《軟件工程》教案

《軟件工程》教案

（本科）

主講：****

杭州電子工業(yè)學院計算機軟件教研室

E-mail：

2018年1月

目錄

第一章軟件工程概述.............................................................4

§1.1軟件的概念、特點及分類..................................................4

§1.2軟件危機................................................................5

§1.3軟件工程................................................................7

§1.4小結(jié)....................................................................12

第二章系統(tǒng)分析............................................................13

§2.1系統(tǒng)分析（項目計劃）....................................................13

§2.2問題定義................................................................13

§2.3可行性研究..............................................................14

§2.4小結(jié)....................................................................19

§2.5補充實例................................................................19

第三章需求分析................................................................22

§3.1需求分析概述...........................................................22

§3.2結(jié)構(gòu)化分析方法.........................................................24

§3.3驗證軟件需求...........................................................28

§3.4小結(jié)...................................................................28

§3.5補充知識...............................................................28

§3.6補充實例...............................................................31

第四章軟件設(shè)計概述............................................................35

§4.1軟件設(shè)計概述...........................................................35

§4.2軟件設(shè)計的策略.........................................................35

§4.3概要設(shè)計...............................................................40

§4.4結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計.........................................................42

§4.5小結(jié)....................................................................52

§4.6補充實例...............................................................52

第五章詳細設(shè)計................................................................53

§5.1詳細設(shè)計-概述...........................................................53

§5.2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計.........................................................54

§5.3詳細設(shè)計的描述工具.....................................................55

§5.4其它的軟件設(shè)計方法（面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法）............................60

§5.5程序復雜度的定量度量...................................................61

§5.6小結(jié)...................................................................63

§5.7補充實例...............................................................63

第六章編碼....................................................................67

§6.1編碼的目的.............................................................67

§6.2編碼的風格.............................................................67

§6.3程序設(shè)計語言...........................................................69

§6.4小結(jié)...................................................................70

§6.5補充實例...............................................................70

第七章測試....................................................................71

第八章維護....................................................................87

第九章面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計......................................................90

第十章軟件質(zhì)量保證.............................................錯誤!未定義書簽。

第十一章軟件項目計劃與管理.....................................錯誤!未定義書簽。

第十二章..........................................................錯誤!未定義書簽。

第十三章..........................................................錯誤!未定義書簽。

第十四章..........................................................錯誤!未定義書簽。

K軟件工程》教案-本科

第一章軟件工程概述

引論：

令隨著計算機的普及與深化，軟件數(shù)量急劇膨脹，同時軟件成本也在逐年上

升，質(zhì)量得不到可靠的保證。軟件開發(fā)的生產(chǎn)率也遠遠跟不上普及計算機

應用的要求。由此產(chǎn)生了“軟件危機”。軟件工程正是在此情況下產(chǎn)生的

一門新興學科。

令學習軟件工程，鍛煉思維能力及解決問題的能力。

令學習軟件工程，努力成為軟件界的“白領(lǐng)”。

§1.1軟件的概念'特點及分類

軟件的定義：

軟件是計算機系統(tǒng)中號硬件相互依存的另一部分，它包括程序、

數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的完整集合。其中，程序是按事先設(shè)計的功能和性

能要求執(zhí)行的指令序列；數(shù)據(jù)是使程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);

文檔是與程序開發(fā)、維護和使用有關(guān)的圖文材料。

軟件的特點：

1.軟件是一種邏輯實體，而不是具體的物理實體。

2.軟件的生產(chǎn)與硬件不同。（無明顯的制造過，存在軟件產(chǎn)品的保護問

題。）

3.在軟件的運行和使用期間，沒有硬件那樣的機械磨損、老化等問題。

4.軟件的開發(fā)和運行常常受到計算機系統(tǒng)的限制，對計算機系統(tǒng)有著

不同程度的依賴性。

5.軟件的開發(fā)至今尚未完全擺脫手工藝的開發(fā)方式。

6.軟件是復雜的。（軟件復雜性來源于它所反映的實際問題的復雜性。）

7.軟件成本相當昂貴。（定制產(chǎn)品、手工開發(fā).成本高）

8.相當多的軟件工作涉及到社會問題。

三.軟件的分類：

1.按軟件功能劃分：

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1）系統(tǒng)軟件：使計算機系統(tǒng)各個部件、相關(guān)軟件和數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)、高效

的工作的軟件。（如：操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，設(shè)

