第3章-需求分析 数据库原理.ppt

《第3章-需求分析 数据库原理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第3章-需求分析 数据库原理.ppt（46页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、主讲人：陈云贵主讲人：陈云贵Tel：18750455919Email：2023/1/5第第3章章 需求分析需求分析3.1 需求分析的任务需求分析的任务3.2 与用户沟通获取需求的方法与用户沟通获取需求的方法3.3 分析建模与规格说明分析建模与规格说明3.4 实体实体-联系图联系图3.5 数据规范化数据规范化3.6 状态转换图状态转换图3.7 其他图形工具其他图形工具3.8 验证软件需求验证软件需求3.9 小结小结2023/1/5需求工程的重要性需求工程的重要性Standish-GroupStandish-Group对对350350家公司的家公司的80008000个软件项目作过一次调查个软件项目

2、作过一次调查,其中，其中，31%31%的项目的结局是被取消的项目的结局是被取消。引致这些项目失败的原因是：引致这些项目失败的原因是：13.1%13.1%不完整的产品要求不完整的产品要求；12.4%12.4%缺乏用户的参与缺乏用户的参与；10.6%10.6%缺少资源（人力、财力）；缺少资源（人力、财力）；9.9%9.9%不现实的期望不现实的期望；9.3%9.3%高层领导支持不足；高层领导支持不足；8.7%8.7%产品要求与指标的改变产品要求与指标的改变；8.1%8.1%没有订计划；没有订计划；7.5%7.5%不再需要该开发中的系统。不再需要该开发中的系统。其中，与产品需求有关的（其中，与产品需求

3、有关的（1,2,4,1,2,4,和和6 6项）占了项）占了44.1%44.1%。这些数据突出。这些数据突出地显示了软件产品需求在软件开发中的重要性。地显示了软件产品需求在软件开发中的重要性。2023/1/5需求分析的准则需求分析的准则回答回答“系统必须做什么系统必须做什么?”准则准则(1)必须理解并描述问题的信息域，建立必须理解并描述问题的信息域，建立数据模型数据模型。(2)必须定义软件应完成的功能，建立必须定义软件应完成的功能，建立功能模型功能模型。(3)必须描述作为外部事件结果的软件行为，建立必须描述作为外部事件结果的软件行为，建立行为模型行为模型。(4)必须对描述信息、功能和行为的模型进

4、行必须对描述信息、功能和行为的模型进行分解分解，用，用层次层次的方式展示细节。的方式展示细节。最后写出软件需求规格说明书最后写出软件需求规格说明书2023/1/53.1 需求分析的任务需求分析的任务确定对系统的综合要求确定对系统的综合要求功能、性能、可靠性、可用性、出错处理、接口、需求、约束、扩充分析系统的数据要求分析系统的数据要求数据模型、数据结构导出系统的逻辑模型导出系统的逻辑模型数据流图、实体-联系图、状态转换图、数据字典和处理算法描述修正系统开发计划修正系统开发计划2023/1/53.2 获取需求的方法获取需求的方法访谈：正式、非正式访谈、情景分析访谈：正式、非正式访谈、情景分析面向数

5、据流自顶向下求精面向数据流自顶向下求精结构化分析结构化分析简易的应用规格说明技术简易的应用规格说明技术快速建立软件原型快速建立软件原型分析师事先准分析师事先准备好具体的问备好具体的问题题开放式问题，鼓励开放式问题，鼓励访问人员说出自己访问人员说出自己的想法的想法对用户将来使用目标对用户将来使用目标系统解决某个问题的系统解决某个问题的方法和结果进行分析方法和结果进行分析2023/1/5简易应用规格说明技术简易应用规格说明技术讨论的目标是，针对每个议题讨论的目标是，针对每个议题(对象、服务、对象、服务、约束和性能约束和性能)都创建出一张意见一致的列表。都创建出一张意见一致的列表。在完成了小型规格说

6、明之后，每个与会者在完成了小型规格说明之后，每个与会者都制定出产品的一整套确认标准，并把自都制定出产品的一整套确认标准，并把自己制定的列表提交会议讨论，以创建出意己制定的列表提交会议讨论，以创建出意见见一致的确认标准列表。最后，由一名一致的确认标准列表。最后，由一名或多名与会者根据会议成果起草完整的规或多名与会者根据会议成果起草完整的规格说明。格说明。2023/1/5需求分析的人员需求分析的人员 2023/1/53.3 分析建模与规格说明分析建模与规格说明 3.3.1 分析建模分析建模结构化分析实质结构化分析实质建模建模不同角度抽象出目标系统的特性使用精确的表示方法构造系统的模型需求分析建立需

