1、沈陽工業大學沈陽工業大學 軟件學院軟件學院用戶需求與系統建模用戶需求與系統建模第第4 4章章 結構化分析模結構化分析模型型遼寧省教育軟件大賽參賽作品本章內容本章內容4.1 結構化分析模型的構成4.2 數據域分析模型4.3 功能域分析模型4.4 數據字典4.1 4.1 結構化分析模型的構成結構化分析模型的構成結構化分析技術的基本觀點結構化分析技術的基本觀點軟件系統由獨立的數據域和功能域組成。功能域對輸入軟件系統由獨立的數據域和功能域組成。功能域對輸入數據進行處理，并產生滿足需求的結果數據。數據進行處理，并產生滿足需求的結果數據。功能域數據域4.1 4.1 結構化分析模型的構成結構化分析模型的構成

2、結構化分析的主要任務結構化分析的主要任務4.1 4.1 結構化分析模型的構成結構化分析模型的構成結構化分析模型結構化分析模型三視點模型三視點模型(3VM)(3VM)根據結構化分析準則，系統分析模型由以下部分構成：根據結構化分析準則，系統分析模型由以下部分構成：數據模型數據模型利用實體關系圖表現系統數據域利用實體關系圖表現系統數據域的數據對象及相互關系。的數據對象及相互關系。功能模型功能模型利用數據流圖表現系統功利用數據流圖表現系統功能域的功能結構和協作關系能域的功能結構和協作關系行為模型行為模型利用狀態遷移圖表現系統利用狀態遷移圖表現系統的狀態集合和狀態變化關的狀態集合和狀態變化關系。系。數據

3、字典對模型元素進行精確定義對模型元素進行精確定義和詳細解釋。和詳細解釋。數據模型功能模型行為模型4.2 4.2 數據域分析模型數據域分析模型實體關系圖實體關系圖(Entity Relationship Diagram)(Entity Relationship Diagram)簡介簡介19761976年由年由Peter CherPeter Cher提出，在數據庫概念設計領域得到了廣泛提出，在數據庫概念設計領域得到了廣泛的認同，用于構造獨立于機器，獨立于的認同，用于構造獨立于機器，獨立于DBMSDBMS的數據關系模型的數據關系模型 符號及語義符號及語義實體實體以矩形表示，代表一個獨立的以矩形表示，

4、代表一個獨立的數據元組數據元組集合。通常用以映射數據集合。通常用以映射數據域中的復合數據對象。域中的復合數據對象。屬性屬性以橢圓表示，并以無向邊連接到對應的實體或關系。體現為實體以橢圓表示，并以無向邊連接到對應的實體或關系。體現為實體對象或關系中包含該原子數據分量。對象或關系中包含該原子數據分量。關系關系以菱形表示，用以體現數據對象之間的聯系。用無向邊連接到對以菱形表示，用以體現數據對象之間的聯系。用無向邊連接到對應的實體。應的實體。4.2 4.2 數據域分析模型數據域分析模型ERD ERD 圖例圖例說明：1、屬性是原子數據項，不能包含結構。2、關系只能用于表示實體間的聯系。3、根據問題需要，

5、相同實體之間可以存在不同含義的多種關系。4.2 4.2 數據域分析模型數據域分析模型基數與形態基數與形態關系約束關系約束含義含義基數（多重性）：實體參與給定關系的基數（多重性）：實體參與給定關系的( (最大最大) )數量約束。數量約束。形態：實體參與給定關系的強制性約束。形態：實體參與給定關系的強制性約束。確定方法確定方法在給定關系的一端假定為單位實體，在另一端考察關聯實體的在給定關系的一端假定為單位實體，在另一端考察關聯實體的數量和強制性約束。數量和強制性約束。表示方法表示方法1 11 nm n(1)m (0)n 1 1 04.2 4.2 數據域分析模型數據域分析模型數據域建模步驟數據域建模

6、步驟1.1.提取需求中的提取需求中的（通常對應應用領域的（通常對應應用領域的或或），確定并命名實體集合。），確定并命名實體集合。2.2.每次考察一個實體是否需要與其他實體間的建立關系。確定每次考察一個實體是否需要與其他實體間的建立關系。確定。3.3.指定每個實體關系對的指定每個實體關系對的。4.4.迭代執行迭代執行2 24 4步至定義出所有的實體關系對。步至定義出所有的實體關系對。5.5.根據需求，確定每個實體和關系的根據需求，確定每個實體和關系的。6.6.標注標注。7.7.復審實體關系模型。復審實體關系模型。4.2 4.2 數據域分析模型數據域分析模型實例分析實例分析某公司擬應用短信服務平臺

