軟件工程與開發(fā)技術(shù)（西電第二版）第3章軟件需求分析與建模

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1、第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.1 需 求 分 析 3.2 數(shù) 據(jù) 建 模 3.3 功 能 建 模 3.4 行 為 建 模 3.5 數(shù) 據(jù) 字 典 3.6 結(jié) 構(gòu) 化 需 求 分 析 的 若 干 技 術(shù)3.7 驗 證 軟 件 需 求 3.8 小 結(jié) 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.1 需 求 分 析3.1.1 需 求 分 析 的 任 務(wù) 需 求 分 析 的 主 要 任 務(wù) 就 是 要 通 過 軟 件 開 發(fā) 人 員 與 用 戶 的 交流 和 討 論 ， 準 確 地 獲 取 用 戶 對 系 統(tǒng) 的 具 體 要 求

2、。 需 求 分 析 中 任何 的 含 混 不 清 或 微 小 的 遺 漏 都 可 能 會 造 成 系 統(tǒng) 開 發(fā) 中 的 重 大 問題 甚 至 導(dǎo) 致 失 敗 。 在 正 確 理 解 用 戶 需 求 的 前 提 下 ， 軟 件 開 發(fā) 人員 還 需 要 將 這 些 需 求 準 確 地 以 文 檔 的 形 式 表 達 出 來 ， 作 為 設(shè) 計階 段 的 依 據(jù) 。 需 求 分 析 階 段 結(jié) 束 時 需 要 提 交 的 主 要 文 檔 是 軟 件 規(guī) 格 說 明 書 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 由 于 需 求 分 析 研 究 的 對 象 是 用 戶 對 開 發(fā) 項 目 的

3、 要 求 ， 在 實現(xiàn) 這 一 階 段 任 務(wù) 時 必 須 要 注 意 兩 個 問 題 。 問 題 之 一 在 于 ： 一 個項 目 的 參 與 者 既 包 括 軟 件 設(shè) 計 開 發(fā) 人 員 ， 又 包 括 用 戶 ， 他 們 之間 交 流 的 難 題 會 給 軟 件 的 開 發(fā) 留 下 隱 患 。 用 戶 往 往 在 軟 件 交 付使 用 時 ， 才 會 發(fā) 現(xiàn) 系 統(tǒng) 存 在 的 一 系 列 問 題 。 這 就 要 求 雙 方 必 須在 需 求 分 析 過 程 中 加 強 溝 通 和 協(xié) 調(diào) 。 一 方 面 ， 軟 件 設(shè) 計 人 員 應(yīng)盡 量 使 用 通 俗 的 語 言 與 用 戶 進

4、 行 交 流 ； 另 一 方 面 ， 用 戶 應(yīng) 積 極主 動 地 配 合 軟 件 設(shè) 計 人 員 的 工 作 。 問 題 之 二 在 于 ： 為 了 保 證 需求 階 段 能 夠 提 出 完 整 、 準 確 的 系 統(tǒng) 邏 輯 模 型 ， 開 發(fā) 人 員 必 須 花費 足 夠 的 時 間 ， 全 面 了 解 用 戶 的 需 要 ， 絕 不 能 在 需 求 模 糊 的 情況 下 倉 促 進 行 軟 件 的 設(shè) 計 和 編 程 。 根 據(jù) 國 外 的 統(tǒng) 計 資 料 表 明 ，在 典 型 環(huán) 境 下 開 發(fā) 軟 件 ， 需 求 分 析 階 段 的 工 作 量 大 約 要 占 到 整 個 系 統(tǒng)

5、開 發(fā) 工 作 量 的 20%左 右 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 用 戶 對 系 統(tǒng) 的 需 求 通 常 可 分 為 如 下 兩 類 ： (1) 功 能 性 需 求 ： 主 要 說 明 了 待 開 發(fā) 系 統(tǒng) 在 功 能 上 實 際 應(yīng)做 到 什 么 ， 是 用 戶 最 主 要 的 需 求 。 通 常 包 括 系 統(tǒng) 的 輸 入 、 系 統(tǒng)能 完 成 的 功 能 、 系 統(tǒng) 的 輸 出 及 其 他 反 應(yīng) 。 (2) 非 功 能 性 需 求 ： 從 各 個 角 度 對 所 考 慮 的 可 能 的 解 決 方案 的 約 束 和 限 制 。 主 要 包 括 ： 過 程 需 求

6、 (如 交 付 需 求 、 實 現(xiàn) 方 法 需 求 等 )、 產(chǎn) 品 需 求 (如 可靠 性 需 求 、 可 移 植 性 需 求 、 安 全 保 密 性 需 求 等 )和 外 部 需 求 (如 法 規(guī) 需 求 、 費 用 需 求 等 )等 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.1.2 需 求 分 析 的 步 驟 需 求 分 析 階 段 的 工 作 ， 大 致 可 分 為 如 下 幾 個 步 驟 進 行 ： (1) 通 過 調(diào) 查 研 究 ， 獲 取 用 戶 的 需 求 。 軟 件 開 發(fā) 人 員 只 有 通 過 認 真 細 致 的 調(diào) 查 研 究 ， 才 能 獲 得進 行 系

7、統(tǒng) 分 析 的 原 始 資 料 。 需 求 信 息 的 獲 取 可 來 源 于 閱 讀 描述 系 統(tǒng) 需 求 的 用 戶 文 檔 ； 對 相 關(guān) 軟 件 、 技 術(shù) 的 市 場 調(diào) 查 ； 對管 理 部 門 、 用 戶 的 訪 問 咨 詢 ； 對 工 作 現(xiàn) 場 的 實 際 考 察 等 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 (2) 去 除 非 本 質(zhì) 因 素 ， 確 定 系 統(tǒng) 的 真 正 需 求 。 對 于 獲 取 的 原 始 需 求 ， 軟 件 開 發(fā) 人 員 需 要 根 據(jù) 掌 握 的 專業(yè) 知 識 ， 運 用 抽 象 的 邏 輯 思 維 ， 找 出 需 求 間 的 內(nèi) 在

8、聯(lián) 系 和 矛 盾 ，去 除 需 求 中 不 合 理 和 非 本 質(zhì) 的 部 分 ， 確 定 軟 件 系 統(tǒng) 的 真 正 需 求 。 (3) 描 述 需 求 ， 建 立 系 統(tǒng) 的 邏 輯 模 型 。 對 于 確 定 的 系 統(tǒng) 需 求 ， 軟 件 開 發(fā) 人 員 要 通 過 現(xiàn) 有 的 需 求分 析 方 法 及 工 具 對 其 進 行 清 晰 、 準 確 的 描 述 ， 建 立 無 二 義 性 的 、完 整 的 系 統(tǒng) 邏 輯 模 型 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 (4) 書 寫 需 求 說 明 書 ， 進 行 需 求 復(fù) 審 。 需 求 階 段 應(yīng) 提 交 的 主 要

