结构化分析与设计

第5章、结构化分析与设计一、教学意图主要是通过案例展现结构化方法的思路与过程所涉及的知识在教案列举，自行阅读教材相关内容。

二、关于结构化分析方法的相关知识（教材5-1/2/3/4/5）1、建模方法数据流图——描述软件的功能与数据数据字典——对数据的详细定义加工说明——描述软件的行为2、关于数据流图▲基本元素数据来源/去向、数据流、数据存储、加工▲顶层数据流图▲分层数据流图3、关于数据字典▲有哪些内容要求添加到数据字典数据流图上的数据流与数据存储——定义其结构上述数据结构中的所有数据项目——定义其属性▲如何描述参考教材▲有什么作用对数据作出明确的、无歧义的描述保证软件内部数据的一致性4、关于加工说明▲作用对数据流图上的每个“加工”，描述其“业务逻辑”▲方法根据描述对象的实际情况采用适当的方式，如判定树、判定表、流程图、结构化语言、等等。

三、结构化分析案例1、软件功能清单详见基本需求说明2、数据流图▲首先，给出顶层的数据流图▲然后，展开下层的数据流图▲一般情况下，DFD展开到软件“功能”为止参考附录1/2/33、数据字典▲在画数据流图的同时，写数据字典；▲先针对数据流、数据存储，写出其数据结构；▲同时，对数据项的属性作出说明。

4、加工说明针对数据流图上的每个“加工”，逐个写出说明四、结构化设计方法（教材5-6/7/8）1、设计思路▲以数据库作为软件设计的中心▲以“软件功能”作为模块划分的基本思路▲以需求文档中的“加工说明”为依据，给出每个模块的详细设计。

2、建模方法▲数据库设计先给出E-R图，进而给出数据表结构。

▲模块设计首先，给出模块结构图同时，定义每个模块名称、功能与接口。

▲过程设计以合适的方式给出每个模块的内部实现过程。

▲界面设计给出界面风格的基本约定，最好能够提供原型。

3、特点分析▲数据库是整个软件设计的核心（对照理解教材4-3-2之风格1）▲大多数功能模块内部呈现“三合一”的特征（界面/算法逻辑/数据库读写），没有体现分层架构▲上述特征所产生的优缺点分析五、结构化设计案例1、数据库设计数据库的设计方法在《数据库》课程讲述2、模块设计▲对模块类型的区分基于本软件特定“应用需求”所设计的模块通用的底层模块（如菜单、用户管理、权限控制等），。

系统的结构化分析与设计⽅法1、结构化⽅法的主要思想：（1）软件是有组织、有结构的逻辑实体，其结构为⾃顶向下的形式（2）软件由程序和数据组成，其结构呈现三层组织形式，即系统、⼦系统、功能模块/数据体（3）软件结构中的各部分既独⽴⼜关联2、结构化⽅法的特点：（1）抽象性：抽象描述系统的本质内容（2）结构化、模块化、层次化：分⽽治之，由分到合（3）分析与设计线索：⾯向过程（处理） – 过程驱动⾯向数据 – 数据驱动3、总体规划：为所规划的软件系统作出⼀个战略的、宏观的、全局的技术⽅案构建宏观结构模型，为后期的分析与设计奠定基础三个⼯作内容：（1）需求调查（2）结构模型建⽴（3）总体规划⽂档撰写4、过程与数据间的关系建⽴ – U/C矩阵（1）过程（处理）对数据的操作可以分为2类： Use – 使⽤，包括Select、Insert、Delete、Update Create – 建⽴，即创建数据（2）U/C 矩阵⼆维矩阵表横向业务 – 过程；纵向 – 主题数据库（3）U/C矩阵的作⽤为⼦系统划分提供帮助5、⼦系统规划：（1）建⽴U/C矩阵（2）整理成“基本U/C矩阵” 在原始的U/C矩阵基础上，反复调换列，使得尽可能多的“C”标记处于矩阵的对⾓线附近（3）⼦系统划分按照“职能域”对U/C矩阵进⾏划分（4）⼦系统定义含业务过程和主题数据库6、⽤传统结构化和oo的观点看待系统的⽐较：1）传统⽅法：系统是处理的集合，处理与数据实体的交互，处理接受输⼊并产⽣输出2）OO⽅法：系统是交互对象的集合，对象与⼈或其他对象交互，对象发送和响应信息7、结构化分析：分析基础：总体规划说明书；分析每个业务过程的详细流程；分析每个主题数据库的数据结构；建⽴分析模型：系统业务流程图、详细的数据流图、数据字典；结构化系统分析结果：系统分析说明书8、系统流程图：对不同计算机程序、⽂件、数据库和相关⼿⼯过程设计的表达；主要从较⾼的层次描述系统的相对独⽴的⼦系统和程序模块；⽤图形化的⽅式描述了对⼦系统的组织；可以表明系统业务类：Batch(批处理) Real time(实时处理)9、10、基于数据流的系统分析 -- 数据流图数据流图：⽤处理、外部实体、数据流以及数据存储来表⽰系统需求的图表DFD的特点：图形元素少且符号简单易懂；较充分表达系统的主要需求：输⼊、输出、处理和数据存储；最终⽤户、管理⼈员和系统开发⼈员只需稍加培训即可读懂DFD图，⽅便交流。

