信息系统建模方法
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数据流程图的时候，首先对系统的主要功能模块以 及之间的数据流动进行描述，即得到0层数据流图； 然后分别对0层里面的功能进行分析，抽象出1层数 据流图；依此类推直到系统功能不能再划分为止。
三、信息系统建模方法
图3 数据流图分层结构
三、信息系统建模方法
汽车租赁系统系统需求：
（1）客户能通过系统在网上进行车辆的查询、预订、借车、还车、
三、信息系统建模方法
（3）组件视图 组件视图（Component View）用来显示代码组件的组织 方式。它描述了实现模块（Implementation Module）和它们之间 的依赖关系。 （4）并发视图 并发视图（Concurrency View）用来显示系统的并发工 作状况。它所描述的方面属于系统中的非功能性质方面。 并发视图由动态图（状态图、序列图、协作图、活动图） 和执行图（组件图、展开图）构成。 （5）部署视图 部署视图（Deployment View），用来显示系统的物理 架构，即系统的物理部署情况，如计算机和设备及它们之间的连 接方式。
三、信息系统建模方法
与结构化方法相比，面向对象的方法具有以下一些特点。 （1）面向对象方法强调把问题域的事物直接映射为对象，符 合人们通常的思维方式，减少了结构化方法从问题域到分析的映 射误差。 （2）面向对象方法从分析到设计再到编码采用一致的模型表 示，后一阶段可以直接复用到前一阶段的工作成果中，弥合了结 构化方法从数据流图向模块结构图转化的鸿沟。 （3）面向对象方法把属性和行为封装在“对象”中。当其功 能发生变化时，保持了对象结构的相对稳定，使变动局限于一个 对象的内部，减少了改动所引起的系统的波动效应。所以，面向 对象方法具有易于扩充、修改和维护的特性。 （4）面向对象具有的继承性和封装性支持软件复用，并易于 扩充，能较好地适应复杂大系统不断发展和变化的要求。
结构化分析
主要用到的建模工具： （1）数据流图； （2）数据字典； （3）数据存储规范化； （4）数据立即存取图； （5）功能分析的表达方法：决策树、决策表、结构 式语言。
三、信息系统建模方法
数据流图用以表达系统的数据来 源与走向，并指出系统中的各逻辑 功能及联结方式。
数据字典详细定义了数据流图中 的所有数据结构及数据流，是数据 流图的重要补充。 数据流图中的逻辑功能需要通过 运用决策树、决策表及结构式语言 对处理过程进行描述。 数据流图中的每一个数据存储要 力求简单规范。 对特定的数据存取要求，要用数 据立即存取图加以表达。 图2 结构化分析中各种工具的关系
三、信息系统建模方法
事务流
三、信息系统建模方法
事务分析的一般变换过程
三、信息系统建模方法
1层预订车辆数据流图
三、信息系统建模方法
预订车辆的初始结构图
三、信息系统建模方法
预订车辆的总体结构图
三、信息系统建模方法
汽车租赁系统模块结构图
三、信息系统建模方法
结构化方法的缺点： （1）过程和数据分离为相互独立的实体，造成了实现时的相 对困难； （2）对于不同的数据格式作同样的处理或对于相同的数据格 式作不同的处理都需要编写不同的程序，可重用性不好； （3）结构化方法强调问题域的研究，当问题域复杂时很难检 验分析的正确性，当功能发生变化时，与之相关的多个数据流 需要修改，进而影响其他处理，因此，其适应变化的能力较弱。 （4）结构化分析和设计阶段之间存在较大的差异。分析阶段 采用数据流，设计阶段采用模块，二者之间在表述上不一致， 也没有一种严格的、可转换的规则，因此从分析到设计的转换 比较困难。 因此，结构化方法适用于一些不太复杂的、需求相 对比较明确的中小型系统。
图1 信息系统生命周期
一、为什么要对信息系统进行建模
二、什么是模型
模型，就是对现实世界原型的抽象。在现实 原型往往太过庞大、复杂而不便于进行研究的情况下， 人们往往通过建立模型的方法来对原型进行对照研究。 建立的模型不需要完全复制原型，只需要拥有原型的 本质特征即可。比如，地球仪就是地球的模型。 信息系统开发中模型的表述： （1）形式化表述。 （2）非形式化表述。
三、信息系统建模方法
