第五章 面向数据流的分析方法

第五章 面向数据流的分析方法,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,用户复查,细化数据流图,修正开发计划,书写文档,审 查和复审,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。,基本思想,自顶向下 逐层分解,结构化分析(Structured Analysis),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。,问题域,问题,行为（功能）,对应于软件子系统,对应于子软件的软构件,对应于软件子系统,自顶向下需求分析模型图,S = D1，D2，D3， Dn ,Di = P1，P2，P3， Pm ,Pj = F1，F2，F3， Fk ,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。,1. 符号（四种基本符号）,数据的源点或终点,数据处理,数据存储,数据流,一些附加符号（略）,仓 库 管理员,定货 系统,采购员,D1: 库存清单,仓 库 管理员,1 处理 事务,2 产生 报表,采购员,D2: 定货信息,2. 例子,基本系统模型,功能级数据流图,事务,定货报表,事务,定货报表,定货信息,定货信息,库存清单,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。 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。,数据流图,仓 库 管理员,1.1 接收 事务,1.2 更新库 存清单,1.3 处理 定货,2 产生 报表,采购员,D1: 库存清单,D2: 定货信息,事务,事务,库存信息,定货信息,定货信息,定货报表,命名,为数据流（或数据存储）命名为处理命名,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,库存清单,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。（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。,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。,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、控制项、数据存储或外部实体的主要名称和别名,使用数据和对象的列表、使用对象的方式,描述数据或控制内容的符号,关于数据类型、预置值、限制等其他补充信息,数据项的定义,数据字典符号,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,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。,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。,教师,姓名,性别,职称,职务,教师号,教,1,课程,N,课程号,课名,学时,学分,学,M,学生,N,学号,姓名,性别,系,年级,成绩,范式,通常用范式定义消除数据的冗余度（略）,实体关系图,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,层次方框图的一个例子,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,图形工具（续）,Warnier 图： 用树形结构描绘数据的层次结构。,软件 产品,系统软件,操作系统(P1),编译程序 (P2),软件工具,编辑程序(P3),测试驱动程序(P4),设计辅助程序(P5),应用软件,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、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,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。,学生,张秘书,购书申请,王会计,李出纳,赵保管,学生,购书证明,购书申请,购书申请,书,学生,审 查有效性,购书单,开发票,开领书单,发书,学生,有 效购书单,发票,领书单,书,学生,审查并开发票,购书单,开领书单,发书,学生,发票,领书单,书,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,1）通过对现实环境的调查研究，获得当前系统的具体模型,3）分析当前系统与目标系统的差别，建立目标系统的逻辑模型。,教材购销管理系统（2）,学生,审查并开发票,购书单,开领书单,学生,发票,领书单,无效书单,4）对目标系统进行补充和完善，并写出完整的需求说明。,学生,1 审查并开发票,购书单,2 开领书单,学生,发票,领书单,无效书单,各班学生用书表,教材存量表,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,教材购销管理系统（3）,学生,教材购销管理系统,书 库保管员,1. 教材购销管理系统的顶层DFD,学生,书 库 保管员,2. 第二层DFD图教材购销系统,购书单,领书单,缺书单,进书通知,购书单,领书单,1 销 售,2 采购,进书通知,F2: 缺书登记表,F1: 教材存量表,缺书单,进书通知,教材购销管理系统（4）,1.1 审 查有效性,1.2 开发票,有效 购书单,1.3 领书并 开领书单,发票,1.4 登记缺书,1.5 补售教材,F2: 缺书登记表,学生,学生,无效书单,领书单,领书单,F3: 各班学生用书表,F4: 售书登记表,补售书单,暂缺书单,采购,3. 第三层DFD图销售子系统,F1: 教材存量表,教材购销管理系统（5）,2.3 修改教材库存和待购量,2.1 按 书 号 汇总缺书,F2: 缺书登记表,销售 子系统,书库 保管员,F1: 教材存量表,进书通知,第三层DFD图采购子系统,2.2 按出版社 统计缺书,F5: 待购教材表,F6: 教材一览表,进书通知,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,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。,实例：医院病房监护系统,监视病情,更新病历,2.2.4 实例：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：,例医院病房监护系统,第一层：,医院病房监护系统顶层DFD图,第二层：加工“中央监视”分解,医院病房监护系统二层DFD图,医院病房监护系统分层DFD图,图 15,图 16,二、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,含义,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。 2、 用例由执行者激活，并提供确切的值给执行者。 3、用例可大可小，但它必须是对一个具体的用户目标实现的完整描述。,特点,举例,教师测评系统用例图,以测评系统为例，“一个学生测评某位老师”和“管理员进行测评数据处理”便是两个典型的用例,三、执行者(Actor),含义,执行者是指用户在系统中所扮演的角色。其图形化的表示是一个小人。,通信联系,不带箭头的线段将执行者与用例连接到一起，表示两者之间交换信息,注意,尽管执行者在用例图中是用类似人的图形来表示的，但执行者未必是人 。,意义,面对一个大系统，要列出用例清单常常是十分困难。这时可先列出执行者清单，再对每个执行者列出它的用例，问题就会变得容易很多,举例,教师测评系统用例模型,面向数据流的设计方法,变换分析： 汽车数字仪表板功能： 1） 通过A/D 转换实现传感器和微处理器接口，2） 在发光二极管面板上显示数据，3） 指示每小时英里数（mph)，行驶的里程，每加伦油行驶的英里数(mpg)等等。4） 指示加速或减速；5） 超速警告：如果车速超过55英里/小时，则发出超速警告铃声。,A/D,转数计数器,流量传感器,微处理机,里程表,车速表,油效表,油管系统,加速/减速指示,超速报警,面向数据流的设计方法,读旋转信号,收集和求平均,