软件工程结构化分析与设计在当今数字化的时代，软件几乎无处不在，从我们日常使用的手机应用程序，到企业内部复杂的业务系统，软件已经成为推动社会发展和提高生活质量的重要力量。

而软件工程中的结构化分析与设计，作为软件开发过程中的关键环节，对于确保软件的质量、可维护性和可扩展性具有至关重要的意义。

首先，让我们来理解一下什么是软件工程结构化分析。

简单来说，结构化分析就是对软件系统进行详细的调查和研究，以确定系统的需求和功能。

这就好比在盖房子之前，我们需要清楚地知道要盖什么样的房子，有多少房间，每个房间的用途是什么等等。

在软件领域，结构化分析的主要任务包括收集用户需求、理解业务流程、识别系统的输入和输出、定义数据结构等。

在收集用户需求时，开发人员需要与用户进行充分的沟通和交流。

用户可能来自不同的背景和领域，他们对软件的期望和需求也各不相同。

因此，开发人员需要具备良好的沟通技巧和理解能力，能够将用户模糊的、不明确的需求转化为清晰、具体的软件功能描述。

比如，用户可能说“我希望这个软件能够快速处理大量数据”，开发人员就需要进一步询问“快速”的具体标准是什么，“大量数据”大概是多少，以及数据的类型和格式等。

理解业务流程也是结构化分析的重要部分。

不同的行业和组织都有其独特的业务流程，软件系统需要能够与之相适应和支持。

例如，在一个电子商务系统中，订单处理、库存管理、支付流程等都是关键的业务环节，开发人员需要深入了解这些流程的细节，以便设计出符合业务需求的软件。

接下来，我们谈谈软件工程结构化设计。

结构化设计是在结构化分析的基础上，将系统的需求转化为软件的架构和模块设计。

这就像是根据房子的设计图纸，确定房子的框架结构、房间布局以及各个部分使用的材料等。

在结构化设计中，模块划分是一个关键步骤。

模块是软件系统中的独立组成部分，具有明确的功能和接口。

合理的模块划分可以提高软件的可维护性和可扩展性。

例如，将一个复杂的系统划分为用户界面模块、数据处理模块、业务逻辑模块等，每个模块都专注于完成特定的任务，并且可以独立地进行开发、测试和维护。

软件工程结构化分析与设计1. 简介软件工程结构化分析与设计是软件开发中非常重要的一门课程，通过对软件系统进行结构化分析和设计，可以提高软件的质量、可维护性和可扩展性。

