這是一個關(guān)于軟件工程導(dǎo)論ppt素材，主要介紹需求分析的任務(wù)、與用戶溝通獲取需求的方法、分析建模與規(guī)格說明、 實(shí)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(wù) 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(shí)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(yàn)證軟件需求 需求分析基本任務(wù)是準(zhǔn)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(dá)用戶的需求。3.1 需求分析的任務(wù) 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(wù)。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(yīng)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(yīng)。5. 接口需求描述應(yīng)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(diǎn)擊下載軟件工程導(dǎo)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(wù) 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(shí)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(yàn)證軟件需求 需求分析基本任務(wù)是準(zhǔn)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(dá)用戶的需求。 3.1 需求分析的任務(wù) 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(wù)。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(yīng)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(yīng)。 5. 接口需求描述應(yīng)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(shè)計或?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)時應(yīng)遵守的限制條件。如：精度；工具和語言約束；設(shè)計約束；應(yīng)該使用的標(biāo)準(zhǔn)；應(yīng)該使用的硬件平臺。7. 逆向需求系統(tǒng)不應(yīng)該做什么。 8. 將來可能提出的要求在設(shè)計過程中對系統(tǒng)將來可能的擴(kuò)充和修改預(yù)做準(zhǔn)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(shù)項(xiàng)目風(fēng)險承擔(dān)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(diǎn)： 關(guān)注滿足客戶需求。缺點(diǎn)： 可能導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計差，效率低，難于維護(hù)。一旦需求確定，往往快速原型將被拋棄�？焖僭�型內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不重要，重要的是迅速構(gòu)建原型，并迅速修改，以反應(yīng)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(shí)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(shí)體。包括： 外部實(shí)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(xué)生) 單位(例，會計科) 地點(diǎn)(例，倉庫) 結(jié)構(gòu)(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(guān)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(xué)生與課程間的聯(lián)系(“學(xué)”) 。 圖3.2 某校教學(xué)管理ER圖 注：聯(lián)系也可能有屬性。例，“成績”既不是學(xué)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(xué)生又依賴于某門特定的課程，所以它是學(xué)生與課程之間的聯(lián)系“學(xué)”的屬性。 數(shù)據(jù)流圖:描繪當(dāng)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(chǔ)。 實(shí)體-聯(lián)系圖:描繪數(shù)據(jù)對象及數(shù)據(jù)對象之間的關(guān)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(jié)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(chǔ)。 3.6.1 狀態(tài) 3.6.3 狀態(tài)圖符號初態(tài)：用實(shí)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(jìn)入撥號音狀態(tài)，到達(dá)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(jìn)入超時狀態(tài)；……。 [例：當(dāng)有多個申請占用CPU運(yùn)行的進(jìn)程時， 有關(guān)CPU分配的進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。狀態(tài) 就緒：等待分配CPU 運(yùn)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(jī)公司全部產(chǎn)品的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 3.7.2 Warnier圖 Warnier圖:法國計算機(jī)科學(xué)家Warnier提出的表示信息層次結(jié)構(gòu)的圖形工具。用樹形結(jié)構(gòu)描繪數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)�；ɡㄌ枺簠^(qū)別數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(fù)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(xì)化的Warnier 圖 地區(qū)隊(duì) 體育新聞 職業(yè)隊(duì) 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(guān)系。算法的初級描述。 IPO圖的基本形式：左邊框中列出有關(guān)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(jìn)的IPO圖(IPO表)，圖中包含某些附加的信息，在軟件設(shè)計過程中比原始的IPO圖更有用。 圖3.8 改進(jìn)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(yīng)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(yàn)證軟件需求 3.8.1 從哪些方面驗(yàn)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(yīng)該包括用戶需要的每一個功能或性能。 (3) 現(xiàn)實(shí)性：指定的需求應(yīng)該是用現(xiàn)有的硬件技術(shù)和軟件技術(shù)基本上可以實(shí)現(xiàn)的。 (4) 有效性：確實(shí)能解決用戶面對的問題。 【3.8.2 驗(yàn)證軟件需求的方法 1. 