(xiàn)元素的可見層次和分解關(guān)系。數(shù)據(jù)流一致性原則在分層求精的過程中，子圖邊界的數(shù)據(jù)流應(yīng)該與其在父圖中對(duì)應(yīng)加工所關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)流保持一致。數(shù)據(jù)封閉守恒原則數(shù)據(jù)流必須產(chǎn)生或終結(jié)于外部實(shí)體（或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）。數(shù)據(jù)加工必須既有輸入流又有輸出流，不能

15、存在黑洞和奇跡。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)必須有輸出流。,4.3 功能域分析模型,數(shù)據(jù)流圖的指導(dǎo)原則數(shù)據(jù)流目的性原則數(shù)據(jù)流圖不表現(xiàn)實(shí)物的傳遞過程。數(shù)據(jù)流圖不表現(xiàn)系統(tǒng)邊界之外（外部實(shí)體間）的數(shù)據(jù)處理過程。數(shù)據(jù)流動(dòng)必須經(jīng)過數(shù)據(jù)加工，不能在其他元素間直接傳遞。7±2原則為控制模型復(fù)雜度，避免在一張圖內(nèi)繪制9個(gè)以上的數(shù)據(jù)加工。接口最小化原則避免讓底層流圖中的基本數(shù)據(jù)加工處理過多的數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流圖實(shí)例（二）2010年軟考/期末考試試

16、題,4.4 數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)字典用于對(duì)數(shù)據(jù)流圖中的元素進(jìn)行精確定義和解釋。主要內(nèi)容數(shù)據(jù)流條目定義數(shù)據(jù)流的來源、去向、內(nèi)容構(gòu)成、流量、峰值等。數(shù)據(jù)流分量定義構(gòu)成數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)項(xiàng)含義、類型、取值約束等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)定義數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的作用、記錄結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)方式、存取要求等。數(shù)據(jù)加工說明,4.4 數(shù)據(jù)字典,定義式用以說明復(fù)合信息的組成結(jié)構(gòu)和取值約束的表達(dá)式。運(yùn)算符,4.4 數(shù)據(jù)字典,定義式舉例,航班文件由一組航班記錄構(gòu)成，每條記錄包含航

17、空公司編號(hào)、航班號(hào)、日期，航班類型，起點(diǎn)、終點(diǎn)、起飛時(shí)間、降落時(shí)間。航空公司編號(hào)為2～4位大寫字母航班號(hào)為3位阿拉伯?dāng)?shù)字；航班類型是“單程”或“往返”之一起點(diǎn)、終點(diǎn)不超過50個(gè)字符；日期采用年4位、月兩位、日兩位的表示形式；起飛和降落時(shí)間包括小時(shí)和分鐘等信息,航班文件＝ 1{ 航空公司編號(hào)＋航班號(hào)＋日期 ＋航班類型＋起點(diǎn)＋終點(diǎn)＋起 飛時(shí)間＋降落時(shí)間}n航空公司名稱＝2{ A..Z }4航班號(hào)＝3{ 0..9 }

18、3起點(diǎn)＝終點(diǎn)＝1{字符}50航班類型＝[單程|往返]日期＝ 年 ＋ 月 ＋ 日年＝4{ 0..9 }4月＝“01”..“12”日＝“01”…“31”起飛時(shí)間＝降落時(shí)間＝小時(shí) ＋ 分鐘小時(shí)＝“00”..“23”分鐘＝“00”..“59”,4.4 數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)流條目、分量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的定義規(guī)范,4.4 數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)流條目的定義舉例,數(shù)據(jù)流名:購(gòu)書單別名: 無簡(jiǎn)述: 學(xué)生購(gòu)書時(shí) 填寫的項(xiàng)目來源: 學(xué)生去向:

19、 加工1“審查并開發(fā)票”組成: 學(xué)號(hào)＋姓名＋1｛書號(hào)＋名稱＋數(shù)量｝n數(shù)據(jù)流量:100次/天 高峰值：400次/天（開學(xué)初）,4.4 數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)流分量的定義舉例,數(shù)據(jù)分量名:學(xué)號(hào)簡(jiǎn)述:在籍學(xué)生的 唯一編號(hào)數(shù)據(jù)類型:字符串長(zhǎng)度：9取值范圍：無缺省值：無單位：無結(jié)構(gòu)含義:第1～2位： 入學(xué)年份 第3～4位： 學(xué)院編號(hào)第5～6位： 該學(xué)院的專業(yè)編號(hào)第7～9位： 學(xué)生在該專業(yè)的順序號(hào),4.4 數(shù)據(jù)字典

