GIS軟件工程03GIS軟件工程的系統(tǒng)分析

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,第,3,章,GIS,軟件工程的系統(tǒng)分析,基本內(nèi)容,系統(tǒng)分析的任務(wù)、難點(diǎn)、要求、過程與方法；如何進(jìn)行需求分析,。,教學(xué)要求：,重點(diǎn)掌握用戶需求分析報(bào)告的內(nèi)容。,重點(diǎn)：,數(shù)據(jù)流圖。,系統(tǒng)分析的定義：,應(yīng)用系統(tǒng)思想和方法，確定系統(tǒng)的開發(fā)對(duì)象，把復(fù)雜的系統(tǒng)分解成簡(jiǎn)單的部分，找出這些部分的基本屬性和彼此間的關(guān)系。,系統(tǒng)分析的任務(wù)：,充分了解用戶的要求，并把雙方的理解用軟件需求規(guī)格說明書表達(dá)出來，即是要深入描述軟件的功能和性能，確定軟件設(shè)計(jì)的限制和軟件同其他系統(tǒng)元素的接口細(xì)節(jié)，定義軟件的其他有效性需求。,3.1,系統(tǒng)分析,系統(tǒng)分析的難點(diǎn)：,1.,對(duì)數(shù)據(jù)的理解困難,2.,系統(tǒng)分析員與用戶的溝通困難,3.,環(huán)境的變化,系統(tǒng)分析的要求：,1.,系統(tǒng)分析員要具備良好的,GIS,開發(fā)知識(shí)，并要了解用戶業(yè)務(wù)知識(shí)。,2.,系統(tǒng)分析員與用戶要具有良好溝通能力和合作精神。,3.,確立總體規(guī)劃、分階段進(jìn)行的思路，即采用螺旋模型開展,GIS,建設(shè)。,系統(tǒng)分析的過程：,1.,問題識(shí)別,確定對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的綜合要求，即軟件的要求。,包括功能、性能、數(shù)據(jù)、環(huán)境、可靠性、安全保密、用戶界面、資源使用等需求。,2.,分析與綜合,問題分析,：從數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)出發(fā)，逐步細(xì)化所有的系統(tǒng)功能，找出系統(tǒng)各元素之間的聯(lián)系、接口特征和設(shè)計(jì)上的限制，分析它們是否滿足功能要求，是否合理。,方案綜合,：依據(jù)功能需求、性能需求、運(yùn)行環(huán)境需求等，剔除其不合理的部分，增加其需要部分，最終綜合成系統(tǒng)的解決方案，給出系統(tǒng)目標(biāo)和詳細(xì)邏輯模型。,3.,編制需求分析的文檔：,需求分析的文檔即,軟件需求規(guī)格說明，它是分析階段的最終成果。下面給出的簡(jiǎn)略大綱可以作為軟件需求規(guī)格說明的框架。,.,引言,A.,系統(tǒng)簡(jiǎn)介,B.,系統(tǒng)參考文獻(xiàn),.,概述,A.,系統(tǒng)描述,B.,主要功能,C.,實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言,D.,用戶特點(diǎn),E.,一般約束,.,用戶業(yè)務(wù)管理現(xiàn)狀分析,包括業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)流程、數(shù)據(jù)量、應(yīng)用頻率、數(shù)據(jù)源情況，業(yè)務(wù)管理依據(jù)的行政和技術(shù)文件，各階段業(yè)務(wù)之間的關(guān)系，現(xiàn)有組織機(jī)構(gòu)等。,.,具體需求,A.,功能需求,B.,外部接口需求,C.,性能需求,D.,設(shè)計(jì)約束,E.,屬性需求,F.,其他需求,.,數(shù)據(jù)需求,A.,數(shù)據(jù)描述,B.,數(shù)據(jù)采集,C.,數(shù)據(jù)字典,.,提出測(cè)試的準(zhǔn)則,4.,需求分析評(píng)審,對(duì)系統(tǒng)功能的正確性、完整性和清晰性，以及其他需求給予評(píng)價(jià)。