本文将介绍软件工程结构化分析与设计的基本概念和主要内容。

2. 结构化分析结构化分析是软件工程中的一种分析技术，它主要用于对问题域进行分析，确定问题需求和对问题进行建模。

结构化分析主要包括以下几个步骤：确定问题领域和问题域边界；识别问题中的对象和它们之间的关系；划分问题域为子问题，建立问题域模型；确定问题的功能需求和非功能需求。

结构化分析的核心是数据流图，它可以表示问题域中的数据流和处理过程，帮助确定系统功能和数据流向。

3. 结构化设计结构化设计是在结构化分析的基础上进行的，它主要用于确定系统的结构和设计系统的组件。

结构化设计的主要内容包括以下几个方面：系统结构设计：确定系统的模块和模块之间的关系；数据结构设计：设计系统中的数据结构和数据存储组织方式；接口设计：设计系统与其他系统或外部设备之间的接口；过程设计：设计系统中的算法和处理过程。

结构化设计的目标是提高系统的可维护性、可扩展性和可重用性，满足系统的功能需求和非功能需求。

4. 工具与方法在软件工程结构化分析与设计过程中，有一些常用的工具和方法可以帮助完成任务。

其中一些常用的工具包括：UML：统一建模语言，用于描述系统的结构和行为；数据流图：用于表示数据流和处理过程；结构图：用于表示系统的模块和模块之间的关系；状态图：用于描述系统中对象的状态和状态转换。

而一些常用的方法包括：数据字典：记录系统中的数据元素和数据流，帮助理清数据之间的关系；面向对象分析与设计：通过对象的抽象和分类，设计系统的结构和行为；结构化设计方法：采用自顶向下和自底向上的设计方法，将系统划分为模块并确定模块之间的关系。

5.软件工程结构化分析与设计是软件开发中非常重要的一环，它通过对问题域进行分析和设计，帮助构建高质量、可维护和可扩展的软件系统。

软件工程结构化分析与设计软件工程结构化分析与设计简介软件工程结构化分析与设计是软件工程领域中重要的一环，它涉及到软件系统的分析和设计阶段。

在软件工程领域，结构化分析与设计是指通过建立准确的抽象层次，将软件系统划分为各个模块，并规定各个模块之间的关系和功能，以实现系统的需求。

什么是结构化分析与设计结构化分析与设计是一种系统性的方法，它利用模块化和层次化的原则，对软件系统进行分析、设计和实现。

结构化分析关注的是系统需求，它通过分解需求，将系统划分为不同的模块，并定义它们之间的关系。

结构化设计则负责将分析得到的模块进行详细设计，并确定模块的功能和接口。

结构化分析与设计的目标是提高软件系统的可理解性、可维护性和可扩展性。

结构化分析与设计的流程结构化分析与设计通常包含以下几个步骤：1. 确定系统需求：定义软件系统的功能和性能要求。

2. 确定模块划分：将系统划分为不同的模块，并定义它们之间的功能和接口。

3. 定义模块内部逻辑：对每个模块进行详细设计，包括设计数据结构和算法等。

4. 确定模块间的通信方式：确定模块之间的数据交换和通信方式。

5. 验证和评估设计：对设计进行评估和验证，确保满足系统需求。

6. 实施和编码：根据设计编写代码，完成软件系统的实施。

7. 和调试：对软件系统进行和调试，确保其功能和性能的正确性。

结构化分析与设计的优势结构化分析与设计具有以下优势：1. 提高可理解性：通过模块化的设计原则，使系统的结构和功能更易于理解和掌握。

2. 提高可维护性：分解模块可以使系统的维护更加简单和方便，减少对其他模块的影响。

3. 提高可扩展性：模块化的设计可以使系统更易于扩展和修改，方便适应需求变化。

4. 提高开发效率：结构化分析与设计明确了各个模块的功能和接口，可以并行开发，提高开发效率。

5. 降低系统复杂性：通过模块化的设计，将大型系统划分为多个小模块，降低了系统的复杂性。

结构化分析与设计的工具和技术在软件工程中，有许多工具和技术可以用于结构化分析与设计。

结构化分析和设计方法3.1.2结构化方法的基本思想结构化方法是“结构化分析”（Structured Analysis,SA）和“结构化设计”（Structured Design,SD）的总称，结构化方法是目前最成熟、应用最广泛的信息系统开发方法之一，他的优点是有一套严格的开发程序，各开发阶段都要求有完整的文档纪录，国内外已有许多成功开发的例子。

