第五章 面向数据流的分析方法课件

第五章面向数据流的分析方法第五章面向数据流的分析方法结构化分析方法（SA方法）--面向数据流自顶向下逐步求精进行需求分析的方法。沿数据流图回朔用户复查细化数据流图修正开发计划书写文档审查和复审分析过程面向数据的方法，以数据流为中心。其核心概念包括：进程、数据流、数据存储、外部实体、数据组和数据元素。有代表性的模拟工具有：数据流图、数据字典、原始进程规格说明。

第五章面向数据流的分析方法基本思想自顶向下逐层分解结构化分析(StructuredAnalysis)它是一种面向数据流的需求分析方法，适用分析大型数据处理系统，是一种简单、实用的方法。第五章面向数据流的分析方法软件系统（S）D1D2D3…Dn问题域DiP1P2P3…Pn问题PjF1F2F3…Fn问题域问题行为（功能）对应于软件子系统对应于子软件的软构件对应于软件子系统自顶向下需求分析模型图S={D1，D2，D3，…Dn}Di={P1，P2，P3，…Pm}Pj={F1，F2，F3，…Fk}第五章面向数据流的分析方法数据流图数据流程图：描绘系统的逻辑模型，图中没有具体的物理元素，只是描绘信息在系统中流动和处理的情况。设计数据流图只需考虑系统必须完成的基本逻辑功能，完全不需要考虑如何具体的实现这些功能。1.符号（四种基本符号）数据的源点或终点数据处理数据存储数据流一些附加符号（略）仓库管理员定货系统采购员D1:库存清单仓库管理员1处理事务2产生报表采购员D2:定货信息2.例子基本系统模型功能级数据流图事务定货报表事务定货报表定货信息定货信息库存清单第五章面向数据流的分析方法数据流图说明：描绘“做什么”，不考虑“怎么做”箭头：数据流图和程序图中用箭头表示的控制流有本质不同，不能混淆。在数据流图中应该描绘所有可能的数据流向，而不应该描绘出现某个数据流的条件。处理：处理并不一定是一个程序。一个处理框可以代表一系列程序、单个程序或者程序的一个模块，也可代表一个人工处理过程，如用户目视检查数据正确性。数据存储：一个数据存储并不等同于一个文件，它可以表示一个文件、文件的一部分、数据库的元素或记录的一部分等；数据可以存储在磁盘、磁带、磁鼓、主存、微缩胶片、穿孔卡片及其他任何介质上(包括人脑)。数据存储和数据流都是数据，仅仅所处的状态不同。数据存储是处于静止状态的数据，数据流是处于运动中的数据。第五章面向数据流的分析方法数据流图仓库管理员1.1接收事务1.2更新库存清单1.3处理定货2产生报表采购员D1:库存清单D2:定货信息事务事务库存信息定货信息定货信息定货报表命名

为数据流（或数据存储）命名为处理命名用途

交流信息的工具分析和设计的工具进一步设计的依据库存清单第五章面向数据流的分析方法教师教学网络测评系统数据流图统计查询学生评测数据提交并存储以测评子项得分为单位评测数据记录以测评类型得分为单位评测数据记录被评对象各测评类型的得分记录被评对象各测评子项得分记录以评测类型为单位的测评表第五章面向数据流的分析方法数据流图的绘制步骤(1)数据流图的绘制步骤

（1）确定所开发的系统的外部项（外部实体），即系统的数据来源和去处。

（2）确定整个系统的输出数据流和输入数据流，把系统作为一个加工环节，画出关联图。

（3）确定系统的主要信息处理功能，按此将整个系统分解成几个加工环节（子系统）确定每个加工的输出与输入数据流以及与这些加工有关的数据存储。

（4）根据自顶向下，逐层分解的原则，对上层图中全部或部分加工环节进行分解。第五章面向数据流的分析方法数据流图的绘制步骤(2)（5）重复步骤（4），直到逐层分解结束。（6）对图进行检查和合理布局，主要检查分解是否恰当、彻底，DFD中各层是否有遗漏、重复、冲突之处，各层DFD及同层DFD之间关系是否争取及命名、编号是否确切、合理等，对错误与不当之处进行修改。（7）和用户进行交流，在用户完全理解数据图的内容的基础上征求用户的意见。第五章面向数据流的分析方法数据字典

数据字典是关于数据的信息的集合，也就是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合1.数据字典的内容

