這是一個關于軟件工程導論ppt素材，主要介紹需求分析的任務、與用戶溝通獲取需求的方法、分析建模與規(guī)格說明、 實體-聯(lián)系圖、數(shù)據(jù)規(guī)范化。第3章 需求分析 3.1 需求分析的任務 3.2 與用戶溝通獲取需求的方法 3.3 分析建模與規(guī)格說明 3.4 實體-聯(lián)系圖 3.5 數(shù)據(jù)規(guī)范化 3.6 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 3.7 其他圖形工具 3.8 驗證軟件需求 需求分析基本任務是準確地回答: “系統(tǒng)必須做什么?” What to do? 用 <需求規(guī)格說明書> 表達用戶的需求。3.1 需求分析的任務 3.1.1 確定對系統(tǒng)的綜合要求 1. 功能需求指定系統(tǒng)必須提供的服務。2. 性能需求指定系統(tǒng)必須滿足的定時約束或容量約束，如：速度(響應時間)、信息量速率、主存容量、磁盤容量、安全性等。3. 可靠性和可用性需求可靠性定量地指定系統(tǒng)的可靠性�？捎眯粤炕�了用戶可以使用系統(tǒng)的程度。4. 出錯處理需求系統(tǒng)對環(huán)境錯誤怎樣響應。5. 接口需求描述應用系統(tǒng)與它的環(huán)境通信的格式。如：用戶接口需求；硬件接口需求；軟件接口需求；通信接口需求，歡迎點擊下載軟件工程導論ppt素材哦。

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第3章 需求分析 3.1 需求分析的任務 3.2 與用戶溝通獲取需求的方法 3.3 分析建模與規(guī)格說明 3.4 實體-聯(lián)系圖 3.5 數(shù)據(jù)規(guī)范化 3.6 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 3.7 其他圖形工具 3.8 驗證軟件需求 需求分析基本任務是準確地回答: “系統(tǒng)必須做什么?” What to do? 用 <需求規(guī)格說明書> 表達用戶的需求。 3.1 需求分析的任務 3.1.1 確定對系統(tǒng)的綜合要求 1. 功能需求指定系統(tǒng)必須提供的服務。2. 性能需求指定系統(tǒng)必須滿足的定時約束或容量約束，如：速度(響應時間)、信息量速率、主存容量、磁盤容量、安全性等。 3. 可靠性和可用性需求可靠性定量地指定系統(tǒng)的可靠性。可用性量化了用戶可以使用系統(tǒng)的程度。 4. 出錯處理需求系統(tǒng)對環(huán)境錯誤怎樣響應。 5. 接口需求描述應用系統(tǒng)與它的環(huán)境通信的格式。如：用戶接口需求；硬件接口需求；軟件接口需求；通信接口需求。 6. 約束在設計或?qū)崿F(xiàn)應用系統(tǒng)時應遵守的限制條件。如：精度；工具和語言約束；設計約束；應該使用的標準；應該使用的硬件平臺。7. 逆向需求系統(tǒng)不應該做什么。 8. 將來可能提出的要求在設計過程中對系統(tǒng)將來可能的擴充和修改預做準備。 某出版社系統(tǒng)調(diào)查表某出版社系統(tǒng)調(diào)查表 建立原型解決在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段需求不確定的問題，用戶、經(jīng)理和其他非技術項目風險承擔者在確定和開發(fā)產(chǎn)品時，原型可以使他們的想象更具體化。 優(yōu)點： 關注滿足客戶需求。缺點： 可能導致系統(tǒng)設計差，效率低，難于維護。一旦需求確定，往往快速原型將被拋棄�？焖僭�型內(nèi)部結構并不重要，重要的是迅速構建原型，并迅速修改，以反應客戶需求。 3.3 分析建模與規(guī)格說明 3.3.1 分析建模模型:為了理解事物而對事物做出的一種抽象，是對事物的一種無歧義的書面描述。 