面向数据流的分析方法优秀课件.ppt
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1、面向数据流的分析方法第1页,本讲稿共40页第第5章章面向数据流的分析方法面向数据流的分析方法面向数据流的分析方法(面向数据流的分析方法(dataflow-oriented analysis method)与面向数据、面向对象的分析方法,都是需求)与面向数据、面向对象的分析方法,都是需求建模方法。它们均有一组规范的语言表达机制,用于需建模方法。它们均有一组规范的语言表达机制,用于需求分析人员表达用户需求、构造软件系统模型。此外,求分析人员表达用户需求、构造软件系统模型。此外,它们还含有一些规则和经验知识,指导分析人员提取需它们还含有一些规则和经验知识,指导分析人员提取需求信息,促进用户需求精确化
2、、全面化和一致化。求信息,促进用户需求精确化、全面化和一致化。面向数据流的分析方法是结构化分析方法系列中的一支,面向数据流的分析方法是结构化分析方法系列中的一支,具有明显的结构化特征。结构化分析方法的雏形出现于具有明显的结构化特征。结构化分析方法的雏形出现于20世纪世纪60年代后期。但是,直到年代后期。但是,直到1979年才由年才由DeMarco将其将其作为一种需求分析方法正式提出。由此,结构化分析方法得到作为一种需求分析方法正式提出。由此,结构化分析方法得到了迅速发展和广泛应用。了迅速发展和广泛应用。本章主要介绍广为使用的数据流方法。本章主要介绍广为使用的数据流方法。第2页,本讲稿共40页5
3、.1 数据流图与数据字典数据流图与数据字典一个基于计算机的信息处理系统由数据一个基于计算机的信息处理系统由数据流和一系列的转换构成,而这些转换将流和一系列的转换构成,而这些转换将输入数据流变换为输出数据流。输入数据流变换为输出数据流。数据流图就是用来刻画数据流和转换的数据流图就是用来刻画数据流和转换的信息系统建模技术。它用简单的图形记信息系统建模技术。它用简单的图形记号分别表示数据流、转换、数据源以及号分别表示数据流、转换、数据源以及外部实体,如下图所示。外部实体,如下图所示。第3页,本讲稿共40页数据流图的图形记号数据流图的图形记号外部实体外部实体位于软件系统边界之外位于软件系统边界之外的信
4、息生产者或消费者的信息生产者或消费者转换转换转换数据流的处理过程,转换数据流的处理过程,又称泡(又称泡(bubble)数据源数据源数据流数据流为一个或多个转换提供数据源或数据为一个或多个转换提供数据源或数据存储服务的缓冲区、文件或数据库存储服务的缓冲区、文件或数据库在转换之间有向流动的在转换之间有向流动的数据项或数据项集合数据项或数据项集合 “与与”,即同时输入,即同时输入/出;出;+“或或”,即至少一项输入,即至少一项输入/出;出;“异或异或”,即非同时输入,即非同时输入/出出*第4页,本讲稿共40页数据流图数据流图数据流图提供了层次结构,让分析人员数据流图提供了层次结构,让分析人员能够方便
5、地表示任意抽象级别上的信息能够方便地表示任意抽象级别上的信息系统或其子系统,并支持问题分解、逐系统或其子系统,并支持问题分解、逐步求精的分析方法。步求精的分析方法。初始时,整个信息处理系统可以用图初始时,整个信息处理系统可以用图5-1-2所示的顶级(第所示的顶级(第0级)数据流图表示。级)数据流图表示。第5页,本讲稿共40页图图5-1-2 “家庭保安系统家庭保安系统”顶级数据流图顶级数据流图警报类别警报类别显示信息显示信息电话拨号音频电话拨号音频传感数据传感数据用户命令用户命令家庭保家庭保安系统安系统控制面板控制面板传感器传感器显示器显示器电话机电话机警报器警报器第6页,本讲稿共40页 随着需
6、求分析活动的逐渐深入,较高抽象级别上的复杂转换可随着需求分析活动的逐渐深入,较高抽象级别上的复杂转换可以精化为一系列相互关联的数据流和子转换,如图以精化为一系列相互关联的数据流和子转换,如图5-1-3所示。所示。在数据流方法中,对数据(数据流)的精化是伴随着对转换在数据流方法中,对数据(数据流)的精化是伴随着对转换的逐步精化而同步进行的。的逐步精化而同步进行的。Z2Y2X2N1M1D1D1C1C1E1E1B0A0A0F1F3FF2F4F5F41F42F43F44B0第第0级级第第1级级第第2级级图图5-1-3 数据流图的精化与层间平衡数据流图的精化与层间平衡第7页,本讲稿共40页建立数据流模型
