It計算機課件 軟件工程第三章軟件需求分析

(3?

^^）易，離

單東東一原創(chuàng)

第三章軟件需求分析

§3.1需求分析的任務(wù)

■準確地定義未來系統(tǒng)的目標，確定為

了滿足用戶的需求系統(tǒng)必須做什么O

■對目標系統(tǒng)提出完整、準確、清晰、

具體的要求。

■用〈需求規(guī)格說明書》規(guī)范的形式準

確地表達用戶的需求。

■在分析軟件需求和書寫軟件需求規(guī)格說明

書的過程中，分析員和用戶都起著關(guān)鍵的、

必不可少的作用。

■用戶與分析員之間需要溝通的內(nèi)容非常多

,在雙方交流信息的過程中很容易出現(xiàn)誤解

或遺漏，也可能存在二義性。

■不僅在整個需求分析過程中應(yīng)該采用行之

有效的通信技術(shù)，而且必須嚴格審查驗證需

求分析的結(jié)果。

需求分析的結(jié)構(gòu)化分析方法準則

(1)必須理解并描述問題的信息域，根

據(jù)這條準則應(yīng)該建立數(shù)據(jù)模型。

(2)必須定義軟件應(yīng)完成的功能，這條

準則要求建立功能模型。

(3)必須描述作為外部事件結(jié)果的軟件

行為，這條準則要求建立行為模型。

(4)必須對描述信息、功能和行為的模

型進行分解，用層次的方式展示細節(jié)。

■實體-聯(lián)系圖，描繪數(shù)據(jù)對象及數(shù)據(jù)對象之

間的關(guān)系，是用于建立數(shù)據(jù)模型的圖形。

■數(shù)據(jù)流圖，描繪當數(shù)據(jù)在軟件系統(tǒng)中移動

時被變換的邏輯過程，指明系統(tǒng)具有的變換

數(shù)據(jù)的功能，是建立功能模型的基礎(chǔ)。

■狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，指明了作為外部事件結(jié)果的

系統(tǒng)行為，描繪了系統(tǒng)的各種行為模式（稱

為“狀態(tài)”）和在不同狀態(tài)間轉(zhuǎn)換的方式，

是行為建模的基礎(chǔ)。

需求分析的任務(wù)和步驟

■需求分析的任務(wù)

?建立分析模型

?編寫需求說明

■需求分析的步驟

?問題分析

?需求描述

?需求驗證（評審）

需求獲取的常用方法

■聯(lián)合分析小組

用戶代表、領(lǐng)域?qū)＜液拖到y(tǒng)分析員

■客戶訪談

充分準備，尋找共同語言

循序漸進、逐步逼近

■實際觀察用戶工作流程

■問題分析與確認

多個來回

軟件需求分析的通信途徑

軟件計劃原型

軟件需求規(guī)格說明

分析建模

■結(jié)構(gòu)化分析模型

■面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ?/p>

■分析模型描述工具

?DFD、DD和PSPEC（加工規(guī)約）

?CFD、CSPEC（控制規(guī)約）和STD

?E-R圖

?用例圖，對象-關(guān)系圖，對象-行為圖

結(jié)構(gòu)化分析模型

控制說明

i向?qū)ο蠓治瞿Ｐ?/p>

對象-行為模型

實體-聯(lián)系圖

實體-聯(lián)系圖是一種概念性的數(shù)據(jù)模型，包

含3種相互關(guān)聯(lián)的信息：

?數(shù)據(jù)對象是可以由一組屬性來定義的實體。

?屬性定義了數(shù)據(jù)對象的性質(zhì)。

?數(shù)據(jù)對象彼此之間相互連接的方式稱為聯(lián)系，

也稱為關(guān)系。

(D一對一聯(lián)系(1：D

(2)一對多聯(lián)系(1：N)

(3)多對多聯(lián)系(M：N)

