信息系统分析与开发技术（第3版） 课件 第四章 信息系统的结构化分析与建模

第四章信息系统的结构化分析与建模目录4.1系统分析概述4.2需求信息的获取4.3结构化分析方法4.4处理逻辑描述工具4.5结构化分析案例4.1.1系统分析的目标和内容1．系统分析的目标①获取现行系统的物理模型。②从现行系统的物理模型抽象出其逻辑模型。③建立目标系统的逻辑模型。④优化目标系统的逻辑模型。4.1系统分析概述4.1.1系统分析的目标和内容2．系统分析的内容1）目标分析目标分析包括对现行系统和目标系统的组织目标分析。2）需求分析在系统分析阶段，系统分析员要对组织各有关部门的业务流程进行详细的调查，还要向各级领导和业务人员就系统处理事务的能力和决策功能的需求进行分析。3）功能分析系统分析时，应该弄清楚系统的边界、业务覆盖范围和支持业务所需的系统功能。4.1系统分析概述4.1.2系统总体目标及范围1．系统基本情况系统基本情况包括组织内部、外部的各种情况。组织内部情况包括：现行组织结构，管理体制，人员数量，构成及技术水平，设备状况，产品结构及工艺水平，经济实力，可供开发系统的人、财、物资情况，当前工作中面临的主要问题，组织各级管理者对开发新系统的态度等。企业外部情况包括：与哪些外部组织有何种业务联系，客户特点及分布，产品市场情况，同行业发展情况等。4.1系统分析概述4.1.2系统总体目标及范围2．系统信息处理情况系统信息处理情况主要指现行系统信息处理的方式、方法与处理信息的数量、格式及时效要求，现行信息处理存在的问题，对新系统信息处理的期望与要求等。4.1系统分析概述4.1.2系统总体目标及范围3．开发新系统的资源条件及用户对开发新系统的态度①系统目标和范围的描述。②系统运行环境描述。③确定计算机系统选型要求④系统开发计划。4.1系统分析概述4.1.3系统分析常用方法结构化分析（StructuredAnalysis，SA）方法是面向数据流进行分析的方法，利用图形作为表达工具，清晰、简明，易于学习和掌握。具体地说，结构化分析方法按照自顶向下、逐层分解的原则，将系统功能逐层分解为多个子功能，对应多个子系统，并在功能分解的同时进行相应的数据分析和分解，借助数据流程图来表示。4.1系统分析概述目录4.1系统分析概述4.2需求信息的获取4.3结构化分析方法4.4处理逻辑描述工具4.5结构化分析案例4.2.1需求信息的种类结构化分析（StructuredAnalysis，SA）方法是面向数据流进行分析的方法，利用图形作为表达工具，清晰、简明，易于学习和掌握。①按信息内容，分为自然信息和人工信息。②按信息的产生形式，分为原始信息和非原始信息。③按信息的反映面，分为宏观信息和微观信息。④按信息的时态，分为历史信息、现在信息和未来信息。⑤按信息的保密程度，分为公开信息、内部信息和保密信息。⑥按信息描述事物的方式，分为定性信息和定量信息。4.2需求信息的获取4.2.2需求信息的来源和收集系统分析的核心是摸清原系统的情况（包括组织结构情况、业务过程情况、信息处理情况等）和用户的需求（用户需要系统做什么），因此需要的信息涉及面很广。需求信息即系统基本情况，来源主要包括组织内部和外部。信息的收集是信息运用的前提，只有收集到全面、准确的信息，才能为信息系统的成功开发和建设奠定坚实基础。信息收集不能盲目，必须首先明确信息收集的目标，包括：确定所收集信息的服务对象，确定信息收集的内容，确定信息收集的范围，确定信息收集的量。4.2需求信息的获取4.2.2需求信息的来源和收集需求信息收集的策略主要有：①自下而上广泛收集，保证需求信息的全面性；②有目的地专项收集，全面调查收集或抽象调查收集；③随机积累收集，以备以后分析使用。完成需求信息的收集后，要注意信息的时空性、旁系性、内涵性、拓展性和可组合性，善于思考，勤于分析，都可能获得许多意想不到的宝贵信息。4.2需求信息的获取4.2.3需求信息的获取方法1．收集资料2．发调查表征求意见3．开调查会4．访谈5．深入实际的调查方法4.2需求信息的获取目录4.1系统分析概述4.2需求信息的获取4.3结构化分析方法4.4处理逻辑描述工具4.5结构化分析案例4.3.1自顶向下分析法自顶向下分析法的实质是着眼于数据流，通过逐层分解，建立系统的处理流程，以数据流图和数据字典为主要工具，建立系统的逻辑模型。