備驅(qū)動程序等）

2）支撐軟件：協(xié)助用戶開發(fā)軟件的工具性軟件。（如：文本編輯程

序，集成開發(fā)工具，圖形軟件包等）

3）應用軟件：在特定領(lǐng)域內(nèi)開發(fā)為特定目的服務(wù)的一類軟件。

2.按軟件規(guī)模劃分:

微型1人1—4周0.5K

小威1人1―6月1—2K

中型2—5人1—2年5—50K

大型5—20人2—3年50—100K

甚大型100—1000人4—5年1\1

極大型2000—5000人5—10年IM—10M

微型1人1—4周0.5K

3.按軟件的工作方式劃分：

1）實時處理軟件：在事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時，立即予以處理，并及時反

饋信號。

2）分時軟件：允許每個聯(lián)機用戶同時使用計算機。

3）交互時軟件：能實現(xiàn)人通信的軟件。

4）批處理軟件：把一組輸入作業(yè)或一批數(shù)據(jù)以成批處理的方式一次

運行，按順序逐個處理完的軟件。

4.按軟件服務(wù)對象的范圍劃分：

1）項目軟件

2）產(chǎn)品軟件

§1.2軟件危機

軟件危機：

指在計算機軟件的開發(fā)和維護過程中所遇到的一系列嚴重問題。

1.軟件危機包含的問題：

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1）如何開發(fā)軟件，以滿足對軟件日益增長的需求。（提高生產(chǎn)率）

2）如何維護數(shù)量不斷膨脹的已有軟件

2.軟件危機的表現(xiàn)形式：

1）對軟件開發(fā)的成本和進度的估計常常不準確。

導致：成本提高，工程延期，影響信譽。

權(quán)益之計：損害軟件質(zhì)量，又會引起用戶不滿。

2）用戶對“以完成”的軟件系統(tǒng)不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。

原因：對用戶需求不確切，缺少溝通，倉促上陣，閉門造車。

導致：不符合用戶要求。

3）軟件產(chǎn)品質(zhì)量往往靠不住。

原因：軟件可靠性和質(zhì)量保證未認真執(zhí)行。

導致：軟件質(zhì)量問題。

4）軟件常常是不可維護的。

原因：程序結(jié)構(gòu)固定、死板、變更困難、錯誤、難以改正，無法

增加新的功能和適應新的環(huán)境。

5）軟件通常沒有適當?shù)奈臋n資料。

項目負責人：用以控制整體狀態(tài)，把握工程進度；

開發(fā)者：用以相互交流；

維護人員：維護的依據(jù)。

6）軟件成本在計算機系統(tǒng)中成本所占比例率上升。

?微電子技術(shù)的進步和自動化程度的不斷提高，導致硬件成本

下降；

?軟件需要手工勞動，且大規(guī)模和數(shù)量不斷的擴大，導致軟件

成本上升。

7）軟件開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度，遠遠跟不上計算機普及、深入的趁

勢。

“供不應求”，無法充分利用硬件。

軟件危機產(chǎn)生的原因：

1.與軟件自身的特點有關(guān)：

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邏輯實體、手工開發(fā)、復雜度高、成本昂貴。

2.與開發(fā)、維護方法不正確有關(guān)：

忽視用戶需求，輕視軟件維護。

三.解決軟件危機的途徑：

1.技術(shù)措施：方法和工具

2.組織管理措施：從管理角度進行審查、控制。

軟件工程正是從技術(shù)和管理兩方面研究如何更好地開發(fā)和維護計算機軟

件的一門新興學科。

§1.3軟件工程

軟件工程：

是采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來指導軟件開發(fā)和維護

的工程學科。

1.軟件工程的基本原理：（七條）

是確保軟件產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)效率的原理的最小的完備的集合。

1）用分階段的生命周期計劃嚴格管理。

2）堅持進行階段評審。

進行相應的質(zhì)量保證、盡早發(fā)現(xiàn)錯誤。

3）實行嚴格的產(chǎn)品控制。

實行基準配置（給過階段評審后的軟件配置成分，包括文檔、程

序等）管理，涉及對基準配置的參數(shù)，必須按嚴格規(guī)程審批。

4）采用現(xiàn)代的程序設(shè)計技術(shù)。

如：結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計、面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計。

