结构化需求分析
结构化需求分析方法
结构化分析（SA）方法结构化开发方法(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，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(SA法)、结构化设计方法(SD 法)及结构化程序设计方法(SP 法)构成的。
结构化分析(Structured Analysis，简称SA 法)方法是面向数据流的需求分析方法，是70 年代末由Yourdon,Constaintine 及DeMarco 等人提出和发展，并得到广泛的应用。
它适合于分析大型的数据处理系统，特别是企事业管理系统。
SA 法也是一种建模的活动，主要是根据软件内部的数据传递、变换关系，自顶向下逐层分解，描绘出满足功能要求的软件模型。
1 SA 法概述1.SA 法的基本思想结构化分析(Structured Analysis，简称SA 法)是面向数据流的需求分析方法，是70年代由Yourdon,Constaintine 及DeMarco 等人提出和发展，并得到广泛的应用。
结构化分析方法的基本思想是“分解”和“抽象”。
分解：是指对于一个复杂的系统，为了将复杂性降低到可以掌握的程度，可以把大问题分解成若干小问题，然后分别解决。
图4 是自顶向下逐层分解的示意图。
顶层抽象地描述了整个系统，底层具体地画出了系统的每一个细节，而中间层是从抽象到具体的逐层过渡。
抽象：分解可以分层进行，即先考虑问题最本质的属性，暂把细节略去，以后再逐层添加细节，直至涉及到最详细的内容，这种用最本质的属性表示一个自系统的方法就是“抽象”。
2.SA 法的步骤⑴建立当前系统的“具体模型”;系统的“具体模型”就是现实环境的忠实写照，即将当前系统用DFD 图描述出来。
这样的表达与当前系统完全对应，因此用户容易理解。
⑵抽象出当前系统的逻辑模型;分析系统的“具体模型”，抽象出其本质的因素，排除次要因素，获得用DFD 图描述的当前系统的“逻辑模型”。
软件工程概述-第5章 结构化需求分析
实体 属性 联系
用矩形表示，矩形内写 明实体名
用椭圆形表示，并用无 向边将其与对应实体连 接起来
用菱形表示，并用无向 边分别与有关实体连接 起来，同时在无向边旁 标上联系的类型。
E-R 图表示图示 例 2-1 中的例子
练习
例：简单的学生选课系统：
(1)学生 属性有学号，姓名， 性别，年龄，所在系
x
1.1
1.2
1.3
1
3
2
2.1 2.3
2.2
1.1 1.3
目录
1
5.1结构化分析
2
5.2数据流图
3
5.3数据字典
4
5.4 实体关系图
5
5.5 状态转换图
数据流图
数据流图（Data Flow Diagram，DFD）是描述系统中数据 流程的图形工具，它描述了将系统的逻辑输入转换为逻辑输出 所需的加工处理过程。
(2)课程 属性有课程号，课程 名称，先修课程号，学分
实体之间的联系：
一个学生可同时选修多门 课程，而一门课程可以同时被 若干学生选修。用成绩来表示 某个学生学习某门课程的成绩 。
分解：对于一个复杂的系统，为了将复杂性降 低到可以掌握的程度，可以把大问题分解成若 干小问题，然后分别解决。
抽象：分解可以分层进行，即先考虑问题最本 质的属性，暂把细节略去,以后再逐层添加细 节，直至涉及到最详细的内容，这种用最本质 的属性表示一个系统的方法就是“抽象”
结构化分析
结构化分析方法基本思想 “分解”和“抽象”
取值范围：数据项的取值范围，例如，职工年龄 的取值范围定义为18至60岁，表示为18..60。
初始值：数据项的初始值，例如，为了操作简便， 软件定义借书日期的初始值默认为系统的当前日 期。
结构化需求分析方法
结构化分析（SA）方法结构化开发方法(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，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(SA法)、结构化设计方法(SD 法)及结构化程序设计方法(SP 法)构成的。
