信息系統(tǒng)分析與開發(fā)技術（第3版） 課件 第四章 信息系統(tǒng)的結構化分析與建模

第四章信息系統(tǒng)的結構化分析與建模目錄4.1系統(tǒng)分析概述4.2需求信息的獲取4.3結構化分析方法4.4處理邏輯描述工具4.5結構化分析案例4.1.1系統(tǒng)分析的目標和內容1．系統(tǒng)分析的目標①獲取現(xiàn)行系統(tǒng)的物理模型。②從現(xiàn)行系統(tǒng)的物理模型抽象出其邏輯模型。③建立目標系統(tǒng)的邏輯模型。④優(yōu)化目標系統(tǒng)的邏輯模型。4.1系統(tǒng)分析概述4.1.1系統(tǒng)分析的目標和內容2．系統(tǒng)分析的內容1）目標分析目標分析包括對現(xiàn)行系統(tǒng)和目標系統(tǒng)的組織目標分析。2）需求分析在系統(tǒng)分析階段，系統(tǒng)分析員要對組織各有關部門的業(yè)務流程進行詳細的調查，還要向各級領導和業(yè)務人員就系統(tǒng)處理事務的能力和決策功能的需求進行分析。3）功能分析系統(tǒng)分析時，應該弄清楚系統(tǒng)的邊界、業(yè)務覆蓋范圍和支持業(yè)務所需的系統(tǒng)功能。4.1系統(tǒng)分析概述4.1.2系統(tǒng)總體目標及范圍1．系統(tǒng)基本情況系統(tǒng)基本情況包括組織內部、外部的各種情況。組織內部情況包括：現(xiàn)行組織結構，管理體制，人員數量，構成及技術水平，設備狀況，產品結構及工藝水平，經濟實力，可供開發(fā)系統(tǒng)的人、財、物資情況，當前工作中面臨的主要問題，組織各級管理者對開發(fā)新系統(tǒng)的態(tài)度等。企業(yè)外部情況包括：與哪些外部組織有何種業(yè)務聯(lián)系，客戶特點及分布，產品市場情況，同行業(yè)發(fā)展情況等。4.1系統(tǒng)分析概述4.1.2系統(tǒng)總體目標及范圍2．系統(tǒng)信息處理情況系統(tǒng)信息處理情況主要指現(xiàn)行系統(tǒng)信息處理的方式、方法與處理信息的數量、格式及時效要求，現(xiàn)行信息處理存在的問題，對新系統(tǒng)信息處理的期望與要求等。4.1系統(tǒng)分析概述4.1.2系統(tǒng)總體目標及范圍3．開發(fā)新系統(tǒng)的資源條件及用戶對開發(fā)新系統(tǒng)的態(tài)度①系統(tǒng)目標和范圍的描述。②系統(tǒng)運行環(huán)境描述。③確定計算機系統(tǒng)選型要求④系統(tǒng)開發(fā)計劃。4.1系統(tǒng)分析概述4.1.3系統(tǒng)分析常用方法結構化分析（StructuredAnalysis，SA）方法是面向數據流進行分析的方法，利用圖形作為表達工具，清晰、簡明，易于學習和掌握。具體地說，結構化分析方法按照自頂向下、逐層分解的原則，將系統(tǒng)功能逐層分解為多個子功能，對應多個子系統(tǒng)，并在功能分解的同時進行相應的數據分析和分解，借助數據流程圖來表示。4.1系統(tǒng)分析概述目錄4.1系統(tǒng)分析概述4.2需求信息的獲取4.3結構化分析方法4.4處理邏輯描述工具4.5結構化分析案例4.2.1需求信息的種類結構化分析（StructuredAnalysis，SA）方法是面向數據流進行分析的方法，利用圖形作為表達工具，清晰、簡明，易于學習和掌握。①按信息內容，分為自然信息和人工信息。②按信息的產生形式，分為原始信息和非原始信息。③按信息的反映面，分為宏觀信息和微觀信息。④按信息的時態(tài)，分為歷史信息、現(xiàn)在信息和未來信息。⑤按信息的保密程度，分為公開信息、內部信息和保密信息。⑥按信息描述事物的方式，分為定性信息和定量信息。