火龍果軟件-信息系統(tǒng)建模方法匯編資料

1、信息系統(tǒng)建模方法(fngf)概述共四十三頁一、為什么要對信息系統(tǒng)進行建模二、什么是模型三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁 信息系統(tǒng)：信息系統(tǒng)是對信息進行采集、處理、存儲、管理、檢索和傳輸，必要時能向有關(guān)(yugun)人員提供有用信息的系統(tǒng)。 信息系統(tǒng)生命周期： 系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)運行和維護。圖1 信息系統(tǒng)生命周期一、為什么要對信息系統(tǒng)進行建模共四十三頁一、為什么要對信息系統(tǒng)進行建模共四十三頁二、什么是模型 模型，就是對現(xiàn)實世界原型的抽象。在現(xiàn)實原型往往太過龐大(pngd)、復雜而不便于進行研究的情況下，人們往往通過建立模型的方法來對原型進行對照研究。建立的模型不需要完全復

2、制原型，只需要擁有原型的本質(zhì)特征即可。比如，地球儀就是地球的模型。信息系統(tǒng)開發(fā)中模型的表述： （1）形式化表述。 （2）非形式化表述。共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法1、結(jié)構(gòu)化方法(fngf)2、面向?qū)ο蠓椒?、原型法4、基于Petri網(wǎng)的方法5、面向Agent的方法共四十三頁1、結(jié)構(gòu)化方法(fngf) 結(jié)構(gòu)化方法（Structured Method）是最早的、最傳統(tǒng)(chuntng)的軟件開發(fā)方法。20世紀60年代初，就提出了用于編寫程序的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，而后發(fā)展到了用于設(shè)計的結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法（Structured Design，SD）、用于分析的結(jié)構(gòu)化分析方法（Structured Ana

3、lysis，SA）及結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計技術(shù)（ Structured Analysis and Design Technique，SADT）等。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁 結(jié)構(gòu)化方法的基本思想：自頂向下、逐步求精；采用模塊化技術(shù)、分而治之的方法，將系統(tǒng)按功能(gngnng)分解成若干模塊；模塊內(nèi)部由順序、分支和循環(huán)等基本控制結(jié)構(gòu)組成；應用子程序?qū)崿F(xiàn)模塊化。 應用結(jié)構(gòu)化方法進行信息系統(tǒng)開發(fā)分為三個部分：結(jié)構(gòu)化分析、結(jié)構(gòu)化設(shè)計、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁結(jié)構(gòu)化分析 主要用到的建模工具：（1）數(shù)據(jù)流圖；（2）數(shù)據(jù)字典(zdin)；（3）數(shù)據(jù)存儲規(guī)范化；（4）數(shù)據(jù)立即存取圖；（5）

4、功能分析的表達方法：決策樹、決策表、結(jié)構(gòu)式語言。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法圖2 結(jié)構(gòu)化分析中各種工具(gngj)的關(guān)系 數(shù)據(jù)流圖用以表達系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源與走向，并指出系統(tǒng)中的各邏輯功能及聯(lián)結(jié)方式。 數(shù)據(jù)字典詳細定義了數(shù)據(jù)流圖中的所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流，是數(shù)據(jù)流圖的重要(zhngyo)補充。 數(shù)據(jù)流圖中的邏輯功能需要通過運用決策樹、決策表及結(jié)構(gòu)式語言對處理過程進行描述。 數(shù)據(jù)流圖中的每一個數(shù)據(jù)存儲要力求簡單規(guī)范。 對特定的數(shù)據(jù)存取要求，要用數(shù)據(jù)立即存取圖加以表達。共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法 數(shù)據(jù)流圖（Data Flow Diagram）是結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析的主要工具，它能夠圖

5、形化地顯示出系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)和使用，表達(biod)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯流向，以及系統(tǒng)的邏輯功能和數(shù)據(jù)的邏輯變換。 數(shù)據(jù)流圖有四種基本符號：外部項、數(shù)據(jù)流、處理過程和數(shù)據(jù)存儲。共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法 數(shù)據(jù)流圖的最大特點是其分層結(jié)構(gòu)(jigu)，即在建立數(shù)據(jù)流程圖的時候，首先對系統(tǒng)的主要功能模塊以及之間的數(shù)據(jù)流動進行描述，即得到0層數(shù)據(jù)流圖；然后分別對0層里面的功能進行分析，抽象出1層數(shù)據(jù)流圖；依此類推直到系統(tǒng)功能不能再劃分為止。共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法圖3 數(shù)據(jù)流圖分層結(jié)構(gòu)(jigu)共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法 汽車(qch)租賃系統(tǒng)系統(tǒng)需求：（1）客戶能通過系統(tǒng)在網(wǎng)上進行車

