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1、第四章面向数据流的分析方法4.1 4.1 数据流图与数据字典数据流图与数据字典4.2 4.2 实体关系图实体关系图4.3 4.3 基于数据流的分析方法基于数据流的分析方法4 4面向数据流面向数据流的分析方法的分析方法面向数据流的分析方法面向数据流的分析方法面向数据流的分析方法面向数据流的分析方法v掌握数据流图的表示形式及其精化原那么；掌握数据流图的表示形式及其精化原那么；v理解数据字典的作用，并掌握数据字典中数据条目的定义理解数据字典的作用，并掌握数据字典中数据条目的定义方法；方法；v掌握实体关系图的相关概念、表示形式及其构造原那么；掌握实体关系图的相关概念、表示形式及其构造原那么；v掌握基于
2、数据流的需求分析过程。掌握基于数据流的需求分析过程。教学目标教学目标 面面向向数数据据流流的的分分析析方方法法属属于于一一种种需需求求建建模模方方法法，是是一一种种结结构构化化分分析析方方法法，具具有有明明显显的的结结构构化化特特征征。结结构构化化分分析析方方法法在在19791979年年被被DeMarcoDeMarco作作为为一一种种需需求求分分析析方方法法正正式式提提出出。此此后后，得得到到了了迅迅速速开开展展和和广广泛泛使用。使用。 概概 述述4.1 4.1 数据流图与数据字典数据流图与数据字典数数数数据据据据流流流流图图图图是是是是一一一一种种种种用用用用来来来来刻刻刻刻画画画画计计计计
3、算算算算机机机机信信信信息息息息处处处处理理理理中中中中数数数数据据据据流流流流和和和和转转转转换换换换的的的的建建建建模模模模技技技技术术术术，是是是是目目目目标标标标软软软软件件件件系系系系统统统统中中中中各各各各处处处处理理理理子子子子功功功功能能能能以以以以及及及及它它它它们们们们之之之之间间间间数据流动的图形表示数据流动的图形表示数据流动的图形表示数据流动的图形表示。一、数据流图一、数据流图4.1 4.1 数据流图与数据字典数据流图与数据字典1. 1. 1. 1. 作用作用作用作用2. 2. 2. 2. 外部实体、转换、数据流和数据源的图形记号表示外部实体、转换、数据流和数据源的图形
4、记号表示外部实体、转换、数据流和数据源的图形记号表示外部实体、转换、数据流和数据源的图形记号表示4.1 4.1 数据流图与数据字典数据流图与数据字典在分析的初始阶段整个信息处理系统可采用顶级数据流图在分析的初始阶段整个信息处理系统可采用顶级数据流图在分析的初始阶段整个信息处理系统可采用顶级数据流图在分析的初始阶段整个信息处理系统可采用顶级数据流图表示表示表示表示。3. 3. 3. 3. 顶级数据流图顶级数据流图顶级数据流图顶级数据流图4.1 4.1 数据流图与数据字典数据流图与数据字典数数数数据据据据流流流流图图图图的的的的精精精精化化化化过过过过程程程程实实实实际际际际上上上上是是是是处处处
5、处理理理理子子子子功功功功能能能能和和和和数数数数据据据据流流流流的的的的细细细细化化化化过过过过程程程程。在在在在进进进进行行行行逐逐逐逐层层层层精精精精化化化化的的的的过过过过程程程程中中中中，必必必必须须须须维维维维持持持持层层层层间间间间数数数数据据据据流流流流图图图图的的的的平平平平衡衡衡衡，即即即即被被被被精精精精化化化化后后后后转转转转换换换换的的的的输输输输入入入入、输输输输出出出出流流流流必必必必须须须须与与与与精精精精化化化化它它它它的的的的数数数数据据据据流流流流子子子子图图图图的的的的初初初初始始始始输输输输入入入入流流流流和和和和最最最最终终终终输输输输出出出出流流流
6、流严严严严格格格格一一一一致致致致，从从从从而而而而确确确确保保保保需需需需求求求求模型的一致性。模型的一致性。模型的一致性。模型的一致性。4. 4. 4. 4. 数据流图的精化与层间平衡数据流图的精化与层间平衡数据流图的精化与层间平衡数据流图的精化与层间平衡精化前后数据精化前后数据精化前后数据精化前后数据流的流量、方流的流量、方流的流量、方流的流量、方向及类型的一向及类型的一向及类型的一向及类型的一致。致。致。致。4.1 4.1 数据流图与数据字典数据流图与数据字典1 1 1 1在数据流图中标识数据流、数据源或外部实体的名称在数据流图中标识数据流、数据源或外部实体的名称在数据流图中标识数据流
