第4章-结构化分析模型

1、沈阳工业大学沈阳工业大学 软件学院软件学院2021/8/61用户需求与系统建模用户需求与系统建模第第4 4章章 结构化分析模结构化分析模型型辽宁省教育软件大赛参赛作品2021/8/62本章内容本章内容4.1 结构化分析模型的构成4.2 数据域分析模型4.3 功能域分析模型4.4 数据字典2021/8/634.1 4.1 结构化分析模型的构成结构化分析模型的构成结构化分析技术的基本观点结构化分析技术的基本观点软件系统由独立的数据域和功能域组成。功能域对输入软件系统由独立的数据域和功能域组成。功能域对输入数据进行处理，并产生满足需求的结果数据。数据进行处理，并产生满足需求的结果数据。功能域数据域2

2、021/8/644.1 4.1 结构化分析模型的构成结构化分析模型的构成结构化分析的主要任务结构化分析的主要任务2021/8/654.1 4.1 结构化分析模型的构成结构化分析模型的构成结构化分析模型结构化分析模型三视点模型三视点模型(3VM)(3VM)根据结构化分析准则，系统分析模型由以下部分构成：根据结构化分析准则，系统分析模型由以下部分构成：数据模型数据模型利用实体关系图表现系统数据域利用实体关系图表现系统数据域的数据对象及相互关系。的数据对象及相互关系。功能模型功能模型利用数据流图表现系统功利用数据流图表现系统功能域的功能结构和协作关系能域的功能结构和协作关系行为模型行为模型利用状态迁

3、移图表现系统利用状态迁移图表现系统的状态集合和状态变化关的状态集合和状态变化关系。系。数据字典对模型元素进行精确定义对模型元素进行精确定义和详细解释。和详细解释。数据模型功能模型行为模型2021/8/664.2 4.2 数据域分析模型数据域分析模型实体关系图实体关系图(Entity Relationship Diagram)(Entity Relationship Diagram)简介简介19761976年由年由Peter CherPeter Cher提出，在数据库概念设计领域得到了广泛提出，在数据库概念设计领域得到了广泛的认同，用于构造独立于机器，独立于的认同，用于构造独立于机器，独立于DB

4、MSDBMS的数据关系模型的数据关系模型 符号及语义符号及语义实体实体以矩形表示，代表一个独立的以矩形表示，代表一个独立的数据元组数据元组集合。通常用以映射数据集合。通常用以映射数据域中的复合数据对象。域中的复合数据对象。属性属性以椭圆表示，并以无向边连接到对应的实体或关系。体现为实体以椭圆表示，并以无向边连接到对应的实体或关系。体现为实体对象或关系中包含该原子数据分量。对象或关系中包含该原子数据分量。关系关系以菱形表示，用以体现数据对象之间的联系。用无向边连接到对以菱形表示，用以体现数据对象之间的联系。用无向边连接到对应的实体。应的实体。2021/8/674.2 4.2 数据域分析模型数据域

5、分析模型ERD ERD 图例图例说明：1、属性是原子数据项，不能包含结构。2、关系只能用于表示实体间的联系。3、根据问题需要，相同实体之间可以存在不同含义的多种关系。2021/8/684.2 4.2 数据域分析模型数据域分析模型基数与形态基数与形态关系约束关系约束含义含义基数（多重性）：实体参与给定关系的基数（多重性）：实体参与给定关系的( (最大最大) )数量约束。数量约束。形态：实体参与给定关系的强制性约束。形态：实体参与给定关系的强制性约束。确定方法确定方法在给定关系的一端假定为单位实体，在另一端考察关联实体的在给定关系的一端假定为单位实体，在另一端考察关联实体的数量和强制性约束。数量和

6、强制性约束。表示方法表示方法1 11 nm n(1)m (0)n 1 1 02021/8/694.2 4.2 数据域分析模型数据域分析模型数据域建模步骤数据域建模步骤1.1.提取需求中的提取需求中的（通常对应应用领域的（通常对应应用领域的或或），确定并命名实体集合。），确定并命名实体集合。2.2.每次考察一个实体是否需要与其他实体间的建立关系。确定每次考察一个实体是否需要与其他实体间的建立关系。确定。3.3.指定每个实体关系对的指定每个实体关系对的。4.4.迭代执行迭代执行2 24 4步至定义出所有的实体关系对。步至定义出所有的实体关系对。5.5.根据需求，确定每个实体和关系的根据需求，确定每

