第12章.過程建模PPT課件

1、2021/6/71 第十二章.過程建模 南京大學(xué)軟件學(xué)院 2021/6/72 主要內(nèi)容 n過程建模 n數(shù)據(jù)流圖DFD n微規(guī)格說明 n數(shù)據(jù)字典 n模塊結(jié)構(gòu)圖 nDFD的類型 2021/6/73 1. 過程建模 結(jié)構(gòu)化建模 n怎么理解復(fù)雜世界？ q復(fù)雜簡(jiǎn)單（分解） n簡(jiǎn)單可理解性（最基本單位） n簡(jiǎn)單（高內(nèi)聚） n簡(jiǎn)單 VS 簡(jiǎn)單（低耦合） q簡(jiǎn)單復(fù)雜（接口和實(shí)現(xiàn)） n結(jié)構(gòu)化建模 q復(fù)雜世界復(fù)雜處理過程（事情的發(fā)生發(fā)展） q簡(jiǎn)單過程（可表達(dá)的“函數(shù)”） n軟件“函數(shù)”、程序 q復(fù)雜簡(jiǎn)單 n功能分解結(jié)構(gòu) q簡(jiǎn)單復(fù)雜（函數(shù)調(diào)用） 2021/6/74 1. 過程建模 n結(jié)構(gòu)化建模 q過程建模，數(shù)據(jù)建模

2、 n過程建模是結(jié)構(gòu)化建模的核心方法 q系統(tǒng)是過程的集合 q過程可以被分解為子過程 q最終的子過程可以被映射為計(jì)算實(shí)體函數(shù) q所有的系統(tǒng)都是由過程構(gòu)建的 n主要思想 q用圖形的方式建立和描述良好的過程模型 2021/6/75 1. 過程建模 2021/6/76 主要內(nèi)容 n過程建模 n數(shù)據(jù)流圖DFD q基本元素 q規(guī)則 q層次結(jié)構(gòu) q層次結(jié)構(gòu)的建立 qDFD的驗(yàn)證 n微規(guī)格說明 n數(shù)據(jù)字典 n模塊結(jié)構(gòu)圖 nDFD的類型 2021/6/77 2.1 DFD的基本元素 n外部實(shí)體 q外部實(shí)體是指處于待構(gòu)建系統(tǒng)之外的人、組織、設(shè)備或者其他軟件 系統(tǒng)，它們不受系統(tǒng)的控制，開發(fā)者不能以任何方式操縱它們 q

3、需要進(jìn)行建模的外部實(shí)體是那些和待構(gòu)建的軟件系統(tǒng)之間存在著數(shù) 據(jù)交互的外部實(shí)體，它們是待構(gòu)建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源或者數(shù)據(jù)目的地 q所有的外部實(shí)體聯(lián)合起來構(gòu)成了軟件系統(tǒng)的外部上下文環(huán)境 2021/6/78 2.1 DFD的基本元素 n過程 q過程是指施加于數(shù)據(jù)的動(dòng)作或者行為，它們使得數(shù)據(jù)發(fā)生變化，包 括被轉(zhuǎn)換（transformed）、被存儲(chǔ)（stored）或者被分布 （distributed） q可能是由軟件系統(tǒng)控制的，也可能是由人工執(zhí)行的，它重在數(shù)據(jù)發(fā) 生變化的效果而不是其執(zhí)行者 q可能會(huì)表現(xiàn)為不同的抽象層次 n內(nèi)容足夠細(xì)節(jié)和具體，能夠?qū)ζ渲苯舆M(jìn)行“編碼”處理的過程被稱為 原始過程（Primitive

4、 Process，又稱為基本過程Elementary Process） 2021/6/79 2.1 DFD的基本元素 n數(shù)據(jù)流 q數(shù)據(jù)流是指數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)，它是系統(tǒng)與其環(huán)境之間或者系統(tǒng)內(nèi) 兩個(gè)過程之間的通信形式 q數(shù)據(jù)流可以分割和組合 q數(shù)據(jù)字典和ERD通常被用來描述DFD數(shù)據(jù)流的詳細(xì)內(nèi)容 xx x x zx y w xx x x zx y w 2021/6/710 2.1 DFD的基本元素 n數(shù)據(jù)存儲(chǔ) q數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是軟件系統(tǒng)需要在內(nèi)部收集、保存，以供 日后使用的數(shù)據(jù)集合 q數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的詳細(xì)內(nèi)容通常也是用數(shù)據(jù)字典和ERD來 進(jìn)行描述的 2021/6/711 2.1 DFD的基本元素 示例： DeMar

