功能建模和信息流.ppt

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1、3.4.4 功能建模和信息流,基于计算机的系统,输入信息,信息流模型,输出信息,外部实体,外部实体,外部实体,输入信息,外部实体,外部实体,输出信息,输出信息,一.数据流图,(DFD，Data Flow Diagram)描述逻辑模型的图形工具，表示数据在系统内的变化。,人事工资管理系统的顶层DFD(概图)范例,人事部门,人事工资管理系统,会计部门,职工出缺勤报表,职工出缺勤信息,职工工资信息,职工工资报表,职工,职工基本信息,职工工资单,职工基本信息管理子系统,1.0,2.0,人事工资管理系统0层DFD范例,职工出缺勤信息,职工工资管理子系统,3.0,职工出缺勤管理子系统,职工基本信息,职工工

2、资信息,人事部门,会计部门,职工,职工出缺勤报表,职工出缺勤信息,职工工资信息,职工工资报表,职工基本信息,职工工资单,建立职工出缺勤信息,3.1,人事工资管理系统1层DFD：加工3.0的分解图,职工出缺勤信息,3.2,制作职工出缺勤信息统计表,职工基本信息,职工出缺勤报表,职工出缺勤信息,外部实体,数据流,过程(加工),数据存储,条目查询请求,查询可用条目,1,客户,目录,产品条目,库存条目,可用条目查询结果,目的地,响应,来源,触发器,动作,DFD的主要元素,分层DFD实例,(1)对考生送来的报名单进行检查;(2)对合格的报名单编好准考证号后将准考证送给考生，并将汇总后的考生名单送给阅卷站

3、;(3)对阅卷站送来的成绩单进行检查，并根据考试中心制定的合格标准审定合格者;(4)制作考生通知单(含成绩及合格/不合格标志)送给考生;(5)按地区进行成绩分类统计和试题难度分析，产生统计分析表。,一个简单的考务处理系统功能描述：,顶层数据流图,考生,考务处理系统,考试中心,阅卷站,不合格报名单,报名单,准考证,考生通知单,成绩清单,合格标准,错误成绩清单,考生名单,统计分析表,登记报名单,报名单,准考证,1,统计成绩,2,不合格报名单,考生通知单,成,统计分析表,0层数据流图,考生名册,绩,清,单,合格标准,考生名单,成,绩,清,单,错,误,一层数据流图(a),检查报名单,报名单,准考证,1

4、.1,编准考证号,1.2,不合格报名单,考生名册,考生名单,合格报名单,登记考生,1.3,一层数据流图(b),检查成绩清单,2.1,审定合格者,2.2,考生名册,正确成绩清单,制作通知单,2.3,分析统计成绩,2.4,分析试题难度,2.5,试题得分清单,考生通知单,难度分析表,合格标准,分类统计表,成绩清单,错误成绩清单,经审定的成绩清单,DFD可以用来表示一个系统或软件在任何层次上的抽象。较大型软件系统DFD分成多层(子图、父图概念),可以表示数据流和功能的进一步的细节。,S,2,1,3,2.2,2.1,2.3,3.1,3.2,顶层（不编号）,0层,1层,数据流和控制流举例（使用Ward和m

5、ellor符号）,监控固件和操作接口,每个固件状态,动作警告,机器人初始化控制,操作命令,部件状态缓冲器,位置命令,开始/停止,处理机器人命令,机器人命令文件,操作设置,处理活动,记录机器人动作,位串,数据和控制模型的关系,DFD,加工规约,加工模型,DFD,控制规约,控制模型,数据输出,数据条件,数据输入,控制输入,控制输出,加工激活者,SafeHomede控制面板,与用户交互,SAFEHOME,ARMED POWER,01,1,2,3,4,5,6,7,8,9,*,0,#,OFF ARAY STAY,MAX TEST BYPASS,INSTANT CODE CHIME,READY,panic

6、,alarmcheckfire,awaystayinstantbypassnot ready,SafeHomede的第0层,SafeHomede软件系统,用户命令和数据,显示信息,控制面板,传感器,传感器状态,警铃,电话线,警告类型,电话号码拨音,控制面板显示,SafeHomede的第1层,控制面板,与用户交互,控制面板显示,密码,电话号码拨音,传感器状态,显示信息,配置请求,用户命令和数据,配置系统,警铃,电话线,传感器,配置信息,显示信息和状态,监控传感器,激活不激活系统,传感器信息,密码处理,警告类型,检验id信息,开始停止,状态信息,监控传感器的第2层,电话号码拨音,传感器状态,配置数

7、据,显示格式,配置信息,产生警告信息,拨号,评估设置,传感器信息,读传感器,警告类型,传感器id类型,传感器id类型定位,SafeHomede的第一层,控制面板,与用户交互,控制面板显示,显示活动状态（完成、在处理中）,配置系统,警铃,电话线,传感器,配置信息,显示信息和状态,监控传感器,激活不激活系统,警告信号,密码处理,传感器事件,警告状态,超时,闪烁标志,开关切换,二.数据字典(DD，DataDictionary),DD是对所有与系统相关的数据元素的一个有组织的列表,以及精确的、严格的定义，使得用户和系统分析员对于输入、输出、存储成分和中间计算有共同的理解,数据字典的作用,DFD中的数据