结构化分析(Structured Analysis，简称SA 法)方法是面向数据流的需求分析方法，是70 年代末由Yourdon,Constaintine 及DeMarco 等人提出和发展，并得到广泛的应用。
它适合于分析大型的数据处理系统，特别是企事业管理系统。
SA 法也是一种建模的活动，主要是根据软件内部的数据传递、变换关系，自顶向下逐层分解，描绘出满足功能要求的软件模型。
1 SA 法概述1.SA 法的基本思想结构化分析(Structured Analysis，简称SA 法)是面向数据流的需求分析方法，是70年代由Yourdon,Constaintine 及DeMarco 等人提出和发展，并得到广泛的应用。
结构化分析方法的基本思想是“分解”和“抽象”。
分解：是指对于一个复杂的系统，为了将复杂性降低到可以掌握的程度，可以把大问题分解成若干小问题，然后分别解决。
图4 是自顶向下逐层分解的示意图。
顶层抽象地描述了整个系统，底层具体地画出了系统的每一个细节，而中间层是从抽象到具体的逐层过渡。
抽象：分解可以分层进行，即先考虑问题最本质的属性，暂把细节略去，以后再逐层添加细节，直至涉及到最详细的内容，这种用最本质的属性表示一个自系统的方法就是“抽象”。
2.SA 法的步骤⑴建立当前系统的“具体模型”;系统的“具体模型”就是现实环境的忠实写照，即将当前系统用DFD 图描述出来。
这样的表达与当前系统完全对应，因此用户容易理解。
⑵抽象出当前系统的逻辑模型;分析系统的“具体模型”，抽象出其本质的因素，排除次要因素，获得用DFD 图描述的当前系统的“逻辑模型”。
结构化需求分析
外部实体
外部实体指系统以外又与系统有联系的人或事物。 它表达了该系统数据的外部来源和去处。例如：人、组 织、外部系统等等。 • 外部实体是数据的来源（谁提供了最初始的数据？） • 外部实体是数据的去处（数据对谁有价值？）
读者
图书 管理员
馆长
读者
图书 管理员
加工（数据处理）
处理指对数据的逻辑处理功能，也就是对数据的变 换功能。 别名：功能、处理过程，数据加工
数据流图的图形符号
或 或
加工。对输入数据进行变换以产生输出数据，其中要注明加工的名字。 外部实体，即数据输入源（Source）或数据输出汇点（Sink）。其中要注明数 据源或数据汇点的名字。
或
数据存储。要用名词或名词性短语为数据存储命名。 数据流。描述被加工数据及传递方向。箭头旁边要注明数据流的名字，可用名 词或名词性短语命名。
环境图（顶层数据流图）
环境图（context diagram）也称为顶层数据流图 （或0层数据流图），它仅包括一个数据处理过程， 也就是要开发的目标系统。 环境图的作用是确定系统在其环境中的位置，通过确 定系统的输入和输出与外部实体的关系确定其边界。
招生系统需求描述
学校首先公布招生条件，考生根据自己的条件报名，之后 系统进行资格审查，并给出资格审查信息； 对于资格审查合格的考生可以参加答卷，系统根据学校提 供的试题及答案进行自动判卷，并给出分数及答题信息， 供考生查询； 最后系统根据学校的录取分数线进行录取，并将录取信息 发送给考生。
储 户
密码
实例研究——第一层数据流图
+
实例研究——第二层“存款”数据流图
对一层图中的“处理存款”及“处理取款”进行进一步分 解，得到二层数据流图，即处理存款的数据流图和处理取 款的数据流图。
结构化需求分析
完整性和一致性，我们应努力追求高度形式 化的表示法。
7．可修改性
如果一个SRS的结构和风格在需求有必要改变时是 易于实现的、完整性的、一致的，那么这个SRS就 是可以修改的。可修改性要求SRS具备以下条件：
a. 具有一个有条不紊的易于使用的内容组织，具有目录表， 索引和明确的交叉引用表； b. 没有冗余。即同一需求不能在SRS中出现多次。
1．正确性
正确性指的是SRS中陈述的每个需求都表达
了将要构造的系统的某种要求。 目前尚不存在有效的技术来保证这个质量， 因为它完全依赖于当前的应用系统。 例如，如果软件必须在5秒钟内对所有的按键 事件作出相应，而SRS中陈述“软件应在10 秒钟内对所有的按键事件作出响应”，则该 需求描述是不正确的。
3．完整性
如果一个SRS能满足下列要求， 则该SRS就是完整的： （1）期待未来系统所做的任何 事情都包括在SRS的陈述中。
如果一个SRS既是完整的又是正
SRS规约完整 则为空