5、co 2021/6/712 2.1 DFD的基本元素 示例： Gane-Sarson Return 2021/6/713 2.2 規(guī)則 n過程是對(duì)數(shù)據(jù)的處理，必須有輸入，也必須有輸出， 而且輸入數(shù)據(jù)集和輸出數(shù)據(jù)集應(yīng)該存在差異 XXXY 2021/6/714 2.2 規(guī)則 n數(shù)據(jù)流是必須和過程產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的，它要么是過 程的數(shù)據(jù)輸入，要么是過程的數(shù)據(jù)輸出 2021/6/715 2.2 規(guī)則 nDFD當(dāng)中所有的對(duì)象都應(yīng)該有一個(gè)可以唯一標(biāo) 識(shí)自己的名稱。 q過程使用動(dòng)詞 q外部實(shí)體、數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用名詞 2021/6/716 2.3 層次結(jié)構(gòu) n依據(jù)所含過程的不同 抽象程度，DFD可以 在不同的抽象

6、層次上 進(jìn)行系統(tǒng)的描述 n一個(gè)比較抽象的過程 可以被展開為一個(gè)子 過程更加具體的DFD 圖 nDFD的層次結(jié)構(gòu) q上下文圖 q0層圖 qN層圖（N0） 2021/6/717 2.3 層次結(jié)構(gòu) n上下文圖 q將整個(gè)系統(tǒng)看做是一個(gè)過程，這個(gè)過程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的所有功能 ，是 系統(tǒng)功能的最高抽象 n上下文圖中存在且僅存在一個(gè)過程，表示整個(gè)系統(tǒng)。這個(gè)單一的過程 通常編號(hào)為0 n上下文圖中需要表示出所有和系統(tǒng)交互的外部實(shí)體，并描述交互的數(shù) 據(jù)流，包括系統(tǒng)輸入和系統(tǒng)輸出 n上下文圖中不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)例 q它非常適合于描述系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境、定義系統(tǒng)的邊界 2021/6/718 2.3 層次結(jié)構(gòu) n0層圖 q位于上

7、下文圖下面一層，是上下文圖中單一過程的 細(xì)節(jié)描述，是對(duì)該單一過程的第一次功能分解 q是整個(gè)系統(tǒng)的功能概圖 q0層圖應(yīng)該被描述的簡(jiǎn)潔、清晰，需求工程師要根 據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜度掌握0層圖中過程的抽象程度 q示例 2021/6/719 2.3 層次結(jié)構(gòu) nN層圖 q對(duì)0層圖的過程分解產(chǎn)生的子圖稱為1層圖，對(duì)N層圖的過程分解后 產(chǎn)生的子圖稱為N+1層圖（N0） ，過程分解是可以持續(xù)進(jìn)行的， 直至最終產(chǎn)生的子圖都是原始DFD圖 q原始DFD圖可以進(jìn)一步展開為 n微規(guī)格說明 n數(shù)據(jù)字典 q在低于0層圖的子圖上通常不顯示外部實(shí)體 2021/6/720 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 n建立步驟 q創(chuàng)建上 下文圖 q發(fā)現(xiàn)

8、并 建立 DFD片 斷 q根據(jù) DFD片 斷組合 產(chǎn)生0層 圖； 1.對(duì)0層圖 的過程 進(jìn)行功 能分解， 產(chǎn)生N層 圖 2021/6/721 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 1. 創(chuàng)建上下文圖 n在需求獲取階段獲得的業(yè)務(wù)需求以及業(yè)務(wù)需求 所決定的項(xiàng)目前景與范圍可以用來幫助建立系 統(tǒng)的上下文圖 2021/6/722 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 2. 發(fā)現(xiàn)并建立DFD片段 nDFD片斷是系統(tǒng)對(duì)某個(gè)事件的響應(yīng)過程的DFD 描述，它是為系統(tǒng)中發(fā)生的重要事件創(chuàng)建的。 n它將系統(tǒng)對(duì)事件的處理看做是一個(gè)單一的過程， 重點(diǎn)描述這個(gè)單一過程與事件外界（包括系統(tǒng) 內(nèi)其他部分和系統(tǒng)外的外部實(shí)體）的數(shù)據(jù)流交 互 2021/6/7