8、流、数据存储表示某个有组织的数据集合，它们要由SA的其他描述工具-需求字典(数据字典)来描述，包括：词条描述 数据结构描述 加工逻辑说明,DD中数据结构的描述方式 定义式 Warnier图 巴科斯范式（BNF）,F1:航班信息文件航空公司名称航班号起点终点日期 起飞时间降落时间航空公司名称2字母4 航班号3十进制数字3 字母“A”“Z”十进制数字“0”“9”起点终点1汉字10 起飞时间降落时间时分 时“00”“23”分“00”“59”日期年月日 年2000200120022004 月“01”“12”日“01”“31”,重复项：起点终点1汉字10 航空公司名称2字母4 航班号3十进制数字3 组合

9、项：日期年月日 起飞时间降落时间时分选择项：年2000200120022004原数据项：字母“A”“Z”十进制数字“0”“9”时“00”“23”分“00”“59”月“01”“12”日“01”“31”,定义式中使用的符,操作符 含义描述 定义为 与(顺序结构).重复(循环结构).或(选择结构).,.(.)任选 m.n 界域.,注释符,限制重复次数举例:,3,5 或,5,3,表示允许重复3-5次,3,3 或,3,3,表示恰好重复 3 次,1,表示至少出现 1 次,表示允许重复0至任意次,数据流条目,给出DFD中某个数据流的定义，通常包括：数据流标识 数据流来源 数据流去向 数据流的数据组成 流动属

10、性描述：频率、数据量,购书单,发票,领书单,审查并开发票,开领书单,无效书单,学生,1,2,各班学生用 书 表,举例：,学生,教材存量表,数据流条目说明举例,数据流名:发票别名:无简述:学生购书时填写的项目来源:学生去向:加工1“审查并开发票”组成:(学号)姓名书号数量数据流量:1000次/周 高峰值：开学期间1000次/天,数据存储条目(数据文件词条),对某个文件的定义，包括：文件名 描述 数据结构 数据存储方式 关键码 存取频率和数据量 安全性要求,数据存储条目说明举例,文件名:库存记录别名:无简述:存放库存所有可供货物的信息组成：货物名称编号生产厂家 单价库存量组织方式：索引文件，以货物

11、编号为 关键字查询要求:要求能够立即查询,数据项条目(数据元素词条),不可再分解的数据单位，包括：名称 描述 数据类型 长度(精度)取值范围及缺省值 计量单位 相关数据元素及数据结构,数据项条目说明举例,数据项名:货物编号别名:G-No,G-num简述:本公司的所有货物的编号类型:字符串长度：10取值范围及含义:第1位：JG(进口/国产)第24位：LB01.LB29(类别)第57位：“A00”.“A99”(规格)第810位：“001”.“999”(品名编号),F1:航班信息文件航空公司名称航班号起点终点日期 起飞时间降落时间航空公司名称2字母4 航班号3十进制数字3 字母“A”“Z”十进制数字

12、“0”“9”起点终点1汉字10 起飞时间降落时间时分 时“00”“23”分“00”“59”日期年月日 年“00”“99”月“01”“12”日“01”“31”,存折户名所号帐号开户日期性质（印密）1存取行50户名2字母24所号“001”.“999”(注：储蓄所编码，规定三位数字)帐号“00000001”.“99999999”(注：帐号规定由八位数字组成)开户日期年月日性质“1”.“6”(注：“1”表示普通户，“5”表示工资户等)印密“0”(注：印密在存折上不显示)存取行日期（摘要）指出存入余额 操作复核,年2001200220032004月“01”.“12”日“01”.“31”摘要1字母4(注：

13、表明该存取是存？是取？还是换？)支出金额(注:金额规定不超过9999999.99元)存入金额余额金额金额“0000000.01”.“9999999.99”操作“00001”.“99999”复核“00001”.“99999”字母“a”.“z”“A”.“Z”,DD中数据结构的描述方式 巴科斯范式（BNF）举例:=关系记录图形数据项图象 声音文本视频=，=,购书单,缺书单,销售,采购,1,2,第二层DFD(层)教材购销系统,教材存量表,学生,F1,缺书登记表,F2,书库保管员,进书通知,教材入库信息,领书单,DF01-10,DF20-02,销售,采购,1.0,2.0,第二层DFD(层)教材购销系统,

14、教材存量表,学生,F1,缺书登记表,F2,书库保管员,DF02-20,DF20-10,DF10-01,1,2,XSMD,CGMD,DD数据流条目说明举例,图号DF01-10/*有效购书单*/DF01-10=学号姓名 书号数量,加工条目(加工逻辑说明),加工类条目即数据处理描述，也称为小说明。描述实现加工的策略而不是实现加工的细节。小说明可认为是DD的组成部分。也可在DD中只定义说明每个加工的组成(每个处理分解成多少小处理),而在 小说明中详细描述它的处理逻辑.,加工条目(加工逻辑说明),加工逻辑名:登记报名单 编号：1.0 激活条件：收到报名单 加工逻辑：1.1 检查报名单+1.2 编准考证号

