It计算机课件 软件工程第三章软件需求分析

(3©

^^）易，离

单东东一原创

第三章软件需求分析

§3.1需求分析的任务

■准确地定义未来系统的目标，确定为

了满足用户的需求系统必须做什么O

■对目标系统提出完整、准确、清晰、

具体的要求。

■用〈需求规格说明书》规范的形式准

确地表达用户的需求。

■在分析软件需求和书写软件需求规格说明

书的过程中，分析员和用户都起着关键的、

必不可少的作用。

■用户与分析员之间需要沟通的内容非常多

,在双方交流信息的过程中很容易出现误解

或遗漏，也可能存在二义性。

■不仅在整个需求分析过程中应该采用行之

有效的通信技术，而且必须严格审查验证需

求分析的结果。

需求分析的结构化分析方法准则

(1)必须理解并描述问题的信息域，根

据这条准则应该建立数据模型。

(2)必须定义软件应完成的功能，这条

准则要求建立功能模型。

(3)必须描述作为外部事件结果的软件

行为，这条准则要求建立行为模型。

(4)必须对描述信息、功能和行为的模

型进行分解，用层次的方式展示细节。

■实体-联系图，描绘数据对象及数据对象之

间的关系，是用于建立数据模型的图形。

■数据流图，描绘当数据在软件系统中移动

时被变换的逻辑过程，指明系统具有的变换

数据的功能，是建立功能模型的基础。

■状态转换图，指明了作为外部事件结果的

系统行为，描绘了系统的各种行为模式（称

为“状态”）和在不同状态间转换的方式，

是行为建模的基础。

需求分析的任务和步骤

■需求分析的任务

♦建立分析模型

♦编写需求说明

■需求分析的步骤

♦问题分析

♦需求描述

♦需求验证（评审）

需求获取的常用方法

■联合分析小组

用户代表、领域专家和系统分析员

■客户访谈

充分准备，寻找共同语言

循序渐进、逐步逼近

■实际观察用户工作流程

■问题分析与确认

多个来回

软件需求分析的通信途径

软件计划原型

软件需求规格说明

分析建模

■结构化分析模型

■面向对象分析模型

■分析模型描述工具

♦DFD、DD和PSPEC（加工规约）

♦CFD、CSPEC（控制规约）和STD

♦E-R图

♦用例图，对象-关系图，对象-行为图

结构化分析模型

控制说明

i向对象分析模型

对象-行为模型

实体-联系图

实体-联系图是一种概念性的数据模型，包

含3种相互关联的信息：

♦数据对象是可以由一组属性来定义的实体。

♦属性定义了数据对象的性质。

♦数据对象彼此之间相互连接的方式称为联系，

也称为关系。

(D一对一联系(1：D

(2)一对多联系(1：N)

(3)多对多联系(M：N)

某校教学管理ER图

实体-联系图的符号

■ER图中包含了实体（即数据对象）、关系和

属性等3种基本成分；

■用矩形框代表实体；

■用连接相关实体的菱形框表示关系;

■用椭圆形或圆角矩形表示实体（或关系）的

属性，并用直线把实体（或关系）与其属性连

接起来。

数据流图DFD

■描述系统逻辑模型

信息在系统中的流动和处理

■用途

交流信息的工具

结构化分析和设计的工具

软件需求分析的几个阶段

但问题分析

色问题评估和方案综合

色建模

但规约

P复审

系统分析员的主要焦点是“

做什么(what)”，不是“怎

释械(how)”

§3.2需求获取

3.2.1需求获取的目的

-清楚地理解所要解决的问题

-完整地获取用户需求

需求获取面临的挑战：

(1)问题空间理解

(2)人与人之间的通信

(3)需求的不断变化

3.2.2需求获取的内容

L用户需求分类

(1)功能性需求：定义了系统做什么

(2)非功能性需求:定义了系统工作时

的特性

2.两类需求包括的内容

(1)功能

⑵性能

(3)环境

(4)界面

(5)用户或人的因素

/6\

\(7文档

(/7\

X7数据

✓8\

>(7资源

z9\

\(/)安全保密

(10)软件成本消耗与开发进度

(11)质量保证

⑴功能需求

-系统做什么？

b系统何时做什么？

口系统何时及如何修改

或升级？

(2)性能需求

软件开发的技术性指标：

-存储容量限制

-执行速度、相应时间

吞吐量

(3)环境需求

年硬件设备：机型、外设、接口、

地点、分布、温度、

湿度、磁场干扰等

a软件：操作系统

网络

数据库

(4)界面需求

有来自其它系统的输入吗?