20、,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的定義舉例,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名:教材存量表別名:無簡(jiǎn)述:保存所有教材的 庫(kù)存信息記錄結(jié)構(gòu)： 1{教材編號(hào)＋教材名稱＋售價(jià)＋庫(kù)存量＋庫(kù)房}n存儲(chǔ)方式：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的表關(guān)鍵字：教材編號(hào)存取要求：隨機(jī)讀寫補(bǔ)充要求: 根據(jù)“教材編號(hào)”查詢,4.4 數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)加工的定義規(guī)范,加工名稱：審查并開發(fā)票編號(hào)：1作用簡(jiǎn)述：為合理的購(gòu)書要求打印發(fā)票輸入流:購(gòu)書單輸出流:“發(fā)票”或“無效提示”加工策略：……執(zhí)行要求：處

21、理時(shí)間<10s,4.4 數(shù)據(jù)字典,加工策略的說明“加工策略”是對(duì)如何完成數(shù)據(jù)流變換的解釋說明，它定義了數(shù)據(jù)加工所采用的“算法”。說明加工策略的方法偽代碼以自然語(yǔ)言陳述處理動(dòng)作，以編程語(yǔ)言的控制結(jié)構(gòu)語(yǔ)法陳述處理流程。優(yōu)點(diǎn)：二義性小，接近最終的程序?qū)崿F(xiàn)形式。不足：不適用于含有多條件組合判定及多目標(biāo)動(dòng)作的加工說明。判定樹/判定表以二維表格/樹型視圖表示包含復(fù)雜條件判定及多目標(biāo)動(dòng)作的加工策略。,4.4 數(shù)據(jù)字典,偽代碼舉例

22、,//根據(jù)身份證號(hào)碼和取票單進(jìn)行取票審核，并打印機(jī)票。身份證號(hào) = 讀卡器. Read();if (身份證號(hào) in 旅客訂票文件.身份證號(hào)）{ if(取票單.OtherItems == 旅客訂票文.OtherItems) { return 打印機(jī)票(身份證號(hào)); } else{ return “取票單信息錯(cuò)誤”；} } else return “該旅客未訂票”,4.4

23、數(shù)據(jù)字典,判定表適于表達(dá)包含多條件組合判定和多目標(biāo)動(dòng)作的加工策略。判定表由四部分組成,動(dòng)作欄,條件欄,條件項(xiàng),動(dòng)作項(xiàng),4.4 數(shù)據(jù)字典,判定表實(shí)例,已知：1）審核條件 = 最后學(xué)歷 + 報(bào)考類型 + 工作時(shí)間2）最后學(xué)歷 = [本科 | 碩士]3) 報(bào)考類型 = [公開招考 | 本科直博 | 碩博連讀 | 提前攻博],數(shù)據(jù)加工“考試方式審核”根據(jù)審核條件，確定考生的考試方式。請(qǐng)以判定表定義如下審核策略。1）若考生最后學(xué)歷是

24、碩士，則當(dāng)報(bào)考類型為“碩博連讀”時(shí)考試方式應(yīng)為“免試”；報(bào)考類型為“公開招考”時(shí)考試方式應(yīng)為“統(tǒng)考”。其他報(bào)考類型考試方式均為“不準(zhǔn)考”。2）若考生最后學(xué)歷為本科，則當(dāng)報(bào)考類型為“本科直博”時(shí)考試方式應(yīng)為“免試”；當(dāng)報(bào)考類型為“提前攻博”時(shí)考試方式為“統(tǒng)考”；當(dāng)報(bào)考類型為“公開招考”時(shí)還需進(jìn)一步判斷該考生的工作時(shí)間，若小于6年則考試方式為“不準(zhǔn)考”；若大等于6年則考試方式為“統(tǒng)考并且加試”。其他報(bào)考類型考試方式均為“不準(zhǔn)考”。,4.4