15、+1.3 登记考生 执行频率：2000次/日,定义方法,找出所有数据元素(数据流，数据存储，数据项，加工)对数据项分类作结构定义排序DD的分类DD中的命名(遵守系统开发规范规定),DD的实现,(1)人工方法(2)自动方法(利用字典管理程序)DD应具特点(1)通过名字可方便查阅数据定义(2)无冗余(3)易更新修改,3.小说明(加工逻辑说明的另一种形式),描述的内容：(1)处理逻辑 描述基本加工如何把输入数据流变化为输出数据流的加工原则，不涉及具体处理方法。(2)执行条件(3)输入(4)输出(3)优先级(4)执行频率(5)出错处理对策,小说明举例,加工名:分类采购(CG111MD)加工激活条件:受

16、到图书采购员分类 采购操作命令加工逻辑:(1)1.1.1.1 预定图书(2)1.1.1.2 外采图书(3)1.1.1.3 赠送图书 执行频率:随时,小说明举例,处理名:月票额统计(MHCW713MD)激活条件:收到每日售票额信息处理逻辑:1 统计月保险金总合 月保险金信息=每日日保险 金信息之和 2 统计月合计 月合计信息=每日日合计信息之和执行频率:1次/月,描述加工逻辑的工具：,结构化语言 判定表 判定树,结构化语言,介于自然语言和形式语言之间的语言结构化语言的特点：无确定语法可分层、嵌套,处理名:核实订票处理(MHGP3200MD)编号:3.2激活条件:收到取订票信息处理逻辑:1读订票旅

17、客信息文件 2搜索此文件中是否有与输入信息 中姓名及身份证号相符的项 IF 有 THEN 判断余项是否与文件中信 息相符 IF 是 THEN 输出已订票信息 ELSE 输出未订票信息 ELSE 输出未订票信息执行频率:实时,判定表(决策表),描述多条件、多目标动作的形式化工具,判定表举例(计算机票折扣率),旅游时间,订 票 量,折 扣 量,79，12月,20,20,20,20,15%,5%,20%,30%,条件类别,四种条件组合,操作,条件组合下操作的执行,16,10,11月,处理名:计算折扣率(MHGP534MD)激活条件:收到预订票信息处理逻辑:计算折扣率执行频率:实时,旅游时间,订 票

18、量,折 扣 量,79，12月,16,10,11月,20,20,20,20,15%,5%,20%,30%,判定树(Decision 决策树),条件1 条件2 结果计 79,订票量20:15%算 12月 订票量20:5%折扣 16,订票量20:30%量 10,11月 订票量20:5%,二.结构化分析实施步骤,1.确定系统边界,画出系统环境图2.自顶向下，画出各层数据流图3.定义数据字典4.定义小说明,三.系统行为描述,采用动态分析方法，直观地分析系统的动作。最常用的动态分析方法：状态迁移图 时序图 Petri网,状态迁移图,就绪,t1,t4,t2,t3,等待,运行,状态,事件,运行,就绪,等待,t

19、1,t2,t3,t4,运行,就绪,就绪,等待,进程的状态迁移图和状态迁移表,SafeHomede的状态变迁图,读用户输入,超时,监视系统状态,传感器事件行为,显示用户反馈,与“用户交互”有关,开关/切换,与“监视&控制系统”有关,显示活动状态,与“用户交互”有关,传感器事件,与“显示信息&状态”有关,与“监视&控制系统”有关,传感器事件,传感器事件,与“监视&控制系统”有关,传感器事件,与“显示信息&状态”有关,闪烁,与“显示信息&状态”有关,时序图,T1,功能3,(线路),事件e,时序图例 通信流例,功能2,功能1,T2,T3,T,主机1,主机2,前端机,前端机,C1,C2,R2,R1,C2

20、,C1,R1,R2,利用Petri网建立需求模型,Petri网是一种系统的数学和图形的描述与分析工具。对于具有并发、异步、分布、不确定性和/或随机性的信息处理系统都可以利用这种工具构造出要开发的Petri网模型，然后对其进行分析，即可得到有关系统结构和动态行为方面的信息。作为图形工具：可使用标记来模拟系统的状态 行为和并发活动。作为数学工具：可建立状态方程、代数方程以 及系统行为的其他数学模型。,一个并行活动的Petri网模型实例,环型铁路例图,环型铁路运行的PNG,列车1,列车2,在复线区间运行中,到站,单线区间空出,在单线区间运行中,在复线区间运行中,到站,单线占用,等待单线区间开放,单线区间空出,等待单线区间开放,在单线区间运行中,单线占用,单线释放,单线释放,一个有限状态机的Petri网模型实例,自动售货机的Petri网模型,取1.5元饮料,取2元饮料,P1(0元),P4(1.5元),P5(2元),P2(0.5元),P3(1元),投0.5元,投1元,投1元,投1元,投0.5元,投0.5元,投0.5元,