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1、LOGO 第 三 章需 求 分 析主 講 ： 李 輝 第 3章 需 求 分 析3.1 需 求 分 析 的 任 務(wù)3.2 與 用 戶 溝 通 獲 取 需 求 的 方 法3.3 分 析 建 模 與 規(guī) 格 說(shuō) 明3.4 實(shí) 體 -聯(lián) 系 圖3.5 數(shù) 據(jù) 規(guī) 范 化3.6 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 圖3.7 其 他 圖 形 工 具3.8 驗(yàn) 證 軟 件 需 求 為 什 么 要 進(jìn) 行 需 求 分 析軟 件 需 求 分 析 是 軟 件 開 發(fā) 的 基 礎(chǔ) 。 在 需 求 階段 修 復(fù) 一 個(gè) 錯(cuò) 誤 的 費(fèi) 用 是 編 碼 階 段 的 1/5-1/10，是 維 護(hù) 階 段 修 復(fù) 費(fèi) 用 的 1/100-1/

2、200， 即 設(shè) 計(jì) 錯(cuò) 誤的 修 復(fù) 費(fèi) 用 要 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 高 于 編 碼 錯(cuò) 誤 的 修 復(fù) 費(fèi) 用 。通 過(guò) “ 分 析 ” ， 理 解 用 戶 的 各 種 需 求 ， 通 過(guò)“ 規(guī) 格 說(shuō) 明 ” 把 需 求 表 達(dá) 出 來(lái) 。 要 求 大 家 ：（ 1） 掌 握 具 體 的 步 驟 和 方 法（ 2） 提 高 分 析 問(wèn) 題 和 解 決 問(wèn) 題 的 能 力（ 3） 熟 練 運(yùn) 用 一 些 圖 形 工 具 為 什 么 需 求 分 析 比 較 困 難l問(wèn) 題 空 間 的 復(fù) 雜 性l分 析 人 員 和 用 戶 之 間 的 交 流 障 礙l需 求 的 不 斷 變 化 基 本 概 念目 的 澄

3、 清 用 戶 的 各 種 需 求基 本 任 務(wù) （ 1 ） 軟 件 定 義 時(shí) 期 的 最 后 一 個(gè) 階 段 ， 它 的 基 本任 務(wù) 是 準(zhǔn) 確 地 回 答 “ 系 統(tǒng) 必 須 做 什 么 ?”這 個(gè) 問(wèn) 題 。 （ 2 ） 確 定 系 統(tǒng) 必 須 完 成 哪 些 工 作 ， 也 就 是 對(duì) 目標(biāo) 系 統(tǒng) 提 出 完 整 、 準(zhǔn) 確 、 清 晰 、 具 體 的 要 求 。 （ 3 ） 寫 出 軟 件 需 求 規(guī) 格 說(shuō) 明 書 ， 以 書 面 形 式 準(zhǔn)確 地 描 述 軟 件 需 求 。 結(jié) 構(gòu) 化 分 析 方 法 遵 守 的 準(zhǔn) 則(1) 必 須 理 解 并 描 述 問(wèn) 題 的 信 息

4、域 ， 根 據(jù) 這條 準(zhǔn) 則 應(yīng) 該 建 立 數(shù) 據(jù) 模 型 。(2) 必 須 定 義 軟 件 應(yīng) 完 成 的 功 能 ， 這 條 準(zhǔn) 則要 求 建 立 功 能 模 型 。(3) 必 須 描 述 作 為 外 部 事 件 結(jié) 果 的 軟 件 行 為 ，這 條 準(zhǔn) 則 要 求 建 立 行 為 模 型 。(4) 必 須 對(duì) 描 述 信 息 、 功 能 和 行 為 的 模 型 進(jìn)行 分 解 ， 用 層 次 的 方 式 展 示 細(xì) 節(jié) 。 需 求 ： 正 在 構(gòu) 建 的 系 統(tǒng) 必 須 符 合 的 事 務(wù) 。 需 求 管 理 ： 是 一 種 獲 取 、 組 織 并 記 錄 系 統(tǒng) 需 求 的系 統(tǒng) 化

5、方 案 以 及 一 個(gè) 使 客 戶 與 項(xiàng) 目 團(tuán) 隊(duì) 不 斷 變 更的 系 統(tǒng) 需 求 達(dá) 成 并 保 持 一 致 的 過(guò) 程 。 傳 統(tǒng) 需 求 分 析 ： 強(qiáng) 調(diào) 需 求 的 記 錄 ， 以 一 成 不 變 的觀 點(diǎn) 對(duì) 待 需 求 ， 不 重 視 需 求 實(shí) 現(xiàn) 與 維 護(hù) 。 現(xiàn) 代 需 求 過(guò) 程 ： 包 括 需 求 的 獲 取 、 分 析 、 處 理 、驗(yàn) 證 、 實(shí) 現(xiàn) 和 全 過(guò) 程 的 需 求 管 理 。 需 求 管 理 覆 蓋軟 件 工 程 的 整 個(gè) 過(guò) 程 。有 關(guān) 需 求 的 概 念 傳 統(tǒng) 與 現(xiàn) 代 需 求 方 法 的 比 較 ： 需 求 管 理 過(guò) 程 需 求

6、 管 理 功 能 需 求 管 理 思 想 方 法傳 統(tǒng) 局 限 于 需 求 分析 這 一 個(gè) 階 段 注 重 具 體 的 需求 分 析 方 法 一 成 不 變 的 觀 點(diǎn) ，注 重 “ 描 述 ” 的 方法 和 過(guò) 程 ， 是 純 技術(shù) 性 的 轉(zhuǎn) 換現(xiàn) 代 全 過(guò) 程 的 ， 注重 整 個(gè) 產(chǎn) 品 過(guò)程 的 全 部 功 能 范 圍 更 廣 ，包 括 獲 取 、 分析 、 處 理 、 驗(yàn)證 、 實(shí) 現(xiàn) 和 全過(guò) 程 的 需 求 管理 注 重 需 求 實(shí) 現(xiàn) 與 維護(hù) 過(guò) 程 ， 處 理 不 斷變 更 的 系 統(tǒng) 需 求 需 求 管 理 存 在 的 問(wèn) 題 ： 范 圍 問(wèn) 題 ： 系 統(tǒng) 目 標(biāo)

7、 、 邊 界 未 被 良 好 定 義， 用 戶 和 開 發(fā) 團(tuán) 隊(duì) 理 解 不 一 致 。 理 解 問(wèn) 題 ： 用 戶 不 能 完 全 了 解 自 己 需 要 什么 ， 對(duì) 系 統(tǒng) 能 力 、 局 限 更 加 不 清 楚 ； 工 程師 不 理 解 用 戶 的 問(wèn) 題 域 和 應(yīng) 用 環(huán) 境 。 易 變 問(wèn) 題 ： 需 求 隨 時(shí) 間 發(fā) 生 變 化 。 3.1 需 求 分 析 的 任 務(wù) 確 定 對(duì) 系 統(tǒng) 的 綜 合 要 求 功 能 需 求 性 能 需 求 可 靠 性 和 可 用 性 需 求 出 錯(cuò) 處 理 需 求 接 口 需 求 約 束 逆 向 需 求 將 來(lái) 可 能 提 出 的 要 求

8、3.1 需 求 分 析 的 任 務(wù) 分 析 系 統(tǒng) 的 數(shù) 據(jù) 要 求 建 立 數(shù) 據(jù) 模 型 （ 實(shí) 體 聯(lián) 系 圖 ） 分 析 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) （ 層 次 方 框 圖 、 Warnier圖 ） 規(guī) 范 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) （ 范 式 ） 導(dǎo) 出 系 統(tǒng) 的 邏 輯 模 型 數(shù) 據(jù) 流 圖 實(shí) 體 聯(lián) 系 圖 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 圖 數(shù) 據(jù) 字 典 主 要 的 處 理 算 法 修 正 系 統(tǒng) 開 發(fā) 計(jì) 劃 需 求 分 析 的 過(guò) 程需 求 分 析 階 段 可 分 為 四 個(gè) 過(guò) 程 ： 需 求 獲 取 、 需 求 提煉 、 需 求 描 述 、 需 求 驗(yàn) 證 。（ 1） 需 求 獲 取 需 求 分

