软件工程第四讲--需求分析.ppt

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1、第3章 需求分析3.1 需求分析的任务3.2 信息收集技术3.3 数据模型3.4 功能模型3.5 行为模型3.6 其他图形工具3.7 验证软件需求目标列举信息收集技术技巧设计项目的E-R图设计项目的状态转换图了解其他图形工具第三章 需求分析(I)需求分析的基本任务是准确地回答“系统必须做什么?”。确定系统必须完成哪些工作，对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求。在需求分析阶段结束之前，系统分析员应该写出软件需求规格说明书（Software Requirement Specification），以书面形式准确地描述软件需求。第三章 需求分析(II)所有这些分析方法都遵守下述准则：(1)必须理

2、解并描述问题的信息域，根据这条准则应该建立数据模型。(2)必须定义软件应完成的功能，这条准则要求建立功能模型。(3)必须描述作为外部事件结果的软件行为，这条准则要求建立行为模型。(4)必须对描述信息、功能和行为的模型进行分解，用层次的方式展示细节。3.1 需求分析的任务3.1.1 需求内容3.1.2 逻辑模型3.1.3 修正系统开发计划需求包括的内容(1)(1)功能功能(2)(2)性能性能(3)(3)环境环境(4)(4)接口接口(5)(5)用户或人的因素用户或人的因素(6)(6)文档文档 (7)(7)数据数据(8)(8)资源资源(9)(9)安全保密安全保密(10)(10)软件成本消耗与开发进度

3、软件成本消耗与开发进度(11)(11)质量保证质量保证FF 系统做什么？系统做什么？系统做什么？系统做什么？FF 系统何时做什么？系统何时做什么？系统何时做什么？系统何时做什么？FF 系统何时及如何修改或升级？系统何时及如何修改或升级？系统何时及如何修改或升级？系统何时及如何修改或升级？软件开发的技术性指标软件开发的技术性指标软件开发的技术性指标软件开发的技术性指标FF 存储容量限制存储容量限制存储容量限制存储容量限制FF 执行速度、响应时间执行速度、响应时间执行速度、响应时间执行速度、响应时间FF 吞吐量吞吐量吞吐量吞吐量FF 硬件设备硬件设备硬件设备硬件设备机型、外设、接口、地点、分布、机

4、型、外设、接口、地点、分布、机型、外设、接口、地点、分布、机型、外设、接口、地点、分布、温度、湿度、磁场干扰等温度、湿度、磁场干扰等温度、湿度、磁场干扰等温度、湿度、磁场干扰等FF 软件软件软件软件操作系统、网络、数据库操作系统、网络、数据库操作系统、网络、数据库操作系统、网络、数据库FF 有来自其它系统的输入吗？有来自其它系统的输入吗？有来自其它系统的输入吗？有来自其它系统的输入吗？FF 到自其它系统的输出吗？到自其它系统的输出吗？到自其它系统的输出吗？到自其它系统的输出吗？FF 对数据格式有规定吗？对数据格式有规定吗？对数据格式有规定吗？对数据格式有规定吗？FF 对数据存储介质有规定吗？对

5、数据存储介质有规定吗？对数据存储介质有规定吗？对数据存储介质有规定吗？FF 用户类型？用户类型？用户类型？用户类型？FF 各种用户熟练程度？各种用户熟练程度？各种用户熟练程度？各种用户熟练程度？FF 需受何种训练？需受何种训练？需受何种训练？需受何种训练？FF 用户理解、使用系统的难度？用户理解、使用系统的难度？用户理解、使用系统的难度？用户理解、使用系统的难度？FF 用户错误操作系统的可能性？用户错误操作系统的可能性？用户错误操作系统的可能性？用户错误操作系统的可能性？FF 需哪些文档？需哪些文档？需哪些文档？需哪些文档？FF 文档针对哪些读者？文档针对哪些读者？文档针对哪些读者？文档针对哪

