第6篇结构化分析建模

结构化需求分析

用户需求一般用自然语言描述 系统需求必须用较专业的方式来描述 模型是软件设计的基础，也是创建规约的基础 需求分析原则：
必须表示和理解问题的信息域； 必须定义软件将完成的功能； 必须表示软件的行为（作为外部事件的结果）； 必须划分描述信息、功能和行为的模型，从而使得可以
能和行为域的说明 模型是对系统某个方面的抽象，抛弃了具体细节，对系统 中最突出的特征作简化 分析模型元素：
基于场景的元素 基于过程的活动序列的元素 基于类的元素 行为元素
面向信息流的元素
基于数据的元素
分析模式
分析模式：在软件开发领域，在特定的应用领域内某
些事物在所有的项目中重复发生。
Output）视图描述更方便
数据字典
应对组成的数据元素定义进行自顶向下的分解。 分解的原则是：当包含的元素不需要进一步定义，且每个和工程有关的人都清
楚时为止 数据字典中应该包括关于数据的信息：

一般信息（名字、别名、描述等） 定义（数据类型、长度、结构等） 使用特点（值的范围、使用频率、使用条件、使用方式、条件值等） 控制信息（用户、使用特点、改变数、使用权等） 分组信息（文档结构、从属结构、物理位置等）
第6章 结构化分析建模
分析模型元素 结构化需求分析 面向数据的建模方法 案例分析
结构化分析建模
需求分析的任务就是准确地指出“软件目标产品必须
做什么？” 需求分析的一个重要过程就是需求建模的过程 结构化分析方法是一种传统的系统建模技术
分析模型
分析模型的目的是为基于计算机系统提供必须的信息、功
以层次的方式揭示细节； 分析过程应该从要素信息移向细节实现。
结构化分析方法
结构化分析（SA，Structured Analysis）方法是20世纪70
年代，由E.Yourdon等人倡导的一种适用于大型数据处理 系统的、面向数据流的需求分析方法。 结构化需求分析方法指导性原则：
在开始建立分析模型之前先理解问题。 开发模型，使用户能够了解将如何进行人机交互（使用原型
实例分析：POS机系统
1 销售 1 付款 包含 M 商品 N 描述
1百度文库
1
支付
商品描述
实例分析：POS机系统
实体有销售、支付、商品、商品描述 关联： 销售包含一组商品； 每个商品都有相应的描述信息； 每个支付对应一个销售。 实体的属性： 销售：编号、总价、1{商品}*，日期 支付：编号、支付客户、找零、销售编号 商品：编号、数量 商品描述：名称、产地、厂家、单价

数据流模型，用来描述系统中的数据处理过程 状态转换模型，用来描述系统如何对事件做出响应
实体—关系模型：关心的是寻找系统中的数据及其之间
的关系，却不关心系统中包含的功能。
结构化分析模型结构
数据 对象 描述
实体关系 图
数据 字典
数据 流图
加工 规约
状态转换图
控制规约
结构化分析模型结构
分析模型结构的核心是数据字典（DD，Data Dictionary），包
状态图还可以用事件后的方括号表示先决条件，只有当这
个条件为真时，才会发生状态变化；用状态自身的弧线箭 头表示先决条件不为真时，状态不会改变。
复印机控制软件状态图
“满”和“开始” 与“复印”相关 读命令 复印 与“读命令”相关 满 与“读命令”相关 闲置 与“读命令”相关
复印
重加载纸
卡纸 与“完成问题”相关
三种类型的任意组合定义数据字典中的任何条目。
顺序：顺序连接两个或多个分量元素。一般用加号表示顺序连接关系。 选择：从两个或多个可选的分量元素中选取一个。选择运算符用方括号表示，
对于多个可供选择的元素，用“|”符号分隔。例如，[A-1 | A-2 | A-3 ] 表示三 个可选数据元素。 重复：描述的分量元素重复零次或多次。例如， 都表示数据元素A的下限为1， 上限为5。