7、个实体和关系的。6.6.标注标注。7.7.复审实体关系模型。复审实体关系模型。2021/8/6104.2 4.2 数据域分析模型数据域分析模型实例分析实例分析某公司拟应用短信服务平台提高办公效率，节省通信成本。该公司设某公司拟应用短信服务平台提高办公效率，节省通信成本。该公司设有多个部门，各部门包括若干员工，其中设部门经理和行政秘书各有多个部门，各部门包括若干员工，其中设部门经理和行政秘书各1 1人。短信平台的应用需求为：人。短信平台的应用需求为：行政秘书负责起草短信公文，并指定公文的接收者（点发、群发均可）。行政秘书负责起草短信公文，并指定公文的接收者（点发、群发均可）。接收者可为本部门或外

8、部门员工，系统应提供按部门的人员检索功能。接收者可为本部门或外部门员工，系统应提供按部门的人员检索功能。部门经理可审批本部门起草的短信公文内容，通过审批后短信公文由系统部门经理可审批本部门起草的短信公文内容，通过审批后短信公文由系统编号，并自动转发给编号，并自动转发给ISPISP的短信处理网关。的短信处理网关。ISPISP对要求转发的每条短信产生一条回执，记录该短信的编号、转发状态、对要求转发的每条短信产生一条回执，记录该短信的编号、转发状态、转发时间、接收时间、接收状态。转发时间、接收时间、接收状态。部门经理可查阅指定时间段内本部门发送的短信公文的详细情况（起草者、部门经理可查阅指定时间段内

9、本部门发送的短信公文的详细情况（起草者、接收者、公文内容、费用），并可统计某时间段内发送短信的总费用接收者、公文内容、费用），并可统计某时间段内发送短信的总费用公司财务部每个月会根据本月内各部门成功发送的短信数量与部门经理进公司财务部每个月会根据本月内各部门成功发送的短信数量与部门经理进行办公费用结算，系统应保留各部门每个月的结算账单以便核查。行办公费用结算，系统应保留各部门每个月的结算账单以便核查。2021/8/6114.2 4.2 数据域分析模型数据域分析模型实例分析实例分析确定实体确定实体部门的信息部门的信息员工的信息员工的信息短信公文的信息短信公文的信息短信发送的结果短信发送的结果短信

10、发送的费用短信发送的费用确定关系确定关系员工在哪个部门员工在哪个部门部门产生过哪些短信部门产生过哪些短信短信由谁起草、谁审批，发给谁短信由谁起草、谁审批，发给谁回执是针对哪个短信、发送给谁的结果。回执是针对哪个短信、发送给谁的结果。部门要支付多少费用、费用因哪些短信发生。部门要支付多少费用、费用因哪些短信发生。基数形态基数形态属性属性复审模型复审模型2021/8/6124.2 4.2 数据域分析模型数据域分析模型实实例例分分析析2021/8/6134.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型数据流变换的观点数据流变换的观点软件的功能体现为将输入的数据变换为输出的数据。因软件的功能体现为将输入的

11、数据变换为输出的数据。因此功能域在整体上表现为一个复杂的此功能域在整体上表现为一个复杂的“信息变换器信息变换器”。输入A输入B结果1功能域输入C结果2功能域分析的任务是确定功能域内部功能域分析的任务是确定功能域内部 “ “输入输入”到到“输输出出”的阶段变化和传递路径的阶段变化和传递路径数据流的变换过程。数据流的变换过程。？2021/8/6144.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型数据流图数据流图 (Data Flow Diagram(Data Flow Diagram，DFD)DFD) 外部实体外部实体数据流的起点或终点。数据流的起点或终点。表示系统外产生输入或接受输出的表示系统外产生

12、输入或接受输出的用户、协作系统。用户、协作系统。外部实体名外部实体名数据加工数据加工实现数据转换处理。实现数据转换处理。表示将输入数据流变成输出数据流的功能。表示将输入数据流变成输出数据流的功能。数据加工名数据加工名数据存储数据存储系统内保存数据流的容器。系统内保存数据流的容器。表示系统数据域提供的已知数据集合。表示系统数据域提供的已知数据集合。匹配执行频率不一致且存在数据传递关系匹配执行频率不一致且存在数据传递关系的数据加工。的数据加工。数据存储名数据存储名数据流数据流在系统内被传递的数据内容。在系统内被传递的数据内容。数据流名称2021/8/6154.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模