7、、数据源或外部实体的名称在数据流图中标识数据流、数据源或外部实体的名称2 2 2 2数据类型数据类型数据类型数据类型3 3 3 3所有以该数据条目作为输入或输出流的转换的列表所有以该数据条目作为输入或输出流的转换的列表所有以该数据条目作为输入或输出流的转换的列表所有以该数据条目作为输入或输出流的转换的列表4 4 4 4使用该数据条目的简单说明使用该数据条目的简单说明使用该数据条目的简单说明使用该数据条目的简单说明5 5 5 5数据条目的解释性说明数据条目的解释性说明数据条目的解释性说明数据条目的解释性说明6 6 6 6其它补充说明其它补充说明其它补充说明其它补充说明 如：取值范围等如：取值范围
8、等如：取值范围等如：取值范围等二、数据字典二、数据字典1. 1. 1. 1. 数据字典中各数据条目包含的内容数据字典中各数据条目包含的内容数据字典中各数据条目包含的内容数据字典中各数据条目包含的内容4.1 4.1 数据流图与数据字典数据流图与数据字典1 1 1 1一致性检查一致性检查一致性检查一致性检查 当当当当分分分分析析析析人人人人员员员员要要要要求求求求创创创创立立立立新新新新的的的的数数数数据据据据条条条条目目目目并并并并输输输输入入入入名名名名称称称称后后后后，CASECASECASECASE工具自动进行重名检查。工具自动进行重名检查。工具自动进行重名检查。工具自动进行重名检查。2
9、2 2 2CASECASECASECASE工具可根据已有的数据流图生成相关转换的列表工具可根据已有的数据流图生成相关转换的列表工具可根据已有的数据流图生成相关转换的列表工具可根据已有的数据流图生成相关转换的列表3 3 3 3CASECASECASECASE工具将自动完成有关数据条目的各种查询工具将自动完成有关数据条目的各种查询工具将自动完成有关数据条目的各种查询工具将自动完成有关数据条目的各种查询 如：数据条目的使用情况查询如：数据条目的使用情况查询如：数据条目的使用情况查询如：数据条目的使用情况查询2. CASE2. CASE2. CASE2. CASE工具对数据字典的管理功能工具对数据字典
10、的管理功能工具对数据字典的管理功能工具对数据字典的管理功能4.1 4.1 数据流图与数据字典数据流图与数据字典 号码号码号码号码:=:=:=:=分机号外线号码分机号外线号码分机号外线号码分机号外线号码分机号分机号分机号分机号:=8601:=8601:=8601:=860186028602860286028699869986998699外线号码外线号码外线号码外线号码:=9+:=9+:=9+:=9+长话号码市话号码长话号码市话号码长话号码市话号码长话号码市话号码长话号码长话号码长话号码长话号码:=0+:=0+:=0+:=0+区号市话号码区号市话号码区号市话号码区号市话号码区号区号区号区号:=:=
11、:=:=长度为长度为长度为长度为3 3 3 3的数字串的数字串的数字串的数字串市话号码市话号码市话号码市话号码:=:=:=:=局号分局号局号分局号局号分局号局号分局号局号局号局号局号:=445:=445:=445:=445448448448448888888888888552552552552分局号分局号分局号分局号:=:=:=:=长度为长度为长度为长度为4 4 4 4的数字串的数字串的数字串的数字串3. 3. 3. 3. 举例举例举例举例“家庭保安系统中的家庭保安系统中的“ 号码数据条目定号码数据条目定义义EBNF表示表示4.2 4.2 实体关系图实体关系图4.2 4.2 实体关系图实体关系
12、图现实世界中省略了功能和行为的实体现实世界中省略了功能和行为的实体现实世界中省略了功能和行为的实体现实世界中省略了功能和行为的实体。4.2.1 数据对象、属性与关系数据对象、属性与关系一、数据对象一、数据对象二、属性二、属性1.1.1.1.命名性属性命名性属性命名性属性命名性属性2. 2. 对数据对象的实例命名对数据对象的实例命名对数据对象的实例命名对数据对象的实例命名2. 2. 2. 2. 描述性属性描述性属性描述性属性描述性属性 对数据对象实例的性质进行刻画对数据对象实例的性质进行刻画对数据对象实例的性质进行刻画对数据对象实例的性质进行刻画3. 3. 3. 3. 引用性属性引用性属性引用性
