软件需求-第9课-软件需求分析-结构化建模(一).ppt
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2、tter(0.5);MeasureLight();哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院海量数据挖掘及网络数据集成研究组海量数据挖掘及网络数据集成研究组 王念滨王念滨 教授教授 博导博导1第第 9 9章章 结构化建模方法结构化建模方法2本课主要讨论问题本课主要讨论问题第9章 结构化建模方法6 DFD的类型1 过程建模2 数据流图DFD3 微规格说明4 数据字典5 模块结构图9 ERD建模7 数据模型8 实体关系模型ERD3第9章 结构化建模方法本课主要讨论问题本课主要讨论问题6 DFD的类型1 过程建模2 数据流图DFD3 微规格说明4 数据字典5 模块结构图9
3、ERD建模7 数据模型8 实体关系模型ERD4v结构化建模结构化建模过程建模,数据建模过程建模,数据建模v过程建模是结构化建模的核心方法过程建模是结构化建模的核心方法系统是过程的集合系统是过程的集合过程可以被分解为子过程过程可以被分解为子过程最终的子过程可以被映射为计算实体最终的子过程可以被映射为计算实体函数函数所有的系统都是由过程构建的所有的系统都是由过程构建的v主要思想主要思想用图形的方式建立和描述良好的过程模型用图形的方式建立和描述良好的过程模型第9章 结构化建模方法1 过程建模过程建模5定义定义 模型是对现实中存在的东西的抽象。(模型与被建模模型是对现实中存在的东西的抽象。(模型与被建
4、模 的东西是两回事,要么去处了细节、要么尺寸不同)的东西是两回事,要么去处了细节、要么尺寸不同)模型可以指导创建现实中的事物。模型可以指导创建现实中的事物。定义定义 现实世界中某些重要方面的表示。现实世界中某些重要方面的表示。定义定义 模型是对对象系统的形式化的特征抽象,概括性或近模型是对对象系统的形式化的特征抽象,概括性或近 似地表示似地表示第9章 结构化建模方法1 过程建模过程建模关于模型关于模型定义定义 模型是以精确定义的语言对系统作出的描述。模型是以精确定义的语言对系统作出的描述。精确定义的语言是具有精确定义的形式(语法)精确定义的语言是具有精确定义的形式(语法)和含义(语义)的语言。
5、和含义(语义)的语言。6定义定义 模型是一组具有完整语义的信息,它主要包括两方面模型是一组具有完整语义的信息,它主要包括两方面 内容:内容:1)对现实的简化或是对实现的简化;)对现实的简化或是对实现的简化;2)认知主体的视角或者抽象层次。)认知主体的视角或者抽象层次。前者是被认识的客体,表现为各种类型的图及包含的前者是被认识的客体,表现为各种类型的图及包含的 元素及关联;后者反映认知的主体,表现为不同类型元素及关联;后者反映认知的主体,表现为不同类型 的视图。的视图。第9章 结构化建模方法1 过程建模过程建模关于模型关于模型对象对象系统系统模型模型系统系统抽象抽象(映射)(映射)模型应用模型应
6、用模型的构造与应用模型的构造与应用7第9章 结构化建模方法1 过程建模过程建模v结构化分析(结构化分析(Structured AnalysisStructured Analysis,SASA)是由)是由Douglas Ross Douglas Ross 提出的,由提出的,由DeMarcoDeMarco进行推广的。进行推广的。v采用采用自顶向下、逐层自顶向下、逐层进行进行功能分解功能分解的系统分析方法来定义的系统分析方法来定义系统的需求。系统的需求。v适用于分析适用于分析大型的数据处理系统大型的数据处理系统。v方法的特点:利用数据流图(方法的特点:利用数据流图(Data Flow Diagram
7、Data Flow Diagram,DFDDFD)来帮助理解问题,对问题进行分析。来帮助理解问题,对问题进行分析。v一般工具:一般工具:DFDDFD、数据字典、结构化英语、判定表、判定数据字典、结构化英语、判定表、判定树等。树等。结构化分析方法结构化分析方法-概念、特征概念、特征8第9章 结构化建模方法v功能分析工具功能分析工具:DFDDFD、DDDD、结构化英语、判定表和判定结构化英语、判定表和判定树。树。v行为分析工具行为分析工具:状态迁移图、:状态迁移图、PetriPetri网等。网等。v数据分析工具数据分析工具:ERER图或者图或者EEREER(扩展扩展ERER)图。图。vSASA主要
