面向数据流的分析方法

第五章 面向数据流的分析方法
1
分析过程
面向数据的方法，以数据流为中心 。其核心概念包括：进程、 数据流、数据存储、外部实体、数据组和数据元素。有代表 性的模拟工具有：数据流图、数据字典、原始进程规格说明。
结构化分析方法（SA方法）--面向数据流自顶向下逐 步求精进行需求分析的方法。
沿数据流图回朔
书写文档
F2: 缺书登记表
采购
1.5 补售 教材
1.4 登记 缺书
F1: 教材存量表
学生
领书单 无效书单
1.1 审 查有效
性
有效 购书单
补售 书单
1.2 开 发票 发票
暂缺 书单
1.3 领 书并 开领
领书单
学生
书单
F3: 各班学生用书表
F4: 售书登记表
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—教材购销管理系统（5）
F2: 缺书登记表
2.1 按 书 号 汇总
数据流图的绘制步骤(2)
（5）重复步骤（4），直到逐层分解结束。 （6）对图进行检查和合理布局，主要检查分解是否恰当、彻
底，DFD中各层是否有遗漏、重复、冲突之处，各层DFD及 同层DFD之间关系是否争取及命名、编号是否确切、合理等， 对错误与不当之处进行修改。 （7）和用户进行交流，在用户完全理解数据图的内容的基础 上征求用户的意见。
更新病历
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例医院病房监护系统
系统功能要求： 1、监视病员的病症（血压、体温、脉搏等） 2、定时更新病历 3、病员出现异常情况时报警。 4、随机地产生某一病员的病情报告。
顶层：
病员
病症信号
病员监 护系统
病症报告
报警
护士
护士
要求报告
病员日志
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第一层： 病员 护士
护士
医院病房监护系统顶层DFD图
病症信号
数据存储：一个数据存储并不等同于一个文件，它可以表示一 个文件、文件的一部分、数据库的元素或记录的一部分等；数 据可以存储在磁盘、磁带、磁鼓、主存、微缩胶片、穿孔卡片 及其他任何介质上(包括人脑)。
数据存储和数据流都是数据，仅仅所处的状态不同。数据存储 是处于静止状态的数据，数据流是处于运动中的数据。
图形工具（续）
• Warnier 图： 用树形结构描绘数据的层次结构。
应用 软件
软件 产品
⊕
系统 软件
操作系统(P1)
编译程序 (P2) 编辑程序(P3)
软件工具
测试驱动程序(P4)
设计辅助程序(P5)
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图形工具（续）
• IPO 图: 输入/处理/输出图的简称-IBM。
旧的主文 件
事务文 件
1、校验主记 录
（2）确定整个系统的输出数据流和输入数据流，把系统作为 一个加工环节，画出关联图。
（3）确定系统的主要信息处理功能，按此将整个系统分解成 几个加工环节（子系统）确定每个加工的输出与输入数据流 以及与这些加工有关的数据存储。
（4）根据自顶向下，逐层分解的原则，对上层图中全部或部 分加工环节进行分解。
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定货 报表 采购员
报表
一些附加符号（略）
定货信息
定货信息
功能级数据流图
D2: 定货信息
5
数据流图说明：描绘“做什么”，不考虑“怎 么做”
箭头：数据流图和程序图中用箭头表示的控制流有本质不同， 不能混淆。在数据流图中应该描绘所有可能的数据流向，而不 应该描绘出现某个数据流的条件。
处理：处理并不一定是一个程序。一个处理框可以代表一系列 程序、单个程序或者程序的一个模块，也可代表一个人工处理 过程，如用户目视检查数据正确性。
2、校验事务记 录
3、更新主记 录
1、校验主记 录
2、有效的事 务记录
3、更新后 的主文件
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—教材购销管理系统（1）
• 问题描述：学校教材科根据业务的需要，建 立一个学校教材购销管理系统，提高教材采 购、销售和信息管理的效率。
1）通过对现实环境的调查 研究，获得当前系统的具体 模型
2）去掉具体模型 中的非本质因素， 抽象出当前系统的 逻辑模型
系统中流动和处理的情况。
设计数据流图只需考虑系统必须完成的基本逻辑功能，完全不需要考虑如何
具体的实现这些功能。
2. 例子
1. 符号（四种基本符号） 数据的源
仓 库 事务 管理员
定货 系统
定货 报表
采购员
点或终点
基本系统模型
数据处理
D1: 库存清单
库存清单
数据存储 数据流
仓库
事务
1 处理
管理员
事务
2 产生
