软件工程教案第三章

软件工程教案第三章第一页，共八十四页，编辑于2023年，星期三模型的作用建模的原因：在建模过程中了解系统通过抽象降低复杂性有助于回忆所有的细节有助于开发小组间的交流有助于与用户的交流为系统的维护提供文档

第二页，共八十四页，编辑于2023年，星期三模型化或模型方法是通过抽象、概括和一般化，把研究的对象或问题转化为本质（关系或结构）相同的另一对象或问题，从而加以解决的方法。模型化方法要求所建立的模型能真实反映所研究对象的整体结构、关系或某一过程、某一局部、某一侧面的本质特征和变化规律。第三页，共八十四页，编辑于2023年，星期三模型的类型数学模型描述模型图形模型第四页，共八十四页，编辑于2023年，星期三需求分析的步骤当前系统目标系统物理模型逻辑模型逻辑模型物理模型模型化抽象化具体化实例化怎么做做什么当前系统目标系统需求定义第五页，共八十四页，编辑于2023年，星期三逻辑模型和物理模型

模型是对对象系统的形式化的特征抽象，概括性或近似地表示；

构造模型的过程是一个抽象、分析的过程。对象系统模型系统抽象（映射）模型应用模型构造的过程第六页，共八十四页，编辑于2023年，星期三

逻辑模型物理模型

(本质模型、概念模型)

(实施模型、技术模型)现行系统目标系统描述重要的业务功能，无论系统是如何实施的。描述现实系统是如何在物理上实现的。描述新系统的主要业务功能和用户新的需求，无论系统应如何实施。描述新系统是如何实施的（包括技术）。第七页，共八十四页，编辑于2023年，星期三需求分析过程示意学生(1)通过对现实环境的调查，

获得当前系统的物理模型

学生购书申请购书单发票领书单书107张教务科206王会计室206李出纳员303赵教材科学生购买教材的物理模型第八页，共八十四页，编辑于2023年，星期三需求分析过程示意(2)去掉具体模型中的非本质因素，

抽象出当前系统的逻辑模型

学生购买教材的逻辑模型学生学生购书申请购书单发票领书单书审查有效性开发票开领书单发书第九页，共八十四页，编辑于2023年，星期三需求分析过程示意(3)分析当前系统与目标系统的差别，

建立目标系统的逻辑模型

计算机售书系统的逻辑模型学生学生购书单发票领书单审查并开发票开领书单无效书单第十页，共八十四页，编辑于2023年，星期三分析阶段中常用的模型（逻辑模型）数据流图（DFD）实体―联系图（ERD）类图实例图时序图状态图协作图事件列表数据流定义数据元素定义

……第十一页，共八十四页，编辑于2023年，星期三SafeHomede的第1层DFD控制面板与用户交互控制面板显示密码电话号码拨音传感器状态显示信息配置请求用户命令和数据配置系统警铃电话线传感器配置信息显示信息和状态监控传感器激活／不激活系统传感器信息密码处理警告类型检验id信息开始停止状态信息第十二页，共八十四页，编辑于2023年，星期三

客户保险销售人员签订一份保险单销售统计客户统计使用用例图举例第十三页，共八十四页，编辑于2023年，星期三

状态图

例：状态1Do:活动1状态2.…...事件1[条件1]/动作1结束事件初始事件空闲可视菜单左边按钮按下/显示弹出菜单左边按钮弹起/擦除弹出菜单光标移动/高亮菜单项弹出菜单动作第十四页，共八十四页，编辑于2023年，星期三

接电话的顺序图

：受话者交换机远程交换机受话者拿起话筒听通话声拨号码......铃响信号铃响铃响停止信号拿起话筒铃响停止<10deabc{b-a<1}{e-d<5}{c-b<10}路径第十五页，共八十四页，编辑于2023年，星期三

合作图举例打印机忙保存打印文件队列

计算机

打印机空闲打印文件

打印机打印服务器打印文件第十六页，共八十四页，编辑于2023年，星期三

电梯状态图举例在一楼上升停滞下降回到一楼回一楼想要到达楼层想要到达楼层电梯行程开始向上向上向下第十七页，共八十四页，编辑于2023年，星期三F1:航班信息文件＝{航空公司名称＋航班号＋起点＋终点＋日期＋起飞时间＋降落时间}航空公司名称＝2{字母}4