9、文 檔 包 括 需 求 規(guī) 格 說 明 書 、 初 步 的 用戶 手 冊 和 修 正 后 的 開 發(fā) 計 劃 。 其 中 ， 需 求 規(guī) 格 說 明 書 是 對 分 析 階段 主 要 成 果 的 綜 合 描 述 ， 是 該 階 段 最 重 要 的 技 術(shù) 文 檔 。 為 了 保 證軟 件 開 發(fā) 的 質(zhì) 量 ， 對 需 求 分 析 階 段 的 工 作 要 按 照 嚴 格 的 規(guī) 范 進 行復(fù) 審 ， 從 不 同 的 技 術(shù) 角 度 對 該 階 段 工 作 做 出 綜 合 性 的 評 價 。 復(fù) 審即 要 有 用 戶 參 加 ， 也 要 有 管 理 部 門 和 軟 件 開 發(fā) 人 員 參 加 。

10、 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.1.3 需 求 分 析 的 原 則 目 前 存 在 著 許 多 需 求 分 析 的 方 法 ， 雖 然 各 種 方 法 都 有 其 獨特 的 描 述 方 法 ， 但 不 論 采 用 何 種 方 法 ， 需 求 分 析 都 必 須 遵 循 以下 基 本 原 則 ： (1) 能 夠 表 達 和 理 解 問 題 的 數(shù) 據(jù) 域 和 功 能 域 。 所 有 軟 件 開發(fā) 的 最 終 目 的 都 是 為 了 解 決 數(shù) 據(jù) 處 理 的 問 題 ， 數(shù) 據(jù) 處 理 的 本 質(zhì)就 是 將 一 種 形 式 的 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換 成 另 一 種 形 式 的 數(shù)

11、據(jù) ， 即 通 過 進 行一 系 列 加 工 將 輸 入 的 原 始 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換 為 所 需 的 結(jié) 果 數(shù) 據(jù) 。 需 求 分析 階 段 必 須 明 確 系 統(tǒng) 中 應(yīng) 具 備 的 每 一 個 加 工 、 加 工 的 處 理 對 象 和 由 加 工 所 引 起 的 數(shù) 據(jù) 形 式 的 變 化 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 (2) 能 夠 將 復(fù) 雜 問 題 分 解 化 簡 。 為 了 便 于 問 題 的 解 決和 實 現(xiàn) ， 在 需 求 分 析 過 程 中 需 要 對 于 原 本 復(fù) 雜 的 問 題 按 照某 種 合 適 的 方 式 進 行 分 解 (對 功 能 域

12、和 數(shù) 據(jù) 域 均 可 )。 分 解可 以 是 同 一 層 次 上 的 橫 向 分 解 ， 也 可 以 是 多 層 上 的 縱 向 分解 。 每 一 步 分 解 都 是 在 原 有 基 礎(chǔ) 上 對 系 統(tǒng) 的 細 化 ， 使 系 統(tǒng)的 理 解 和 實 現(xiàn) 變 得 較 為 容 易 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 (3) 能 夠 給 出 系 統(tǒng) 的 邏 輯 表 示 和 物 理 表 示 。 系 統(tǒng) 需 求的 邏 輯 表 示 用 于 指 明 系 統(tǒng) 所 要 達 到 的 功 能 要 求 和 需 要 處 理的 數(shù) 據(jù) ， 不 涉 及 實 現(xiàn) 的 細 節(jié) 。 系 統(tǒng) 需 求 的 物 理 表

13、 示 用 于 指明 處 理 功 能 和 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 的 實 際 表 現(xiàn) 形 式 ， 通 常 由 系 統(tǒng) 中 的設(shè) 備 決 定 。 如 處 理 數(shù) 據(jù) 的 來 源 ， 某 些 軟 件 可 能 由 終 端 輸 入 ，另 一 些 軟 件 可 能 由 特 定 設(shè) 備 提 供 。 給 出 系 統(tǒng) 的 邏 輯 表 示 和物 理 表 示 對 滿 足 系 統(tǒng) 處 理 需 求 所 提 出 的 邏 輯 限 制 條 件 和 系統(tǒng) 中 其 他 成 分 提 出 的 物 理 限 制 是 必 不 可 少 的 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.2 數(shù) 據(jù) 建 模3.2.1 實 體 模 型 1. 實 體

14、 模 型 的 概 念 對 于 一 個 軟 件 系 統(tǒng) 來 說 ， 所 涉 及 的 數(shù) 據(jù) 成 千 上 萬 ， 如 何 對這 些 復(fù) 雜 數(shù) 據(jù) 及 其 之 間 的 關(guān) 系 進 行 分 析 并 將 它 們 以 最 優(yōu) 的 方 式組 織 起 來 ， 對 軟 件 開 發(fā) 的 成 敗 起 著 非 常 重 要 的 作 用 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 E-R(Entity-Relation)方 法 ， 即 實 體 聯(lián) 系 方 法 是 目 前 最常 用 的 數(shù) 據(jù) 建 模 方 法 ， 可 以 用 于 在 需 求 分 析 階 段 清 晰 地 表 達 目標 系 統(tǒng) 中 數(shù) 據(jù) 之 間 的

15、聯(lián) 系 及 其 組 織 方 式 ， 建 立 系 統(tǒng) 的 實 體 數(shù) 據(jù)模 型 (E-R模 型 )。 實 體 模 型 是 一 種 面 向 問 題 的 概 念 數(shù) 據(jù) 模 型 ， 是按 照 用 戶 的 觀 點 對 系 統(tǒng) 的 數(shù) 據(jù) 和 信 息 進 行 建 模 的 ， 因 此 它 與 軟件 系 統(tǒng) 中 的 實 現(xiàn) 方 法 ， 如 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 、 存 取 路 徑 、 存 取 效 率 等 無關(guān) 。 實 體 模 型 可 以 根 據(jù) 需 要 在 軟 件 實 現(xiàn) 時 轉(zhuǎn) 換 成 各 種 不 同 數(shù) 據(jù)庫 管 理 系 統(tǒng) 所 支 持 的 數(shù) 據(jù) 物 理 模 型 。 實 體 模 型 由 實 體 、 聯(lián) 系

16、和屬 性 三 個 基 本 成 分 組 成 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 (1) 實 體 ： 指 客 觀 世 界 存 在 的 且 可 以 相 互 區(qū) 分 的 事 物 。 實 體可 以 是 人 ， 也 可 以 是 物 ， 還 可 以 是 抽 象 概 念 。 如 職 工 、 計 算 機 、產(chǎn) 品 都 是 實 體 。 (2) 屬 性 ： 有 時 也 稱 性 質(zhì) ， 是 指 實 體 某 一 方 面 的 特 征 。 一 個實 體 通 常 由 多 個 屬 性 值 組 成 。 如 學(xué) 生 實 體 具 有 學(xué) 號 、 姓 名 、 專 業(yè) 、年 級 等 屬 性 。 (3) 聯(lián) 系 ： 指 實

17、體 之 間 的 相 互 關(guān) 系 。 實 體 之 間 的 聯(lián) 系 可 主 要劃 分 為 三 類 ： 一 對 一 (1:1)、 一 對 多 (1:n)和 多 對 多 (m:n)。 聯(lián) 系 也可 以 具 有 屬 性 。 為 了 便 于 實 現(xiàn) ， 在 進 行 數(shù) 據(jù) 庫 設(shè) 計 時 通 常 將 多 對 多 的 聯(lián) 系 轉(zhuǎn) 換 為 一 對 多 的 聯(lián) 系 ， 如 圖 4.1所 示 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖 3.1 學(xué) 生 和 課 程 之 間 的 E-R模 型(a) 學(xué) 生 和 課 程 之 間 的 多 對 多 聯(lián) 系 E-R模 型 ；(b) 將 多 對 多 聯(lián) 系 轉(zhuǎn) 換 為