8、针对数据处理领域,因此,系统分析的主要针对数据处理领域,因此,系统分析的侧重点在于侧重点在于功能分析和数据分析功能分析和数据分析,而行为分析使用得较少。而行为分析使用得较少。结构化分析方法结构化分析方法-方法与工具方法与工具1 过程建模过程建模9第9章 结构化建模方法1 过程建模过程建模v结构化分析遵循的三条基本原则:结构化分析遵循的三条基本原则:分解分解 抽象抽象 映射映射v三个主要目标:三个主要目标:描述用户需要描述用户需要建立创建软件设计的基础建立创建软件设计的基础定义软件完成后可被确认的一组需求定义软件完成后可被确认的一组需求结构化分析方法结构化分析方法-基本原则与主要目标基本原则与主
9、要目标10第9章 结构化建模方法1 过程建模过程建模E-RE-R图图状态变迁状态变迁图图(STD(STD图图)加加加加工工工工规规规规约约约约控制规约控制规约控制规约控制规约数数数数据据据据对对对对象象象象规规规规 约约约约数据字典数据字典(DDDD)数据流图数据流图(DFD)(DFD)结构化分析方法的结构结构化分析方法的结构11第9章 结构化建模方法1 过程建模过程建模v数据字典数据字典(DD)(DD)模型模型核心,核心,包含了包含了所有数据对象的描述的中心库。所有数据对象的描述的中心库。vE-RE-R图图(ERD)(ERD)表示数据对象以及相互的关系,用于数据建模。表示数据对象以及相互的关
10、系,用于数据建模。v数据流图数据流图(DFD)(DFD)指明数据在系统中移动时如何被变换指明数据在系统中移动时如何被变换;描述对数据流进行变换的功能描述对数据流进行变换的功能;DFD DFD中每个功能的描述包含在加工规约中每个功能的描述包含在加工规约(小说明小说明)。用于功能建模。用于功能建模。v状态变迁图状态变迁图(STD)(STD)指明作为外部事件的结果指明作为外部事件的结果,系统将如何动作。用于行系统将如何动作。用于行为建模。为建模。结构化分析模型的构成元素结构化分析模型的构成元素12第9章 结构化建模方法1 过程建模过程建模结构化分析模型演变结构化分析模型演变用户用户用户用户调查调查调
11、查调查物理模型物理模型物理模型物理模型逻辑逻辑逻辑逻辑抽象抽象抽象抽象当前系统当前系统当前系统当前系统逻辑模型逻辑模型逻辑模型逻辑模型当前系统当前系统当前系统当前系统计算计算计算计算机化机化机化机化评审评审评审评审修改修改修改修改正式模型正式模型正式模型正式模型完善完善完善完善细节细节细节细节目标系统目标系统目标系统目标系统目标系统目标系统目标系统目标系统初始模型初始模型初始模型初始模型经认可的经认可的经认可的经认可的问题需求问题需求系统模型系统模型系统模型系统模型用户用户用户用户13第9章 结构化建模方法1 过程建模过程建模 逻辑模型逻辑模型逻辑模型逻辑模型 物理模型物理模型物理模型物理模型
12、 (本质模型本质模型本质模型本质模型、概念模型概念模型概念模型概念模型)()()()(实施模型、技术模型实施模型、技术模型实施模型、技术模型实施模型、技术模型)现现现现行行行行系系系系统统统统目目目目标标标标系系系系统统统统描述重要的业务功能,描述重要的业务功能,无论系统是如何实施的无论系统是如何实施的描述现实系统是如何在描述现实系统是如何在物理上实现的。物理上实现的。描述新系统的主要业务描述新系统的主要业务功能和用户新的需求,功能和用户新的需求,无论系统应如何实施。无论系统应如何实施。描述新系统是如何实施描述新系统是如何实施的(包括技术)。的(包括技术)。14第9章 结构化建模方法1 过程建
13、模过程建模 模型化或模型方法是通过抽象、概括和一般化,把研究的模型化或模型方法是通过抽象、概括和一般化,把研究的模型化或模型方法是通过抽象、概括和一般化,把研究的模型化或模型方法是通过抽象、概括和一般化,把研究的对象或问题转化为本质(关系或结构)相同的另一对象或问对象或问题转化为本质(关系或结构)相同的另一对象或问对象或问题转化为本质(关系或结构)相同的另一对象或问对象或问题转化为本质(关系或结构)相同的另一对象或问题,从而加以解决的方法。模型化方法要求所建立的模型能题,从而加以解决的方法。模型化方法要求所建立的模型能题,从而加以解决的方法。模型化方法要求所建立的模型能题,从而加以解决的方法。