9、 析 員 調(diào) 查 、 分 析 用 戶 的 需 求 ， 客 戶 或 用 戶 提供 必 要 需 求 信 息 。 需 求 調(diào) 查 的 目 的 是 通 過(guò) 各 種 途 徑 獲取 用 戶 需 求 信 息 ， 產(chǎn) 生 用 戶 需 求 說(shuō) 明 書 。（ 2） 需 求 提 煉 需 求 提 煉 的 過(guò) 程 就 是 分 析 建 模 的 過(guò) 程 。 目 的 是 構(gòu) 造系 統(tǒng) 的 詳 細(xì) 邏 輯 模 型 。 需 求 分 析 的 過(guò) 程（ 3） 需 求 描 述 需 求 規(guī) 格 說(shuō) 明 書 初 步 的 用 戶 手 冊(cè) 修 改 、 完 善 與 確 定 軟 件 開 發(fā) 實(shí) 施 計(jì) 劃（ 4） 需 求 驗(yàn) 證 系 統(tǒng) 定 義

10、的 目 標(biāo) 是 否 與 用 戶 的 要 求 一 致 系 統(tǒng) 需 求 分 析 階 段 提 供 的 文 檔 資 料 是 否 齊 全 文 檔 中 的 所 有 描 述 是 否 完 整 、 清 晰 、 準(zhǔn) 確 地 反 映 用 戶要 求 與 所 有 其 它 系 統(tǒng) 成 分 的 重 要 接 口 是 否 都 已 經(jīng) 描 述 用 戶 需 求 說(shuō) 明 書 與 軟 件 需 求 規(guī) 格 說(shuō)明 書 的 主 要 區(qū) 別 與 聯(lián) 系 ： 1) 前 者 主 要 采 用 自 然 語(yǔ) 言 和 應(yīng) 用 域 語(yǔ) 言 來(lái) 表 達(dá) 用 戶 需 求 ， 其內(nèi) 容 相 對(duì) 于 后 者 而 言 比 較 粗 略 ， 不 夠 詳 細(xì) 。2) 后

11、者 是 前 者 的 細(xì) 化 ， 更 多 地 采 用 計(jì) 算 機(jī) 語(yǔ) 言 和 圖 形 符 號(hào) 來(lái)刻 畫 需 求 。3) 軟 件 需 求 規(guī) 格 說(shuō) 明 書 是 軟 件 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 的 直 接 依 據(jù) ， 軟 件 開發(fā) 人 員 應(yīng) 當(dāng) 依 據(jù) 軟 件 需 求 規(guī) 格 說(shuō) 明 書 來(lái) 開 發(fā) 產(chǎn) 品 。 3.2 需 求 獲 取 的 方 法l 訪 談l 面 向 數(shù) 據(jù) 流 自 頂 向 下 求 精l 簡(jiǎn) 易 的 應(yīng) 用 規(guī) 格 說(shuō) 明 技 術(shù)l 快 速 建 立 軟 件 原 型 訪 談 訪 談 有 正 式 訪 談 和 非 正 式 訪 談 兩 種 形 式 。 正 式 訪 談 時(shí) ， 系 統(tǒng) 分 析 員

12、將 提 出 一 些 事 先 準(zhǔn) 備 好 的 具體 問(wèn) 題 。 非 正 式 訪 談 中 ， 分 析 員 將 提 出 一 些 用 戶 可 以 自 由 回 答的 開 放 性 問(wèn) 題 ， 以 鼓 勵(lì) 被 訪 問(wèn) 人 員 說(shuō) 出 自 己 的 想 法 。 向 被 調(diào) 查 人 分 發(fā) 調(diào) 查 表 是 一 個(gè) 十 分 有 效 的 做 法 ， 經(jīng) 過(guò)仔 細(xì) 考 慮 寫 出 的 書 面 回 答 可 能 比 被 訪 者 對(duì) 問(wèn) 題 的 口 頭 回 答更 準(zhǔn) 確 。 情 景 分 析 技 術(shù)是 對(duì) 用 戶 將 來(lái) 使 用 目 標(biāo) 系 統(tǒng) 解 決 某 個(gè) 具 體 問(wèn) 題 的方 法 和 結(jié) 果 進(jìn) 行 分 析 。 系 統(tǒng)

13、分 析 人 員 利 用 情 景 分析 技 術(shù) 往 往 能 獲 知 用 戶 的 具 體 需 求 。 情 景 （ 場(chǎng) 景 ） 分 析 是 從 軟 件 系 統(tǒng) 的 一 個(gè) 交 互 情 景 示 例 中得 到 需 求 分 析 信 息 。 情 景 分 析 中 用 戶 在 某 種 程 度 上 演 示產(chǎn) 品 的 應(yīng) 用 “ 樣 本 ” ， 通 過(guò) 交 互 實(shí) 例 片 斷 細(xì) 節(jié) （ 情 景 ）的 描 述 ， 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 某 個(gè) 目 標(biāo) 產(chǎn) 品 的 表 述 。 每 個(gè) 情 景 可 能 包 含 一 個(gè) 或 多 個(gè) 交 互 ， 它 們 能 在 不 同 的 細(xì)節(jié) 層 次 上 提 供 不 同 類 型 的 情 景 信 息

14、 。 情 景 分 析 技 術(shù) 的 用 處 ： (1) 它 能 在 某 種 程 度 上 演 示 目 標(biāo) 系 統(tǒng) 的 行 為 ，從 而 便 于 用 戶 理 解 ， 而 且 還 可 能 進(jìn) 一 步 揭 示 出 一些 分 析 員 目 前 還 不 知 道 的 需 求 。 (2) 由 于 情 景 分 析 較 易 為 用 戶 所 理 解 ， 使 用 這種 技 術(shù) 能 保 證 用 戶 在 需 求 分 析 過(guò) 程 中 始 終 扮 演 一個(gè) 積 極 主 動(dòng) 的 角 色 。 讓 用 戶 起 積 極 主 動(dòng) 的 作 用 對(duì)需 求 分 析 工 作 獲 得 成 功 是 至 關(guān) 重 要 的 。 面 向 數(shù) 據(jù) 流 自 頂

15、向 下 求 精l 軟 件 系 統(tǒng) 本 質(zhì) 上 是 信 息 處 理 系 統(tǒng) ， 基 本 功 能 是把 輸 入 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 變 成 需 要 的 輸 出 信 息 。 數(shù) 據(jù) 決 定 了需 要 的 處 理 和 算 法 ， 數(shù) 據(jù) 顯 然 是 需 求 分 析 的 出 發(fā)點(diǎn) 。l 通 過(guò) 可 行 性 研 究 已 經(jīng) 得 出 了 目 標(biāo) 系 統(tǒng) 的 高 層 數(shù)據(jù) 流 圖 ， 但 當(dāng) 時(shí) 許 多 實(shí) 際 的 數(shù) 據(jù) 元 素 被 忽 略 了 ，需 求 分 析 的 目 標(biāo) 之 一 就 是 把 數(shù) 據(jù) 流 和 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 定義 到 元 素 級(jí) 。 面 向 數(shù) 據(jù) 流 自 頂 向 下 求 精 的 過(guò) 程（ 1）

16、沿 數(shù) 據(jù) 流 圖 從 輸 出 端 往 輸 入 端 回 溯 ， 確 定 每 個(gè) 數(shù) 據(jù)元 素 的 來(lái) 源 ， 初 步 定 義 了 有 關(guān) 的 算 法 。 通 常 把 有 關(guān) 數(shù) 據(jù) 元素 的 信 息 記 錄 在 數(shù) 據(jù) 字 典 中 ， 把 對(duì) 算 法 的 簡(jiǎn) 明 描 述 記 錄 在IPO圖 中 。 （ 2） 從 數(shù) 據(jù) 流 圖 輸 入 端 開 始 ， 分 析 員 借 助 數(shù) 據(jù) 流 圖 、 數(shù)據(jù) 字 典 和 IPO圖 向 用 戶 解 釋 輸 入 數(shù) 據(jù) 是 怎 樣 一 步 一 步 地 轉(zhuǎn)變 成 輸 出 數(shù) 據(jù) 的 。 請(qǐng) 用 戶 對(duì) 分 析 結(jié) 果 仔 細(xì) 地 復(fù) 查 ， 驗(yàn) 證 已知 的 元

17、 素 ， 補(bǔ) 充 未 知 的 元 素 ， 填 補(bǔ) 文 檔 中 的 空 白 。（ 3） 反 復(fù) 進(jìn) 行 上 述 兩 個(gè) 過(guò) 程 ， 分 析 員 通 過(guò) 功 能 分 解 完 成數(shù) 據(jù) 流 圖 的 細(xì) 化 。 最 終 得 到 對(duì) 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 和 功 能 要 求 的 滿 意了 解 。 示 意 圖圖 3.1 面 向 數(shù) 據(jù) 流 自 頂 向 下 求 精 過(guò) 程 簡(jiǎn) 易 的 應(yīng) 用 規(guī) 格 說(shuō) 明 技 術(shù)是 一 種 面 向 團(tuán) 隊(duì) 的 需 求 收 集 法 。l訪 談 或 面 向 數(shù) 據(jù) 流 自 頂 向 下 求 精 方 法 定 義 需 求時(shí) ， 用 戶 處 于 被 動(dòng) 地 位 。 由 于 不 能 像 同