7、要遵循以下的原则建立数据流模型要遵循以下的原则1每每个个加加工工至至少少应应有有一一个个输输入入数数据据流流(反反映映被被处处理理数数据据的的来源)和一个输出数据流(反映加工的结果)。来源)和一个输出数据流(反映加工的结果)。2数数据据流流图图中中各各构构成成元元素素的的名名称称必必须须具具有有明明确确的的含含义义且且能能够代表对应元素的内容或功能。够代表对应元素的内容或功能。3对对某某个个加加工工进进行行细细化化生生成成的的下下层层数数据据流流图图,称称为为其其上上层层图图的的子子图图。应应保保证证分分层层数数据据流流图图中中任任意意对对应应的的父父图图和和子子图图的的输输入入/输出数据流保
8、持一致。输出数据流保持一致。4应应按按照照层层次次给给每每个个加加工工编编号号,用用于于表表明明该该加加工工所所处处的的层层次次及及上上、下下层层的的父父图图与与子子图图的的关关系系。编编号号的的规规则则为为:顶顶层层加加工工不不用用编编号号;第第一一层层加加工工的的编编号号为为1,2,n。第第二二层层加工的编号为加工的编号为11,12,21,22,n1,n2,等,以此类推。等,以此类推。第8页,本讲稿共40页建立数据流模型要遵循以下的原则建立数据流模型要遵循以下的原则5在在父父图图中中不不要要出出现现子子图图中中涉涉及及的的局局部部数数据据存存储储文文件件。通通常常除除底底层层数数据据流流图
9、图中中需需表表明明所所有有数数据据存存储储外外,为为保保持持画画面面整整洁洁,各各中中间间层层数数据据流流图图只只需需显显示示处处于于加加工工之之间间的的接接口口文文件即可。件即可。6数数据据流流图图只只能能由由四四种种基基本本符符号号组组成成,是是实实际际业业务务流流程程的的客客观观映映象象,用用于于说说明明系系统统应应该该“做做什什么么”,而而不不需需要要指指明明系系统统“如如何做何做”。7数数据据流流图图的的分分解解速速度度应应保保持持适适中中。通通常常一一个个加加工工每每次次可可分分解解为为24个个子子加加工工,最最多多不不要要超超过过七七个个,否否则则会会增增加加用用户户的的理解难度
10、。同时要注意,逐层精化必须适可而止。理解难度。同时要注意,逐层精化必须适可而止。8 如果为了便于数据流图在计算机上的输入和输出,应免如果为了便于数据流图在计算机上的输入和输出,应免除斜线、弧线、圆等符号。除斜线、弧线、圆等符号。第9页,本讲稿共40页5.3 基于数据流的分析方法基于数据流的分析方法 5.3.1 创建数据流模型创建数据流模型数据流图是目标软件系统中各个处理子功能以及它们之数据流图是目标软件系统中各个处理子功能以及它们之间的数据流动的图形表示。数据流图的精化过程实际上间的数据流动的图形表示。数据流图的精化过程实际上是处理子功能和数据流的细化过程。随着这一过程的进是处理子功能和数据流
11、的细化过程。随着这一过程的进行,用户需求逐步精确化、一致化和完备化。行,用户需求逐步精确化、一致化和完备化。创建用户需求的数据流模型应遵循以下创建用户需求的数据流模型应遵循以下5条规则条规则:1)首首先先建建立立顶顶级级数数据据流流图图,其其中中只只含含有有一一个个代代表表目目标标软软件件系系统统整体处理功能的转换。整体处理功能的转换。根根据据软软件件系系统统与与外外部部环环境境的的关关系系确确定定顶顶级级数数据据流流图图中中的的外部实体以及它们与软件系统之间的数据流。外部实体以及它们与软件系统之间的数据流。第10页,本讲稿共40页例如例如图图5-1-2 “家庭保安系统家庭保安系统”顶级数据流
12、图顶级数据流图警报类别警报类别显示信息显示信息电话拨号音频电话拨号音频传感数据传感数据用户命令用户命令家庭保家庭保安系统安系统控制面板控制面板传感器传感器显示器显示器电话机电话机警报器警报器第11页,本讲稿共40页创建数据流模型的创建数据流模型的5条规则条规则2)对对用用户户需需求求的的文文字字描描述述进进行行语语法法分分析析,其其中中的的名名词词和和名名词词短短语语构构成成潜潜在在的的外外部部实实体体、数数据据源源或或数数据据流流,动动词词构构成成潜潜在在的处理功能。的处理功能。结结合合分分析析人人员员对对问问题题域域和和用用户户需需求求的的理理解解,确确定定软软件件系系统统的的主主要要功功
13、能能以以及及它它们们之之间间的的数数据据流流,产产生生“家家庭庭保保安安系系统统”1级数据流图如图级数据流图如图5-3-1所示。所示。第12页,本讲稿共40页图图5-3-1 “家庭保安系统家庭保安系统”1级数据流图级数据流图警报类别警报类别电话拨电话拨号音频号音频传感信息传感信息配置数据配置数据传感数据传感数据配置数据配置数据原口令原口令口令有效口令有效/口令无效口令无效口令口令配置数据配置数据配置命令配置命令显示信息显示信息启动启动/停止时停止时的显示信息的显示信息口令有效口令有效启动启动/停止停止命令命令用户命令用户命令配置信息配置信息控制面板控制面板用用 户户 命命令处理令处理系统系统配
