【文章內容簡介】 實現(xiàn)模型。 根據(jù)本章開頭講述的結構化分析準則，需求分析過程應該建立 3種模型，它們分別是數(shù)據(jù)模型、功能模型和行為模型。 聯(lián)系圖，描繪數(shù)據(jù)對象及數(shù)據(jù)對象之間的關系，是用于建立數(shù)據(jù)模型的圖形。 ，描繪當數(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，因此，數(shù)據(jù)流圖是建立功能模型的基礎。 (簡稱為狀態(tài)圖 )，指明了作為外部事件結果的系統(tǒng)行為。為此，狀態(tài)轉換圖描繪了系統(tǒng)的各種行為模式 (稱為 “ 狀態(tài) ” )和在不同狀態(tài)間轉換的方式。狀態(tài)轉換圖是行為建模的基礎。 通過需求分析除了創(chuàng)建分析模型之外，還應該寫出軟件需求規(guī)格說明書，它是需求分析階段得出的最主要的文檔。 通常用自然語言完整、準確、具體地描述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求、功能需求、性能需求、可靠性和可用性要求、出錯處理需求、接口需求、約束、逆向需求以及將來可能提出的要求。自然語言的規(guī)格說明具有容易書寫、容易理解的優(yōu)點，為大多數(shù)人所歡迎和采用。 軟件需求規(guī)格說明 為了消除用自然語言書寫的軟件需求規(guī)格說明書中可能存在的不一致、歧義、含糊、不完整及抽象層次混亂等問題，有些人主張用形式化方法描述用戶對軟件系統(tǒng)的需求，第 4章將簡要地介紹形式化說明技術。 為了把用戶的數(shù)據(jù)要求清楚、準確地描述出來，系統(tǒng)分析員通常建立一個概念性的數(shù)據(jù)模型 (也稱為信息模型 )。概念性數(shù)據(jù)模型是一種面向問題的數(shù)據(jù)模型，是按照用戶的觀點對數(shù)據(jù)建立的模型。它描述了從用戶角度看到的數(shù)據(jù)，它反映了用戶的現(xiàn)實環(huán)境，而且與在軟件系統(tǒng)中的實現(xiàn)方法無關。 數(shù)據(jù)模型中包含 3種相互關聯(lián)的信息：數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)對象的屬性及數(shù)據(jù)對象彼此間相互連接的關系。 實體 聯(lián)系圖 數(shù)據(jù)對象是對軟件必須理解的復合信息的抽象。所謂復合信息是指具有一系列不同性質或屬性的事物，僅有單個值的事物 (例如，寬度 )不是數(shù)據(jù)對象。 數(shù)據(jù)對象可以是外部實體 (例如，產(chǎn)生或使用信息的任何事物 )、事物 (例如，報表 )、行為 (例如，打電話 )、事件 (例如，響警報 )、角色 (例如，教師、學生 )、單位 (例如，會計科 )、地點 (例如，倉庫 )或結構 (例如，文件 )等?？傊?，可以由一組屬性來定義的實體都可以被認為是數(shù)據(jù)對象。 數(shù)據(jù)對象 數(shù)據(jù)對象彼此間是有關聯(lián)的，例如，教師 “ 教 ” 課程，學生 “ 學 ” 課程，教或學的關系表示教師和課程或學生和課程之間的一種特定的連接。 數(shù)據(jù)對象只封裝了數(shù)據(jù)而沒有對施加于數(shù)據(jù)上的操作的引用，這是數(shù)據(jù)對象與面向對象范型 (參見本書第 9章 )中的 “ 類 ” 或 “ 對象 ” 的顯著區(qū)別。 屬性定義了數(shù)據(jù)對象的性質。必須把一個或多個屬性定義為 “ 標識符 ” ，也就是說，當我們希望找到數(shù)據(jù)對象的一個實例時，用標識符屬性作為 “ 關鍵字 ” (通常簡稱為 “ 鍵 ” )。 應該根據(jù)對所要解決的問題的理解，來確定特定數(shù)據(jù)對象的一組合適的屬性。 屬性 數(shù)據(jù)對象彼此之間相互連接的方式稱為聯(lián)系，也稱為關系。聯(lián)系可分為以下 3種類型： (1) 一對一聯(lián)系 (1∶ 1) 例如，一個部門有一個經(jīng)理，而每個經(jīng)理只在一個部門任職，則部門與經(jīng)理的聯(lián)系是一對一的。 (2) 一對多聯(lián)系 (1∶ N) 例如，某校教師與課程之間存在一對多的聯(lián)系“ 教 ” ，即每位教師可以教多門課程，但是每門課程只能由一位教師來教 (見圖 )。 聯(lián)系 圖 某校教學管理 ER圖 (3) 多對多聯(lián)系 (M∶ N) 例如，圖 (“學 ” )是多對多的，即一個學生可以學多門課程，而每門課程可以有多個學生來學。 聯(lián)系也可能有屬性。例如，學生 “ 學 ” 某門課程所取得的成績，既不是學生的屬性也不是課程的屬性。