UML建模的一般方法 UML中的视图包括用例视图（Use-Case View）、逻辑视 图（Logical View）、组件视图（Component View）、并发视图 （Concurrency View）、部署视图（Deployment View）等五种。 因此，UML建模的一般方法是绘制多种视图。 （1）用例视图 用例视图（Use-Case View）用于描述系统应该具有的 功能集。它是从系统外部用户的角度出发，对系统的抽象表示。 系统的目标和责任是实现用例视图中描述的功能。用例视图中可 以包含若干个用例。用例用来表示系统能够提供的功能。 用例视图是其他视图的核心和基础。其他视图的构造和 发展依赖于用例视图中所描述的内容。
三、信息系统建模方法
（1）变换分析 变换分析（Transform Analysis）就是从 变换型数据流图映射出模块结构图的过程，也称为 以变换为中心的设计。 运用变换分析方法，首先根据数据流图上 的处理框，找出主要处理功能，即变换中心，把数 据流图划分为输入、处理和输出三大部分，从而得 到结构图的第一层模块分解图。通过对第一层模块 图的分解和优化，便可获得系统的最终模块结构图。
三、信息系统建模方法
数据流图（Data Flow Diagram）是结构化系统分析的
主要工具，它能够图形化地显示出系统中数据的流转和
使用，表达数据在系统内部的逻辑流向，以及系统的逻 辑功能和数据的逻辑变换。 数据流图有四种基本符号：外部项、数据流、处理 过程和数据存储。
三、信息系统建模方法
数据流图的最大特点是其分层结构，即在建立
付款等操作；并且客户能够查询并更改自身的基本信息。 （2）技术人员能实现对车辆的基本操作，包括对车辆的查询、添
加、修改、删除。
（3）维护人员负责对系统的用户，包括客户、技术人员和维护人 员自身进行权限设定、查、增、改、删等基本管理。
（4）维护人员负责处理客户对车辆的预订申请、借车申请、还车
申请和费用结算等业务活动。
信息系统建模方法概述
计算机科学与技术 唐羊洋
一、为什么要对信息系统进行建模
二、什么是模型
三、信息系统建模方法
一、为什么要对信息系统进行建模
信息系统：信 息系统是对信息进行采集、 处理、存储、管理、检索 和传输，必要时能向有关 人员提供有用信息的系统。 信息系统生命周 期： 系统规划、系统分析、 系统设计、系统实施、系 统运行和维护。
三、信息系统建模方法
UML的模型元素和构成 UML由视图（Views）、图（Diagrams）、模型元素 （Model elements）和通用机制（General Mechanism）等几个部 分构成。 ①视图，用来表示被建模系统的各个方面（从不同的目的出发 建立，为系统建立多个模型，这些模型都反映同一个系统，且具 有一致性）。 ②图，由各种图片（Graph）构成，用来描述一个视图的内容。 ③模型元素，代表面向对象中的类、对象、消息和关系等概念， 是构成图的最基本的常用概念。 ④通用机制，用于表示其他信息，如注释、模型元素的语义等。
三、信息系统建模方法
（2）逻辑视图 用例视图只考虑系统应提供什么样的功能，对这些功能 的内部运作情况则不予考虑，为了揭示系统内部的设计和协作情 况，需要使用逻辑视图来描述系统。 逻辑视图（Logical View）用来显示系统内部的功能是 怎样的，它利用系统的静态结构和动态行为来刻画。静态结构描 述类、对象和它们之间的关系等。动态行为主要描述对象之间的 动态协作，当对象之间彼此发送消息给给定的服务时产生动态协 作。 静态结构在类图和对象图中描述，动态协作用状态图、 序列图、协作图和活动图描述。
三、信息系统建模方法
面向对象的分析强调针对问题域中客观存在的事物设立 分析模型中的对象，用封装在对象中的属性和行为分别描述事物 的静态和动态的特征、行为；用类描述具有相同属性和行为的对 象群；用对象的结构描述客观事物的分类和组合特征；用消息连 接、实例连接表示事物之间的动态和静态联系。无论是问题域中 的单个事物，还是各个事物之间的关系，面向对象的分析模型都 能保留问题域事物大的原貌，没有加以扭曲和转换，也没有打破 原来的界限而重新组合，能够很好的映射问题域，符合人们对现 实事务的看法。并且面向对象方法在分析、设计和之后的程序设 计采用的都是一致的模型，分析与设计没有明显的界限，不存在 模型之间转换的问题。