9、23 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 3. 產(chǎn)生0層圖 n往往需要多次調(diào)整DFD片段的整合結(jié)果才能得出 n對(duì)DFD圖（尤其是0層圖）質(zhì)量的判定有下面幾個(gè)準(zhǔn) 則： q1、沒有語(yǔ)法錯(cuò)誤，遵守12.2.2所述的各項(xiàng)規(guī)則。 q2、具有良好的語(yǔ)義，過程的功能設(shè)置要高內(nèi)聚、低耦合。 q3、保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性，過程的輸入流要足以產(chǎn)生數(shù)據(jù)輸出。 同時(shí)過程的輸出流是在充分利用輸入數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的， 不存在輸入數(shù)據(jù)的浪費(fèi)。 q4、控制復(fù)雜度，不要一次在圖中顯示太多的信息。一般情 況下，一個(gè)圖中的過程數(shù)量最好控制在59（人腦的最佳信 息處理量）個(gè)。而且圖中的數(shù)據(jù)流數(shù)量越少越好，越簡(jiǎn)潔越 好（接口最小化）。 2021/6/72

10、4 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 4. 功能分解產(chǎn)生N層圖 n功能分解是一個(gè)拆分功能的描述，將單個(gè)復(fù)雜的過程變?yōu)槎鄠€(gè) 更加具體、更加精確和更加細(xì)節(jié)的過程 n在功能分解過程當(dāng)中，最重要的是要保證分解過程的平衡性 （Balance） ，它要求DFD子圖的輸入流、輸出流必須和父過 程的輸入流、輸出流保持一致 P x y a a b b p1 p2 p3 p4 p5 a a b b c c d d e e f f g g level nlevel n- -1 1 level nlevel n 2021/6/725 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 4. 功能分解產(chǎn)生N層圖 n在分解產(chǎn)生的子圖為下述情景之一時(shí)，可以判定

11、其為 原始DFD圖，此時(shí)應(yīng)該停止持續(xù)的功能分解活動(dòng)： q所有過程都已經(jīng)被簡(jiǎn)化為一個(gè)選擇、計(jì)算或者數(shù)據(jù)庫(kù)操作； q所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都僅僅表示了一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)實(shí)體； q用戶已經(jīng)不關(guān)心比子圖更為細(xì)節(jié)的內(nèi)容，或者子圖的描述已 經(jīng)詳細(xì)的足以支持后續(xù)的開發(fā)活動(dòng)； q每一個(gè)數(shù)據(jù)流都已經(jīng)不需要進(jìn)行更詳細(xì)的切分，以展示對(duì)不 同數(shù)據(jù)的不同處理方式； q每一個(gè)業(yè)務(wù)表單、事務(wù)、計(jì)算機(jī)的屏幕顯示（computer on- line display）和業(yè)務(wù)報(bào)表都已經(jīng)被表示為一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)流； q系統(tǒng)的每一個(gè)最低層菜單選項(xiàng)都能在子圖中找到獨(dú)立的過程。 2021/6/726 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 示例 n使用DFD描述常見的電

12、梯控制系統(tǒng)。 q一個(gè)控制系統(tǒng)控制多個(gè)電梯。每個(gè)電梯被置于一個(gè) 相應(yīng)甬道之中，在卷?yè)P(yáng)電機(jī)的作用下在甬道內(nèi)做上 下運(yùn)動(dòng)。甬道內(nèi)安裝有多個(gè)傳感器，通常每個(gè)電梯 ?？奎c(diǎn)一個(gè)，用來感應(yīng)電梯的實(shí)時(shí)位置。電梯內(nèi)部 和建筑的每個(gè)電梯?？繉佣荚O(shè)置有指示器，用來告 知用戶的電梯實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)狀況。電梯內(nèi)和建筑 的每個(gè)電梯?？繉佣荚O(shè)有按鈕，用戶可以通過這些 按鈕提出服務(wù)申請(qǐng)并進(jìn)出電梯?？刂葡到y(tǒng)調(diào)度用戶 的申請(qǐng)，讓電梯以最有效的方式滿足用戶的服務(wù)要 求 2021/6/727 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 示例：1. 建立上下文圖 2021/6/728 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 示例：2.建立DFD片段 2021/6/729