7、提高辦公效率，節省通信成本。該公司設某公司擬應用短信服務平臺提高辦公效率，節省通信成本。該公司設有多個部門，各部門包括若干員工，其中設部門經理和行政秘書各有多個部門，各部門包括若干員工，其中設部門經理和行政秘書各1 1人。短信平臺的應用需求為：人。短信平臺的應用需求為：行政秘書負責起草短信公文，并指定公文的接收者（點發、群發均可）。行政秘書負責起草短信公文，并指定公文的接收者（點發、群發均可）。接收者可為本部門或外部門員工，系統應提供按部門的人員檢索功能。接收者可為本部門或外部門員工，系統應提供按部門的人員檢索功能。部門經理可審批本部門起草的短信公文內容，通過審批后短信公文由系統部門經理可審批

8、本部門起草的短信公文內容，通過審批后短信公文由系統編號，并自動轉發給編號，并自動轉發給ISPISP的短信處理網關。的短信處理網關。ISPISP對要求轉發的每條短信產生一條回執，記錄該短信的編號、轉發狀態、對要求轉發的每條短信產生一條回執，記錄該短信的編號、轉發狀態、轉發時間、接收時間、接收狀態。轉發時間、接收時間、接收狀態。部門經理可查閱指定時間段內本部門發送的短信公文的詳細情況（起草者、部門經理可查閱指定時間段內本部門發送的短信公文的詳細情況（起草者、接收者、公文內容、費用），并可統計某時間段內發送短信的總費用接收者、公文內容、費用），并可統計某時間段內發送短信的總費用公司財務部每個月會根據

9、本月內各部門成功發送的短信數量與部門經理進公司財務部每個月會根據本月內各部門成功發送的短信數量與部門經理進行辦公費用結算，系統應保留各部門每個月的結算賬單以便核查。行辦公費用結算，系統應保留各部門每個月的結算賬單以便核查。4.2 4.2 數據域分析模型數據域分析模型實例分析實例分析確定實體確定實體部門的信息部門的信息員工的信息員工的信息短信公文的信息短信公文的信息短信發送的結果短信發送的結果短信發送的費用短信發送的費用確定關系確定關系員工在哪個部門員工在哪個部門部門產生過哪些短信部門產生過哪些短信短信由誰起草、誰審批，發給誰短信由誰起草、誰審批，發給誰回執是針對哪個短信、發送給誰的結果。回執是

10、針對哪個短信、發送給誰的結果。部門要支付多少費用、費用因哪些短信發生。部門要支付多少費用、費用因哪些短信發生。基數形態基數形態屬性屬性復審模型復審模型4.2 4.2 數據域分析模型數據域分析模型實實例例分分析析4.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型數據流變換的觀點數據流變換的觀點軟件的功能體現為將輸入的數據變換為輸出的數據。因軟件的功能體現為將輸入的數據變換為輸出的數據。因此功能域在整體上表現為一個復雜的此功能域在整體上表現為一個復雜的“信息變換器信息變換器”。輸入A輸入B結果1功能域輸入C結果2功能域分析的任務是確定功能域內部功能域分析的任務是確定功能域內部 “ “輸入輸入”到到“輸輸

11、出出”的階段變化和傳遞路徑的階段變化和傳遞路徑數據流的變換過程。數據流的變換過程。？4.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型數據流圖數據流圖 (Data Flow Diagram(Data Flow Diagram，DFD)DFD) 外部實體外部實體數據流的起點或終點。數據流的起點或終點。表示系統外產生輸入或接受輸出的表示系統外產生輸入或接受輸出的用戶、協作系統。用戶、協作系統。外部實體名外部實體名數據加工數據加工實現數據轉換處理。實現數據轉換處理。表示將輸入數據流變成輸出數據流的功能。表示將輸入數據流變成輸出數據流的功能。數據加工名數據加工名數據存儲數據存儲系統內保存數據流的容器。系統內

12、保存數據流的容器。表示系統數據域提供的已知數據集合。表示系統數據域提供的已知數據集合。匹配執行頻率不一致且存在數據傳遞關系匹配執行頻率不一致且存在數據傳遞關系的數據加工。的數據加工。數據存儲名數據存儲名數據流數據流在系統內被傳遞的數據內容。在系統內被傳遞的數據內容。數據流名稱4.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型數據流圖圖例數據流圖圖例條目查詢請求條目查詢請求查詢可查詢可用條目用條目1 1客戶客戶目錄目錄產品條目產品條目庫存條目庫存條目條目查詢結果條目查詢結果外部實體數據流數據加工數據存儲4.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型功能域建模的步驟功能域建模的步驟逐步求精逐步求精1.1.