14、模型化方法要求所建立的模型能真实反映所研究对象的整体结构、关系或某一过程、某一局真实反映所研究对象的整体结构、关系或某一过程、某一局真实反映所研究对象的整体结构、关系或某一过程、某一局真实反映所研究对象的整体结构、关系或某一过程、某一局部、某一侧面的本质特征和变化规律。部、某一侧面的本质特征和变化规律。部、某一侧面的本质特征和变化规律。部、某一侧面的本质特征和变化规律。关于模型化关于模型化模型的作用模型的作用v在建模过程中了解系统在建模过程中了解系统v通过抽象降低复杂性通过抽象降低复杂性v有助于回忆所有的细节有助于回忆所有的细节v有助于开发小组间的交流有助于开发小组间的交流v有助于与用户的交流
15、有助于与用户的交流v为系统的维护提供文档为系统的维护提供文档15第9章 结构化建模方法1 过程建模过程建模 -学生购买教材的学生购买教材的物理模型物理模型 结构化建模示例结构化建模示例建立计算机售书系统的逻辑模型建立计算机售书系统的逻辑模型张张张张秘书秘书秘书秘书学学学学生生生生购书购书购书购书 购书购书购书购书 王王王王会计会计会计会计发票发票发票发票李李李李出纳出纳出纳出纳领书领书领书领书赵赵赵赵保管保管保管保管单单单单申请申请申请申请证证证证明明明明书书书书(1 1)通过对现实环境的调查,通过对现实环境的调查,获得当前系统的物理模型。获得当前系统的物理模型。16第9章 结构化建模方法1
16、过程建模过程建模 -学生购买教材的学生购买教材的 逻辑模型逻辑模型 审查审查审查审查有效性有效性有效性有效性学学学学生生生生有效有效有效有效购书购书购书购书单单单单 开发票开发票开发票开发票发票发票发票发票开领开领开领开领书单书单书单书单领书领书领书领书单单单单发书发书发书发书购书购书购书购书单单单单书书书书(2 2 )去掉具体模型中的非本质因素:去掉具体模型中的非本质因素:抽取现实系统的实质,抽象出当前系统的逻辑模型。抽取现实系统的实质,抽象出当前系统的逻辑模型。结构化建模示例结构化建模示例建立计算机售书系统的模型建立计算机售书系统的模型17第9章 结构化建模方法1 过程建模过程建模(3 3
17、)分析当前系统与目标系统的差别,建立)分析当前系统与目标系统的差别,建立目标系目标系 统的逻统的逻辑模型辑模型 。学学生生审查并审查并开发票开发票购书单购书单发票发票领书单领书单开领开领书单书单无效书单无效书单学学生生计算机教材管理系统的逻辑模型计算机教材管理系统的逻辑模型计算机教材管理系统的逻辑模型计算机教材管理系统的逻辑模型(4 4)对目标系统的逻辑模型进行细化、改进与优化)对目标系统的逻辑模型进行细化、改进与优化(5 5)需求分析的验证)需求分析的验证18第9章 结构化建模方法本课主要讨论问题本课主要讨论问题6 DFD的类型1 过程建模2 数据流图DFD3 微规格说明4 数据字典5 模块
18、结构图9 ERD建模7 数据模型8 实体关系模型ERD19第9章 结构化建模方法2 数据流图数据流图DFDv 数据流图(数据流图(DFDDFD:Data Flow DiagramData Flow Diagram)就是组织中信息运就是组织中信息运动的抽象,是信息逻辑系统模型的主要形式。这个模型不涉及动的抽象,是信息逻辑系统模型的主要形式。这个模型不涉及硬件、软件、数据结构与文件组织,它与对系统的硬件、软件、数据结构与文件组织,它与对系统的物理描述物理描述无无关,只是用一种图形及与此相关的注释来表示系统的关,只是用一种图形及与此相关的注释来表示系统的逻辑功能逻辑功能,即所开发的系统在信息处理方面
19、要做什么。即所开发的系统在信息处理方面要做什么。v 由于图形描述简明、清晰,不涉及到技术细节,所描述的内由于图形描述简明、清晰,不涉及到技术细节,所描述的内容是容是面向用户面向用户的,所以即使完全不懂信息技术的用户单位的人的,所以即使完全不懂信息技术的用户单位的人员也容易理解。因此员也容易理解。因此数据流图数据流图是是系统分析人员系统分析人员与与用户用户之间进行之间进行交流的有效手段,也是系统设计(即建立所开发的系统的物理交流的有效手段,也是系统设计(即建立所开发的系统的物理模型)的主要依据之一。模型)的主要依据之一。20 数据流图脱离系统中的物理因素数据流图脱离系统中的物理因素(如计算机等如