13、型数据流图图例数据流图图例条目查询请求条目查询请求查询可查询可用条目用条目1 1客户客户目录目录产品条目产品条目库存条目库存条目条目查询结果条目查询结果外部实体数据流数据加工数据存储2021/8/6164.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型功能域建模的步骤功能域建模的步骤逐步求精逐步求精1.1.创建创建数据流图数据流图确定全体外部实体确定全体外部实体确定以外部实体为起点或终点的边界数据流确定以外部实体为起点或终点的边界数据流将软件功能域表现为唯一的数据加工。将软件功能域表现为唯一的数据加工。2.2.为为数据流图中数据流图中“复杂复杂”的的创建创建子子图，表现内部的子加工、数据存储和数据流

14、变换细节。图，表现内部的子加工、数据存储和数据流变换细节。以元素编号体现子图与父图的对应关系。以元素编号体现子图与父图的对应关系。分解过程中确保数据流一致性原则。分解过程中确保数据流一致性原则。3.3.迭代步骤迭代步骤2 2，至第，至第M M层子图中的数据加工均为层子图中的数据加工均为。基本加工指数据处理目的单一，数据流接口简单，适合作为一基本加工指数据处理目的单一，数据流接口简单，适合作为一个独立个独立“函数函数”实现的数据加工。实现的数据加工。4.4.创建数据字典。创建数据字典。5.5.复审模型。复审模型。2021/8/6174.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型数据流图实例（一）数

15、据流图实例（一） 为协调各种生产零件的使用和采购工作，某工厂拟开发为协调各种生产零件的使用和采购工作，某工厂拟开发一套零件管理软件，主要需求包括：一套零件管理软件，主要需求包括：仓库保管员负责登记零件的入库和领用事务。系统应根据事务内仓库保管员负责登记零件的入库和领用事务。系统应根据事务内容更新容更新”库存文件库存文件“。该文件记录所有零件的编号、名称、当前。该文件记录所有零件的编号、名称、当前库存、警戒值、单位订购数量等。库存、警戒值、单位订购数量等。采购科定期更新零件供应商信息。系统在采购科定期更新零件供应商信息。系统在“供应商文件供应商文件“中修改中修改对应记录。该文件记录所有零件的编号

16、、供应商名称，单价，供对应记录。该文件记录所有零件的编号、供应商名称，单价，供货时间等。货时间等。采购科每天需要打印一张订货报表。报表中应列出所有库存量低采购科每天需要打印一张订货报表。报表中应列出所有库存量低于警戒值的零件订货信息，包括：零件编号、名称、供应商、订于警戒值的零件订货信息，包括：零件编号、名称、供应商、订购数量、单价、总价。购数量、单价、总价。2021/8/6184.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型数据流图实例（一）数据流图实例（一）（1 1）顶层）顶层DFDDFD外部实体外部实体边界数据流边界数据流仓库保管员零件管理软件仓库事务采购科 订货报表供应商信息（2 2）第）

17、第1 1层层DFDDFD子数据加工子数据加工1库存管理2订购管理仓库事务 订货报表供应商信息零件订货信息数据存储数据存储2021/8/6194.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型数据流图实例（一）数据流图实例（一）分解分解加工加工1 1分解分解加工加工2 22021/8/6204.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型数据流图的指导原则数据流图的指导原则命名、编号原则命名、编号原则名字应体现元素的主要作用和含义。加工应以动宾短语命名，名字应体现元素的主要作用和含义。加工应以动宾短语命名，其他元素应以名词短语命名。其他元素应以名词短语命名。编号应体现元素的可见层次和分解关系。编号应体现元

18、素的可见层次和分解关系。数据流一致性原则数据流一致性原则在分层求精的过程中，子图边界的数据流应该与其在父图中对在分层求精的过程中，子图边界的数据流应该与其在父图中对应加工所关联的数据流保持一致。应加工所关联的数据流保持一致。数据封闭守恒原则数据封闭守恒原则数据流必须产生或终结于数据流必须产生或终结于。数据加工必须既有输入流又有输出流，不能存在数据加工必须既有输入流又有输出流，不能存在和和。数据存储必须有数据存储必须有。2021/8/6214.3 4.3 功能域分析模型功能域分析模型数据流图的指导原则数据流图的指导原则数据流目的性原则数据流目的性原则数据流图不表现数据流图不表现的传递过程。的传递