18、一 個(gè) 團(tuán) 隊(duì)的 人 那 樣 齊 心 協(xié) 力 地 識(shí) 別 和 精 化 需 求 ， 這 兩 種 方法 的 效 果 有 時(shí) 并 不 理 想 。l為 此 ， 人 們 研 究 出 一 種 面 向 團(tuán) 隊(duì) 的 需 求 收 集 法 ，稱 為 簡(jiǎn) 易 的 應(yīng) 用 規(guī) 格 說(shuō) 明 技 術(shù) 。 這 種 方 法 提 倡 用戶 與 開 發(fā) 者 密 切 合 作 ， 共 同 分 析 問(wèn) 題 ， 解 決 問(wèn) 題 。 分 析 需 求 的 典 型 過(guò) 程 如 下 ：1. 初 步 訪 談 ， 準(zhǔn) 備 會(huì) 議 首 先 進(jìn) 行 初 步 的 訪 談 ， 初 步 確 定 待 解 決 的 問(wèn) 題 的 范 圍 和 解 決 方 案 。 然

19、后 開 發(fā) 者 和 用 戶 分 別 寫 出 “ 產(chǎn) 品 需 求 ” 。 選 定 會(huì) 議 的 時(shí) 間 和 地 點(diǎn) ， 并 選 舉協(xié) 調(diào) 人 。2. 會(huì) 前 審 查 需 求 ， 確 定 列 表 要 求 每 位 與 會(huì) 者 在 開 會(huì) 的 前 幾 天 認(rèn) 真 審 查 產(chǎn) 品 需 求 ， 并 且 列 出 對(duì) 象 、 操 作 這些 對(duì) 象 或 與 這 些 對(duì) 象 交 互 的 服 務(wù) 、 約 束 條 件 和 性 能 標(biāo) 準(zhǔn) 。3. 會(huì) 上 討 論 列 表 ， 創(chuàng) 建 組 合 列 表 每 位 與 會(huì) 者 展 示 列 表 供 大 家 討 論 。 大 家 共 同 創(chuàng) 建 一 張 組 合 列 表 。 由 協(xié) 調(diào)

20、人 主持 討 論 這 些 列 表 。4. 分 組 制 定 小 型 規(guī) 格 說(shuō) 明 與 會(huì) 者 分 成 更 小 的 小 組 ， 為 每 張 列 表 中 的 項(xiàng) 目 制 定 小 型 規(guī) 格 說(shuō) 明 。 每 個(gè) 小 組 都 向 全 體 與 會(huì) 者 展 示 他 們 制 定 的 小 型 規(guī) 格 說(shuō) 明 ， 供 大 家 討 論 。5. 制 定 確 認(rèn) 標(biāo) 準(zhǔn) ， 起 草 需 求 規(guī) 格 說(shuō) 明 書 每 個(gè) 與 會(huì) 者 都 制 定 出 產(chǎn) 品 的 一 整 套 確 認(rèn) 標(biāo) 準(zhǔn) ， 并 提 交 會(huì) 議 討 論 ， 以 創(chuàng) 建 出 意見 一 致 的 確 認(rèn) 標(biāo) 準(zhǔn) 。 最 后 ， 起 草 完 整 的 軟 件 需

21、求 規(guī) 格 說(shuō) 明 書 。 簡(jiǎn) 易 的 應(yīng) 用 規(guī) 格 說(shuō) 明 技 術(shù) 的 優(yōu) 點(diǎn) ： 開 發(fā) 者 與 用 戶 不 分 彼 此 ， 齊 心 協(xié) 力 ， 密 切合 作 ； 即 時(shí) 討 論 并 求 精 ； 有 能 導(dǎo) 出 規(guī) 格 說(shuō) 明 的 具 體 步 驟 。 3.2.4 快 速 建 立 軟 件 原 型 快 速 建 立 軟 件 原 型 是 最 準(zhǔn) 確 、 最 有 效 、 最 強(qiáng) 大 的需 求 分 析 技 術(shù) 。 快 速 原 型 就 是 快 速 建 立 起 來(lái) 的 旨 在 演 示 目 標(biāo) 系 統(tǒng)主 要 功 能 的 可 運(yùn) 行 的 程 序 。 構(gòu) 建 原 型 的 要 點(diǎn) 是 ， 它 應(yīng) 該 實(shí) 現(xiàn) 用

22、 戶 看 得 見 的 功能 ， 省 略 目 標(biāo) 系 統(tǒng) 的 “ 隱 含 ” 功 能 。 快 速 原 型 的 特 性 ： “ 快 速 ” 。 快 速 原 型 的 目 的 是 盡 快 向 用 戶 提 供 一個(gè) 可 在 計(jì) 算 機(jī) 上 運(yùn) 行 的 目 標(biāo) 系 統(tǒng) 的 模 型 。 因 此 ，原 型 的 某 些 缺 陷 是 可 以 忽 略 的 。 “ 容 易 修 改 ” 。 如 果 原 型 的 第 一 版 不 是 用 戶 所 需要 的 ， 就 必 須 根 據(jù) 用 戶 的 意 見 迅 速 地 修 改 它 ， 構(gòu)建 出 原 型 的 第 二 版 ， 以 更 好 地 滿 足 用 戶 需 求 。 如果 修 改 耗

23、 時(shí) 過(guò) 多 ， 勢(shì) 必 延 誤 軟 件 開 發(fā) 時(shí) 間 。 快 速 原 型 通 常 使 用 下 述 3種 方 法 和 工 具 ：(1) 第 四 代 技 術(shù) （ 4GL） 第 四 代 技 術(shù) 包 括 眾 多 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 查 詢 （ 如 SQL） 和 報(bào) 表 語(yǔ) 言 （ 如ADF） 、 程 序 和 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 生 成 器 （ 如 Power Builder和 Oracle的 應(yīng) 用 開 發(fā) 環(huán) 境 ） 以 及 其 他 非 常 高 級(jí) 的 非 過(guò) 程 語(yǔ) 言 。 第 四 代 技 術(shù) 使 得 軟 件 工 程 師 能 夠 快 速 地 生 成 可 執(zhí) 行 的 代 碼 ，它 們 是 較 理 想 的 快

24、 速 原 型 工 具 。 第 四 代 技 術(shù) 特 點(diǎn) ： 簡(jiǎn) 單 易 學(xué) ， 用 戶 界 面 良 好 ， 面 向 問(wèn) 題 、 非 過(guò) 程 化 程 度 高 ，用 戶 只 需 告 知 系 統(tǒng) 做 什 么 ， 而 無(wú) 需 說(shuō) 明 怎 么 做 。 用 4GL編程 使 用 的 代 碼 量 較 少 ， 并 可 成 數(shù) 量 級(jí) 地 提 高 軟 件 生 產(chǎn) 率 。程 序 設(shè) 計(jì) 語(yǔ) 言 劃 代 ： 1GL是 匯 編 語(yǔ) 言 ； 2GL是 高 級(jí) 程 序 設(shè) 計(jì) 語(yǔ) 言 ， 如 FORTRAN， ALGOL，BASIC， LISP等 ； 3GL是 增 強(qiáng) 性 的 高 級(jí) 程 序 設(shè) 計(jì) 語(yǔ) 言 ， 如 PASC

25、AL，ALGOL68， FORTRAN77等 ； 4GL是 按 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 理 論 指 導(dǎo) 設(shè) 計(jì) 出 來(lái) 的 結(jié) 構(gòu) 化 語(yǔ) 言 ， 如ADA， MODULA 2， SMALLTALK 80， JAVA， VB，VC， VF等 。 (2) 可 重 用 的 軟 件 構(gòu) 件 另 外 一 種 快 速 構(gòu) 建 原 型 的 方 法 ， 是 使 用 一 組 已 有 的 軟 件 構(gòu)件 (也 稱 為 組 件 )來(lái) 裝 配 (而 不 是 從 頭 構(gòu) 造 )原 型 。 軟 件 構(gòu) 件 可 以 是 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) (或 數(shù) 據(jù) 庫(kù) )， 或 軟 件 體 系 結(jié) 構(gòu) 構(gòu)件 (即 程 序 )， 或 過(guò) 程 構(gòu)