4.2需求信息的獲取4.2.2需求信息的來源和收集系統(tǒng)分析的核心是摸清原系統(tǒng)的情況（包括組織結構情況、業(yè)務過程情況、信息處理情況等）和用戶的需求（用戶需要系統(tǒng)做什么），因此需要的信息涉及面很廣。需求信息即系統(tǒng)基本情況，來源主要包括組織內部和外部。信息的收集是信息運用的前提，只有收集到全面、準確的信息，才能為信息系統(tǒng)的成功開發(fā)和建設奠定堅實基礎。信息收集不能盲目，必須首先明確信息收集的目標，包括：確定所收集信息的服務對象，確定信息收集的內容，確定信息收集的范圍，確定信息收集的量。4.2需求信息的獲取4.2.2需求信息的來源和收集需求信息收集的策略主要有：①自下而上廣泛收集，保證需求信息的全面性；②有目的地專項收集，全面調查收集或抽象調查收集；③隨機積累收集，以備以后分析使用。完成需求信息的收集后，要注意信息的時空性、旁系性、內涵性、拓展性和可組合性，善于思考，勤于分析，都可能獲得許多意想不到的寶貴信息。4.2需求信息的獲取4.2.3需求信息的獲取方法1．收集資料2．發(fā)調查表征求意見3．開調查會4．訪談5．深入實際的調查方法4.2需求信息的獲取目錄4.1系統(tǒng)分析概述4.2需求信息的獲取4.3結構化分析方法4.4處理邏輯描述工具4.5結構化分析案例4.3.1自頂向下分析法自頂向下分析法的實質是著眼于數據流，通過逐層分解，建立系統(tǒng)的處理流程，以數據流圖和數據字典為主要工具，建立系統(tǒng)的邏輯模型。其主要步驟包括：①通過對用戶的調查，以軟件需求為線索，獲得當前系統(tǒng)的物理模型；②去掉具體模型中的非本質因素，抽象出當前系統(tǒng)的邏輯模型；③根據計算機信息處理的特點，分析當前系統(tǒng)與目標系統(tǒng)的差別，以建立目標系統(tǒng)的邏輯模型；④完善目標系統(tǒng)并補充細節(jié)，寫出目標系統(tǒng)的軟件需求規(guī)格說明；⑤評審，直到確認完全符合用戶對軟件的需求。4.3結構化分析方法4.3.2業(yè)務流程分析業(yè)務流程分析的目的和任務為：在對當前系統(tǒng)的組織結構和功能進行分析時，將詳細調查中有關某業(yè)務流程的資料從業(yè)務流程的角度串起來，以便進一步分析。業(yè)務流程分析可以幫助系統(tǒng)分析員了解該業(yè)務的具體處理過程，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)調查中的錯誤和疏漏，修改當前系統(tǒng)的不合理部分，優(yōu)化業(yè)務處理流程，為目標系統(tǒng)的開發(fā)打下基礎。4.3結構化分析方法4.3.2業(yè)務流程分析1．業(yè)務流程圖的基本符號業(yè)務流程圖（TransactionFlowDiagram，TFD）是業(yè)務流程分析所使用的圖形工具，是用一些規(guī)定的符號和連線來表達某具體業(yè)務的處理過程?？梢哉J為，業(yè)務流程圖是在業(yè)務功能的基礎上進行的細化，利用系統(tǒng)調查的資料，用一個完整的圖形將業(yè)務處理過程中的所有處理步驟串聯(lián)起來。繪制業(yè)務流程圖是業(yè)務流程分析過程中的重要步驟。4.3結構化分析方法XXXXXXXXXXXXXXX人員或部門業(yè)務功能單據多張單據賬簿單據流向4.3.2業(yè)務流程分析2．業(yè)務流程圖的繪制業(yè)務流程圖的繪制是按照業(yè)務的實際處理步驟和過程繪制的，要依據業(yè)務調查的語義描述進行分析。