14、置配置口令口令核对核对信息信息显示显示启动启动/停止停止处理处理显示面板显示面板传感器传感器监测监测传感器传感器警报器警报器电话机电话机第13页,本讲稿共40页创建数据流模型的创建数据流模型的5条规则条规则3)采采用用通通常常的的功功能能分分解解方方法法,按按照照“强强内内聚聚、松松耦耦合合”的的原原则则逐逐个个对对处处理理功功能能进进行行精精化化;与与此此同同时时逐逐步步完完成成对对数数据据流流的的精精化化,并并针针对对被被精精化化的的处处理理功功能能生生成下一级数据流图。成下一级数据流图。“强强内内聚聚、松松耦耦合合”的的原原则则对对于于目目标标软软件件系系统统的的可可修修改改性性、可可扩
15、扩充充性性大大有有益益处处,因因为为开开发发人人员员可可以缩小软件修改或扩充的影响传播范围。以缩小软件修改或扩充的影响传播范围。对对数数据据流流的的精精化化包包含含两两个个方方面面的的意意义义。首首先先,伴伴随随着着功功能能分分解解的的进进行行,数数据据流流的的内内容容及及各各项项特特征征将将逐逐步步彰彰显显,所所以以要要将将其其作作为为数数据据字字典典的的一一个个条条目目,并并不不断断精精化化、调调整整内内容容。其其次次,在在父父数数据据流流图图中中的的复复合合数数据据项项可可被被分分解解为为子子数数据据项项,这这种种数数据据流流分分解解不不能违背平衡原则。能违背平衡原则。第14页,本讲稿共
16、40页图图5-3-2 “家庭保安系统家庭保安系统”2级数据流图:级数据流图:对对“传感器监测传感器监测”的分解的分解传感器感器ID,类别传感数据感数据(内部表示)(内部表示)传感传感数据数据报警信息报警信息电话拨电话拨号音频号音频配置数据配置数据报警类别报警类别电话号码电话号码传感信息传感信息配置信息配置信息读取传读取传感数据感数据生成报生成报警信号警信号异常数异常数据判别据判别电话电话拨号拨号第15页,本讲稿共40页创建数据流模型的创建数据流模型的5条规则条规则4)精化过程中必须维持各级数据流图之间)精化过程中必须维持各级数据流图之间的数据流平衡。的数据流平衡。5)精化过程应适可而止,避免涉
17、及软件设)精化过程应适可而止,避免涉及软件设计细节。一般说来,如果某子功能可以计细节。一般说来,如果某子功能可以用一段简洁、精确的文字描述清楚,就用一段简洁、精确的文字描述清楚,就无需进一步分解。无需进一步分解。第16页,本讲稿共40页5.3.2 过程规格说明过程规格说明对对于于数数据据流流图图中中不不再再分分解解的的处处理理功功能能,分分析析人人员员要要借借助助结结构构化化自自然然语语言言对对其其功功能进行精确、简洁的描述。能进行精确、简洁的描述。图图5-3-1中中“口口令令核核对对”子子功功能能分分解解出出来来的的“设置口令设置口令”子功能可描述如下页:子功能可描述如下页:第17页,本讲稿
18、共40页过程规格说明举例过程规格说明举例“设置口令设置口令”子功能子功能1参数:口令;类别:字符串参数:口令;类别:字符串2处理步骤:处理步骤:1)检检查查系系统统是是否否已已有有口口令令。若若有有,则则验验证证用用户户输输入入口口令令的的有有效效性性。如如果果有有效效,则则显显示示提提示示信信息息要要求求输输入入新新口口令;否则,显示失败信息并退出。令;否则,显示失败信息并退出。2)检检查查口口令令长长度度是是否否合合法法。如如果果非非法法,则则显显示示提提示示信信息要求重新输入。息要求重新输入。3)要要求求用用户户再再次次键键入入合合法法口口令令,以以便便用用户户确确认认和和记记忆忆。如果
19、两次键入的口令不符,则返回。如果两次键入的口令不符,则返回。4)将将确确认认后后的的口口令令按按某某种种加加密密方方法法转转换换为为另另一一字字符符串串存存放于系统配置文件中。显示成功信息并退出。放于系统配置文件中。显示成功信息并退出。3约约束束条条件件:在在上上述述1)、2)、3)步步骤骤中中,用用户户重重试试的的机机会不超过会不超过3次。次。第18页,本讲稿共40页思考思考l某医院打算开发一个以计算机为中心的某医院打算开发一个以计算机为中心的患者监护系统,请分层画出描述本系统患者监护系统,请分层画出描述本系统功能的数据流图。功能的数据流图。l基本要求是随时接受每个病人的生理信基本要求是随时
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