18、 一 對 多 聯(lián) 系 E-R模 型 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 2. 實 體 -模 型 中 的 基 本 符 號表 3.1 E-R模 型 中 的 基 本 符 號符 號 含 義表 示 實 體表 示 實 體 間 的 聯(lián) 系 ， 與 實 體 間 的 連 線 上 需 用 數(shù) 字 標 明 具 體 的 對 應(yīng) 關(guān)系 表 示 與 實 體 有 關(guān) 的 屬 性用 于 實 體 、 屬 性 及 聯(lián) 系 的 連 接 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3. 實 體 -模 型 的 建 立 要 建 立 系 統(tǒng) 的 實 體 模 型 ， 通 常 可 按 如 下 步 驟 進 行 ： (1) 對 系 統(tǒng)

19、 的 數(shù) 據(jù) 域 和 功 能 域 進 行 分 析 ， 確 定 系 統(tǒng) 中 所 涉及 的 實 體 。 例 如 ， 在 圖 3.2所 示 的 工 資 計 算 系 統(tǒng) 中 ， 單 位 對 職工 的 工 作 情 況 進 行 考 勤 ， 根 據(jù) 出 勤 結(jié) 果 、 基 本 工 資 檔 案 、 獎 金及 扣 款 計 算 職 工 的 實 發(fā) 工 資 。 因 此 ， 工 資 系 統(tǒng) 中 所 涉 及 的 實 體就 包 括 職 工 、 出 勤 、 獎 勵 和 扣 款 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖 3.2 工 資 計 算 系 統(tǒng) 的 E-R模 型 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模

20、 (2) 確 定 系 統(tǒng) 中 各 實 體 之 間 的 聯(lián) 系 。 如 工 資 計 算 系 統(tǒng) 中 ，一 名 職 工 一 個 月 只 有 一 條 出 勤 記 錄 ， 因 此 職 工 和 出 勤 兩 個 實 體之 間 是 一 對 一 的 聯(lián) 系 ； 一 名 職 工 在 一 個 月 中 對 應(yīng) 著 多 項 扣 款 ，如 水 電 費 、 缺 勤 扣 款 、 個 人 所 得 稅 等 ， 因 此 職 工 和 扣 款 之 間 是一 對 多 的 聯(lián) 系 ； 同 理 ， 一 名 職 工 在 一 個 月 中 可 以 獲 得 多 項 獎 勵 ，因 此 職 工 和 獎 金 之 間 也 是 一 對 多 的 聯(lián) 系 。

21、第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 (3) 確 定 各 實 體 及 聯(lián) 系 的 屬 性 。 例 如 ， 工 資 計 算 系 統(tǒng) 的 職工 實 體 具 有 職 工 號 、 性 別 、 職 稱 、 年 齡 、 部 門 、 基 本 工 資 等 屬性 。 目 前 ， 最 常 用 的 數(shù) 據(jù) 庫 模 型 是 關(guān) 系 模 型 ， 它 是 通 過 一 張 二維 表 來 表 示 和 處 理 實 體 集 合 和 屬 性 關(guān) 系 的 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 方 法 。 在關(guān) 系 數(shù) 據(jù) 庫 中 ， 為 了 避 免 出 現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 冗 余 、 二 義 性 的 問 題 ， 方 便數(shù) 據(jù) 庫 的 各 種 操 作

22、， 二 維 表 必 須 滿 足 以 下 的 規(guī) 范 化 約 束 條 件 ： 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 (1) 表 格 中 的 每 個 信 息 項 必 須 是 一 個 不 可 分 割 的 數(shù) 據(jù) 項 。 (2) 表 格 每 一 列 中 所 有 信 息 項 必 須 是 同 類 型 的 數(shù) 據(jù) ， 各 列 在表 中 的 次 序 任 意 ， 每 列 對 應(yīng) 一 個 惟 一 的 名 字 。 (3) 表 格 中 每 一 行 的 數(shù) 據(jù) 各 不 相 同 ， 各 行 在 表 中 的 次 序 任 意 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.2.2 數(shù) 據(jù) 建 模 的 其 他 圖

23、 形 工 具 1. 層 次 方 框 圖 層 次 方 框 圖 通 過 樹 型 結(jié) 構(gòu) 的 一 系 列 多 層 次 的 矩 形 框 描 述 復(fù) 雜 數(shù) 據(jù)的 層 次 結(jié) 構(gòu) 。 樹 型 結(jié) 構(gòu) 頂 端 的 矩 形 框 只 有 一 個 ， 用 于 代 表 完 整 的 數(shù) 據(jù)結(jié) 構(gòu) 。 下 面 各 層 的 矩 形 框 是 對 完 整 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 的 逐 步 分 解 和 細 化 得 到 的數(shù) 據(jù) 子 集 ； 底 層 的 矩 形 框 代 表 組 成 該 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 的 基 本 元 素 ， 是 數(shù) 據(jù) 的最 小 單 位 ， 不 可 再 分 割 。 層 次 方 框 圖 非 常 適 合 描 述 自 頂

24、向 下 的 需 求 分析 方 法 中 數(shù) 據(jù) 的 層 次 關(guān) 系 。 系 統(tǒng) 分 析 員 可 以 從 對 頂 層 信 息 的 分 類 開 始 ，沿 著 層 次 圖 中 的 每 條 路 徑 逐 步 細 化 ， 直 到 確 定 了 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 的 全 部 細 節(jié)為 止 。 例 如 ， 某 單 位 職 工 的 實 發(fā) 工 資 由 應(yīng) 發(fā) 工 資 和 扣 款 兩 部 分 組 成 ，每 部 分 又 可 進 一 步 細 分 。 如 應(yīng) 發(fā) 工 資 又 可 分 為 基 本 工 資 和 獎 金 ； 基 本工 資 又 可 分 為 國 家 工 資 、 津 貼 、 補 貼 ； 獎 金 也 可 分 為 出 勤 獎

25、 和 業(yè) 績 獎 ； 津 貼 和 補 貼 還 可 以 再 進 一 步 地 細 分 。 實 發(fā) 工 資 的 層 次 方 框 圖 如 圖 3.3所示 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖 3.3 某 單 位 職 工 實 發(fā) 工 資 的 層 次 方 框 圖實發(fā)工資國家津貼 職務(wù)津貼 交通補貼 部門補貼 其他補貼補貼津貼國家工資 基本工資 出勤獎 業(yè)績獎獎金應(yīng)發(fā)工資 扣款缺勤扣款水電扣款 個人所得稅扣款 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 2. Warnier圖 Warnier圖 是 法 國 科 學(xué) 家 Warnier提 出 的 另 一 種 描 述 數(shù) 據(jù) 層次 結(jié) 構(gòu) 的