26、 件 (即 模 塊 )。(3) 形 式 化 規(guī) 格 說(shuō) 明 和 原 型 環(huán) 境 非 形 式 化 方 法 ： 自 然 語(yǔ) 言 描 述 半 形 式 化 方 法 ： 數(shù) 據(jù) 流 圖 或 實(shí) 體 -聯(lián) 系 圖 形 式 化 方 法 ： 基 于 數(shù) 學(xué) 的 技 術(shù) 快 速 原 型 過(guò) 程 示 意 圖短 時(shí) 間 內(nèi) 建 立 原 型用 戶 滿 意修 改 ， 完 善 原 型否 是 完 成 原 型 3.3 分 析 建 模 與 規(guī) 格 說(shuō) 明分 析 建 模l模 型 ， 就 是 為 了 理 解 事 物 而 對(duì) 事 物 做 出 的 一 種抽 象 ， 是 對(duì) 事 物 的 一 種 無(wú) 歧 義 的 書 面 描 述 。 通常

27、， 模 型 由 一 組 圖 形 符 號(hào) 和 組 織 這 些 符 號(hào) 的 規(guī)則 組 成 。l分 析 建 模 是 指 通 過(guò) 抽 象 、 概 括 和 一 般 化 的 方 法 ，把 研 究 的 具 體 對(duì) 象 或 問(wèn) 題 轉(zhuǎn) 化 為 本 質(zhì) 相 同 的 抽象 對(duì) 象 或 問(wèn) 題 ， 從 而 加 以 解 決 。 分 析 建 模 的 目的 是 構(gòu) 造 系 統(tǒng) 的 詳 細(xì) 邏 輯 模 型 。 建 模 過(guò) 程 物 理 模 型 和 邏 輯 模 型l物 理 模 型 ： 具 體 描 述 系 統(tǒng) 是 如 何 在 物 理 上實(shí) 現(xiàn) 的 。l邏 輯 模 型 ： 抽 象 描 述 系 統(tǒng) 的 業(yè) 務(wù) 功 能 ， 不關(guān) 心

28、系 統(tǒng) 是 如 何 實(shí) 施 的 。 分 析 建 模 過(guò) 程 示 意(1)通 過(guò) 對(duì) 現(xiàn) 實(shí) 環(huán) 境 的 調(diào) 查 ， 獲 得 當(dāng) 前 系 統(tǒng) 的 物 理 模 型 。 分 析 建 模 過(guò) 程 示 意 (2)去 掉 物 理 模 型 中 的 非 本 質(zhì) 因 素 ， 抽 象 出 當(dāng) 前 系 統(tǒng) 的 邏 輯 模 型 。 分 析 建 模 過(guò) 程 示 意 (3)分 析 當(dāng) 前 系 統(tǒng) 與 目 標(biāo) 系 統(tǒng) 的 差 別 ， 建 立 目 標(biāo) 系 統(tǒng) 的 邏 輯 模 型 。 分 析 建 模 的 方 法l結(jié) 構(gòu) 化 分 析 方 法 (SA)l面 向 對(duì) 象 的 分 析 方 法 (OOA) SAl結(jié) 構(gòu) 化 分 析 方

29、法 （ Structured Analysis ， 簡(jiǎn)稱 SA方 法 ） 是 一 種 面 向 數(shù) 據(jù) 流 自 頂 向 下 逐步 求 精 進(jìn) 行 需 求 分 析 的 方 法 。 這 個(gè) 方 法 通常 與 設(shè) 計(jì) 階 段 的 結(jié) 構(gòu) 化 設(shè) 計(jì) 方 法 （ SD） 銜接 起 來(lái) 。l自 頂 向 下 逐 步 求 精 體 現(xiàn) 了 分 解 和 抽 象 的 原則 ， 可 以 有 控 制 地 逐 步 實(shí) 現(xiàn) 更 多 的 細(xì) 節(jié) ，所 以 SA方 法 有 效 地 控 制 了 復(fù) 雜 性 。 結(jié) 構(gòu) 化 分 析 方 法 示 意 圖 結(jié) 構(gòu) 化 分 析 方 法 中 使 用 的 建 模 工 具 ：l 數(shù) 據(jù) 模 型

30、 -實(shí) 體 -聯(lián) 系 圖l 功 能 模 型 -數(shù) 據(jù) 流 圖l 行 為 模 型 -狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 圖 結(jié) 構(gòu) 化 分 析 模 型 的 體 系 結(jié) 構(gòu) l 模 型 的 核 心 是 數(shù) 據(jù) 字 典 （ DD） ， 它 描 述 了 目 標(biāo) 系 統(tǒng) 中 所 有 的 數(shù) 據(jù) 對(duì)象 。l 數(shù) 據(jù) 流 圖 （ DFD） 描 繪 當(dāng) 數(shù) 據(jù) 在 軟 件 系 統(tǒng) 中 移 動(dòng) 時(shí) 被 變 換 的 邏 輯 過(guò) 程 ，指 明 系 統(tǒng) 具 有 的 變 換 數(shù) 據(jù) 的 功 能 ， 因 此 ， 數(shù) 據(jù) 流 圖 是 建 立 功 能 模 型 的基 礎(chǔ) 。l 實(shí) 體 -聯(lián) 系 圖 （ E-RD） 描 述 數(shù) 據(jù) 對(duì) 象 及 相

31、互 之 間 的 關(guān) 系 ， 是 用 于 建 立數(shù) 據(jù) 模 型 的 圖 形 。l 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 圖 （ STD） 描 述 系 統(tǒng) 對(duì) 外 部 事 件 如 何 響 應(yīng) ， 如 何 動(dòng) 作 ， 是 行為 建 模 的 基 礎(chǔ) 。l 模 型 的 外 層 是 描 述 信 息 。 在 實(shí) 體 -關(guān) 系 圖 中 出 現(xiàn) 的 每 個(gè) 數(shù) 據(jù) 對(duì) 象 可 以 使用 數(shù) 據(jù) 對(duì) 象 描 述 來(lái) 描 述 。 在 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 出 現(xiàn) 的 每 個(gè) 加 工 /處 理 的 功 能 描述 包 含 在 加 工 規(guī) 約 中 。 軟 件 控 制 方 面 的 附 加 信 息 包 含 在 控 制 規(guī) 約 中 。各 模 型 圖

32、說(shuō) 明 軟 件 需 求 規(guī) 格 說(shuō) 明l 通 過(guò) 需 求 分 析 除 了 創(chuàng) 建 分 析 模 型 之 外 ， 還 應(yīng) 該 寫 出 軟 件 需求 規(guī) 格 說(shuō) 明 書 ， 它 是 需 求 分 析 階 段 得 出 的 最 主 要 的 文 檔 。l 通 常 用 自 然 語(yǔ) 言 完 整 、 準(zhǔn) 確 、 具 體 地 描 述 系 統(tǒng) 的 數(shù) 據(jù) 要 求 、功 能 需 求 、 性 能 需 求 、 可 靠 性 和 可 用 性 要 求 、 出 錯(cuò) 處 理 需求 、 接 口 需 求 、 約 束 、 逆 向 需 求 以 及 將 來(lái) 可 能 提 出 的 要 求 。 l 通 常 用 自 然 語(yǔ) 言 或 形 式 化 方 法

33、 描 述 。 我 國(guó) 定 義 了 GB856D-1988國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) ， 給 出 了 需 求 規(guī) 格 說(shuō)明 的 內(nèi) 容 框 架 ： 1 引 言 1.1 編 寫 目 的 1.2 項(xiàng) 目 背 景 （ 單 位 和 其 他 系 統(tǒng)的 關(guān) 系 ） 1.3 定 義 （ 專 門 術(shù) 語(yǔ) 和 縮 寫 詞 ）2 任 務(wù) 概 述 2.1 目 標(biāo) 2.2 運(yùn) 行 環(huán) 境 2.3 條 件 限 制3 數(shù) 據(jù) 描 述 3.1 靜 態(tài) 數(shù) 據(jù) 3.2 動(dòng) 態(tài) 數(shù) 據(jù) 3.3 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 描 述 3.4 數(shù) 據(jù) 字 典 3.5 數(shù) 據(jù) 采 集 4 功 能 需 求 4.1 功 能 劃 分 4.2 功 能 描 述5 性 能 需

34、 求 5.1 數(shù) 據(jù) 精 確 度 5.2 時(shí) 間 特 性 5.3 適 應(yīng) 性6 運(yùn) 行 需 求 6.1 用 戶 界 面 6.2 硬 件 接 口 6.3 軟 件 接 口 6.4 故 障 處 理7 其 他 需 求（ 檢 測(cè) 或 驗(yàn) 收 標(biāo) 準(zhǔn) 、 可 用 性 、 可維 護(hù) 性 、 可 移 植 性 、 安 全 保 密 性 ） 3.4 實(shí) 體 -聯(lián) 系 圖 為 了 把 用 戶 的 數(shù) 據(jù) 要 求 清 楚 、 準(zhǔn) 確 地 描 述 出 來(lái) ，系 統(tǒng) 分 析 員 通 常 建 立 一 個(gè) 概 念 性 的 數(shù) 據(jù) 模 型 。 概 念 性 數(shù) 據(jù) 模 型 是 一 種 面 向 問(wèn) 題 的 數(shù) 據(jù) 模 型 ， 是按