例有到自其它系统的输出吗?

b对数据格式有规定吗？

田对数据存储介质有规定吗?

(5)用户或人的因素

行用户类型?

6各种用户熟练程度?

需受何种训练?

用户理解、使用系统的难度?

用户错误操作系统的可能性?

(6)文档需求

夕需哪些文档?

夕文档针对哪些读者?

(7)数据需求

-输入、输出数据的格式?

-接收、发送数据的频率?

卡数据的准确性和精度？

，数据流量？

，数据需保持的时间？

(8)资源需求

-软件运行时所需的数据、软件。

内存空间等资源。

，软件开发、维护所需的人力、

支撑软件、开发设备等。

(9)安全保密要求

行需对访问系统或系统信息

加以控制吗?

如何隔离用户之间的数据?

-用户程序如何与其它程序

和操作系统隔离?

卡系统备份要求?

(10)软件成本消耗

与开发进度需求

b开发有规定的时间表吗?

b软硬件投资有无限制？

(11)质量保证

育系统的可靠性要求?

系统必须监测和隔离错误吗?

行规定系统平均出错时间？

夕出错后，重启系统允许的时间?

行系统变化如何反映到设计中？

卡维护是否包括对系统的改进？

令系统的可移植性？

3.3需求分析的步骤

怎做、

前

幺当

统

做系

模型化抽象化

当前物理逻辑

需

系统

模型模型求

定

义

具体化实例化

目标物理逻辑

系统模型模型目标

系统

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；

形式化语言：数学语言、图形等;

构造模型的过程是一个抽象、分

析的过程。

对象抽象（映射）>模型

系统<模型应用系统

模型构造的过程

逻辑模型物理模型

（本质模型、概念模型）（实施模型、技术模型）

现描述重要的业务

行功能，无论系统描述现实系统是

系是如何实施的。如何在物理上实

统现的。

目

标描述新系统的主要描述新系统是如

系业务功能和用户新何实施的（包括

的需求，无论系统

统技术）。

应如何实施。

需求分析过程示意

⑴通过对现实环境的调查,

获当前系统的具体模型（物理模型）

购

书

申购心领

书签书于

请

学教务科单会计室票出纳员单教材书学

生

107~206206-303仕

刘/王李/赵王

学生购买教材的具体模型

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

购

书

申

学呼审查

生—有效性

学生购买教材的逻辑模型

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

无效%-

学型里审查并且邕开领领书单学

生开发票书单生

计算机售书系统的逻辑模型

需求分析过程示意

(4)对目标系统进行完善和补充，

并写出完整的需求说明；

(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。

3.4分析建摸

口结构化分析(传统建模方法)

口面向对象分析

3.4.1结构化分析方法

(StructuredAnalisys,SA)

基于数据流技术的分析方法

需求获取应遵循的基本原则：

口分解

田抽象

行信息隐藏

田模块化

分析模型的主要目标

夕描述用户需要

守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

分析模型的结构

分析模型的元素

年数据字典(DD)：模型核心(中心库)

①E-R图(ERD)：

b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)。

育状态变迁图(STD)

