第12章過(guò)程建模

第12章.過(guò)程(guòchéng)建模共五十七頁(yè)主要(zhǔyào)內(nèi)容過(guò)程建模數(shù)據(jù)流圖DFD微規(guī)格說(shuō)明數(shù)據(jù)字典(zìdiǎn)模塊結(jié)構(gòu)圖DFD的類(lèi)型共五十七頁(yè)1.過(guò)程(guòchéng)建模

——結(jié)構(gòu)化建模怎么理解(lǐjiě)復(fù)雜世界？復(fù)雜－>簡(jiǎn)單（分解）簡(jiǎn)單－>可理解性（最基本單位）簡(jiǎn)單（高內(nèi)聚）簡(jiǎn)單VS簡(jiǎn)單（低耦合）簡(jiǎn)單－>復(fù)雜（接口和實(shí)現(xiàn)）結(jié)構(gòu)化建模復(fù)雜世界－>復(fù)雜處理過(guò)程（事情的發(fā)生發(fā)展）簡(jiǎn)單－>過(guò)程（可表達(dá)的“函數(shù)”）軟件“函數(shù)”、程序復(fù)雜簡(jiǎn)單功能分解結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單－>復(fù)雜（函數(shù)調(diào)用）共五十七頁(yè)1.過(guò)程(guòchéng)建模結(jié)構(gòu)化建模過(guò)程建模，數(shù)據(jù)(shùjù)建模過(guò)程建模是結(jié)構(gòu)化建模的核心方法系統(tǒng)是過(guò)程的集合過(guò)程可以被分解為子過(guò)程最終的子過(guò)程可以被映射為計(jì)算實(shí)體——函數(shù)所有的系統(tǒng)都是由過(guò)程構(gòu)建的主要思想用圖形的方式建立和描述良好的過(guò)程模型共五十七頁(yè)1.過(guò)程(guòchéng)建模共五十七頁(yè)主要(zhǔyào)內(nèi)容過(guò)程建模數(shù)據(jù)流圖DFD基本元素(yuánsù)規(guī)則層次結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)的建立DFD的驗(yàn)證微規(guī)格說(shuō)明數(shù)據(jù)字典模塊結(jié)構(gòu)圖DFD的類(lèi)型共五十七頁(yè)2.1DFD的基本(jīběn)元素外部實(shí)體外部實(shí)體是指處于待構(gòu)建系統(tǒng)之外的人、組織、設(shè)備或者其他軟件系統(tǒng)，它們不受系統(tǒng)的控制，開(kāi)發(fā)者不能以任何方式操縱它們需要進(jìn)行(jìnxíng)建模的外部實(shí)體是那些和待構(gòu)建的軟件系統(tǒng)之間存在著數(shù)據(jù)交互的外部實(shí)體，它們是待構(gòu)建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源或者數(shù)據(jù)目的地所有的外部實(shí)體聯(lián)合起來(lái)構(gòu)成了軟件系統(tǒng)的外部上下文環(huán)境共五十七頁(yè)2.1DFD的基本(jīběn)元素過(guò)程過(guò)程是指施加于數(shù)據(jù)的動(dòng)作或者行為，它們使得數(shù)據(jù)發(fā)生變化，包括被轉(zhuǎn)換（transformed）、被存儲(chǔ)（stored）或者被分布（distributed）可能是由軟件系統(tǒng)控制的，也可能是由人工執(zhí)行的，它重在數(shù)據(jù)發(fā)生變化的效果而不是其執(zhí)行者可能會(huì)表現(xiàn)為不同的抽象層次內(nèi)容足夠細(xì)節(jié)和具體，能夠(nénggòu)對(duì)其直接進(jìn)行“編碼”處理的過(guò)程被稱(chēng)為原始過(guò)程（PrimitiveProcess，又稱(chēng)為基本過(guò)程ElementaryProcess）共五十七頁(yè)2.1DFD的基本(jīběn)元素?cái)?shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流是指數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)，它是系統(tǒng)與其環(huán)境之間或者系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)過(guò)程之間的通信形式數(shù)據(jù)流可以分割(fēngē)和組合數(shù)據(jù)字典和ERD通常被用來(lái)描述DFD數(shù)據(jù)流的詳細(xì)內(nèi)容共五十七頁(yè)2.1DFD的基本(jīběn)元素?cái)?shù)據(jù)(shùjù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是軟件系統(tǒng)需要在內(nèi)部收集、保存，以供日后使用的數(shù)據(jù)集合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的詳細(xì)內(nèi)容通常也是用數(shù)據(jù)字典和ERD來(lái)進(jìn)行描述的共五十七頁(yè)2.1DFD的基本元素(yuánsù)