某校教學(xué)管理ER圖

實體-聯(lián)系圖的符號

■ER圖中包含了實體（即數(shù)據(jù)對象）、關(guān)系和

屬性等3種基本成分；

■用矩形框代表實體；

■用連接相關(guān)實體的菱形框表示關(guān)系;

■用橢圓形或圓角矩形表示實體（或關(guān)系）的

屬性，并用直線把實體（或關(guān)系）與其屬性連

接起來。

數(shù)據(jù)流圖DFD

■描述系統(tǒng)邏輯模型

信息在系統(tǒng)中的流動和處理

■用途

交流信息的工具

結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計的工具

軟件需求分析的幾個階段

但問題分析

色問題評估和方案綜合

色建模

但規(guī)約

P復(fù)審

系統(tǒng)分析員的主要焦點是“

做什么(what)”，不是“怎

釋械(how)”

§3.2需求獲取

3.2.1需求獲取的目的

-清楚地理解所要解決的問題

-完整地獲取用戶需求

需求獲取面臨的挑戰(zhàn)：

(1)問題空間理解

(2)人與人之間的通信

(3)需求的不斷變化

3.2.2需求獲取的內(nèi)容

L用戶需求分類

(1)功能性需求：定義了系統(tǒng)做什么

(2)非功能性需求:定義了系統(tǒng)工作時

的特性

2.兩類需求包括的內(nèi)容

(1)功能

⑵性能

(3)環(huán)境

(4)界面

(5)用戶或人的因素

/6\

\(7文檔

(/7\

X7數(shù)據(jù)

?8\

>(7資源

z9\

\(/)安全保密

(10)軟件成本消耗與開發(fā)進度

(11)質(zhì)量保證

⑴功能需求

-系統(tǒng)做什么？

b系統(tǒng)何時做什么？

口系統(tǒng)何時及如何修改

或升級？

(2)性能需求

軟件開發(fā)的技術(shù)性指標：

-存儲容量限制

-執(zhí)行速度、相應(yīng)時間

吞吐量

(3)環(huán)境需求

年硬件設(shè)備：機型、外設(shè)、接口、

地點、分布、溫度、

濕度、磁場干擾等

a軟件：操作系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)庫

(4)界面需求

有來自其它系統(tǒng)的輸入嗎?

例有到自其它系統(tǒng)的輸出嗎?

b對數(shù)據(jù)格式有規(guī)定嗎？

田對數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)有規(guī)定嗎?

(5)用戶或人的因素

行用戶類型?

6各種用戶熟練程度?

需受何種訓(xùn)練?

用戶理解、使用系統(tǒng)的難度?

用戶錯誤操作系統(tǒng)的可能性?

(6)文檔需求

夕需哪些文檔?

夕文檔針對哪些讀者?

(7)數(shù)據(jù)需求

-輸入、輸出數(shù)據(jù)的格式?

-接收、發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率?

卡數(shù)據(jù)的準確性和精度？

，數(shù)據(jù)流量？

，數(shù)據(jù)需保持的時間？

(8)資源需求

-軟件運行時所需的數(shù)據(jù)、軟件。

內(nèi)存空間等資源。

，軟件開發(fā)、維護所需的人力、

支撐軟件、開發(fā)設(shè)備等。

(9)安全保密要求

行需對訪問系統(tǒng)或系統(tǒng)信息

加以控制嗎?

如何隔離用戶之間的數(shù)據(jù)?

-用戶程序如何與其它程序

和操作系統(tǒng)隔離?

卡系統(tǒng)備份要求?

(10)軟件成本消耗

與開發(fā)進度需求

b開發(fā)有規(guī)定的時間表嗎?

b軟硬件投資有無限制？

(11)質(zhì)量保證

育系統(tǒng)的可靠性要求?

系統(tǒng)必須監(jiān)測和隔離錯誤嗎?

行規(guī)定系統(tǒng)平均出錯時間？

夕出錯后，重啟系統(tǒng)允許的時間?

