需求分析建模教学提纲

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1、第 5 讲 需求分析建模,需求分析建模,抽象与模型 需求分析建模的过程 需求分析建模的方法 结构化分析 面向对象分析 Jackson分析 结构化分析 数据建模 功能建模和信息流 行为建模,抽象 (Abstract),计算中抽象的本质和使用。 在处理复杂事务、构造系统、隐藏细节和获取重复模式方面使用抽象，通过对不同层次的细节和指标的抽象，能够表达一个实体和系统。 源于实验科学，主要要素是数据采集方法和假设的形式说明，模型的构造与预测实验分析结果分析。 在为可能的算法、数据结构和系统结构等构造模型时使用抽象。 抽象的结果是概念符号模型。,模型 (model),模型是对现实世界某些重要方面的抽象表示

2、。 模型是一种抽象，从某个视点、在某种抽象层次上详细说明被建模的系统。 有时我们使用术语“抽象”来表示模型，因为我们从现实世界中抽象出对我们特别有用的东西。 分类 具体模型：直观模型、物理模型等； 抽象模型：思维模型、符号模型、数学模型等。,1 通过对现实环境的调查，获得当前系统的物理模型。,学生购买教材的实际处理流程：当前系统物理模型,需求分析的过程,需求分析的过程,2 去掉具体模型中的非本质因素： 抽取现实系统的实质，抽象出当前系统的逻辑模型。,学生购买教材的逻辑模型,需求分析的过程,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 。,计算机教材管理系统的逻辑模型,需求分析的过

3、程,4 对目标系统的逻辑模型进行细化、改进与优化 5 需求分析的验证,逻辑 模型,模型化,抽象化,具体化,实例化,怎 么 做,做 什 么,当前 系统,目标 系统,需 求 定 义,需求分析的过程,逻辑模型和物理模型,模型是对对象系统的形式化的特征抽象，概括性或近似地表示； 构造模型的过程是一个抽象、分析的过程。,对象 系统,模型 系统,抽象（映射）,模型应用,模型构造的过程,逻辑模型 物理模型 (本质模型、概念模型) (实施模型、技术模型),现 行 系 统,目 标 系 统,描述重要的业务功能，无论系统是如何实施的。,描述现实系统是如何在物理上实现的。,描述新系统的主要业务功能和用户新的需求，无论

4、系统应如何实施。,描述新系统是如何实施的（包括技术）。,模型化或模型方法是通过抽象、概括和一般化，把研究的对象或问题转化为本质（关系或结构）相同的另一对象或问题，从而加以解决的方法。模型化方法要求所建立的模型能真实反映所研究对象的整体结构、关系或某一过程、某一局部、某一侧面的本质特征和变化规律。,模型的作用,在建模过程中了解系统 通过抽象降低复杂性 有助于回忆所有的细节 有助于开发小组间的交流 有助于与用户的交流 为系统的维护提供文档,需求分析建模方法,按照信息的流向、结构、和内容三个方面可以将现有的需求分析建模方法划分为： 面向信息流向：结构化分析方法 面向信息结构：Jackson分析方法

5、面向信息内容：面向对象分析方法 描述系统需求时可以从系统的功能、行为和信息三个方面进行，侧重点可以不一样。,计算机世界,现实世界,影射,传统的开发模型不能完全适应具体的应用领域开发,软件开发过程实际是：人通过抽象、归纳把客观系统变换到软件系统，并保证软件系统的解等价客观系统的解。,由于客观系统与软件系统差异很大，所以变换过程必须通过一个中间过渡系统。不同的软件开发模型采用不同的过度系统完成变换过程。,客观系统,客观系统的解,软件系统,软件系统的解,变换,解的等价,计算机世界,现实世界,结 构 化 开 发 方 法,结构化 分析,结构化 设计,结构化 编程,OOA,OOD,OOP,面 向 对 象