确的，那么区域A和C同时为空， 两个原是重合的。 完整性是所有属性中最难以保证 的，原因是不完整意味着有些东 西不在SRS中，这样检查材料很 难发现其中不存在的东西 诊断不完整性的一个有效技术就 是开发原型。
例如： “产品应有易于使用的用户界面”
使用不可度量的量
结构化分析方法
结构化分析方法结构化分析方法一、需求分析与需求分析方法需求阶段是软件开发的关键阶段。
需求分析的任务：准确地定义未来系统的目标，确定为了满足用户的需求系统必须做什么；用《需求规格说明书》规范的形式准确地表达用户的需求。
需求分析阶段的工作（四方面）：◆需求获取：确定系统各方面需求；全面地提炼出系统的功能性与非功能性需求。
◆需求分析：对获取的需求分析和综合，给出系统解决方案和逻辑模型。
◆编写需求规格说明书：为用户、设计人员的交流提供方便，还可作为控制软件开发进程的依据。
◆需求审评：复审需求分析阶段的工作，验证需求文档的一致性、可行性等。
1、需求获取的目的清楚地理解所要解决的问题、完整地获取用户需求。
2、需求获取的内容用户需求分类：（1）功能性需求定义了系统做什么（描述系统必须支持的功能和过程）。
（2）非功能性需求（技术需求）定义了系统工作时的特性（描述操作环境和性能目标）。
3、需求分析的步骤4、需求分析过程示意（1）通过对现实环境的调查，获得当前系统的物理模型。
（2）去掉具体模型中的非本质因素，抽象出当前系统的逻辑模型。
（3）分析当前系统与目标系统的差别，建立目标系统的逻辑模型。
5、需求分析的方法结构化分析（传统建模方法）、面向对象分析。
二、结构化分析方法1、结构化分析方法（Structure Analysis---SA）（1）定义是面向数据流进行需求分析的方法，采用自顶向下，逐层分解，建立系统的处理流程，以数据流图和数据字典为主要工具，建立系统的逻辑模型。
（2）结构化分析的主要步骤通过对用户的调查，以软件的需求为线索，获取当前系统的具体模型；去掉具体模型中非本质因素，抽象出当前系统的逻辑模型；根据计算机的特点分析当前系统与目标系统的差别，建立目标系统的逻辑模型；完善目标系统并补充细节，写出目标系统的软件需求规格说明。
2、结构化分析方法使用的常用工具（1）数据流图（DFD—Data Flow Diagram ）①作用从数据传递和加工的角度，在需求分析阶段以图形的方式描述数据流从输入到输出的移动变换过程，为系统建立逻辑模型。
第3 章 结构化需求分析
第3 章 结构化需求分析
3.1.2 需求分析的过程 （2）分析与综合 从信息流和信息结构出发， 从信息流和信息结构出发，逐步细化软 件的所有功能， 件的所有功能，找出系统各个元素之间 的联系、接口特性和对设计的限制， 的联系、接口特性和对设计的限制，判 断是否存在因片面性或短期行为而导致 的不合理需求， 的不合理需求，判断是否有用户尚未提 出的确实有价值的潜在需求， 出的确实有价值的潜在需求，从而提出 其中不合理的部分， 其中不合理的部分，增加真正需要的部 分。
第3 章 结构化需求分析
采用“自顶向下，逐步求精”的方式， 系统被分解成 系统被分解成3 采用“自顶向下，逐步求精”的方式，X系统被分解成 个子系统 ：
第3 章 结构化需求分析
3.3.2 结构化分析方法 指导性原则： 指导性原则： 在开始建立分析模型之前先理解问题， 在开始建立分析模型之前先理解问题 ，而不应 急于求成，甚至在问题未被很好地理解之前， 急于求成 ，甚至在问题未被很好地理解之前， 就产生了一个解决错误问题的软件； 就产生了一个解决错误问题的软件； 开发模型，使用户能够了解将如何进行人机交 开发模型， 互； 记录每个需求的起源和原因， 记录每个需求的起源和原因 ，这样能有效地保 证需求的可追踪性和可回溯性； 证需求的可追踪性和可回溯性； 使用多个需求分析视图，建立数据、 使用多个需求分析视图，建立数据、 功能和行 为模型。 为模型。
第3 章 结构需求分析
3.1.2 需求分析的过程
第3 章 结构化需求分析
3.1.2 需求分析的过程 （1）调查研究 对目标系统的运行环境、功能要求、 对目标系统的运行环境、功能要求、非 功能性要求与用户达成共识。 功能性要求与用户达成共识。 问题研究集中在以下3个方面： 问题研究集中在以下3个方面： 经济可行性： 经济可行性： 技术可行性： 技术可行性： 操作可行性： 操作可行性：