26、圖 形 工 具 。 與 層 次 方 框 圖 類 似 ， Warnier圖 也 采 用 了 樹型 結(jié) 構(gòu) 表 示 數(shù) 據(jù) ， 但 與 層 次 方 框 圖 相 比 ， Warnier圖 對 數(shù) 據(jù) 的 描繪 手 段 更 加 豐 富 。 利 用 Warnier圖 可 以 清 楚 地 表 明 數(shù) 據(jù) 的 邏 輯 結(jié)構(gòu) 中 某 類 信 息 的 重 復(fù) 出 現(xiàn) 及 某 些 特 定 信 息 出 現(xiàn) 的 條 件 約 束 ， 因此 ， Warnier圖 可 以 較 為 容 易 地 轉(zhuǎn) 變 成 軟 件 設(shè) 計 的 工 具 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 在 Warnier圖 中 ， 使 用 大

27、括 號 來 區(qū) 分 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 的 層 次 。 一 個大 括 號 內(nèi) 的 所 有 名 字 都 屬 于 同 一 類 信 息 ； 異 或 符 號 “ ?” 用 于 表明 一 類 信 息 或 一 個 數(shù) 據(jù) 元 素 在 一 定 條 件 下 出 現(xiàn) ， 而 且 在 這 個 符號 上 、 下 方 的 兩 個 名 字 所 代 表 的 數(shù) 據(jù) 只 能 出 現(xiàn) 一 個 。 在 一 個 名字 下 面 或 右 邊 的 圓 括 號 中 出 現(xiàn) 的 數(shù) 字 指 明 了 這 個 名 字 所 代 表 的信 息 類 或 數(shù) 據(jù) 元 素 在 該 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 中 重 復(fù) 出 現(xiàn) 的 次 數(shù) 。 例 如 ， 某計 算 機

28、 公 司 的 一 種 軟 件 產(chǎn) 品 要 么 是 系 統(tǒng) 軟 件 ， 要 么 是 應(yīng) 用 軟 件 ；系 統(tǒng) 軟 件 中 有 k1種 操 作 系 統(tǒng) 、 k2種 編 譯 程 序 ， 此 外 還 有 工 具 軟件 ； 工 具 軟 件 進 一 步 又 可 劃 分 為 編 輯 程 序 、 測 試 工 具 和 輔 助 設(shè)計 工 具 ， 它 們 各 自 的 數(shù) 量 分 別 為 j1、 j2和 j3。 描 繪 這 種 軟 件 產(chǎn) 品 的 Warnier 圖 如 圖 3.4所 示 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖 3.4 描 繪 一 種 軟 件 產(chǎn) 品 的 Warnier圖 第 3章 軟

29、件 需 求 分 析 與 建 模 3.3 功 能 建 模 在 需 求 分 析 階 段 ， 數(shù) 據(jù) 流 (也 稱 信 息 流 )是 系 統(tǒng) 分 析 的 基 礎(chǔ) 。所 謂 數(shù) 據(jù) 流 ， 形 象 地 說 就 是 系 統(tǒng) 中 “ 流 動 的 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) ” 。 數(shù) 據(jù)流 圖 (DFD， Data Flow Diagram)是 描 述 軟 件 系 統(tǒng) 中 數(shù) 據(jù) 處 理 過程 的 一 種 有 力 的 圖 形 工 具 。 數(shù) 據(jù) 流 圖 從 數(shù) 據(jù) 傳 遞 和 加 工 的 角 度出 發(fā) ， 刻 畫 數(shù) 據(jù) 流 從 輸 入 到 輸 出 的 移 動 和 變 換 過 程 。 由 于 它 能夠 清 晰 地 反

30、 映 系 統(tǒng) 必 須 完 成 的 邏 輯 功 能 ， 所 以 它 已 經(jīng) 成 為 需 求分 析 階 段 中 功 能 建 模 最 常 用 的 工 具 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.3.1 數(shù) 據(jù) 流 圖 的 基 本 符 號表 3.2 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 的 基 本 符 號或 或或符 號 含 義數(shù) 據(jù) 的 源 點 或 終 點數(shù) 據(jù) 流數(shù) 據(jù) 存 儲加 工 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 1. 數(shù) 據(jù) 的 源 點 或 終 點 數(shù) 據(jù) 的 源 點 或 終 點 用 于 反 映 數(shù) 據(jù) 流 圖 與 外 部 實 體 之 間 的 聯(lián)系 ， 表 示 圖 中 的 輸 入 數(shù)

31、據(jù) 來 自 哪 里 或 處 理 結(jié) 果 送 向 何 處 。 如 圖3.5中 的 人 事 部 門 、 后 勤 部 門 是 工 資 系 統(tǒng) 中 數(shù) 據(jù) 的 源 點 ， 而 職 工和 銀 行 則 是 工 資 系 統(tǒng) 中 數(shù) 據(jù) 的 終 點 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 2. 數(shù) 據(jù) 流 數(shù) 據(jù) 流 是 數(shù) 據(jù) 在 系 統(tǒng) 中 (包 括 數(shù) 據(jù) 處 理 之 間 、 數(shù) 據(jù) 處 理 和數(shù) 據(jù) 存 儲 之 間 以 及 數(shù) 據(jù) 處 理 和 數(shù) 據(jù) 的 源 點 或 終 點 之 間 )的 傳 送通 道 ， 數(shù) 據(jù) 流 符 號 的 箭 頭 指 明 了 數(shù) 據(jù) 的 流 動 方 向 。 如 圖 3

32、.5中的 出 勤 表 、 業(yè) 績 表 、 水 電 扣 款 表 、 工 資 條 及 工 資 存 款 清 單 等 均為 數(shù) 據(jù) 流 。 在 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 ， 除 了 連 接 加 工 和 數(shù) 據(jù) 存 儲 的 數(shù) 據(jù) 流以 外 ， 其 他 的 數(shù) 據(jù) 流 在 圖 中 都 對 應(yīng) 一 個 惟 一 的 名 字 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖 3.5 工 資 計 算 系 統(tǒng) 的 頂 層 (0層 )數(shù) 據(jù) 流 圖 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3. 加 工 加 工 也 稱 為 數(shù) 據(jù) 處 理 ， 是 對 系 統(tǒng) 中 的 數(shù) 據(jù) 流 進 行 的 某 些 操作 或 變

33、換 。 圖 中 每 個 加 工 都 要 有 對 應(yīng) 的 名 稱 ， 最 常 見 的 名 稱 是由 一 個 表 明 具 體 動 作 的 動 詞 和 一 個 表 明 處 理 對 象 的 名 詞 構(gòu) 成 的 ，如 計 算 應(yīng) 發(fā) 工 資 、 打 印 工 資 清 單 等 。 4. 數(shù) 據(jù) 存 儲 在 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 用 于 保 存 數(shù) 據(jù) 的 數(shù) 據(jù) 文 件 被 稱 為 數(shù) 據(jù) 存 儲 ，它 可 以 是 數(shù) 據(jù) 庫 文 件 或 任 何 其 他 形 式 的 數(shù) 據(jù) 組 織 。 流 向 數(shù) 據(jù) 存儲 的 數(shù) 據(jù) 流 可 理 解 為 向 文 件 寫 入 數(shù) 據(jù) 或 對 文 件 進 行 查 詢 ， 流 出

