软件工程模型与方法 05、结构化需求分析

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1、软件工程模型与方法Models&MethodsofSE第五章结构化需求分析肖丁dxiao@bupt.edu.cn本章内容5.1结构化需求分析的由来5.2结构化分析模型的组成5.3数据建模5.4功能建模5.5行为建模5.6数据词典5.7软件需求规格说明书5.1结构化需求分析的由来分析建模的开始于20世纪60-70年代，但结构化分析方法的第一次出现是作为另一个重要课题—“结构化设计”的附属品。其目的是需要一种图形符号体系来表示数据和对数据进行变换的处理，这些处理最终能被映射到软件体系结构的设计中。结构化分析这个词汇最初由DouglasRoss提出，由DeMarco进行了推广。5.2分析

2、模型的结构需求分析的分析模型必须达到三个主要目标：描述客户的需求；建立创建软件设计的基础；定义在软件完成后可以被确认的一组需求。5.3数据建模概念性数据模型是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。其表示方法称为实体-关系法，也称为实体关系模型。它描述了从用户角度看到的数据，反映了用户的现实环境，但与在软件系统中的实现方法无关。软件系统本质上是信息处理系统，即对数据进行处理的系统，因此在开发过程中必须考虑以下两方面的问题：“数据”需要有哪些数据？数据之间有什么联系？数据本身有什么性质？数据结构等对数据的“处理”对数据进行哪些处理？每个处理的逻辑功能是什么？5.3

3、.1数据建模的作用数据建模反映了与任何数据处理应用相关的一组特定问题：系统处理哪些主要的数据对象？每个数据对象的组成如何？而且哪些属性描述了这些数据对象？这些数据对象当前位于何处？每个数据对象与其他数据对象有哪些关系？数据对象和变换它们的处理之间有哪些关系？5.3.2数据对象数据对象描述包括了数据对象的名称及其所有属性。通常将数据对象简称为“实体”，其具体表现可以是：外部实体：产生或使用消息的任何事物；事物：例如建筑物、汽车等物体；事件：例如警报；角色：例如老师、学生、销售等；组织单位：例如学校教务处、财务处等；地点：例如仓库、停车场等；结构：例如文件、档案等。5.3.3数据对象的

4、属性和关系每个数据对象都具有一些区别于其他数据对象的特征和性质，这些特征称为数据对象的属性。它可用于：命名数据对象；描述数据对象实例；建立与其它数据对象的联系；数据对象之间可以存在某种特定的连接，称之为数据对象的关系。关系是由被分析问题的语境定义的。5.3.4数据对象的基数数据建模的基本元素：数据对象、属性和关系提供了理解问题信息域的基础，但还必须了解数据对象之间出现的次数有无必然的联系，即实体-关系对的基数。基数通常简单地表达为“一”或“多”。考虑到“一”和“多”的所有组合，两个实体可能的关联如下：一对一：例如人和身份证件的关系；一对多：例如父母与孩子的关系；多对多：例如学生和老

5、师的关系；5.3.5实体关系图ER图的主要目的是以图形的形式表示实体与实体之间的关系。ER图最初是由PeterChen为关系数据库系统的设计提出的，标识了一组基本的构件：实体、属性、关系。例如，教学管理系统中的教师、学生和课程之间的关系5.3.6数据结构规范化数据对象之间的基数关系，在关系型数据库中就会造成数据存储的冗余现象。为了消除数据冗余，就需要对实体-关系图中的数据进行规范化处理，即数据范式。数据结构的规范化有以下好处：消除多义性：使关系中的属性含义清楚、单一；关系单纯化：让每个数据项只是简单的数或字符串，方便操作。使数据的插入、删除与修改操作可行且方便；使关系模式更灵活：易

6、于实现接近自然语言的查询方式。5.3.7范式简介通常来说第一范式的数据冗余程度最大，随着范式提高数据冗余会随之变小。然而范式级别越高，存储同样数据就需要分解成越多张表，因此“存储自身”的过程也就越复杂。随着范式级别的提高，数据的存储结构与基于问题域的结构间的匹配程度也随之下降，为此在需求发生变化时数据的稳定性随之下降。除此之外，范式级别的提高则需要访问的表增多，因此性能或处理速度将下降。5.3.8三范式第一范式（1FN）：关系中所有属性都是“单纯域”，即不出现“表中有表”；表的每一行只包含一个实例的信息。第二范式（2FN）：非主属性完全函数依赖于关键字；首先必须满足1FN，然后要求

7、表中的每个实例或行必须可以被唯一地区分。需要添加一个实例的唯一标识列，称为主关键字或主键、主码。第三范式（3FN）：在满足第二范式的基础上，要求非主属性相互独立，即任何非主属性间不存在函数依赖。5.4功能建模当数据或信息“流”过计算机系统时将会被系统的功能所处理、加工或变换后再将处理或变换后的数据从系统输出。基于计算机的系统可被表示为数据流图的基本结构：5.4.1数据流图的结构数据流图可以被用来抽象地表示系统或软件，既能提供功能建模的机制。也可提供数据流建模的机制，并