行系統(tǒng)變化如何反映到設(shè)計中？

卡維護是否包括對系統(tǒng)的改進？

令系統(tǒng)的可移植性？

3.3需求分析的步驟

怎做、

前

幺當

統(tǒng)

做系

模型化抽象化

當前物理邏輯

需

系統(tǒng)

模型模型求

定

義

具體化實例化

目標物理邏輯

系統(tǒng)模型模型目標

系統(tǒng)

邏輯模型和物理模型

模型是對對象系統(tǒng)的形式化的特征

抽象，概括性或近似地表示；

形式化語言：數(shù)學(xué)語言、圖形等;

構(gòu)造模型的過程是一個抽象、分

析的過程。

對象抽象（映射）>模型

系統(tǒng)<模型應(yīng)用系統(tǒng)

模型構(gòu)造的過程

邏輯模型物理模型

（本質(zhì)模型、概念模型）（實施模型、技術(shù)模型）

現(xiàn)描述重要的業(yè)務(wù)

行功能，無論系統(tǒng)描述現(xiàn)實系統(tǒng)是

系是如何實施的。如何在物理上實

統(tǒng)現(xiàn)的。

目

標描述新系統(tǒng)的主要描述新系統(tǒng)是如

系業(yè)務(wù)功能和用戶新何實施的（包括

的需求，無論系統(tǒng)

統(tǒng)技術(shù)）。

應(yīng)如何實施。

需求分析過程示意

⑴通過對現(xiàn)實環(huán)境的調(diào)查,

獲當前系統(tǒng)的具體模型（物理模型）

購

書

申購心領(lǐng)

書簽書于

請

學(xué)教務(wù)科單會計室票出納員單教材書學(xué)

生

107~206206-303仕

劉/王李/趙王

學(xué)生購買教材的具體模型

需求分析過程示意

(2)去掉具體模型中的非本質(zhì)因素,

抽象出當前系統(tǒng)的邏輯模型

購

書

申

學(xué)呼審查

生—有效性

學(xué)生購買教材的邏輯模型

需求分析過程示意

(3)分析當前系統(tǒng)與目標系統(tǒng)的差別，

建立目標系統(tǒng)的邏輯模型

無效%-

學(xué)型里審查并且邕開領(lǐng)領(lǐng)書單學(xué)

生開發(fā)票書單生

計算機售書系統(tǒng)的邏輯模型

需求分析過程示意

(4)對目標系統(tǒng)進行完善和補充，

并寫出完整的需求說明；

(5)對需求說明進行復(fù)審，直到確

認文檔齊全，并且符合用戶的全

部需求為止。

3.4分析建摸

口結(jié)構(gòu)化分析(傳統(tǒng)建模方法)

口面向?qū)ο蠓治?/p>

3.4.1結(jié)構(gòu)化分析方法

(StructuredAnalisys,SA)

基于數(shù)據(jù)流技術(shù)的分析方法

需求獲取應(yīng)遵循的基本原則：

口分解

田抽象

行信息隱藏

田模塊化

分析模型的主要目標

夕描述用戶需要

守建立創(chuàng)建軟件設(shè)計的基礎(chǔ)

，定義軟件完成后可被確認的

一組需求

分析模型的結(jié)構(gòu)

分析模型的元素

年數(shù)據(jù)字典(DD)：模型核心(中心庫)

①E-R圖(ERD)：

b數(shù)據(jù)流圖(DFD)

?指明數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中移動時如何被變換;

?描述對數(shù)據(jù)流進行變換的功能；

DFD中每個功能的描述包含在加工規(guī)約

(小說明)。

育狀態(tài)變遷圖(STD)

指明作為外部事件的結(jié)果,系統(tǒng)將如何

動作。

3.4.2數(shù)據(jù)建模

E-R圖是數(shù)據(jù)建模的基礎(chǔ)

系統(tǒng)流程圖

叱系統(tǒng)流程圖是概括地描繪物理系統(tǒng)的傳統(tǒng)