3.4 實體-聯(lián)系圖(ER圖) 3.4.1 數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)對象:可以由一組屬性來定義的實體。包括： 外部實體(例，產(chǎn)生或使用信息的任何事物) 事物(例，報表) 行為(例，打電話) 事件(例，響警報) 角色(例，教師、學生) 單位(例，會計科) 地點(例，倉庫) 結構(例，文件)等 3.4.2 屬性 屬性：定義了數(shù)據(jù)對象的性質(zhì)。 3.4.3 聯(lián)系聯(lián)系/關系：數(shù)據(jù)對象彼此之間相互連接的方式。分為3種類型： (1) 一對一聯(lián)系(1∶1) 例、部門與經(jīng)理。 (2) 一對多聯(lián)系(1∶N) 例、某校教師與課程之間存在一對多的聯(lián)系“教”(見圖3.2)。 (3) 多對多聯(lián)系(M∶N) 例、學生與課程間的聯(lián)系(“學”) 。 圖3.2 某校教學管理ER圖 注：聯(lián)系也可能有屬性。例，“成績”既不是學生的屬性也不是課程的屬性，由于它既依賴于某名特定的學生又依賴于某門特定的課程，所以它是學生與課程之間的聯(lián)系“學”的屬性。 數(shù)據(jù)流圖:描繪當數(shù)據(jù)在軟件系統(tǒng)中移動時被變換的邏輯過程，指明系統(tǒng)具有的變換數(shù)據(jù)的功能，是建立功能模型的基礎。 實體-聯(lián)系圖:描繪數(shù)據(jù)對象及數(shù)據(jù)對象之間的關系，用于建立數(shù)據(jù)模型。 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖:指明了作為外部事件結果的系統(tǒng)行為。描繪了系統(tǒng)的各種行為模式(稱為“狀態(tài)”)和在不同狀態(tài)間轉(zhuǎn)換的方式。是行為建模的基礎。 3.6.1 狀態(tài) 3.6.3 狀態(tài)圖符號初態(tài)：用實心圓表示；終態(tài)：用一對同心圓表示；中間狀態(tài)：用圓角矩形表示。3部分： 上面部分：狀態(tài)的名稱（必須）； 中間部分：狀態(tài)變量的名字和值（可選）； 下面部分：活動表（可選）。 例：電話系統(tǒng)的狀態(tài)圖。 圖中表明，沒有人打電話時電話處于閑置狀態(tài)；有人拿起聽筒則進入撥號音狀態(tài)，到達這個狀態(tài)后，電話的行為是響起撥號音并計時；這時如果拿起聽筒的人改變主意不想打了，他把聽筒放下(掛斷)，電話重又回到閑置狀態(tài)；如果拿起聽筒很長時間不撥號(超時)，則進入超時狀態(tài)；……。 [例：當有多個申請占用CPU運行的進程時， 有關CPU分配的進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。狀態(tài) 就緒：等待分配CPU 運行：正在CPU上做處理 等待：放棄CPU 事件 t1－因I/O等事件發(fā)生而要求中斷 t2－中斷事件已處理 t3－分配CPU t4－已用完分配的CPU時間] 3.7 其他圖形工具 3.7.1 層次方框圖 圖3.5 用層次方框圖描繪一家計算機公司全部產(chǎn)品的數(shù)據(jù)結構 3.7.2 Warnier圖 Warnier圖:法國計算機科學家Warnier提出的表示信息層次結構的圖形工具。用樹形結構描繪數(shù)據(jù)結構�；ɡㄌ枺簠^(qū)別數(shù)據(jù)結構的層次； 異或符號 ＋ ：表明上下方的數(shù)據(jù)只能出現(xiàn)一個； 圓括號中的數(shù)字：指明該信息重復出現(xiàn)的次數(shù)。 