信息分析与设计第6章.ppt

第一章 系统思想 第二章 管理系统 第三章 信息系统 第四章 信息系统建设概论 第五章 系统规划 第六章 系统分析 第七章 系统设计 第八章 系统实施 第九章 系统维护与管理 第十章 面向对象的分析与设计 第十一章 原形法和软系统方法,信息系统分析与设计,6.1 系统分析的任务 6.2 作业流程图 6.3 数据流程图 6.4 数据字典 6.5 表达处理逻辑的工具 6.6 数据查询应用分析 6.7 新系统逻辑模型的提出 6.8 系统说明书 6.9 系统分析实例 习题 返回,第六章 系统分析,“分析”通常是指对现有系统的内、外情况进行调查、研究、分解、剖析，明确问题或机会所在，认识解决这些问题或把握这些机会的必要性，为确定有关活动的目标和可能的方案提供科学依据。 系统分析(systems analysis)，是指在信息系统开发的生命周期中系统分析阶段的各项活动的和方法。 按照结构化方法严格划分工作阶段，“先逻辑，后物理”的原则，系统分析阶段的目标：就是按系统规划所定的某个开发项目范围内明确系统开发的目标和用户的信息需求，提出系统的逻辑方案。,6.1 系统分析的任务,系统分析是系统开发中最重要、也是最困难的阶段。结构化系统分析方法、数据流程图、数据字典等工具是克服困难的有力武器。 系统分析阶段的基本任务是：系统分析员与用户在一起，充分了解用户的要求，并把双方的理解用系统说明书表达出来，完成新系统的逻辑方案设计，或称逻辑模型设计。这一阶段产生的系统说明书，既是后续开发工作的依据，也是衡量一个信息系统优劣的依据。 系统分析在整个系统开发过程中，是要解决“做什么”的问题，从逻辑上，提出系统的方案，即逻辑模型，以此作为下一阶段进行物理方案(即计算机和通信系统方案)设计、解决“怎么做”的问题提供依据。,系统分析阶段的主要活动有：系统详细调查、新系统逻辑方案的提出。,系统分析是研制信息系统最重要的阶段，也是最困难的阶段。困难主要来自三个方面：问题空间的理解、人与人之间的沟通和环境的不断变化。 系统分析员与用户的知识构成不同，经历不同，使得双方的交流十分困难，因而系统调查容易出现遗漏和误解，是研制系统的隐患，会使系统开发偏离正确方向，另外还使编写系统说明书变得十分困难。系统说明书是这一阶段工作的结晶，它实际上是用户与研制人员之间的技术合同。 系统分析员的知识水平和工作能力决定了系统的成败。系统分析员应是具有现代科学知识的，具有改革思想和改革能力的专家。,作业流程图的符号：,6.2 作业流程图,作业流程图的具体示例如P94图6.2所示。 绘制作业流程图的过程也是系统分析员调查了解业务流程的过程。只要把所用符号与用户讲解清楚，用户很容易理解，因此作业流程图是系统分析员与用户交流思想的一种工具。还可以根据作业流程图分析业务流程是否合理。 作业流程图的不足是总体观念不强，具体的处理内容表达也不详细，很难表达决策。对于简单的数据处理系统，用它可以分析得相当透彻，但是用它很难表达复杂的系统。,6.2 作业流程图,数据流程图是结构化系统分析的主要工具。数据流程图描述数据流动、存储、处理的逻辑关系，是信息系统逻辑模型的主要形式，也称为逻辑数据流程图，一般用DFD(logical Data Flow Diagram)表示。有的称为圈圈图或泡泡图。 一、数据流程图的基本成分 数据流程图用到四个基本符号，即外部实体、数据处理、数据流和数据存储。 1. 外部实体 表示所描述系统的数据来源和去处的各种实体或工作环节。系统开发不能改变这些外部实体本身的结构和固有属性。外部实体的表示如图所示。,6.3 数据流程图,2. 数据处理 描述系统对信息进行处理的逻辑功能。也就是数据的变换。用带圆角的长方形表示处理，如下图：,标识部分,功能描述部分,功能执行部分,3. 数据流 指与处理功能有关的各类信息的载体（输入或输出），用一个箭头表示，箭头指出数据的流动方向。,4. 数据存储 指逻辑意义上的数据存储环节。用右边开口的长方条表示。,数据流,二、绘制DFD的主要原则 (1) 明确系统界面。 (2) 自顶向下逐层扩展。 (3) 合理布局 (4) 数据流图只反映数据流向、数据加工和逻辑意义上的数据存贮，不反映任何数据处理的技术过程、处理方式和时间顺序，也不反映判断与控制条件等技术问题。 (5) 数据流图绘制过程，就是系统的逻辑模型的形成过程，必须始终与用户密切接触，详细讨论，不断修改要和其他系统建设者共同商讨以求一致意见。,三、DFD的画法 数据流程图是分层次的，绘制时采取自顶向下逐层分解的办法。首先画出顶层DFD。顶层DFD只有一张，它说明了总的处理功能、输入和输出。 下一步是对顶层DFD中的“处理”进行分解。产生多个第二层的DFD，依次将DFD逐层分解到最底层。 DFD分多少层应视实际情况而定，对于一个复杂的大系统，有时可分至七八层之多。为了提高规范化程度，有必要对图中各个元素加以编号。通常在编号之首冠以字母，用以表示不同的元素。如可以用P表示处理，D表示数据存储，S表示外部实体，F表示数据流。,下面以高等学校学籍管理系统为例说明画数据流程图的方法。先画学籍管理系统的顶层DFD,将顶层DFD展开成学籍管理系统的第一层DFD,虚框是顶层DFD处理框的展开。,新增的数据流在进入或流出虚框时用“”标记。,将P2框“成绩管理”展开为下图：,以P2框“成绩管理”为例，说明逐层分解的思路。,将P2.1框“分析期末成绩”进一步展开为下图：,将P2.1框“分析期末成绩”进一步展开如下图所示：,其他各个处理都已十分明确，不需再分解。而P2.1.5框“确定异动情况”需要进一步分解为下图：,将P2.1.5框“确定异动情况”进一步分解为下图：,四、画DFD的注意事项 DFD是系统分析员与用户交流思想的工具。这种图用的符号少，通俗易懂。在草图的基础上，系统分析员应对图的分解、布局进行适当调整，画出正式图，使之更清晰，可读性更好。 1. 关于层次的划分 (1)展开的层次与管理层次一致，也可以划分得更细 (2)一个处理框经过展开，一般以分解为4至10个处理框为宜 (3)最下层的处理过程用几句话，或者用几张判定表，或一张简单的HIPO图能表达清楚 2. 检查DFD的正确性 (1)数据守恒，或称为输入数据与输出数据匹配。 (2)在一套DFD中的任何一个数据存储，必定有流入的数据流和流出的数据流，即写文件和读文件。,(3)父图中某一处理框的输入、输出数据流必须出现在相应的子图中，否则就会出现父图与子图不平衡。这是一种比较常见的错误。 (4)任何一个数据流至少有一端是处理框。即数据流不能从外部实体直接到数据存储，不能从数据存储到外部实体，也不能在外部实体之间或数据存储之间流动。这是初学者最容易出错的地方。 3. 提高DFD的易理解性 (1)简化处理间的联系；(2)均匀分解；(3)适当命名 五、DFD的局限性 1) 难以在DFD上标识出数据流、数据存储，加工和外部实体的具体内容。 2) 不能反映系统中的决策与控制过程。 3) 难以对系统中人机交互过程以及信息的反馈与循环处理进行描述。,数据字典(DD:Data Dictionary)的作用和内容： 字典的作用是给词汇以定义和解释。在结构化分析中，DD的作用是给DFD上每个成分给以定义和说明。换句话说，DFD上所有成分的定义和解释的文字集合就是数据字典。 DD描述的主要内容有：数据流、数据元素、数据存储、处理过程和外部实体。对整个系统开发以至将来系统运行与维护是必需的信息尽可能放入数据字典。 建立数据字典的工作量很大，相当繁琐。数据字典可以用人工方式建立。也可以建立在计算机内，数据字典实际上是关于数据的数据库，它在系统开发中具有十分重要的意义，不仅在系统分析阶段，而且在整个研制过程中以及今后系统运行中都要使用它。,6.4 数据字典,一、数据字典的各类条目 DD中有六类条目：数据元素、数据结构、数据流、数据存储、处理过程、外部实体。不同类型的条目有不同的属性需要描述，现分别说明如下。 1. 数据元素 数据元素是最小的数据组成单位，也就是不可再分的数据单位。对每个数据元素，需要描述以下属性： （1）名称 （2）别名 （3）类型 （4）取值范围和取值的含义 （5）长度 除以上内容外，数据元素的条目还包括元素的简要说明、与它有关的数据结构等等。,下表是数据元素条目的例子：,名称：姓名 总编号：1-102 别名：S-Name 编 号：102 说明：本校学生姓名 数据值类型：(连续/离散)离散 类型：(字符/数字) 字符 长度：8 编写:张 日期:05.4.1 有关数据结构：学生成绩、学生卡 审核:李 日期: 05.4.10,2. 