34、數(shù) 據(jù) 存 儲 的 數(shù) 據(jù) 流 可 理 解 為 從 文 件 中 讀 取 數(shù) 據(jù) 或 得 到 查 詢 結(jié) 果 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.3.2 數(shù) 據(jù) 流 與 加 工 之 間 的 關(guān) 系 在 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 ， 可 以 有 兩 個 以 上 的 數(shù) 據(jù) 流 進 入 同 一 個 加 工 ，也 可 以 有 兩 個 以 上 的 數(shù) 據(jù) 流 從 同 一 個 加 工 中 流 出 ， 這 樣 的 多 個數(shù) 據(jù) 流 之 間 往 往 存 在 一 定 的 關(guān) 系 。 為 了 表 示 這 些 數(shù) 據(jù) 流 之 間 的關(guān) 系 ， 需 要 在 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 給 這 些 數(shù) 據(jù) 流 對

35、應(yīng) 的 加 工 加 上 一 定 的標 記 符 號 。 在 表 3.3中 列 出 了 加 工 中 常 見 的 幾 種 關(guān) 系 的 表 示 方 法 。(表 中 以 從 加 工 流 入 或 流 出 兩 個 數(shù) 據(jù) 流 為 例 )。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 表 3.3 加 工 中 常 見 關(guān) 系 的 符 號 表 示T* T * T+ T +TT符 號 含 義由 數(shù) 據(jù) A和 B共 同 變 換 為 數(shù) 據(jù) C由 數(shù) 據(jù) A變 換 為 數(shù) 據(jù) B和 數(shù) 據(jù) C由 數(shù) 據(jù) A或 B， 或 者 數(shù) 據(jù) A和 B共 同 變 換 為 數(shù) 據(jù) C由 數(shù) 據(jù) A變 換 為 數(shù) 據(jù) B或 C， 或

36、 者 同 時 變 換 為 數(shù) 據(jù) B和 C由 數(shù) 據(jù) A或 B其 中 之 一 變 換 為 數(shù) 據(jù) C由 數(shù) 據(jù) A變 換 為 數(shù) 據(jù) B或 C其 中 之 一 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.3.3 數(shù) 據(jù) 流 模 型 的 建 立 方 法 對 于 一 個 復(fù) 雜 的 系 統(tǒng) 來 說 ， 可 能 存 在 著 幾 十 個 甚 至 成 百 上 千 個加 工 ， 若 要 在 一 個 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 清 楚 地 描 述 出 整 個 系 統(tǒng) 加 工 的 過 程 是很 困 難 的 ， 而 采 用 對 數(shù) 據(jù) 流 圖 進 行 分 層 的 方 法 則 可 以 很 好 地 解 決 這個 問 題

37、 。 按 照 結(jié) 構(gòu) 化 分 析 方 法 中 “ 自 頂 向 下 ， 逐 步 分 解 ” 的 思 想 ，可 以 先 將 整 個 系 統(tǒng) 看 作 是 一 個 加 工 ， 它 的 輸 入 數(shù) 據(jù) 和 輸 出 數(shù) 據(jù) 表 明了 系 統(tǒng) 和 外 部 環(huán) 境 的 接 口 ， 從 而 首 先 畫 出 系 統(tǒng) 的 頂 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 。 為了 能 夠 清 楚 地 表 明 系 統(tǒng) 加 工 的 詳 細 過 程 ， 接 著 從 頂 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 出 發(fā) ，逐 層 地 對 系 統(tǒng) 進 行 分 解 。 每 分 解 一 次 ， 系 統(tǒng) 中 加 工 的 數(shù) 量 就 隨 之 增加 ， 每 個 加 工 的 功 能

38、描 述 也 越 來 越 具 體 。 重 復(fù) 這 種 分 解 ， 直 至 得 到系 統(tǒng) 的 底 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 。 底 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 的 所 有 加 工 都 應(yīng) 是 不 可 再 分 解 的 、 最 簡 單 的 “ 原 子 加 工 ” 。 通 過 分 解 過 程 中 得 到 的 這 一 組 分 層數(shù) 據(jù) 流 圖 (由 頂 層 、 中 間 層 和 底 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 共 同 構(gòu) 成 )就 可 以 十 分 清晰 地 描 述 出 整 個 系 統(tǒng) 所 有 加 工 的 詳 細 情 況 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 下 面 以 某 單 位 工 資 管 理 系 統(tǒng) 為 例

39、， 來 介 紹 一 下 分 層 數(shù) 據(jù) 流模 型 的 建 立 方 法 。 1. 建 立 頂 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 任 何 系 統(tǒng) 的 頂 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 都 只 有 一 個 ， 用 于 反 映 目 標 系 統(tǒng)所 要 實 現(xiàn) 的 功 能 及 與 外 部 環(huán) 境 的 接 口 。 頂 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 只 有 一個 代 表 整 個 系 統(tǒng) 的 加 工 ， 數(shù) 據(jù) 的 源 點 和 終 點 對 應(yīng) 著 系 統(tǒng) 的 外 部實 體 ， 表 明 了 系 統(tǒng) 輸 入 數(shù) 據(jù) 的 來 源 和 輸 出 數(shù) 據(jù) 的 去 向 。 工 資 管理 系 統(tǒng) 的 頂 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 如 圖 3.5所 示 。 第 3

40、章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 2. 數(shù) 據(jù) 流 圖 的 分 層 細 化 首 先 按 照 系 統(tǒng) 的 功 能 ， 對 頂 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 進 行 分 解 ， 生 成 第一 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 。 如 例 子 中 的 工 資 計 算 系 統(tǒng) 可 劃 分 為 計 算 工 資 、打 印 工 資 清 單 和 工 資 轉(zhuǎn) 存 三 個 加 工 。 其 中 ， 計 算 工 資 完 成 單 位職 工 工 資 計 算 ， 生 成 工 資 清 單 的 功 能 ； 打 印 工 資 清 單 完 成 工 資條 的 打 印 功 能 ； 工 資 轉(zhuǎn) 存 完 成 生 成 職 工 工 資 存 款 清 單 并 將 其

41、 發(fā)送 到 銀 行 的 功 能 。 對 劃 分 得 到 的 加 工 應(yīng) 進 行 編 號 ， 如 圖 3.6中 工資 計 算 的 編 號 為 1， 打 印 工 資 清 單 的 編 號 為 2， 工 資 轉(zhuǎn) 存 的 編 號為 3。 加 工 之 間 的 數(shù) 據(jù) 流 也 應(yīng) 在 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 標 明 ， 如 圖 3.6中 計算 工 資 將 單 位 職 工 的 實 發(fā) 工 資 表 傳 送 給 工 資 轉(zhuǎn) 存 。 此 外 ， 在 標 出 數(shù) 據(jù) 流 和 劃 分 加 工 的 同 時 ， 還 要 在 圖 中 畫 出 涉 及 的 數(shù) 據(jù) 存 儲 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖 3.6

42、 工 資 計 算 系 統(tǒng) 第 一 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 對 第 一 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 的 加 工 繼 續(xù) 分 解 ， 則 可 得 到 第 二 層 數(shù)據(jù) 流 圖 ， 如 圖 3.7所 示 。 對 分 解 得 到 的 加 工 進 行 編 號 ， 以 反 映 出它 與 上 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 之 間 的 關(guān) 系 ， 如 對 第 一 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 的 計 算工 資 分 解 得 到 的 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 的 加 工 的 編 號 分 別 為 1.1 1.4。 若數(shù) 據(jù) 流 圖 中 的 加 工 還 可 繼 續(xù) 細 化 ， 則 重 復(fù) 以 上 分