——示例：DeMarco共五十七頁(yè)2.1DFD的基本(jīběn)元素

——示例：Gane-SarsonReturn共五十七頁(yè)2.2規(guī)則(guīzé)過(guò)程是對(duì)數(shù)據(jù)的處理(chǔlǐ)，必須有輸入，也必須有輸出，而且輸入數(shù)據(jù)集和輸出數(shù)據(jù)集應(yīng)該存在差異XXXY共五十七頁(yè)2.2規(guī)則(guīzé)數(shù)據(jù)流是必須和過(guò)程(guòchéng)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的，它要么是過(guò)程(guòchéng)的數(shù)據(jù)輸入，要么是過(guò)程(guòchéng)的數(shù)據(jù)輸出共五十七頁(yè)2.2規(guī)則(guīzé)DFD當(dāng)中所有的對(duì)象都應(yīng)該有一個(gè)可以唯一標(biāo)識(shí)自己的名稱(chēng)。過(guò)程使用動(dòng)詞外部(wàibù)實(shí)體、數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用名詞共五十七頁(yè)2.3層次結(jié)構(gòu)依據(jù)所含過(guò)程的不同抽象(chōuxiàng)程度，DFD可以在不同的抽象層次上進(jìn)行系統(tǒng)的描述一個(gè)比較抽象的過(guò)程可以被展開(kāi)為一個(gè)子過(guò)程更加具體的DFD圖DFD的層次結(jié)構(gòu)上下文圖0層圖N層圖（N>0）共五十七頁(yè)2.3層次結(jié)構(gòu)上下文圖將整個(gè)(zhěnggè)系統(tǒng)看做是一個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的所有功能，是系統(tǒng)功能的最高抽象上下文圖中存在且僅存在一個(gè)過(guò)程，表示整個(gè)系統(tǒng)。這個(gè)單一的過(guò)程通常編號(hào)為0上下文圖中需要表示出所有和系統(tǒng)交互的外部實(shí)體，并描述交互的數(shù)據(jù)流，包括系統(tǒng)輸入和系統(tǒng)輸出上下文圖中不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)例它非常適合于描述系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境、定義系統(tǒng)的邊界共五十七頁(yè)2.3層次結(jié)構(gòu)0層圖位于上下文圖下面一層，是上下文圖中單一過(guò)程的細(xì)節(jié)描述，是對(duì)該單一過(guò)程的第一次功能分解是整個(gè)系統(tǒng)的功能概圖0層圖應(yīng)該(yīnggāi)被描述的簡(jiǎn)潔、清晰，需求工程師要根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜度掌握0層圖中過(guò)程的抽象程度示例共五十七頁(yè)2.3層次結(jié)構(gòu)N層圖對(duì)0層圖的過(guò)程分解產(chǎn)生的子圖稱(chēng)為1層圖，對(duì)N層圖的過(guò)程分解后產(chǎn)生的子圖稱(chēng)為N+1層圖（N>0），過(guò)程分解是可以持續(xù)進(jìn)行(jìnxíng)的，直至最終產(chǎn)生的子圖都是原始DFD圖原始DFD圖可以進(jìn)一步展開(kāi)為微規(guī)格說(shuō)明數(shù)據(jù)字典在低于0層圖的子圖上通常不顯示外部實(shí)體共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立(jiànlì)建立步驟創(chuàng)建(chuàngjiàn)上下文圖發(fā)現(xiàn)并建立DFD片斷根據(jù)DFD片斷組合產(chǎn)生0層圖；對(duì)0層圖的過(guò)程進(jìn)行功能分解，產(chǎn)生N層圖共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立(jiànlì)

——1.創(chuàng)建上下文圖在需求獲取階段(jiēduàn)獲得的業(yè)務(wù)需求以及業(yè)務(wù)需求所決定的項(xiàng)目前景與范圍可以用來(lái)幫助建立系統(tǒng)的上下文圖共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立