3.1.2.1结构化分析1.结构化系统分析思想结构化分析方法是由美国Yourdon公司在20世纪70年代提出的，其基本思想是将系统开发看成工程项目，有计划、有步骤地进行，是一种应用很广的开发方法，适用于分析大型信息系统。

结构化分析方法采用“自顶向下，逐层分解”的开发策略。

按照这种策略，再复杂的系统也可以有条不紊的进行，只要将复杂的系统适当分层，每层的复杂程度即可降低，这就是结构化分析的特点。

2.结构化分析方法的内容结构化分析之后获得的文档是系统分析报告，系统分析报告是由下面几个部分组成的：组织结构及其分析，现行业务流程及其分析，现有数据和数据流程及其分析，新系统地初步方案和补充材料，如开发计划等。

3.结构划分此方法的特点结构化分析方法有以下特点结构化分析方法简单，易于掌握和使用。

结构化分析方法将分析的结果用图形表示，如业务流程图，数据流程图等，这些图形都有一套标准图符组成，从而将分析结果简明易懂的展示在用户面前。

结构化分析的实施步骤实现分析实现环境中已存在的系统，在此基础上再构思即将开发的目标系统，从而大大降低了问题的复杂程度，符合人们认识世界、改造世界的一般规律。

4.结构化分析方法的局限结构化分析方法是一种行之有效的方法，但也有一定的局限性。

局限性可以概括成以下几个方面：结构化分析方法要求对系统有完整确切的需求定义，而实际上这是非常困难的。

文档资料数量大。

需要书写大量文档，随着分析的深入，这套文档需要及时更新，即使在工具的辅助下，仍有一定的难度。

人机界面表达能力差。

软件工程结构化分析与设计软件工程结构化分析与设计简介软件工程结构化分析与设计（Software Engineering Structured Analysis and Design）是软件工程的重要环节之一，旨在将复杂的软件系统分解为相对简单的模块，从而便于理解、开发和维护。

