結(jié)構化需求分析方法

結(jié)構化分析（SA）方法結(jié)構化開發(fā)方法(StructuredDevelopingMethod) 是現(xiàn)有的軟件開發(fā)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(jié)構化開發(fā)方法由結(jié)構化分析方法(SA法)、結(jié)構化設計方法(SD法)及結(jié)構化程序設計方法(SP法)構成的。結(jié)構化分析(StructuredAnalysis ，簡稱SA法)方法是面向數(shù)據(jù)流的需求分析方法，是70年代末由Yourdon,Constaintine 及DeMarco 等人提出和發(fā)展，并得到廣泛的應用。它適合于分析大型的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)， 特別是企事業(yè)管理系統(tǒng)。SA法也是一種建模的活動，主要是根據(jù)軟件內(nèi)部的數(shù)據(jù)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。1SA 法概述1.SA 法的基本思想結(jié)構化分析(StructuredAnalysis ，簡稱SA法)是面向數(shù)據(jù)流的需求分析方法，是70年代由Yourdon,Constaintine 及DeMarco 等人提出和發(fā)展，并得到廣泛的應用。結(jié)構化分析方法的基本思想是“分解”和“抽象”。精品文檔交流分解：是指對于一個復雜的系統(tǒng)，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干小問題，然后分別解決。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(tǒng)，底層具體地畫出了系統(tǒng)的每一個細節(jié)，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(zhì)的屬性，暫把細節(jié)略去，以后再逐層添加細節(jié)，直至涉及到最詳細的內(nèi)容，這種用最本質(zhì)的屬性表示一個自系統(tǒng)的方法就是“抽象”。2.SA 法的步驟⑴建立當前系統(tǒng)的“具體模型” ;系統(tǒng)的“具體模型”就是現(xiàn)實環(huán)境的忠實寫照，即將當前系統(tǒng)用 DFD圖描述出來。這樣的表達與當前系統(tǒng)完全對應，因此用戶容易理解。⑵抽象出當前系統(tǒng)的邏輯模型 ;精品文檔交流分析系統(tǒng)的“具體模型”，抽象出其本質(zhì)的因素，排除次要因素，獲得用DFD圖描述的當前系統(tǒng)的“邏輯模型”。⑶建立目標系統(tǒng)的邏輯模型 ;分析目標系統(tǒng)與當前系統(tǒng)邏輯上的差別，從而進一步明確目標系統(tǒng)“做什么”，建立目標系統(tǒng)的“邏輯模型” (修改后的DFD圖)。⑷為了對目標系統(tǒng)作完整的描述，還需要考慮人機界面和其它一些問題。3.SA 法的描述工具⑴分層的數(shù)據(jù)流圖⑵數(shù)據(jù)詞典⑶描述加工邏輯的結(jié)構化語言、判定表或判定樹。數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖(DataFlowDiagram ，簡稱DFD)是描述系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流程的圖形工具，它標識了一個系統(tǒng)的邏輯輸入和邏輯輸出， 以及把邏輯輸入轉(zhuǎn)換邏輯輸出所需的加工處理。1.數(shù)據(jù)流圖的圖符數(shù)據(jù)流圖有以下 4種基本圖形符號：精品文檔交流箭頭表示數(shù)據(jù)流，圓或橢圓表示加工。雙杠或者單杠表示數(shù)據(jù)存儲，矩形框表示數(shù)據(jù)的源點或終點，即外部實體。⑴數(shù)據(jù)流 是數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)傳播的路徑，由一組成固定的數(shù)據(jù)項組成。除了與數(shù)據(jù)存儲(文件)之間的數(shù)據(jù)流不用命名外，其余數(shù)據(jù)流都應該用名詞或名詞短語命名。數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理，它對數(shù)據(jù)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，簡明地描述完成什么加工。在分層的數(shù)據(jù)流圖中，加工還應有編號。⑶數(shù)據(jù)存儲 指暫時保存的數(shù)據(jù)，它可以是數(shù)據(jù)庫文件或任何形式的數(shù)據(jù)組織。