——2.發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)并建立DFD片段DFD片斷是系統(tǒng)對(duì)某個(gè)事件的響應(yīng)過(guò)程的DFD描述，它是為系統(tǒng)中發(fā)生的重要事件創(chuàng)建的。它將系統(tǒng)對(duì)事件的處理看做是一個(gè)(yīɡè)單一的過(guò)程，重點(diǎn)描述這個(gè)單一過(guò)程與事件外界（包括系統(tǒng)內(nèi)其他部分和系統(tǒng)外的外部實(shí)體）的數(shù)據(jù)流交互共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立(jiànlì)

——3.產(chǎn)生0層圖往往需要多次調(diào)整DFD片段的整合結(jié)果才能得出對(duì)DFD圖（尤其是0層圖）質(zhì)量(zhìliàng)的判定有下面幾個(gè)準(zhǔn)則：1、沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤，遵守12.2.2所述的各項(xiàng)規(guī)則。2、具有良好的語(yǔ)義，過(guò)程的功能設(shè)置要高內(nèi)聚、低耦合。3、保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性，過(guò)程的輸入流要足以產(chǎn)生數(shù)據(jù)輸出。同時(shí)過(guò)程的輸出流是在充分利用輸入數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，不存在輸入數(shù)據(jù)的浪費(fèi)。4、控制復(fù)雜度，不要一次在圖中顯示太多的信息。一般情況下，一個(gè)圖中的過(guò)程數(shù)量最好控制在5～9（人腦的最佳信息處理量）個(gè)。而且圖中的數(shù)據(jù)流數(shù)量越少越好，越簡(jiǎn)潔越好（接口最小化）。共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立

——4.功能(gōngnéng)分解產(chǎn)生N層圖功能分解(fēnjiě)是一個(gè)拆分功能的描述，將單個(gè)復(fù)雜的過(guò)程變?yōu)槎鄠€(gè)更加具體、更加精確和更加細(xì)節(jié)的過(guò)程在功能分解過(guò)程當(dāng)中，最重要的是要保證分解過(guò)程的平衡性（Balance），它要求DFD子圖的輸入流、輸出流必須和父過(guò)程的輸入流、輸出流保持一致共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立

——4.功能(gōngnéng)分解產(chǎn)生N層圖在分解產(chǎn)生的子圖為下述情景之一時(shí)，可以判定其為原始DFD圖，此時(shí)應(yīng)該停止持續(xù)的功能分解活動(dòng)：所有過(guò)程都已經(jīng)被簡(jiǎn)化為一個(gè)選擇、計(jì)算或者數(shù)據(jù)庫(kù)操作；所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都僅僅表示了一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)實(shí)體；用戶已經(jīng)不關(guān)心(guān〃xīn)比子圖更為細(xì)節(jié)的內(nèi)容，或者子圖的描述已經(jīng)詳細(xì)的足以支持后續(xù)的開(kāi)發(fā)活動(dòng)；每一個(gè)數(shù)據(jù)流都已經(jīng)不需要進(jìn)行更詳細(xì)的切分，以展示對(duì)不同數(shù)據(jù)的不同處理方式；每一個(gè)業(yè)務(wù)表單、事務(wù)、計(jì)算機(jī)的屏幕顯示（computeron-linedisplay）和業(yè)務(wù)報(bào)表都已經(jīng)被表示為一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)流；系統(tǒng)的每一個(gè)最低層菜單選項(xiàng)都能在子圖中找到獨(dú)立的過(guò)程。共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立(jiànlì)

——

示例使用DFD描述常見(jiàn)的電梯控制系統(tǒng)。一個(gè)控制系統(tǒng)控制多個(gè)電梯。每個(gè)電梯被置于一個(gè)相應(yīng)甬道(yǒngdào)之中，在卷?yè)P(yáng)電機(jī)的作用下在甬道(yǒngdào)內(nèi)做上下運(yùn)動(dòng)。甬道(yǒngdào)內(nèi)安裝有多個(gè)傳感器，通常每個(gè)電梯?？奎c(diǎn)一個(gè)，用來(lái)感應(yīng)電梯的實(shí)時(shí)位置。電梯內(nèi)部和建筑的每個(gè)電梯停靠層都設(shè)置有指示器，用來(lái)告知用戶的電梯實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)狀況。電梯內(nèi)和建筑的每個(gè)電梯?？繉佣荚O(shè)有按鈕，用戶可以通過(guò)這些按鈕提出服務(wù)申請(qǐng)并進(jìn)出電梯。控制系統(tǒng)調(diào)度用戶的申請(qǐng)，讓電梯以最有效的方式滿足用戶的服務(wù)要求共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立(jiànlì)

