結(jié)構(gòu)化分析SA方法

1、軟件需求分析-結(jié)構(gòu)化分析（SA）方法結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法 （Structured Developing Method） 是現(xiàn)有的軟件開發(fā)方法中最成熟，應(yīng)用最廣 泛的方法，主要特點(diǎn)是快速、自然和方便。結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法由結(jié)構(gòu)化分析方法（SA 法）、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法 （SD 法）及結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法（SP 法）構(gòu)成的。結(jié)構(gòu)化分析 （Structured Analysis ，簡(jiǎn)稱 SA 法） 方法是面向數(shù)據(jù)流的需求分析方法， 是 70 年代末由 Yourdon,Constaintine 及 DeMarco 等人提出和發(fā)展，并得到廣泛的應(yīng)用。它適合 于分析大型的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，特別是企事業(yè)管理系統(tǒng)。SA 法也是一種

2、建模的活動(dòng)，主要是根據(jù)軟件內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳遞、變換關(guān)系，自頂向下逐 層分解，描繪出滿足功能要求的軟件模型。1 SA 法概述1.SA 法的基本思想結(jié)構(gòu)化分析 （Structured Analysis ，簡(jiǎn)稱 SA 法）是面向數(shù)據(jù)流的需求分析方法，是70 年代由 Yourdon,Constaintine 及 DeMarco 等人提出和發(fā)展，并得到廣泛的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)化分析方法的基本思想是 “分解”和“抽象 ”。分解： 是指對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)， 為了將復(fù)雜性降低到可以掌握的程度， 可以把大問題 分解成若干小問題，然后分別解決。圖4 是自頂向下逐層分解的示意圖。頂層抽象地描述了整個(gè)系統(tǒng)，底層具體地畫出了 系統(tǒng)

3、的每一個(gè)細(xì)節(jié)，而中間層是從抽象到具體的逐層過渡。抽象： 分解可以分層進(jìn)行， 即先考慮問題最本質(zhì)的屬性， 暫把細(xì)節(jié)略去，以后再逐層添 加細(xì)節(jié)，直至涉及到最詳細(xì)的內(nèi)容， 這種用最本質(zhì)的屬性表示一個(gè)自系統(tǒng)的方法就是 “抽象 ”。國4 口頂向卜'逐層分解2.SA法的步驟建立當(dāng)前系統(tǒng)的 具體模型”；系統(tǒng)的具體模型”就是現(xiàn)實(shí)環(huán)境的忠實(shí)寫照，即將當(dāng)前系統(tǒng)用DFD圖描述出來。這樣的表達(dá)與當(dāng)前系統(tǒng)完全對(duì)應(yīng)，因此用戶容易理解。抽象出當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型 ；分析系統(tǒng)的 具體模型”，抽象出其本質(zhì)的因素，排除次要因素，獲得用 DFD圖描述的 當(dāng)前系統(tǒng)的 邏輯模型”。建立目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型；分析目標(biāo)系統(tǒng)與當(dāng)前系統(tǒng)邏

4、輯上的差別，從而進(jìn)一步明確目標(biāo)系統(tǒng)做什么”，建立目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型”修改后的DFD圖）。為了對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)作完整的描述，還需要考慮人機(jī)界面和其它一些問題。3.SA法的描述工具分層的數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)詞典描述加工邏輯的結(jié)構(gòu)化語言、判定表或判定樹。2數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖（Data Flow Diagram，簡(jiǎn)稱DFD）是描述系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流程的圖形工具，它標(biāo)識(shí)了一個(gè)系統(tǒng)的邏輯輸入和邏輯輸出，以及把邏輯輸入轉(zhuǎn)換邏輯輸出所需的加工處理。1數(shù)據(jù)流圖的圖符數(shù)據(jù)流圖有以下4種基本圖形符號(hào):實(shí)體名lPsi DFD t- ；箭頭表示數(shù)據(jù)流，圓或橢圓表示加工。雙杠或者單杠表示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，矩形框表示數(shù)據(jù)的 源點(diǎn)或終點(diǎn)，即外部實(shí)體。 數(shù)