,系統(tǒng)分析的方法：,系統(tǒng)需求分析方法由對(duì)軟件的,數(shù)據(jù)域,和功能域的系統(tǒng)分析過程及其表示方法組成。,物理視圖,指反應(yīng)當(dāng)前系統(tǒng)的組織機(jī)構(gòu)、輸入輸出、資源利用情況和日常數(shù)據(jù)處理過程的模式，這一模式應(yīng)客觀的反映現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)際情況。,邏輯視圖,指在物理模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，區(qū)分出本質(zhì)的和非本質(zhì)的因素，去掉非本質(zhì)的因素，從而形成反映系統(tǒng)本質(zhì)的模型。,數(shù)據(jù)域,具有三種屬性：數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。,圖,3.1,需求分析的流程圖,需求工程的概念：,需求工程,就是確定系統(tǒng),“,做什么,”,的問題。它分為三個(gè)步驟：需求獲取、需求分析和編寫軟件規(guī)格說明書及驗(yàn)證。,需求,是以一種清晰、簡(jiǎn)潔、一致且無二義性的方式，對(duì)一個(gè)待開發(fā)系統(tǒng)中各個(gè)有意義方面的陳述的一個(gè)集合。,需求工程的,目的,是給待開發(fā)系統(tǒng)提供一個(gè)清晰的、一致的、精確的并且無二義性的模型，通常以需求規(guī)格說明書的形式來定義待開發(fā)系統(tǒng)的所有外部特征。,3.2,需求工程,需求工程中涉及的角色：,需求工程中涉及的,角色,有需求者、分析員和實(shí)現(xiàn)者。,需求工程的作用：,1.,支持項(xiàng)目開發(fā),2.,支持軟件測(cè)試和驗(yàn)證,3.,支持維護(hù),4.,支持項(xiàng)目承包商,5.,支持管理,需求工程的內(nèi)容：,1.,需求獲取,需求獲取的過程就是分析人員借助各種工具和方法，獲取對(duì)用戶需求的基本理解，然后在需求獲取方法的驅(qū)動(dòng)和指導(dǎo)下，從非形式需求陳述中提取出用戶的實(shí)際需求，并由此確定軟件的功能、性能、接口關(guān)系及有關(guān)屬性、軟件條件、限制和邊界等，標(biāo)定軟件的作用范圍，確定支持性的軟、硬件環(huán)境及輔助工具與條件。,需求獲取方法包括指導(dǎo)開發(fā)小組獲得用戶需求的方法框架和支持控制此項(xiàng)活動(dòng)進(jìn)展的過程控制機(jī)制兩方面。,需求工程的內(nèi)容：,2.,需求分析,需求分析是開發(fā)人員要準(zhǔn)確理解用戶的要求，進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查分析，將用戶非形式的需求陳述轉(zhuǎn)化為完整的需求定義，再由需求定義轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的形式功能規(guī)格說明的過程。,用戶的需求可分為功能性需求和非功能性需求。,功能性需求主要說明了系統(tǒng)各功能部件與環(huán)境之間的相互作用本質(zhì)，即在職能上應(yīng)做到什么。,非功能性需求主要從各個(gè)角度對(duì)所考慮的可能的解決方案起約束和限制作用。,需求工程的內(nèi)容：,3.,驗(yàn)證,驗(yàn)證的作用可以通過對(duì)需求規(guī)格說明文檔進(jìn)行仔細(xì)的復(fù)核、審查與評(píng)審來降低失誤。,需求分析的原則,1.,必須能夠表達(dá)和理解問題的數(shù)據(jù)域和功能域。,2.,必須按自頂向下,逐層分解的方式對(duì)問題進(jìn)行分解和不斷細(xì)化。,3.,要給出系統(tǒng)的邏輯視圖和物理視圖,即建模。,3.3,需求分析,3.3.2,需求分析的原則,需求分析的注意事項(xiàng),1.,需求搞不清，經(jīng)費(fèi)就算不準(zhǔn)。,2.,在編寫需求規(guī)格說明書之前，應(yīng)明確要解決的問題。,3.,立即確定需求，并記錄下該需求的背景。,4.,一旦在需求規(guī)格說明書中發(fā)現(xiàn)問題，立即改正。