6、开 发 方 法,结构化分析方法 SA,结构化分析（Structured Analysis，SA）是由Douglas Ross 提出的，由DeMarco进行推广的。 采用自顶向下、逐层进行功能分解的系统分析方法来定义系统的需求。 适用于分析大型的数据处理系统。 方法的特点：利用数据流图（Data Flow Diagram，DFD）来帮助理解问题，对问题进行分析。 一般工具：DFD、数据字典、结构化英语、判定表、判定树等。,结构化分析方法,功能分析工具：DFD、DD、结构化英语、判定表和判定树。 行为分析工具：状态迁移图、Petri网等。 数据分析工具：ER图或者EER（扩展ER）图。 SA主要针

7、对数据处理领域，因此，系统分析的侧重点在于功能分析和数据分析，而行为分析使用得较少。,结构化分析,结构化分析遵循的三条基本原则： 分解 抽象 映射 三个主要目标： 描述用户需要 建立创建软件设计的基础 定义软件完成后可被确认的一组需求,SA的结构,分析模型的构成元素,数据字典(DD) 模型核心，包含了所有数据对象的描述的中心库。 E-R图(ERD) 表示数据对象以及相互的关系，用于数据建模。 数据流图(DFD) 指明数据在系统中移动时如何被变换; 描述对数据流进行变换的功能; DFD中每个功能的描述包含在加工规约(小说明)。 用于功能建模。 状态变迁图(STD) 指明作为外部事件的结果,系统将

8、如何动作。用于行为建模。,数据建模,最常用的表示概念性数据模型的方法，是实体联系方法（Entity-Relationship Approach） ER图描述现实世界中的实体，而不涉及这些实体在系统中的实现方法。,E-R图元素,实体是客观世界中存在的且可相互区分的事务。实体可以是人也可以是物，可以是具体的事物也可以是抽象概念。例如，职工、学生、课程、教师等都是实体。,E-R图元素,客观世界中的事物彼此间往往是有联系的，例如，教师与课程间存在“教”这种联系。,E-R图元素,属性是实体或联系所具有的性质。通常一个实体由若干个属性来刻画。 例如，“学生”实体有学号、姓名、性别、系、年级,E-R图,例：

9、,客人,入住,客房状态,客房,服务,服务类别,姓名 地址 身份证号码 护照号码 电话 ,客房号 床位数 房间类别 价格1 ,住宿编号 住宿时间 支付方式 ,日期，客人数 状态(已预定/占用/维修中) ,日期，数量 ,名称，价格 ,数据建模实例：简单的酒店系统数据模型,变换,输入信息,信息流模型,输出信息,外部实体,外部实体,外部实体,输入信息,外部实体,外部实体,输出信息,输出信息,功能建模和信息流,数据存储,1 数据流图,数据流图说明(Yourdon表示)： 表示外部实体，代表数据源和数据池。 表示加工，代表接收输入，经过变换，继而产生输出的处理过程。 表示数据流，代表数据的流向和路径。 表

10、示数据存储，代表系统加工的数据所存储的地方。,外部实体,数据流,过程(加工),数据存储,条目查 询请求,查询可用条目,1,客户,目录,产品条目,库存条目,可用条目查询结果,目的地,响应,来源,触发器,动作,DFD的Gane表示,1 数据流图,数据流图(DFD，Data Flow Diagram)描述逻辑模型的图形工具，表示数据在系统内的变化。 DFD可以分层表示信息流和功能的细节，既提供了功能建模的机制，又提供了信息流建模的机制。 第0层的DFD也被称为基本系统模型或语境模型。 DFD没有提供显式的处理顺序，过程或顺序式隐含在DFD中的，显式的推迟到系统设计时。 不要混淆DFD和程序流程图！,