7、求分析建立3种模型种模型数据模型：实体-联系图功能模型：数据流图行为模型：状态转换图2023/1/5结构化分析的分析模型结构化分析的分析模型 实体实体关系图关系图状态迁移图数据流图数据对象描述加工规格说明数据字典控制规格说明2023/1/53.3.2 软件需求规格说明软件需求规格说明需求分析阶段需求分析阶段最主要的文档最主要的文档自然语言完整、准确、具体内容：数据要求、功能需求、性能需求、可靠性和可用性要求、出错处理需求、接口需求、约束、逆向需求以及将来可能提出的要求2023/1/5软件需求说明书的编写提示（GB856T88）1 引言 1.1 编写目的 1.2 背景 1.3 定义 1.4 参考

8、资料 2 2 任务概述任务概述 2.1 2.1 目标目标 2.2 2.2 用户的特点用户的特点 2.3 2.3 假定和约束假定和约束2023/1/5软件需求说明书的编写提示（GB856T88）3 需求规定 3.1 对功能的规定 3.2 对性能的规定 3.2.1 精度 3.2.2 时间特性要求 3.2.3 灵活性 3.3 输人输出要求 3.4 数据管理能力要求 3.5 故障处理要求 3.6 其他专门要求 4 4 运行环境规定运行环境规定 4.1 4.1 设备设备 4.2 4.2 支持软件支持软件 4.3 4.3 接口接口 4.4 4.4 控制控制2023/1/53.4 数据模型数据模型建立概念模

9、型（建立概念模型（ER图）图）描述了从用户角度看到的数据反映了用户的现实环境与在软件系统中的实现方法无关包含包含3种相互关联的信息种相互关联的信息数据对象：外部实体、事物、行为、事件等数据对象的属性：定义了数据对象的性质数据对象彼此间相互连接的关系：联系2023/1/5(1).数据对象数据对象:是对软件必须理解的复合信息的抽象。复合信息:是指具有一系列不同性质或属性的事物，仅有单个值的事物(例如，宽度)不是数据对象。可以由一组属性来定义的实体都可以被认为是数据对象。如：外部实体、事物、行为、事件、角色、单位、地点或结构等。数据对象彼此间是有关联的。2023/1/5(2).属 性属性定义了数据对

10、象的性质。必须把一个或多个属性定义为“标识符”，也就是说，当我们希望找到数据对象的一个实例时，用标识符属性作为“关键字”(通常简称为“键”)。应该根据对所要解决的问题的理解，来确定特定数据对象的一组合适的属性。如：学生具有学生具有学号学号、姓名姓名、性别性别、年龄年龄、专业专业（其它略）等属性；（其它略）等属性；课程具有课程具有课程号课程号、课程名课程名、学分学分、学时数学时数等属性；等属性；教师具有教师具有职工号职工号、姓名姓名、年龄年龄、职称职称等属性。等属性。2023/1/5(3).联 系数据对象彼此之间相互连接的方式称为联系，也称为关系。联系可分为以下3种类型：a.一对一联系(11)如

11、：一个部门有一个经理，而每个经理只在一个部门任职，则部门与经理的联系是一对一的。b.一对多联系(1N)如：某校教师与课程之间存在一对多的联系“教”，即每位教师可以教多门课程，但是每门课 程只能由一位教师来教。c.多对多联系(MN)如：学生与课程间的联系(“学”)是多对多的，即一个学生可以学多门课程，而每门课程可以 有多个学生来学。联系也可能有属性。如：学生“学”某门课程所取得的成绩，既不是学生的属性也不是课程的属性。由于“成绩”既 依赖于某名特定的学生又依赖于某门特定的课程，所以它是学生与课程之间的联系“学”的属性。2023/1/5(4).实体-联系图的符号ER图中包含了实体(即数据对象)、关

12、系和属性等3种基本成分。通常用矩形框代表实体；用连接相关实体的菱形框表示关系；用椭圆形或圆角矩形表示实体(或关系)的属性；并用直线把实体(或关系)与其属性连接起来。2023/1/53.6 数据规范化数据规范化数据结构规范化数据结构规范化减少数据冗余避免出现插入异常或删除异常简化修改数据的过程“范式范式(normal forms)”定义消除数据冗余的程度第一范式(1 NF)第五范式(5 NF)2023/1/5某校教学管理某校教学管理ER图图2023/1/51 1、范式级别越高，存储同样数据就需要分解成更多张表，因此，、范式级别越高，存储同样数据就需要分解成更多张表，因此，“存储自身存储自身”的过

