[理学]软件工程第3章

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1、2019/1/17,河南理工大学,1,软件过程是为了获得高质量软件产品所需要完成的一系列任务的框架，它规定了完成各项任务的工作步骤。,2019/1/17,河南理工大学,2,按照在软件生命周期全过程中应完成的任务的性质，在概念上可以把软件生命周期划分成八个阶段： 问题定义 可行性研究 需求分析 概要设计 详细设计 编码和单元测试 综合测试 维护,2019/1/17,河南理工大学,3,瀑布模型 快速原型模型 增量模型 螺旋模型 喷泉模型,2019/1/17,河南理工大学,4,第二篇 传统方法学,2019/1/17,河南理工大学,5,第3章 结构化分析,2019/1/17,河南理工大学,6,为了开发

2、出真正满足用户需求的软件产品，首先必须知道用户的需求。 对软件需求的深入理解是软件开发工作获得成功的前提和关键，不论我们把设计和编码工作做得如何出色，不能真正满足用户需求的程序只会给用户带来失望，给开发者带来烦恼。,2019/1/17,河南理工大学,7,传统的软件工程方法学采用结构化分析(Structured Analysis ,SA)技术完成需求分析工作。,2019/1/17,河南理工大学,8,2019/1/17,河南理工大学,9,3.1 概述,需求分析是发现、求精、建模、规格说明和复审的过程。 为了发现用户的真正需求，首先应该从宏观角度调查、分析用户所面临的问题。也就是说，需求分析的第一步

3、是尽可能准确地了解用户当前的情况和需要解决的问题。,2019/1/17,河南理工大学,10,模型,为了更好地理解问题，人们常常采用建立模型的方法。 所谓模型，就是为了理解事物而对事物做出的一种抽象，是对事物的一种无歧义的书面描述。 通常，模型由一组图形符号和组织这些符号的规则组成。,2019/1/17,河南理工大学,11,结构化分析,结构化分析就是一种建立模型的活动，通常建立三种模型： 数据模型 功能模型 行为模型,2019/1/17,河南理工大学,12,软件需求规格说明,除了用分析模型表示软件需求之外，还要写出准确的软件需求规格说明。 模型既是软件设计的基础，也是编写软件规格说明的基础。,2

4、019/1/17,河南理工大学,13,在分析软件需求和编写软件规格说明的过程中，软件开发者和软件用户都起着关键的、必不可少的作用。 用户与开发者之间需要通信、沟通的内容非常多，在双方交流信息的过程中很容易出现误解或遗漏，也可能存在二义性。,2019/1/17,河南理工大学,14,2019/1/17,河南理工大学,15,3.2 与用户通信的技术,软件需求分析总是从两方或多方之间的通信开始。 用户面临的问题需要用基于计算机的方案来解决；开发者应该对用户的需求作出反应，给用户提供帮助。 这样就产生了相互通信的需求。但是，正如前面已经讲过的，从开始通信到真正相互理解的道路通常是充满坎坷的。 良好的通信

5、技术有助于加快理解的过程。,2019/1/17,河南理工大学,16,访谈,访谈(或称为会谈)是最早开始运用的获取用户需求的技术，也是迄今为止仍然广泛使用的主要的需求分析技术。 访谈有两种基本形式： 正式的 非正式的,2019/1/17,河南理工大学,17,在正式的访谈中，系统分析员将提出一些事先准备好的具体问题，例如，询问客户公司销售的商品种类、雇用的销售人员数目以及信息反馈时间应该多快等。 在非正式的访谈中，将提出一些可以自由回答的开放性问题，以鼓励被访问的人员表达自己的想法，例如，询问用户为什么对目前正在使用的系统感到不满意。,2019/1/17,河南理工大学,18,简易的应用规格说明技术