13、創建創建數據流圖數據流圖確定全體外部實體確定全體外部實體確定以外部實體為起點或終點的邊界數據流確定以外部實體為起點或終點的邊界數據流將軟件功能域表現為唯一的數據加工。將軟件功能域表現為唯一的數據加工。2.2.為為數據流圖中數據流圖中“復雜復雜”的的創建創建子子圖，表現內部的子加工、數據存儲和數據流變換細節。圖，表現內部的子加工、數據存儲和數據流變換細節。以元素編號體現子圖與父圖的對應關系。以元素編號體現子圖與父圖的對應關系。分解過程中確保數據流一致性原則。分解過程中確保數據流一致性原則。3.3.迭代步驟迭代步驟2 2，至第，至第M M層子圖中的數據加工均為層子圖中的數據加工均為。基本加工指數據

14、處理目的單一，數據流接口簡單，適合作為一基本加工指數據處理目的單一，數據流接口簡單，適合作為一個獨立個獨立“函數函數”實現的數據加工。實現的數據加工。4.4.創建數據字典。創建數據字典。5.5.復審模型。復審模型。4.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型數據流圖實例（一）數據流圖實例（一） 為協調各種生產零件的使用和采購工作，某工廠擬開發為協調各種生產零件的使用和采購工作，某工廠擬開發一套零件管理軟件，主要需求包括：一套零件管理軟件，主要需求包括：倉庫保管員負責登記零件的入庫和領用事務。系統應根據事務內倉庫保管員負責登記零件的入庫和領用事務。系統應根據事務內容更新容更新”庫存文件庫存文件“

15、。該文件記錄所有零件的編號、名稱、當前。該文件記錄所有零件的編號、名稱、當前庫存、警戒值、單位訂購數量等。庫存、警戒值、單位訂購數量等。采購科定期更新零件供應商信息。系統在采購科定期更新零件供應商信息。系統在“供應商文件供應商文件“中修改中修改對應記錄。該文件記錄所有零件的編號、供應商名稱，單價，供對應記錄。該文件記錄所有零件的編號、供應商名稱，單價，供貨時間等。貨時間等。采購科每天需要打印一張訂貨報表。報表中應列出所有庫存量低采購科每天需要打印一張訂貨報表。報表中應列出所有庫存量低于警戒值的零件訂貨信息，包括：零件編號、名稱、供應商、訂于警戒值的零件訂貨信息，包括：零件編號、名稱、供應商、訂

16、購數量、單價、總價。購數量、單價、總價。4.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型數據流圖實例（一）數據流圖實例（一）（1 1）頂層）頂層DFDDFD外部實體外部實體邊界數據流邊界數據流倉庫保管員零件管理軟件倉庫事務采購科 訂貨報表供應商信息（2 2）第）第1 1層層DFDDFD子數據加工子數據加工1庫存管理2訂購管理倉庫事務 訂貨報表供應商信息零件訂貨信息數據存儲數據存儲4.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型數據流圖實例（一）數據流圖實例（一）分解分解加工加工1 1分解分解加工加工2 24.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型數據流圖的指導原則數據流圖的指導原則命名、編號原則命名

17、、編號原則名字應體現元素的主要作用和含義。加工應以動賓短語命名，名字應體現元素的主要作用和含義。加工應以動賓短語命名，其他元素應以名詞短語命名。其他元素應以名詞短語命名。編號應體現元素的可見層次和分解關系。編號應體現元素的可見層次和分解關系。數據流一致性原則數據流一致性原則在分層求精的過程中，子圖邊界的數據流應該與其在父圖中對在分層求精的過程中，子圖邊界的數據流應該與其在父圖中對應加工所關聯的數據流保持一致。應加工所關聯的數據流保持一致。數據封閉守恒原則數據封閉守恒原則數據流必須產生或終結于數據流必須產生或終結于。數據加工必須既有輸入流又有輸出流，不能存在數據加工必須既有輸入流又有輸出流，不能