结构化需求分析方法
结构化分析(SA)方法结构化开发方法(Structured Developing Method)就是现有的软件开发方法中最成熟,应用最广泛的方法,主要特点就是快速、自然与方便。
结构化开发方法由结构化分析方法(SA法)、结构化设计方法(SD 法)及结构化程序设计方法(SP 法)构成的。
结构化分析(Structured Analysis,简称SA 法)方法就是面向数据流的需求分析方法,就是70 年代末由Yourdon,Constaintine 及DeMarco 等人提出与发展,并得到广泛的应用。
它适合于分析大型的数据处理系统,特别就是企事业管理系统。
SA 法也就是一种建模的活动,主要就是根据软件内部的数据传递、变换关系,自顶向下逐层分解,描绘出满足功能要求的软件模型。
1 SA 法概述1、SA 法的基本思想结构化分析(Structured Analysis,简称SA 法)就是面向数据流的需求分析方法,就是70年代由Yourdon,Constaintine 及DeMarco 等人提出与发展,并得到广泛的应用。
结构化分析方法的基本思想就是“分解”与“抽象”。
分解:就是指对于一个复杂的系统,为了将复杂性降低到可以掌握的程度,可以把大问题分解成若干小问题,然后分别解决。
图4 就是自顶向下逐层分解的示意图。
顶层抽象地描述了整个系统,底层具体地画出了系统的每一个细节,而中间层就是从抽象到具体的逐层过渡。
抽象:分解可以分层进行,即先考虑问题最本质的属性,暂把细节略去,以后再逐层添加细节,直至涉及到最详细的内容,这种用最本质的属性表示一个自系统的方法就就是“抽象”。
2、SA 法的步骤⑴建立当前系统的“具体模型”;系统的“具体模型”就就是现实环境的忠实写照,即将当前系统用DFD 图描述出来。
这样的表达与当前系统完全对应,因此用户容易理解。
⑵抽象出当前系统的逻辑模型;分析系统的“具体模型”,抽象出其本质的因素,排除次要因素,获得用DFD 图描述的当前系统的“逻辑模型”。
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x
1
3
2
1.1
1.2
1.3
2.1 2.3
2.2
1.1 1.3
4.1.2 数据流图的画图步骤
（1）把系统看成一个整体 （2）明确输入输出 （3）系统为实现功能，内部必然有信息处理、传递、存储 （4）画出内部信息处理的分层DFD （5）检查分层DFD中的每一个内部处理可否进一步细分，若均
很具体，则结束绘制；否则把将每一个抽象的内部信息处理 再看成一个整体，再重复（2）——（4）的工作，进行剖析， 如此一级级解剖，直到所用处理步骤都很具体为止。
计算
订货单
应收款
编制 财务 报表
经理
数据流图多个数据流组合的图例
A C
*T
B
B
AT+
C
B A
T*
C
A C
+T
B
A C+TB NhomakorabeaB
A T
+
C
* 与 +或
+ 互斥
多个数据流之间的关系
数据流图的分层
➢ 出现十几个甚至几十 个加工的数据流图不 直观，不易理解
➢ 按照系统的层次结构 进行逐步分解，并以 分层的数据流图反映 这种结构关系，能清 楚地表达和容易理解 整个系统。
第四章 结构化软件需求分析
本章主要内容
4.1 结构化需求分析的功能模型——数据流图（DFD） 4.2 结构化需求分析的功能模型——数据字典 4.3 结构化需求分析的功能模型——加工逻辑说明（小
说明） 4.4 结构化需求分析的数据模型——实体关系图（ER图） 4.5 结构化需求分析的行为模型——状态转换图 4.6 需求分析阶段性成果——需求规格说明书
• 数据流图（Data Flow Diagram，DFD 图） 是用于表示软件系统逻辑模型（系统的功能模 型）的一种图形，一个基于计算机的信息处理 系统由数据流和一系列的转换构成，这些转换 将输入数据流变换为输出数据流。数据流图反 映客观现实问题的工作过程。
• 它用简单的图形记号分别表示数据流、加工、 数据存储以及外部实体。数据流图中没有任何 具体的物理元素，只是描述数据在系统中流动 和处理的情况，具有直观、形象、容易理解的 优点。