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示例：1.建立上下文圖共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立(jiànlì)

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示例：2.建立DFD片段共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立

——

示例(shìlì)：2.建立DFD片段共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立(jiànlì)

——

示例：3.建立0層圖共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立(jiànlì)

——

示例：3.建立0層圖共五十七頁(yè)2.4層次結(jié)構(gòu)的建立

——

示例(shìlì)：4.功能分解建立N層圖無(wú)共五十七頁(yè)2.5DFD的驗(yàn)證(yànzhèng)驗(yàn)證DFD的語(yǔ)法(yǔfǎ)

確保DFD中不會(huì)發(fā)生語(yǔ)法錯(cuò)誤驗(yàn)證DFD的結(jié)構(gòu)驗(yàn)證DFD層次結(jié)構(gòu)之間的一致性驗(yàn)證DFD層次結(jié)構(gòu)說(shuō)明的完備性驗(yàn)證DFD的語(yǔ)義確保DFD所說(shuō)明內(nèi)容的正確性和準(zhǔn)確性共五十七頁(yè)主要(zhǔyào)內(nèi)容過(guò)程建模數(shù)據(jù)流圖DFD微規(guī)格說(shuō)明結(jié)構(gòu)化英語(yǔ)/偽碼行為(xíngwéi)圖決策表決策樹(shù)數(shù)據(jù)字典模塊結(jié)構(gòu)圖DFD的類(lèi)型共五十七頁(yè)3.1結(jié)構(gòu)化英語(yǔ)(yīnɡyǔ)/偽碼敘述上采用了結(jié)構(gòu)化程序語(yǔ)言的三種控制結(jié)構(gòu)：順序、條件決策和循環(huán)；使用了一些類(lèi)似于結(jié)構(gòu)化程序語(yǔ)言關(guān)鍵字的詞語(yǔ)來(lái)表明敘述的邏輯，例如IF、THEN、ELSE、DO、DOWHILE、DOUNTIL等等；在格式上，使用和結(jié)構(gòu)化程序語(yǔ)言相同的縮進(jìn)方式來(lái)表明敘述的結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)短語(yǔ)句，使用名詞和動(dòng)詞，避免使用容易產(chǎn)生歧義(qíyì)的形容詞和副詞共五十七頁(yè)3.1結(jié)構(gòu)化英語(yǔ)(yīnɡyǔ)/偽碼示例(shìlì)共五十七頁(yè)3.2行為(xíngwéi)圖結(jié)構(gòu)化英語(yǔ)的一種特殊(tèshū)表達(dá)方式，用特定的圖示來(lái)表示過(guò)程的邏輯結(jié)構(gòu)共五十七頁(yè)3.2行為(xíngwéi)圖示例共五十七頁(yè)3.3決策表?xiàng)l件(tiáojiàn)聲明是進(jìn)行決策時(shí)需要參考的變量列表?xiàng)l件選項(xiàng)是那些變量可能的取值動(dòng)作聲明是決策后可能采取的動(dòng)作動(dòng)作選項(xiàng)表明那些動(dòng)作會(huì)在怎樣的條件下發(fā)生條件和行動(dòng)規(guī)則條件聲明（ConditionStatement）條件選項(xiàng)（ConditionEntry）行動(dòng)聲明（ActionStatement）行動(dòng)選項(xiàng)（ActionEntry）共五十七頁(yè)3.3決策表

——示例(shìlì)條件和行動(dòng)規(guī)則account-typeNOWNOWREGULARREGULARdaily-balance<300>=300<100>=100setservice-chargeto$5Xsetservice-chargeto$0XXsetservice-chargetogreaterof$3or$.20timesX共五十七頁(yè)3.4決策樹(shù)通常是一顆平放的樹(shù)，樹(shù)根在左邊(zuǒbian)，樹(shù)枝從左向右展開(kāi)。樹(shù)枝上是有關(guān)條件和行動(dòng)的描述共五十七頁(yè)主要(zhǔyào)內(nèi)容過(guò)程(guòchéng)建模數(shù)據(jù)流圖DFD微規(guī)格說(shuō)明數(shù)據(jù)字典模塊結(jié)構(gòu)圖DFD的類(lèi)型共五十七頁(yè)4.數(shù)據(jù)(shùjù)字典數(shù)據(jù)字典是一個(gè)儲(chǔ)存庫(kù)，包含軟件使用和產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)對(duì)象的描述，其中也包括DFD當(dāng)中數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的定義有組織地列出DFD中的涉及的所有數(shù)據(jù)元素（數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)），并定義每個(gè)數(shù)據(jù)元素的名稱(chēng)(míngchēng)表示方法單位/格式范圍使用地點(diǎn)使用方法其他描述信息共五十七頁(yè)4.數(shù)據(jù)(shùjù)字典