在实体—关系图中每个数据对象的属性可以使用数据对象来描述。 在数据流图中出现的每个加工/处理的功能描述包含在加工规约中。 软件控制方面的附加信息包含在控制规约中
面向数据的建模方法
系统建模的一个重要方面就是要定义系统处理的逻辑
结构。 最广泛采用的数据建模技术是实体-关系模型，它描述 数据实体、关联及实体属性。 实体关系模型可用ERD（Entity-Relationships Diagram实体关系图）来表示：
技术）。 记录每个需求的起源和原因，保证需求的可追踪性和可回溯 性。 使用多个需求分析视图，建立数据、功能和行为模型。 给需求赋予优先级，优先开发重要的功能，提高开发生产效 率。 删除含糊性。
结构化分析模型
系统模型从以下不同的角度表述系统： 从外部来看，它是对系统分析上下文或系统环境建模； 从行为上看，它是对系统行为建模； 从结构上看，它是对系统的体系结构和系统处理的数据 结构建模。 结构化的需求分析模型有： 系统行为模型：
状态转换图
状态模型是一种描述系统对内部或者外部事件响应的行为


模型。 它描述系统状态和事件，以及事件引发系统在状态间的转 换。 这种模型适用于描述实时系统 状态模型一般采用状态转换图（简称状态图）的标记方法 状态图描述了系统中某些复杂对象的状态变化
状态是可观察的行为模式，用圆角矩形表示； 变迁表示状态的转换，用箭头表示； 事件是引发变迁的消息，用箭头上的标记表示。
书目 属性给出如下：
借书者：借书者编号、姓名、性别、借书数、最大借书


数、罚金金额、有限期 图书：图书号、书目号 书目：书目号、书名、作者、出版社、丛书名、收藏数、 在馆数、预约数 借书记录：图书号、借书者编号、借出日期、应还日期、 续借次数 预约记录：书目号、借书者编号、预约日期
含了软件使用或生产的所有数据对象描述的中心库。 分析模型结构的中间层有三种视图：
数据流图（DFD，Data Flow Diagram）服务于两个目的：一是指
明数据在系统中移动时如何被变换，二是描述对数据流进行变换的 功能和子功能。 实体—关系图（E-RD，Entity-Relationship Diagram）描述数据对 象间的关系，用来进行数据建模活动的记号。 状态转换图（STD，State Transition Diagram）指明作为外部事件 的结果，系统将如何动作。 分析模型结构的外层是规约描述：
面向数据流的建模
面向数据流的建模是结构化需求分析方法之一 采用自顶向下逐层分解，描绘满足用户要求的软件模
型 表示：
数据流图：描述系统处理过程 数据字典：模型中的数据信息集合 状态转换图：描述系统对内部或外部事件响应的行为模
型
数据流图符号
数据源点或终点 或 变换数据的处理 或
如果申请者是21岁以上并是26岁以上的女性，适用于A类保险；
如果申请者是26岁以下的已婚男性，或者26岁以上的男性，
适用于B类保险； 如果申请者是21岁以下的女性或26岁以下的单身男性适用于C 类保险； 除此之外的其他申请者都适用于A类保险。
数据存储 数据流
或
数据流图举例
设一个工厂采购部每天需要一张定货报表。定货的零
件数据有：零件编号、名称、数量、价格、供应者等。 零件的入库、出库事务通过计算机终端输入给定货系 统。当某零件的库存数少于给定的库存量临界值时， 就应该再次定货。 数据流分析：
数据源点：仓管员（负责入库或出库事务给定货系统）； 数据终点：采购员（接收每天的定货报表）； 数据流：事务，定货； 数据存储：定货信息，库存清单； 处理：处理事务，产生报表。
试卷：编号、科目、出卷人、年级、性质、总分、难度、
{题目}* 出卷要求、总分、总难度、总题型、总知识点
题目：编号、题干、题干图、答案、答案图、题型、知
识点、难度
实例分析：图书馆系统
借书者 1 借书记录 包含 1 M 书目
1
借/还/续借
M
图书 N
预约
预约记录
实例分析：图书馆系统
实体：图书、借书者、管理员、借书目录、预约记录、
用有限的词汇和有限的语句来描述加工逻辑。 它的结构可分成两层：
外层：用来描述控制结构，采用顺序、选择、重复三种
基本结构。
内层：一般采用祈使语句的自然语言短语，使用数据字
典中的名词和有限的自定义词
举例
统计空格 seq 打开文件 读入字符串 Totalsum = 0 程序体 iter until文件结束
数据字典卡片方式示例
名字：定货报表别名：定货信息 描述：每天一次需要定货的零件表 定义：定货报表=零件编号+零件名 称+定货 数量+价格+1{供应者}3 位置：输出到打印机
名字：定货数量 别名： 描述：某个零件一次定货的数目 定义：定货数量=[ 1 | 2 | 3 | 4 | 5 ] 位置：定货报表 定货信息 名字：零件编号 别名： 描述：惟一标识一个特定零件的关 键组成 定义：零件编号=8位字符 位置：定货报表、定货信息 库存清 单 名字：价格 别名：价格范围 描述：某个零件目前参考价格或者 上下限 定义：价格=1{零件单价}2 位置：定货报表 定货信息 库存清单
定货 信息
定货信息
数据字典
数据字典是分析模型中出现的所有名字的一个集合，并包
括有关命名实体的描述 数据字典有以下两个作用：
息存储
它是所有名字信息管理的有效机制 作为连接软件分析、设计、实现和进化阶段的开发机构的信
数据字典应该由四类元素的定义组成： 数据流 数据流分量 数据存储 处理 对于处理，可用输入—处理—输出（IPO，Input-Process-
诊断问题
非卡纸 与“读命令”相关
加工逻辑的描述
加工逻辑也称为过程说明，用于描述数据流图中加工
逻辑的处理算法或过程 用以下三种工具：
过程描述语言（PDL—Procedural Description
Language） 判定表 判定树
过程描述语言
介于自然语言和形式语言之间的一种半形式语言，使