5）結(jié)果應能清楚地審查。

規(guī)定開發(fā)組織的責任和產(chǎn)品標準，提高軟件開發(fā)過程的可見性。

6）開發(fā)小組的人員應該少而精。

開發(fā)小組人員的素質(zhì)和數(shù)量是影響產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)效率的重要

因素。

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7）承認不斷改進軟件工程實踐的必要性。

積極采納新技術(shù)，不斷總結(jié)經(jīng)驗。

2.軟件工程的三要素：方法、工具和過程。

1）方法：“如何做”，常采用某種特殊的語言或圖形的表達方法及一

套質(zhì)量保證標準。

2）工具：為方法提供的軟件支撐環(huán)境。（計算機輔助軟件工程CASE）

3）過程：將方法和工具綜合起來以達到合理、及時地進行計算機軟

件開發(fā)的目的。

3.軟件工程項目的基本目標：

1）付出較低的開發(fā)成本。

2）達到要求的軟件功能。

3）取得較好的軟件性能。

4）開發(fā)的軟件易于移植。

5）需要較低的維護費用。

6）能按時完成開發(fā)工作，及時交付使用。

4.軟件工程的原則：

1）抽象

2）信息隱藏

3）模塊化

4）局部化

5）一致性

6）完全性

7）可驗證性

軟件工程的傳統(tǒng)途徑：

1.軟件工程的傳統(tǒng)途徑：生命周期方法學

從時間角度對軟件開發(fā)和維護的復雜問題進行分解，劃分為若

干個階段，每個階段有相對獨立的任務(wù)，是在階段結(jié)束時進行技術(shù)

審查和管理復審，最后產(chǎn)生相應的文檔資料。

2.軟件生命周期的劃分：

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1）三個時期：

■軟件定義：確定工程總目標：可行性、采用的策略，需求完

成的功能，需要的資源和成本，工程進度表。

包括：問題定義，可行性研究，需求分析。

■軟件開發(fā)：具體設(shè)計和實現(xiàn)。

包括：概要設(shè)計、詳細設(shè)計（系統(tǒng)設(shè)計），編碼和

單元測試、綜合測試（系統(tǒng)實現(xiàn)）

■軟件維護：使軟件持久地滿足用戶需要。

改正錯誤，適應新環(huán)境，滿足新需求。

2）八個階段：

■問題定義：“要解決的問題是什么？”

提出關(guān)于問題性質(zhì)、工程目標和規(guī)模的全面報告。

■可行性研究：“對上一個階段所確定的問題有行的通解決辦法

嗎？”

研究問題的范圍，進行成本/效率分析，探索問題

是否值得解和如何解。

■需求分析：“為了解決問題，目標系統(tǒng)必須做到什么？”

確定目標系統(tǒng)所應具備的功能，建立系統(tǒng)邏輯模型

（數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、簡要算法）

■概要設(shè)計：概括地談，應該如何解決問題

提出幾種設(shè)計方案：低成本，中等成本，高成本（“十

全十美”），確定解決系統(tǒng)的方案和目標系統(tǒng)需要那

些程序，設(shè)計軟件的結(jié)構(gòu)，確定程序模塊及模塊間

關(guān)系（層次圖或結(jié)構(gòu)圖）。

■詳細設(shè)計：應該怎樣具體地實現(xiàn)系統(tǒng)