35、照 用 戶 的 觀 點(diǎn) 對(duì) 數(shù) 據(jù) 建 立 的 模 型 。 它 描 述 了 從用 戶 角 度 看 到 的 數(shù) 據(jù) ， 它 反 映 了 用 戶 的 現(xiàn) 實(shí) 環(huán) 境， 且 與 在 軟 件 系 統(tǒng) 中 的 實(shí) 現(xiàn) 方 法 無(wú) 關(guān) 。 數(shù) 據(jù) 模 型 中 包 含 3種 相 互 關(guān) 聯(lián) 的 信 息 ： 數(shù) 據(jù) 對(duì) 象 數(shù) 據(jù) 對(duì) 象 的 屬 性 數(shù) 據(jù) 對(duì) 象 彼 此 間 相 互 連 接 的 關(guān) 系 3.4 實(shí) 體 -聯(lián) 系 圖1.數(shù) 據(jù) 對(duì) 象數(shù) 據(jù) 對(duì) 象 是 指 具 有 一 系 列 不 同 性 質(zhì) 或 屬 性 的 事 物 ， 僅 有 單 個(gè)值 的 事 物 (例 如 ， 寬 度 )不 是 數(shù) 據(jù) 對(duì)

36、 象 。 數(shù) 據(jù) 對(duì) 象 可 以 是 現(xiàn) 實(shí)世 界 的 人 、 物 、 抽 象 的 概 念 、 事 物 之 間 的 聯(lián) 系 等 。數(shù) 據(jù) 對(duì) 象 可 以 是 外 部 實(shí) 體 （ 例 如 產(chǎn) 生 或 使 用 信 息 的 任 何 事物 ） 、 事 物 （ 如 報(bào) 表 ） 、 行 為 （ 如 打 電 話 ） 、 事 件 （ 如 響 警報(bào) ） 、 角 色 （ 如 教 師 、 學(xué) 生 ） 、 單 位 （ 如 會(huì) 計(jì) 科 ） 、 地 點(diǎn)（ 如 倉(cāng) 庫(kù) ） 等總 之 ， 可 以 由 一 組 屬 性 來(lái) 定 義 的 實(shí) 體 都 可 以 被 認(rèn) 為 是 數(shù) 據(jù) 對(duì)象 。 3.4 實(shí) 體 -聯(lián) 系 圖2 屬 性“

37、 屬 性 ” 定 義 了 數(shù) 據(jù) 對(duì) 象 的 性 質(zhì) 。 屬 性 是 對(duì) 實(shí) 體 的進(jìn) 一 步 描 述 。 如 學(xué) 生 實(shí) 體 可 由 學(xué) 號(hào) 、 姓 名 、 年 齡 、性 別 、 學(xué) 院 、 年 級(jí) 等 屬 性 來(lái) 刻 畫 。 (屬 性 有 屬 性 名 和屬 性 值 的 概 念 )。例 如 ， 汽 車 屬 性 有 品 牌 、 型 號(hào) 、 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 號(hào) 碼 、 車 體類 型 、 顏 色 、 生 產(chǎn) 日 期 等 3.4 實(shí) 體 -聯(lián) 系 圖3 聯(lián) 系現(xiàn) 實(shí) 世 界 里 的 事 物 總 是 存 在 著 這 樣 或 那 樣 的 聯(lián) 系 ，這 種 聯(lián) 系 必 然 要 在 信 息 世 界 中 得 到

38、反 映 。 在 信 息 世 界 中 ，事 物 之 間 的 聯(lián) 系 可 分 為 兩 類 ： 一 是 實(shí) 體 內(nèi) 部 的 聯(lián) 系 ， 如 組成 實(shí) 體 的 各 屬 性 之 間 的 關(guān) 系 ； 另 一 是 實(shí) 體 之 間 的 聯(lián) 系 ， 這里 我 們 主 要 討 論 實(shí) 體 與 實(shí) 體 之 間 的 聯(lián) 系 。實(shí) 體 彼 此 間 的 聯(lián) 系 分 為 三 類 ： 一 對(duì) 一 （ 1:1） 聯(lián) 系 ，一 對(duì) 多 （ 1:N） 聯(lián) 系 ， 多 對(duì) 多 （ M:N） 聯(lián) 系 。 一 對(duì) 一 聯(lián) 系 （ 1 1） 如 果 對(duì) 于 A中 的 每 一 個(gè) 實(shí) 體 ， B中 至 多 有 一 個(gè) 實(shí) 體 與 其 對(duì) 應(yīng)

39、 ； B中 的 每 一個(gè) 實(shí) 體 也 至 多 對(duì) 應(yīng) A中 的 一 個(gè) 實(shí) 體 ， 則 稱 A與 B是 一 對(duì) 一 的 ， 記 作 1:1。 比 如 ：學(xué) 校校 長(zhǎng)領(lǐng) 導(dǎo) 11 工 廠廠 長(zhǎng)管 理 11 科 室 主 任病 區(qū)負(fù) 責(zé) 11屬 性 1屬 性 n 屬 性 1屬 性 n校 名 屬 性 n屬 性 1校 址 姓 名 職 稱 屬 性 1 屬 性 n 屬 性 1 屬 性 n屬 性 1 屬 性 n 屬 性 1 屬 性 n 一 對(duì) 多 聯(lián) 系 （ 1 N）如 果 對(duì) 于 A中 的 一 個(gè) 實(shí) 體 ， B中 有 一 個(gè) 以 上 的 實(shí) 體 與 之 對(duì) 應(yīng) ； B中 的 每 一個(gè) 實(shí) 體 至 多 對(duì)

40、應(yīng) A中 的 一 個(gè) 實(shí) 體 ， 則 稱 A與 B是 一 對(duì) 多 的 ， 記 作 1:n。 比 如 ：學(xué) 校班 級(jí)下 設(shè) 1n 工 廠車 間有 1n 病 區(qū)醫(yī) 生擁 有 1n 屬 性 1屬 性 n屬 性 1屬 性 n屬 性 1屬 性 n校 名 校 址 屬 性 1 屬 性 n 屬 性 1 屬 性 n 班 名 人 數(shù) 屬 性 1 屬 性 n 屬 性 1 屬 性 n 多 對(duì) 多 聯(lián) 系 （ M N）如 果 A中 有 實(shí) 體 對(duì) 應(yīng) B中 一 個(gè) 以 上 實(shí) 體 ； B中 也 有 實(shí) 體 對(duì) 應(yīng) A中 一 個(gè) 以 上 實(shí) 體 ， 則 稱 A與 B為 多 對(duì) 多 的 ， 記 作 m:n。 比 如 ： 學(xué)

41、 生課 程選 課 mn 項(xiàng) 目職 工參 加 mn 醫(yī) 生病 人診 治 mn成 績(jī) 屬 性 1屬 性 n 記 錄學(xué) 號(hào) 姓 名 屬 性 1 屬 性 n 屬 性 1 屬 性 n 課 程 號(hào) 課 程 名 屬 性 1 屬 性 n 屬 性 1 屬 性 n 3.4.4 實(shí) 體 聯(lián) 系 圖 的 符 號(hào) 通 常 ， 使 用 實(shí) 體 -聯(lián) 系 圖 (entity-relationship diagram)來(lái)建 立 數(shù) 據(jù) 模 型 。 可 以 把 實(shí) 體 -聯(lián) 系 圖 簡(jiǎn) 稱 為 ER圖 ， 相 應(yīng) 地可 把 用 ER圖 描 繪 的 數(shù) 據(jù) 模 型 稱 為 ER模 型 。 ER圖 中 包 含 了 實(shí) 體 (即 數(shù)

42、 據(jù) 對(duì) 象 )、 關(guān) 系 和 屬 性 3 種 基 本成 分 ， 通 常 用 矩 形 框 代 表 實(shí) 體 ， 用 連 接 相 關(guān) 實(shí) 體 的 菱 形 框表 示 關(guān) 系 ， 用 橢 圓 形 或 圓 角 矩 形 表 示 實(shí) 體 (或 關(guān) 系 )的 屬 性 ，并 用 直 線 把 實(shí) 體 (或 關(guān) 系 )與 其 屬 性 連 接 起 來(lái) 。 比 較 接 近 人 的 習(xí) 慣 思 維 方 式 ； 用 簡(jiǎn) 單 的 圖 形 符 號(hào) 表 達(dá) 系 統(tǒng) 分 析 員 對(duì) 問(wèn) 題 域 的 理 解 ，用 戶 也 容 易 理 解 ， 可 以 作 為 用 戶 與 分 析 員 之 間 有 效 的交 流 工 具 。 數(shù) 據(jù) 建 模