43、解 過 程 ， 直 到獲 得 系 統(tǒng) 的 底 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 。 工 資 計 算 系 統(tǒng) 的 第 三 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 如圖 3.8所 示 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖3.7 工資計算系統(tǒng)的第二層數(shù) 據(jù)流圖 (a) “計算工資”子數(shù)據(jù)流圖；(b) “工資 轉(zhuǎn)存”子數(shù)據(jù)流圖 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖 3.8 工 資 計 算 系 統(tǒng) 的 第 三 層 數(shù) 據(jù) 流 圖人事部門 1.1.2計算業(yè)績獎出勤表業(yè)績表 請假、曠工時數(shù)出勤時數(shù) 1.1.3計算出勤獎1.1.4計算缺勤扣款業(yè)績獎獎懲條例F1 缺勤扣款表1.1.5計算各項獎金之和獎金發(fā)放表1.1.

44、1統(tǒng)計出勤、請假及曠工時數(shù) 出勤獎1.2.1計算各項基本數(shù)據(jù)之和 1.2.2計算工資獎金之和工資檔案F2 應(yīng)發(fā)工資表獎金發(fā)放表基本工資 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.3.4 建 立 數(shù) 據(jù) 流 模 型 的 原 則 建 立 數(shù) 據(jù) 流 模 型 要 遵 循 以 下 的 原 則 ： (1) 每 個 加 工 至 少 應(yīng) 有 一 個 輸 入 數(shù) 據(jù) 流 (反 映 被 處 理 數(shù) 據(jù) 的來 源 )和 一 個 輸 出 數(shù) 據(jù) 流 (反 映 加 工 的 結(jié) 果 )。 (2) 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 各 構(gòu) 成 元 素 的 名 稱 必 須 具 有 明 確 的 含 義 且能 夠 代 表 對 應(yīng) 元

45、 素 的 內(nèi) 容 或 功 能 。 (3) 對 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 某 個 加 工 進 行 細 化 生 成 的 下 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 ，稱 為 其 上 層 圖 的 子 圖 。 應(yīng) 保 證 分 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 任 意 對 應(yīng) 的 父 圖和 子 圖 的 輸 入 /輸 出 數(shù) 據(jù) 保 持 一 致 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 (4) 在 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 ， 應(yīng) 按 照 層 次 給 每 個 加 工 編 號 ， 用 于 表 明該 加 工 所 處 的 層 次 及 上 、 下 層 的 父 圖 與 子 圖 的 關(guān) 系 。 編 號 的 規(guī) 則為 ： 頂 層 加 工 不 用 編 號

46、 ； 第 二 層 加 工 的 編 號 為 1， 2， ， n； 第三 層 加 工 的 編 號 為 1.1， 1.2， ， 2.1， ， n.1， n.2， 等 ，依 次 類 推 。 如 編 號 1.2表 明 該 加 工 處 于 第 三 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 ， 序 號為 2， 該 圖 是 對 上 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 編 號 為 1的 加 工 進 行 細 化 得 到 的 子圖 。 (5) 在 父 圖 中 不 要 出 現(xiàn) 子 圖 中 涉 及 的 局 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 文 件 。 通常 除 底 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 需 標 明 所 有 數(shù) 據(jù) 存 儲 外 ， 為 了 保 持 畫 面 的 整

47、潔 ， 各 中 間 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 只 需 顯 示 處 于 加 工 之 間 的 接 口 文 件 即 可 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 (6) 數(shù) 據(jù) 流 圖 只 能 由 四 種 基 本 符 號 組 成 ， 是 實 際 業(yè) 務(wù) 流 程 的客 觀 映 象 ， 用 于 說 明 系 統(tǒng) 應(yīng) 該 “ 做 什 么 ” ， 而 不 需 要 指 明 系 統(tǒng)“ 如 何 做 ” 。 (7) 數(shù) 據(jù) 流 圖 的 分 解 速 度 應(yīng) 保 持 適 中 。 通 常 一 個 加 工 每 次 可分 解 為 2 4個 子 加 工 ， 最 多 不 要 超 過 七 個 ， 因 為 過 快 的 分 解 會 增

48、加 用 戶 對 系 統(tǒng) 模 型 理 解 的 難 度 。 (8) 為 了 便 于 數(shù) 據(jù) 流 圖 在 計 算 機 上 的 輸 入 和 輸 出 ， 免 去 畫 斜線 、 弧 線 、 圓 等 符 號 的 麻 煩 ， 數(shù) 據(jù) 流 圖 還 有 另 一 套 表 示 符 號 ， 如表 4.4所 示 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 表 3.4 數(shù) 據(jù) 流 圖 的 另 一 套 表 示 符 號 編 號編 號符 號 含 義數(shù) 據(jù) 流 ， 只 能 為 水 平 或 垂 直 的 帶 箭 頭 直 線 加 工數(shù) 據(jù) 存 儲數(shù) 據(jù) 的 源 點 或 終 點 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.4

49、行 為 建 模3.4.1 狀 態(tài) 遷 移 圖 狀 態(tài) 遷 移 圖 是 一 種 描 述 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 隨 外 部 信 號 或 事 件 進 行 遷移 的 有 效 的 圖 形 手 段 。 在 狀 態(tài) 遷 移 圖 中 ， 用 圓 圈 表 示 可 得 到 的系 統(tǒng) 狀 態(tài) ， 在 圓 圈 中 需 要 標 明 狀 態(tài) 的 名 字 。 此 外 ， 用 帶 箭 頭 的線 表 示 從 一 種 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 向 另 一 種 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 的 遷 移 ， 在 線 上 要 寫明 導(dǎo) 致 狀 態(tài) 遷 移 的 信 號 或 事 件 的 名 字 。 例 如 ， 在 操 作 系 統(tǒng) 中 ，當 存 在 多 個 申 請 占

50、用 CPU運 行 的 進 程 (進 程 是 分 配 CPU的 最 小 處 理單 位 )時 ， 系 統(tǒng) 將 按 照 某 種 調(diào) 度 策 略 為 各 個 進 程 分 配 CPU。 此 時 ， 進 程 的 狀 態(tài) 可 能 有 三 種 ： 就 緒 、 運 行 和 等 待 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 就 緒 ： 等 待 分 配 CPU； 運 行 ： 占 用 CPU進 行 相 應(yīng) 的 處 理 ； 掛 起 ： 放 棄 CPU的 使 用 。 導(dǎo) 致 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 發(fā) 生 遷 移 的 事 件 有 四 種 ： t1、 t2、 t3、 t4， 分述 如 下 ： t1： 因 I/O等 事 件