把解決具體化，設(shè)計出程序的詳細規(guī)格說明（HIPO

圖或PDL語言）

■編碼和單元測試：編寫程序模塊的實現(xiàn)代碼，并對其進行測

試。

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■綜合測試：通過各種類型的測試使軟件達到預定要求。

?集成測試：根據(jù)設(shè)計的軟件結(jié)構(gòu)，將單元模塊按某種策略

裝配起來進行聯(lián)合測試。

?驗收測試：由用戶根據(jù)需求規(guī)格說明書對目標系統(tǒng)進行整

體驗收。

■軟件維護：通過各種必要的維護活動使系統(tǒng)持久滿足用戶需

要。

?改正性維護（21%）

?適應性維護（25%）

?完善性維護（50Q

?預防性維護（4%）

3）目的和實質(zhì)：

控制開發(fā)工作的復雜性，通過有限的確定步驟，把用戶需求

從抽象的邏輯概念轉(zhuǎn)化為具體的物理實現(xiàn)。

3.軟件生存期模型：瀑布模型，演化模型，螺旋模型，噴泉模型，智

能模型。

1）瀑布模型：系統(tǒng)的生命周期方法學用瀑布模型來進行模擬。

■各階段間具有順序性和依賴性

?前階段結(jié)束一〉后階段開始。

?前階段輸出文檔一〉后階段輸入文檔。

■推遲實現(xiàn)的觀點：設(shè)置系統(tǒng)分析與設(shè)計、推遲物理實現(xiàn)。

■質(zhì)量保證的觀點：

?每個階段必須完成規(guī)定的文檔

?每個階段結(jié)束前要對文檔評審，以便盡早發(fā)現(xiàn)問題，改正

錯誤。

2）演化模型：（原型模型）

能夠克服瀑布模型的缺點、適當?shù)臏p少由于軟件需求不明確而給

開發(fā)工作帶來的風險。

3）螺旋模型:

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將瀑布模型與演化模型結(jié)合起來，并且加入兩種模型都忽略了的

風險分析，以彌補兩者的不足。

螺旋模型沿著螺旋線旋轉(zhuǎn)，在笛卡兒坐標的四個象限上分別表達

四個方面的活動：

?制定計劃：確定軟件目標，選定實施方案，弄清項目開發(fā)的

限制條件。

?風險分析：分析所選方案，考慮如何識別和取消風險。

?實施工程：實施軟件開發(fā)。

?客戶評估：評價開發(fā)工作，提出修正意見。

4）噴泉模型：

?“噴泉”一詞體現(xiàn)了迭代和無間隙特性。系統(tǒng)某個部分常常

重復工作多次，相關(guān)功能在每次迭代中隨之加入演進的系統(tǒng),

無間隙是指在開發(fā)活動，即分析、設(shè)計和編碼之間不存在明

顯的邊界。

?支持軟件復用，支持面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法。

5）智能模型：基于知識的軟件開發(fā)模型

智能模型綜合了其他模型，并把專家系統(tǒng)結(jié)合在一起。該模型應

用于基于規(guī)則的系統(tǒng)，采用規(guī)約和推理機制，幫助軟件人員完成

開發(fā)工作，并使維護在系統(tǒng)規(guī)格說明一級完成。

三.技術(shù)審查和管理復審：

1.技術(shù)審查：

保證軟件質(zhì)量，控制錯誤的積累和放大，以降低軟件成本。

■技術(shù)審查的標準和方法：從前導和后續(xù)，兩個階段進行考慮。

?前導：提出解法。

?后續(xù)：實現(xiàn)解法。

■步驟：

?準備

?簡要介紹情況

?閱讀被審查文檔

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?開審查會

?返工

?復查

2.管理復審：

對工程項目的成本、經(jīng)費、投資回收前景，項目進度等經(jīng)濟因

素，從管理角度進行審查。

§1.4小結(jié)

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第二章系統(tǒng)分析

§2.1系統(tǒng)分析（項目計劃）

兩個階段：

令問題定義

令可行性研究

—.目標：

1.識別用戶要求

2.評價系統(tǒng)的可行性

3.進行經(jīng)濟分析和技術(shù)分析

4.把功能分配給硬件、軟件、人、數(shù)據(jù)庫和其它系統(tǒng)元素

5.建立成本和進度限制

6.生成系統(tǒng)規(guī)格說明，形成所有后續(xù)工程的基礎(chǔ)

§2.2問題定義

目的：

弄清用戶需要計算機解決的問題根本所在，以及項目所需的經(jīng)