流向數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)流可理解為寫入文件， 或查詢文件，從數(shù)據(jù)存儲流出的數(shù)據(jù)可理解為從文件讀數(shù)據(jù)或得到查詢結(jié)果。⑷數(shù)據(jù)源點和終點 是軟件系統(tǒng)外部環(huán)境中的實體 (包括人員、組織或其他軟件系統(tǒng))，統(tǒng)稱為外部實體。一般只出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流圖的頂層圖中。還有一些輔助的圖例:精品文檔交流例1：畫出圖書預定系統(tǒng)的DFD圖?，F(xiàn)有一圖書預定系統(tǒng)，接收由顧客發(fā)來的訂單，并對訂單進行驗證，驗證過程是根據(jù)圖書目錄檢查訂單的正確性，同時根據(jù)顧客檔案確定是新顧客還是老顧客，是否有信譽。經(jīng)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(jù)出版社檔案，將訂單按照出版社進行分類匯總，并保存訂單存根，然后將匯總訂單發(fā)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)流將各部分連接起來，形成數(shù)據(jù)封閉。特別要注意的是：數(shù)據(jù)流圖不是傳統(tǒng)的流程圖或框圖，數(shù)據(jù)流也不是控制流。數(shù)據(jù)流圖是從數(shù)據(jù)的角度來描述一個系統(tǒng)， 而框圖則是從對數(shù)據(jù)進行加工的工作人員的角度來描述系統(tǒng)。數(shù)據(jù)流圖中的箭頭是數(shù)據(jù)流，而框圖中的箭頭則是控制流，控制流表達的是程序執(zhí)行的次序。精品文檔交流下圖是培訓中心管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖，由于只有一層，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，一時難以理解，如果不繼續(xù)分解下去，直到每個加工都足夠簡單易于理解為止，則會影響需求分析結(jié)果的可讀性。1.畫分層DFD圖的方法如圖2.8所示，如果系統(tǒng)規(guī)模較大，僅用一個 DFD圖難以描述，會使得系統(tǒng)變得復雜，且難以理解。為了降低系統(tǒng)的復雜性，采取“逐層分解”的技術，畫分層的DFD圖。畫分層DFD圖的一般原則是：“先全局后局部,先整體后細節(jié),先抽象后具體”。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(tǒng)的邊界,即系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)流，頂層圖只有一張。底層圖由一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(shù)據(jù)流圖描述了某個加工的分解， 而它的組成部分又要進一步分解。畫各層DFD圖時，應“由外向內(nèi)”。精品文檔交流畫分層DFD圖的具體步驟：⑴先確定系統(tǒng)范圍，畫出頂層的 DFD圖。⑵逐層分解頂層DFD圖，獲得若干中間層 DFD圖。⑶畫出底層的DFD圖。在畫分層數(shù)據(jù)流圖時，首先遇到的問題就是應該如何分解 ?不能夠一下子把一個加工分解成它所有的基本加工，一張圖中畫出過多的加工是使人難以理解的，但是如果每次只是將一個加工分解成兩個或三個加工， 又可能需要分解過多的層次，也會影響系統(tǒng)的可理解性。一個加工每次分解成多少個子加工才合適呢 ?精品文檔交流根據(jù)經(jīng)驗“最多不要超過7個”。統(tǒng)計結(jié)果證明，人們能有效地同時處理 7個或7個以下的問題，但當問題多于7個時，處理效果就會下降。當然也不能機械地應用，關鍵是要使數(shù)據(jù)流圖易于理解。同時還有幾條原則可供參考：分解應自然，概念上要合理、清晰。只要不影響數(shù)據(jù)流圖的“易理解性”，可以適當?shù)囟喾纸獬蓭撞糠郑?這樣分層圖的層數(shù)就可少些。一般來說，在上層可以分解得快些，而在中、下層則應分解得慢些，因為上層是一些綜合性的描述， “易理解性”相對地說不太重要。下節(jié)我們以一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(shù)據(jù)流圖是一種比較嚴格又易于理解的描述方式， 它的頂層描繪了系統(tǒng)的總貌，底層畫出了系統(tǒng)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(shù)據(jù)守恒與數(shù)據(jù)封閉原則精品文檔交流所謂數(shù)據(jù)守恒是指加工的輸入輸出數(shù)據(jù)流是否匹配， 即每一個加工既有輸入數(shù)據(jù)流又有輸出數(shù)據(jù)流。