【软件工程系列】结构化需求分析

忘是亡心i 2023-01-11 13:06 220阅读 0赞

# 结构化需求分析 #

## 一、需求分析重要性 ##

对软件需求深入理解是开发成功的前提和关键。

开发软件系统最困难的部分就是准确说明开发什么，最困难的概念性工作是编写出详细需求，包括所有面向用户、面向机器和其他软件系统的接口

此工作一旦做错，将会给系统带来极大损害，并且以后对它修改也极为困难。

## 二、结构化分析核心思想 ##

*  分解化简问题
 *  物理与逻辑表示分开
 *  进行数据与逻辑抽象

## 三、结构化分析具体步骤 ##

1.  发现需求
    
     *  与用户交谈，向用户提问题；
     *  参观用户的工作流程，观察用户的操作；
     *  向用户群体发调查问卷；
     *  与同行、专家交谈，听取他们的意见；
     *  分析已经存在的同类软件产品，提取需求；
     *  从行业标准、规则中提取需求；
     *  从Internet上搜查相关资料等。
2.  求精
    
     *  对初步需求反复求精多次细化。
3.  建模
    
     *  建立模型，用图形符号和组织规则书面描述事物。
    
    ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]
    
    **模型核心：数据字典**
    
     描述软件使用和产生的**所有数据对象**
    
    **数据模型：实体关系图（E-R图）表达**
    
     描述**数据对象间**关系
    
     图中数据对象属性用“**数据对象描述**”表达
    
    **功能模型：DFD表达**
    
     描绘数据在软件中**移动，变换**及相应功能
    
     图中功能用“**处理规格说明**”表达
    
    **行为模型：状态转换图**
    
     描绘系统状态和在**不同状态**间转换方式
    
     图中软件控制附加信息用“**控制规格说明**”表达
4.  规格说明
    
     *  书写软件需求规格说明，作为分析阶段最终成果
5.  复审

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### 3.1 数据模型 ###

*  数据模型组成
    
     *  数据对象
        
        软件必须理解的复合信息表示，复合信息是具有一系列不同性质或属性的事物。
        
        事务（报表）、地点（仓库）、角色（教师、学生）、单位（会计科）、行为（打电话）等
     *  数据对象间关系
        
        对象彼此间相互连接方式，也称联系。
        
        分三类： 1:1 1:N M:N
     *  属性
        
        定义数据对象性质。
        
        数据对象学生的属性可为学号、姓名、班级等。
 *  实体关系图
    
      
    ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]
 *  实例
    
    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**。  
    “零件”的主要属性是：零件编号，零件名称，颜色，重量。
    
    “工程项目”的属性主要是：项目编号，项目名称，开工日期。
    
    “供应商”的属性主要有：供应商编号，供应商名称，地址。
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

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### 3.2 数据流图 ###

数据流图（DFD）描绘系统逻辑模型，图中没具体的物理元素，只描绘信息在系统中流动处理情况。

是非常好通信工具和软件设计出发点。

#### 3.2.1 数据流图符号 ####

*  四种基本符号：
    
     *  正方形（或立方体）：表示数据的源点或终点
        
        ![在这里插入图片描述][20210126233944572.png]
     *  圆角矩形（或圆形）：代表变换数据的处理
        
        ![在这里插入图片描述][20210126233958368.png]
     *  开口矩形（两条平行横线）：代表数据存储
        
        ![在这里插入图片描述][20210126234011758.png]
     *  箭头：表示**数据流**、即**特定数据的流动方向**
        
        ![20210126234025732.png][]
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]
 *  数据流图附加符号
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

#### 3.2.2 数据流图范例 ####

*  范例
    
    工厂采购部**采购员**每天需一张**定货报表**，按零件编号排序列出所需定货零件。
    
     对定货零件列下述数据：零件编号、名称、定货数量、目前价格，主次要供应者等。
    
     零件入库或出库称**事务**，通过仓库终端把事务报告**定货系统**。零件库存量少于库存临界 值需订货。
 *  解法：
    
    1.  从问题描述提取数据流图四种成分
        
         *  先考虑源点和终点
            
            源点：仓库管理员
            
            终点：采购员
         *  再考虑处理
            
            处理：处理事务、产生报表等
         *  最后考虑数据流和数据存存储
            
            数据流：事务、订货信息、订货报表
            
            数据存储：订货信息、库存信息
    2.  着手画数据流图的基本系统模型
        
        ![在这里插入图片描述][20210126234124249.png]
    3.  把基本系统模型细化，描绘系统主要功能
        
        ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]
    4.  主要功能进一步细化
        
        ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]
    5.  结束、进一步分解涉及如何具体实现功能时，不应再分解

