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1、第三章,软件需求分析,主要内容,3.1 需求分析的任务 3.2 结构化分析方法3.3 数据流图(DFD)3.4 数据字典(DD)3.5 加工逻辑的描述 3.6 IDEF方法,3.1.1 需求分析的概念,开发人员要准确理解用户的要求，进行细致的调查分析，将用户非形式的需求陈述转化为完整的需求定义，再由需求定义转化到相应的形式功能规约（需求规格说明）的过程。1.需求分析的难点(1)问题的复杂性。用户需求所涉及的因素很多，如系统功能和运行环境。(2)交流障碍。需求分析涉及人员较多，分别具备不同的背景知识，处于不同的出发点，造成了相互之间交流的困难。(3)不完备性和不一致性。用户对问题的陈述往往是不完
2、备的，其各方面的需求还可能存在着矛盾，需求分析要消除其矛盾，形成完备及一致的定义。(4)需求易变性。用户需求的变动往往会影响到需求分析，导致系统的不一致性和不完备性。,2.需求分析的基本原则2006.10(1)必须能够表达和理解问题的数据域和功能域。数据域包括数据流、数据内容和数据结构，而功能域反映数据域三方面的控制信息。(2)可以把一个复杂问题按功能进行分解并可逐层细化。(3)建模。建立模型可以帮助分析人员更好地理解软件系统的信息、功能、行为，这些模型也是软件设计的基础。,3.1.2 需求分析的基本任务,1.问题识别 2008.10(1)功能需求：明确所开发的软件必须具备什么样的功能。(2)
3、性能需求：明确待开发的软件的技术性能指标。(3)环境需求：明确软件运行时所需要的软、硬件的要求。(4)用户界面需求：明确人机交互方式、输入输出数据格式。,2.分析与综合，导出软件的逻辑模型分析人员对获取的需求，进行一致性的分析检查，在分析、综合中逐步细化软件功能，划分成各个子功能。用图文结合的形式，建立起新系统的逻辑模型。3.编写文档(1)编写“需求规格说明书”，把双方共同的理解与分析结果用规范的方式描述出来，作为今后各项工作的基础。(2)编写初步用户使用手册，着重反映被开发软件的用户功能界面和用户使用的具体要求，用户手册能强制分析人员从用户使用的观点考虑软件。(3)编写确认测试计划，作为今后
4、确认和验收的依据。(4)修改完善软件开发计划。在需求分析阶段对待开发的系统有了更进一步的了解，所以能更准确地估计开发成本、进度及资源要求，因此对原计划要进行适当修正。,3.2 结构化分析方法,结构化分析（Structured Analysis,简称SA），是面向数据流进行需求分析的方法。SA也是一种建模活动，该方法使用简单易读符号，根据软件内部数据传递、变换的关系，自顶向下逐层分解，描绘出满足功能要求的软件模型。2008.10,3.2.1 自顶向下逐层分解的分析策略,面对一个复杂的问题，分析人员不可能一开始就考虑到问题的所有方面以及全部细节，采用的策略往往是分解，把一个复杂的问题划分成若干小问
5、题，然后再分别解决，将问题的复杂性降低到人可以掌握的程度。,3.2.2 描述工具,SA方法利用图形等半形式化的描述方式表达需求，简明易懂，用它们形成需求说明书中的主要部分。描述工具是：(1)数据流图：描述系统由哪几部分组成，各部分之间有什么联系等等。(2)数据字典：定义了数据流图中每一个图形元素。(3)描述加工逻辑的结构化语言、判定表、判定树：详细描述数据流图中不能被再分解的每一个加工。,3.2.3 SA分析步骤,SA方法利用图形等半形式化的描述方式表达需求，简明易懂，用它们形成需求说明书中的主要部分。描述工具是：(1)了解当前系统的工作流程，获得当前系统的物理模型。通过对当前系统的详细调查，
6、了解当前系统的工作过程，同时收集资料、文件、数据、报表等，将看到的、听到的、收集到的信息和情况用图形描述出来。也就是用一个模型来反映自己对当前系统的理解，如画系统流程图。(2)抽象出当前系统的逻辑模型。物理模型反映了系统“怎么做”的具体实现，去掉物理模型中非本质的因素，抽取出本质的因素，构造出当前系统的逻辑模型，反映了当前系统“做什么”的功能。(3)建立目标系统的逻辑模型。分析、比较目标系统与当前系统逻辑上的差别，明确目标系统到底要“做什么”，从而从当前系统的逻辑模型导出目标系统的逻辑模型。(4)作进一步补充和优化。为了对目标系统做完整的描述，还需要对得到的逻辑模型做一些补充。,3.3 数据流