,5.,在眾多需求中確定各個(gè)需求的優(yōu)先順序，確定可能存在的子集。,6.,需求分析時(shí)，不要進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。,需求分析的注意事項(xiàng),7.,對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，要用多種視角進(jìn)行需求分析。,8.,對(duì)需求進(jìn)行編號(hào)，以便以后跟蹤。,9.,重視形式方法，也決不放棄自然語(yǔ)言。,10.,需求中不應(yīng)存在“待確定”的條款。,3.3.3,需求分析的方法,需求分析的方法：,1.,結(jié)構(gòu)化分析方法（,SA,）。,2.,面向?qū)ο蟮姆治龇椒ǎ?OOA,）。,3.,以用戶為中心的分析方法（,UCRA,）。,需求分析的方法：,1.,結(jié)構(gòu)化分析方法（,SA,）。,結(jié)構(gòu)化分析方法是面向數(shù)據(jù)流進(jìn)行需求分析的方法，適于數(shù)據(jù)處理類型系統(tǒng)的需求分析，采用圖形、表等形式表達(dá)需求，特點(diǎn)是清晰、簡(jiǎn)明、方便開發(fā)者和用戶進(jìn)行溝通。,它用抽象模型的概念，按照系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞、變換的關(guān)系，自頂向下逐層分解，直到找到滿足功能要求的所有可實(shí)現(xiàn)的軟件為止。,需求分析的方法：,2.,面向?qū)ο蟮姆治龇椒ǎ?OOA,）。,面向?qū)ο蟮姆治龈攀觯?1,）獲取用戶需求,2,）標(biāo)識(shí)對(duì)象和類,3,）定義類的結(jié)構(gòu)和層次,4,）建立對(duì)象模型,5,）建立動(dòng)態(tài)模型,需求分析的方法：,3.,以用戶為中心的需求分析方法（,UCRA,）。以用戶為中心的需求分析方法是一種為軟件應(yīng)用開發(fā)詳細(xì)需求分析說明的方法。,UCRA,方法關(guān)注解決擁有大量用戶交互操作和集成數(shù)據(jù)庫(kù)的目標(biāo)系統(tǒng)的需求分析問題。,數(shù)據(jù)流圖是對(duì)軟件系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)的圖形表示，描繪的是系統(tǒng)的邏輯模型。數(shù)據(jù)流圖僅僅描繪了數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動(dòng)和處理的情況。,3.3.4,數(shù)據(jù)流程圖,數(shù)據(jù)流程圖的主要圖形元素,1.,數(shù)據(jù)源點(diǎn)和匯點(diǎn),2.,加工（處理）,3.,數(shù)據(jù)文件（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）,4.,數(shù)據(jù)流,圖,3.2,數(shù)據(jù)流圖的符號(hào),(a),基本符號(hào)的含義,數(shù)據(jù)流程圖的主要圖形元素,1.,數(shù)據(jù)源點(diǎn)和匯點(diǎn),數(shù)據(jù)源點(diǎn)和匯點(diǎn)表示圖中要處理數(shù)據(jù)的輸入來源或處理結(jié)果要送往何處。,2.,加工（處理）,加工（處理）以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)內(nèi)容為對(duì)象。一個(gè)處理框可以表示對(duì)象中的一個(gè)函數(shù)，也可以是一系列函數(shù)，還可以表示一個(gè)對(duì)象，甚至可以代表一些人工處理過程。,數(shù)據(jù)流程圖的主要圖形元素,3.,數(shù)據(jù)文件（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）,數(shù)據(jù)文件起保存數(shù)據(jù)的作用，它是處于靜止?fàn)顟B(tài)的數(shù)據(jù)，通常存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中。