費和資源的文檔。

主要任務(wù)：

是在向用戶調(diào)查的基礎(chǔ)上，編寫一個叫做《系統(tǒng)目標與范圍說

明書》的文檔。這個說明經(jīng)用戶同意后，就作為下一步一可行性分

析的依據(jù)。

三.文檔：《系統(tǒng)目標與范圍說明書》

1.項目名稱

2.問題說明：當前工作中存在的問題

3.項目目標：用戶對新系統(tǒng)的目標

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4.項目范圍：指出解決這一項目所需的投資范圍

5.初步想法：對系統(tǒng)功能提出一些初步設(shè)想

6.可行性研究計劃：對可行性研究的時間、費用進行估算

§2.3可行性研究

可行性研究

1.目的：

用最少的代價，在盡可能短的時間內(nèi)弄清所定義的項目是不是

可能實現(xiàn)和值得進行。（不是解決問題，而是確定問題是否可能解決

和值得去解）

2.實質(zhì)：

是進行一次大大簡化了的系統(tǒng)分析和設(shè)計的過程，即在較高層

次上以較抽象的方式進行的系統(tǒng)分析和設(shè)計的過程。

3.研究問題解法的可行性：

■技術(shù)可行性：使用現(xiàn)有技術(shù)能實現(xiàn)這個系統(tǒng)嗎？

■經(jīng)濟可行性：這個系統(tǒng)的經(jīng)濟效益能超過它的開發(fā)成本嗎？

■操作可行性：系統(tǒng)的操作方式在這個用戶組織內(nèi)行得通嗎？

4.根本任務(wù)：對以后的行動方針提出建議

5.步驟：

1）復查系統(tǒng)規(guī)模和目標

改正含糊或不正確的敘述，清晰的描述目標系統(tǒng)的一切限制和約

束，確保正在解決的問題，確實是要求解決的問題。

2）研究目前正在使用的系統(tǒng)

了解現(xiàn)有系統(tǒng)的功能，閱讀文檔資料和使用手冊，確定目標系統(tǒng)

必須完成的基本功能，并解決現(xiàn)有系統(tǒng)中存在的問題。

3）導出新系統(tǒng)的高層邏輯模型

設(shè)計過程：現(xiàn)有物理系統(tǒng)一》現(xiàn)有系統(tǒng)邏輯模型一＞目標系統(tǒng)邏輯

模型一＞新物理系統(tǒng)

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4）重新定義問題

重新復查問題定義，工程規(guī)模和目標

5）導出和評價供選擇的解法

技術(shù)可行性，經(jīng)濟可行性，操作可行性。

6）推薦行動方針

是否值得開發(fā)，選擇最好的解法，說明理由。

7）草擬開發(fā)計劃

開發(fā)計劃：工程進度表，開發(fā)人員，各種資源，使用時間，系統(tǒng)

生命周期各階段成本。

8）書寫文檔并提交審查

—.成本/效益分析：

通過估計開發(fā)成本，運行費用和經(jīng)濟效益，從而達到從經(jīng)濟角

度分析開發(fā)一個特定的新系統(tǒng)是否劃算，幫助使用部門負責人正確

的做出是否投資這項工程開發(fā)的決定。

1.成本估計：

■軟件開發(fā)成本主要表現(xiàn)為人力消耗：

人力消耗X平均工資=開發(fā)費用

■成本估計技術(shù)：

?代碼行技術(shù)：源代碼行數(shù)X每行代碼平均成本=開發(fā)成本

?任務(wù)分解技術(shù)：按開發(fā)階段劃分任務(wù)

（每個相對獨立的開發(fā)任務(wù)的）成本累加和=開發(fā)成本

?自動估計成本技術(shù)：軟件工具。

2.運行費用：

■系統(tǒng)操作費用（操作員人數(shù)，工作時間，消耗的物資等）

■維護費用。

3.經(jīng)濟效益：

■因使用新系統(tǒng)增加的收入

■可以節(jié)省的運行費用

4.度量效益的方法：

杭州電子工業(yè)學院軟件學院計算機軟件教研室一穆海倫第15頁（共95頁）

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1)貨幣的時間價值：

設(shè)年利率為i，現(xiàn)已存入P元，則n年后所得：F=P*(1+

i)n,即為P元錢在n年后的價值。反之，若n年后能收入F元，

則其在現(xiàn)在的價值為：P=F/(l+i)no

2)投資回收期：

是使累計的經(jīng)濟效益等于最初的投資所需要的時間，是衡量

一個開發(fā)工程價值的經(jīng)濟指標。投資回收期越短，就能越快獲得

利潤，所以工程就越值得投資。

3)純收入:

是在整個生存期之內(nèi)系統(tǒng)的累計經(jīng)濟效益(折合成現(xiàn)在植)

與投資之差。

4)投資回收率：

設(shè)P為現(xiàn)在的投資的投資額，F(xiàn)i為第i年底的效益(i=l,

2,…，n),n為系統(tǒng)的使用壽命，j為投資回收率。

則(???(((P(l+j)—Fl)(1+j)—F2)(1+j)—…)—Fn=O

即P=F1/(1+j)+F2/(l+j)2+-+Fn/(1+j)%

三.技術(shù)分析：

評價系統(tǒng)概念的技術(shù)價值，同時收集有關(guān)性能，可靠性，可維

護性及生產(chǎn)率方面的信息。

1.目的：

對系統(tǒng)的技術(shù)可行性進行評估，指明為完成系統(tǒng)的功能和性能

需要什么技術(shù)？需要哪些新材料、方法、算法或者過程？有什么開

發(fā)風險？這些技術(shù)問題對成本的影響如何？

2.方法：

■模型化方法(數(shù)學模型、物理模型)