18、存在和和。數據存儲必須有數據存儲必須有。4.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型數據流圖的指導原則數據流圖的指導原則數據流目的性原則數據流目的性原則數據流圖不表現數據流圖不表現的傳遞過程。的傳遞過程。數據流圖不表現系統邊界之外數據流圖不表現系統邊界之外的數據處理過程。的數據處理過程。數據流動數據流動，不能在其他元素間直接傳遞。，不能在其他元素間直接傳遞。7 72 2原則原則為控制模型復雜度，避免在一張圖內繪制為控制模型復雜度，避免在一張圖內繪制的數據加工。的數據加工。接口最小化原則接口最小化原則避免讓底層流圖中的避免讓底層流圖中的處理過多的數據流。處理過多的數據流。數據流圖實例（二）數據流

19、圖實例（二）20102010年軟考年軟考/ /期末考試試題期末考試試題4.4 4.4 數據字典數據字典數據字典數據字典用于對數據流圖中的元素進行精確定義和解釋。用于對數據流圖中的元素進行精確定義和解釋。主要內容主要內容數據流條目數據流條目定義數據流的來源、去向、內容構成、流量、峰值等。定義數據流的來源、去向、內容構成、流量、峰值等。數據流分量數據流分量定義構成數據流的數據項含義、類型、取值約束等。定義構成數據流的數據項含義、類型、取值約束等。數據存儲數據存儲定義數據存儲的作用、記錄結構、存儲方式、存取要求等。定義數據存儲的作用、記錄結構、存儲方式、存取要求等。數據加工說明數據加工說明4.4 4

20、.4 數據字典數據字典定義式定義式用以說明用以說明的的和和的表達式。的表達式。運算符運算符含義舉例= =定義為，定義為，左端為被定義項，右端為定義表達式左端為被定義項，右端為定義表達式日期日期 = = 年年 + + 月月 + + 日日登錄信息登錄信息= =用戶名用戶名 + + 密碼密碼 + +驗證碼驗證碼+ +并列項，并列項，表示由多個分量并列構成。表示由多個分量并列構成。x yx y可重復項，可重復項， 內的組成部分可重復出現，內的組成部分可重復出現，x,yx,y表示重復的最小和最大次數表示重復的最小和最大次數家庭成員家庭成員 = = 11姓名姓名 + + 關系關系 + + 單位單位 + +

21、 職務職務nn （ ）可選項，可選項，( )( )內的組成形式可有可無內的組成形式可有可無報名材料報名材料 = = 申請表申請表 + + 學歷學位證書學歷學位證書+ +（推薦信）（推薦信） a|ba|b 枚舉項，限定取值范圍為枚舉項，限定取值范圍為|的某項的某項性別性別 = = 男男| |女女 M.NM.N界域項，限定取值范圍為閉區間界域項，限定取值范圍為閉區間M,NM,N 月月=1.12 =1.12 日日=1.31=1.314.4 4.4 數據字典數據字典定義式舉例定義式舉例航班文件航班文件由一組航班記錄構成，由一組航班記錄構成，每條記錄包含航空公司編號、航每條記錄包含航空公司編號、航班號、

22、日期，航班類型，起點、班號、日期，航班類型，起點、終點、起飛時間、降落時間。終點、起飛時間、降落時間。航空公司編號為航空公司編號為2 24 4位大寫字母位大寫字母航班號為航班號為3 3位阿拉伯數字；位阿拉伯數字；航班類型是航班類型是“單程單程”或或“往返往返”之一之一起點、終點不超過起點、終點不超過5050個字符；個字符；日期采用年日期采用年4 4位、月兩位、日兩位、月兩位、日兩位的表示形式；位的表示形式；起飛和降落時間包括小時和分鐘起飛和降落時間包括小時和分鐘等信息等信息航班文件航班文件 1 1 航空公司編號航班號日期航空公司編號航班號日期 航班類型起點終點起航班類型起點終點起 飛時間降落時

23、間飛時間降落時間nn航空公司名稱航空公司名稱2 A.Z 42 A.Z 4航班號航班號3 0.9 33 0.9 3起點終點起點終點11字符字符5050航班類型航班類型 單程單程| |往返往返 日期日期 年年 月月 日日年年4 0.9 44 0.9 4月月“01”.“12”01”.“12”日日“01”01”“31”“31”起飛時間降落時間小時起飛時間降落時間小時 分鐘分鐘小時小時“00”.“23”00”.“23”分鐘分鐘“00”.“59”00”.“59”4.4 4.4 數據字典數據字典、的定義規范的定義規范數據流名稱數據流名稱別名別名簡述簡述來源來源 去向去向組成組成數據流量數據流量峰值峰值數據流