13、2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 示例：2.建立DFD 片段 2021/6/730 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 示例：3.建立0層圖 2021/6/731 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 示例：3.建立0層圖 2021/6/732 2.4 層次結(jié)構(gòu)的建立 示例：4.功能分解建立N層圖 n無 2021/6/733 2.5 DFD的驗(yàn)證 n驗(yàn)證DFD的語(yǔ)法 q確保DFD中不會(huì)發(fā)生語(yǔ)法錯(cuò)誤 n驗(yàn)證DFD的結(jié)構(gòu) q驗(yàn)證DFD層次結(jié)構(gòu)之間的一致性 q驗(yàn)證DFD層次結(jié)構(gòu)說明的完備性 n驗(yàn)證DFD的語(yǔ)義 q確保DFD所說明內(nèi)容的正確性和準(zhǔn)確性 2021/6/734 主要內(nèi)容 n過程建模 n數(shù)據(jù)流圖DFD n微規(guī)格說明 q結(jié)構(gòu)化英

14、語(yǔ)/偽碼 q行為圖 q決策表 q決策樹 n數(shù)據(jù)字典 n模塊結(jié)構(gòu)圖 nDFD的類型 2021/6/735 3.1 結(jié)構(gòu)化英語(yǔ)/偽碼 n敘述上采用了結(jié)構(gòu)化程序語(yǔ)言的三種控制結(jié)構(gòu)：順序、條件決 策和循環(huán)； n使用了一些類似于結(jié)構(gòu)化程序語(yǔ)言關(guān)鍵字的詞語(yǔ)來表明敘述的 邏輯，例如IF、THEN、ELSE、DO、DO WHILE、DO UNTIL 等等； n在格式上，使用和結(jié)構(gòu)化程序語(yǔ)言相同的縮進(jìn)方式來表明敘述 的結(jié)構(gòu)。 n簡(jiǎn)短語(yǔ)句 ，使用名詞和動(dòng)詞，避免使用容易產(chǎn)生歧義的形容詞 和副詞 自然語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化英語(yǔ)偽碼程序語(yǔ)言 2021/6/736 3.1 結(jié)構(gòu)化英語(yǔ)/偽碼 n示例 2021/6/737 3.2 行

15、為圖 n結(jié)構(gòu)化英語(yǔ)的一種特殊表達(dá)方式 ，用特定的 圖示來表示過程的邏輯結(jié)構(gòu) 復(fù)合語(yǔ)句復(fù)合語(yǔ)句 順序順序 條件選擇條件選擇 set of activities treated as a unit action 1 action 2 one or more action executed in order they appear mutually exclusive set of actions executed conditionally IF condition 1 action 1 ELSE action 2 循環(huán)循環(huán) 嵌套嵌套 從嵌套中從嵌套中退出退出 REPEAT WHILE condi

16、tion IF condition 2021/6/738 3.2 行為圖示例 Produce Customer Invoice Enter customer name and address on invoice IF customer SPECIAL get discount from discount file ELSE set discount to 0% FOR EACH sales item Copy stock number and quantity to invoice Get unit price from price file Set subtotal to unit pri

17、ce x quantity x (100-discount) Set invoice total to sum of item subtotals Set amount due to invoice total - amount paid 2021/6/739 3.3 決策表 n條件聲明是進(jìn)行決策時(shí)需要參考的變量列表 n條件選項(xiàng)是那些變量可能的取值 n動(dòng)作聲明是決策后可能采取的動(dòng)作 n動(dòng)作選項(xiàng)表明那些動(dòng)作會(huì)在怎樣的條件下發(fā)生 條件和行動(dòng)規(guī)則 條件聲明（Condition Statement）條件選項(xiàng)（Condition Entry） 行動(dòng)聲明（Action Statement）行動(dòng)選項(xiàng)（Act