结构化分析结构化分析是软件工程中的一种需求分析方法，通过对用户需求进行分析，将系统功能划分为不同的模块，以及模块之间的关系和交互。

结构化分析采用基于流程图的图形化表示方法，通常使用数据流图（Data Flow Diagram，简称DFD）来描述系统的功能流程。

结构化设计结构化设计是在结构化分析的基础上，进一步定义每个模块内部的结构和功能。

它将模块细化为更小的子模块，通过设计各个模块之间的接口和通信方式，确保系统能够协调运作。

结构化设计通常使用结构图来表示系统的模块组织结构，其中最常见的就是层次图（Hierarchy Chart）和结构图（Structure Chart）。

优势与挑战结构化分析与设计的主要优势在于可以将复杂系统分解为简单的模块，使得系统的开发和维护更加容易。

结构化分析与设计还能够提高系统的可靠性和可扩展性。

，结构化分析与设计也面临一些挑战。

结构化分析与设计需要面对不断变化的需求，需要具备较好的适应性和灵活性。

结构化分析与设计也需要考虑系统的性能、安全性等方面的需求，以保证系统能够满足用户的要求。

软件工程结构化分析与设计是软件工程中重要的一环，通过将复杂的系统分解为简单的模块，并设计模块之间的关系和接口，实现系统的有效开发和维护。

结构化分析与设计能够提高系统的可靠性、可扩展性和易开发性，但也需要面对需求变化和其他挑战。

希望通过软件工程结构化分析与设计，我们可以开发出更好的软件系统，满足用户的需求。

软件工程结构化分析与设计简版首先，结构化分析与设计是一种以模块化和分层的方式进行系统分析和设计的方法。

它将系统划分为多个模块，并对每个模块进行独立的设计和实现。

这样的设计方式有助于提高系统的可维护性和可扩展性，同时降低了系统开发的复杂性。

结构化分析的过程包括需求分析、系统规划、数据流建模和数据字典等步骤。

其中，需求分析是整个过程的第一步，通过和用户进行沟通和交流，了解用户的需求和期望。

系统规划则是根据需求分析的结果，确定系统的整体架构和功能。

数据流建模是结构化分析中的重要部分，它通过绘制数据流图来表示系统中的数据流动。

数据流图由多个加工、数据存储和数据流组成，通过对数据流图的绘制，可以清晰地了解系统中的数据流动和加工过程，有助于后续的系统设计和实现。

数据字典则是对数据流图中的各个数据流进行定义和描述。

数据字典包括数据流的名称、含义、类型和结构等信息，它提供了一个统一的标准，方便各个模块之间的交互和数据传递。

结构化设计是在结构化分析的基础上进行的，它主要包括模块划分、接口设计和模块实现等步骤。

模块划分是将系统划分为多个独立的功能模块，每个模块负责实现一个或多个功能。

接口设计则是定义各个模块之间的接口和数据传递方式，以确保各个模块之间的协同工作。

模块实现则是根据设计的结果，进行具体的编码和测试。

在模块实现的过程中，需要遵循一定的编码规范和测试标准，以确保编码的质量和系统的稳定性。

总的来说，软件工程结构化分析与设计是软件开发中不可或缺的一环。

通过结构化分析与设计，可以使得系统具备良好的结构和可扩展性，提高软件的质量和可维护性。

在进行结构化分析与设计时，需要遵循一定的分析和设计流程，并注重细节和规范，以保证系统的整体质量和稳定性。

第四章结构化分析与设计学习目的及要求：通过本章结构化分析与设计的学习，掌握结构化方法的主要思想和过程。

重点要求掌握软件系统结构化分析阶段的数据流图、数据字典和加工小说明的绘制和编写；结构化设计阶段从数据流图到结构图的映射方法，理解模块的合并、分解和优化方法。

引言结构化方法是传统的软件分析和设计方法，包括在需求分析阶段的结构化分析方法和设计阶段的结构化设计方法，也就是把结构化的思想融入到分析和设计阶段。

在结构化分析阶段，通过对软件的数据、功能和行为的分析并进行分析建模，产生软件系统的数据流图、数据字典和加工小说明。

结构化设计阶段应用一定的规则把数据流图映射为结构图，转换为模块化的系统体系结构，并进行对模块的修改和优化，为结构化程序设计打下基础。

4.1结构化分析方法概述(历史、主要思想、过程)结构化开发方法(Structured Developing Method)是现有的软件开发方法中最成熟、应用最广泛的方法，其主要特点是快速、自然和方便。

结构化开发方法由结构化分析方法(Structured Analysis Method)、结构化设计方法(Structured Design Method)及结构化程序设计方法(Structured Program Method)构成的。

结构化分析方法于20世纪70年代中期由E.Yourdon，Constaintine及DeMarco等人提出并得到了广泛的应用，是强调开发方法的结构合理性以及所开发软件的结构合理性的一种面向数据流的分析方法。

所谓结构是指系统内各个组成部分之间的相互关系，而结构化方法采用一组提高软件结构合理性的准则，如分解与抽象、模块独立性、信息隐蔽等来进行分析建模。

结构化分析方法给出一组帮助系统分析人员产生功能规约的原理与技术，它一般利用图形表达用户需求，主要使用的手段有数据流图、数据字典、结构化语言、判定表以及判定树等。

伴随着软件规模不断增长，传统的手工作坊式开发方法已经很难能胜任，当我们面对大型而复杂的系统时，可能一时会感觉到无从下手或者束手无策，这时必须采取软件工程的科学方法开发软件，结构化方法能够很好的适应复杂软件的开发。

七大软件开发方法论解析近年来，软件开发方法论逐渐成为软件开发领域中的热门话题。

为了提高软件开发效率、降低开发成本和提高软件质量，许多企业逐渐开始采用软件开发方法论。

目前市场上常见的软件开发方法论包括七大软件开发方法论，分别是结构化分析与设计（SSAD）、面向对象分析与设计（OOAD）、原型模型（Prototyping）、融合模型（Joint Application Development, JAD）、快速应用开发模型（Rapid Application Development, RAD）、敏捷开发模型（Agile Development Methodology）以及瀑布模型（Waterfall Model）。