在調查中，對當前系統(tǒng)的信息處理過程進行分析、歸納、整理、簡化描述，以利于獲取現(xiàn)行系統(tǒng)的主要信息，還應注意：在調查前，可先對組織內有關的管理人員、業(yè)務人員進行系統(tǒng)開發(fā)前的短期培訓，使他們對項目的開發(fā)有正確的認識，從而得到他們的積極配合和支持，應與被調查的不同層次的業(yè)務負責人一起完成業(yè)務流程的描述、數據的分類和綜合……4.3結構化分析方法4.3.3數據流程分析數據是信息的載體，也是信息要處理的對象。因此，必須對當前系統(tǒng)調查中收集到的數據和處理數據的過程進行分析、整理。數據流程分析是建立數據庫系統(tǒng)和設計功能模塊處理過程的基礎。數據流程分析是把數據在組織內部的流動情況抽象地獨立出來，舍去具體的組織機構、信息載體、物質、材料等，單從數據流動過程來考查實際業(yè)務的數據處理模式。數據流程分析的目的是發(fā)現(xiàn)和解決數據流通中的問題。4.3結構化分析方法4.3.3數據流程分析數據流程分析的內容包括：①收集現(xiàn)行系統(tǒng)的全部輸入單據和報表，輸出單據和報表，以及數據存儲介質（賬本、清單等）的典型格式；②明確各處理過程的處理方法和計算方法；③調查、確定上述各種單據、報表、賬本、清單的制作單位、報送單位、存儲單位、發(fā)生頻率、發(fā)生的高峰時間和高峰度等；④注明各項數據的類型、長度、取值范圍等。4.3結構化分析方法4.3.4數據流程圖3．數據流程圖繪制的注意事項1）劃分層次，逐層分解2）數據流程圖的正確性檢查（1）任何一個處理至少有一個輸入數據流和一個輸出數據流（2）任何一個數據存儲必定有流入的數據流和流出的數據流（3）任何一個數據流至少有一端是處理框（4）某處理框的輸入數據流、輸出數據流必須出現(xiàn)在相應的子圖中4.3結構化分析方法4.3.5數據字典2．數據字典的條目1）數據項2）數據結構3）數據流4）數據存儲5）處理邏輯6）外部實體4.3結構化分析方法4.3.5數據字典3．數據字典的使用和管理數據字典的建立有兩種方式，既可以由手工方式生成，也可以由計算機自動生成。手工方式是將上面介紹的格式寫在卡片或者紙上，并分類建立一覽表。計算機方式是在手工方式的基礎上，整理、存儲在計算機中，由軟件進行管理，查詢和修改十分方便。對于規(guī)模較小的信息系統(tǒng)，采用手工方式是比較合適的選擇。4.3結構化分析方法4.3.5數據字典3．數據字典的使用和管理數據字典實際上是“關于系統(tǒng)數據的數據庫”。在整個系統(tǒng)開發(fā)階段和系統(tǒng)運行維護階段，數據字典是必不可少的工具。在系統(tǒng)分析過程中，數據字典可以方便地通過名稱去查詢數據的定義，也可以按照各種要求隨時列出各種表，以滿足系統(tǒng)分析員的需求。數據字典也可以反過來使用，由描述內容去查詢數據的名稱。4.3結構化分析方法目錄4.1系統(tǒng)分析概述4.2需求信息的獲取4.3結構化分析方法4.4處理邏輯描述工具4.5結構化分析案例4.4.1結構化語言結構化語言，又稱為程序設計語言（ProgramDesignLanguage，PDL），是一種模仿計算機語言的處理邏輯描述方法，是介于自然語言與形式化語言之間的半形式化語言，在自然語言的基礎上增加了一些限制，使用有限的詞匯和語句來描述處理邏輯。1．主要結構1）簡單陳述句2）判定結構3）循環(huán)結構4.4處理邏輯描述工具4.4.1結構化語言2．應用舉例假設某企業(yè)“檢查發(fā)貨單”業(yè)務有這樣的處理：對于超過10000元的大額發(fā)貨單，若欠款不超過3個月，則發(fā)賒欠報告，否則在欠款未償清之前不發(fā)批準書和發(fā)貨單；對于10000元以下的小額發(fā)貨單，若欠款不超過3個月，則直接發(fā)批準書和發(fā)貨單，否則向客戶發(fā)賒欠報告，并發(fā)批準書和發(fā)貨單。