5、據(jù)流 是數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)傳播的路徑，由一組成固定的數(shù)據(jù)項(xiàng)組成。 除了與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（文件）之間的數(shù)據(jù)流不用命名外，其余數(shù)據(jù)流都應(yīng)該用名詞或名詞短語命名。數(shù)據(jù)流可以從 加工流向加工，也可以從加工流向文件或從文件流向加工，也可以從源點(diǎn)流向加工或從加工流向終點(diǎn)。加工也稱為數(shù)據(jù)處理，它對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行某些操作或變換。每個(gè)加工也要有名字，通常是動(dòng)詞短語，簡(jiǎn)明地描述完成什么加工。在分層的數(shù)據(jù)流圖中，加工還應(yīng)有編號(hào)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)指暫時(shí)保存的數(shù)據(jù)，它可以是數(shù)據(jù)庫文件或任何形式的數(shù)據(jù)組織。流向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)流可理解為寫入文件，或查詢文件，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)流出的數(shù)據(jù)可理解為從文件讀 數(shù)據(jù)或得到查詢結(jié)果。 數(shù)據(jù)源點(diǎn)和終點(diǎn) 是軟件系統(tǒng)外部

6、環(huán)境中的實(shí)體 （包括人員、組織或其他軟件系統(tǒng)）, 統(tǒng)稱為外部實(shí)體。一般只出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流圖的頂層圖中。還有一些輔助的圖例BH1!1! *農(nóng)示臥+ 農(nóng)示跖 戰(zhàn)示".斥陽 6 DFD幗的輸肋荷例1:畫出圖書預(yù)定系統(tǒng)的 DFD圖?，F(xiàn)有一圖書預(yù)定系統(tǒng)，接收由顧客發(fā)來的訂單，并對(duì)訂單進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證過程是根據(jù)圖書目錄檢查訂單的正確性，同時(shí)根據(jù)顧客檔案確定是新顧客還是老顧客， 是否有信譽(yù)。經(jīng)過驗(yàn)證的正確訂單，暫存放在待處理的訂單文件中。對(duì)訂單進(jìn)行成批處理，根據(jù)出版社檔案，將訂單按照出版社進(jìn)行分類匯總，并保存訂單存根， 然后將匯總訂單發(fā)往各出版社。畫圖步驟是:首先確定外部實(shí)體（顧客、出版社）及輸入、輸出

7、數(shù)據(jù)流（訂單、出版社訂單）。 再分解頂層的加工（驗(yàn)證訂單、匯總訂單）。 確定所使用的文件（圖書目錄文件、顧客檔案等 5個(gè)文件）。用數(shù)據(jù)流將各部分連接起來，形成數(shù)據(jù)封閉。特別要注意的是：數(shù)據(jù)流圖不是傳統(tǒng)的流程圖或框圖，數(shù)據(jù)流也不是控制流。 數(shù)據(jù)流圖是從數(shù)據(jù)的角度來描述一個(gè)系統(tǒng)，而框圖則是從對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工的工作人員的角度來描述系統(tǒng)。數(shù)據(jù)流圖中的箭頭是數(shù)據(jù)流，而框圖中的箭頭則是控制流，控制流表達(dá)的是程序執(zhí)行的 次序。下圖是培訓(xùn)中心管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖，由于只有一層，因此分解的加工較多不易理解，而且如果其中某個(gè)加工較復(fù)雜，例如編號(hào)為 3的加工付款”和編號(hào)為7的加工復(fù)審”仍很 復(fù)雜，一時(shí)難以理解，如果不繼

8、續(xù)分解下去， 直到每個(gè)加工都足夠簡(jiǎn)單易于理解為止， 則會(huì) 影響需求分析結(jié)果的可讀性。1.畫分層DFD 圖的方法國13 ；,訓(xùn)中心沢折的的DFD岸M 學(xué)如圖2.8所示，如果系統(tǒng)規(guī)模較大，僅用一個(gè)DFD圖難以描述，會(huì)使得系統(tǒng)變得復(fù)雜，且難以理解。為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，采取逐層分解”的技術(shù)，畫分層的 DFD圖。畫分層DFD圖的一般原則是：先全局后局部，先整體后細(xì)節(jié)，先抽象后具體”。通常將這種分層的DFD圖，分為頂層、中間層、底層。頂層圖說明了系統(tǒng)的邊界，即系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)流，頂層圖只有一張。底層圖由一些不能再分解的加工組成，這些加工都已足夠簡(jiǎn)單，稱為基本加工。在頂層和底層之間的是中間層。中間層的