航班号＝3{十进制数字}3

字母＝“A”…“Z”十进制数字＝“0”…“9”起点＝终点＝1{汉字}10

起飞时间＝降落时间＝时＋分时＝“00”…“23”

分＝“00”…“59”

日期＝年＋月＋日年＝[2000｜2001｜2002｜2004]

月＝“01”…“12”

日＝“01”…“31”第十八页，共八十四页，编辑于2023年，星期三§3.4分析建摸方法结构化分析(传统建模方法)面向对象分析第十九页，共八十四页，编辑于2023年，星期三§3.4.1结构化分析方法

(StructuredAnalisys,SA)基于数据流技术的分析方法

需求获取应遵循的三条基本原则：

分解抽象投影第二十页，共八十四页，编辑于2023年，星期三分析模型的主要目标描述用户需要建立创建软件设计的基础定义软件完成后可被确认的一组需求第二十一页，共八十四页，编辑于2023年，星期三分析模型的结构数据字典数据流图E-R图状态变迁图加工规约控制规约数据对象描述第二十二页，共八十四页，编辑于2023年，星期三分析模型的元素数据字典(DD)：模型核心(中心库)E-R图(ERD)：数据流图(DFD)

指明数据在系统中移动时如何被变换;描述对数据流进行变换的功能;DFD中每个功能的描述包含在加工规约

(小说明)。状态变迁图(STD)

指明作为外部事件的结果,系统将如何动作。第二十三页，共八十四页，编辑于2023年，星期三3.4.3数据建模

E-R图是数据建模的基础第二十四页，共八十四页，编辑于2023年，星期三将分析模型转换为软件设计数据字典数据流图E-R图状态变迁图加工规约控制规约数据对描述象数据设计体系结构设计接口设计过程设计分析模型设计模型第二十五页，共八十四页，编辑于2023年，星期三将设计模型金字塔倒立的后果是什么？数据设计体系结构设计接口设计过程设计第二十六页，共八十四页，编辑于2023年，星期三讨论要点SA方法建立功能模型的描述方法

DFDDD

其他描述方法第二十七页，共八十四页，编辑于2023年，星期三3.4.4功能建模和信息流

基于计算机的系统输入信息信息流模型输出信息外部实体外部实体外部实体输入信息外部实体外部实体输出信息输出信息第二十八页，共八十四页，编辑于2023年，星期三一.数据流图

(DFD，DataFlowDiagram)

描述逻辑模型的图形工具，表示数据在系统内的变化。

第二十九页，共八十四页，编辑于2023年，星期三实例

考务处理系统功能

(1)对考生送来的报名单进行检查;(2)对合格的报名单编好准考证号后将准考证送给考生，并将汇总后的考生名单送给阅卷站;(3)对阅卷站送来的成绩单进行检查，并根据考试中心制定的合格标准审定合格者;(4)制作考生通知单(含成绩及合格/不合格标志)送给考生;(5)按地区进行成绩分类统计和试题难度分析，产生统计分析表。第三十页，共八十四页，编辑于2023年，星期三考务处理系统的分层DFD第三十一页，共八十四页，编辑于2023年，星期三顶层数据流图考生考务处理系统考试中心阅卷站不合格报名单报名单准考证考生通知单成绩清单合格标准错误成绩清单考生名单统计分析表第三十二页，共八十四页，编辑于2023年，星期三登记报名单报名单准考证1统计成绩2不合格报名单考生通知单成统计分析表0层数据流图考生名册绩清单合格标准考生名单成绩清单错误第三十三页，共八十四页，编辑于2023年，星期三一层数据流图(a)检查报名单报名单准考证1.1编准考证号1.2不合格报名单考生名册考生名单合格报名单登记考生1.3第三十四页，共八十四页，编辑于2023年，星期三一层数据流图(b)检查成绩清单2.1审定合格者2.2考生名册正确成绩清单制作通知单2.3分析统计成绩2.4分析试题难度2.5试题得分清单考生通知单难度分析表合格标准分类统计表成绩清单错误成绩清单经审定的成绩清单第三十五页，共八十四页，编辑于2023年，星期三