■優(yōu)化技術(shù)

■概率和統(tǒng)計

■排隊論

■控制論等。

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四.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模型化：系統(tǒng)流程圖

1.系統(tǒng)流程圖：

是用來描述系統(tǒng)物理模型的?種傳統(tǒng)工具，基本思想是用圖形

符號、黑盒子形式描繪系統(tǒng)里面的每個部件（程序、文件、數(shù)據(jù)庫、

表格、人工過程等），它所表達的是信息在系統(tǒng)各部件之間的流動情

況，而不是對信息進行加工處理的控制過程。

2.描述符號：（書：P25）

1）基本符號：（如表2.1）

符號名稱說明

處理能改變數(shù)據(jù)值或數(shù)據(jù)位置的加工或部件，例如：

程序、處理機、人工加工等

輸入/輸出表示輸入或輸出（或既輸入又輸出），是一個廣

LJ義的不指明具體設(shè)備的符號

連接指出轉(zhuǎn)到圖的另一部分或從圖的另一部分轉(zhuǎn)

O來，通常在同一頁上

O換頁連接指出轉(zhuǎn)到另一頁圖上或由另一頁圖轉(zhuǎn)來

---?數(shù)據(jù)流用來連接其他符號，指明數(shù)據(jù)流動方向

表2.1

2）系統(tǒng)符號：（如表2.2）

符號名稱說明

穿孔卡片表示穿孔卡片輸入或輸出，也可表示一個穿孔

卡片文件

文檔通常表示打印輸出，也可表示用打印終端輸入

二1數(shù)據(jù)

磁帶磁帶輸入/輸出，或表示一個磁帶文件

Q

聯(lián)機存儲表示任何種類的聯(lián)機存儲，包括磁盤、磁鼓、

C3軟盤和海量存儲器件等

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磁盤磁盤輸入/輸出，也可表示存儲在磁盤上的文件

S或數(shù)據(jù)庫

磁鼓磁鼓輸入/輸出，也可表示存儲在磁鼓上的文件

()或數(shù)據(jù)庫

顯示CRT終端或類似的顯示部件，可用于輸入或輸

出，也可既輸入又輸出

------人工輸入人工輸入數(shù)據(jù)的脫機處理，例如：填寫表格等

人工操作人工完成的處理，例如：會計在工資支票上簽

名

輔助操作使用設(shè)備進行的脫機操作

□

通信鏈路通過遠程通信線路或鏈路傳送數(shù)據(jù)

表2.2

3.實例:（書：P25-26）

五.文檔：

1.《可行性分析報告》：

1）系統(tǒng)概述：

■當前現(xiàn)有系統(tǒng)分析：系統(tǒng)描述及存在問題

■目標系統(tǒng)分析：系統(tǒng)功能和性能描述。（物理模型：系統(tǒng)流程

圖）

■當前系統(tǒng)與目標系統(tǒng)比較：目標系統(tǒng)的優(yōu)越性。

2）可行性分析：

■技術(shù)可行性

■經(jīng)濟可行性

■操作可行性。

3）結(jié)論意見：

■可著手組織開發(fā)

■須待若干條件（如資源、人力、設(shè)備等）具備后才能開發(fā)

■需對開發(fā)目標進行修改

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■不能進行或不必進行（如技術(shù)不成熟、經(jīng)濟上不合算等）

■其它…

2.《項目開發(fā)計劃》：

1）系統(tǒng)概述：

包括項目目標，主要功能，系統(tǒng)特點，以及關(guān)于開發(fā)工作的安排。

2）系統(tǒng)資源：

包括開發(fā)和運行該軟件系統(tǒng)所需要的各種資源。如：硬件、軟件、

人員、組織、機構(gòu)等。

3）費用預算：分階段的人員費用，機時費用及其它費用。

4）進度安排：各階段起止時間，完成文檔及驗證方式。

5）要交付的產(chǎn)品清單

§2.4小結(jié)

§2.5補充實例

庫存清單系統(tǒng)：

1.系統(tǒng)說明：

某裝配廠有一座存放零件的倉庫，倉庫中現(xiàn)有的各種零件的數(shù)