13
实体——关系图
用户的数据要求----需要哪些数据，数据之间有哪些联系，数据本身有哪些性 质，数据的结构 等）。
用户的处理要求---对数据进行哪些处理，每个处理的逻辑功能。 概念性模型（信息模型）---一种面向问题的数据模型，是按照用户的观点来 对数据和信息建模。表示概念性数据模型的最常用方法是实体-联系方法，采用用 ER图的方式，这种表示又称为ER模型。
学院： 书号
吉林工程技术师范学院教材科领书单
专业： 班级：
学号：
姓名：
书 名 数量 书 号
书名
数量
发票
学号：
姓名：
书号 书名 单价 数量 金额 备注
20 年 月 日
24
2.2.4 实例：医院病房监护系统
实例：医院病房监护系统
监视病情
产生 病情报告
经过初步的需求分析，得到系统功能要求： 1、监视病员的病症（血压、体温、脉搏等）。 2、定时更新病历。 3、病员出现异常情况时报警。 4、随机地产生某一病员的病情报告。
学 生
购书 申请
张秘书
购书 证明
王会计
购书 申请
李出纳
购书 申请
书 赵保管
学 生
学 生
购书 单
审查 有效性
有效 购书单
开发票
发票
开领 领书 书单 单
发 书
书学 生
3）分析当前系统 与目标系统的差别，
学 生
购书 审查并 发票 开领 领书单 发书 书
单 开发票
书单
学 生
建立目标系统的逻
辑模型。
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—教材购销管理系统（2）
缺书
2.2 按 出版社 统
计缺书
F1: 教材存量表
F5: 待购教材表
F6: 教材一览表
销售 子系统
进书通知
2.3
修
改教材库存
和待购量
进书通知
书库 保管员
第三层DFD图—采购子系统
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—教材购销管理系统（6）
数据字典（Data Directory-DD) 领书单 = 学院+专业+班级+学号+姓名+{书号+[书名]+数量}+日期 有效购书单 = 领书单 发票= 学号+姓名+{书号+[书名]+单价+数量+总价}+书费合计 教材存量表 = {书号+单价+数量} 暂缺书单 = 学号+姓名+ {书号+数量} 补售书单 = 学号+姓名+ {书号+数量}
1
局部监视
病员数据
病员极限
生理信号
极限值
报警
病症报告
3
中央监视
格式化 病员数据
2
生成报告
日志数据
4
更新日志
要求报告
日志数据
病员日志
27
医院病房监护系统二层DFD图
第二层：加工“中央监视”分解
3.1
病员数据
开解信号
脉搏
病员极限
血压 体温 超过极限值
3.2
计算超过 极限值否
生理信号 极限值
血压、体温 脉搏
6
数据流图
D1: 库存清单 库存清单
仓库 管理员
事务
1.1 接收
事务
事务 1.2 更新库 存清单
库存 信息
1.3 处理
定货
2 产生
定货 报表
采购员
报表
命名 • 为数据流（或数据存储）命名
• 为处理命名
定货 信息
定货 信息
D2: 定货信息
用途 • 交流信息的工具
• 分析和设计的工具
• 进一步设计的依据
储或外部实 列表、使 容的符号 置值、限
体的主要名 用对象的
制等其他
称和别名
方式
补充信息
11
数据项的定义
顺序
数据三种基本类型 选择
循环
即以确定次序连接两个或多个分量 从两个或多个可能的元素选取一个 即把指定的分量重复零次或多次
算符
意义Hale Waihona Puke 数= 等价于或定义为
据
字
+ 连接两个分量
典 符 号
[ ] 或(从方括号内列出的若干个分量中选择一个),用“|”号 分开供选择分量
用户复查
修正开发计划
细化数据流图
审查 和复审
2
结构化分析 (Structured Analysis)
基本 思想
它是一种面向数据流的需求分 析方法，适用分析大型数据处 理系统，是一种简单、实用的 方法。
自顶向下 逐层分解
3
问题域 问题
S = { D1，D2，D3，… Dn }
软件系统（S） D1 D2 D3 … Dn
3.3
产生 报警信息
报警
时钟
3.4
格式化
日期
病员数据
时间
格式化 病员数据
28
医院病房监护系统分层DFD图
第一层
1 局部监视
病员极限
第二层：加工“中央监视”分解
病员
病员
生理信号 极限值
数据
3.1 开解信号 病员数据
脉搏
病员极限
护士
病症报告
3 中央监视
格式化 病员数据
生理信号
体温 血压
3.2
计算超过 极限值否
—教材购销管理系统（3）
学生
购书单 领书单
教材购销 管理系统
缺书单
书库 保管员
进书通知
1. 教材购销管理系统的顶层DFD
F1: 教材存量表
学生
购书单 领书单
1 销售
进书通知
2 采购
缺书单 书 库 保管员
进书通知
F2: 缺书登记表