DFD可以用来表示一个系统或软件在任何层次上的抽象。

较大型软件系统DFD分成多层(子图、父图概念),可以表示数据流和功能的进一步的细节。第三十六页，共八十四页，编辑于2023年，星期三S2132.22.12.33.13.2顶层（不编号）0层1层第三十七页，共八十四页，编辑于2023年，星期三

数据流和控制流举例（使用Ward和mellor符号）监控固件和操作接口每个固件状态动作警告机器人初始化控制操作命令部件状态缓冲器位置命令开始/停止处理机器人命令机器人命令文件操作设置处理活动记录机器人动作位串第三十八页，共八十四页，编辑于2023年，星期三数据和控制模型的关系DFD加工规约加工模型DFD控制规约控制模型数据输出数据条件数据输入控制输入控制输出加工激活者第三十九页，共八十四页，编辑于2023年，星期三SafeHomede控制面板与用户交互SAFEHOMEARMEDPOWER01123456789*0#OFFARAYSTAYMAXTESTBYPASSINSTANTCODECHIMEREADYpanicalarmcheckfireawaystayinstantbypassnotready第四十页，共八十四页，编辑于2023年，星期三SafeHomede的第0层ＤＦＤ

SafeHomede软件系统用户命令和数据显示信息控制面板传感器传感器状态警铃电话线警告类型电话号码拨音控制面板显示第四十一页，共八十四页，编辑于2023年，星期三SafeHomede的第1层ＤＦＤ控制面板与用户交互控制面板显示密码电话号码拨音传感器状态显示信息配置请求用户命令和数据配置系统警铃电话线传感器配置信息显示信息和状态监控传感器激活／不激活系统传感器信息密码处理警告类型检验id信息开始停止状态信息第四十二页，共八十四页，编辑于2023年，星期三监控传感器的第2层ＤＦＤ电话号码拨音传感器状态配置数据显示格式配置信息产生警告信息拨号评估设置传感器信息读传感器警告类型传感器id类型传感器id类型定位第四十三页，共八十四页，编辑于2023年，星期三SafeHomede的第一层ＣＦＤ控制面板与用户交互控制面板显示显示活动状态（完成、在处理中）配置系统警铃电话线传感器配置信息显示信息和状态监控传感器激活／不激活系统警告信号密码处理传感器事件警告状态超时闪烁标志开／关切换第四十四页，共八十四页，编辑于2023年，星期三SafeHomede的状态变迁图读用户输入超时监视系统状态传感器事件行为显示用户反馈与“用户交互”有关开关/切换与“监视&控制系统”有关显示活动状态与“用户交互”有关传感器事件与“显示信息&状态”有关与“监视&控制系统”有关传感器事件传感器事件与“监视&控制系统”有关传感器事件与“显示信息&状态”有关闪烁与“显示信息&状态”有关第四十五页，共八十四页，编辑于2023年，星期三二.数据字典(DD，DataDictionary)

DD是对所有与系统相关的数据元素的一个有组织的列表,以及精确的、严格的定义，使得用户和系统分析员对于输入、输出、存储成分和中间计算有共同的理解

第四十六页，共八十四页，编辑于2023年，星期三数据字典的作用

DFD中的数据流、数据存储表示某个有组织的数据集合，它们要由SA的其他描述工具-需求字典(数据字典)来描述，包括：词条描述数据结构描述加工逻辑说明第四十七页，共八十四页，编辑于2023年，星期三

DD中数据结构的描述方式定义式

Warnier图巴科斯范式（BNF）第四十八页，共八十四页，编辑于2023年，星期三F1:航班信息文件＝{航空公司名称＋航班号＋起点＋终点＋日期＋起飞时间＋降落时间}航空公司名称＝2{字母}4

航班号＝3{十进制数字}3

字母＝“A”…“Z”十进制数字＝“0”…“9”起点＝终点＝1{汉字}10

起飞时间＝降落时间＝时＋分时＝“00”…“23”

分＝“00”…“59”

日期＝年＋月＋日年＝[2000｜2001｜2002｜2004]

月＝“01”…“12”

日＝“01”…“31”第四十九页，共八十四页，编辑于2023年，星期三重复项：起点＝终点＝1{汉字}10

航空公司名称＝2{字母}4

航班号＝3{十进制数字}3

组合项：日期＝年＋月＋日

起飞时间＝降落时间＝时＋分选择项：年＝[2000｜2001｜2002｜2004]原数据项：字母＝“A”…“Z”