6、輛的查詢、預訂、借車、還車、付款等操作；并且客戶能夠查詢并更改自身的基本信息。（2）技術(shù)人員能實現(xiàn)對車輛的基本操作，包括對車輛的查詢、添加、修改、刪除。（3）維護人員負責對系統(tǒng)的用戶，包括客戶、技術(shù)人員和維護人員自身進行權(quán)限設(shè)定、查、增、改、刪等基本管理。（4）維護人員負責處理客戶對車輛的預訂申請、借車申請、還車申請和費用結(jié)算等業(yè)務活動。共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法汽車(qch)租賃系統(tǒng)0層數(shù)據(jù)流圖共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法1層預訂(ydng)車輛數(shù)據(jù)流圖共四十三頁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(shj) 結(jié)構(gòu)化設(shè)計的內(nèi)容： （1）合理地進行模塊分解(fnji)和定義，使一個復雜系統(tǒng)的設(shè)計轉(zhuǎn)化為若干個基本模

7、塊的設(shè)計。結(jié)構(gòu)化設(shè)計的分解(fnji)原則是： 把密切相關(guān)的子問題劃歸為系統(tǒng)的相同部分；（聚合） 把不相關(guān)的問題劃歸為系統(tǒng)的不同部分。（耦合） （2）有效地將模塊組織成一個整體，從而體現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計功能。 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計與結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)分析有著密不可分的聯(lián)系，它是以系統(tǒng)的邏輯模型和數(shù)據(jù)流圖為基礎(chǔ)，借助于一套標準的設(shè)計方法和圖表工具，通過自頂向下或自底向上的方法，逐層把系統(tǒng)劃分為多個大小適當、功能明確、具有一定獨立性的模塊。因此，模塊的組織是其主要內(nèi)容。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁 （1）變換分析 變換分析（Transform Analysis）就是從變換型數(shù)據(jù)流圖映射出模塊結(jié)構(gòu)圖的過程，也稱為以

8、變換為中心的設(shè)計。 運用變換分析方法，首先根據(jù)(gnj)數(shù)據(jù)流圖上的處理框，找出主要處理功能，即變換中心，把數(shù)據(jù)流圖劃分為輸入、處理和輸出三大部分，從而得到結(jié)構(gòu)圖的第一層模塊分解圖。通過對第一層模塊圖的分解和優(yōu)化，便可獲得系統(tǒng)的最終模塊結(jié)構(gòu)圖。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法變換分析的一般(ybn)形式共四十三頁 （2）事務分析 事務分析（Transaction Analysis）是對事務型結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流圖進行變換，從而導出標準的結(jié)構(gòu)圖的一種方法，它是結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計中另一項主要的設(shè)計策略。事實上，一個大的系統(tǒng)一般是變換型結(jié)構(gòu)和事務型結(jié)構(gòu)的混合體，所以往往需要同時采用變換分析和事

9、務分析，通常是以變換分析為主、事務分析為輔進行設(shè)計。即： 找出輸入、輸出及變換中心，設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的上層； 根據(jù)(gnj)數(shù)據(jù)流圖各部分的結(jié)構(gòu)特點適當?shù)倪\用變換分析或事務分析的方法，得出初始模塊結(jié)構(gòu)圖； 優(yōu)化處理，導出系統(tǒng)最終的模塊結(jié)構(gòu)圖。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法事務(shw)流共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法事務(shw)分析的一般變換過程共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法1層預訂(ydng)車輛數(shù)據(jù)流圖共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法預訂車輛(chling)的初始結(jié)構(gòu)圖共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法預訂(ydng)車輛的總體結(jié)構(gòu)圖共四十三頁三、信息系統(tǒng)建模方法汽車租賃系統(tǒng)

10、(xtng)模塊結(jié)構(gòu)圖共四十三頁 結(jié)構(gòu)化方法的缺點： （1）過程和數(shù)據(jù)分離為相互獨立的實體，造成了實現(xiàn)時的相對困難； （2）對于不同的數(shù)據(jù)格式作同樣的處理或?qū)τ谙嗤臄?shù)據(jù)格式作不同的處理都需要編寫不同的程序，可重用性不好； （3）結(jié)構(gòu)化方法強調(diào)問題域的研究，當問題域復雜時很難檢驗分析的正確性，當功能發(fā)生變化時，與之相關(guān)的多個數(shù)據(jù)流需要修改，進而影響其他處理，因此，其適應變化的能力(nngl)較弱。 （4）結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計階段之間存在較大的差異。分析階段采用數(shù)據(jù)流，設(shè)計階段采用模塊，二者之間在表述上不一致，也沒有一種嚴格的、可轉(zhuǎn)換的規(guī)則，因此從分析到設(shè)計的轉(zhuǎn)換比較困難。 因此，結(jié)構(gòu)化方法適用于一