数据结构 数据结构的描述重点是数据之间的组合关系，即说明这个数据结构包括哪些成分。这些成分中有三种特殊情况： （1）任选项 （2）必项选 （3）重复项*,数据结构条目 名称：学生登记卡 总编号：2-03 说明：新生入学时填写的卡片 编 号：008 结构：学号 有关的数据流、数据存储： 姓名 新生登记表 曾用名 学籍表 入学日期 出生日期 数量： 性别 每年约1000份 民族 家庭地址 本人简历* 开始时间 终止时间 编写: 张 日期: 05.4.1 单位 职务 审核: 李 日期: 05.4.10,3. 数据流 关于数据流，在DD中描述以下属性： （1）数据流的来源 （2）数据流的去处 （3）数据流的组成 （4）数据流的流通量 （5）高峰时的流通量,数据流条目 名称：期末成绩单 总编号：3-05 说明：学期结束时，任课教师填写 编 号：005 数据流来源：教师 数据流去向：P2.1、P2.2 包含的数据结构： 流通量：200份/学期 科目名称 考试/考查 学生成绩* 学号 姓名 成绩 编写:张 日期: 05.4.1 任课教师 审核: 李 日期: 05.4.10,4. 数据存储 数据存储的条目，主要描写该数据存储的结构，及有关的数据流、查询要求。,数据存储条目 名称：学习成绩一览表 总编号：4-02 说明：学期结束，按班汇集学生各科成绩 编 号：D2 结构： 班级 有关的数据流： 学生成绩* P2.1.1D2 学号 D2 P2.1.2 姓名 D2 P2.1.4 成绩* D2 P2.1.3 科目名称 D2 P2.1.5 考试/考查 信息量：150份/学期 成绩 有无立即查询：有 编写:张 日期: 05.4.1 审核:李 日期: 05.4.10,5. 处理过程 对于DFD中的处理框，需要在DD中描述处理框的编号、名称、功能的简要说明，有关的输入、输出。,处理过程条目 名称：填写成绩单 总编号：5-007 说明：通知学生成绩，有补考说明 编 号：P2.1.4 输入：D2 P2.1.4 输出： P2.1.4 学生（成绩通知单） 处理：查D2（成绩一览表），打印每个学生的成绩通知单， 若有不及格科目，不够直接留级，则在“成绩通知” 中填写补考科目、时间，若直接留级则注明留级。 编写:张 日期: 05.4.1 审核:李 日期: 05.4.10,6. 外部实体 外部实体是数据的来源和去向。因此，在DD中关于外部实体的条目，主要说明外部实体产生的数据流和传给该外部实体的数据流，以及该外部实体的数量。,外部实体条目 名称：学生 总编号：06-001 说明： 编 号：001 输出数据流： 个数：约4000个 输入数据流： 编写:张 日期: 05.4.1 P2.1.4 学生（成绩通知） 审核:李 日期: 05.4.10,外部实体条目 名称：教师 总编号：06-002 说明： 编 号：002 输出数据流：教师(期末成绩) P2.2 ，P2.1.1 输入数据流：教学安排 个数：约500个 编写:张 日期: 05.4.1 审核:李 日期: 05.4.10,二、数据字典的使用与管理 DD是所有人员工作的依据，统一的标准。它可以确保数据在系统中的完整性和一致性。具体讲，DD有以下作用。 1. 按各种要求列表 可以根据DD，把所有数据元素、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体，按一定的顺序全部列出，保证系统设计时不会遗漏。 2. 相互参照，便于系统修改 根据初步的DFD，建立相应的DD。在系统分析过程中，常会发现原来的DFD及各种数据定义中有错误或遗漏，有了DD，这种修改就变得很容易了。 3. 由描述内容检索名称 由描述内容查找其名称，就像根据书的内容询问图书的名字。 4. 一致性检验和完整性检验,数据字典的使用可以有两种方式：人工方式和计算机方式。 人工方式是把各类条目按前面介绍的描述格式写在卡片上或写在纸上，并分类建立一览表。 计算机方式是在人工方式基础上，整理存入计算机。一些大、中型计算机有专门的自动化数据字典软件包对数据进行管理，查询、修改都十分方便。 