,4.,數(shù)據(jù)流,數(shù)據(jù)流是處于運(yùn)動(dòng)中的數(shù)據(jù)，通常體現(xiàn)為模塊之間傳遞的信息。它是沿箭頭方向傳送數(shù)據(jù)的通道，指被加工的數(shù)據(jù)與流向。,(1),數(shù)據(jù)流,(,或數(shù)據(jù)存儲(chǔ),),命名,名字應(yīng)代表整個(gè)數(shù)據(jù)流,(,或數(shù)據(jù)存儲(chǔ),),的內(nèi)容，而不是僅僅反映它的某些成分。,不要使用空洞的、缺乏具體含義的名字。,(1),數(shù)據(jù)流,(,或數(shù)據(jù)存儲(chǔ),),命名,若某個(gè)數(shù)據(jù)流,(,或數(shù)據(jù)存儲(chǔ),),不能取一個(gè)合適的名字，則有可能是對(duì)數(shù)據(jù)流圖分解不合適，應(yīng)該考慮重新分解，有可能解決這個(gè)問題。,(2),加工（處理）命名,一般先為數(shù)據(jù)流命名，然后再為處理命名。,名字應(yīng)準(zhǔn)確反映整個(gè)處理的功能，而不是它的一部分功能。,名字最好由一個(gè)具體的及物動(dòng)詞，加上一個(gè)具體的賓語(yǔ)組成。,(2),加工（處理）命名,通常名字中只使用一個(gè)動(dòng)詞，如果需要用兩個(gè)動(dòng)詞才能描述整個(gè)處理的功能，則可以把這個(gè)處理分解成兩個(gè)處理。,如果在命名時(shí)遇到困難，則可能是分解不當(dāng)造成的，應(yīng)考慮重新分解或合并處理。,數(shù)據(jù)流與加工之間的關(guān)系表達(dá)方法,(b),附加符號(hào)的含義,數(shù)據(jù)流與加工之間的關(guān)系表達(dá)方法,表示數(shù)據(jù)流之間是“與”關(guān)系,(,同時(shí)存在,),表示數(shù)據(jù)流之間是“或”關(guān)系,表示只能從幾個(gè)數(shù)據(jù)流中選一個(gè),(,互斥關(guān)系,),分層的數(shù)據(jù)流圖,頂層數(shù)據(jù)流程圖描述了整個(gè)軟件系統(tǒng)的作用范圍，對(duì)系統(tǒng)的總體功能、輸入和輸出進(jìn)行了抽象，反映了系統(tǒng)和環(huán)境的關(guān)系。,中間層次的數(shù)據(jù)流程圖是通過分解高層數(shù)據(jù)流和加工得到的。,低層次數(shù)據(jù)流程圖通常有很多中間層，甚至,79,層。這種分解可以不斷重復(fù)，直到新的數(shù)據(jù)流程圖中每個(gè)數(shù)據(jù)加工的功能明確、相關(guān)的數(shù)據(jù)流被嚴(yán)格定義為止。,分層的數(shù)據(jù)流圖,數(shù)據(jù)流圖的畫法,畫數(shù)據(jù)流圖的基本步驟就是自外向內(nèi)，自頂向下，逐層細(xì)化，完善求精。,具體步驟：,（,1,）先找系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源點(diǎn)與匯點(diǎn)，它們是外部實(shí)體，由它們確定系統(tǒng)與外界的接口。,（,2,）找出外部實(shí)體的輸出數(shù)據(jù)流和輸入數(shù)據(jù)流。,（,3,）在圖的邊上畫上系統(tǒng)的外部實(shí)體。,數(shù)據(jù)流圖的畫法,畫數(shù)據(jù)流圖的基本步驟就是自外向內(nèi)，自頂向下，逐層細(xì)化，完善求精。,具體步驟：,（,4,）從外部實(shí)體的輸出數(shù)據(jù)流出發(fā)，按系統(tǒng)的邏輯需要，逐步畫出一系列邏輯加工，直到找到外部實(shí)體所需的輸入數(shù)據(jù)流，形成數(shù)據(jù)流的封閉。,（,5,）按原則進(jìn)行檢查和修改。,（,6,）按上述步驟，再?gòu)母骷庸こ霭l(fā)，畫出所需的子圖。