——數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)字典要求對(duì)數(shù)據(jù)元素(yuánsù)（尤其是其結(jié)構(gòu)）的描述要精確、嚴(yán)格和明確符號(hào)含義示例=包含，由…構(gòu)成Name=first_name+last_name+指明序列結(jié)構(gòu)()內(nèi)容可選Phone_No.=(Area_No.)+Local_No.[]內(nèi)容多選一Number=[0|1|2|3|4|5|6|7|8|9]|分割[]內(nèi)部的多個(gè)選項(xiàng)n{}m循環(huán),最少n次,最多m次Area_No=3{Number}4@數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)符(關(guān)鍵字)Student=@ID+Name+...**注釋Area_No=3{Number}4**區(qū)號(hào)為3到4位數(shù)字共五十七頁(yè)4.數(shù)據(jù)(shùjù)字典

——數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述示例定義說(shuō)明telephoneno.=[localextension|outsideno.|0]localextension=3{0-9}3outsideno.=9+[servicecode|domesticno.]servicecode=[110|120|…]domesticno.=(areacode)+localnumberareacode=3{0-9}4localnumber=8{0-9}8電話號(hào)碼可能是內(nèi)線、外線或者轉(zhuǎn)接主機(jī)（撥0）內(nèi)線號(hào)碼是3位數(shù)字外線要先撥9，然后再撥特服號(hào)碼或普通電話號(hào)碼特服號(hào)碼有110、120、…普通電話號(hào)碼為可選的區(qū)號(hào)加本地號(hào)區(qū)號(hào)是3到4位數(shù)字本地號(hào)是8位數(shù)字共五十七頁(yè)4.數(shù)據(jù)(shùjù)字典數(shù)據(jù)字典為每個(gè)數(shù)據(jù)元素(yuánsù)組織描述信息名稱(chēng)數(shù)據(jù)元素的原始名稱(chēng)別名數(shù)據(jù)元素的其他名稱(chēng)使用地點(diǎn)會(huì)使用該數(shù)據(jù)元素的過(guò)程使用方法該數(shù)據(jù)元素扮演的角色（輸入流、輸出流或者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等）使用范圍該數(shù)據(jù)元素存在的范圍描述對(duì)數(shù)據(jù)元素內(nèi)容的描述單位/格式數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)類(lèi)型，可能事先設(shè)置的取值共五十七頁(yè)4.數(shù)據(jù)字典(zìdiǎn)

——示例名稱(chēng)telephonenumber別名phonenumber,number使用的地點(diǎn)和方法read-phone-number(input)display-phone-number(output)analyze-long-distance-calls(input)描述telephoneno.=[localextension|outsideno.|0]localextension=3{0-9}3outsideno.=9+[servicecode|domesticno.]servicecode=[110|120|…]domesticno.=(areacode)+localnumberareacode=3{0-9}4localnumber=8{0-9}8格式alphanumericdata共五十七頁(yè)主要(zhǔyào)內(nèi)容過(guò)程建模數(shù)據(jù)流圖DFD微規(guī)格說(shuō)明數(shù)據(jù)字典(zìdiǎn)模塊結(jié)構(gòu)圖功能分解圖過(guò)程依賴(lài)圖DFD的類(lèi)型共五十七頁(yè)5.1功能(gōngnéng)分解圖在一個(gè)圖內(nèi)自上至下的集中顯示系統(tǒng)的功能分解結(jié)構(gòu)最頂層的單獨(dú)功能通常是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的使命描述，是對(duì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求的概括系統(tǒng)使命說(shuō)明的下一層被稱(chēng)為(chēnɡwéi)功能的最頂層，描述了系統(tǒng)應(yīng)該具備的一些重要功能，它們支撐著系統(tǒng)使命的實(shí)現(xiàn)功能最頂