为了保证数据的一致性，数据字典必须由专人（DBA）管理。其职责就是维护和管理数据字典，保证数据字典内容的完整一致。任何人，包括系统分析员、系统设计员、程序员，修改数据字典的内容，都必须通过DBA。DBA要把数据字典的最新版本及时通知有关人员。,DFD中所有不进一步分解的处理加工，称为基本处理（基本加工）。只要对所有基本处理的逻辑功能描述清楚，整个系统功能也就说明清楚了。为了做到准确、清晰、简洁，基本处理的描述往往需要多种手段与工具。所用工具有： 自然语言的文字叙述 结构化语言 决策树（判断树） 决策表（判断表） 数学公式 上述工具的联合使用 其中结构化语言、决策树、决策表属于结构化系统分析中的专用工具。,6.5 表达处理逻辑的工具,一、结构化语言 结构化语言只允许三种基本语句：祈使语句、条件语句、循环语句。 1. 祈使语句 祈使语句指出要做什么事情，包括一个动词和一个宾语。动词指出要执行的功能，宾语表示动作的对象。例如：计算工资、查询成绩、获取收发数据、计算补充定货量等。 2. 条件语句 其一般形式是： 如果 条件 则 动作A 否则 （条件不成立） 动作B 条件语句中的“如果”、“否则”要成对出现，书写时每层要对齐，以便阅读。,3. 循环语句 循环语句表达在某种条件下，重复执行相同的动作，直到这个条件不成立为止。如： 对于每个库存项目 （循环条件） 获取收入数据 将在库数据加收入数据，更新在库数 获取发出数据 将库数减发出数据，更新在库数 如果 在库数小于或等于临界库存数 则 发出补充订货信号 二、判断树(decision tree)（决策树） 是一种图形工具，适合于描述加工中具有多个策略，每个策略和若干条件有关的逻辑功能。用判断树来表示，可以更直观一些。 例2. 将例1用比较直观的判断树表示为：,三、判断表(decision table) （决策表） 一些条件较多、在每个条件下取值也较多的判断问题可以用判断表表示。其优点是能把各种组合情况一个不漏地表示出来，有时还能帮助发现遗漏和矛盾的情况。如仍以处理用户订货的例子说明：,四、三种表达工具的比较 这三种表达逻辑的工具各有千秋，从直观性、可修改性等方面的比较如下表：,这三种工具的适用范围可概括比较如下： （1）判断树适用于1015种行动的决策 （2）判断表适用于多个条件的复杂组合 （3）若包含顺序执行或循环执行的动作用结构化语言,在DFD中定义了数据存储。DD对每个数据存储的结构进行了描述，但是没有详细说明有哪些查询需要实时响应。数据立即存取图(data immediate-access diagram)就是说明这些问题的工具。 一、数据存取要求的基本类型 由于用户各自的业务要求，提出各种数据存取要求。概括起来，一般有六种基本类型。 用E表示“实体”(entity)，用A表示实体的属性(attribute)，用V表示属性的值(value)。能惟一标识出一个实体的属性称为“主关键字”(primary key)，简称为关键字。一个主关键字可由一个或一个以上的属性组成。有时还需要若干“次关键字” (secondary key)，它能标识出具有某种特性的所有实体。具体实体的描述例子如图所示：,6.6 数据查询应用分析,（1）类型1：A（E）=？ 说明：已知一个给定的实体E，求某一个特定属性A的属性值是什么？,已知学生学号0297015,查询英语成绩是多少？,（2）类型2： A（？） V 比较符可为：、 说明：对于一个给定的属性A，已知其属性值V，查询所有具有属性A并且其属性值等于（不等于、大于、小于）V的实体。,已知英语成绩为85,查询满足条件的学生有哪些,（3）类型3：？（E） V 说明：已知一个实体E和一个特定的值V，求这个实体的哪些属性的值是V。,某个学生考试成绩60分,查询这些课程名称是什么？,（4）类型4：？（E）=？ 说明：给定一个实体E，它各个属性的值是什么？,已知学生学号0297015,查询所有课程成绩是多少？,（5）类型5：A（？）=？ 说明：对于一个给定的属性A，求每一个实体的属性A的值。,对全班所有学生,查询英语成绩是多少？,（6）类型6：？（？） V 说明：已知某个值V，要查询有哪些实体，它的哪些属性具有这个值V。,已知考试成绩不及格,查询要补考的学生及课程？