7、图(DFD),数据流图，简称DFD，是SA方法中用于表示系统逻辑模型的一种工具，它以图形的方式描绘数据在系统中流动和处理的过程，由于它只反映系统必须完成的逻辑功能，所以它是一种功能模型。2009.1,3.3.1 基本图形符号,数据流图有四种基本图形符号：箭头，表示数据流；：圆或椭圆，表示加工；=：双杠，表示数据存储；：方框，表示数据的源点或终点。,(1)数据流。数据流是数据在系统内传播的路径，因此由一组成分固定的数据组成。如订票单由旅客姓名、年龄、单位、身份证号、日期、目的地等数据项组成。由于数据流是流动中的数据，所以必须有流向，除了与数据存储之间的数据流不用命名外，数据流应该用名词或名词短语
8、命名。(2)加工(又称为数据处理)。对数据流进行某些操作或变换。每个加工也要有名字，通常是动词短语，简明地描述完成什么加工。在分层的数据流图中，加工还应编号。(3)数据存储(又称为文件)，指暂时保存的数据，它可以是数据库文件或任何形式的数据组织。(4)数据源点或终点，是本软件系统外部环境中的实体(包括人员、组织或其他软件系统)，统称外部实体。一般只出现在数据流图的顶层图。,3.3.2画数据流图的步骤,(1)首先画系统的输入输出，即先画顶层数据流图。(2)画系统内部，即画下层数据流图。不再分解的加工称为基本加工。(3)注意事项。,注意事项,命名。不论数据流、数据存储还是加工，合适的命名使人们易于
9、理解其含义。画数据流而不是控制流。数据流反映系统“做什么”，不反映“如何做”，因此箭头上的数据流名称只能是名词或名词短语，整个图中不反映加工的执行顺序。一般不画物质流。数据流反映能用计算机处理的数据，并不是实物，因此对目标系统的数据流图一般不要画物质流。每个加工至少有一个输入数据流和一个输出数据流，反映出此加工数据的来源与加工的结果。编号。如果一张数据流图中的某个加工分解成另一张数据流图时，则上层图为父图，直接下层图为子图。子图及其所有的加工都应编号。,3.4 数据字典(DD),数据字典(Data Dictionary,简称DD)就是用来定义数据流图中的各个成分的具体含义的，它以一种准确的、无
10、二义性的说明方式为系统的分析、设计及维护提供了有关元素的一致的定义和详细的描述。它和数据流图共同构成了系统的逻辑模型，是需求规格说明书的主要组成部分。,3.4.1数据字典的内容以及格式,数据字典的任务是对于数据流图中出现的所有被命名的图形元素在数据词典中作为一个词条加以定义，使得每一个图形元素的名字都有一个确切的解释。数据字典有以下四类条目：数据流、数据项、数据存储、基本加工。2007.10数据词典中所有的定义应是严密的、精确的，不可有半点含混，不可有二义性。,1.数据流条目 数据流条目给出了DFD中数据流的定义，通常列出该数据流的各组成数据项。在定义数据流或数据存储组成时，使用的符号如3-1
11、表 2.数据存储条目：是对数据存储的定义 3.数据项条目：是不可再分解的数据单位 4.加工条目加工条目是用来说明DFD中基本加工的处理逻辑的，由于上层的加工是由下层的基本加工分解而来，只要有了基本加工的说明，就可理解其他加工。,3.4.2 数据字典的实现,1、手工建立：数据字典的内容用卡片形式存放2、利用计算机辅助建立并维护,3.5 加工逻辑的描述,加工逻辑也称为“小说明”，描述加工逻辑一般用以下三种工具：结构化语言、判定表、判定树。,3.5.1结构化语言,结构化语言是介于自然语言和形式语言之间的一种半形式语言。结构化语言是在自然语言基础上加了一些限定，使用有限的词汇和有限的语句来描述加工逻辑
12、，它的结构可分成外层和内层两层：(1)外层：用来描述控制结构，采用顺序、选择、重复三种基本结构。2008.10(2)内层：一般是采用祈使语句的自然语言短语，使用数据字典中的名词和有限的自定义词，其动词含义要具体，尽量不用形容词和副词来修饰。,3.5.2判定表,在有些情况下，数据流图中的某些加工的一组动作信赖于多个逻辑条件的取值。用自然语言或结构化语言都不易清楚地描述出来。而用判定表就能够清楚地表示复杂的条件组合与应做的动作之间的对应关系。判定表由四个部分组成，如下3-2表所示，构造一张判定表，可采用以下步骤：(1)提取问题中的条件。(2)标出条件的取值。(3)计算所有条件的组合数N。(4)提取