9、數(shù)據(jù)流圖描述了某個(gè)加工的分解，而它的組成部分又要進(jìn)一步分解。畫各層DFD圖時(shí)，應(yīng) 由外向內(nèi)”。畫分層DFD圖的具體步驟： 先確定系統(tǒng)范圍，畫出頂層的 DFD圖。逐層分解頂層DFD圖，獲得若干中間層 DFD圖。畫出底層的DFD圖。1闍211伺 8 DFD圖在畫分層數(shù)據(jù)流圖時(shí)，首先遇到的問題就是應(yīng)該如何分解？不能夠一下子把一個(gè)加工分解成它所有的基本加工，一張圖中畫出過多的加工是使人難以理解的，但是如果每次只是將 一個(gè)加工分解成兩個(gè)或三個(gè)加工，又可能需要分解過多的層次，也會(huì)影響系統(tǒng)的可理解性。一個(gè)加工每次分解成多少個(gè)子加工才合適呢根據(jù)經(jīng)驗(yàn) “最多不要超過 7 個(gè) ”。統(tǒng)計(jì)結(jié)果證明，人們能有效地同時(shí)處

10、理 7 個(gè)或 7 個(gè)以 下的問題，但當(dāng)問題多于 7 個(gè)時(shí)，處理效果就會(huì)下降。當(dāng)然也不能機(jī)械地應(yīng)用，關(guān)鍵是要 使數(shù)據(jù)流圖易于理解。同時(shí)還有幾條原則可供參考：分解應(yīng)自然，概念上要合理、清晰。只要不影響數(shù)據(jù)流圖的 “易理解性 ”，可以適當(dāng)?shù)囟喾纸獬蓭撞糠郑?這樣分層圖的層數(shù)就 可少些。一般來說， 在上層可以分解得快些， 而在中、 下層則應(yīng)分解得慢些，因?yàn)樯蠈邮且恍┚C 合性的描述， “易理解性 ”相對(duì)地說不太重要。下節(jié)我們以一個(gè)實(shí)例來說明畫分層 DFD 圖的方法。2 分層 DFD 圖的改進(jìn) 分層數(shù)據(jù)流圖是一種比較嚴(yán)格又易于理解的描述方式， 它的頂層描繪了系統(tǒng)的總貌， 底 層畫出了系統(tǒng)所有的細(xì)部，而中間

11、層則給出了從抽象到具體的逐步過渡。1.畫分層 DFD 圖的基本原則 .數(shù)據(jù)守恒與數(shù)據(jù)封閉原則所謂數(shù)據(jù)守恒是指加工的輸入輸出數(shù)據(jù)流是否匹配， 即每一個(gè)加工既有輸入數(shù)據(jù)流又有 輸出數(shù)據(jù)流?；蛘哒f一個(gè)加工至少有一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流，一個(gè)輸出數(shù)據(jù)流。加工分解的原則自然性：概念上合理、清晰均勻性：理想的分解是將一個(gè)問題分解成大小均勻的幾個(gè)部分分解度：一般每一個(gè)加工每次分解最多不要超過7個(gè)子加工，應(yīng)分解到基本加工為止。子圖與父圖的 平衡”父圖中某個(gè)加工的輸入輸出數(shù)據(jù)流應(yīng)該同相應(yīng)的子圖的輸入輸出相同（相對(duì)應(yīng)），分層數(shù)據(jù)流圖的這種特點(diǎn)稱為子圖與父圖平衡”。例1考察下圖中子父圖的平衡顯然，圖2.13中子圖與父圖不平衡

12、。子圖是父圖中加工 2的分解，加工2有輸入數(shù)據(jù)流R和M，輸出數(shù)據(jù)流T,而子圖則只有一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流N，卻有兩個(gè)輸出數(shù)據(jù)流 T與S。圖2.14中，子圖是父圖中加工 4的分解，雖然表面上加工4只有一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流訂貨單”,而子圖卻有三個(gè)輸入數(shù)據(jù)流，但是如果訂貨單”是由 客戶”、帳號(hào)”和 數(shù)量”三部分組成，即有如下數(shù)據(jù)條目：訂貨單=客戶+帳號(hào)+數(shù)量（225數(shù)據(jù)詞典），則子、父圖平衡。合理使用文件當(dāng)文件作為某些加工之間的交界面時(shí)， 文件必須畫出來， 一旦文件作為數(shù)據(jù)流圖中的一 個(gè)獨(dú)立成份畫出來了，那么它同其它成份之間的聯(lián)系也應(yīng)同時(shí)表達(dá)出來。理解一個(gè)問題總要經(jīng)過從不正確到正確， 從不確切到確切的過程， 需求