指明作为外部事件的结果,系统将如何

动作。

3.4.2数据建模

E-R图是数据建模的基础

系统流程图

叱系统流程图是概括地描绘物理系统的传统

工具。它的基本思想是用图形符号以黑盒子

形式描绘组成系统的每个部件（程序，文档

,数据库，人工过程等）。

A系统流程图表达的是数据在系统各部件之

间流动的情况，而不是对数据进行加工处理

的控制过程，因此尽管系统流程图的某些符

号和程序流程图的符号形式相同，但是它却

是物理数据流图而不是程序流程图。

分层

A面对复杂的系统时，一个比较好的方法是

分层次地描绘这个系统。

b首先用一张高层次的系统流程图描绘系统

总体概貌，表明系统的关键功能。

b然后分别把每个关键功能扩展到适当的详

细程度，画在单独的一页纸上。

A这种分层次的描绘方法便于阅读者按从抽

象到具体的过程逐步深入地了解一个复杂的

系统。

数据流图

b数据流图（DFD）是一种图形化技术，它描绘信息

流和数据从输入移动到输出的过程中所经受的变换

底在数据流图中没有任何具体的物理部件，它只是

描绘数据在软件中流动和被处理的逻辑过程。

任数据流图是系统逻辑功能的图形表示，即使不是

专业的计算机技术人员也容易理解它，因此是分析

员与用户之间极好的通信工具。

后此外，设计数据流图时只需考虑系统必须完成的

基本逻辑功能，完全不需要考虑怎样具体地实现这

些功能。

A数据流图是系统的逻辑模型，然而任何计

算机系统实质上都是信息处理系统，也就是

说计算机系统本质上都是把输入数据变换成

输出数据。

A因此，任何系统的基本模型都由若干个数

据源点/终点以及一个处理组成，这个处理

就代表了系统对数据加工变换的基本功能。

对于上述的定货系统可以画出基本系统模型

O

3.4.3功能建模和信息流

信息流模型

数据流图

(DFD,DataFlowDiagram)

■描述逻辑模型的图形工具，表示数据

在系统内的的流动和处理。

■用途

交流信息的工具

结构化分析和设计的工具

配送中心管理信息系统的零层DFD

不［订货单D1订货单表

八

店送货单

商品编码’（库存管）出库单、入隹5供

发票<----

理应

财务管

订货单表

D3_i______（理,商

八D2缺货单表八

商品

单正八

二3、6g管价格

缺货单缺货单确订

配送管记录

、理〃

销售预D4商品价

路单信息格表

上店销

门销售管）

售信息皿3订单

店

1.数据流图的四个基本成分

数据处理（加工）

-------数据流（数据对象）

数据存储

11

或（文件或数据库）

位于被建模系统之外的信息生

^或III产者或消费者，称为外部项。

—说明数据输入的源点（数据源）

或数据输出的汇点（数据池）

2.DFD各成分的作用和

命名注意事项

数据流

表示数据和数据流向

三个重要属性:

流向（从加工出发或流向加工）

数据组成

数据流名字

数据流命名方法和注意事项

A用名词或名词词组不要使用意

义空洞的名词。

，尽量使用现实系统已有名字,当

命名出现困难，考虑是否数据流

划分不恰当。

，不要把控制流作为数据流。

加工的命名原则

H顶层的加工名就是软件项目

的名字

H最好使用动宾词组，也可用

主谓词组

H不要使用空洞的动词

数据存储

，分层数据流图中，数据存储

一般局限在某一层或某几层

B命名方法与数据流相似

举例:r数据源加工没有输出!

加工至少有

一个输入数|没有输入!

据流和一个“数据池

输出数据流

数据源数据池

数据流必须

数据源I头f起于且/或

/Xz数据存储

止于加工

数据存储数据源

数据存储数据存储）

DFD的性质

与程序流程图的区别（不同用途）:

程序流程图用于蓑示程序的过程设计软件

分析阶段的工具,

DFD不能表示程序的控制结构.