43、 工 具 ： 以 自 動(dòng) 化 的 方 式 創(chuàng) 建 ER圖 、 數(shù) 據(jù) 字 典及 相 關(guān) 模 型 。 PowerDesigner 是 Sybase公 司 的 CASE工 具 集 ,幾 乎 包 括 了數(shù) 據(jù) 庫(kù) 模 型 設(shè) 計(jì) 的 全 過(guò) 程 . ERDesigner NG 是 一 個(gè) 實(shí) 體 關(guān) 系 建 模 工 具 ， 開 源 ModelRight3是 一 款 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 開 發(fā) 、 支 持 、 轉(zhuǎn) 換 工 具 Oracle Designer 建 模 、 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 設(shè) 計(jì) OpenSystemArchitect 開 源 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 建 模 軟 件ER圖 的 優(yōu) 點(diǎn) ： 如

44、何 設(shè) 計(jì) E-R圖 考 察 客 觀 事 物 及 其 聯(lián) 系 ， 抽 象 出 實(shí) 體 ， 并 一 一 命 名 (不 能重 名 ) 根 據(jù) 需 求 確 定 實(shí) 體 的 屬 性 根 據(jù) 屬 性 外 在 的 聯(lián) 系 ， 描 述 實(shí) 體 間 的 聯(lián) 系 先 作 出 局 部 E-R圖 ， 再 綜 合 產(chǎn) 生 總 體 E-R圖 。 總 體 E-R圖 不是 各 局 部 E-R圖 的 簡(jiǎn) 單 拼 合 ， 而 是 有 可 能 增 加 了 某 些 聯(lián) 系 ，也 有 可 能 減 少 了 某 些 聯(lián) 系 實(shí) 例 1u一 個(gè) 學(xué) 生 管 理 系 統(tǒng) 的 實(shí) 體 -聯(lián) 系 圖【 步 驟 】（ 1 ） 考 察 客 觀 事

45、物 及 其 聯(lián) 系 ， 抽 象 出 實(shí) 體 ， 并 一一 命 名 (不 能 重 名 ) 實(shí) 體 ： 教 師 ， 學(xué) 生 ， 課 程（ 2） 根 據(jù) 需 求 確 定 實(shí) 體 的 屬 性 教 師 ： 教 工 號(hào) ， 姓 名 ， 性 別 ， 職 稱 ， 職 務(wù) 學(xué) 生 ： 學(xué) 號(hào) ， 姓 名 ， 性 別 ， 系 ， 年 級(jí) 課 程 ： 課 程 號(hào) ， 課 名 ， 學(xué) 時(shí) ， 學(xué) 分 例 1：（ 3） 根 據(jù) 屬 性 外 在 的 聯(lián) 系 ， 描 述 實(shí) 體 間 的 聯(lián) 系 教 ： 教 師 教 課 程 學(xué) ： 學(xué) 生 學(xué) 課 程（ 4） 畫 出 E-R圖 例 2： 習(xí) 題 3.3 銀 行 儲(chǔ) 蓄 系 統(tǒng)

46、 的 ER圖 銀 行 計(jì) 算 機(jī) 儲(chǔ) 蓄 系 統(tǒng) 的 工 作 過(guò) 程 大 致 如 下 ： 儲(chǔ) 戶 填 寫 的 存 款 單 或 取 款 單 由 業(yè) 務(wù) 員 鍵 入 系 統(tǒng) ，如 果 是 存 款 則 系 統(tǒng) 記 錄 存 款 人 姓 名 、 住 址 (或 電 話號(hào) 碼 )、 身 份 證 號(hào) 碼 、 存 款 類 型 、 存 款 日 期 、 到 期日 期 、 利 率 及 密 碼 (可 選 )等 信 息 ， 并 印 出 存 單 給 儲(chǔ)戶 ； 如 果 是 取 款 而 且 存 款 時(shí) 留 有 密 碼 ， 則 系 統(tǒng) 首 先 核對(duì) 儲(chǔ) 戶 密 碼 ， 若 密 碼 正 確 或 存 款 時(shí) 未 留 密 碼 ， 則系

47、 統(tǒng) 計(jì) 算 利 息 并 印 出 利 息 清 單 給 儲(chǔ) 戶 。 例 2： 銀 行 儲(chǔ) 蓄 系 統(tǒng) 的 ER圖 ER圖 練 習(xí) 題 ： 請(qǐng) 為 某 倉(cāng) 庫(kù) 的 管 理 設(shè) 計(jì) 一 個(gè) ER模 型 。 該倉(cāng) 庫(kù) 主 要 管 理 零 件 （ 包 括 零 件 編 號(hào) 、 名稱 、 顏 色 、 重 量 ） 的 定 購(gòu) 和 供 應(yīng) 等 事 項(xiàng)。 倉(cāng) 庫(kù) 向 工 程 項(xiàng) 目 （ 包 括 項(xiàng) 目 編 號(hào) 、 項(xiàng)目 名 稱 、 開 工 日 期 ） 供 應(yīng) 零 件 ， 并 且 根據(jù) 需 要 向 供 應(yīng) 商 （ 包 括 供 應(yīng) 商 編 號(hào) 、 名稱 、 地 址 ） 定 購(gòu) 零 件 。 倉(cāng) 庫(kù) 管 理 系 統(tǒng) 的

48、ER圖 3.5 數(shù) 據(jù) 規(guī) 范 化l軟 件 系 統(tǒng) 經(jīng) 常 使 用 各 種 長(zhǎng) 期 保 存 的 信 息 ， 這 些 信息 通 常 以 一 定 方 式 組 織 并 存 儲(chǔ) 在 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 或 文 件 中 ，為 減 少 數(shù) 據(jù) 冗 余 ， 避 免 出 現(xiàn) 插 入 異 常 或 刪 除 異 常 ，簡(jiǎn) 化 修 改 數(shù) 據(jù) 的 過(guò) 程 ， 通 常 需 要 把 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 規(guī) 范化 。 范 式l通 常 用 “ 范 式 (normal forms)”定 義 消 除 數(shù) 據(jù) 冗 余的 程 度 。 第 一 范 式 (1 NF)數(shù) 據(jù) 冗 余 程 度 最 大 ， 第五 范 式 (5 NF)數(shù) 據(jù) 冗 余 程 度

49、 最 小 。 范 式 級(jí) 別 越 高 ， 存 儲(chǔ) 同 樣 數(shù) 據(jù) 需 要 分 解 成 更 多 張 表 ，因 此 ， “ 存 儲(chǔ) 自 身 ” 過(guò) 程 越 復(fù) 雜 。 隨 著 范 式 級(jí) 別 的 提 高 ， 數(shù) 據(jù) 的 存 儲(chǔ) 結(jié) 構(gòu) 與 基 于 問(wèn) 題 域的 結(jié) 構(gòu) 間 的 匹 配 程 度 也 隨 之 下 降 ， 因 此 ， 在 需 求 變 化時(shí) 數(shù) 據(jù) 的 穩(wěn) 定 性 較 差 。 范 式 級(jí) 別 提 高 則 需 要 訪 問(wèn) 的 表 增 多 ， 因 此 性 能 (速 度 )將下 降 。從 實(shí) 用 角 度 來(lái) 看 ， 在 大 多 數(shù) 場(chǎng) 合 選 用 第 三 范 式 都 比 較 恰 當(dāng) 。 第 一

50、范 式 ， 每 個(gè) 屬 性 值 都 必 須 是 原 子 值 ， 即 僅 僅 是 一 個(gè) 簡(jiǎn)單 值 而 不 含 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 。 第 二 范 式 ， 滿 足 第 一 范 式 條 件 ， 而 且 每 個(gè) 非 關(guān) 鍵 字 屬 性 都由 整 個(gè) 關(guān) 鍵 字 決 定 (而 不 是 由 關(guān) 鍵 字 的 一 部 分 來(lái) 決 定 )。 第 三 范 式 ， 符 合 第 二 范 式 的 條 件 ， 每 個(gè) 非 關(guān) 鍵 字 屬 性 都 僅由 關(guān) 鍵 字 決 定 ， 而 且 一 個(gè) 非 關(guān) 鍵 字 屬 性 不 能 僅 僅 是 對(duì) 另 一個(gè) 非 關(guān) 鍵 字 屬 性 的 進(jìn) 一 步 描 述 (即 一 個(gè) 非 關(guān) 鍵 字