圖3.6 Warnier圖的一個例子報紙編輯的Warnier 圖 頭條新聞 頭版部分 國內(nèi)新聞 本地新聞 社論(1，1) 報紙 社論部分 專欄(1，3) 讀者來信(1，3) 諷刺漫畫(0，1) 體育新聞 副刊部分 商業(yè)新聞 廣告 細化的Warnier 圖 地區(qū)隊 體育新聞 職業(yè)隊 拳擊 經(jīng)營簡訊副刊部分 商業(yè)新聞 ＋ 雇員簡訊 一般新聞 招生 廣 告 招聘 求助 3.7.3 IPO圖 IPO圖是輸入、處理、輸出圖的簡稱，美國IBM公司發(fā)展完善起來的一種圖形工具，能夠方便地描繪輸入數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)的處理和輸出數(shù)據(jù)之間的關系。算法的初級描述。 IPO圖的基本形式：左邊框中列出有關的輸入數(shù)據(jù)，中間框內(nèi)列出主要的處理，右邊框內(nèi)列出產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)。處理框中列出處理的次序暗示了執(zhí)行的順序，用類似向量符號的粗大箭頭清楚地指出數(shù)據(jù)通信的情況。 圖3.7 文件更新的IPO圖 改進的IPO圖(IPO表)，圖中包含某些附加的信息，在軟件設計過程中比原始的IPO圖更有用。 圖3.8 改進的IPO圖 3.3.2 軟件需求規(guī)格說明通過需求分析除了創(chuàng)建分析模型之外，還應該寫出軟件需求規(guī)格說明書，它是需求分析階段得出的最主要的文檔。通常用自然語言書寫，容易理解，為大多數(shù)人所歡迎和采用。 3.8 驗證軟件需求 3.8.1 從哪些方面驗證軟件需求的正確性軟件系統(tǒng)中15%的錯誤起源于錯誤的需求。 (1) 一致性：任何一條需求不能和其他需求互相矛盾。 (2) 完整性：規(guī)格說明書應該包括用戶需要的每一個功能或性能。 (3) 現(xiàn)實性：指定的需求應該是用現(xiàn)有的硬件技術和軟件技術基本上可以實現(xiàn)的。 (4) 有效性：確實能解決用戶面對的問題。 【3.8.2 驗證軟件需求的方法 1. 驗證需求的一致性當需求分析的結果是用自然語言書寫的時候，除了靠人工技術審查驗證軟件系統(tǒng)規(guī)格說明書的正確性之外，目前還沒有其他更好的“測試”方法。但是，這種非形式化的規(guī)格說明書是難于驗證的，特別在目標系統(tǒng)規(guī)模龐大、規(guī)格說明書篇幅很長的時候，人工審查的效果是沒有保證的，冗余、遺漏和不一致等問題可能沒被發(fā)現(xiàn)而繼續(xù)保留下來，以致軟件開發(fā)工作不能在正確的基礎上順利進行。 為了克服上述困難，人們提出了形式化的描述軟件需求的方法。當軟件需求規(guī)格說明書是用形式化的需求陳述語言書寫的時候，可以用軟件工具驗證需求的一致性(見3.8.3節(jié))，從而能有效地保證軟件需求的一致性。 2. 驗證需求的現(xiàn)實性為了驗證需求的現(xiàn)實性，分析員應該參照以往開發(fā)類似系統(tǒng)的經(jīng)驗，分析用現(xiàn)有的軟、硬件技術實現(xiàn)目標系統(tǒng)的可能性。必要的時候應該采用仿真或性能模擬技術，輔助分析軟件需求規(guī)格說明書的現(xiàn)實性。 3. 驗證需求的完整性和有效性只有目標系統(tǒng)的用戶才真正知道軟件需求規(guī)格說明書是否完整、準確地描述了他們的需求。因此，檢驗需求的完整性，特別是證明系統(tǒng)確實滿足用戶的實際需要(即，需求的有效性)，只有在用戶的密切合作下才能完成。然而許多用戶并不能清楚地認識到他們的需要(特別在要開發(fā)的系統(tǒng)是全新的，以前沒有使用類似系統(tǒng)的經(jīng)驗時，情況更是如此)，不能有效地比較陳述需求的語句和實際需要的功能。只有當他們有某種工作著的軟件系統(tǒng)可以實際使用和評價時，才能完整確切地提出他們的需要。 理想的做法是先根據(jù)需求分析的結果開發(fā)出一個軟件系統(tǒng)，請用戶試用一段時間以便能認識到他們的實際需要是什么，在此基礎上再寫出正式的“正確的”規(guī)格說明書。