13、分析的過程總是 要不斷反復(fù)的， 一次就成功的可能性是很小的，對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)尤其如此，因此，系統(tǒng)分析員 應(yīng)隨時(shí)準(zhǔn)備對(duì)數(shù)據(jù)流圖進(jìn)行修改和完善， 與用戶取得共識(shí)， 獲得無二義性的需求， 才能獲得 更正確清晰的需求說明，使得設(shè)計(jì)、編程等階段能夠順利進(jìn)行，這樣做是必須和值得的。3.分層 DFD 圖的改進(jìn)DFD 圖必須經(jīng)過反復(fù)修改， 才能獲得最終的目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯（目標(biāo)系統(tǒng)的 DFD 圖 ）。改進(jìn)的原則與畫分層 DFD 圖的基本原則是一致的，可從以下方面考慮 DFD 圖的改進(jìn)： 檢查數(shù)據(jù)流的正確性 數(shù)據(jù)守恒 子圖、父圖的平衡 文件使用是否合理。特別注意輸入/出文件的數(shù)據(jù)流。 改進(jìn) DFD 圖的易理解性 簡(jiǎn)化加

14、工之間的聯(lián)系 （加工間的數(shù)據(jù)流越少，獨(dú)立性越強(qiáng)，易理解性越好 ） 。 改進(jìn)分解的均勻性。 適當(dāng)命名 （各成分名稱無二義性，準(zhǔn)確、具體） 。4.數(shù)據(jù)詞典分層數(shù)據(jù)流圖只是表達(dá)了系統(tǒng)的 “分解 ”，為了完整地描述這個(gè)系統(tǒng)，還需借助 “數(shù)據(jù)詞 典” （data dictionary和小說明"對(duì)圖中的每個(gè)數(shù)據(jù)和加工給出解釋。對(duì)數(shù)據(jù)流圖中包含的所有元素的定義的集合構(gòu)成了數(shù)據(jù)詞典。它有四類條目：數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項(xiàng)、文件及基本加工。在定義數(shù)據(jù)流或文件時(shí)，使用表2-1給出的符號(hào)。將這些條目按照一定的規(guī)則組織起來，構(gòu)成數(shù)據(jù)詞典。*3-1底真中出號(hào)符號(hào)含文例小說明校定丸為+X-a-b 聯(lián)示X 由 JU b -

15、! '：k1ll-l-jAX.-at： i：. X |：| 丸 b - : 'A.1JX=a) &汞Xth 0 用霧牛»玳吸S6 . K x-(a| ； k -i- ' U 26 哉 i(*)X-(aii «Jfr XPHl.也可斗川圾X= s i 1 X WfAi-. ;. X '：4i 1r：.十金1數(shù)據(jù)流條目給出了 DFD中數(shù)據(jù)流的定義，通常對(duì)數(shù)據(jù)流的簡(jiǎn)單描述為列出該數(shù)據(jù)流的各組成數(shù)據(jù) 項(xiàng)。例：數(shù)據(jù)流 乘客名單”由若干 乘客姓名”、單位名”和 等級(jí)”組成，則詞典中的 乘客名 單”條目是：乘客名單=乘客姓名+單位名+等級(jí)又如：報(bào)名

16、單=姓名+單位名+年齡+性別+課程名也可以對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行較詳細(xì)的描述，如下例：例：某查詢系統(tǒng)中，有個(gè)名為查詢”的數(shù)據(jù)流，目前 查詢”有三種類型，即 顧客狀況查詢”、存貨查詢”和發(fā)票存根查詢”，預(yù)計(jì)至1990年底還將增加 3至4種其他類型的 查詢。系統(tǒng)每天約需處理2 000次查詢，每天上午9： 0010： 00是查詢的高峰，此時(shí)約有1 000次查詢。上述信息都是 用戶要求”的一部分，在分析階段應(yīng)該認(rèn)真收集，并記錄在 詞典的有關(guān)條目中，所以 查詢”條目描述如下。數(shù)據(jù)流名：查詢簡(jiǎn) 述：系統(tǒng)處理的一個(gè)命令別 名：無組 成： 顧客狀況查詢 |存貨查詢 |發(fā)票存根查詢 數(shù)據(jù)量： 2000 次 /天峰 值：每天上午 9：00l0 ：00 有 l000 次注 釋 ： 至1990 年底還將增加 3 至4 種查詢2.文件條目給出某個(gè)文件的定義， 文件的定義通常是列出文件記錄的組成數(shù)據(jù)流， 還可指出文件的 組