#### 3.2.3 分层数据流图 ####

为表达数据加工情况，需采用层次结构数据流图。

顶层数据流图包含一个加工项；

底层数据流图指加工项不再分解的数据流图；

中间层流图只在顶层和底层之间，对其上层父图的细化。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]

*  分层法绘制流程图的几个问题
    
    1.  编号的设置
        
        子图的编号是父图相应的处理逻辑的编号。
        
        子图中处理逻辑编号由子图号、小数点与局部号组成。
        
        ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]
    2.  父图与子图的平衡
        
        子图详细地描述父图中处理逻辑
        
        子图的输入、输出数据流应同父图处理逻辑的输入、输出数据流相一致。
    3.  局部数据存储
        
        在子图中出现的数据存储，可以不出现在父图中，画父图时只需画出处理逻辑之间的联系，不必画出各个处理逻辑内部的细节。

#### 3.2.4 数据流图命名规则 ####

1.  数据流（数据存储）命名
    
    1.  用名词，区别于控制流
    2.  代表整个数据流（数据存储）内容，不仅仅反映某些成分
    3.  不要用缺乏具体含义名字，如“数据”、“信息”
2.  处理命名
    
    1.  用动宾词组，避免使用“加工”，“处理”等
    2.  应反映整个处理的功能，不是一部分功能
    3.  通常仅包括一个动词，否则分解
3.  数据源点/终点
    
    不属于数据流图的核心内容

#### 3.2.5 数据流图用途 ####

1.  作为**交流信息**的工具
2.  作为**分析和设计**的工具
    
    用数据流图辅助物理系统设计时，可在数据流图上画出许多组**自动化边界**，每组自动化边界可能意味着不同的物理系统。
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]

#### 3.2.6 数据流图习题 ####

工资计算系统包含如下功能：  
**计算工资**  
根据**人事部门**给出的**出勤表**和**业绩表**计算**奖金和缺勤扣款**，通过**生成的奖金发放表**及**工资基本信息库的信息**计算**应发工资**，根据**应发工资表**计算**所得税**，根据**后勤部门**给出的**水电扣款**及**缺勤扣款表**和**所得税款**计算出**实发工资**，生成实发**工资表**和**工资清单**。

**打印工资清单**

根据**工资清单**完成**工资条**的**打印**，给**职工**

**工资转存**

根据**实发工资表**生成职工工资**存款清单**并将其发送到**银行**

**请用数据流图描绘该系统。**

![在这里插入图片描述][20210126234648423.png]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]

### 3.3 状态转换图 ###

软件的行为模型：状态、事件、行为。

状态：被观察到的系统行为模式。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 15][]

事件：引起状态转换的外界事件抽象。

*  箭头表示，箭头上标事件名。后跟\[条件\] 、表状态转换条件。

行为：进入某状态所作动作。

*  状态框内do：行为名

![20210126234949331.png][]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]

### 3.4 数据字典 ###

对系统使用的所有数据元素定义的集合，半形式化方法表达。

*  数据字典定义方法
    
    1.  数据流
        
        ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 17][]
    2.  数据元素
        
        ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 18][]
    3.  数据存储
        
        ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 19][]
    4.  处理
        
        ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 20][]
 *  数据字典定义符号
    
    定义数据的方法：对数据自顶向下分解。
    
    由数据元素组成数据的方式：
    
    1.  顺序：以确定次序连接两个或多个数据元素；
    2.  选择：从两个或多个可能元素中选一个；
    3.  重复：把指定数据元素重复零次或多次；
    4.  可选：一个数据元素可有可无。
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 21]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 22][]

![在这里插入图片描述][2021012623570417.png]

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