51、的 發(fā) 生 而 要 求 中 斷 ； t2： 中 斷 事 件 已 經(jīng) 處 理 完 畢 ； t3： 分 配 CPU； t4： 已 用 完 分 配 的 CPU時 間 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 在 上 面 描 述 的 情 況 下 ， 有 關(guān) CPU分 配 的 進 程 的 狀 態(tài) 遷 移 圖 如圖 3.9所 示 。 狀 態(tài) 遷 移 圖 還 可 以 表 示 為 等 價 的 表 格 形 式 ， 這 樣 的 表 格 稱為 狀 態(tài) 遷 移 表 。 狀 態(tài) 遷 移 表 的 列 由 所 有 的 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 組 成 ， 行 由引 起 狀 態(tài) 遷 移 的 所 有 信 號 或 事 件 組 成

52、， 表 格 中 第 i行 第 j列 的 元素 是 從 狀 態(tài) Sj因 發(fā) 生 事 件 ti而 會 遷 移 到 的 狀 態(tài) 。 與 圖 3.9等 價 的狀 態(tài) 遷 移 表 如 表 3.5所 示 。 在 表 中 ， S1代 表 就 緒 狀 態(tài) ； S2代 表 運行 狀 態(tài) ； S3代 表 掛 起 狀 態(tài) 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖 3.9 進 程 的 狀 態(tài) 遷 移 圖 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 表 3.5 進 程 的 狀 態(tài) 遷 移 表 狀 態(tài) 事件 S1 S2 S3t1 S3 t2 S1t3 S2 t4 S1 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與

53、建 模 如 果 狀 態(tài) 遷 移 圖 所 描 述 的 系 統(tǒng) 比 較 復(fù) 雜 ， 則 可 以 采 用 狀 態(tài) 圖的 分 層 表 示 法 。 即 先 確 定 系 統(tǒng) 的 大 狀 態(tài) ， 畫 出 相 應(yīng) 的 狀 態(tài) 圖 ， 再對 狀 態(tài) 圖 中 的 大 狀 態(tài) 進 一 步 進 行 細 分 ， 得 到 更 為 詳 細 的 系 統(tǒng) 下 層狀 態(tài) 遷 移 圖 。 例 如 對 圖 3.10(a)所 示 的 狀 態(tài) 圖 中 的 大 狀 態(tài) S1進 行細 化 ， 就 得 到 了 圖 3.10(b)所 示 的 下 層 狀 態(tài) 遷 移 圖 。 此 外 ， 在 狀態(tài) 遷 移 圖 ， 一 個 狀 態(tài) 由 于 某 個 事

54、 件 而 導(dǎo) 致 的 下 一 個 狀 態(tài) 可 能 會 有多 個 ， 具 體 遷 移 的 狀 態(tài) 是 由 更 詳 細 的 內(nèi) 部 狀 態(tài) 和 更 詳 細 的 事 件 信息 所 決 定 的 。 為 了 能 夠 描 述 這 種 情 況 下 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 的 變 換 過 程 ， 可在 狀 態(tài) 遷 移 圖 中 引 入 判 斷 框 和 處 理 框 ， 如 圖 3.10 (c)中 所 示 的 狀態(tài) 遷 移 圖 就 是 采 用 這 種 方 法 對 圖 3.10 (a)的 變 形 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖 3.10 狀 態(tài) 遷 移 圖 舉 例(a) 狀 態(tài) 遷 移 圖 ； (b)

55、細 化 后 的 狀 態(tài) 遷 移 圖 ； (c) 狀 態(tài) 遷 移 圖 的 變 形S1S2 S3 S2 S3 S1 S3C2 P1P2P5 P3P4S2S11t4 t3 t1t2 t2t4 t3 t1 t3t4 t1 t2S1 C1 NNYY C1、C2：判斷條件P1P5：處理內(nèi)容(a) (b) (c)S12 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.4.2 Petri網(wǎng) Petri網(wǎng) 是 德 國 人 C A Petri于 1962年 提 出 的 ， 它 是 一 種使 用 圖 形 方 式 對 系 統(tǒng) 進 行 需 求 規(guī) 格 說 明 的 技 術(shù) ， 不 僅 能 夠 描 述同 步 模 型 ，

56、而 且 適 用 于 描 述 相 互 獨 立 、 協(xié) 同 工 作 的 處 理 系 統(tǒng) ，即 并 發(fā) 系 統(tǒng) 。 目 前 ， Petri網(wǎng) 在 硬 件 、 軟 件 等 領(lǐng) 域 都 得 到 了 廣 泛的 應(yīng) 用 ， 已 經(jīng) 大 量 地 應(yīng) 用 于 各 種 系 統(tǒng) 的 模 型 化 。 在 形 式 上 ，Petri網(wǎng) 通 常 被 描 述 為 一 張 有 向 圖 。 Petri網(wǎng) 的 圖 簡 稱 為PNG(Petri Net Graph)。 在 PNG中 ， 組 成 的 基 本 符 號 有 三 類 ， 符號 及 其 對 應(yīng) 的 含 義 如 表 3.6所 示 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模

57、 表 3.6 Petri網(wǎng) 中 的 基 本 符 號 及 含 義符 號 含 義位 置 (place)， 用 于 表 示 系 統(tǒng) 中 的 狀 態(tài)變 遷 (transition)， 用 于 表 示 系 統(tǒng) 中 的 事 件 由 狀 態(tài) 指 向 事 件 的 有 向 邊 ， 用 于 表 示 事 件 發(fā) 生 的 前 提 ， 即 對事 件 的 輸 入由 事 件 指 向 狀 態(tài) 的 有 向 邊 ， 用 于 表 示 事 件 導(dǎo) 致 的 結(jié) 果 ， 即 事件 的 輸 出 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖 3.11是 描 述 一 個 處 于 靜 止 狀 態(tài) 的 系 統(tǒng) 的 Petri網(wǎng) ， 圖 中 只

58、給 出 了 系 統(tǒng) 中 各 個 狀 態(tài) 通 過 變 遷 而 表 現(xiàn) 出 來 的 相 互 關(guān) 系 。 為 了采 用 Petri網(wǎng) 描 述 系 統(tǒng) 的 動 態(tài) 行 為 ， 需 要 在 Petri網(wǎng) 中 引 入 令 牌(token)的 概 念 。 若 Petri網(wǎng) 中 某 個 狀 態(tài) 擁 有 令 牌 (在 圖 中 ， 擁 有令 牌 的 狀 態(tài) 對 應(yīng) 的 圓 圈 中 間 標 記 有 實 心 黑 點 )， 則 表 明 該 狀 態(tài) 處理 要 求 的 到 來 。 如 果 一 個 事 件 (變 遷 )發(fā) 生 的 所 有 前 提 都 滿 足 ，即 作 為 輸 入 的 所 有 位 置 都 擁 有 令 牌 ， 則

59、 稱 該 事 件 是 使 能 (enable)的 ， 這 時 此 事 件 就 可 以 被 激 發(fā) (fire)。 事 件 激 發(fā) 后 ， 令 牌 將 由事 件 的 輸 入 狀 態(tài) 移 至 事 件 的 輸 出 狀 態(tài) 。 采 用 Petri網(wǎng) 描 述 系 統(tǒng) 動 態(tài) 行 為 的 狀 態(tài) 變 遷 圖 如 圖 4.12所 示 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 將 Petri網(wǎng) 用 于 需 求 分 析 階 段 的 系 統(tǒng) 行 為 建 模 ， 可 以 使 系統(tǒng) 中 時 間 之 間 的 因 果 相 關(guān) 性 及 不 相 關(guān) 性 得 到 清 楚 的 描 述 。 雖 然Petri網(wǎng) 和 狀 態(tài)