4.4處理邏輯描述工具4.4.1結構化語言該處理邏輯用結構化語言描述如下：4.4處理邏輯描述工具4.4.2決策樹決策樹一般是自上而下生成的，每個決策或事件都可能引起兩個或多個事件，導致不同的結果。選擇分割的方法有好幾種，但是目的都是一致的，即對目標類嘗試進行最佳的分割。從根到每個葉子節(jié)點都有一條路徑，這條路徑就是一條“規(guī)則”。決策樹既可以是二叉樹，也可以是多叉樹。決策樹主要由三部分組成：決策節(jié)點、方案分支和決策結果。要決策的問題的定義就是決策節(jié)點；以條件為例，從決策節(jié)點連接形成的分支結構就是方案分支，往往根據條件值的多少來決定分支的數量；不同方案分支通過不同路徑得出決策結果，從而形成決策樹。4.4處理邏輯描述工具4.4.2決策樹用決策樹描述處理邏輯的優(yōu)點是：①可以生成容易理解的規(guī)則；②計算量相對較小；③可以處理連續(xù)和分類條件；④可以清晰地顯示哪些條件比較重要。用決策樹描述處理邏輯的缺點是：①對連續(xù)值的條件比較難預測；②對有時間順序的條件需要很多預處理的工作；③當類別太多時，錯誤可能增加得比較快；④一般的算法分類只是根據一個條件來分類。4.4處理邏輯描述工具4.4.3決策表決策表是一種表格狀的決策分析工具，可以在條件復雜的情況下，直觀地描述具體條件、決策規(guī)則和應該采取的行動之間的邏輯關系。決策表的優(yōu)點是清晰易懂，但是只適合描述條件，描述循環(huán)比較困難。4.4處理邏輯描述工具4.4.3決策表運用決策表來描述決策邏輯，通常包括以下步驟：①分析、確定決策邏輯涉及的條件，列在決策表的左上方；②分析、確定每個條件的取值情況；③列出條件的所有組合情況，標在決策表的右上方；④分析、確定決策邏輯涉及的動作，列在決策表的左下方；⑤決定各種條件組合下所采取的行動，畫在決策表的右下方；⑥應用合并規(guī)則，化簡決策表。4.4處理邏輯描述工具4.4.4工具選擇在描述一個基本加工的處理邏輯時，結構化語言、決策樹和決策表通常被交叉使用，互相補充。這三種描述工具各有優(yōu)缺點。對于不太復雜的判定情況或者使用決策表有困難的，可以使用決策樹。同時存在順序、判斷和循環(huán)的處理邏輯描述比較適合結構化語言；包含組合條件較多的判斷的處理邏輯描述適合決策表。哪種描述工具最好取決于一系列因素：問題的特性和復雜程度、由決策導出的行動個數，以及使用的難易程度。4.4處理邏輯描述工具4.4.4工具選擇從評價各方法的優(yōu)點和局限性來說，可以給出下列結論：①數據流程圖的基本作用是描述數據流程，可以用于各種層次的系統(tǒng)分析，并且有利于提供高質量的系統(tǒng)文檔。然而這種方法對于輸出、輸入的細節(jié)描述較差，在初期使用它非常容易造成混淆。②當問題要求給出行動順序和具體決策時，最好使用結構化語言。4.4處理邏輯描述工具4.4.4工具選擇③數據字典是滿足系統(tǒng)的數據需求基礎上簡化結構，也可以用于各種層次的系統(tǒng)分析，但是不能提供有關功能方面的細節(jié)，并且不易被不懂技術的用戶接受。④決策樹常用于驗證邏輯關系問題和在只涉及少量行動方案的決策問題。⑤決策樹和決策表最適合處理那些具有復雜分支路線的決策，如計算優(yōu)惠價或者銷售回扣、庫存控制等。4.4處理邏輯描述工具目錄4.1系統(tǒng)分析概述4.2需求信息的獲取4.3結構化分析方法4.4處理邏輯描述工具4.5結構化分析案例1．組織結構分析根據調查，得到如圖所示的組織結構。其中，站長室主要負責監(jiān)督項目任務的分配和管理；主任室主要負責協(xié)助管理機關日常工作，如組織會議、文秘、檔案、機要、保密、信訪等工作；總工室負責工程項目的管理；綜合室主要負責項目的申請?zhí)幚砗蛡浒傅龋槐O(jiān)督小組負責工程項目的監(jiān)督；分站負責市外的工程項目