6、,这种方法提倡用户与开发者密切合作，共同标识问题，提出解决方案的要素，商讨不同的方法并指定基本的需求。 今天，简易的应用规格说明技术已经成为信息系统界使用的主流技术。,2019/1/17,河南理工大学,19,基本准则,尽管存在许多不同的简易应用规格说明方法，但是它们遵循的基本准则是相同的。 在中立地点举行由开发者和用户双方出席的会议。 制定准备会议和参加会议的规则。 提出一个议事日程，这个日程应该足够正式以便能够涵盖所有要点，同时这个日程又应该足够非正式，以便鼓励自由思维。 由一个“协调人”来主持会议，他既可以是用户也可以是开发者还可以是从外面请来的人。 使用一种“定义机制”(例如，工作表、图

7、表等)。 目标是标识问题、提出解决方案要素、商讨不同的方法以及在有利于实现目标的氛围中指定初步的需求。,2019/1/17,河南理工大学,20,软件原型,快速原型应该具备的特性： 快速原型应该具备的第一个特性是“快速”。快速原型的目的是尽快向用户提供一个可在计算机上运行的目标系统的模型，以便使用户和开发者在目标系统应该“做什么”这个问题上尽可能快地达成共识。 快速原型应该具备的第二个特性是“容易修改”。如果原型的第一版不是用户所需要的，就必须根据用户的意见迅速地修改它，构建出原型的第二版，以更好地满足用户的需求。,2019/1/17,河南理工大学,21,构建原型的要点是，它应该实现用户看得见的

8、功能(例如屏幕显示或打印报表)，省略目标系统的“隐含”功能(例如修改文件)。 在实际开发软件产品时，“修改试用反馈”的过程可能重复多遍，如果修改耗时过多，势必延误软件开发时间。,2019/1/17,河南理工大学,22,2019/1/17,河南理工大学,23,3.3 分析建模与规格说明,3.3.1分析建模 结构化分析实质上是一种创建模型的活动。通过需求分析而建立的模型必须达到下述的三个基本目标。 描述用户的需求。 为软件设计工作奠定基础。 定义一组需求，一旦开发出软件产品之后，就可以用这组需求为标准来验收该产品。,2019/1/17,河南理工大学,24,为了达到上述这些目标，在结构化分析过程中导

9、出的分析模型的形式，如图3.1所示。,2019/1/17,河南理工大学,25,图3.1 分析模型的结构,2019/1/17,河南理工大学,26,软件需求规格说明,通过需求分析除了创建分析模型之外，还应该写出软件需求规格说明，它是分析阶段的最终成果。 下面给出的简略大纲可以作为软件需求规格说明的框架。,2019/1/17,河南理工大学,27,.引言 A .系统参考文献 B .整体描述 C .软件项目约束 .信息描述 A .信息内容 B .信息流 1 .数据流 2 .控制流 .功能描述 A .功能分解 B .功能描述 1 .处理说明 2 .限制 3 .性能需求 4 .设计约束 5 .支撑图 C .

10、控制描述 1 .控制规格说明 2 .设计约束ZK),2019/1/17,河南理工大学,28,.行为描述 A .系统状态 B .事件和动作 .确认标准 A .性能范围 B .测试种类 C .预期的软件响应 D .特殊考虑 .参考书目 .附录,2019/1/17,河南理工大学,29,3.4 实体关系图,数据模型包含三种相互关联的信息： 数据对象 描述数据对象的属性 数据对象彼此间相互连接的关系,2019/1/17,河南理工大学,30,数据对象,数据对象是对软件必须理解的复合信息的表示。 所谓复合信息是指具有一系列不同性质或属性的事物，因此，仅有单个值的事物(例如宽度)不是数据对象。,2019/1/

11、17,河南理工大学,31,属性,属性定义了数据对象的性质。 应该根据对所要解决的问题的理解，来确定特定数据对象的一组合适的属性。,2019/1/17,河南理工大学,32,关系,数据对象彼此之间相互连接的方式称为关系，也称为联系。 (1) 一对一联系(11) (2) 一对多联系(1N) (3) 多对多联系(MN) 联系也可能有属性。,2019/1/17,河南理工大学,33,实体关系图的符号,通常，使用实体关系图(EntityRelationship Diagram)来建立数据模型。 通常把实体关系图简称为ER图，相应地，用ER图描绘的数据模型也可以称为ER模型。 ER图基本成分： 实体(即数据对