工具。它的基本思想是用圖形符號以黑盒子

形式描繪組成系統(tǒng)的每個部件（程序，文檔

,數(shù)據(jù)庫，人工過程等）。

A系統(tǒng)流程圖表達的是數(shù)據(jù)在系統(tǒng)各部件之

間流動的情況，而不是對數(shù)據(jù)進行加工處理

的控制過程，因此盡管系統(tǒng)流程圖的某些符

號和程序流程圖的符號形式相同，但是它卻

是物理數(shù)據(jù)流圖而不是程序流程圖。

分層

A面對復(fù)雜的系統(tǒng)時，一個比較好的方法是

分層次地描繪這個系統(tǒng)。

b首先用一張高層次的系統(tǒng)流程圖描繪系統(tǒng)

總體概貌，表明系統(tǒng)的關(guān)鍵功能。

b然后分別把每個關(guān)鍵功能擴展到適當?shù)脑?/p>

細程度，畫在單獨的一頁紙上。

A這種分層次的描繪方法便于閱讀者按從抽

象到具體的過程逐步深入地了解一個復(fù)雜的

系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)流圖

b數(shù)據(jù)流圖（DFD）是一種圖形化技術(shù)，它描繪信息

流和數(shù)據(jù)從輸入移動到輸出的過程中所經(jīng)受的變換

底在數(shù)據(jù)流圖中沒有任何具體的物理部件，它只是

描繪數(shù)據(jù)在軟件中流動和被處理的邏輯過程。

任數(shù)據(jù)流圖是系統(tǒng)邏輯功能的圖形表示，即使不是

專業(yè)的計算機技術(shù)人員也容易理解它，因此是分析

員與用戶之間極好的通信工具。

后此外，設(shè)計數(shù)據(jù)流圖時只需考慮系統(tǒng)必須完成的

基本邏輯功能，完全不需要考慮怎樣具體地實現(xiàn)這

些功能。

A數(shù)據(jù)流圖是系統(tǒng)的邏輯模型，然而任何計

算機系統(tǒng)實質(zhì)上都是信息處理系統(tǒng)，也就是

說計算機系統(tǒng)本質(zhì)上都是把輸入數(shù)據(jù)變換成

輸出數(shù)據(jù)。

A因此，任何系統(tǒng)的基本模型都由若干個數(shù)

據(jù)源點/終點以及一個處理組成，這個處理

就代表了系統(tǒng)對數(shù)據(jù)加工變換的基本功能。

對于上述的定貨系統(tǒng)可以畫出基本系統(tǒng)模型

O

3.4.3功能建模和信息流

信息流模型

數(shù)據(jù)流圖

(DFD,DataFlowDiagram)

■描述邏輯模型的圖形工具，表示數(shù)據(jù)

在系統(tǒng)內(nèi)的的流動和處理。

■用途

交流信息的工具

結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計的工具

配送中心管理信息系統(tǒng)的零層DFD

不［訂貨單D1訂貨單表

八

店送貨單

商品編碼’（庫存管）出庫單、入隹5供

發(fā)票<----

理應(yīng)

財務(wù)管

訂貨單表

D3_i______（理,商

八D2缺貨單表八

商品

單正八

二3、6g管價格

缺貨單缺貨單確訂

配送管記錄

、理〃

銷售預(yù)D4商品價

路單信息格表

上店銷

門銷售管）

售信息皿3訂單

店

1.數(shù)據(jù)流圖的四個基本成分

數(shù)據(jù)處理（加工）

-------數(shù)據(jù)流（數(shù)據(jù)對象）

數(shù)據(jù)存儲

11

或（文件或數(shù)據(jù)庫）

位于被建模系統(tǒng)之外的信息生

^或III產(chǎn)者或消費者，稱為外部項。

—說明數(shù)據(jù)輸入的源點（數(shù)據(jù)源）

或數(shù)據(jù)輸出的匯點（數(shù)據(jù)池）

2.DFD各成分的作用和

命名注意事項

數(shù)據(jù)流

表示數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)流向

三個重要屬性:

流向（從加工出發(fā)或流向加工）

數(shù)據(jù)組成

數(shù)據(jù)流名字

數(shù)據(jù)流命名方法和注意事項

A用名詞或名詞詞組不要使用意

義空洞的名詞。

，盡量使用現(xiàn)實系統(tǒng)已有名字,當

命名出現(xiàn)困難，考慮是否數(shù)據(jù)流

劃分不恰當。

，不要把控制流作為數(shù)據(jù)流。

加工的命名原則

H頂層的加工名就是軟件項目

的名字

H最好使用動賓詞組，也可用

主謂詞組

H不要使用空洞的動詞

數(shù)據(jù)存儲

，分層數(shù)據(jù)流圖中，數(shù)據(jù)存儲

一般局限在某一層或某幾層

B命名方法與數(shù)據(jù)流相似

舉例:r數(shù)據(jù)源加工沒有輸出!

加工至少有

一個輸入數(shù)|沒有輸入!

據(jù)流和一個“數(shù)據(jù)池

輸出數(shù)據(jù)流

數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)池

數(shù)據(jù)流必須

數(shù)據(jù)源I頭f起于且/或

/Xz數(shù)據(jù)存儲

止于加工

數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)源

數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲）

DFD的性質(zhì)

與程序流程圖的區(qū)別（不同用途）:

程序流程圖用于蓑示程序的過程設(shè)計軟件

分析階段的工具,

DFD不能表示程序的控制結(jié)構(gòu).

（分析階段只須考慮軟件“干什么”，

不必問“怎樣干”）

DFD可以用來表示一個系統(tǒng)或軟件在任何層次

上的抽象。較大型軟件系統(tǒng)DFD分成多層（子

圖、父圖概念），可以表示數(shù)據(jù)流和功能的進

一步的細節(jié)。

分層數(shù)據(jù)流圖

怎樣畫DFD

(1)先畫出頂層DFD。

(2)自頂向下畫出各層DFD

分解原則：

分解后的軟件成分有相對獨立功能

一次分解不要加入細節(jié)過多

由夕卜(粗)向里(細)畫DFD

配送中心管理信息系統(tǒng)的頂層DFD

發(fā)票訂貨單

訂單

配送中心管理信息系統(tǒng)的零層DFD

供

應(yīng)

D3

商

D4

庫存管理子系統(tǒng)的DFD（第一層）

供送貨單入庫單號「---------

―-----------------D1訂貨單表

山.J出庫單

配送管理子系統(tǒng)的DFD（第一層）

入庫子系統(tǒng)的DFD（第二層）

送

貨

單

入庫單、

------->DS3入庫單文件

畫分層DFD的指導(dǎo)原則

(1)父圖與子圖的平衡

模型細化時必須保持數(shù)據(jù)流的連

續(xù)性，即每個細化部分的輸入和輸出

必須保持不變(父圖和子圖輸入數(shù)據(jù)

和輸出數(shù)據(jù)應(yīng)一致)。

父圖和子圖的平衡

父圖和子圖的平衡

教材購銷系統(tǒng)的頂層DFD

____?購書單缺書單II------

教材購一書庫保

學(xué)生領(lǐng)書單進書通知管員

V。銷系統(tǒng)

.7

第二層DFD（O層）教材購銷系統(tǒng)

F1教材存量表

書

庫

保

管

員

F2缺書登記表

第三層DFD（1層）采購子系統(tǒng)⑵0）

F2|缺書登記表C2,12.2、

L_按書號按出版社

一,匯總?cè)睍y(tǒng)計缺書

缺

F5待購教材表F6教材一覽表

F1教材存量表書

單

書

庫

教材入庫信息修改教材庫進書通知保

存和待購量管

員

第二層DFD（0層）教材購銷系統(tǒng)

F1教材存量表

書

庫

保

管

員

F2缺書登記表

第三層DFD(1層)銷售子系統(tǒng)(1.0)