19、过程。数据流图不表现系统边界之外数据流图不表现系统边界之外的数据处理过程。的数据处理过程。数据流动数据流动，不能在其他元素间直接传递。，不能在其他元素间直接传递。7 72 2原则原则为控制模型复杂度，避免在一张图内绘制为控制模型复杂度，避免在一张图内绘制的数据加工。的数据加工。接口最小化原则接口最小化原则避免让底层流图中的避免让底层流图中的处理过多的数据流。处理过多的数据流。数据流图实例（二）数据流图实例（二）20102010年软考年软考/ /期末考试试题期末考试试题2021/8/6224.4 4.4 数据字典数据字典数据字典数据字典用于对数据流图中的元素进行精确定义和解释。用于对数据流图中的

20、元素进行精确定义和解释。主要内容主要内容数据流条目数据流条目定义数据流的来源、去向、内容构成、流量、峰值等。定义数据流的来源、去向、内容构成、流量、峰值等。数据流分量数据流分量定义构成数据流的数据项含义、类型、取值约束等。定义构成数据流的数据项含义、类型、取值约束等。数据存储数据存储定义数据存储的作用、记录结构、存储方式、存取要求等。定义数据存储的作用、记录结构、存储方式、存取要求等。数据加工说明数据加工说明2021/8/6234.4 4.4 数据字典数据字典定义式定义式用以说明用以说明的的和和的表达式。的表达式。运算符运算符含义举例= =定义为，定义为，左端为被定义项，右端为定义表达式左端为

21、被定义项，右端为定义表达式日期日期 = = 年年 + + 月月 + + 日日登录信息登录信息= =用户名用户名 + + 密码密码 + +验证码验证码+ +并列项，并列项，表示由多个分量并列构成。表示由多个分量并列构成。x yx y可重复项，可重复项， 内的组成部分可重复出现，内的组成部分可重复出现，x,yx,y表示重复的最小和最大次数表示重复的最小和最大次数家庭成员家庭成员 = = 11姓名姓名 + + 关系关系 + + 单位单位 + + 职务职务nn （ ）可选项，可选项，( )( )内的组成形式可有可无内的组成形式可有可无报名材料报名材料 = = 申请表申请表 + + 学历学位证书学历学位

22、证书+ +（推荐信）（推荐信） a|ba|b枚举项，限定取值范围为枚举项，限定取值范围为|的某项的某项性别性别 = = 男男| |女女 M.NM.N界域项，限定取值范围为闭区间界域项，限定取值范围为闭区间M,NM,N 月月=1.12 =1.12 日日=1.31=1.312021/8/6244.4 4.4 数据字典数据字典定义式举例定义式举例航班文件航班文件由一组航班记录构成，由一组航班记录构成，每条记录包含航空公司编号、航每条记录包含航空公司编号、航班号、日期，航班类型，起点、班号、日期，航班类型，起点、终点、起飞时间、降落时间。终点、起飞时间、降落时间。航空公司编号为航空公司编号为2 24

23、4位大写字母位大写字母航班号为航班号为3 3位阿拉伯数字；位阿拉伯数字；航班类型是航班类型是“单程单程”或或“往返往返”之一之一起点、终点不超过起点、终点不超过5050个字符；个字符；日期采用年日期采用年4 4位、月两位、日两位、月两位、日两位的表示形式；位的表示形式；起飞和降落时间包括小时和分钟起飞和降落时间包括小时和分钟等信息等信息航班文件航班文件 1 1 航空公司编号航班号日期航空公司编号航班号日期 航班类型起点终点起航班类型起点终点起 飞时间降落时间飞时间降落时间nn航空公司名称航空公司名称2 A.Z 42 A.Z 4航班号航班号3 0.9 33 0.9 3起点终点起点终点11字符字符

24、5050航班类型航班类型 单程单程| |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”“31”01”“31”起飞时间降落时间小时起飞时间降落时间小时 分钟分钟小时小时“00”.“23”00”.“23”分钟分钟“00”.“59”00”.“59”2021/8/6254.4 4.4 数据字典数据字典、的定义规范的定义规范数据流名称数据流名称别名别名简述简述来源来源 去向去向组成组成数据流量数据流量峰值峰值数据流条目分量名称分量名称简述简述数据类型数据类型精度（长度）精度（长度）取值约束取值约束缺省值缺省值单位单位结构含义结构含义