十进制数字＝“0”…“9”

时＝“00”…“23”

分＝“00”…“59”

月＝“01”…“12”

日＝“01”…“31”第五十页，共八十四页，编辑于2023年，星期三定义式中使用的符操作符含义描述

＝定义为＋与(顺序结构)

｛...｝重复(循环结构)〔..｜..〕或(选择结构)〔..,..〕(...)任选

m..n界域＊...,＊注释符第五十一页，共八十四页，编辑于2023年，星期三限制重复次数举例:｛35或53｛｝表示允许重复3-5次｛｝33或33｛｝表示恰好重复3次｛｝｛｝｛｝1表示至少出现1次表示允许重复0至任意次第五十二页，共八十四页，编辑于2023年，星期三数据流条目给出DFD中某个数据流的定义，通常包括：数据流标识数据流来源数据流去向数据流的数据组成流动属性描述：频率、数据量第五十三页，共八十四页，编辑于2023年，星期三购书单发票领书单审查并开发票开领书单无效书单学生12各班学生用书表举例：学生教材存量表第五十四页，共八十四页，编辑于2023年，星期三数据流条目说明举例数据流名:发票别名:

无简述:

学生购书时填写的项目来源:

学生去向:

加工1“审查并开发票”组成:(学号)＋姓名＋｛书号＋数量｝数据流量:1000次/周

高峰值：开学期间1000次/天

第五十五页，共八十四页，编辑于2023年，星期三数据存储条目(数据文件词条)对某个文件的定义，包括：

文件名描述数据结构数据存储方式关键码存取频率和数据量安全性要求第五十六页，共八十四页，编辑于2023年，星期三数据存储条目说明举例文件名:库存记录别名:无简述:存放库存所有可供货物的信息组成：货物名称＋编号＋生产厂家＋单价＋库存量组织方式：索引文件，以货物编号为关键字查询要求:要求能够立即查询第五十七页，共八十四页，编辑于2023年，星期三数据项条目(数据元素词条)不可再分解的数据单位，包括：

名称描述数据类型长度(精度)

取值范围及缺省值计量单位相关数据元素及数据结构第五十八页，共八十四页，编辑于2023年，星期三数据项条目说明举例数据项名:货物编号别名:G-No,G-num简述:本公司的所有货物的编号类型:字符串长度：10取值范围及含义:

第1位：[J｜G](进口/国产)

第2∼4位：LB01..LB29(类别)

第5∼7位：“A00”..“A99”(规格)

第8∼10位：“001”..“999”(品名编号)第五十九页，共八十四页，编辑于2023年，星期三F1:航班信息文件＝{航空公司名称＋航班号＋起点＋终点＋日期＋起飞时间＋降落时间}航空公司名称＝2{字母}4

航班号＝3{十进制数字}3

字母＝“A”…“Z”十进制数字＝“0”…“9”起点＝终点＝1{汉字}10

起飞时间＝降落时间＝时＋分时＝“00”…“23”

分＝“00”…“59”

日期＝年＋月＋日年＝“00”…“99”月＝“01”…“12”

日＝“01”…“31”第六十页，共八十四页，编辑于2023年，星期三存折＝户名＋所号＋帐号＋开户日期＋性质＋（印密）＋1{存取行}50户名＝2{字母}24所号＝“001”..“999”(注：储蓄所编码，规定三位数字)帐号＝“00000001”..“99999999”(注：帐号规定由八位数字组成)开户日期＝年＋月＋日性质＝“1”..“6”(注：“1”表示普通户，

“5”表示工资户等)印密＝“0”(注：印密在存折上不显示)存取行＝日期＋（摘要）＋指出＋存入＋余额＋操作＋复核第六十一页，共八十四页，编辑于2023年，星期三年＝[2001｜2002｜2003｜2004]月＝“01”..“12”