量以及每種零件的庫存量臨界值等記錄在庫存清單主文件中。當倉

庫中零件數(shù)量有變化時，應該及時修改庫存清單主文件，如果那種

零件的庫存量少于它的庫存量臨界值，則應該報告給采購部門以便

訂貨，規(guī)定每天向采購部門送一次訂貨報告。

該裝配廠使用一臺小型計算機處理更新庫存清單主文件和產(chǎn)生

定貨報告的任務(wù)。零件庫存量的每一次變化稱為一個事務(wù)，由放在

倉庫中的CRT終端輸入到計算機中；系統(tǒng)中的庫存清單程序?qū)κ聞?wù)

進行處理，更新存儲在磁盤上的庫存清單主文件，并且把必要的訂

貨信息寫在磁帶上。最后，每天由報告生成程序讀一次磁帶，并且

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打印出定貨報告。

2.系統(tǒng)流程圖：（如圖2.5.1所示）

事務(wù)

_

庫存清單程序----＞庫存清單

報告生成程序

定貨報告

圖251

庫存清單系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖

教材購銷系統(tǒng)：

1.系統(tǒng)說明：

在教材的銷售過程中，首先學生拿著購書申請到會計處審查并

開具購書發(fā)票，然后到出納處交款，并開具領(lǐng)書單，學生拿著領(lǐng)書

單到書庫領(lǐng)書；在開具購書發(fā)票的過程中，若教材存量不夠，則需

要進行缺書統(tǒng)計，然后書庫根據(jù)缺書情況去采購缺書，并通知學生

補購教材。

2.系統(tǒng)流程圖：（如圖2.5.2所示）

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敦H灼伊樂線的樂拄流程圖

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第三章需求分析

§3.1需求分析概述

需求分析的任務(wù)：

1.基本任務(wù)：回答“系統(tǒng)必須做什么”？確定目標系統(tǒng)功能和性能。

2.具體任務(wù)：

1）確定對系統(tǒng)的綜合要求：功能要求；性能要求；運行要求；將來

可能提出的要求。

2）分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求：E-R圖（概念模型）。

3）導出系統(tǒng)的邏輯模型：數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)字典，加工處理說明書等。

4）修正系統(tǒng)開發(fā)計劃。

5）開發(fā)原型系統(tǒng)：使用戶對目標系統(tǒng)有一個更直接、更具體的概念,

從而能更準確提出用戶需求。（關(guān)鍵的困難在于成本）

需求分析的過程：

1.問題識別：確定軟件的需求。

1）功能

2）性能

3）環(huán)境

4）可靠性

5）安全保密

6）界面

7）資源

8）成本進度

9）目標

2.分析與綜合：

從數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)出發(fā)，逐步細化軟件功能，找出各元素之

間的聯(lián)系，接口特性和設(shè)計上的限制，給出目標系統(tǒng)的詳細邏輯模

型。

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3.編制需求分析文檔：《需求規(guī)格說明書》

1）任務(wù)概述：系統(tǒng)目標，運行環(huán)境，條件與限制

2）數(shù)據(jù)描述：

■概念模型：E-R圖

■邏輯模型：數(shù)據(jù)流圖

■數(shù)據(jù)定義：數(shù)據(jù)字典，加工說明

■數(shù)據(jù)庫描述：名稱和類型

3）功能描述：軟件功能要求

4）性能描述：軟件性能要求（處理速度、響應時間、安全限制等）。

5）運行描述：用戶界面、硬件接口、軟件接口、故障處理等。

6）質(zhì)量保證：闡明軟件在交付使用前需要進行的功能測試和性能測

試，并且規(guī)定源程序和文檔遵守的各種標準。

4.技術(shù)審查和管理復審。

三.需求分析的原則：

1.必須能夠表達和理解問題的數(shù)據(jù)域和功能域

1）數(shù)據(jù)域：數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2）功能域：加工變換。

2.必須按自頂向下，逐層分解的方式對問題進行分解和不斷細化。

3.要給出系統(tǒng)的邏輯視圖和物理視圖。

1）邏輯視圖：給出軟件要達到的功能和要處理的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

2）物理視圖：給出處理功能和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實際表示形式。

四.需求分析的方法：

1.需求分析方法：

是由對軟件的數(shù)據(jù)域和功能域的系統(tǒng)分析過程及其表示方法組成。

包括：面向數(shù)據(jù)流，面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2.不同的需求分析方法具有的共性：