12、象)：矩形框 关系：连接相关实体的菱形框表示关系 属性：用椭圆形或圆角矩形表示实体(或关系)的属性 并用无向边把实体(或关系)与其属性连接起来,2019/1/17,河南理工大学,34,例如：某学校教学管理的ER图 教师 学生 课程,2019/1/17,河南理工大学,35,图3.2 某校教学管理 ER 图,2019/1/17,河南理工大学,36,2019/1/17,河南理工大学,37,3.5 数据流图,当信息在软件中移动时，它将被一系列“变换”所修改。 数据流图(DFD)是一种图形化技术，它描绘信息流和数据从输入移动到输出的过程中所经受的变换。,2019/1/17,河南理工大学,38,数据流图符

13、号,数据流图有四种基本符号： 正方形(或立方体)表示数据的源点或终点； 圆角矩形(或圆形)代表变换数据的处理； 开口矩形(或两条平行横线)代表数据存储； 箭头表示数据流，即特定数据的流动方向。,2019/1/17,河南理工大学,39,数据流（特定数据的流动方向）,数据的源点和终点,变换数据的处理,数据存储,或,或,或,数据流图基本符号的含义,2019/1/17,河南理工大学,40,T,C,A,B,*,数据A和数据B同时输入才能变换成C,T,C,A,B,*,数据A变换成B和C,T,C,A,B,+,数据A或B，或A和B同时输入变换成C,T,C,A,B,+,数据A变换成B或C，或B和C,T,C,A,

14、B,只有数据A或只有数据B（不能A，B同时）输入时变换成C,T,C,A,B,数据A变换成B或C，但不能变换成B和C,附加符号,2019/1/17,河南理工大学,41,例子,下面通过一个简单例子具体说明怎样画数据流图。 假设一家工厂的采购部每天需要一张定货报表，报表按零件编号排序，表中列出所有需要再次定货的零件。,2019/1/17,河南理工大学,42,对于每个需要再次定货的零件应该列出下述数据；零件编号、零件名称、定货数量、目前价格、主要供应者和次要供应者。 零件入库或出库称为事务，通过放在仓库中的CRT终端把事务报告给定货系统。当某种零件的库存数量少于库存量临界值时就应该再次定货。,2019

15、/1/17,河南理工大学,43,步骤：,从问题描述中提取数据流图的四种成分 接下来考虑处理 最后，考虑数据流和数据存储,2019/1/17,河南理工大学,44,表3.1总结了上面分析的结果，其中加星号标记的是在问题描述中隐含的成分。,2019/1/17,河南理工大学,45,2019/1/17,河南理工大学,46,一旦把数据流图的四种成分都分离出来以后，就可以着手画数据流图了。 任何系统的基本模型都由若干个数据源点/终点以及一个处理组成，这个处理就代表了系统对数据加工变换的基本功能。对于上述的定货系统可以画出如图3.4所示的基本系统模型。,2019/1/17,河南理工大学,47,图3.4 定货系

16、统的基本系统模型 (突出表明了数据的源点和终点),2019/1/17,河南理工大学,48,下一步应该把基本系统模型细化，描绘系统的主要功能。 在图3.5中给处理和数据存储都加了编号，这样做的目的是便于引用和追踪。,2019/1/17,河南理工大学,49,图3.5 定货系统的功能级数据流图,2019/1/17,河南理工大学,50,接下来应该对功能级数据流图中描绘的系统主要功能进一步细化。,2019/1/17,河南理工大学,51,在对数据流图分层细化时必须保持信息连续性，也就是说，当把一个处理分解为一系列处理时，分解前和分解后的输入/输出数据流必须相同。,2019/1/17,河南理工大学,52,图3.6 把处理事务的功能进一步分解后的数据流图,2019/1/17,河南理工大学,53,命名,数据流图中每个成分的命名是否恰当，直接影响数据流