数据流数据流分量数据存储处理数据处理：用IPO图或PDL描述比较方便直观。数据元素的别名：~包含信息数据、控制项、数据存储或外部实体的主要名称和别名使用数据和对象的列表、使用对象的方式描述数据或控制内容的符号关于数据类型、预置值、限制等其他补充信息第五章面向数据流的分析方法数据项的定义数据三种基本类型顺序选择循环即以确定次序连接两个或多个分量从两个或多个可能的元素选取一个即把指定的分量重复零次或多次算符意义=等价于或定义为+连接两个分量[]或(从方括号内列出的若干个分量中选择一个),用“|”号分开供选择分量{}重复(重复花括号内的分量)()可选(圆括号内的分量可有可无)数据字典符号第五章面向数据流的分析方法数据字典举例教师测评系统中,数据字典部分内容测评子项得分={测评子项编号+{子项得分}}学生评测数据={序号+教师姓名+{所任课程}+{测评子项得分}}以测评子项得分为单位的评测数据记录={学期+被评对象编号+测评类型编号+评测者区别编号+测评子项名称+测评子项所得分值}以测评类型得分为单位的评测数据记录={学期+被评对象编号+测评类型编号+评测者区别编号+本测评类型所得分值}被评对象各测评类型的得分记录={学期+被评对象编号+测评类型编号+测评类型得分+本测评类型占总分的比率}第五章面向数据流的分析方法

用户的数据要求----需要哪些数据，数据之间有哪些联系，数据本身有哪些性质，数据的结构等）。用户的处理要求---对数据进行哪些处理，每个处理的逻辑功能。

概念性模型（信息模型）---一种面向问题的数据模型，是按照用户的观点来对数据和信息建模。表示概念性数据模型的最常用方法是实体-联系方法，采用用ER图的方式，这种表示又称为ER模型。ER模型

实体：客观世界中存在的且可区分的事物。联系：客观事物之间的联系（三类--1：1，1：N，M:N）属性：实体或联系所具有的性质。教师姓名性别职称职务教师号教1课程N课程号课名学时学分学M学生N学号姓名性别系年级成绩

范式通常用范式定义消除数据的冗余度（略）实体——关系图第五章面向数据流的分析方法图形工具

层次方框图：用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘数据的层次结构。

产品

硬件

软件

服务

处理机

存储器外部设备系统软件应用软件软件服务硬件维修培训操作系统编译程序软件工具层次方框图的一个例子

注意：层次方框图即可以表示数据的层次结构，也可以表示程序的层次结构第五章面向数据流的分析方法图形工具（续）

Warnier图：用树形结构描绘数据的层次结构。软件产品系统软件操作系统(P1)编译程序(P2)软件工具编辑程序(P3)测试驱动程序(P4)设计辅助程序(P5)应用软件⊕第五章面向数据流的分析方法图形工具（续）

IPO图:输入/处理/输出图的简称-IBM。旧的主文件事务文件1、校验主记录2、校验事务记录3、更新主记录1、校验主记录2、有效的事务记录3、更新后的主文件第五章面向数据流的分析方法—教材购销管理系统（1）

问题描述：学校教材科根据业务的需要，建立一个学校教材购销管理系统，提高教材采购、销售和信息管理的效率。学生张秘书购书申请王会计李出纳赵保管学生购书证明购书申请购书申请书学生审查有效性购书单开发票开领书单发书学生有效购书单发票领书单书学生审查并开发票购书单开领书单发书学生发票领书单书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1）通过对现实环境的调查研究，获得当前系统的具体模型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。第五章面向数据流的分析方法—教材购销管理系统（2）学生审查并开发票购书单开领书单学生发票领书单无效书单4）对目标系统进行补充和完善，并写出完整的需求说明。学生1审查并开发票购书单2开领书单学生发票领书单无效书单各班学生用书表教材存量表5）对需求说明进行复审，直到确认文档齐全，并且符合用户的全部需求为止第五章面向数据流的分析方法—教材购销管理系统（3）学生教材购销管理系统书库保管员1.教材购销管理系统的顶层DFD学生书库保管员2.第二层DFD图—教材购销系统购书单领书单缺书单进书通知购书单领书单1销售2采购进书通知F2:缺书登记表F1:教材存量表缺书单进书通知第五章面向数据流的分析方法—教材购销管理系统（4）1.1审查有效性1.2开发票有效购书单1.3领书并开领书单发票1.4登记缺书1.5补售教材F2:缺书登记表学生学生无效书单领书单领书单F3:各班学生用书表F4:售书登记表