三、信息系统建模方法
汽车租赁系统0层数据流图
三、信ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系统建模方法
1层预订车辆数据流图
三、信息系统建模方法
结构化设计的内容： 结构化设计 （1）合理地进行模块分解和定义，使一个复杂系 统的设计转化为若干个基本模块的设计。结构化设计的分 解原则是： ①把密切相关的子问题划归为系统的相同部分；（聚 合） ②把不相关的问题划归为系统的不同部分。（耦合） （2）有效地将模块组织成一个整体，从而体现系 统的设计功能。 结构化系统设计与结构化的系统分析有着密不可 分的联系，它是以系统的逻辑模型和数据流图为基础，借 助于一套标准的设计方法和图表工具，通过自顶向下或自 底向上的方法，逐层把系统划分为多个大小适当、功能明 确、具有一定独立性的模块。因此，模块的组织是其主要 内容。
三、信息系统建模方法
1、结构化方法 2、面向对象方法 3、原型法 4、基于Petri网的方法
5、面向Agent的方法
三、信息系统建模方法
1、结构化方法
结构化方法（Structured Method）是最早的、 最传统的软件开发方法。20世纪60年代初，就提出了用 于编写程序的结构化程序设计方法，而后发展到了用于 设计的结构化设计方法（Structured Design，SD）、 用于分析的结构化分析方法（Structured Analysis， SA）及结构化分析与设计技术（ Structured Analysis and Design Technique，SADT）等。
三、信息系统建模方法
2、面向对象方法
80年代后期，面向对象程序设计语言发展并达到了比 较成熟的阶段，同时面向对象的应用领域也在迅速扩大，这时 面向对象方法应用到了信息系统开发方法中，出现了面向对象 的系统分析和设计方法，从方法论上彻底摆脱了传统的结构化 系统分析和设计方法的束缚，使信息系统开发进入一个全新的 阶段。基于面向对象方法的优越性，面向对象的思想应用到了 各个领域，如面向对象数据库、面向对象的软件开发、面向对 象的操作系统等。使用面向对象方法进行信息系统的开发也分 为3个阶段：面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）、面 向对象程序设计（OOP）。
三、信息系统建模方法
作为运用的最为广泛的一类软件开发方法，几十年来， 人们对面向对象方法不断研究与探索，面向对象开发方法的研究 已日趋成熟，国际上已有不少面向对象产品出现。面向对象开发 方法主要有Coad方法、Booch方法、OMT方法和UML语言等。其中现 在最为流行的开发方法为统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）。UML由Booch、Rumbaugh和Jacobson共同提出。 UML支持正向工程和反向工程，既能从模型映射为源代码，也能从 源代码映射为模型，具有一定的灵活性，是一种定义良好、易于 表达、功能强大且普遍适用的建模语言。UML不仅统一了Booch方 法、OMT方法、OOSE方法的表示方法，而且对其作了进一步的发展， 最终为大众统一接受的标准建模语言。
三、信息系统建模方法
变换分析的一般形式
三、信息系统建模方法
（2）事务分析 事务分析（Transaction Analysis）是对事务 型结构的数据流图进行变换，从而导出标准的结构图的一 种方法，它是结构化系统设计中另一项主要的设计策略。 事实上，一个大的系统一般是变换型结构和事务型结构的 混合体，所以往往需要同时采用变换分析和事务分析，通 常是以变换分析为主、事务分析为辅进行设计。即： ①找出输入、输出及变换中心，设计系统结构图的上层； ②根据数据流图各部分的结构特点适当的运用变换分析 或事务分析的方法，得出初始模块结构图； ③优化处理，导出系统最终的模块结构图。
三、信息系统建模方法