其主要步骤包括：①通过对用户的调查，以软件需求为线索，获得当前系统的物理模型；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；③根据计算机信息处理的特点，分析当前系统与目标系统的差别，以建立目标系统的逻辑模型；④完善目标系统并补充细节，写出目标系统的软件需求规格说明；⑤评审，直到确认完全符合用户对软件的需求。4.3结构化分析方法4.3.2业务流程分析业务流程分析的目的和任务为：在对当前系统的组织结构和功能进行分析时，将详细调查中有关某业务流程的资料从业务流程的角度串起来，以便进一步分析。业务流程分析可以帮助系统分析员了解该业务的具体处理过程，发现系统调查中的错误和疏漏，修改当前系统的不合理部分，优化业务处理流程，为目标系统的开发打下基础。4.3结构化分析方法4.3.2业务流程分析1．业务流程图的基本符号业务流程图（TransactionFlowDiagram，TFD）是业务流程分析所使用的图形工具，是用一些规定的符号和连线来表达某具体业务的处理过程。可以认为，业务流程图是在业务功能的基础上进行的细化，利用系统调查的资料，用一个完整的图形将业务处理过程中的所有处理步骤串联起来。绘制业务流程图是业务流程分析过程中的重要步骤。4.3结构化分析方法XXXXXXXXXXXXXXX人员或部门业务功能单据多张单据账簿单据流向4.3.2业务流程分析2．业务流程图的绘制业务流程图的绘制是按照业务的实际处理步骤和过程绘制的，要依据业务调查的语义描述进行分析。在调查中，对当前系统的信息处理过程进行分析、归纳、整理、简化描述，以利于获取现行系统的主要信息，还应注意：在调查前，可先对组织内有关的管理人员、业务人员进行系统开发前的短期培训，使他们对项目的开发有正确的认识，从而得到他们的积极配合和支持，应与被调查的不同层次的业务负责人一起完成业务流程的描述、数据的分类和综合……4.3结构化分析方法4.3.3数据流程分析数据是信息的载体，也是信息要处理的对象。因此，必须对当前系统调查中收集到的数据和处理数据的过程进行分析、整理。数据流程分析是建立数据库系统和设计功能模块处理过程的基础。数据流程分析是把数据在组织内部的流动情况抽象地独立出来，舍去具体的组织机构、信息载体、物质、材料等，单从数据流动过程来考查实际业务的数据处理模式。数据流程分析的目的是发现和解决数据流通中的问题。4.3结构化分析方法4.3.3数据流程分析数据流程分析的内容包括：①收集现行系统的全部输入单据和报表，输出单据和报表，以及数据存储介质（账本、清单等）的典型格式；②明确各处理过程的处理方法和计算方法；③调查、确定上述各种单据、报表、账本、清单的制作单位、报送单位、存储单位、发生频率、发生的高峰时间和高峰度等；④注明各项数据的类型、长度、取值范围等。4.3结构化分析方法4.3.4数据流程图3．数据流程图绘制的注意事项1）划分层次，逐层分解2）数据流程图的正确性检查（1）任何一个处理至少有一个输入数据流和一个输出数据流（2）任何一个数据存储必定有流入的数据流和流出的数据流（3）任何一个数据流至少有一端是处理框（4）某处理框的输入数据流、输出数据流必须出现在相应的子图中4.3结构化分析方法4.3.5数据字典2．数据字典的条目1）数据项2）数据结构3）数据流4）数据存储5）处理逻辑6）外部实体4.3结构化分析方法4.3.5数据字典3．数据字典的使用和管理数据字典的建立有两种方式，既可以由手工方式生成，也可以由计算机自动生成。手工方式是将上面介绍的格式写在卡片或者纸上，并分类建立一览表。计算机方式是在手工方式的基础上，整理、存储在计算机中，由软件进行管理，查询和修改十分方便。对于规模较小的信息系统，采用手工方式是比较合适的选择。4.3结构化分析方法4.3.5数据字典3．数据字典的使用和管理数据字典实际上是“关于系统数据的数据库”。在整个系统开发阶段和系统运行维护阶段，数据字典是必不可少的工具。在系统分析过程中，数据字典可以方便地通过名称去查询数据的定义，也可以按照各种要求随时列出各种表，以满足系统分析员的需求。数据字典也可以反过来使用，由描述内容去查询数据的名称。