驗(yàn)證需求的一致性當(dāng)需求分析的結(jié)果是用自然語言書寫的時候，除了靠人工技術(shù)審查驗(yàn)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(yàn)證的，特別在目標(biāo)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(chǔ)上順利進(jìn)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(dāng)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(yàn)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(yàn)證需求的現(xiàn)實(shí)性為了驗(yàn)證需求的現(xiàn)實(shí)性，分析員應(yīng)該參照以往開發(fā)類似系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，分析用現(xiàn)有的軟、硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)的可能性。必要的時候應(yīng)該采用仿真或性能模擬技術(shù)，輔助分析軟件需求規(guī)格說明書的現(xiàn)實(shí)性。 3. 驗(yàn)證需求的完整性和有效性只有目標(biāo)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(zhǔn)確地描述了他們的需求。因此，檢驗(yàn)需求的完整性，特別是證明系統(tǒng)確實(shí)滿足用戶的實(shí)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(rèn)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(yàn)時，情況更是如此)，不能有效地比較陳述需求的語句和實(shí)際需要的功能。只有當(dāng)他們有某種工作著的軟件系統(tǒng)可以實(shí)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(jié)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(rèn)識到他們的實(shí)際需要是什么，在此基礎(chǔ)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(shí)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(shí)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(shí)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(yàn)，從而可以提出更符合實(shí)際的要求。 使用原型系統(tǒng)的目的，通常是顯示目標(biāo)系統(tǒng)的主要功能而不是性能。為了達(dá)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(dāng)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(dāng)?shù)能浖�工具支持需求分析工作。這類軟件工具應(yīng)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(jī)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?xì)的文檔； (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(yīng)該能夠產(chǎn)生一組報告指明對完整性分析的結(jié)果； (4) 使用這個軟件工具之后，應(yīng)該能夠改進(jìn)通信狀況。作為需求工程方法學(xué)的一部分，在1977年設(shè)計完成了RSL(需求陳述語言)。RSL中的語句是計算機(jī)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(yàn)需求的一致性、完整性和現(xiàn)實(shí)性。 1977年美國密執(zhí)安大學(xué)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(jī)輔助設(shè)計和規(guī)格說明分析工具）的一部分，它的基本結(jié)構(gòu)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(jìn)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(yīng)用領(lǐng)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(guān)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(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、系統(tǒng)規(guī)模、系統(tǒng)動態(tài)、系統(tǒng)性質(zhì)和項(xiàng)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(guān)于項(xiàng)目管理信息的總結(jié)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(biāo)系統(tǒng)進(jìn)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(diǎn)是它改進(jìn)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(hù)的費(fèi)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(diǎn)�！� 結(jié)構(gòu)化分析方法就是面向數(shù)據(jù)流自頂向下逐步求精進(jìn)行需求分析的方法。通過可行性研究已經(jīng)得出了目標(biāo)系統(tǒng)的高層數(shù)據(jù)流圖，需求分析的目標(biāo)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(dá)到這個目標(biāo)，通常從數(shù)據(jù)流圖的輸出端著手分析，這是因?yàn)橄到y(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(xí)題 3-1 為什么要進(jìn)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(shí)需求? 3-3 銀行計算機(jī)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(wù)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(shí)體-聯(lián)系圖描繪系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對象。 3-4 分析習(xí)題2第3題所述的機(jī)票預(yù)訂系統(tǒng)。請用實(shí)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(xí)題2第4題所述的患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。請用實(shí)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(fù)印機(jī)的工作過程大致如下：未接到復(fù)印命令時處于閑置狀態(tài)，一旦接到復(fù)印命令則進(jìn)入復(fù)印狀態(tài)，完成一個復(fù)印命令規(guī)定的工作后又回到閑置狀態(tài)，等待下一個復(fù)印命令；如果執(zhí)行復(fù)印命令時發(fā)現(xiàn)沒紙，則進(jìn)入缺紙狀態(tài)，發(fā)出警告，等待裝紙，裝滿紙后進(jìn)入閑置狀態(tài)，準(zhǔn)備接收復(fù)印命令；如果復(fù)印時發(fā)生卡紙故障，則進(jìn)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(fù)印機(jī)的行為。 例、假如你在一所職業(yè)高中工作，負(fù)責(zé)改校信息系統(tǒng)的建設(shè)與維護(hù)，財務(wù)科長請你研究用學(xué)校擁有的微機(jī)生成工資明細(xì)表和各種財務(wù)報表的可能性。請?jiān)敿?xì)描述你用結(jié)構(gòu)化分析方法分析上述問題的過程。4lg紅軟基地

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