6、些读者？FF 输入、输出数据的格式？输入、输出数据的格式？输入、输出数据的格式？输入、输出数据的格式？FF 接收、发送数据的频率？接收、发送数据的频率？接收、发送数据的频率？接收、发送数据的频率？FF 数据的准确性和精度？数据的准确性和精度？数据的准确性和精度？数据的准确性和精度？FF 数据流量？数据流量？数据流量？数据流量？FF 数据需保持的时间？数据需保持的时间？数据需保持的时间？数据需保持的时间？FF 软件运行时所需的数据、软件、软件运行时所需的数据、软件、软件运行时所需的数据、软件、软件运行时所需的数据、软件、内存空间等资源内存空间等资源内存空间等资源内存空间等资源FF 软件开发、维护

7、所需的人力、支软件开发、维护所需的人力、支软件开发、维护所需的人力、支软件开发、维护所需的人力、支撑软件、开发设备等撑软件、开发设备等撑软件、开发设备等撑软件、开发设备等FF 需对访问系统或系统信息加以控需对访问系统或系统信息加以控需对访问系统或系统信息加以控需对访问系统或系统信息加以控制吗？制吗？制吗？制吗？FF 如何隔离用户之间的数据？如何隔离用户之间的数据？如何隔离用户之间的数据？如何隔离用户之间的数据？FF 用户程序如何与其它程序和操作用户程序如何与其它程序和操作用户程序如何与其它程序和操作用户程序如何与其它程序和操作系统隔离？系统隔离？系统隔离？系统隔离？FF 系统备份要求？系统备份

8、要求？系统备份要求？系统备份要求？开发进度开发进度开发进度开发进度FF 开发有规定的时间表吗？开发有规定的时间表吗？开发有规定的时间表吗？开发有规定的时间表吗？FF 软硬件投资有无限制？软硬件投资有无限制？软硬件投资有无限制？软硬件投资有无限制？FF 系统的可靠性要求？系统的可靠性要求？系统的可靠性要求？系统的可靠性要求？FF 系统必须监测和隔离错误吗？系统必须监测和隔离错误吗？系统必须监测和隔离错误吗？系统必须监测和隔离错误吗？FF 规定系统平均出错时间？规定系统平均出错时间？规定系统平均出错时间？规定系统平均出错时间？FF 出错后，重启系统允许的时间？出错后，重启系统允许的时间？出错后，重

9、启系统允许的时间？出错后，重启系统允许的时间？FF 系统变化如何反映到设计中？系统变化如何反映到设计中？系统变化如何反映到设计中？系统变化如何反映到设计中？FF 维护是否包括对系统的改进？维护是否包括对系统的改进？维护是否包括对系统的改进？维护是否包括对系统的改进？FF 系统的可移植性？系统的可移植性？系统的可移植性？系统的可移植性？3.1.2 逻辑模型数据模型（ERD）功能模型（DFD）行为模型（状态转换图）3.1.3 修正系统开发计划根据在分析过程中获得的对系统的更深入更具体的了解，可以比较准确地估计系统的成本和进度，修正以前制定的开发计划。3.2 信息收集技术3.2.1 主要问题3.2.

10、2 复查现有报表、表格和过程描述3.2.3 访谈3.2.4 观察并记录商业过程3.2.5 建立原型3.2.6 分发收集调查表3.2.7 主持联合应用程序设计会议3.2.8 面向数据流分析3.2.9 简易规格说明书3.2.1 主要问题主题主题对用户来说的问题对用户来说的问题商业过程和操作是什么你要干什么商业过程应该怎样完成如何完成它？需要哪些步骤？需求什么样的信息你要使用哪些信息？你要使用什么样的表单或报告？表 信息收集中的主要问题3.2.2 复查报表、表格和过程描述商业文档和过程描述是了解过程的一个好方法。表格和报表可以为面谈提供可视化的帮助、也可以提供工作文档。复查现有过程文档将有助于识别面