2. 第二层DFD图—教材购销系统
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—教材购销管理系统（4）
3. 第三层DFD图—销售子系统
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按
PCBA
键
开关 键
传统机械按键设计要点： 1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以 防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm，以 防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感 不良。
7
学生评测数据 提交并存储
以测评子项得分为单 位评测数据记录
被评对象各测评 子项得分记录
以测评类型得分为 单位评测数据记录
统计
被评对象各测评 类型的得分记录
查询
以评测类型为 单位的测评表
8
教师教学网络测评系统数据流图
数据流图的绘制步骤(1)
数据流图的绘制步骤
（1）确定所开发的系统的外部项（外部实体），即系统的数 据来源和去处。
成绩
年级
14
图形工具
• 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。
产品
硬件
软件
服务
处 理机
存 储器
外部 设备
系统 软件
应用 软件
软件 服务
硬件 维修
培训
操作 系统
编译 程序
软件 工具
注意：层次方框图即可
以表示数据的层次结构，也 可以表示程序的层次结构
层次方框图的一个例子
15
极限值
护士
2
4
生成报告 日志数据 更新日志
3.3
产生 报警信息
超过极限值
3.4
病员日志
报警
日期
格式化 病员数据
格式化
时钟 时间
病员数据
图 15
图 16
29
含义 特点
二、用例(use case)
一个用例是用户与计算机之间的一次典型交 互过程 。在UML中，用例表示为一个椭圆
1、 用例捕获某些用户可见的需求，实现一 个具体的用户目标。
4）对目标系统进 行补充和完善，并 写出完整的需求说 明。
5）对需求说明进 行复审，直到确认 文档齐全，并且符 合用户的全部需求 为止
学 购书单 审查并 发票
生
开发票
开领 领书单 学
书单
生
无效书单
无效书单
学 购书单 1 审 发票
生
查并开
发票
2 开领 书单
领书单 学 生
各班学生用书表 教材存量表
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1.什么是传统机械按键设计？
• ER模型
• 实体： 客观世界中存在的且可区分的事物。
• 联系： 客观事物之间的联系（三类--1：1，1：N，M:N）
• 属性： 实体或联系所具有的性质。
姓名
性别
学分
学号 姓名
性别
系
职称 教师 1 教 N 课程 M 学 N 学生
职务
教师号
课程号 课名
学时
• 范式 通常用范式定义消除数据的冗余度（略）
对应于软件子系统
Di = { P1，P2，P3，… Pm }
问题域Di P1 P2 P3 … Pn
对应于子软件的软构件
Pj = { F1，F2，F3，… Fk }
问题Pj
行为（功能）
F1 F2 F3 … Fn
对应于软件子系统
自顶向下需求分析模型图
4
数据流图
数据流程图：描绘系统的逻辑模型，图中没有具体的物理元素，只是描绘信息在
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数据字典
数据字典是关于数据的信息的集合，也就是对数据流图中包含的所有元素的定 义的集合
1. 数据字典的内容
• 数据流
• 数据流分 量
• 数据存储 • 处理
数据处理：用 IPO图或PDL描述比较方便直观。 数据元素的别名：~
包含信息
数据、控制 使用数据 描述数据 关于数据
项、数据存 和对象的 或控制内 类型、预
{ } 重复(重复花括号内的分量)
( ) 可选(圆括号内的分量可有可无)
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数据字典举例
教师测评系统中,数据字典部分内容
测评子项得分={测评子项编号+{子项得分}} 学生评测数据={序号+教师姓名+{所任课程}+{测评子项得分}} 以测评子项得分为单位的评测数据记录={学期+被评对象编号+测评类 型编号+评测者区别编号+测评子项名称+测评子项所得分值} 以测评类型得分为单位的评测数据记录={学期+被评对象编号+测评类 型编号+评测者区别编号+本测评类型所得分值} 被评对象各测评类型的得分记录={学期+被评对象编号+测评类型编号+ 测评类型得分+本测评类型占总分的比率}