但是，這種做法將使軟件成本增加一倍，因此實際上幾乎不可能采用這種方法。使用原型系統(tǒng)是一個比較現(xiàn)實的替代方法，開發(fā)原型系統(tǒng)所需要的成本和時間可以大大少于開發(fā)實際系統(tǒng)所需要的。用戶通過試用原型系統(tǒng)，也能獲得許多寶貴的經(jīng)驗，從而可以提出更符合實際的要求。 使用原型系統(tǒng)的目的，通常是顯示目標系統(tǒng)的主要功能而不是性能。為了達到這個目的可以使用本章3.2.4小節(jié)介紹的方法快速建立原型系統(tǒng)，并且可以適當降低對接口、可靠性和程序質(zhì)量的要求，此外還可以省掉許多文檔資料方面的工作，從而可以大大降低原型系統(tǒng)的開發(fā)成本。 3.8.3 用于需求分析的軟件工具為了更有效地保證軟件需求的正確性，特別是為了保證需求的一致性，需要有適當?shù)能浖�工具支持需求分析工作。這類軟件工具應該滿足下列要求： (1) 必須有形式化的語法(或表)，因此可以用計算機自動處理使用這種語法說明的內(nèi)容； (2) 使用這個軟件工具能夠?qū)С鲈敿毜奈臋n； (3) 必須提供分析(測試)規(guī)格說明書的不一致性和冗余性的手段，并且應該能夠產(chǎn)生一組報告指明對完整性分析的結果； (4) 使用這個軟件工具之后，應該能夠改進通信狀況。作為需求工程方法學的一部分，在1977年設計完成了RSL(需求陳述語言)。RSL中的語句是計算機可以處理的，處理以后把從這些語句中得到的信息集中存放在一個稱為ASSM（抽象系統(tǒng)語義模型）的數(shù)據(jù)庫中。有一組軟件工具處理ASSM數(shù)據(jù)庫中的信息以產(chǎn)生出用PASCAL語言書寫的模擬程序，從而可以檢驗需求的一致性、完整性和現(xiàn)實性。 1977年美國密執(zhí)安大學開發(fā)了PSL/PSA(問題陳述語言/問題陳述分析程序)系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是CADSAT（計算機輔助設計和規(guī)格說明分析工具）的一部分，它的基本結構類似于RSL。其中PSL是用來描述系統(tǒng)的形式語言，PSA是處理PSL描述的分析程序。用PSL描述的系統(tǒng)屬性放在一個數(shù)據(jù)庫中。一旦建立起數(shù)據(jù)庫之后即可增加信息、刪除信息或修改信息，并且保持信息的一致性。PSA對數(shù)據(jù)庫進行處理以產(chǎn)生各種報告，測試不一致性或遺漏，并且生成文檔資料。 PSL/PSA系統(tǒng)的功能主要有下述4種： (1) 描述任何應用領域的信息系統(tǒng)； (2) 創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫保存對該信息系統(tǒng)的描述符； (3) 對描述符施加增加、刪除和更改等操作； (4) 產(chǎn)生格式化的文檔和關于規(guī)格說明書的各種分析報告。 PSL/PSA系統(tǒng)用描述符從系統(tǒng)信息流、系統(tǒng)結構、數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)導出、系統(tǒng)規(guī)模、系統(tǒng)動態(tài)、系統(tǒng)性質(zhì)和項目管理等8個方面描述信息系統(tǒng)。 一旦用PSL對系統(tǒng)做了完整描述，就可以調(diào)用PSA產(chǎn)生一組分析報告，其中包括所有修改規(guī)格說明數(shù)據(jù)庫的記錄，用各種形式描述數(shù)據(jù)庫信息的參照報告(包括圖形形式的描述)，關于項目管理信息的總結報告，以及評價數(shù)據(jù)庫特性的分析報告。