51、 屬 性 值 不依 賴 于 另 一 個(gè) 非 關(guān) 鍵 字 屬 性 值 )。 l 下 面 以 一 個(gè) 學(xué) 校 的 學(xué) 生 系 統(tǒng) 為 例 分 析 說(shuō) 明 ， 假 設(shè) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 中包 括 如 下 信 息 ： 學(xué) 號(hào) 、 學(xué) 生 姓 名 、 年 齡 、 性 別 、 課 程 、 課程 學(xué) 分 、 系 別 、 學(xué) 科 成 績(jī) ， 系 辦 地 址 、 系 辦 電 話 等 信 息 。首 先 我 們 考 慮 ， 把 所 有 這 些 信 息 放 到 一 個(gè) 表 中 ， 因 此 不 滿足 第 二 范 式 的 要 求 ， 會(huì) 產(chǎn) 生 如 下 問(wèn) 題 ： 數(shù) 據(jù) 冗 余 ： 同 一 門 課 程 由 n個(gè) 學(xué) 生 選

52、修 ， 學(xué) 分 重 復(fù) n-1 次 ；同 一 個(gè) 學(xué) 生 選 修 m門 課 程 ， 姓 名 和 年 齡 就 重 復(fù) m-1 次 。 更 新 異 常 ： 1 ） 若 調(diào) 整 了 某 門 課 程 的 學(xué) 分 ， 數(shù) 據(jù) 表 中 所 有 行 的 “學(xué) 分 ”值 都 要 更 新 ， 否 則 會(huì) 出 現(xiàn) 同 一 門 課 程 學(xué) 分 不 同 的 情 況 。 2 ） 假 設(shè) 要 開 設(shè) 一 門 新 的 課 程 ， 暫 時(shí) 還 沒(méi) 有 人 選 修 。 這 樣 ，由 于 還 沒(méi) 有 “學(xué) 號(hào) ”關(guān) 鍵 字 ， 課 程 名 稱 和 學(xué) 分 也 無(wú) 法 記 錄 入數(shù) 據(jù) 庫(kù) 。 刪 除 異 常 ： 假 設(shè) 一 批

53、學(xué) 生 已 經(jīng) 完 成 課 程 的 選 修 ， 這 些 選 修記 錄 就 應(yīng) 該 從 表 中 刪 除 。 但 是 ， 與 此 同 時(shí) ， 課 程 名 稱 和 學(xué)分 信 息 也 被 刪 除 了 。 很 顯 然 ， 這 也 會(huì) 導(dǎo) 致 插 入 異 常 。 解 決 方 案 ， 改 為 如 下 三 個(gè) 表 ： 學(xué) 生 ： Student（ 學(xué) 號(hào) ， 姓 名 ， 年 齡 ， 性 別 ， 系別 ， 系 辦 地 址 、 系 辦 電 話 ） ； 課 程 ： Course（ 課 程 名 稱 ,學(xué) 分 ） ； 選 課 關(guān) 系 ： SelectCourse（ 學(xué) 號(hào) ， 課 程 名 稱 ， 成績(jī) ） 。 3.6

54、狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 圖 是 通 過(guò) 描 繪 系 統(tǒng) 的 狀 態(tài) 及 引 起 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 的 事 件 ， 來(lái) 表 示 系統(tǒng) 的 行 為 。 狀 態(tài) 圖 還 指 明 了 作 為 特 定 事 件 的 結(jié) 果 系 統(tǒng) 將 做 哪 些 動(dòng) 作 (例 如 ，處 理 數(shù) 據(jù) )。 狀 態(tài) 模 型 一 般 采 用 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 圖 （ 狀 態(tài) 圖 ） 表 示 ， 狀 態(tài) 圖 提 供 了 行 為 建 模機(jī) 制 。 狀 態(tài) 1 狀 態(tài) 2事 件 /觸 發(fā) 行 為 3.6.1 狀 態(tài)狀 態(tài) ： 是 任 何 可 以 被 觀 察 到 的 系 統(tǒng) 行 為 模 式 ， 一 個(gè) 狀 態(tài) 代表 系 統(tǒng) 的 一 種 行

55、 為 模 式 。 狀 態(tài) 規(guī) 定 了 系 統(tǒng) 對(duì) 事 件 的 響 應(yīng) 方式 。狀 態(tài) 主 要 有 ：初 態(tài) (即 初 始 狀 態(tài) )， 只 能 有 1個(gè)終 態(tài) (即 最 終 狀 態(tài) )， 可 以 有 0至 多 個(gè)中 間 狀 態(tài)狀 態(tài) 圖 分 類 ：表 示 系 統(tǒng) 循 環(huán) 運(yùn) 行 過(guò) 程 ， 通 常 不 關(guān) 心 循 環(huán) 是 怎 樣 啟 動(dòng) 的 。表 示 系 統(tǒng) 單 程 生 命 期 ， 需 要 標(biāo) 明 初 始 狀 態(tài) 和 最 終 狀 態(tài) 。 3.6.2 事 件 事 件 ： 是 在 某 個(gè) 特 定 時(shí) 刻 發(fā) 生 的 事 情 ， 它 是 對(duì) 引起 系 統(tǒng) 做 動(dòng) 作 或 (和 )從 一 個(gè) 狀 態(tài)

56、轉(zhuǎn) 換 到 另 一 個(gè) 狀 態(tài)的 外 界 事 件 的 抽 象 。 簡(jiǎn) 而 言 之 ， 事 件 就 是 引 起 系統(tǒng) 做 動(dòng) 作 或 (和 )轉(zhuǎn) 換 狀 態(tài) 的 控 制 信 息 。 3.6.3 符 號(hào) 初 態(tài) ： 用 實(shí) 心 圓 表 示 ； 終 態(tài) ： 用 一 對(duì) 同 心 圓 (內(nèi) 圓 為 實(shí) 心 圓 )表 示 ； 中 間 狀 態(tài) ： 用 圓 角 矩 形 表 示 ， 分 成 上 、 中 、 下 3部分 。 上 面 部 分 -為 狀 態(tài) 的 名 稱 ； 中 間 部 分 -為 狀 態(tài) 變 量 的 名 字 和 值 ； 下 面 部 分 -是 活 動(dòng) 表 。 帶 箭 頭 的 連 線 ： 稱 為 狀 態(tài) 轉(zhuǎn)

57、 換 ， 箭 頭 指 明 了 轉(zhuǎn) 換方 向 。 3.6.4 例 子例 1： 電 話 系 統(tǒng) 例 3： 銀 行 儲(chǔ) 蓄 系 統(tǒng) 存 款 過(guò) 程 的 狀 態(tài) 圖 例 3： 銀 行 儲(chǔ) 蓄 系 統(tǒng) 取 款 過(guò) 程 的 狀 態(tài) 圖 狀 態(tài) 圖 練 習(xí) 題 ： 習(xí) 題 3.6 復(fù) 印 機(jī) 的 工 作 過(guò) 程 大 致 如 下 ： 未 接 到 復(fù) 印 命 令 時(shí) 處 于 閑 置 狀 態(tài) ， 一 旦 接到 復(fù) 印 命 令 則 進(jìn) 入 復(fù) 印 狀 態(tài) ， 完 成 一 個(gè) 復(fù)印 命 令 規(guī) 定 的 工 作 后 又 回 到 閑 置 狀 態(tài) ， 等待 下 一 個(gè) 復(fù) 印 命 令 ； 如 果 執(zhí) 行 復(fù) 印 命 令 時(shí)

58、 發(fā) 現(xiàn) 沒(méi) 紙 ， 則 進(jìn) 入 缺紙 狀 態(tài) ， 發(fā) 出 警 告 ， 等 待 裝 紙 ， 裝 滿 紙 后進(jìn) 入 閑 置 狀 態(tài) ， 準(zhǔn) 備 接 收 復(fù) 印 命 令 ； 如 果 復(fù) 印 時(shí) 發(fā) 生 卡 紙 故 障 ， 則 進(jìn) 入 卡 紙 狀態(tài) ， 發(fā) 出 警 告 等 待 維 修 人 員 來(lái) 排 除 故 障 ，故 障 排 除 后 回 到 閑 置 狀 態(tài) 。 3.7 其 他 圖 形 工 具 3.7.1 層 次 方 框 圖 層 次 方 框 圖 ： 用 樹 形 結(jié) 構(gòu) 的 一 系 列 多 層 次 的 矩 形框 描 繪 數(shù) 據(jù) 的 層 次 結(jié) 構(gòu) 。 樹 形 結(jié) 構(gòu) 的 頂 層 是 一 個(gè) 單 獨(dú) 的