11、谈中不会提及的商业规则。有助于发现商业过程中的不一致和冗余。3.2.3 面谈面谈之前确立面谈目的确定要包括的相关用户确定参加会议的项目小组成员建立要讨论的问题和要点列表复查有关文档和资料确立时间和地点通知所有参加者有关会议的目的、时间和地点进行面谈衣着得体准时到达寻找异常和错误情况深入调查细节详细记录找出和记录未回答的条目和未解决的问题面谈之后复查笔记的准确性、完整性和可理解性把所收集的信息转化为适当的模型和文档确定需要进一步澄清的问题域适当的时间向参加会议的每一个人发一封感谢信需求调研例学生选课系统-1第一阶段：了解基本情况请教务处老师介绍背景，如学生总数、课程数量、选课相关的基本制度等第二

12、阶段：制订访谈计划，深入讨论相关需求除了学生还有哪些相关用户?选课规则(学分、课程人数限制等)、退课规则了解客户对系统的期望：准确、访问速度快需求调研例学生选课系统-2第三阶段：基本了解需求后就一些关键细节通过问卷进行明确在已经了解总体选课人数之后，需要进一步了解通常情况下的选课持续时间、是否按院系逐步开放选科、选课人数的一般分布等与性能设计密切相关推荐关键管理人员使用USB Key设备，经济上是否可以接受原型：如该企业有类似成熟系统可结合系统演示进行需求调研3.2.4 观察并记录商业过程(I)观察使用活动图来进行记录3.2.4 观察并记录商业过程(II)学生购买教材的实际处理流程学生购买教材

13、的实际处理流程当前系统物理模型当前系统物理模型学学生生学学生生购购书书申申请请购购书书单单发发票票领领书书单单书书107107张张教务科教务科206206王王会计室会计室206206李李出纳员出纳员108108赵赵教材科教材科学学生生学学生生购购书书申申请请购购书书单单发发票票领领书书单单书书审查审查有效性有效性开发票开发票开领开领书单书单发书发书3.2.5 建立原型3.2.6 分发和收集调查表举例：某出版社系统需求调查表编号提出问题1您在哪个部门工作？2出版业务流程是什么？3您每日都处理那些文件、数据、报表？4工作中手工处理特别麻烦的事情是什么？5工作中手工处理什么问题解决不了？影响效率的问

14、题有哪些？6您认为提高工作效率，节省工作时间，减轻工作强度可采取哪些办法？举例：某出版社系统需求调查表编号提出问题7您的部门需要成本核算和统计的内容有哪些？8您的部门采用计算机管理工作情况如何？9如何改进业务流程使之更合理？10哪些问题是目前传统手工方法根本无法解决的？11出版社计算机管理信息系统需要解决什么问题？3.2.7 主持联合应用程序设计会议JAD的目的是把所有这些活动压缩为用户和项目小组成员一起参加得更短的JAD会议。参加人员：JAD会议领导者用户技术人员项目组成员3.2.8 面向数据流自顶向下求精数据流图是帮助复查的极好工具。从输入端开始，分析员借助数据流图、数据字典和IPO图向用

15、户解释输入数据是怎样一步一步地转变成输出数据的。这些认识正确吗?有没有遗漏?用户应该注意倾听分析员的报告，并及时纠正和补充分析员的认识。复查过程验证了已知的元素，补充了未知的元素，填补了文档中的空白。3.2.9 简易的应用规格说明技术(I)在展示了每个人针对某个议题的列表之后，大家共同创建一张组合列表。组合列表将被缩短、加长或重新措辞，以便更准确地描述将被开发的产品。讨论的目标是，针对每个议题(对象、服务、约束和性能)都创建出一张意见一致的列表。进行分组讨论最后，由一名或多名与会者根据会议成果起草完整的软件需求规格说明书。突出优点：开发者与用户不分彼此，齐心协力，密切合作；即时讨论并求精；有能