60、遷 移 圖 同 樣 都 是 通 過 一 些 定 義 好 的 狀 態(tài) 來 描 述系 統(tǒng) 的 行 為 ， 但 Petri網(wǎng) 更 適 用 于 并 發(fā) 系 統(tǒng) 的 描 述 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖 3.11 描 述 靜 態(tài) 系 統(tǒng) 的 Petri網(wǎng) 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 圖3.12 采用Petri 網(wǎng)描述系統(tǒng)動態(tài)行為的 狀態(tài)變遷圖 (a) 初始狀態(tài)；(b) 激發(fā)t1 之后；(c)(b) 激發(fā)t2 之后；(d) 同時激發(fā)t1 和t2 之 后 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.5 數(shù) 據(jù) 字 典 雖 然 數(shù) 據(jù) 流 圖 能 夠 形 象 、

61、 清 晰 地 描 述 數(shù) 據(jù) 在 系 統(tǒng) 中 流 動 、加 工 、 存 儲 的 情 況 ， 但 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 的 許 多 構(gòu) 成 元 素 ， 如 數(shù) 據(jù) 流 、數(shù) 據(jù) 存 儲 、 加 工 ， 僅 依 靠 名 稱 并 不 能 反 映 其 本 質(zhì) 含 義 ， 因 此 必須 對 這 些 構(gòu) 成 元 素 進 行 嚴 格 的 定 義 。 作 為 對 數(shù) 據(jù) 流 圖 的 補 充 ，數(shù) 據(jù) 字 典 (DD， Data Dictionary)能 夠 準 確 地 定 義 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 各組 成 成 分 的 具 體 含 義 ， 二 者 共 同 構(gòu) 成 了 系 統(tǒng) 的 邏 輯 模 型 。 第 3章 軟

62、件 需 求 分 析 與 建 模 3.5.1 數(shù) 據(jù) 字 典 的 基 本 符 號表 3.7 數(shù) 據(jù) 字 典 中 的 基 本 符 號 及 其 含 義符 號 含 義 說 明= 表 示 定 義 為 用 于 對 =左 邊 的 條 目 進 行 確 切 的 定 義+ 表 示 與 關(guān) 系 X=a+b表 示 X由 a和 b共 同 構(gòu) 成 | , 表 示 或 關(guān) 系 X=a|b與 X=a,b等 價 ， 表 示 X由 a或 b組 成( ) 表 示 可 選 項 X=(a)表 示 a可 以 在 X中 出 現(xiàn) ， 也 可 以 不 出 現(xiàn) 表 示 重 復(fù) 大 括 號 中 的 內(nèi) 容 重 復(fù) 0到 多 次m n 表 示 規(guī)

63、定 次 數(shù) 的 重 復(fù) 重 復(fù) 的 次 數(shù) 最 少 m次 ， 最 多 n次“ ” 表 示 基 本 數(shù) 據(jù) 元 素 “ ”中 的 內(nèi) 容 是 基 本 數(shù) 據(jù) 元 素 ， 不 可 再 分. 連 接 符 month=1.12表 示 month可 取 1 12中 的 任 意 值* * 表 示 注 釋 兩 個 星 號 之 間 的 內(nèi) 容 為 注 釋 信 息 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 3.5.2 數(shù) 據(jù) 字 典 中 的 條 目 及 說 明 格 式 數(shù) 據(jù) 字 典 是 關(guān) 于 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 各 種 成 分 詳 細 定 義 的 信 息 集 合 ，可 將 其 按 照 說 明 對 象 的

64、 類 型 劃 分 為 四 類 條 目 ， 分 別 為 數(shù) 據(jù) 流 條目 、 數(shù) 據(jù) 項 條 目 、 數(shù) 據(jù) 文 件 條 目 和 數(shù) 據(jù) 加 工 條 目 。 為 了 便 于 軟件 開 發(fā) 人 員 方 便 地 查 找 所 需 的 條 目 ， 應(yīng) 按 照 一 定 的 順 序 對 數(shù) 據(jù)字 典 中 的 不 同 條 目 進 行 排 列 。 下 面 分 別 對 各 類 條 目 的 內(nèi) 容 及 說明 格 式 進 行 介 紹 。 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 1. 數(shù) 據(jù) 流 條 目 數(shù) 據(jù) 流 在 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 主 要 用 于 說 明 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 在 系 統(tǒng) 中 的 作 用和 流

65、動 方 向 ， 因 此 數(shù) 據(jù) 流 也 被 稱 作 “ 流 動 的 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) ” 。 數(shù) 據(jù) 字典 中 數(shù) 據(jù) 流 條 目 應(yīng) 包 括 以 下 幾 項 主 要 內(nèi) 容 ： 數(shù) 據(jù) 流 名 稱 、 數(shù) 據(jù) 流別 名 、 說 明 、 數(shù) 據(jù) 流 來 源 、 數(shù) 據(jù) 流 流 向 、 數(shù) 據(jù) 流 組 成 和 數(shù) 據(jù) 流 量等 。 例 如 ： 工 資 系 統(tǒng) 中 的 出 勤 表 數(shù) 據(jù) 流 在 數(shù) 據(jù) 字 典 中 的 條 目 描 述為 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 數(shù) 據(jù) 流 名 稱 ： 出 勤 表數(shù) 據(jù) 流 別 名 ： 無說 明 ： 由 人 事 部 門 每 月 月 底 上 報 的

66、 職 工 考 勤 統(tǒng) 計 數(shù) 字數(shù) 據(jù) 流 來 源 ： 人 事 部 門數(shù) 據(jù) 流 流 向 ： 加 工 1.2(計 算 應(yīng) 發(fā) 工 資 )數(shù) 據(jù) 流 組 成 ： 出 勤 表 = 年 份 +月 份 +職 工 號 +出 勤 時 數(shù) +病 假 時 數(shù)+事 假 時 數(shù) +曠 工 時 數(shù)數(shù) 據(jù) 流 量 ： 1份 /月 第 3章 軟 件 需 求 分 析 與 建 模 2. 數(shù) 據(jù) 項 條 目 數(shù) 據(jù) 流 圖 中 每 個 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 都 是 由 若 干 個 數(shù) 據(jù) 項 構(gòu) 成 的 ， 數(shù) 據(jù)項 是 加 工 中 的 最 小 單 位 ， 不 可 再 分 。 數(shù) 據(jù) 字 典 的 數(shù) 據(jù) 項 條 目 中 應(yīng)包 含 的 主 要 內(nèi) 容 有 ： 數(shù) 據(jù) 項 名 稱 、 數(shù) 據(jù) 項 別 名 、 說 明 、 類 型 、 長度 、 取 值 范 圍 及 含 義 等 。 例 如 ： 出 勤 表 中 的 職 工 號 數(shù) 據(jù) 項 在 數(shù) 據(jù) 字 典 中 的 條 目 描 述 為 數(shù) 據(jù) 項 名 稱 ： 職 工 號 數(shù) 據(jù) 項 別 名 ： employee_no 說 明 ： 本 單 位 職 工 的 惟 一 標 識 類 型 ： 字