20、计算机等),表达出系统对表达出系统对信息的加工信息的加工情况。情况。DFDDFD可以描述原系统可以描述原系统/新系统新系统/子系统。子系统。DFDDFD是是SASA的主要工具,它简单、直观,用图形、的主要工具,它简单、直观,用图形、文字描述系统。它便于使用、便于交流、便于讨论、文字描述系统。它便于使用、便于交流、便于讨论、便于形成共识,是计算机专业人员和用户单位业务人便于形成共识,是计算机专业人员和用户单位业务人员的员的共同语言共同语言。第9章 结构化建模方法2 2 数据流图数据流图DFDDFD21第9章 结构化建模方法2 数据流图数据流图DFD数据流图的构成及基本元素数据流图的构成及基本元素
21、数据加工(数据加工(P)外部项(外部项(S)数据流(数据流(F)数据存储(数据存储(D)DFD由四种基本符号组成。如下图所示。由四种基本符号组成。如下图所示。外部实体外部实体过程过程22第9章 结构化建模方法2 数据流图数据流图DFD数据流图的构成及基本元素数据流图的构成及基本元素(1)外部项(外部实体)外部项(外部实体)源点源点和和终点终点(又称又称端点端点)是系统外的是系统外的实体实体,称作,称作外部项外部项。它们存在于环境之中,与系统有信息交流,从源点到系它们存在于环境之中,与系统有信息交流,从源点到系统的信息叫统的信息叫系统的输入系统的输入;从系统到终点的信息称;从系统到终点的信息称系
22、统的系统的输出输出。同一个端点可以是。同一个端点可以是人人或或其它系统其它系统。在。在DFDDFD中引入中引入源点和终点是为了便于理解系统,所以不需要详细描述源点和终点是为了便于理解系统,所以不需要详细描述它们。它们可有编号,以它们。它们可有编号,以“S S”开头。开头。23第9章 结构化建模方法2 数据流图数据流图DFDv外部实体外部实体外部实体外部实体是指处于待构建系统之外的是指处于待构建系统之外的人人、组织组织、设备设备或或者者其他软件系统其他软件系统,它们不受系统的控制,开发者不能以,它们不受系统的控制,开发者不能以任何方式操纵它们。任何方式操纵它们。需要进行建模的外部实体是那些和待构
23、建的软件系统之需要进行建模的外部实体是那些和待构建的软件系统之间存在着数据交互的外部实体,它们是待构建系统的数间存在着数据交互的外部实体,它们是待构建系统的数据源或者数据目的地据源或者数据目的地所有的外部实体联合起来构成了软件系统的所有的外部实体联合起来构成了软件系统的外部上下文外部上下文环境环境 (1)外部项(外部实体)外部项(外部实体)数据流图的构成及基本元素数据流图的构成及基本元素24第9章 结构化建模方法2 数据流图数据流图DFD 引入外部项是为了划定系统的引入外部项是为了划定系统的边界边界,不需严格定,不需严格定义。但也要统一编号,而且要与数据字典中的编号相义。但也要统一编号,而且要
24、与数据字典中的编号相一致。源点和终点可以在多处出现,用一致。源点和终点可以在多处出现,用特定符号特定符号表示表示重复的外部项重复的外部项。(1)外部项(外部实体)外部项(外部实体)数据流图的构成及基本元素数据流图的构成及基本元素25第9章 结构化建模方法2 数据流图数据流图DFD 为了使为了使DFDDFD清楚易懂,我们对加工、数据流、文件的清楚易懂,我们对加工、数据流、文件的命名命名都力求都力求简单简单。至于加工的加工逻辑、数据流的数据结。至于加工的加工逻辑、数据流的数据结构等,将在数据字典中定义。数据字典和构等,将在数据字典中定义。数据字典和DFDDFD一起来描述一起来描述系统。系统。操作操
25、作员员外部项外部项 重复的外部项重复的外部项操作操作员员(1)外部项(外部实体)外部项(外部实体)数据流图的构成及基本元素数据流图的构成及基本元素26第9章 结构化建模方法2 数据流图数据流图DFD 常见的外部项(外部实体)有:常见的外部项(外部实体)有:a)a)从待构建系统中获取数据或者为其提供数据的组织,从待构建系统中获取数据或者为其提供数据的组织,如:如:供货方供货方,销售方销售方等。等。b)b)需要和待构建系统交互的个人,如:需要和待构建系统交互的个人,如:顾客顾客,办事员办事员。c)c)需要和待构建系统交换数据的需要和待构建系统交换数据的其他软件系统其他软件系统。(1)外部项(外部实
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