P2.2.1
识别 读者身份
图书管理员
标识部分（层次化的功能编号）
功能描述部分（动宾词组） 功能执行的角色（人，部门，计 算机程序），通常可省略
数据存储
数据存储表示某种数据保存后的逻辑统称。不 是指保存数据的物理地点或物理介质。 •流入数据存储数据流（指向数据存储箭头）
• 将处理后的数据写入或修改到数据存储中
➢ 对于资格审查合格的考生可以参加答卷，系统根据学校提 供的试题及答案进行自动判卷，并给出分数及答题信息， 供考生查询；
➢ 最后系统根据学校的录取分数线进行录取，并将录取信息 发送给考生。
实例研究
• 银行储蓄系统的业务流程： ➢ 储户填写的存款单或取款单由业务员键入系统； ➢ 如果是存款则系统记录存款人姓名、住址（或电话号
•流出数据存储的数据流（从数据存储发出箭头）
• 从数据存储中查询获取数据，不改变原来的数据
D2 产品
D5 职工
D2 产品
计算 销售量 销售量
累计销售量单价
D2 产品销售帐
计算销售总额
商品编号#_
数据流
数据流是指处理功能的输入或输出（箭头表示 数据流向） 。
•例如：数据，订单，查询要求等
合格订单
编辑
码）、身份证号码、存款类型、存款日期、到期日期、 利率、密码（可选）等信息，并印出存单给储户； ➢ 如果是取款而且开户时留有密码，则系统首先核对储户 密码，若密码正确或存款时未留密码，则系统计算利息 并印出利息清单给储户。 ➢ 要求画出分层的数据流图，并细化到2层数据流图。
实例研究——识别外部实体及输入输出
• 数据字典（DD）：对数据流图中包含的所有
元素的详细定义，是DFD的补充。 • 小说明：对DFD图中最底层加工逻辑的描述，通
常用结构化语言、判定表、判定树等形式。
4.1.1 数据流图的基本成分
• 数据流图用来记录系统中的数据和数据在特定 的过程中的流动，即数据如何被采集、处理、 保存和使用的（围绕软件系统的功能）
4.1 结构化需求分析的功能模型—数据流图
• 结构化（SA）法基本思想 —— “分解”和“抽象
➢”分。解 ： 对 于 一 个 复 杂 的 系
x
统，为了将复杂性降低到可
1
3
以掌握的程度，可以把大问
2
题分解成若干小问题，然后 分别解决（如右图）。
1.1
1.2
1.3
2.1 2.3
2.2
1.1 1.3
➢抽象：分解可以分层进行，即先考虑问题最本质的
环境图（顶层数据流图）
➢ 环境图（context diagram）也称为顶层数据流图 （或0层数据流图），它仅包括一个数据处理过程， 也就是要开发的目标系统。
➢ 环境图的作用是确定系统在其环境中的位置，通过确 定系统的输入和输出与外部实体的关系确定其边界。
招生系统需求描述
➢ 学校首先公布招生条件，考生根据自己的条件报名，之后 系统进行资格审查，并给出资格审查信息；
➢ 外部实体：储户、业务员。 ➢ 输入数据：如果需要储户输入密码，储户才直接与系统
进行交互。储户填写的存款或取款信息通过业务员键入 系统，可以将存款及取款信息抽象为事务。 ➢ 输出数据：存款单，利息清单。
数据流图的图形符号
或
加工。对输入数据进行变换以产生输出数据，其中要注明加工的名字。
或
外部实体，即数据输入源（Source）或数据输出汇点（Sink）。其中要注明数
据源或数据汇点的名字。
或
数据存储。要用名词或名词性短语为数据存储命名。
数据流。描述被加工数据及传递方向。箭头旁边要注明数据流的名字，可用名 词或名词性短语命名。
属性，暂把细节略去,以后再逐层添加细节，直至涉及
到最详细的内容，这种用最本质的属性表示一个系统
的方法就是“抽象”。
结构化需求分析的功能模型
• 分层数据流图（DFD）：一是指明数据在系统中 流动时如何被变换，二是描述对数据流进行变换 的功能和子功能。数据流图可以用于信息域的分 析，并作为功能建模的基础。
外部实体
外部实体指系统以外又与系统有联系的人或事物。 它表达了该系统数据的外部来源和去处。例如：人、组 织、外部系统等等。 • 外部实体是数据的来源（谁提供了最初始的数据？） • 外部实体是数据的去处（数据对谁有价值？）
读者
图书 管理员
馆长
读者
图书 管理员
加工（数据处理）
处理指对数据的逻辑处理功能，也就是对数据的变 换功能。 别名：功能、处理过程，数据加工