25、数据流分量存储名称存储名称别名别名简述简述记录结构记录结构存储方式存储方式存取要求存取要求补充信息补充信息数据存储2021/8/6264.4 4.4 数据字典数据字典的定义举例的定义举例数据流名数据流名: :购书单购书单别名别名: : 无无简述简述: : 学生购书时学生购书时 填写的项目填写的项目来源来源: : 学生学生去向去向: : 加工加工1“1“审查并开发票审查并开发票”组成组成: : 数据流量数据流量: :100100次次/ /天天 高峰值：高峰值：400400次次/ /天（开学初）天（开学初） 购书单发票领书单学生学生审查并开发票1 1开领书单2 2学生学生教材存量表教材存量表教材使

26、用表教材使用表2021/8/6274.4 4.4 数据字典数据字典的定义举例的定义举例购书单发票领书单学生学生审查并开发票1 1开领书单2 2学生学生教材存量表教材存量表教材使用表教材使用表数据分量名数据分量名: :学号学号简述简述: :在籍学生的在籍学生的 唯一编号唯一编号数据类型数据类型: :字符串字符串长度：长度：9 9取值范围：取值范围：无无缺省值：缺省值：无无单位：单位：无无结构含义结构含义: :第第1 12 2位：位： 入学年份入学年份 第第3 34 4位：位： 学院编号学院编号第第5 56 6位：位： 该学院的专业编号该学院的专业编号第第7 79 9位：位： 学生在该专业的顺序号

27、学生在该专业的顺序号2021/8/6284.4 4.4 数据字典数据字典的定义举例的定义举例购书单发票领书单学生学生审查并开发票1 1开领书单2 2学生学生教材存量表教材存量表教材使用表教材使用表数据存储名数据存储名: :教材存量表教材存量表别名别名: :无无简述简述: :保存所有教材的保存所有教材的 库存信息库存信息记录结构：记录结构： 存储方式：存储方式：关系数据库中的表关系数据库中的表关键字：关键字：教材编号教材编号存取要求：存取要求：随机读写随机读写补充要求补充要求: : 根据根据“教材编号教材编号”查询查询2021/8/6294.4 4.4 数据字典数据字典的定义规范的定义规范加工名

28、称加工名称编号编号作用简述作用简述输入流输入流输出流输出流加工策略加工策略执行要求执行要求数据加工购书单发票领书单学生学生审查并开发票1 1开领书单2 2学生学生教材存量表教材存量表教材使用表教材使用表加工名称：加工名称：审查并开发票审查并开发票编号：编号：1 1作用简述：作用简述：为合理的购书要求打印发票为合理的购书要求打印发票输入流输入流: :购书单购书单输出流输出流: :“发票发票”或或“无效提示无效提示”：执行要求：执行要求：处理时间处理时间1010s s2021/8/6304.4 4.4 数据字典数据字典的说明的说明“加工策略加工策略”是对是对的解释说明，它的解释说明，它定义了数据加

29、工所采用的定义了数据加工所采用的2021/8/6314.4 4.4 数据字典数据字典伪代码举例伪代码举例 /根据身份证号码和取票单进行取票审核，并打印机票。根据身份证号码和取票单进行取票审核，并打印机票。身份证号身份证号 = = 读卡器读卡器. Read();. Read();if (if (身份证号身份证号 in in 旅客订票文件旅客订票文件. .身份证号）身份证号） if( if(取票单取票单.OtherItems = .OtherItems = 旅客订票文旅客订票文.OtherItems) .OtherItems) return return 打印机票打印机票( (身份证号身份证号); ); else else return “ return “取票单信息错误取票单信息错误”； else else return “ return “该旅客未订票该旅客未订票”2021/8/6324.4 4.4 数据字典数据字典判定表判定表适于表达包含多条件组合判定和多目标动作的加工策略。适于表达包含多条件组合判定和多目标动作的加工策略。判定表由四部分组成判定表由四部分组成2021/8/6334.4 4.4 数据字典数据字典判定表实例判定表实例已知：已知：1 1）审核条