由于 “ 成績 ” 既依賴于某名特定的學生又依賴于某門特定的課程，所以它是學生與課程之間的聯(lián)系“ 學 ” 的屬性 (見圖 )。 通常，使用實體 聯(lián)系圖 (entityrelationship diagram)來建立數(shù)據(jù)模型?？梢园褜嶓w 聯(lián)系圖簡稱為 ER圖，相應地可把用 ER圖描繪的數(shù)據(jù)模型稱為 ER模型。 ER圖中包含了實體 (即數(shù)據(jù)對象 )、關系和屬性等 3種基本成分，通常用矩形框代表實體，用連接相關實體的菱形框表示關系，用橢圓形或圓角矩形表示實體 (或關系 )的屬性，并用直線把實體 (或關系 )與其屬性連接起來。例如，圖 的 ER圖。 實體 聯(lián)系圖的符號 人們通常就是用實體、聯(lián)系和屬性這 3個概念來理解現(xiàn)實問題的，因此， ER模型比較接近人的習慣思維方式。此外， ER模型使用簡單的圖形符號表達系統(tǒng)分析員對問題域的理解，不熟悉計算機技術的用戶也能理解它，因此， ER模型可以作為用戶與分析員之間有效的交流工具。 軟件系統(tǒng)經(jīng)常使用各種長期保存的信息，這些信息通常以一定方式組織并存儲在數(shù)據(jù)庫或文件中，為減少數(shù)據(jù)冗余，避免出現(xiàn)插入異?；騽h除異常，簡化修改數(shù)據(jù)的過程，通常需要把數(shù)據(jù)結構規(guī)范化。 數(shù)據(jù)規(guī)范化 通常用 “ 范式 (normal forms)”定義消除數(shù)據(jù)冗余的程度。第一范式 (1 NF)數(shù)據(jù)冗余程度最大，第五范式 (5 NF)數(shù)據(jù)冗余程度最小。但是，范式級別越高，存儲同樣數(shù)據(jù)就需要分解成更多張表，因此， “ 存儲自身 ” 的過程也就越復雜。第二，隨著范式級別的提高，數(shù)據(jù)的存儲結構與基于問題域的結構間的匹配程度也隨之下降，因此，在需求變化時數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性較差。第三，范式級別提高則需要訪問的表增多，因此性能 (速度 )將下降。從實用角度看來，在大多數(shù)場合選用第三范式都比較恰當。 通常按照屬性間的依賴情況區(qū)分規(guī)范化的程度。屬性間依賴情況滿足不同程度要求的為不同范式，滿足最低要求的是第一范式，在第一范式中再進一步滿足一些要求的為第二范式，其余依此類推。下面給出第一、第二和第三范式的定義： (1) 第一范式每個屬性值都必須是原子值，即僅僅是一個簡單值而不含內部結構。 (2) 第二范式滿足第一范式條件，而且每個非關鍵字屬性都由整個關鍵字決定 (而不是由關鍵字的一部分來決定 )。 (3) 第三范式符合第二范式的條件，每個非關鍵字屬性都僅由關鍵字決定，而且一個非關鍵字屬性不能僅僅是對另一個非關鍵字屬性的進一步描述 (即一個非關鍵字屬性值不依賴于另一個非關鍵字屬性值 )。 根據(jù)本章開頭講的結構化分析的第 3條準則，在需求分析過程中應該建立起軟件系統(tǒng)的行為模型。狀態(tài)轉換圖 (簡稱為狀態(tài)圖 )通過描繪系統(tǒng)的狀態(tài)及引起系統(tǒng)狀態(tài)轉換的事件，來表示系統(tǒng)的行為。此外，狀態(tài)圖還指明了作為特定事件的結果系統(tǒng)將做哪些動作 (例如，處理數(shù)據(jù) )。因此，狀態(tài)圖提供了行為建模機制，可以滿足第 3條分析準則的要求。 狀態(tài)轉換圖 狀態(tài)是任何可以被觀察到的系統(tǒng)行為模式，一個狀態(tài)代表系統(tǒng)的一種行為模式。狀態(tài)規(guī)定了系統(tǒng)對事件的響應方式。系統(tǒng)對事件的響應，既可以是做一個 (或一系列 )動作，也可以是僅僅改變系統(tǒng)本身的狀態(tài)，還可以是既改變狀態(tài)又做動作。 在狀態(tài)圖中定義的狀態(tài)主要有：初態(tài) (即初始狀態(tài) )、終態(tài) (即最終狀態(tài) )和中間狀態(tài)。在一張狀態(tài)圖中只能有一個初態(tài)，而終態(tài)則可以有 0至多個。 狀態(tài) 狀態(tài)圖既可以表示系統(tǒng)循環(huán)運行過程，也可以表示系統(tǒng)單程生命期。當描繪循環(huán)運行過程時，通常并不關心循環(huán)是怎樣啟動的。當描繪單程生命期時，需要標明初始狀態(tài) (系統(tǒng)啟動時進入初始狀態(tài) )和最終狀態(tài) (系統(tǒng)運行結束時到達最終狀態(tài) )。 事件是在某個特定時刻發(fā)生的事情，它是對引起系統(tǒng)做動作或 (和 )從一個狀態(tài)轉換到另一個狀態(tài)的外界事件的抽象。例如，內部時鐘表明某個規(guī)定的時間段已經(jīng)過去，用戶移動或點擊鼠標等都是事件。簡