借助PSL/PSA系統(tǒng)可以邊對目標系統(tǒng)進行自頂向下的逐層分解，邊將需求分析過程中遇到的數(shù)據(jù)流、文件、處理等對象用PSL描述出來并輸入到PSL/PSA系統(tǒng)中。PSA將對輸入信息作一致性和完整性檢查，并且保存這些描述信息。 PSL/PSA系統(tǒng)的主要優(yōu)點是它改進了文檔質(zhì)量，能保證文檔具有完整性、一致性和無二義性，從而可以減少管理和維護的費用。數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫中，便于增加、刪除和更改，這也是它的一個優(yōu)點�！� 結構化分析方法就是面向數(shù)據(jù)流自頂向下逐步求精進行需求分析的方法。通過可行性研究已經(jīng)得出了目標系統(tǒng)的高層數(shù)據(jù)流圖，需求分析的目標之一就是把數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲定義到元素級。為了達到這個目標，通常從數(shù)據(jù)流圖的輸出端著手分析，這是因為系統(tǒng)的基本功能是產(chǎn)生這些輸出，輸出數(shù)據(jù)決定了系統(tǒng)必須具有的最基本的組成元素。 圖3.1 面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精過程習題 3-1 為什么要進行需求分析?通常對軟件系統(tǒng)有哪些需求? 3-2 怎樣與用戶有效地溝通以獲取用戶的真實需求? 3-3 銀行計算機儲蓄系統(tǒng)的工作過程大致如下：儲戶填寫的存款單或取款單由業(yè)務員鍵入系統(tǒng)，如果是存款則系統(tǒng)記錄存款人姓名、住址(或電話號碼)、身份證號碼、存款類型、存款日期、到期日期、利率及密碼(可選)等信息，并印出存單給儲戶；如果是取款而且存款時留有密碼，則系統(tǒng)首先核對儲戶密碼，若密碼正確或存款時未留密碼，則系統(tǒng)計算利息并印出利息清單給儲戶。 請用數(shù)據(jù)流圖描繪本系統(tǒng)的功能，并用實體-聯(lián)系圖描繪系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對象。 3-4 分析習題2第3題所述的機票預訂系統(tǒng)。請用實體-聯(lián)系圖描繪本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對象并用數(shù)據(jù)流圖描繪本系統(tǒng)的功能。 3-5 分析習題2第4題所述的患者監(jiān)護系統(tǒng)。請用實體-聯(lián)系圖描繪本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對象并用數(shù)據(jù)流圖描繪本系統(tǒng)的功能，畫出本系統(tǒng)的頂層IPO圖。 3-6 復印機的工作過程大致如下：未接到復印命令時處于閑置狀態(tài)，一旦接到復印命令則進入復印狀態(tài)，完成一個復印命令規(guī)定的工作后又回到閑置狀態(tài)，等待下一個復印命令；如果執(zhí)行復印命令時發(fā)現(xiàn)沒紙，則進入缺紙狀態(tài)，發(fā)出警告，等待裝紙，裝滿紙后進入閑置狀態(tài)，準備接收復印命令；如果復印時發(fā)生卡紙故障，則進入卡紙狀態(tài)，發(fā)出警告等待維修人員來排除故障，故障排除后回到閑置狀態(tài)。請用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖描繪復印機的行為。 例、假如你在一所職業(yè)高中工作，負責改校信息系統(tǒng)的建設與維護，財務科長請你研究用學校擁有的微機生成工資明細表和各種財務報表的可能性。請詳細描述你用結構化分析方法分析上述問題的過程。4lg紅軟基地

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