13、可能采用的动作或措施。(5)制作判定表。(6)完善判定表。,3.5.3 判定树,判定树是判定表的变形，一般情况下它比判定表更直观，且易于理解和使用。这三种描述加工逻辑的工具各有优缺点，对于顺序执行和循环执行的动作，用结构语言描述。对于存在多个条件复杂组合的判断问题，用判定表和判定树。判定树较判定表直观易读，判定表进行逻辑验证较严格，能把所有的可能性全部都考虑到。可将两种工具结合起来，先用判定表底稿，在经基础上产生判定树。,3.6 IDEF方法,IDEF方法是美国空军在1981年针对集成化计算机辅助制造(Integrated Computer Aided Manufacturing,简称ICAM
14、)工程项目中用于进行复杂系统分析和设计的方法,是在结构化分析与设计技术的基础上提出来的。IDEF是ICAM Definition的缩写。IDEF方法分为三部分。IDEF0:用来描述系统的功能活动及其联系，建立系统的功能模型。IDEF1:用来描述系统的信息以及其联系，建立系统的信息模型。IDEF2:用来进行系统模拟，建立系统的动态模型。,3.6.1 IDEF0的图形表示,IDEF0方法采用简单的图形符号和简洁的文字说明，描述系统在不同层次上的功能。在该方法中，将系统功能称为活动，将表示系统功能的图形称为活动图形。在活动图形中，用方框和箭头表示系统的各种活动及相互间的关系。,3.6.2建立功能模型
15、的基本方法,1.确定建模的范围、观点及目的 2.建立系统的内外关系图-A-0图 3.建立顶层图-A-0图 4.建立低层次的图形,名称解释,1需求分析 2当前系统3目标系统 4SA 5DFD,填空题,1需求分析阶段产生的最重要的文档是_。2为解决一个复杂问题，往往采取的策略是_。3SA方法中使用半形式化的描述方式表达需求，采用的主要描述工具是_。4数据流图中有四种符号元素，它们是_。5数据字典中有四类条目，分别是_。6在IDEF0图中，表示系统功能的图形称为_图形。7在画分层的DFD时，父图与子图的输入输出数据流要_。8用于描述基本加工的小说明的三种描述工具是_。9IDEF0是建立系统_模型的有
16、效方法。10在IDEF0方法中，被标志为A0的图称为系统的_图。,选择题,1分层DFD是一种比较严格又易于理解的描述方式，它的顶层图描述了系统的()。A细节 B输入与输出 C软件的作者 D绘制的时间2需求规格说明书的内容还应包括对()的描述。A主要功能 B算法的详细过程 C用户界面及运行环境 D软件的性能3需求规格说明书的作用不应包括()。A软件设计的依据 B用户与开发人员对软件要做什么的共同理解C软件验收的依据 D软件可行性研究的依据4SA方法用DFD描述()A系统的控制流程 B系统的数据结构C系统的基本加工 D系统的功能,5一个局部数据存储只有当它作为()时，就把它画出来。A某些加工的数据
17、接口 B某个加工的特定输入C某个加工的特定输出 D某些加工的数据接口或某个加工的特定输入/输出 6对于分层的DFD，父图与子图的平衡指子图的输入、输出数据流同父图相应加工的输入、输出数据流()。A必须一致 B数目必须相等 C名字必须相同 D数目必须不等7需求分析阶段不适用于描述加工逻辑的工具是()。A结构化语言 B判定表 C判定树 D流程图,8SA方法的分析步骤是首先调查了解当前系统的工作流程，然后()。A获得当前系统的物理模型，抽象出当前系统的逻辑模型，建立目标系统的逻辑模型B获得当前系统的物理模型，抽象出目标系统的逻辑模型，建立目标系统的物理模型C获得当前系统的物理模型，建立当前系统的物理
18、模型，抽象出目标系统的逻辑模型D获得当前系统的物理模型，建立当前系统的物理模型，建立目标系统的物理模型9SA方法的基本思想是()A自底向上逐步抽象B自底向上逐步分解C自顶向下逐步分解D自顶向下逐步抽象 10初步用户手册在()阶段编写。A.可行性研究B需求分析C软件概要设计D软件详细设计,简答题,1什么是需求分析？该阶段的基本任务是什么？2007.102007.1 2简述结构化分析方法的步骤。2008.10/2009.1 3数据流图与数据字典的作用是什么？画数据流图应注意什么？2009.1 4简述SA方法的优缺点。5简述建立IDEF0图的步骤。,二、填空题 1需求规格说明书 2自顶向下逐步分解 3数据流图和数据字典 4数据流、加工、数据存储、数据源点和终点5数据流、数据项、数据存储、基本加工6活动 7平衡 8结构化语言、判定表、判定树9功能10内外关系图 三、选择题 1B 2B 3D 4D 5D 6A 7D 8A 9C 10B,