13、属性引用性属性 将自身与其它数据对象的实例关联起来将自身与其它数据对象的实例关联起来将自身与其它数据对象的实例关联起来将自身与其它数据对象的实例关联起来 实体关系图实体关系图4. 4. 4. 4. 数据对象的属性举例数据对象的属性举例数据对象的属性举例数据对象的属性举例 汽车：汽车：汽车：汽车：标标标标 识识识识 码、型号、制造商码、型号、制造商码、型号、制造商码、型号、制造商 车体类型、颜色、购车者车体类型、颜色、购车者车体类型、颜色、购车者车体类型、颜色、购车者应用问题中，数据对象之间所存在的各种关联应用问题中，数据对象之间所存在的各种关联应用问题中，数据对象之间所存在的各种关联应用问题中
14、，数据对象之间所存在的各种关联。三、关系三、关系如：如：如：如： 制造商汽车制造商汽车制造商汽车制造商汽车 购车者汽车购车者汽车购车者汽车购车者汽车生产生产生产生产购置购置购置购置 实体关系图实体关系图四、基于四、基于“数据对象、属性、关系建立数据模型时数据对象、属性、关系建立数据模型时应遵循的规那么应遵循的规那么1.1.1.1.数据对象的任何实例对每个属性必须有唯一的属性值数据对象的任何实例对每个属性必须有唯一的属性值数据对象的任何实例对每个属性必须有唯一的属性值数据对象的任何实例对每个属性必须有唯一的属性值2. 2. 2. 2. 属性是原子数据项属性是原子数据项属性是原子数据项属性是原子数
15、据项3. 3. 3. 3. 假假假假设设设设数数数数据据据据对对对对象象象象的的的的关关关关键键键键属属属属性性性性有有有有多多多多个个个个，那那那那么么么么其其其其它它它它非非非非关关关关键键键键属属属属性性性性必必必必须须须须 表示整个数据对象而不是局部关键属性的特征表示整个数据对象而不是局部关键属性的特征表示整个数据对象而不是局部关键属性的特征表示整个数据对象而不是局部关键属性的特征4. 4. 4. 4. 所有的非关键属性必须表示整个对象而不是局部属性的所有的非关键属性必须表示整个对象而不是局部属性的所有的非关键属性必须表示整个对象而不是局部属性的所有的非关键属性必须表示整个对象而不是局
16、部属性的 特征特征特征特征 实体关系图实体关系图4.2.2 实体关系图实体关系图一、实体关系图的表示形式一、实体关系图的表示形式2. 2. 2. 2. 属性用椭圆形表示属性用椭圆形表示属性用椭圆形表示属性用椭圆形表示3. 3. 3. 3. 关系用菱形表示关系用菱形表示关系用菱形表示关系用菱形表示4. 4. 4. 4. 数据对象之间数量上的对应关系表示如以下图数据对象之间数量上的对应关系表示如以下图数据对象之间数量上的对应关系表示如以下图数据对象之间数量上的对应关系表示如以下图1.1.1.1.数据对象用长方形表示数据对象用长方形表示数据对象用长方形表示数据对象用长方形表示师生关系师生关系师生关系
17、师生关系？ 实体关系图实体关系图二、举例二、举例一个制造商生产一辆或多辆汽车一个制造商生产一辆或多辆汽车一个制造商生产一辆或多辆汽车一个制造商生产一辆或多辆汽车一个制造商可与零个或多个运输商签定运货合同一个制造商可与零个或多个运输商签定运货合同一个制造商可与零个或多个运输商签定运货合同一个制造商可与零个或多个运输商签定运货合同一个制造商可使用一个或多个经销商经销的产品一个制造商可使用一个或多个经销商经销的产品一个制造商可使用一个或多个经销商经销的产品一个制造商可使用一个或多个经销商经销的产品? 实体关系图实体关系图三、扩充的实体关系图三、扩充的实体关系图1.1.1.1.表示数据对象的局部整体关
18、系表示数据对象的局部整体关系表示数据对象的局部整体关系表示数据对象的局部整体关系 实体关系图实体关系图2. 2. 2. 2. 表示分类层次结构表示分类层次结构表示分类层次结构表示分类层次结构4.3 4.3 基于数据流的分析方法基于数据流的分析方法4.3 4.3 基于数据流的分析方法基于数据流的分析方法4.3.1 创立数据流模型的原那么创立数据流模型的原那么1.1.1.1.建立顶级数据流图建立顶级数据流图建立顶级数据流图建立顶级数据流图该该该该顶顶顶顶级级级级数数数数据据据据流流流流图图图图只只只只含含含含有有有有一一一一个个个个代代代代表表表表目目目目标标标标软软软软件件件件系系系系统统统统整
19、整整整体体体体处处处处理理理理功功功功能的转换能的转换能的转换能的转换。如：如：如：如：“家庭保安系统的顶级数据流图家庭保安系统的顶级数据流图家庭保安系统的顶级数据流图家庭保安系统的顶级数据流图 基于数据流的分析方法基于数据流的分析方法2. 2. 2. 2. 对对对对用用用用户户户户需需需需求求求求的的的的文文文文字字字字描描描描述述述述进进进进行行行行语语语语法法法法分分分分析析析析，其其其其中中中中名名名名词词词词和和和和名名名名词词词词短短短短语语语语构构构构成成成成潜潜潜潜在在在在的的的的外外外外部部部部实实实实体体体体、数数数数据据据据源源源源或或或或数数数数据据据据流流流流，动动动