,數(shù)據(jù)流圖的畫法,分層數(shù)據(jù)流程圖舉例,教學(xué)管理數(shù)據(jù)流程頂圖,數(shù)據(jù)流圖的畫法,分層數(shù)據(jù)流程圖舉例,教學(xué)管理數(shù)據(jù)流程中圖,數(shù)據(jù)流圖的畫法,分層數(shù)據(jù)流程圖舉例,學(xué)籍管理數(shù)據(jù)流程底圖,課間練習(xí),高考錄取統(tǒng)分子系統(tǒng)有如下功能：,（,1,）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)分：根據(jù)考生原始分計(jì)算，得到標(biāo)準(zhǔn)分，存入考生分?jǐn)?shù)文件。,（,2,）計(jì)算錄取線分：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分、招生計(jì)劃文件中的招生人數(shù)，計(jì)算錄取線，存入錄取線文件。,試根據(jù)要求畫出該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖，并將其轉(zhuǎn)換為軟件結(jié)構(gòu)圖。,課間練習(xí),錄取分?jǐn)?shù),招生數(shù),原始分,標(biāo)準(zhǔn)分,標(biāo)準(zhǔn)分,錄取分?jǐn)?shù),招生計(jì)劃,分?jǐn)?shù),考生,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)分,計(jì)算錄取線分?jǐn)?shù),標(biāo)準(zhǔn)分,進(jìn)行檢查和修改的原則,1.,數(shù)據(jù)流圖只限于前述四種基本圖形元素。,2.,數(shù)據(jù)流圖的主圖必須包括前述四種基本元素。,3.,數(shù)據(jù)流圖的主圖上的數(shù)據(jù)流必須封閉在外部實(shí)體之間，外部實(shí)體可以不止一個(gè)。,4.,每個(gè)加工至少有一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流和輸出數(shù)據(jù)流。,5.,在數(shù)據(jù)流圖中，需按層給加工框編號(hào)。,6.,任何一個(gè)數(shù)據(jù)流子圖必須與它上一層的一個(gè)加工對(duì)應(yīng)，兩者的輸入數(shù)據(jù)流和輸出數(shù)據(jù)流必須一致。,7.,圖上每個(gè)元素必須有名字。,8.,數(shù)據(jù)流圖中不能夾帶控制流。,概述：,數(shù)據(jù)字典的定義：,數(shù)據(jù)字典是關(guān)于數(shù)據(jù)信息的,集合,，是數(shù)據(jù)流程圖中所有元素（數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理過程和外部實(shí)體）嚴(yán)格定義的場(chǎng)所。,數(shù)據(jù)字典的用途：,1.,數(shù)據(jù)流程圖和數(shù)據(jù)字典一起構(gòu)成了系統(tǒng)的,邏輯模型,；,2.,有助于改進(jìn)不同的開發(fā)人員或不同的開發(fā)小組之間的通信；,3.,是存儲(chǔ)文件或數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)；,4.,在實(shí)施階段，還可參照數(shù)據(jù)字典描述數(shù)據(jù)。,3.3.4,數(shù)據(jù)字典,屬性數(shù)據(jù)字典條目：,屬性數(shù)據(jù)字典包含六類條目：,1.,數(shù)據(jù)元素：是最小的數(shù)據(jù)組成單位。,2.,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：描述數(shù)據(jù)之間的組成關(guān)系。,3.,數(shù)據(jù)流：描述數(shù)據(jù)流的來源、去處、組成、流通量、高峰時(shí)的流通量等屬性。,4.,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：描寫該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)，及有關(guān)的數(shù)據(jù)流、查詢要求。,5.,處理過程：描述處理框的編號(hào)、名稱、功能的簡(jiǎn)要