结构化方法的基本思想：自顶向下、逐步求精； 采用模块化技术、分而治之的方法，将系统按功能分解 成若干模块；模块内部由顺序、分支和循环等基本控制 结构组成；应用子程序实现模块化。 应用结构化方法进行信息系统开发分为三个部 分：结构化分析、结构化设计、结构化程序设计。
三、信息系统建模方法
三、信息系统建模方法
图3 数据流图分层结构
三、信息系统建模方法
汽车租赁系统系统需求：
（1）客户能通过系统在网上进行车辆的查询、预订、借车、还车、
三、信息系统建模方法
（3）组件视图 组件视图（Component View）用来显示代码组件的组织 方式。它描述了实现模块（Implementation Module）和它们之间 的依赖关系。 （4）并发视图 并发视图（Concurrency View）用来显示系统的并发工 作状况。它所描述的方面属于系统中的非功能性质方面。 并发视图由动态图（状态图、序列图、协作图、活动图） 和执行图（组件图、展开图）构成。 （5）部署视图 部署视图（Deployment View），用来显示系统的物理 架构，即系统的物理部署情况，如计算机和设备及它们之间的连 接方式。
三、信息系统建模方法
与结构化方法相比，面向对象的方法具有以下一些特点。 （1）面向对象方法强调把问题域的事物直接映射为对象，符 合人们通常的思维方式，减少了结构化方法从问题域到分析的映 射误差。 （2）面向对象方法从分析到设计再到编码采用一致的模型表 示，后一阶段可以直接复用到前一阶段的工作成果中，弥合了结 构化方法从数据流图向模块结构图转化的鸿沟。 （3）面向对象方法把属性和行为封装在“对象”中。当其功 能发生变化时，保持了对象结构的相对稳定，使变动局限于一个 对象的内部，减少了改动所引起的系统的波动效应。所以，面向 对象方法具有易于扩充、修改和维护的特性。 （4）面向对象具有的继承性和封装性支持软件复用，并易于 扩充，能较好地适应复杂大系统不断发展和变化的要求。
结构化分析
主要用到的建模工具： （1）数据流图； （2）数据字典； （3）数据存储规范化； （4）数据立即存取图； （5）功能分析的表达方法：决策树、决策表、结构 式语言。
三、信息系统建模方法
数据流图用以表达系统的数据来 源与走向，并指出系统中的各逻辑 功能及联结方式。
数据字典详细定义了数据流图中 的所有数据结构及数据流，是数据 流图的重要补充。 数据流图中的逻辑功能需要通过 运用决策树、决策表及结构式语言 对处理过程进行描述。 数据流图中的每一个数据存储要 力求简单规范。 对特定的数据存取要求，要用数 据立即存取图加以表达。 图2 结构化分析中各种工具的关系
三、信息系统建模方法
事务流
三、信息系统建模方法
事务分析的一般变换过程
三、信息系统建模方法
1层预订车辆数据流图
三、信息系统建模方法
预订车辆的初始结构图
三、信息系统建模方法
预订车辆的总体结构图
三、信息系统建模方法
汽车租赁系统模块结构图
三、信息系统建模方法
结构化方法的缺点： （1）过程和数据分离为相互独立的实体，造成了实现时的相 对困难； （2）对于不同的数据格式作同样的处理或对于相同的数据格 式作不同的处理都需要编写不同的程序，可重用性不好； （3）结构化方法强调问题域的研究，当问题域复杂时很难检 验分析的正确性，当功能发生变化时，与之相关的多个数据流 需要修改，进而影响其他处理，因此，其适应变化的能力较弱。 （4）结构化分析和设计阶段之间存在较大的差异。分析阶段 采用数据流，设计阶段采用模块，二者之间在表述上不一致， 也没有一种严格的、可转换的规则，因此从分析到设计的转换 比较困难。 因此，结构化方法适用于一些不太复杂的、需求相 对比较明确的中小型系统。
图1 信息系统生命周期
一、为什么要对信息系统进行建模
二、什么是模型
模型，就是对现实世界原型的抽象。在现实 原型往往太过庞大、复杂而不便于进行研究的情况下， 人们往往通过建立模型的方法来对原型进行对照研究。 建立的模型不需要完全复制原型，只需要拥有原型的 本质特征即可。比如，地球仪就是地球的模型。 信息系统开发中模型的表述： （1）形式化表述。 （2）非形式化表述。
三、信息系统建模方法
