第5章 需求建模方法与技术
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第一章绪论什么是软件工程?软件=程序+数据+文档什么是软件危机?软件危机是指落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机软件,从而导致软件开发与维护过程中出现一系列严重问题的现象。
什么是软件工程?采用工程化的原理和方法对软件进行计划开发和维护。
软件工程三范型:1.过程式编程范型2.面向对象编程范型3.基于构件技术的编程范型软件工程的发展时期:(1)传统软件工程或者经典软件工程:开发过程:结构化分析一>结构化设计一>面向过程的编码一>软件测试(2)面向对象软件工程开发过程:OO分析与对象抽取一》对象详细设计一》面向对象编码与测试(3)基于构件的软件工程:以软件复用为目标、领域工程为基础,其开发过程一般包括包括以下阶段:领域分析和测试计划定制一一》领域设计一一》建立可复用构件库一一》按“构件集成模型,,查找与集成构件第二章生存周期什么是软件生存周期?计划阶段:需求分析,软件分析开发阶段:软件设计,编码(测试)软件测试维护阶段:运行维护模型特点和使用场合可行性研究1.经济可行性2.技术可行性3.运行可行性4.法律可行性第三章结构化分析与设计结构化程序设计的特点以及论述(1)整个程序的模块化(2)每个模块只有一个入口和出口(3)每个模块都应能单独执行,且无死循环(4)采用自顶向下,逐步细化的方法SA结构化分析设计(结构化)从内容分:1.系统结构设计2.接口设计3.数据设计4.过程设计按照步骤分:1.概要设计2.详细设计第四章OO与面向对象+UML OO的特征1.抽象2.封装3.继承4.多态为什么用面向对象1.符合人类习惯的思维方式2.提高软件系统的可复用性3.提高软件系统的可扩展性4.提高软件系统的可维护性UML相关知识静态图1.用例图:描述系统功能2.类图:描述系统的静态结构3.对象图:描述系统在某个时期的静态结构4.构件图:描述实现系统的元素的组织5.部署图:描述系统环境元素的配置动态图1.状态图:描述系统元素的状态条件和相应2.时序图:按照时间顺序描述系统元素间的交互3.协作图:按照连接关系描述系统元素间的交互4.活动图:描述系统元素的活动流程第五章需求建模需求分析的步骤1.需求获取2.需求建模3.需求描述4.需求验证面向对象需求建模1.画用例图2.写用例规约3.描述补充规约4.编写术语表第六章需求分析面向对象的需求分析1.边界类:边界类提供了对参与者或外部系统交互协议的接口。
⾯向数据流的分析⽅法外部实体位于软件系统边界之外的信息⽣产者或消费者转换变换数据流的处理过程,⼜称泡(bubble )为⼀个或多个转换提供数据源或数据存储服务的缓冲区、⽂件或数据库数据存储在转换之间定向流动的数据项或数据项集合第5章⾯向数据流的分析⽅法⾯向数据流的分析⽅法(dataflow-oriented analysis method )与⾯向对象、⾯向数据的分析⽅法,都是需求建模⽅法。
它们均有⼀组规范的语⾔表达机制,需求分析⼈员⽤来表达⽤户需求、构造软件系统模型。
此外,它们还含有⼀些规则和经验知识,指导分析⼈员提取需求信息,促进⽤户需求精确化、完全化和⼀致化。
⾯向数据流的分析⽅法是结构化分析⽅法系列中的⼀⽀,具有明显的结构化特征。
结构化分析⽅法的雏形出现于20世纪60年代后期。
但是,直到1979年才由DeMarco 将其作为⼀种需求分析⽅法正式提出。
由此,结构化分析⽅法得到了迅速发展和⼴泛应⽤。
本章主要介绍⼴为使⽤的⾯向数据流的分析⽅法及其需求分析CASE ⼯具。
5.1 数据流图与数据字典⼀个基于计算机的信息处理系统就是对数据流进⾏⼀系列加⼯的处理过程,⽽这些加⼯将输⼊数据流变换为输出数据流。
数据流图就是⽤来刻画数据流和加⼯的信息系统建模技术。
数据字典是与数据流图配套使⽤的,⽤来定义系统中数据元素的有机集合体。
5.1.1 数据流图数据流图(Data Flow Diagram ,DFD )描述输⼊数据流到输出数据流的转换(即加⼯),⽤于对系统的功能建模。
1.数据流图的基本图形元素数据流图中的基本图形元素包括:数据流、转换、数据存储以及外部实体,如图5-1所⽰。