父圖與子圖平衡的特例

發(fā)

票

發(fā)票=學(xué)生+教材

父圖子圖

畫分層DFD的指導(dǎo)原則

（2）區(qū)分局部文件和局部外部3BC

父圖子圖

第二層DFD（0層）教材購銷系統(tǒng)

F1教材存量表

書

庫

保

管

員

F2缺書登記表

第三層DFD(1層)采購子系統(tǒng)(2.0)

F2軌書登記表「2J

按書號按出版社

匯總?cè)睍鴕統(tǒng)計缺書

F1教材存量表F5待購教材表F6教材一覽表

書

庫

教材入庫信息修改教材庫進書通知保

存和待購量管

員

畫分層DFD的指導(dǎo)原則

(3)遵守加工的編號原則

子圖圖號為分解的父圖中的加工號,

同級子圖在最后數(shù)字以序號區(qū)別。

畫分層DFD的指導(dǎo)原則

(4)分解的深度與層次

器按功能情況定，一般設(shè)深度為3-

5；

*如超過5最好分解畫，否則容易出

錯。

實例

圖書館管理系統(tǒng)功能:

田購入新書

-讀者借書

-讀者還書

-圖書注銷

A查詢統(tǒng)計

購入新書：

y新書編卡片（包括:分類目錄號、

流水號（唯一）、書名、

作者、內(nèi)容摘要、價

格、購書日期等信息）

y寫入圖書目錄文件

讀者借書：

Y或借書單（包括：讀者號、欲借圖

書分類目錄號）

檢查讀者號有效性，無效，拒借

讀者號有效，檢查借書是否超數(shù)?

已達5本，拒絕借；

未超，可借，登記圖書分類目錄

號、讀者號、借閱日期等，寫回

借書文件中。

讀者還書：

根套圖書流水號，從借書文件

中讀出與該書相關(guān)的借閱記錄,

查明借書日期，還書日期，求

借書時間，再重寫回借書文件

中，超過期限罰款。

圖書注銷：

B從借閱圖書文件中刪除

相關(guān)記錄

B丟失圖書時從圖書文件中刪

除相關(guān)記錄

查詢統(tǒng)計:

查詢某讀者情況

拿查詢某圖書借閱情況

統(tǒng)計圖書借閱情況

頂層數(shù)據(jù)流圖

系統(tǒng)時鐘

圖

書

管

理

人

員

讀者

當前日期

圖書管

理要求罰款單

有效圖書

處理

一管理要求

1

檢查

有效查

查詢中有效性

詢要求3

處理圖書情況

無效輸入查詢

統(tǒng)計表

。層數(shù)據(jù)流圖

有效圖書、上&,2

管理要求入庫里新書入庫

目

借書單

2.3錄

r

2.1借書文

要求類注銷單件

2處理

歹、借2.5

日\弋注銷圖書

無效輸入\

2.4

款

罰6

借書P

一層數(shù)據(jù)流圖(a)

讀者文件3.2讀者情況

讀者查詢二

借

讀

薊

詢

書

況

者

情

有效

文

查

查詢

41件

要求

—

F3.3況

查

類

詢圖后查詢

理

別

處

目

統(tǒng)

計

錄

要

文

3.4件

圖書統(tǒng)計

統(tǒng)

表

一層數(shù)據(jù)流圖計

實例考務(wù)處理系統(tǒng)功能

(1)對考生送來的報名單進行檢查；

(2)對合格的報名單編好準考證號后將準考

證送給考生，并將匯總后的考生名單送給

閱卷站；

(3)對閱卷站送來的成績單進行檢查，并根

據(jù)考試中心制定的合格標準審定合格者；

(4)制作考生通知單(含成績及合格/不合格

標志)送給考生；

(5)按地區(qū)進行成績分類統(tǒng)計和試題難度分

析，產(chǎn)生統(tǒng)計分析表。

考

不合格報名單統(tǒng)計分析試

中

考心

生準考證合格標準

考

成