……
程序体end 印总数seq 印出空格总数 印总数end 关闭文件 停止
统计空格end
判定表
例如：某数据流图中有一个“确定保险类别”的加工，指
的是申请汽车驾驶保险时，要根据申请者的情况确定不同 的保险类别。 加工逻辑为：
如果申请者的年龄在21岁以下，要额外收费；
分析模式可以使用标准的模板来表现，模板采用模式
名、目的、动机、外因和环境、解决方案、结论、设 计、已知应用和相关模式的格式描述分析模式信息。 例如，ERP（Enterprise Resource Plan）软件就是一 个高层分析模式，形成一套开发ERP软件的分析模式。
分析模型的目标与原则
分析模型必须实现三个主要目标： 描述客户需要什么； 为软件设计奠定基础； 定义在软件完成后可以被确认的一组需求。 分析模型的所有元素都可以直接映射到设计模型 创建分析模型时应遵循的原则： 模型应关注在问题或业务域内可见的需求，抽象的级别相对高； 分析模型的每个元素都应能增加对软件需求的整体理解，并提供对 信息域、功能和系统行为的深入理解； 基于基础机构和其他非功能的模型应推延到设计阶段再考虑； 最小化整个系统内的关联； 确认分析模型为所有共利益者都带来价值； 尽可能保持模型简洁
数据流图举例
画基本系统模型
事务 仓管员
定货报表
定货系统
采购员
数据流图举例
第一步求精
库存清单 库存信息 事务 仓管员 处理事务 定货信息 产生报表 定货报表 采购员 定货信息
数据流图举例
第二步求精
仓 管员
入库事务
处理入库事务
库存清单
库存信息
出库事务
处理出库事务
处理定货 采购员 定货报表 产生报表
实体 关联 实体属性 基数
实例分析：出卷系统
试卷 1 包含
1
N 1
题目
依据
1 出卷要求 1
抽取
试卷
实例分析：出卷系统
试卷由一组题目组成，而题目来自试卷库中被挑选的
题目。试卷根据出卷要求选择项目。这些实体的属性 给出如下：
试题：编号、科目、题干、题干图、答案、答案图、题
型、知识点、难度、抽取时间