,二、数据立即存取图 系统分析员在了解用户对立即存取的要求后，运用关于数据库存取的理论知识，结合新系统的实际条件进行分析，与用户商量，舍去一些不重要的和难于实现的查询项目，确定哪些实时查询需要实现，画出相应的数据立即存取图。这是数据库设计、对话设计的重要依据之一。右图是关于书籍信息查询的数据立即存取图。此图表示用户要求输入主题词、作者或题目，进行实时查询。,作者,主题词,题目,物资供应查询 在某物资供应系统中，“物品”、“厂家物品”、“生产厂家”的实体的结构如下图所示。用户想通过查询，确定向哪个厂家订货可以做到价廉物美，就涉及到这三个数据存储。,物品名称,规格,厂家编号,物品编号,厂家名称,通过属性“物品名称”、“规格”查实体“物品编号”，即：A(?)=V,由属性“物品编号”查全部的实体“厂家编号”，即：A(?)=V,由关键码“厂家编号”、“物品编号”查出厂价，即：A(E)=？找出最低价Vmin,由Vmin查找相应的“厂家编号” ，即：A(?)=Vmin,由实体“厂家编号”查找该厂家的全部信息，即：?(E)=?,系统分析阶段的任务是明确系统功能。通过对现行系统的调查分析，抽象出现行系统的逻辑模型，分析其存在的问题，如某些数据流向不合理，某些数据存储有不必要的冗余，某些处理原则不合理，等等。 从形式上讲，新系统的逻辑模型与旧系统的逻辑模型相比变化不大，可能只是在一个或几个处理中引进新技术，改变几处数据的流程，或者改变某些数据存储的组织方式。但是，这是经过周密调查和分析的结果，其影响可能不是局部的。对这种影响必须要有充分的估计。 此外，系统分析员应准备多个方案，客观地指出各种方案的利弊得失，如投资、收益、技术上的难易程度等等。,6.7 新系统逻辑模型的提出,一、系统说明书(系统分析书或逻辑设计规格书)的内容 作为系统分析阶段的技术文档，系统分析书通常包括以下三方面的内容： 1. 系统简介 主要说明项目的名称、目标、功能、背景、引用资料、本文所用的专门术语等。 2. 项目内容和功能描述 （1）项目的主要工作内容 简要说明本项目在系统分析阶段所进行的各项工作的主要内容。 （2）现行系统的调查情况 设计新系统之前，必须对现系统调查清楚，掌握现系统的真实情况，了解用户的要求和问题所在。以DFD为主要工具，说明现行信息系统的概况。,6.8 系统说明书,DD、判定表、立即存取分析图等往往篇幅较大，可作为附件。但是由它们得到的主要结论，如主要的业务量、总的数据存储量等，应列在正文中。 （3）新系统的逻辑模型 新系统的逻辑模型也通过相应的DFD加以说明。DD等有变动也要给出相应说明。 3. 实施计划 （1）工作任务的分解 指对开发中应完成的各项工作，按子系统（或系统功能）划分，指定专人分工负责。 （2）进度 指给出各项工作的预定开始日期和结束日期，规定任务完成的先后顺序及完成的界面。可用PERT图或甘特图表示进度。 （3）预算 指逐项列出本项目所需要的劳务以及经费的预算，包括各项工作所需人力及办公费、差旅费、资料费等。,二、系统分析书的审议 系统分析书的编写很重要，它应简明扼要，抓住本质，反映系统的全貌和系统分析员的设想。它的优劣是系统分析人员水平和经验的体现，也是系统分析员对任务和情况了解深度的体现。 对系统分析书的审议是整个系统研制过程中一个重要的里程碑。审议应由研制人员、企业领导、管理人员、局外系统专家共同进行。审议通过之后，系统分析书就成为系统研制人员与企业对该项目共同意志的体现，系统分析作为一个工作阶段，宣告结束。若有关人员在审议中对所提方案不满意，或者发现研制人员对系统的了解有比较重大的遗漏或误解，就需要返回，详细调查，重新分析。一般说来，经过认真的可行性分析之后，不应该出现后一种情况。,习题,习题： 教材第123页：6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7,新亚纸制品公司管理信息系统分析概要 一、企业概况 二、系统环境的初步调查 三、系统的可行性研究 四、现行系统的详细调查,6.9 系统分析实例,二、系统环境的初步调查,新亚公司组织机构图,三、系统的可行性研究,在系统的初步调查的基础上，明确了公司存在的主要问题和建立管理信息