11、人 事 部 门,人事工资 管理系统,会 计 部 门,职工出缺勤报表,职工出缺勤信息,职工工资信息,职工工资报表,职 工,职工基本信息,职工工资单,人事工资管理系统的顶层DFD(概图)范例,职工基本 信息管理 子系统,1.0,2.0,人事工资管理系统0层DFD范例,职工出缺勤信息,职工工资管理子系统,3.0,职工出缺 勤管理 子系统,职工基本信息,职工工资信息,人 事 部 门,会 计 部 门,职 工,职工出缺勤报表,职工出缺勤信息,职工工资信息,职工工资报表,职工基本信息,职工工资单,建立职工 出缺勤信息,3.1,人事工资管理系统1层DFD：加工3.0的分解图,职工出缺勤信息,3.2,制作职工出

12、缺勤信息 统计表,职工基本信息,职工 出缺勤报表,职工 出缺勤信息,分层DFD实例,一个简单的考务处理系统功能描述： (1)对考生送来的报名单进行检查; (2)对合格的报名单编好准考证号后将准考证送给 考生，并将汇总后的考生名单送给阅卷站; (3)对阅卷站送来的成绩单进行检查，并根据考试中心制定的合格标准审定合格者; (4)制作考生通知单(含成绩及合格/不合格标志)送给考生; (5)按地区进行成绩分类统计和试题难度分析，产生统计分析表。,考 生,考务 处理系统,考 试 中 心,阅卷站,不合格报名单,报名单,准考证,考生通知单,成 绩 清 单,合格标准,错误成绩 清单,考生名 单,统计分析表,顶

13、层数据流图,登记 报名单,报名单,准考证,1,统计成绩,2,不合格 报名单,考生通知单,成,统计分析表,考生名册,绩,清,单,合 格 标 准,考生名 单,成,绩,清,单,错,误,0层数据流图,1层数据流图 (a),检查 报名单,报名单,准考证,1.1,编准考证号,1.2,不合格 报名单,考生名册,考生名单,合格 报名单,登记 考生,1.3,一层数据流图 (b),检查 成绩清单,2.1,审定 合格者,2.2,考生名册,正确 成绩清单,制作 通知单,2.3,分析 统计成绩,2.4,分析 试题难度,2.5,试题得分清单,考生 通知单,难度 分析表,合格 标准,分类 统计表,成绩清单,错误 成绩清单,

14、经审定的 成绩清单,数据流图分解原则,DFD可以用来表示一个系统或软件在任何层次上的抽象。 较大型软件系统DFD分成多层(子图、父图概念),可以表示数据流和功能的进一步的细节。 0层数据流图应当把系统或软件作为一个单一的功能来描述。 应当注意原始的输入和输出。 每个过程的每次细化一般控制在34个分过程。 所有圆圈和箭头应用有意义的名称标注。一个名称标注在 同一个DFD中只能出现一次。 每次细化时，细化部分的输入和输出必须保持一致，即保持信息流连续性，有时称为平衡。 一次最好只对一个圆圈细化。,S,2,1,3,2.2,2.1,2.3,3.1,3.2,顶层 （不编号）,0层,1层,监控固件和 操作

15、接口,每个固件状态,动作 警告,机器人初始化控制,操作命令,部件状态缓冲器,位置 命令,开始/停止,处理 机器人命令,机器人命令文件,操作 设置,处理活动,记录机器人动作,位串,数据流和控制流举例（使用Ward和Mellor符号）,数据和控制模型的关系,DFD,加工规约,加工模型,DFD,控制规约,控制模型,数据输出,数据条件,数据输入,控制输入,控制输出,加工 激活者,SafeHomede控制面板,与用户 交互,SAFEHOME,ARMED POWER,01,1,2,3,4,5,6,7,8,9,*,0,#,OFF ARAY STAY,MAX TEST BYPASS,INSTANT CODE CHIME,READY,panic,alarm check fire,away stay instant bypass not ready,SafeHomede的第0层,SafeHomede 软件系统,用户命令 和数据,显示信息,控制面板,传感器,传感器 状态,警铃,电话线,警告类型,电话号码 拨音,控制面板显示,SafeH