日＝“01”..“31”摘要＝1{字母}4(注：表明该存取是存？是取？还是换？)支出＝金额(注:金额规定不超过9999999.99元)存入＝金额余额＝金额金额＝“0000000.01”..“9999999.99”操作＝“00001”..“99999”复核＝“00001”..“99999”字母＝[“a”..“z”｜“A”..“Z”]第六十二页，共八十四页，编辑于2023年，星期三购书单缺书单销售采购12第二层DFD(０层)教材购销系统教材存量表学生F1缺书登记表F2书库保管员进书通知教材入库信息领书单第六十三页，共八十四页，编辑于2023年，星期三DF01-10DF20-02销售采购1.02.0第二层DFD(０层)教材购销系统教材存量表学生F1缺书登记表F2书库保管员DF02-20DF20-10DF10-0112XSMDCGMD第六十四页，共八十四页，编辑于2023年，星期三DD数据流条目说明举例〔图号〕DF01-10/*有效购书单*/DF01-10=学号＋姓名＋{书号＋数量}第六十五页，共八十四页，编辑于2023年，星期三加工条目(加工逻辑说明)加工类条目即数据处理描述，也称为小说明。描述实现加工的策略而不是实现加工的细节。小说明可认为是DD的组成部分。也可在DD中定义只说明每个加工的组成(每个处理分解成多少小处理),而在小说明中详细描述它的处理逻辑.第六十六页，共八十四页，编辑于2023年，星期三加工条目(加工逻辑说明)

加工逻辑名:登记报名单编号：1.0

激活条件：收到报名单加工逻辑：{1.1检查报名单

+1.2编准考证号

+1.3登记考生}

执行频率：2000次/日第六十七页，共八十四页，编辑于2023年，星期三ＤＤ定义方法找出所有数据元素(数据流，数据存储，数据项，加工)对数据项分类作结构定义排序DD的分类DD中的命名(遵守系统开发规范规定)第六十八页，共八十四页，编辑于2023年，星期三DD的实现(1)人工方法(2)自动方法(利用字典管理程序)DD应具特点(1)通过名字可方便查阅数据定义(2)无冗余(3)易更新修改第六十九页，共八十四页，编辑于2023年，星期三3.小说明(加工逻辑说明的另一种形式)描述的内容：(1)处理逻辑描述基本加工如何把输入数据流变化为输出数据流的加工原则，不涉及具体处理方法。(2)执行条件(3)输入(4)输出(3)优先级(4)执行频率(5)出错处理对策第七十页，共八十四页，编辑于2023年，星期三小说明举例加工名:分类采购(CG111MD)编号:1.1.1加工激活条件:受到图书采购员分类采购操作命令加工逻辑:(1)1.1.1.1预定图书

(2)1.1.1.2外采图书

(3)1.1.1.3赠送图书执行频率:随时第七十一页，共八十四页，编辑于2023年，星期三小说明举例处理名:月票额统计(MHCW713MD)编号:7.1.3激活条件:收到每日售票额信息处理逻辑:1统计月保险金总合月保险金信息=每日日保险金信息之和

2统计月合计月合计信息=每日日合计信息之和执行频率:1次/月第七十二页，共八十四页，编辑于2023年，星期三描述加工逻辑的工具：

结构化语言判定表判定树第七十三页，共八十四页，编辑于2023年，星期三结构化语言介于自然语言和形式语言之间的语言结构化语言的特点：无确定语法可分层、嵌套第七十四页，共八十四页，编辑于2023年，星期三处理名:核实订票处理(MHGP3200MD)编号:3.2激活条件:收到取订票信息处理逻辑:1读订票旅客信息文件

2搜索此文件中是否有与输入信息中姓名及身份证号相符的项

IF

有

THEN

判断余项是否与文件中信息相符

IF

是THEN

输出已订票信息

ELSE

输出未订票信息

ELSE

输出未订票信息执行频率:实时第七十五页，共八十四页，编辑于2023年，星期三判定表(决策表)描述多条件、多目标动作的形式化工具判定表举例(计算机票折扣率)旅游时间订票量折扣量7－9，12月≤20≤20>20>20

15%

5%

20%

30%条件类别四种条件组合操作条件组合下操作的执行1－6,10,11月第七十六页，共八十四页，编辑于2023年，星期三处理名:计算折扣率(MHGP534MD)编号:5.3.4激活条件:收到预订票信息处理逻辑:计算折扣率执行频率:实时旅游时间订票量折扣量7－9，12月1－6,10,11月≤20≤20>20>20

15%

5%