18、ion Entry） 2021/6/740 3.3 決策表 示例 條件和行動(dòng)規(guī)則 account-typeNOWNOWREGULARREGULAR daily-balance=300=100 set service-charge to $5X set service-charge to $0XX set service-charge to greater of $3 or $.20 times X 2021/6/741 3.4 決策樹 n通常是一顆平放的樹，樹根在左邊，樹枝從左 向右展開。樹枝上是有關(guān)條件和行動(dòng)的描述 2021/6/742 主要內(nèi)容 n過程建模 n數(shù)據(jù)流圖DFD n微規(guī)格說明

19、n數(shù)據(jù)字典 n模塊結(jié)構(gòu)圖 nDFD的類型 2021/6/743 4. 數(shù)據(jù)字典 n數(shù)據(jù)字典是一個(gè)儲(chǔ)存庫(kù)，包含軟件使用和產(chǎn)生的所有 數(shù)據(jù)對(duì)象的描述，其中也包括DFD當(dāng)中數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)的定義 n有組織地列出DFD中的涉及的所有數(shù)據(jù)元素（數(shù)據(jù)流、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)），并定義每個(gè)數(shù)據(jù)元素的 q名稱 q表示方法 q單位/格式 q范圍 q使用地點(diǎn) q使用方法 q其他描述信息 2021/6/744 4. 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述 n數(shù)據(jù)字典要求對(duì)數(shù)據(jù)元素（尤其是其結(jié)構(gòu)）的 描述要精確、嚴(yán)格和明確 符號(hào)含義示例 =包含，由構(gòu)成 Name=first_name+last_name +指明序列結(jié)構(gòu) ()內(nèi)容可選Phon

20、e_No.=(Area_No.)+Local_No. 內(nèi)容多選一 Number=0|1|2|3|4|5|6|7|8|9 |分割內(nèi)部的多個(gè)選項(xiàng) nm循環(huán),最少n次,最多m次Area_No=3Number4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)符(關(guān)鍵字) Student=ID+Name+. *注釋Area_No=3Number4*區(qū)號(hào)為3到4位數(shù)字 2021/6/745 4. 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述示例 定義說明 telephone no. = local extension | outside no. | 0 local extension = 30-93 outside no. = 9 + service cod

21、e | domestic no. service code = 110 | 120| domestic no. = (area code ) + local number area code = 30-94 local number= 80-98 電話號(hào)碼可能是內(nèi)線、外線或者轉(zhuǎn)接主機(jī)（撥0） 內(nèi)線號(hào)碼是3位數(shù)字 外線要先撥9，然后再撥特服號(hào)碼或普通電話號(hào)碼 特服號(hào)碼有110、120、 普通電話號(hào)碼為可選的區(qū)號(hào)加本地號(hào) 區(qū)號(hào)是3到4位數(shù)字 本地號(hào)是8位數(shù)字 2021/6/746 4. 數(shù)據(jù)字典 n數(shù)據(jù)字典為每個(gè)數(shù)據(jù)元素組織描述信息 名稱數(shù)據(jù)元素的原始名稱 別名數(shù)據(jù)元素的其他名稱 使用地點(diǎn)會(huì)使用該

22、數(shù)據(jù)元素的過程 使用方法該數(shù)據(jù)元素扮演的角色（輸入流、輸出流或者數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)等） 使用范圍該數(shù)據(jù)元素存在的范圍 描述對(duì)數(shù)據(jù)元素內(nèi)容的描述 單位/格式數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)類型，可能事先設(shè)置的取值 2021/6/747 4. 數(shù)據(jù)字典 示例 名稱telephone number 別名phone number, number 使用的地點(diǎn)和方法 read-phone-number (input) display-phone-number (output) analyze-long-distance-calls (input) 描述 telephone no. = local extension | outside no. | 0 local extension = 30-93 outside no. = 9 + service code | domestic no. service code = 110 | 120| domestic no. = (area code ) + local number area