那么，各个软件开发方法论究竟有何特点和适用场景呢？下面进行解析。

1、结构化分析与设计（SSAD）结构化分析与设计（SSAD）是一种传统的软件开发方法论，其核心思想是将一个总体系统分成几个较小的部分，再进行分析和设计。

因此，该方法论的应用范围广泛，适用于各种规模的软件开发项目。

此外，该方法论的设计过程清晰、可控，便于后期的维护和管理。

2、面向对象分析与设计（OOAD）面向对象分析与设计（OOAD）强调面向对象的思想，通过将实体、属性和方法等元素转换为对象的形式，使得软件的开发更加具有灵活性和可扩展性。

该方法论适用于大规模对象化的软件开发项目。

3、原型模型（Prototyping）原型模型是一种快速开发软件的方法，其核心思想是通过快速制作、测试和修正软件原型，以此来确定用户需求和功能设计，最终完成确定的软件产品开发。

因此，该方法论适用于需要快速开发软件的场景。

4、融合模型（JAD）融合模型（JAD）也是一种快速开发软件的方法，其特点是将用户、开发者和设计者等多个角色聚集在一起，共同完成软件分析和设计的过程。

这样可以为开发者提供更全面的需求信息和更快的开发速度，适用于需求规范、实现困难的场合。

5、快速应用开发模型（RAD）快速应用开发模型（RAD）着重于提高软件开发效率和减少开发成本，其核心思想是以组件为基础，采用迭代开发方式来实现软件开发。

实验⼆结构化分析和设计⼀.实验⽬的（1）掌握结构化的需求分析⽅法；（2）掌握分层数据流图的绘制、数据字典和加⼯说明的编制；（3）掌握数据流图映射为软件结构图的⽅法；（4）掌握需求说明书和设计说明。

书的主要内容，学习软件需求说明书和设计说明书的编写；（5）掌握测试的基本⽅法。

⼆.实验内容（1）参考⼀个熟悉的系统，如，机票预订系统/教材订购系统/ATM⾃动取款机，讨论其⽤户需求、系统需求和业务需求；（2）绘制系统的分层数据流图，并给出数据字典；（3）将系统的分层数据流图映射为软件结构图，绘制软件结构图；（4）为关键模块进⾏详细设计，如绘制关键模块的流程图；（5）实现系统部分功能并测试。

【实例3】图书管理系统参考：三.实验步骤（1）复习结构化的分析与设计⽅法的主要过程；（2）讨论系统存在的⽤户⾓⾊、⼯作流等；（3）对关键功能绘制数据流图，给出数据字典，并反复讨论数据流的合理性；（4）对应数据流图，设计系统的功能结构图，关键模块的流程图；（5）选择对应的结构化程序设计语⾔，实现并测试部分功能模块四.思考题（1）简述需求说明书，概要设计，详细设计说明书的主要内容。

本图书管理系统分为三个功能模块，分别是账号管理功能、图书信息管理功能、图书借还管理功能。

账号管理功能可以进⾏账号登录、注册账号、找回密码、修改密码：图书信息管理功能可以对图书信息进⾏查找、排序、修改、恢复、和备份功能：图书借还管理功能可以查询⽤户的借书记录、借书、还书功能。

功能模块图如图2-1所⽰。

（2）结构化分析⽅法与⾯向对象分析⽅法有⽆本质上的不同？⼀、系统的构造内容不同。

⾯向对象的⽅法是以对象为核⼼来构造软件框架的。

结构化⽅法是按功能分解的规律组织软件系统结构的。

⼆、应对需求变更能⼒的不同。

⾯向对象的⽅法与⽣俱来很强的应对需求变更能⼒。

能从容应对客户的需求变更。

对结构化⽅法来说，它的先天缺陷是需求变更很难，⼀旦要需求变更，意味着以前⼀切的⼯作都是徒劳的。