11、些不太復雜的、需求相對比較明確的中小型系統(tǒng)。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁2、面向?qū)ο蠓椒?fngf) 80年代后期，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言發(fā)展并達到了比較成熟的階段，同時面向?qū)ο蟮膽妙I(lǐng)域也在迅速擴大，這時面向?qū)ο蠓椒☉玫搅诵畔⑾到y(tǒng)開發(fā)方法中，出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析和設(shè)計方法，從方法論上徹底擺脫(bitu)了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析和設(shè)計方法的束縛，使信息系統(tǒng)開發(fā)進入一個全新的階段?；诿嫦?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)越性，面向?qū)ο蟮乃枷霊玫搅烁鱾€領(lǐng)域，如面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)、面向?qū)ο蟮牟僮飨到y(tǒng)等。使用面向?qū)ο蠓椒ㄟM行信息系統(tǒng)的開發(fā)也分為3個階段：面向?qū)ο蠓治觯∣OA）、面向?qū)ο笤O(shè)計（OOD）

12、、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（OOP）。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁 面向?qū)ο蟮姆治鰪娬{(diào)針對問題域中客觀存在的事物設(shè)立分析模型中的對象，用封裝在對象中的屬性和行為分別描述事物的靜態(tài)和動態(tài)的特征、行為；用類描述具有相同屬性和行為的對象群；用對象的結(jié)構(gòu)描述客觀事物的分類和組合(zh)特征；用消息連接、實例連接表示事物之間的動態(tài)和靜態(tài)聯(lián)系。無論是問題域中的單個事物，還是各個事物之間的關(guān)系，面向?qū)ο蟮姆治瞿Ｐ投寄鼙Ａ魡栴}域事物大的原貌，沒有加以扭曲和轉(zhuǎn)換，也沒有打破原來的界限而重新組合(zh)，能夠很好的映射問題域，符合人們對現(xiàn)實事務的看法。并且面向?qū)ο蠓椒ㄔ诜治觥⒃O(shè)計和之后的程序設(shè)計采用的都是一致的模型，分

13、析與設(shè)計沒有明顯的界限，不存在模型之間轉(zhuǎn)換的問題。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁 與結(jié)構(gòu)化方法相比，面向?qū)ο蟮姆椒ň哂幸韵乱恍┨攸c。 （1）面向?qū)ο蠓椒◤娬{(diào)(qing dio)把問題域的事物直接映射為對象，符合人們通常的思維方式，減少了結(jié)構(gòu)化方法從問題域到分析的映射誤差。 （2）面向?qū)ο蠓椒◤姆治龅皆O(shè)計再到編碼采用一致的模型表示，后一階段可以直接復用到前一階段的工作成果中，彌合了結(jié)構(gòu)化方法從數(shù)據(jù)流圖向模塊結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)化的鴻溝。 （3）面向?qū)ο蠓椒ò褜傩院托袨榉庋b在“對象”中。當其功能發(fā)生變化時，保持了對象結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定，使變動局限于一個對象的內(nèi)部，減少了改動所引起的系統(tǒng)的波動效應。所以，面向?qū)ο蠓?/p>

14、法具有易于擴充、修改和維護的特性。 （4）面向?qū)ο缶哂械睦^承性和封裝性支持軟件復用，并易于擴充，能較好地適應復雜大系統(tǒng)不斷發(fā)展和變化的要求。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁 作為運用的最為廣泛的一類軟件開發(fā)方法，幾十年來，人們對面向?qū)ο蠓椒ú粩嘌芯颗c探索，面向?qū)ο箝_發(fā)方法的研究已日趨成熟，國際上已有不少面向?qū)ο螽a(chǎn)品出現(xiàn)。面向?qū)ο箝_發(fā)方法主要有Coad方法、Booch方法、OMT方法和UML語言等。其中現(xiàn)在最為流行的開發(fā)方法為統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling Language，UML）。UML由Booch、Rumbaugh和Jacobson共同提出。UML支持正向工程和反向工程，既能

15、從模型(mxng)映射為源代碼，也能從源代碼映射為模型(mxng)，具有一定的靈活性，是一種定義良好、易于表達、功能強大且普遍適用的建模語言。UML不僅統(tǒng)一了Booch方法、OMT方法、OOSE方法的表示方法，而且對其作了進一步的發(fā)展，最終為大眾統(tǒng)一接受的標準建模語言。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁 UML的模型元素和構(gòu)成 UML由視圖（Views）、圖（Diagrams）、模型元素（Model elements）和通用機制（General Mechanism）等幾個部分構(gòu)成。 視圖，用來表示被建模系統(tǒng)的各個方面（從不同的目的出發(fā)建立，為系統(tǒng)建立多個模型，這些模型都反映同一個系統(tǒng)，且具有(jy