（分析阶段只须考虑软件“干什么”，

不必问“怎样干”）

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。

分层数据流图

怎样画DFD

(1)先画出顶层DFD。

(2)自顶向下画出各层DFD

分解原则：

分解后的软件成分有相对独立功能

一次分解不要加入细节过多

由夕卜(粗)向里(细)画DFD

配送中心管理信息系统的顶层DFD

发票订货单

订单

配送中心管理信息系统的零层DFD

供

应

D3

商

D4

库存管理子系统的DFD（第一层）

供送货单入库单号「---------

―-----------------D1订货单表

山.J出库单

配送管理子系统的DFD（第一层）

入库子系统的DFD（第二层）

送

货

单

入库单、

------->DS3入库单文件

画分层DFD的指导原则

(1)父图与子图的平衡

模型细化时必须保持数据流的连

续性，即每个细化部分的输入和输出

必须保持不变(父图和子图输入数据

和输出数据应一致)。

父图和子图的平衡

父图和子图的平衡

教材购销系统的顶层DFD

____।购书单缺书单II------

教材购一书库保

学生领书单进书通知管员

V。销系统

.7

第二层DFD（O层）教材购销系统

F1教材存量表

书

库

保

管

员

F2缺书登记表

第三层DFD（1层）采购子系统⑵0）

F2|缺书登记表C2,12.2、

L_按书号按出版社

一,汇总缺书统计缺书

缺

F5待购教材表F6教材一览表

F1教材存量表书

单

书

库

教材入库信息修改教材库进书通知保

存和待购量管

员

第二层DFD（0层）教材购销系统

F1教材存量表

书

库

保

管

员

F2缺书登记表

第三层DFD(1层)销售子系统(1.0)

父图与子图平衡的特例

发

票

发票=学生+教材

父图子图

画分层DFD的指导原则

（2）区分局部文件和局部外部3BC

父图子图

第二层DFD（0层）教材购销系统

F1教材存量表

书

库

保

管

员

F2缺书登记表

第三层DFD(1层)采购子系统(2.0)

F2轨书登记表「2J

按书号按出版社

汇总缺书r统计缺书

F1教材存量表F5待购教材表F6教材一览表

书

库

教材入库信息修改教材库进书通知保

存和待购量管

员

画分层DFD的指导原则

(3)遵守加工的编号原则

子图图号为分解的父图中的加工号,

同级子图在最后数字以序号区别。

画分层DFD的指导原则

(4)分解的深度与层次

器按功能情况定，一般设深度为3-

5；

*如超过5最好分解画，否则容易出

错。

实例

图书馆管理系统功能:

田购入新书

-读者借书

-读者还书

-图书注销

A查询统计

购入新书：

y新书编卡片（包括:分类目录号、

流水号（唯一）、书名、

作者、内容摘要、价

格、购书日期等信息）

y写入图书目录文件

读者借书：

Y或借书单（包括：读者号、欲借图

书分类目录号）

检查读者号有效性，无效，拒借

读者号有效，检查借书是否超数?

已达5本，拒绝借；

未超，可借，登记图书分类目录

号、读者号、借阅日期等，写回

借书文件中。

读者还书：

根套图书流水号，从借书文件

中读出与该书相关的借阅记录,

查明借书日期，还书日期，求

借书时间，再重写回借书文件

中，超过期限罚款。

图书注销：

B从借阅图书文件中删除

相关记录

B丢失图书时从图书文件中删

除相关记录

查询统计:

查询某读者情况

拿查询某图书借阅情况

统计图书借阅情况

顶层数据流图

系统时钟

图

书

管

理

人

员

读者

当前日期

图书管

理要求罚款单

有效图书

处理

一管理要求

1

检查

有效查

查询中有效性

询要求3

处理图书情况

无效输入查询

统计表

。层数据流图

有效图书、上&,2

管理要求入库里新书入库

目

借书单

2.3录

r

2.1借书文

要求类注销单件

2处理

歹、借2.5

日\弋注销图书

无效输入\

2.4

款

罚6

借书P

一层数据流图(a)

读者文件3.2读者情况

读者查询二

借

读

蓟

询

书

况

者

情

有效

文

查

查询

41件

要求

—

F3.3况

查

类

询图后查询

理

别

处

目

统

计

录

要

文

3.4件

图书统计

统

表

一层数据流图计

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。

考

不合格报名单统计分析试

中

考心

生准考证合格标准

考

成