或者說一個加工至少有一個輸入數(shù)據(jù)流， 一個輸出數(shù)據(jù)流。⑵加工分解的原則自然性：概念上合理、清晰 ;均勻性：理想的分解是將一個問題分解成大小均勻的幾個部分 ;分解度：一般每一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(shù)據(jù)流應該同相應的子圖的輸入輸出相同(相對應)，分層數(shù)據(jù)流圖的這種特點稱為子圖與父圖 “平衡”。例1考察下圖中子父圖的平衡精品文檔交流顯然，圖2.13中子圖與父圖不平衡。子圖是父圖中加工 2的分解，加工2有輸入數(shù)據(jù)流R和M，輸出數(shù)據(jù)流T，而子圖則只有一個輸入數(shù)據(jù)流 N，卻有兩個輸出數(shù)據(jù)流T與S。圖2.14中，子圖是父圖中加工 4的分解，雖然表面上加工4只有一個輸入數(shù)據(jù)流“訂貨單”，而子圖卻有三個輸入數(shù)據(jù)流，但是如果“訂貨單”是由“客戶”、“帳號”和“數(shù)量”三部分組成，即有如下數(shù)據(jù)條目：訂貨單=客戶+帳號+數(shù)量(2.2.5數(shù)據(jù)詞典)，則子、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，一旦文件作為數(shù)據(jù)流圖中的一個獨立成份畫出來了，那么它同其它成份之間的聯(lián)系也應同時表達出來。精品文檔交流理解一個問題總要經(jīng)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，一次就成功的可能性是很小的， 對復雜的系統(tǒng)尤其如此，因此，系統(tǒng)分析員應隨時準備對數(shù)據(jù)流圖進行修改和完善， 與用戶取得共識，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(jīng)過反復修改，才能獲得最終的目標系統(tǒng)的邏輯 (目標系統(tǒng)的DFD圖)。改進的原則與畫分層 DFD圖的基本原則是一致的，可從以下方面考慮DFD圖的改進：⑴檢查數(shù)據(jù)流的正確性①數(shù)據(jù)守恒②子圖、父圖的平衡③文件使用是否合理。特別注意輸入/出文件的數(shù)據(jù)流。⑵改進DFD圖的易理解性①簡化加工之間的聯(lián)系(加工間的數(shù)據(jù)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)。精品文檔交流4.數(shù)據(jù)詞典分層數(shù)據(jù)流圖只是表達了系統(tǒng)的 “分解”，為了完整地描述這個系統(tǒng)， 還需借助“數(shù)據(jù)詞典”(datadictionary)和“小說明”對圖中的每個數(shù)據(jù)和加工給出解釋。對數(shù)據(jù)流圖中包含的所有元素的定義的集合構成了數(shù)據(jù)詞典。它有四類條目：數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項、文件及基本加工。在定義數(shù)據(jù)流或文件時，使用表 2-1給出的符號。將這些條目按照一定的規(guī)則組織起來，構成數(shù)據(jù)詞典。1.數(shù)據(jù)流條目給出了DFD中數(shù)據(jù)流的定義，通常對數(shù)據(jù)流的簡單描述為列出該數(shù)據(jù)流的各組成數(shù)據(jù)項。例：數(shù)據(jù)流“乘客名單”由若干“乘客姓名”、“單位名”和“等級”組成，則詞典中的“乘客名單”條目是：乘客名單={乘客姓名+單位名+等級}又如：報名單=姓名+單位名+年齡+性別+課程名精品文檔交流也可以對數(shù)據(jù)流進行較詳細的描述，如下例：例：某查詢系統(tǒng)中，有個名為 “查詢”的數(shù)據(jù)流，目前“查詢”有三種類型，即“顧客狀況查詢”、“存貨查詢”和“發(fā)票存根查詢”，預計至 1990年底還將增加 3至4種其他類型的查詢。系統(tǒng)每天約需處理 2000次查詢，每天上午 9：00—10：00是查詢的高峰，此時約有 1000次查詢。上述信息都是“用戶要求”的一部分，在分析階段應該認真收集，并記錄在詞典的有關條目中，所以 “查詢”條目描述如下。數(shù)據(jù)流名：查詢簡述：系統(tǒng)處理的一個命令別名：無組成：[顧客狀況查詢|存貨查詢|發(fā)票存根查詢]數(shù)據(jù)量：2000次/天峰值：每天上午9：00—l0：00有l(wèi)000次注釋：至1990年底還將增加3至4種查詢2.文件條目給出某個文件的定義，文件的定義通常是列出文件記錄的組成數(shù)據(jù)流， 還可指出文件的組織方式。精品文檔交流例：某銷售系統(tǒng)的訂單文件：訂單文件=訂單編號+顧客名稱+產(chǎn)品名稱+訂貨數(shù)量+交貨日期3.數(shù)據(jù)項條目給出某個數(shù)據(jù)單項的