16、导出规格说明的具体步骤。分组讨论为社交故事管理系统设计信息收集方案时间：20分钟3.3 ERD(I)分析建模方法：数据模型：ERD(实体联系图)功能模型：DFD(数据流图)行为模型：STD(状态转换图)数据模型中包含3种相互关联的信息：实体、属性、联系3.3.1 实体模型的概念(I)实体：指客观世界存在的且可以相互区分的事务。实体可以是人，也可以是物，还可以是抽象概念。如职工、计算机、产品等都是实体。属性：是指实体某一方面的特征。一个实体通常由多个属性值组成，如学生实体具有学号、姓名、专业、年级等属性。联系：指实体之间的相互关系。注意，联系也可以有属性。比如成绩既不是学生的属性，也不是课程的属

17、性，而是学生“学”课程的属性，这个属性就是联系“学”的属性。3.3.1 实体模型的概念(II)联系可分为以下3种类型：(1)一对一联系(11)(2)一对多联系(1N)(3)多对多联系(MN)3.3.3 ERD实例(I)3.3.3 ERD实例(II)习题.请为某仓库的管理设计一个ER模型。该仓库主要管理零件的订购和供应等事项。仓库向工程项目供应零件，并且根据需要向供应商订购零件。工程项目零件供应商项目名称订购量供应商编号供应商名称地址项目编号开工日期供应订购供应量零件名称零件编号MNNM3.4 功能模型(I)基本加工逻辑说明对数据流图的每一个基本加工，必须有一个基本加工逻辑说明基本加工逻辑说明必

18、须描述基本加工如何把输入数据流变换为输出数据流的加工规则加工逻辑说明必须描述实现加工的策略而不是实现加工的细节加工逻辑说明中包含的信息应是充足的，完备的，有用的，无冗余的3.4 功能模型(II)基本加工逻辑说明工具基本加工逻辑说明工具uu 结构化英语结构化英语uu 判定表判定表uu 判定树判定树3.5 状态转换图(I)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。3.5.1 状态3.5.2 事件3.5.3 符号（3）状态转换图（State Transition Diagram）通过描绘系统的状态状态及引起系统状态转换的事件事件来表示系统的行为行为。c系

19、统行为模式cdo：在该状态下的动作c引起系统状态转换的控制信息状态状态状态状态dodo：动作：动作：动作：动作事件事件事件事件STD中使用的主要符号状态状态状态状态1 1dodo：行为：行为：行为：行为1 1状态状态状态状态2 2dodo：行为：行为：行为：行为2 2初始事件初始事件事件事件1条件条件1事件事件2条件条件2结束事件结束事件【例】电话系统的状态转换图闲置闲置拨号音拨号音do：响拨号音：响拨号音拨号拨号接通中接通中do：试接通：试接通振铃振铃do：振铃：振铃通话通话断线断线忙音忙音do：响忙音：响忙音超时超时do：响蜂鸣音：响蜂鸣音提示信息提示信息do：播放信息：播放信息挂挂机机数

20、字数字占线占线摘机摘机数字数字有效号码有效号码已接通已接通受话人摘机应答受话人摘机应答受话人挂机受话人挂机超时超时超时超时无效号码无效号码挂挂机机信信息息播播完完练习：办公室复印机的工作过程大致如下：未接收到复印命令时处于闲置状态，一旦接收到复印命令则进入复印状态，完成一个复印命令规定的工作后又回到闲置状态，等待下一个复印命令；如果执行复印命令时发现缺纸，则进入缺纸状态，发出警告，等待装纸，装满纸后进入闲置状态，准备接收复印命令；如果复印时发生卡纸故障，则进入卡纸状态，发出警告，等人来排除故障，故障排除后回到闲置状态。3.7 其他图形工具3.7.1 层次方框图3.7.2 Warnier图3.7