13、程也就越复杂。的过程也就越复杂。2 2、随着范式级别的提高，数据的存储结构与基于问题域的结、随着范式级别的提高，数据的存储结构与基于问题域的结构间的匹配程度也随之下降，因此，在需求变化时数据的稳构间的匹配程度也随之下降，因此，在需求变化时数据的稳定性较差。定性较差。3 3、范式级别提高则需要访问的表增多，因此性能、范式级别提高则需要访问的表增多，因此性能(速度速度)将下将下降。从实用角度看来，在大多数场合选用第三范式都比较恰当。降。从实用角度看来，在大多数场合选用第三范式都比较恰当。所以，从实用角度看来，在大多数所以，从实用角度看来，在大多数场合选用第三范式都比较恰当。场合选用第三范式都比较恰

14、当。第一范式第一范式(1 NF)数据冗余程度最大，第五范式数据冗余程度最大，第五范式(5 NF)数数据冗余程度最小。据冗余程度最小。但是：但是：2023/1/5第 一 范 式 每个属性值都必须是原子值，即仅仅是一个简单值而不含内部结构。如：如：学生学生(学号学号，姓名，性别，年龄，年级，专业，籍贯，姓名，性别，年龄，年级，专业，籍贯)教师教师(职工号职工号，姓名，年龄，职称，职务，工资级别，工资，姓名，年龄，职称，职务，工资级别，工资)课程课程(课程号课程号，课程名，学分，学时，课程类型，课程名，学分，学时，课程类型)2023/1/5第 二 范 式 满足第一范式条件，而且每个非关键字属性都由整

15、个关键字决定(而不是由关键字的一部分来决定)。如：如：选课选课 (学号，课程号学号，课程号，听课出勤率，作业完成率，分数听课出勤率，作业完成率，分数 )教课教课 (职工号，课程号职工号，课程号，授课效果授课效果 )2023/1/5第 三 范 式 符合第二范式的条件。满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。例如，存在一个部门信息表，其中每个部门有部门编号（dept_id）、部门名称、部门简介等信息。那么员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。20

16、23/1/53.6 3.6 状态转换图状态转换图状态转换图(简称为状态图)通过描绘系统的状态及引起系统状态转换的事件，来表示系统的行为。此外，状态图还指明了作为特定事件的结果系统将做哪些动作(例如，处理数据)。2023/1/5注意事项注意事项初态(一个)、终态(0至多个)、中间状态表示系统循环运行过程:不关心循环是怎样启动的表示系统单程生命期:要标明初态和终态2023/1/5状态转换图三要素状态转换图三要素 事件(event)：引发 object 状态改变的控制信息（瞬时）。状态(status):即 object 的 attributes 所处的情形（可持续）。行为(action):Objec

17、t 要达到某种 status 所做的操作（耗时）。Event 0Status 1do:Action 1Status 2do:Action 2Event 1Event 2StartEndCondition 12023/1/51).1).状状 态态 状态是任何可以被观察到的系统行为模式，一个状态代表系统的一种行为模式。初态(即初始状态)状态 终态(即最终状态)中间状态一张状态图中只能有一个初态，而终态则可以有一张状态图中只能有一个初态，而终态则可以有0 0至多个。至多个。2023/1/52).2).事事 件件 事件是在某个特定时刻发生的事情，它是对引起 系统做动作或(和)从一个状态转换到另一个状态

18、 的外界事件的抽象。例如，内部时钟表明某个规定的时间段已经过去，例如，内部时钟表明某个规定的时间段已经过去，用户移动或点击鼠标等都是事件。用户移动或点击鼠标等都是事件。简而言之，简而言之，事件就是引起系统做动作或事件就是引起系统做动作或(和和)转换转换 状态的控制信息。状态的控制信息。2023/1/5初态用实心圆表示，终态用一对同心圆初态用实心圆表示，终态用一对同心圆(内圆为实心圆内圆为实心圆)表表示。示。中间状态用圆角矩形表示，可以用两条水平横线把它分成中间状态用圆角矩形表示，可以用两条水平横线把它分成上、中、下上、中、下3 3个部分。上面部分为状态的名称，这部分是必个部分。上面部分为状态的

19、名称，这部分是必须有的；中间部分为状态变量的名字和值，这部分是可选须有的；中间部分为状态变量的名字和值，这部分是可选的；下面部分是活动表，这部分也是可选的。的；下面部分是活动表，这部分也是可选的。3).3).符符 号号2023/1/5 例如例如,当有多个申请占用当有多个申请占用CPUCPU运行的进程时运行的进程时,有关有关CPUCPU分配的进程分配的进程的状态迁移。的状态迁移。2023/1/5一个无人职守电梯升降的状态图一个无人职守电梯升降的状态图2023/1/5闲闲 置置拨拨 号号通通 话话断断 线线拨号音拨号音do:do:响拨号音响拨号音超超 时时do:do:响蜂鸣音响蜂鸣音存储的信息存储