补售书单

暂缺书单采购3.第三层DFD图—销售子系统F1:教材存量表第五章面向数据流的分析方法—教材购销管理系统（5）2.3修改教材库存和待购量2.1按书号汇总缺书F2:缺书登记表销售子系统书库保管员F1:教材存量表进书通知第三层DFD图—采购子系统2.2按出版社统计缺书F5:待购教材表F6:教材一览表进书通知第五章面向数据流的分析方法—教材购销管理系统（6）数据字典（DataDirectory-DD)领书单=学院+专业+班级+学号+姓名+{书号+[书名]+数量}+日期有效购书单=领书单发票=学号+姓名+{书号+[书名]+单价+数量+总价}+书费合计教材存量表={书号+单价+数量}暂缺书单=学号+姓名+{书号+数量}补售书单=学号+姓名+{书号+数量}第五章面向数据流的分析方法经过初步的需求分析，得到系统功能要求：1、监视病员的病症（血压、体温、脉搏等）。2、定时更新病历。3、病员出现异常情况时报警。4、随机地产生某一病员的病情报告。实例：医院病房监护系统产生病情报告监视病情更新病历2.2.4实例：医院病房监护系统第五章面向数据流的分析方法系统功能要求：

1、监视病员的病症（血压、体温、脉搏等）

2、定时更新病历

3、病员出现异常情况时报警。

4、随机地产生某一病员的病情报告。顶层：病员护士护士病员监护系统病员日志病症信号要求报告病症报告报警例医院病房监护系统第五章面向数据流的分析方法第一层：病员护士护士中央监视病员日志病症信号要求报告病症报告报警局部监视生成报告病员极限更新日志病员数据格式化病员数据生理信号极限值1324日志数据日志数据医院病房监护系统顶层DFD图第五章面向数据流的分析方法第二层：加工“中央监视”分解计算超过极限值否病员数据超过极限值报警开解信号产生报警信息病员极限格式化病员数据体温血压、体温脉搏生理信号极限值时间脉搏血压日期时钟格式化病员数据3.13.23.33.4医院病房监护系统二层DFD图第五章面向数据流的分析方法计算超过极限值否病员数据超过极限值报警开解信号产生报警信息病员极限格式化病员数据体温血压、体温、脉搏生理信号极限值时间脉搏血压日期时钟格式化病员数据3.13.23.33.4第二层：加工“中央监视”分解医院病房监护系统分层DFD图图15第一层格式化病员数据生理信号极限值病员护士护士中央监视病员日志病症信号要求报告病症报告报警局部监视生成报告病员极限更新日志病员数据1324日志数据图16第五章面向数据流的分析方法二、用例(usecase)一个用例是用户与计算机之间的一次典型交互过程。在UML中，用例表示为一个椭圆

含义

1、用例捕获某些用户可见的需求，实现一个具体的用户目标。

2、用例由执行者激活，并提供确切的值给执行者。

3、用例可大可小，但它必须是对一个具体的用户目标实现的完整描述。

特点第五章面向数据流的分析方法举例教师测评系统用例图

以《测评系统》为例，“一个学生测评某位老师”和“管理员进行测评数据处理”便是两个典型的用例

测评数据处理学生管理员说明：学生、管理员是执行者第五章面向数据流的分析方法三、执行者(Actor)含义执行者是指用户在系统中所扮演的角色。其图形化的表示是一个小人。

通信联系不带箭头的线段将执行者与用例连接到一起，表示两者之间交换信息注意尽管执行者在用例图中是用类似人的图形来表示的，但执行者未必是人。意义面对一个大系统，要列出用例清单常常是十分困难。这时可先列出执行者清单，再对每个执行者列出它的用例，问题就会变得容易很多第五章面向数据流的分析方法举例教师测评系统用例模型第五章面向数据流的分析方法面向数据流的设计方法

变换分析：汽车数字仪表板功能：

1）通过A/D转换实现传感器和微处理器接口，

2）在发光二极管面板上显示数据，

3）指示每小时英里数（mph)，行驶的里程，每加伦油行驶的英里数(mpg)等等。

4）指示加速或减速；

5）超速警告：如果车速超过55英里/小时，则发出超速警告铃声。A/D转数计数器流量传感器微处理机里程表车速表油效表油管系统加速/减速指示超速报警第五章面向数据流的分析方法

面向数据流的设计方法读旋转信号收集和求平均转换成转/分（rpm）计算里程确定加速/减速产生加速/减速显示产生里程显示计算mph和超速值计算燃料消耗发出铃声产生mph显示产生mpg显示读和校核计算gph旋转信号信号/秒SPS△SPSSPSrpmrpm箭头指示上箭头⊕⊕水平线下箭头英里超速值显示铃声mphmphmpggph燃料流燃料流传感器信号Mpg显示数字仪表板控