21、.3 IPO图3.7.1 层次方框图(I)层次方框图用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘数据的层次结构。例如，描绘一家计算机公司全部产品的数据结构可以用图3.5中的层次方框图表示。3.7.1 层次方框图(II)4.3.1.1 实体关系图实体关系图3.7.2 Warnier图(I)Warnier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。用Warnier图可以表明信息的逻辑组织，也就是说，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的。3.7.2 Warnier图(II)3.7.3 IPO（Input Process

22、 Output）图IPO图是输入、处理、输出图的简称，它能够方便地描绘输入数据、对数据的处理和输出数据之间的关系。在需求分析阶段可以使用IPO图简略的描述系统的主要算法（即数据流图中各个处理的基本算法）。3.7.3 IPO图(II)3.7.3 IPO图(III)3.8 验证软件需求(I)为了提高软件质量，确保软件开发成功，降低软件开发成本，一旦对目标系统提出一组要求之后，必须严格验证这些需求的正确性。一般说来，应该从下述4个方面进行验证：一致性。完整性。现实性。有效性。3.8 验证软件需求(II)结构化遍历：对调查结果和根据这些结果建立的原型进行复查。What&When遍历文档 多次36页文档

23、复查Who被复查的人和复查工作的人How像面谈一样，准备、执行和后续工作必不可少DFD示例示例第四章软件需求分析与建模 一一一一个个个个考考考考务务务务处处处处理理理理系系系系统统统统的的的的要要要要求求求求如如如如下下下下，试试试试画画画画出出出出该该该该系系系系统统统统的的的的数数数数据流图。据流图。据流图。据流图。（1 1）对考生送来的报名表进行检查；对考生送来的报名表进行检查；对考生送来的报名表进行检查；对考生送来的报名表进行检查；（2 2）对合格的报名表编好准考证号码后将准考证送给考生，对合格的报名表编好准考证号码后将准考证送给考生，对合格的报名表编好准考证号码后将准考证送给考生，对

24、合格的报名表编好准考证号码后将准考证送给考生，并将汇总后的考生名单送给阅卷站；并将汇总后的考生名单送给阅卷站；并将汇总后的考生名单送给阅卷站；并将汇总后的考生名单送给阅卷站；（3 3）对阅卷站送来的成绩表进行检查，并根据考试中心指对阅卷站送来的成绩表进行检查，并根据考试中心指对阅卷站送来的成绩表进行检查，并根据考试中心指对阅卷站送来的成绩表进行检查，并根据考试中心指定的合格标准审定合格者；定的合格标准审定合格者；定的合格标准审定合格者；定的合格标准审定合格者；（4 4）填写考生通知单（内容包含考试成绩及合格填写考生通知单（内容包含考试成绩及合格填写考生通知单（内容包含考试成绩及合格填写考生通知

25、单（内容包含考试成绩及合格不合格不合格不合格不合格标志），送给考生；标志），送给考生；标志），送给考生；标志），送给考生；（5 5）按地区、年龄、文化程度、职业、考试级别等进行成按地区、年龄、文化程度、职业、考试级别等进行成按地区、年龄、文化程度、职业、考试级别等进行成按地区、年龄、文化程度、职业、考试级别等进行成绩分类统计及试题难度分析，产生统计分析表。绩分类统计及试题难度分析，产生统计分析表。绩分类统计及试题难度分析，产生统计分析表。绩分类统计及试题难度分析，产生统计分析表。第四章软件需求分析与建模 （1 1）顶层数据流图）顶层数据流图）顶层数据流图）顶层数据流图 第四章软件需求分析与建模 （2 2）第第第第1 1层数据流图层数据流图层数据流图层数据流图 第四章软件需求分析与建模 （3 3）第第第第2 2层数据流图层数据流图层数据流图层数据流图 加工加工加工加工1 1登记报名表子图：登记报名表子图：登记报名表子图：登记报名表子图：第四章软件需求分析与建模 （3 3）第第第第2 2层数据流图层数据流图层数据流图层数据流图 加工加工加工加工2 2统计成绩子图：统计成绩子图：统计成绩子图：统计成绩子图：