59、矩 形 框 ， 它 代 表 完整 的 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) ； 下 面 的 各 層 矩 形 框 代 表 這 個(gè) 數(shù) 據(jù) 的 子 集 ； 最 底 層 的 各 個(gè) 框 代 表 組 成 這 個(gè) 數(shù) 據(jù) 的 實(shí) 際 數(shù) 據(jù) 元素 (不 能 再 分 割 的 元 素 )。 某 計(jì) 算 機(jī) 公 司 的 全 部 產(chǎn) 品 的 層 次 方 框 圖 3.7.2 Warnier圖 Warnier圖 ： 和 層 次 方 框 圖 類 似 ， Warnier圖 也 用 樹形 結(jié) 構(gòu) 描 繪 信 息 ， 但 是 這 種 圖 形 工 具 比 層 次 方 框圖 提 供 了 更 豐 富 的 描 繪 手 段 。 特 點(diǎn) ： 用 Warni

60、er圖 可 以 表 明 信 息 的 邏 輯 組 織 ， 也可 以 表 示 特 定 信 息 在 某 一 類 信 息 中 是 有 條 件 地 出現(xiàn) 的 。 因 為 重 復(fù) 和 條 件 約 束 是 說(shuō) 明 軟 件 處 理 過(guò) 程的 基 礎(chǔ) ， 所 以 很 容 易 把 Warnier圖 轉(zhuǎn) 變 成 軟 件 設(shè) 計(jì)的 工 具 。 軟 件 產(chǎn) 品 的 Warnier圖 3.7.3 IPO圖 IPO圖 ： 是 輸 入 、 處 理 、 輸 出 圖 的 簡(jiǎn) 稱 ， 它 是 美 國(guó)IBM公 司 發(fā) 展 完 善 起 來(lái) 的 一 種 圖 形 工 具 ， 能 夠 方便 地 描 繪 輸 入 數(shù) 據(jù) 、 對(duì) 數(shù) 據(jù) 的 處

61、 理 和 輸 出 數(shù) 據(jù) 之間 的 關(guān) 系 。 基 本 形 式 ： 是 在 左 邊 的 框 中 列 出 有 關(guān) 的 輸 入 數(shù) 據(jù)， 在 中 間 的 框 內(nèi) 列 出 主 要 的 處 理 ， 在 右 邊 的 框 內(nèi)列 出 產(chǎn) 生 的 輸 出 數(shù) 據(jù) 。 在 IPO圖 中 還 用 類 似 向 量 符號(hào) 的 粗 大 箭 頭 清 楚 地 指 出 數(shù) 據(jù) 通 信 的 情 況 。 圖 3.7 IPO圖 的 一 個(gè) 例 子 圖 IPO圖 改 進(jìn) 的 IPO圖 ： 這 種圖 中 包 含 某 些 附 加 的信 息 ， 在 軟 件 設(shè) 計(jì) 過(guò)程 中 將 比 原 始 的 IPO圖 更 有 用 。 在 需 求 分 析

62、 階 段 可 以使 用 IPO圖 簡(jiǎn) 略 地 描述 系 統(tǒng) 的 主 要 算 法 (即 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 各 個(gè) 處理 的 基 本 算 法 )。 改 進(jìn) 的 IPO 改 進(jìn) IPO示 例 IPO表系 統(tǒng) ： 定 貨 系 統(tǒng) 作 者 ： 祁 燕模 塊 ： 處 理 事 務(wù) 日 期 ： 2010.3編 號(hào) ： 1.0被 調(diào) 用 ： 定 貨 系 統(tǒng) 調(diào) 用 ： 接 受 事 務(wù) 更 新 庫(kù) 存 清 單 處 理 定 貨輸 入 ： 事 務(wù) 輸 出 ： 定 貨 信 息 庫(kù) 存 清 單處 理 ： （ 用 過(guò) 程 描 述 工 具 描 述 本 模 塊 的 算 法 ，如 PAD圖 、 N-S圖 、 偽 代 碼 等 ）

63、局 部 數(shù) 據(jù) 元 素 ： 注 釋 ： 3.8 驗(yàn) 證 軟 件 需 求3.8.1 從 哪 些 方 面 驗(yàn) 證 軟 件 需 求 的 正 確 性 一 致 性 ， 所 有 需 求 必 須 是 一 致 的 ， 任 何 一條 需 求 不 能 和 其 他 需 求 互 相 矛 盾 。 完 整 性 ， 需 求 必 須 是 完 整 的 ， 規(guī) 格 說(shuō) 明 書應(yīng) 該 包 括 用 戶 需 要 的 每 一 個(gè) 功 能 或 性 能 。 現(xiàn) 實(shí) 性 ， 指 定 的 需 求 應(yīng) 該 是 用 現(xiàn) 有 的 硬 件技 術(shù) 和 軟 件 技 術(shù) 基 本 上 可 以 實(shí) 現(xiàn) 的 。 有 效 性 ， 必 須 證 明 需 求 是 正 確

64、有 效 的 ， 確實(shí) 能 解 決 用 戶 面 對(duì) 的 問(wèn) 題 。 3.8.2 驗(yàn) 證 軟 件 需 求 的 方 法1. 驗(yàn) 證 需 求 的 一 致 性 人 工 技 術(shù) 審 查 形 式 化 的 描 述 軟 件 需 求 的 方 法2. 驗(yàn) 證 需 求 的 現(xiàn) 實(shí) 性 仿 真 或 性 能 模 擬 技 術(shù)3. 驗(yàn) 證 需 求 的 完 整 性 和 有 效 性 開 發(fā) 原 型 系 統(tǒng) 3.8.3 用 于 需 求 分 析 的 軟 件 工 具軟 件 工 具 應(yīng) 該 滿 足 下 列 要 求 ： 必 須 有 形 式 化 的 語(yǔ) 法 (或 表 )， 因 此 可 以 用 計(jì) 算 機(jī) 自動(dòng) 處 理 使 用 這 種 語(yǔ) 法

65、 說(shuō) 明 的 內(nèi) 容 ； 使 用 這 個(gè) 軟 件 工 具 能 夠 導(dǎo) 出 詳 細(xì) 的 文 檔 ； 必 須 提 供 分 析 (測(cè) 試 )規(guī) 格 說(shuō) 明 書 的 不 一 致 性 和 冗 余性 的 手 段 ， 并 且 應(yīng) 該 能 夠 產(chǎn) 生 一 組 報(bào) 告 指 明 對(duì) 完整 性 分 析 的 結(jié) 果 ； 使 用 這 個(gè) 軟 件 工 具 之 后 ， 應(yīng) 該 能 夠 改 進(jìn) 通 信 狀 況。 用 結(jié) 構(gòu) 化 分 析 方 法 分 析 圖 書 館 系 統(tǒng) 【 問(wèn) 題 描 述 】 一 個(gè) 圖 書 館 藏 有 圖 書 和 期 刊 雜 志 兩 大 類 書 籍 ， 每 種 圖 書 /雜 志 可 以 有多 冊(cè) 。 圖

66、書 館 可 以 維 護(hù) （ 注 冊(cè) 、 更 新 和 刪 除 ） 圖 書 資 料 。 圖 書 館 管 理 員 負(fù) 責(zé) 與 借 書 者 打 交 道 。 借 書 者 可 以 預(yù) 約 目 前 借 不 到 的 書 或 雜 志 。 所 有 人 員 都 可 以 瀏 覽 圖 書 館 的 圖 書 信 息 和 各 種 告 示 。 系 統(tǒng) 能 在 流 行 的 技 術(shù) 環(huán) 境 下 運(yùn) 行 ， 有 一 個(gè) 良 好 的 圖 形 交 互 界 面 。 系 統(tǒng) 應(yīng) 具 有 良 好 的 可 擴(kuò) 展 性 。 【 功 能 分 析 】 瀏 覽 功 能 ： 所 有 人 員 都 可 以 瀏 覽 圖 書 館 的 圖 書 信 息 。 借 還 功 能 ： 借 書 者 可 以 借 /續(xù) 借 、 還 、 預(yù) 約 圖 書 。 圖 書 管 理 功 能 ： 圖 書 管 理 人 員 可 以 做 錄 入 、 更 新 和 銷 毀等 圖 書 信 息 維 護(hù) 工 作 。 借 書 者 管 理 ： 系 統(tǒng) 管 理 人 員 可 以 進(jìn) 行 注 冊(cè) 、 更 改 、 注 銷借 書 者 信 息 等 維 護(hù) 工 作 。 【 建 立 數(shù) 據(jù) 流 圖 】 分 析 圖 書 館