UML建模的一般方法 UML中的视图包括用例视图（Use-Case View）、逻辑视 图（Logical View）、组件视图（Component View）、并发视图 （Concurrency View）、部署视图（Deployment View）等五种。 因此，UML建模的一般方法是绘制多种视图。 （1）用例视图 用例视图（Use-Case View）用于描述系统应该具有的 功能集。它是从系统外部用户的角度出发，对系统的抽象表示。 系统的目标和责任是实现用例视图中描述的功能。用例视图中可 以包含若干个用例。用例用来表示系统能够提供的功能。 用例视图是其他视图的核心和基础。其他视图的构造和 发展依赖于用例视图中所描述的内容。
三、信息系统建模方法
（1）变换分析 变换分析（Transform Analysis）就是从 变换型数据流图映射出模块结构图的过程，也称为 以变换为中心的设计。 运用变换分析方法，首先根据数据流图上 的处理框，找出主要处理功能，即变换中心，把数 据流图划分为输入、处理和输出三大部分，从而得 到结构图的第一层模块分解图。通过对第一层模块 图的分解和优化，便可获得系统的最终模块结构图。
三、信息系统建模方法
数据流图（Data Flow Diagram）是结构化系统分析的
主要工具，它能够图形化地显示出系统中数据的流转和
使用，表达数据在系统内部的逻辑流向，以及系统的逻 辑功能和数据的逻辑变换。 数据流图有四种基本符号：外部项、数据流、处理 过程和数据存储。
三、信息系统建模方法
数据流图的最大特点是其分层结构，即在建立
付款等操作；并且客户能够查询并更改自身的基本信息。 （2）技术人员能实现对车辆的基本操作，包括对车辆的查询、添
加、修改、删除。
（3）维护人员负责对系统的用户，包括客户、技术人员和维护人 员自身进行权限设定、查、增、改、删等基本管理。
（4）维护人员负责处理客户对车辆的预订申请、借车申请、还车
申请和费用结算等业务活动。
信息系统建模方法概述
计算机科学与技术 唐羊洋
一、为什么要对信息系统进行建模
二、什么是模型
三、信息系统建模方法
一、为什么要对信息系统进行建模
信息系统：信 息系统是对信息进行采集、 处理、存储、管理、检索 和传输，必要时能向有关 人员提供有用信息的系统。 信息系统生命周 期： 系统规划、系统分析、 系统设计、系统实施、系 统运行和维护。
三、信息系统建模方法
UML的模型元素和构成 UML由视图（Views）、图（Diagrams）、模型元素 （Model elements）和通用机制（General Mechanism）等几个部 分构成。 ①视图，用来表示被建模系统的各个方面（从不同的目的出发 建立，为系统建立多个模型，这些模型都反映同一个系统，且具 有一致性）。 ②图，由各种图片（Graph）构成，用来描述一个视图的内容。 ③模型元素，代表面向对象中的类、对象、消息和关系等概念， 是构成图的最基本的常用概念。 ④通用机制，用于表示其他信息，如注释、模型元素的语义等。
三、信息系统建模方法
（2）逻辑视图 用例视图只考虑系统应提供什么样的功能，对这些功能 的内部运作情况则不予考虑，为了揭示系统内部的设计和协作情 况，需要使用逻辑视图来描述系统。 逻辑视图（Logical View）用来显示系统内部的功能是 怎样的，它利用系统的静态结构和动态行为来刻画。静态结构描 述类、对象和它们之间的关系等。动态行为主要描述对象之间的 动态协作，当对象之间彼此发送消息给给定的服务时产生动态协 作。 静态结构在类图和对象图中描述，动态协作用状态图、 序列图、协作图和活动图描述。
三、信息系统建模方法
面向对象的分析强调针对问题域中客观存在的事物设立 分析模型中的对象，用封装在对象中的属性和行为分别描述事物 的静态和动态的特征、行为；用类描述具有相同属性和行为的对 象群；用对象的结构描述客观事物的分类和组合特征；用消息连 接、实例连接表示事物之间的动态和静态联系。无论是问题域中 的单个事物，还是各个事物之间的关系，面向对象的分析模型都 能保留问题域事物大的原貌，没有加以扭曲和转换，也没有打破 原来的界限而重新组合，能够很好的映射问题域，符合人们对现 实事务的看法。并且面向对象方法在分析、设计和之后的程序设 计采用的都是一致的模型，分析与设计没有明显的界限，不存在 模型之间转换的问题。
三、信息系统建模方法
汽车租赁系统0层数据流图