16、u)一致性）。 圖，由各種圖片（Graph）構(gòu)成，用來描述一個視圖的內(nèi)容。 模型元素，代表面向?qū)ο笾械念?、對象、消息和關(guān)系等概念，是構(gòu)成圖的最基本的常用概念。 通用機制，用于表示其他信息，如注釋、模型元素的語義等。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁 UML建模的一般方法 UML中的視圖包括用例視圖（Use-Case View）、邏輯視圖（Logical View）、組件視圖（Component View）、并發(fā)視圖（Concurrency View）、部署視圖（Deployment View）等五種。因此，UML建模的一般方法是繪制多種視圖。 （1）用例視圖 用例視圖（Use-Case View）

17、用于描述系統(tǒng)應該具有的功能集。它是從系統(tǒng)外部用戶的角度出發(fā)(chf)，對系統(tǒng)的抽象表示。系統(tǒng)的目標和責任是實現(xiàn)用例視圖中描述的功能。用例視圖中可以包含若干個用例。用例用來表示系統(tǒng)能夠提供的功能。 用例視圖是其他視圖的核心和基礎(chǔ)。其他視圖的構(gòu)造和發(fā)展依賴于用例視圖中所描述的內(nèi)容。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁 （2）邏輯視圖 用例視圖只考慮系統(tǒng)應提供什么樣的功能，對這些功能的內(nèi)部運作情況則不予考慮，為了揭示系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)計和協(xié)作情況，需要使用邏輯視圖來描述系統(tǒng)。 邏輯視圖（Logical View）用來顯示系統(tǒng)內(nèi)部的功能是怎樣的，它利用系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為來刻畫(khu)。靜態(tài)結(jié)構(gòu)描述類、對象

18、和它們之間的關(guān)系等。動態(tài)行為主要描述對象之間的動態(tài)協(xié)作，當對象之間彼此發(fā)送消息給給定的服務時產(chǎn)生動態(tài)協(xié)作。 靜態(tài)結(jié)構(gòu)在類圖和對象圖中描述，動態(tài)協(xié)作用狀態(tài)圖、序列圖、協(xié)作圖和活動圖描述。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁 （3）組件視圖 組件視圖（Component View）用來顯示代碼組件的組織方式。它描述了實現(xiàn)模塊（Implementation Module）和它們之間的依賴關(guān)系。 （4）并發(fā)視圖 并發(fā)視圖（Concurrency View）用來顯示系統(tǒng)的并發(fā)工作狀況。它所描述的方面屬于系統(tǒng)中的非功能性質(zhì)方面。 并發(fā)視圖由動態(tài)圖（狀態(tài)圖、序列圖、協(xié)作圖、活動(hu dng)圖）和執(zhí)行圖（組件圖

19、、展開圖）構(gòu)成。 （5）部署視圖 部署視圖（Deployment View），用來顯示系統(tǒng)的物理架構(gòu)，即系統(tǒng)的物理部署情況，如計算機和設(shè)備及它們之間的連接方式。三、信息系統(tǒng)建模方法共四十三頁類圖案例：汽車租賃(zln)系統(tǒng)共四十三頁系統(tǒng)(xtng)用例圖共四十三頁預訂車輛(chling)順序圖共四十三頁預訂車輛(chling)活動圖共四十三頁 誠然，UML的出現(xiàn)(chxin)和廣泛應用為信息系統(tǒng)的開發(fā)及許多行業(yè)部門帶來了巨大的作用。但是，任何事務都存在兩面性，同樣，UML也有它的不足，其不足體現(xiàn)在以下的幾個方面。 （1）UML是一種建模語言而不是一種方法，即它不是提供如何運用面向?qū)ο蟮母拍詈驮瓌t進行系統(tǒng)建模，而是定義了用于建模的一些元素，以及用這些元素如何構(gòu)成各種圖的規(guī)則。它并不能為信息系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)人員提供一套可遵循的原則。 （2）UML過于龐大、復雜。隨著UML規(guī)范的不斷完善，它包含的內(nèi)容也大大增加了。面對UML當中眾多的圖形、符號和規(guī)則，用戶很難全面、熟練地掌握，大多數(shù)用戶也僅僅使用其中的一小部分。 （3）有很多概念使用戶感到困惑，含義不清，并很少使用。三、信息系統(tǒng)