4.3结构化分析方法目录4.1系统分析概述4.2需求信息的获取4.3结构化分析方法4.4处理逻辑描述工具4.5结构化分析案例4.4.1结构化语言结构化语言，又称为程序设计语言（ProgramDesignLanguage，PDL），是一种模仿计算机语言的处理逻辑描述方法，是介于自然语言与形式化语言之间的半形式化语言，在自然语言的基础上增加了一些限制，使用有限的词汇和语句来描述处理逻辑。1．主要结构1）简单陈述句2）判定结构3）循环结构4.4处理逻辑描述工具4.4.1结构化语言2．应用举例假设某企业“检查发货单”业务有这样的处理：对于超过10000元的大额发货单，若欠款不超过3个月，则发赊欠报告，否则在欠款未偿清之前不发批准书和发货单；对于10000元以下的小额发货单，若欠款不超过3个月，则直接发批准书和发货单，否则向客户发赊欠报告，并发批准书和发货单。4.4处理逻辑描述工具4.4.1结构化语言该处理逻辑用结构化语言描述如下：4.4处理逻辑描述工具4.4.2决策树决策树一般是自上而下生成的，每个决策或事件都可能引起两个或多个事件，导致不同的结果。选择分割的方法有好几种，但是目的都是一致的，即对目标类尝试进行最佳的分割。从根到每个叶子节点都有一条路径，这条路径就是一条“规则”。决策树既可以是二叉树，也可以是多叉树。决策树主要由三部分组成：决策节点、方案分支和决策结果。要决策的问题的定义就是决策节点；以条件为例，从决策节点连接形成的分支结构就是方案分支，往往根据条件值的多少来决定分支的数量；不同方案分支通过不同路径得出决策结果，从而形成决策树。4.4处理逻辑描述工具4.4.2决策树用决策树描述处理逻辑的优点是：①可以生成容易理解的规则；②计算量相对较小；③可以处理连续和分类条件；④可以清晰地显示哪些条件比较重要。用决策树描述处理逻辑的缺点是：①对连续值的条件比较难预测；②对有时间顺序的条件需要很多预处理的工作；③当类别太多时，错误可能增加得比较快；④一般的算法分类只是根据一个条件来分类。4.4处理逻辑描述工具4.4.3决策表决策表是一种表格状的决策分析工具，可以在条件复杂的情况下，直观地描述具体条件、决策规则和应该采取的行动之间的逻辑关系。决策表的优点是清晰易懂，但是只适合描述条件，描述循环比较困难。4.4处理逻辑描述工具4.4.3决策表运用决策表来描述决策逻辑，通常包括以下步骤：①分析、确定决策逻辑涉及的条件，列在决策表的左上方；②分析、确定每个条件的取值情况；③列出条件的所有组合情况，标在决策表的右上方；④分析、确定决策逻辑涉及的动作，列在决策表的左下方；⑤决定各种条件组合下所采取的行动，画在决策表的右下方；⑥应用合并规则，化简决策表。4.4处理逻辑描述工具4.4.4工具选择在描述一个基本加工的处理逻辑时，结构化语言、决策树和决策表通常被交叉使用，互相补充。这三种描述工具各有优缺点。对于不太复杂的判定情况或者使用决策表有困难的，可以使用决策树。同时存在顺序、判断和循环的处理逻辑描述比较适合结构化语言；包含组合条件较多的判断的处理逻辑描述适合决策表。哪种描述工具最好取决于一系列因素：问题的特性和复杂程度、由决策导出的行动个数，以及使用的难易程度。4.4处理逻辑描述工具4.4.4工具选择从评价各方法的优点和局限性来说，可以给出下列结论：①数据流程图的基本作用是描述数据流程，可以用于各种层次的系统分析，并且有利于提供高质量的系统文档。然而这种方法对于输出、输入的细节描述较差，在初期使用它非常容易造成混淆。②当问题要求给出行动顺序和具体决策时，最好使用结构化语言。4.4处理逻辑描述工具4.4.4工具选择③数据字典是满足系统的数据需求基础上简化结构，也可以用于各种层次的系统分析，但是不能提供有关功能方面的细节，并且不易被不懂技术的用户接受。④决策树常用于验证逻辑关系问题和在只涉及少量行动方案的决策问题。⑤决策树和决策表最适合处理那些具有复杂分支路线的决策，如计算优惠价或者销售回扣、库存控制等。4.4处理逻辑描述工具目录4.1系统分析概述4.2需求信息的获取4.3结构化分析方法4.4处理逻辑描述工具4.5结构化分析案例1．组织结构分析根据调查，得到如图所示的组织结构。其中，站长室主要负责监督项目任务的分配和管理；主任室主要负责协助管理机关日常工作，如组织会议、文秘、档案、机要、保密、信访等工作；总工室负责工程项目的管理；综合室主要负责项目的申请处理和备案等；监督小组负责工程项目的监督；分站负责市外的工程项目