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為什麽結構化需求分析方法包含三類模型

結構化分析方法

結構化開發方法(Structured Developing Method)是現有的軟件開發方法中最成熟,應用最廣泛的方法,主要特點是快速、自然和方便。結構化開發方法由結構化分析方法(SA法)、結構化設計方 法(SD 法)及結構化程序設計方法(SP 法)構成的。

結構化分析(Structured Analysis,簡稱SA 法)方法是面向數據流的需求分析方法,是70 年代末由Yourdon,Constaintine 及DeMarco 等人提出和發展,並得到廣泛的應用。它適合於分析大型的數據處理系統,特別是企事業管理系統。

SA 法也是壹種建模的活動,主要是根據軟件內部的數據傳遞、變換關系,自頂向下逐層分解,描繪出滿足功能要求的軟件模型。

1 SA 法概述

1.1 SA 法的基本思想

1.1. 結構化分析(Structured Analysis,簡稱SA 法)是面向數據流的需求分析方法,是70年代由Yourdon,Constaintine 及DeMarco 等人提出和發展,並得到廣泛的應用。

結構化分析方法的基本思想是“分解”和“抽象”。

分解:是指對於壹個復雜的系統,為了將復雜性降低到可以掌握的程度,可以把大問題分解成若幹小問題,然後分別解決。

圖4 是自頂向下逐層分解的示意圖。頂層抽象地描述了整個系統,底層具體地畫出了系統的每壹個細節,而中間層是從抽象到具體的逐層過渡。

抽象:分解可以分層進行,即先考慮問題最本質的屬性,暫把細節略去,以後再逐層添加細節,直至涉及到最詳細的內容,這種用最本質的屬性表示壹個自系統的方法就是“抽象”。

2.SA 法的步驟

⑴建立當前系統的“具體模型”;

系統的“具體模型”就是現實環境的忠實寫照,即將當前系統用DFD 圖描述出來。這樣的表達與當前系統完全對應,因此用戶容易理解。

⑵抽象出當前系統的邏輯模型;

分析系統的“具體模型”,抽象出其本質的因素,排除次要因素,獲得用DFD 圖描述的當前系統的“邏輯模型”。

⑶建立目標系統的邏輯模型;

分析目標系統與當前系統邏輯上的差別,從而進壹步明確目標系統“做什麽”,建立目標系統的“邏輯模型”(修改後的DFD 圖)。

⑷為了對目標系統作完整的描述,還需要考慮人機界面和其它壹些問題。

3.SA 法的描述工具

⑴ 分層的數據流圖

⑵ 數據詞典

⑶ 描述加工邏輯的結構化語言、判定表或判定樹。

2 數據流圖

數據流圖(Data Flow Diagram,簡稱DFD)是描述系統中數據流程的圖形工具,它標識了壹個系統的邏輯輸入和邏輯輸出,以及把邏輯輸入轉換邏輯輸出所需的加工處理。

1.數據流圖的圖符數據流圖有以下4 種基本圖形符號:

箭頭表示數據流,圓或橢圓表示加工。雙杠或者單杠表示數據存儲,矩形框表示數據的源點或終點,即外部實體。

⑴ 數據流 是數據在系統內傳播的路徑,由壹組成固定的數據項組成。除了與數據存儲(文件)之間的數據流不用命名外,其余數據流都應該用名詞或名詞短語命名。數據流可以從加工流向加工,也可以從加工流向文件或從文件流向加工,也可以從源點流向加工或從加工流向終點。

⑵ 加工 也稱為數據處理,它對數據流進行某些操作或變換。每個加工也要有名字,通常是動詞短語,簡明地描述完成什麽加工。在分層的數據流圖中,加工還應有編號。

⑶ 數據存儲 指暫時保存的數據,它可以是數據庫文件或任何形式的數據組織。流向數據存儲的數據流可理解為寫入文件,或查詢文件,從數據存儲流出的數據可理解為從文件讀數據或得到查詢結果。

⑷ 數據源點和終點 是軟件系統外部環境中的實體(包括人員、組織或其他軟件系統),統稱為外部實體。壹般只出現在數據流圖的頂層圖中。

還有壹些輔助的圖例:

例 1:畫出圖書預定系統的DFD 圖。現有壹圖書預定系統,接收由顧客發來的訂單,並對訂單進行驗證,驗證過程是根據圖書目錄檢查訂單的正確性,同時根據顧客檔案確定是新顧客還是老顧客, 是否有信譽。經過驗證的正確訂單,暫存放在待處理的訂單文件中。對訂單進行成批處理,根據出版社檔案,將訂單按照出版社進行分類匯總,並保存訂單存根,然 後將匯總訂單發往各出版社。

畫圖步驟是:

⑴ 首先確定外部實體(顧客、出版社)及輸入、輸出數據流(訂單、出版社訂單)。

⑵ 再分解頂層的加工(驗證訂單、匯總訂單)。

⑶ 確定所使用的文件(圖書目錄文件、顧客檔案等5 個文件)。

⑷ 用數據流將各部分連接起來,形成數據封閉。

特別要註意的是:數據流圖不是傳統的流程圖或框圖,數據流也不是控制流。數據流圖是從數據的角度來描述壹個系統,而框圖則是從對數據進行加工的工作人員的角度來描述系統。數據流圖中的箭頭是數據流,而框圖中的箭頭則是控制流,控制流表達的是程序執行的次序。

下 圖是培訓中心管理系統的數據流圖,由於只有壹層,因此分解的加工較多不易理解,而且如果其中某個加工較復雜,例如編號為3 的加工“付款”和編號為7 的加工“復審”仍很復雜,壹時難以理解,如果不繼續分解下去,直到每個加工都足夠簡單易於理解為止,則會影響需求分析結果的可讀性。

1.畫分層DFD 圖的方法

如圖2.8 所示,如果系統規模較大,僅用壹個DFD 圖難以描述,會使得系統變得復雜,且難以理解。為了降低系統的復雜性,采取“逐層分解”的技術,畫分層的DFD 圖。

畫 分層DFD 圖的壹般原則是:“先全局後局部,先整體後細節,先抽象後具體”。通常將這種分層的DFD 圖,分為頂層、中間層、底層。頂層圖說明了系統的邊界,即系統的輸入和輸出數據流,頂層圖只有壹張。底層圖由壹些不能再分解的加工組成,這些加工都已足夠 簡單,稱為基本加工。在頂層和底層之間的是中間層。中間層的數據流圖描述了某個加工的分解,而它的組成部分又要進壹步分解。畫各層DFD 圖時,應“由外向內”。

畫分層DFD 圖的具體步驟:

⑴ 先確定系統範圍,畫出頂層的DFD 圖。

⑵ 逐層分解頂層DFD 圖,獲得若幹中間層DFD 圖。

⑶ 畫出底層的DFD 圖。

壹般來說,在上層可以分解得快些,而在中、下層則應分解得慢些,因為上層是壹些綜合性的描述,“易理解性”相對地說不太重要。

下節我們以壹個實例來說明畫分層DFD 圖的方法。

2 分層DFD 圖的改進

分層數據流圖是壹種比較嚴格又易於理解的描述方式,它的頂層描繪了系統的總貌,底層畫出了系統所有的細部,而中間層則給出了從抽象到具體的逐步過渡。

1.畫分層DFD 圖的基本原則

⑴.數據守恒與數據封閉原則

所謂數據守恒是指加工的輸入輸出數據流是否匹配,即每壹個加工既有輸入數據流又有輸出數據流。或者說壹個加工至少有壹個輸入數據流,壹個輸出數據流。

⑵加工分解的原則

自然性:概念上合理、清晰;

均勻性:理想的分解是將壹個問題分解成大小均勻的幾個部分;

分解度:壹般每壹個加工每次分解最多不要超過7個子加工,應分解到基本加工為止。

⑶子圖與父圖的“平衡”父圖中某個加工的輸入輸出數據流應該同相應的子圖的輸入輸出相同(相對應),分層數據流圖的這種特點稱為子圖與父圖“平衡”。

⑷合理使用文件

當文件作為某些加工之間的交界面時,文件必須畫出來,壹旦文件作為數據流圖中的壹個獨立成份畫出來了,那麽它同其它成份之間的聯系也應同時表達出來。

理 解壹個問題總要經過從不正確到正確,從不確切到確切的過程,需求分析的過程總是要不斷反復的,壹次就成功的可能性是很小的,對復雜的系統尤其如此,因此, 系統分析員應隨時準備對數據流圖進行修改和完善,與用戶取得***識,獲得無二義性的需求,才能獲得更正確清晰的需求說明,使得設計、編程等階段能夠順利進 行,這樣做是必須和值得的。

3.分層DFD 圖的改進

DFD 圖必須經過反復修改,才能獲得最終的目標系統的邏輯(目標系統的DFD 圖)。改進的原則與畫分層DFD 圖的基本原則是壹致的,可從以下方面考慮DFD 圖的改進:

⑴ 檢查數據流的正確性

① 數據守恒

② 子圖、父圖的平衡

③ 文件使用是否合理。特別註意輸入/出文件的數據流。

⑵ 改進DFD 圖的易理解性

① 簡化加工之間的聯系(加工間的數據流越少,獨立性越強,易理解性越好)。

② 改進分解的均勻性。

③ 適當命名(各成分名稱無二義性,準確、具體)。