1）支持數(shù)據(jù)域分析的機制：

所有方法都直接或間接地涉及到數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)內(nèi)容或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等

數(shù)據(jù)域的屬性。

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2）功能表示的方法：

一般用數(shù)據(jù)變換或加工來表示。

3）接口的定義：

是數(shù)據(jù)表示和功能表示的直接產(chǎn)物。（功能間的接口一數(shù)據(jù)流）

4）問題分解的機制以及對抽象的支持：

在不同抽象層次上表示數(shù)據(jù)域和功能域，以逐層細化的手段建立

分層結(jié)構(gòu)。

5）邏輯視圖和物理視圖：

6）系統(tǒng)抽象模型：

是對現(xiàn)實世界中存在的有關(guān)實體和活動的抽象和精化。

§3.2結(jié)構(gòu)化分析方法

結(jié)構(gòu)化分析方法：

是面向數(shù)據(jù)流進行需求分析的方法，是用抽象模型的概念，按

軟件內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞、變換的關(guān)系，自頂向下逐層分解，直到找到滿

足功能要求的所有可實現(xiàn)的軟件為止。

數(shù)據(jù)流圖：

1.數(shù)據(jù)流圖（DFD）：

是軟件系統(tǒng)邏輯模型的一種圖形表示，是從數(shù)據(jù)傳遞和加工的

角度，以圖形的方式刻畫數(shù)據(jù)流從輸入到輸出的移動變換過程的工

具。

2.組成符號：（書：P24）

1）基本符號：（如表3.1）

符號說明

數(shù)據(jù)的源點/終點

□

變換數(shù)據(jù)的處理

□O

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—數(shù)據(jù)存儲

------------------------------?數(shù)據(jù)流

表3.1

2）附加符號：（如表3.2）

符號說明

7數(shù)據(jù)A和數(shù)據(jù)B同時輸入才能變換成數(shù)據(jù)C

0

數(shù)據(jù)變換成和

A廠產(chǎn)ABC

￡

7數(shù)據(jù)A或B,或A和B同時輸入變換成C

y-

T

r

數(shù)據(jù)A變換成B或C,或B和C

T

只有數(shù)據(jù)A或只有數(shù)據(jù)B（但不能A、B同時）

k

輸入時變換成c

0T

r

數(shù)據(jù)A變換成B或C,但不能變換成B和C

—T

二

表3.2

3.性質(zhì)：

1）數(shù)據(jù)流圖中的箭頭僅能表示在系統(tǒng)中流動的數(shù)據(jù)，而不是物質(zhì)流

2）數(shù)據(jù)流圖與程序流程圖不同，它不能表示程序的控制結(jié)構(gòu)。（如:

選擇或循環(huán)）

3）數(shù)據(jù)流圖表現(xiàn)的范圍具有很大的靈活性，可以畫分層DFD

4.分層DFD：由頂向下，逐層分解，逐步細化。

1）優(yōu)點：

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■便于實現(xiàn)：逐層細化，有利于控制問題的復雜度。

■便于使用：使用戶中的不同業(yè)務(wù)人員只選擇與自身有關(guān)的圖

形，不必閱讀全圖。

2）畫分層DFD的指導原則:

■第一層DFD應當是基本系統(tǒng)模型

■注意父圖和子圖的平衡，維護信息的連續(xù)性

■區(qū)分局部文件和局部外部項

■掌握分解的速度，上快下慢

■遵守加工編號原則

5.舉例:（書:P25-27）

三.數(shù)據(jù)字典：

1.數(shù)據(jù)字典：

是關(guān)于數(shù)據(jù)的信息的集合，是對DFD中的所有元素定義的集合。

2.組成符號：（如表3.3）

符號含義說明

=被定義為

+與例：x=a+b,表示x由a和b組成

[???,???]或[???1???]或例：x=[a,b],x=[a|b],表示x由a

或由b組成

{…}重.復例：x={a},表示x由0個或多個a

組成

m{…}n重復例：x=3{a}8,表示x中至少出現(xiàn)3

次a,至多出現(xiàn)8次a

(…)可選例：x=（a）,表示a可在x中出現(xiàn)，

也可以不出現(xiàn)

基本數(shù)據(jù)元素例：x="a”，表示X為取值