20、动词词词词构构构构成成成成潜潜潜潜在在在在的处理功能的处理功能的处理功能的处理功能如：如：如：如：“家庭保安系统一级数据流图家庭保安系统一级数据流图家庭保安系统一级数据流图家庭保安系统一级数据流图 基于数据流的分析方法基于数据流的分析方法3. 3. 3. 3. 按按按按照照照照“强强强强内内内内聚聚聚聚、松松松松耦耦耦耦合合合合原原原原那那那那么么么么，对对对对处处处处理理理理功功功功能能能能进进进进行行行行逐逐逐逐个个个个分分分分解解解解精精精精化化化化；同同同同时时时时，逐逐逐逐步步步步完完完完成成成成对对对对数数数数据据据据流流流流的的的的精精精精化化化化，并并并并针针针针对对对对被被被
21、被精精精精化化化化的处理功能生成下一级数据流图的处理功能生成下一级数据流图的处理功能生成下一级数据流图的处理功能生成下一级数据流图如如如如：“家家家家庭庭庭庭保保保保安安安安系系系系统统统统中中中中“传传传传感感感感器器器器监监监监测测测测子子子子功功功功能能能能的的的的数数数数据据据据流流流流子子子子图图图图 基于数据流的分析方法基于数据流的分析方法4. 4. 4. 4. 精化过程中必须维持各级数据流图的平衡精化过程中必须维持各级数据流图的平衡精化过程中必须维持各级数据流图的平衡精化过程中必须维持各级数据流图的平衡5. 5. 5. 5. 精化过程适可而止，防止涉及软件设计细节精化过程适可而止
22、，防止涉及软件设计细节精化过程适可而止，防止涉及软件设计细节精化过程适可而止，防止涉及软件设计细节 基于数据流的分析方法基于数据流的分析方法4.3.2 编写过程规格说明编写过程规格说明例例例例：“ “口口口口令令令令核核核核对对对对子子子子功功功功能能能能分分分分解解解解出出出出来来来来的的的的“ “设设设设置置置置口口口口令令令令子子子子功功功功能能能能的的的的过程过程过程过程 规格说明可描述如下规格说明可描述如下规格说明可描述如下规格说明可描述如下1 1 1 1参数：口令参数：口令参数：口令参数：口令 类别：字符串类别：字符串类别：字符串类别：字符串2 2 2 2处理步骤处理步骤处理步骤处
23、理步骤a a a a检检检检查查查查系系系系统统统统是是是是否否否否已已已已有有有有口口口口令令令令。假假假假设设设设有有有有，那那那那么么么么验验验验证证证证用用用用户户户户输输输输入入入入 口口口口令令令令的的的的有有有有效效效效性性性性。假假假假设设设设有有有有效效效效，那那那那么么么么显显显显示示示示提提提提示示示示信信信信息息息息要要要要求求求求输输输输 入入入入新新新新口口口口令令令令；否否否否那那那那么么么么，显显显显示示示示失失失失败败败败信信信信息息息息并并并并退退退退出。出。出。出。b b b b检检检检查查查查口口口口令令令令长长长长度度度度是是是是否否否否合合合合法法法
24、法。假假假假设设设设非非非非法法法法，那那那那么么么么显显显显示示示示提提提提示信示信示信示信 息，要求重新输入。息，要求重新输入。息，要求重新输入。息，要求重新输入。 基于数据流的分析方法基于数据流的分析方法c c c c要要要要求求求求用用用用户户户户再再再再次次次次输输输输入入入入合合合合法法法法口口口口令令令令，以以以以便便便便用用用用户户户户确确确确认认认认。假假假假设设设设 两次输入的口令不符，那么返回。两次输入的口令不符，那么返回。两次输入的口令不符，那么返回。两次输入的口令不符，那么返回。d d d d将将将将确确确确认认认认后后后后的的的的口口口口令令令令按按按按某某某某种种种种加加加加密密密密方方方方法法法法转转转转换换换换为为为为另另另另一一一一字字字字符符符符 串存放于系统配置文件中。显示成功信息并退出。串存放于系统配置文件中。显示成功信息并退出。串存放于系统配置文件中。显示成功信息并退出。串存放于系统配置文件中。显示成功信息并退出。3 3 3 3约束条件约束条件约束条件约束条件 在在在在上上上上述述述述a a a a、b b b b、c c c c步步步步骤骤骤骤中中中中，用用用用户户户户重重重重试试试试的的的的机机机机 会不超过会不超过会不超过会不超过3 3 3 3次。次。次。次。