20、的信息do:do:播放信息播放信息接通中接通中do:do:试接通试接通振振 铃铃do:do:振振 铃铃忙忙 音音do:do:响忙音响忙音拿起听筒拿起听筒数字数字数字数字有效号码有效号码已接通已接通受话人回话受话人回话受话人挂断电话受话人挂断电话挂断电话挂断电话超超 时时挂断电话挂断电话超时超时无效号码无效号码信息播完信息播完占占 线线电话系统的状态转换图2023/1/53.7 其他图形工具其他图形工具树形结构描绘数据的层次结构树形结构描绘数据的层次结构顶层代表完整的数据结构顶层代表完整的数据结构下面的各层矩形框代表这个数据的子集下面的各层矩形框代表这个数据的子集最底层的各个框代表组成这个数据的

21、实际最底层的各个框代表组成这个数据的实际数据元素数据元素(不能再分割的元素不能再分割的元素)。自顶向下，逐步求精，逐层细化自顶向下，逐步求精，逐层细化3.7.1 层次方框图层次方框图2023/1/5举举 例例2023/1/5领导层辅助决策系统领导层辅助决策系统查询查询辅助决策辅助决策物物资资信信息息重重点点供供料料信信息息商商情情信信息息人人员员状状况况合合同同监监视视财财务务信信息息计计划划执执行行情情况况工工程程进进展展情情况况超超储储低低储储情情况况经经营营指指标标历历年年对对比比价价格格预预测测物物资资用用量量预预测测库库存存定定额额核核定定库库存存结结构构分分析析经经济济采采购购批批

22、量量保保本本保保利利分分析析2023/1/53.7.2 3.7.2 Warnier图图u法国计算机科学家法国计算机科学家Warnier提出了表示信息层次结提出了表示信息层次结构的另外一种图形工具。构的另外一种图形工具。uWarnier图也用树形结构描绘信息，但是这种图形图也用树形结构描绘信息，但是这种图形工具比层次方框图提供了更丰富的描绘手段。工具比层次方框图提供了更丰富的描绘手段。u用用Warnier图可以表明信息的逻辑组织。图可以表明信息的逻辑组织。u它可以指出一类信息或一个信息元素是重复出现的，它可以指出一类信息或一个信息元素是重复出现的，也可以表示特定信息在某一类信息中是有条件地出现也

23、可以表示特定信息在某一类信息中是有条件地出现的。的。2023/1/5举举 例例 图中表示一种软件产品要么是系统软件要么是应用软件。系统软件中有P1种操作系统，P2种编译程序，此外还有软件工具。软件工具是系统软件的一种，它又可以进一步细分为编辑程序、测试驱动程序和设计辅助工具，图中标出了每种软件工具的数量。2023/1/5 3.7.3 输入输入-处理处理-输出图（输出图（IPO图）图）方便地描绘输入数据、对数据的处理和输出数据方便地描绘输入数据、对数据的处理和输出数据之间的之间的关系关系。2023/1/5改进的改进的IPO图图(IPO表表)需求分析阶段需求分析阶段描述算法描述算法的重要工具的重要

24、工具2023/1/53.8 验证软件需求验证软件需求需求分析阶段的工作结果是开发软件系统需求分析阶段的工作结果是开发软件系统的重要基础的重要基础软件系统中软件系统中15%的错误起源于错误的需求。的错误起源于错误的需求。必须严格验证这些需求的正确性。必须严格验证这些需求的正确性。3.8.1 验证软件需求的正确性验证软件需求的正确性2023/1/5 3.8.2 验证软件需求的内容和方法验证软件需求的内容和方法一致性一致性所有需求必须是一致的所有需求必须是一致的人工技术审查、形式化现实性现实性指定的需求应该是可实现的指定的需求应该是可实现的以往系统经验、分析现有技术的可能性、仿真、性能模拟技术完整性

25、完整性需求必须是完整的需求必须是完整的 有效性有效性必须证明需求是正确有效的必须证明需求是正确有效的确实满足用户的实际需要用户试用原型2023/1/5 3.8.3 需求分析的软件工具需求分析的软件工具(1)必须有形式化的语法必须有形式化的语法(或表或表)，可以自动处理使，可以自动处理使用这种语法说明的内容；用这种语法说明的内容；(2)能够导出详细的文档；能够导出详细的文档；(3)必须提供分析必须提供分析(测试测试)规格说明书的不一致性和规格说明书的不一致性和冗余性的手段，产生完整性分析的结果报告；冗余性的手段，产生完整性分析的结果报告；(4)能够改进通信状况。能够改进通信状况。2023/1/5作业作业&思考题思考题教材教材P73 习题习题3