三、信ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系统建模方法
1层预订车辆数据流图
三、信息系统建模方法
结构化设计的内容： 结构化设计 （1）合理地进行模块分解和定义，使一个复杂系 统的设计转化为若干个基本模块的设计。结构化设计的分 解原则是： ①把密切相关的子问题划归为系统的相同部分；（聚 合） ②把不相关的问题划归为系统的不同部分。（耦合） （2）有效地将模块组织成一个整体，从而体现系 统的设计功能。 结构化系统设计与结构化的系统分析有着密不可 分的联系，它是以系统的逻辑模型和数据流图为基础，借 助于一套标准的设计方法和图表工具，通过自顶向下或自 底向上的方法，逐层把系统划分为多个大小适当、功能明 确、具有一定独立性的模块。因此，模块的组织是其主要 内容。
三、信息系统建模方法
1、结构化方法 2、面向对象方法 3、原型法 4、基于Petri网的方法
5、面向Agent的方法
三、信息系统建模方法
1、结构化方法
结构化方法（Structured Method）是最早的、 最传统的软件开发方法。20世纪60年代初，就提出了用 于编写程序的结构化程序设计方法，而后发展到了用于 设计的结构化设计方法（Structured Design，SD）、 用于分析的结构化分析方法（Structured Analysis， SA）及结构化分析与设计技术（ Structured Analysis and Design Technique，SADT）等。
三、信息系统建模方法
2、面向对象方法
80年代后期，面向对象程序设计语言发展并达到了比 较成熟的阶段，同时面向对象的应用领域也在迅速扩大，这时 面向对象方法应用到了信息系统开发方法中，出现了面向对象 的系统分析和设计方法，从方法论上彻底摆脱了传统的结构化 系统分析和设计方法的束缚，使信息系统开发进入一个全新的 阶段。基于面向对象方法的优越性，面向对象的思想应用到了 各个领域，如面向对象数据库、面向对象的软件开发、面向对 象的操作系统等。使用面向对象方法进行信息系统的开发也分 为3个阶段：面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）、面 向对象程序设计（OOP）。
三、信息系统建模方法
作为运用的最为广泛的一类软件开发方法，几十年来， 人们对面向对象方法不断研究与探索，面向对象开发方法的研究 已日趋成熟，国际上已有不少面向对象产品出现。面向对象开发 方法主要有Coad方法、Booch方法、OMT方法和UML语言等。其中现 在最为流行的开发方法为统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）。UML由Booch、Rumbaugh和Jacobson共同提出。 UML支持正向工程和反向工程，既能从模型映射为源代码，也能从 源代码映射为模型，具有一定的灵活性，是一种定义良好、易于 表达、功能强大且普遍适用的建模语言。UML不仅统一了Booch方 法、OMT方法、OOSE方法的表示方法，而且对其作了进一步的发展， 最终为大众统一接受的标准建模语言。
三、信息系统建模方法
变换分析的一般形式
三、信息系统建模方法
（2）事务分析 事务分析（Transaction Analysis）是对事务 型结构的数据流图进行变换，从而导出标准的结构图的一 种方法，它是结构化系统设计中另一项主要的设计策略。 事实上，一个大的系统一般是变换型结构和事务型结构的 混合体，所以往往需要同时采用变换分析和事务分析，通 常是以变换分析为主、事务分析为辅进行设计。即： ①找出输入、输出及变换中心，设计系统结构图的上层； ②根据数据流图各部分的结构特点适当的运用变换分析 或事务分析的方法，得出初始模块结构图； ③优化处理，导出系统最终的模块结构图。
三、信息系统建模方法
结构化方法的基本思想：自顶向下、逐步求精； 采用模块化技术、分而治之的方法，将系统按功能分解 成若干模块；模块内部由顺序、分支和循环等基本控制 结构组成；应用子程序实现模块化。 应用结构化方法进行信息系统开发分为三个部 分：结构化分析、结构化设计、结构化程序设计。
三、信息系统建模方法