数据流、转换、数据存储⽤于构建软件系统内部的数据处理模型;外部实体表⽰存在于系统边界之外的对象,⽤来帮助我们理解软件系统数据的来源和去向。
图5-1 数据流图的基本图形元素需要说明的是,DFD 图形元素还可以⽤其他描述符号来表⽰,如⽤圆⾓矩形表⽰转换,⽤开放箭头表⽰数据流等。
第五章面向对象的需求分析面向对象的需求分析方法的核心是利用面向对象的概念和方法为软件需求建造模型。
它包含面向对象风格的图形语言机制和用于指导需求分析的面向对象方法学。
面向对象的思想最初起源于 20世纪 60年代中期的仿真程序设计语言Simula67。
20世纪80年代初出现的Smalltalk 语言及其程序设计环境对面向对象技术的推广应用起到了显著的促进作用。
20世纪90年代中后期诞生并迅速成熟的UML(Unified Modeling Language,统一建模语言)是面向对象技术发展的一个重要里程碑。
UML 统一了面向对象建模的基本概念、术语和表示方法,不仅为面向对象的软件开发过程提供了丰富的表达手段,而且也为软件开发人员提供了互相交流、分享经验的共用语言。
本章首先介绍面向对象的主要概念和思想。
在概述了UML的全貌之后,以“家庭保安系统”为实例,介绍与需求分析相关的部分 UML语言机制以及基于UML的面向对象的需求分析方法和过程。
第一节面向对象的概念与思想一、面向对象的概念关于“面向对象”,有许多不同的看法。
Coad和 Yourdon给出了一个定义:“面向对象 = 对象 + 类 + 继承 + 消息通信”。
如果一个软件系统是使用这样4个概念设计和实现的,则认为这个软件系统是面向对象的。
一个面向对象的程序的每一成分应是对象,计算是通过新的对象的建立和对象之间的消息通信来执行的。
1.对象(object)一般意义来讲,对象是现实世界中存在的一个事物。
可以是物理的,如一个家具或桌子,如图 5-1-1所示,可以是概念上的,如一个开发项目。
对象是构成现实世界的一个独立的单位,具有自己的静态特征(用数据描述)和动态特征(行为或具有的功能)。
例如:人的特征:姓名、性别、年龄等,行为:衣、食、住、行等。
图 5-1-1 对象的定义(1)对象、属性、操作、消息定义对象可以定义为系统中用来描述客观事物的一个实体,它是构成系统的一个基本单位,由一组属性和一组对属性进行操作的服务组成。
作业二结构化需求建模(第5章)2-1、简答业务流程图与数据流程图的作用、含义和区别2-2、目前住院病人主要由护士护理,这样做不仅需要大量护士,而且由于不能随时观察危重病人的病情变化,还会延误抢救时机。
某医院打算开发一个以计算机为中心的患者监护系统,请分层次地画出描述本系统功能的数据流图。
医院对患者监护系统的基本要求是随时接收每个病人的生理信号(脉搏、体温、血压、心电图等),定时记录病人情况以形成患者日志,当某个病人的生理信号超出医生规定的安全范围时向值班护士发出警告信息,此外,护士在需要时还可以要求系统印出某个指定病人的病情报告。
2-3、银行计算机储蓄系统的工作过程大致如下:储户填写的存款单或取款单由业务员键入系统,如果是存款则系统记录存款人姓名、住址(或电话号码)、身份证号码、存款类型、存款日期、到期日期、利率及密码(可选)等信息,并印出存单给储户;如果是取款而且存款时留有密码,则系统首先核对储户密码,若密码正确或存款时未留密码,则系统计算利息并印出利息清单给储户。
请用数据流图描绘本系统的功能,并用实体-联系图描绘系统中的数据对象。
2-4、为了方便旅客,某航空公司拟开发一个机票预定系统。
旅行社把预定机票的旅客信息(姓名、性别、工作单位、身份证号码、旅行时间、旅行目的地等)输入该系统,系统为旅客安排航班,旅客在飞机起飞前一天凭取票通知和账单交款取票,系统核对无误即印出机票给顾客。
请画出描述本系统功能的数据流图。
2-5、复印机的工作过程大致如下:未接到复印命令时处于闲置状态,一旦接到复印命令则进入复印状态,完成一个复印命令规定的工作后又回到闲置状态,等待下一个复印命令;如果执行复印命令时发现没纸,则进入缺纸状态,发出警告,等待装纸,装满纸后进入闲置状态,准备接收复印命令;如果复印时发生卡纸故障,则进入卡纸状态,发出警告等待维修人员来排除故障,故障排除后回到闲置状态。
请用状态转换图描绘复印机的行为。