24、條目分量名稱分量名稱簡述簡述數據類型數據類型精度（長度）精度（長度）取值約束取值約束缺省值缺省值單位單位結構含義結構含義數據流分量存儲名稱存儲名稱別名別名簡述簡述記錄結構記錄結構存儲方式存儲方式存取要求存取要求補充信息補充信息數據存儲4.4 4.4 數據字典數據字典的定義舉例的定義舉例數據流名數據流名: :購書單購書單別名別名: : 無無簡述簡述: : 學生購書時學生購書時 填寫的項目填寫的項目來源來源: : 學生學生去向去向: : 加工加工1 1“審查并開發票審查并開發票”組成組成: : 數據流量數據流量: :100100次次/ /天天 高峰值：高峰值：400400次次/ /天（開學初）天（

25、開學初） 購書單發票領書單學生學生審查并開發票1 1開領書單2 2學生學生教材存量表教材存量表教材使用表教材使用表4.4 4.4 數據字典數據字典的定義舉例的定義舉例購書單發票領書單學生學生審查并開發票1 1開領書單2 2學生學生教材存量表教材存量表教材使用表教材使用表數據分量名數據分量名: :學號學號簡述簡述: :在籍學生的在籍學生的 唯一編號唯一編號數據類型數據類型: :字符串字符串長度：長度：9 9取值范圍：取值范圍：無無缺省值：缺省值：無無單位：單位：無無結構含義結構含義: :第第1 12 2位：位： 入學年份入學年份 第第3 34 4位：位： 學院編號學院編號第第5 56 6位：位：

26、 該學院的專業編號該學院的專業編號第第7 79 9位：位： 學生在該專業的順序號學生在該專業的順序號4.4 4.4 數據字典數據字典的定義舉例的定義舉例購書單發票領書單學生學生審查并開發票1 1開領書單2 2學生學生教材存量表教材存量表教材使用表教材使用表數據存儲名數據存儲名: :教材存量表教材存量表別名別名: :無無簡述簡述: :保存所有教材的保存所有教材的 庫存信息庫存信息記錄結構：記錄結構： 存儲方式：存儲方式：關系數據庫中的表關系數據庫中的表關鍵字：關鍵字：教材編號教材編號存取要求：存取要求：隨機讀寫隨機讀寫補充要求補充要求: : 根據根據“教材編號教材編號”查詢查詢4.4 4.4 數

27、據字典數據字典的定義規范的定義規范加工名稱加工名稱編號編號作用簡述作用簡述輸入流輸入流輸出流輸出流加工策略加工策略執行要求執行要求數據加工購書單發票領書單學生學生審查并開發票1 1開領書單2 2學生學生教材存量表教材存量表教材使用表教材使用表加工名稱：加工名稱：審查并開發票審查并開發票編號：編號：1 1作用簡述：作用簡述：為合理的購書要求打印發票為合理的購書要求打印發票輸入流輸入流: :購書單購書單輸出流輸出流: :“發票發票”或或“無效提示無效提示”：執行要求：執行要求：處理時間處理時間1010s s4.4 4.4 數據字典數據字典的說明的說明“加工策略加工策略”是對是對的解釋說明，它的解釋

28、說明，它定義了數據加工所采用的定義了數據加工所采用的4.4 4.4 數據字典數據字典偽代碼舉例偽代碼舉例 /根據身份證號碼和取票單進行取票審核，并打印機票。根據身份證號碼和取票單進行取票審核，并打印機票。身份證號身份證號 = = 讀卡器讀卡器. Read();. Read();if (if (身份證號身份證號 in in 旅客訂票文件旅客訂票文件. .身份證號）身份證號） if( if(取票單取票單.OtherItems.OtherItems = = 旅客訂票文旅客訂票文.OtherItems.OtherItems) ) return return 打印機票打印機票( (身份證號身份證號); ); else else return “ return “取票單信息錯誤取票單信息錯誤”； else else return “ return “該旅客未訂票該旅客未訂票”4.4 4.4 數據字典數據字典判定表判定表適于表達包含多條件組合判定和多目標動作的加工策略。適于表達包含多條件組合判定和多目標動作的加工策略。判定表由四部分組成判定表由四部分組成4.4 4.4 數據字典數據字典判定表實例判定表實例已知：已知：1 1）審核條件）審核條件 = = 最后學歷最后學歷 + +