【文章內(nèi)容簡介】 精化，其建立過程包括觀察分析、模型表示和模型檢查3個階段。首先，分析員和用戶合作，從各方面觀察現(xiàn)實世界中的有關實體和活動，建立理解的共同基準，分清哪些概念與系統(tǒng)相關，必須納入系統(tǒng)模型，哪些是系統(tǒng)模型不必關心的，分析員和用戶在共同理解的基礎上，建立系統(tǒng)模型，包括系統(tǒng)提供的各種系統(tǒng)服務，模型表示的細節(jié)應有:系統(tǒng)輸入、系統(tǒng)輸出、系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)控制等。建立系統(tǒng)模型以后，還要進行檢查。除了靜態(tài)檢查之外，系統(tǒng)描述可以部分地模擬執(zhí)行，將執(zhí)行情況與對外部現(xiàn)實世界系統(tǒng)觀察得到的系統(tǒng)跟蹤信息進行對照，檢查模型是否符合要求。這種建立系統(tǒng)模型并模擬執(zhí)行和檢查的方法叫做系統(tǒng)原型開發(fā)。（三） 結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)化分析是面向數(shù)據(jù)流進行需求分析的方法。20世紀70年代末，經(jīng)Yourdon E.，Conˉstantine L.，DeMarco ，至今已得到廣泛應用。結(jié)構(gòu)化分析方法的一些重要概念也滲透在其他開發(fā)方法中。例如，結(jié)構(gòu)化分析與設計技術(shù)（Structured Analysis and Design Technique，SADT）、面向?qū)ο蠹夹g(shù)（ObjectOreinted Technique，OOT）、IDEF方法等。結(jié)構(gòu)化分析方法適合于數(shù)據(jù)處理類型軟件的需求分析。由于利用圖形表達需求，顯得清晰、簡明，易于學習和掌握。具體來說，結(jié)構(gòu)化分析方法就是用抽象模型的概念，按照軟件內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞、變換的關系，自頂向下逐層分解，直到找到滿足功能要求的所有可實現(xiàn)的軟件為止。根據(jù)DeMarco的論述，結(jié)構(gòu)化分析方法使用的工具有:數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)詞典、結(jié)構(gòu)化英語、判定表、判定樹。結(jié)構(gòu)化分析方法有兩個明顯特點:（1）自頂向下逐層分解。采用簡明易懂、直觀的描述方式數(shù)據(jù)流圖也稱為Bubble Chart或data Flow Graph。是描述數(shù)據(jù)處理過程的工具。數(shù)據(jù)流圖從數(shù)據(jù)傳遞和加工的角度，以圖形的方式刻畫數(shù)據(jù)流從輸入到輸出的移動變換過程。（1）數(shù)據(jù)流圖的主要圖形元素從數(shù)據(jù)流圖中可知，數(shù)據(jù)流圖的基本圖形元素有4種。數(shù)據(jù)流是沿箭頭方向傳送數(shù)據(jù)的通道，它們大多是在加工之間傳輸加工數(shù)據(jù)的命名通道，也有連接數(shù)據(jù)存儲文件和加工的沒有命名的數(shù)據(jù)通道。這些數(shù)據(jù)流雖然沒有命名，但因聯(lián)接著有名加工和有名文件，所以其含意也是清楚的。同一數(shù)據(jù)流圖上不能有同名的數(shù)據(jù)流。多個數(shù)據(jù)流可以指向同個加工，也可以從一個加工散發(fā)出許多數(shù)據(jù)流。加工是以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)內(nèi)容作為加工對象的。加工的名字通常是一個動詞短語，簡明扼要地表明完成的是什么加工。文件在數(shù)據(jù)流圖中起保存數(shù)據(jù)的作用，因而稱為數(shù)據(jù)存儲（Data Store）。它可以是數(shù)據(jù)庫文件或任何形式的數(shù)據(jù)組織。指向文件的數(shù)據(jù)流可理解為寫入文件或查詢文件，從文件中引出的數(shù)據(jù)流可理解為從文件讀取數(shù)據(jù)或得到查詢結(jié)果。數(shù)據(jù)流圖中第4種元素是數(shù)據(jù)源點或匯點，它表示圖中要處理數(shù)據(jù)的輸入來源及處理結(jié)果要送往何處。由于它在圖中的出現(xiàn)僅僅是一個符號，并不需要以軟件的形式進行設計和實現(xiàn)，因而，它只是數(shù)據(jù)流圖的外圍環(huán)境中的實體，故稱外部實體。在實際問題中它可能是計算機外圍設備或是傳感裝置。（2）數(shù)據(jù)流與加工之間的關系在數(shù)據(jù)流圖中，如果有兩個以上的數(shù)據(jù)流指向一個加工，或是從一個加工中引出兩個以上的數(shù)據(jù)流，這些數(shù)據(jù)流之間往往存在一定的關系。（3）分層的數(shù)據(jù)流圖為了表達數(shù)據(jù)處理過程的數(shù)據(jù)加工情況，用一個數(shù)據(jù)流圖是不夠的。為表達稍為復雜的實際問題需要按照問題的層次結(jié)構(gòu)進行逐步分解，并以分層的數(shù)據(jù)流圖反映這種結(jié)構(gòu)關系。先把整個數(shù)據(jù)處理過程暫且看成一個加工，它的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)實際上反映了系統(tǒng)與外界環(huán)境的接口。這就是分層數(shù)據(jù)圖的頂層。但只此一圖并未表明數(shù)據(jù)的加工要求，需要進一步細化。如果這個數(shù)據(jù)處理包括3個子系統(tǒng)，就可以畫出表示這3個子系統(tǒng)3的加工及其相關的數(shù)據(jù)流。這是頂層下面的第一層數(shù)據(jù)流圖，記為DFD/L1。繼續(xù)分解這3個子系統(tǒng)，可得到第二層數(shù)據(jù)流圖DFD/、DFD/、及DFD/，它們分別是子系統(tǒng)。2和3的細化。僅以DF/2為例，其中的4個加工的編號均可聯(lián)系到其上層圖中的子系統(tǒng)2。這樣得到的多層數(shù)據(jù)流圖可十分清晰地表達整個數(shù)據(jù)加工系統(tǒng)的真實情況。對任何一層數(shù)據(jù)流圖來說，稱它的上層圖為父圖，在它下一層的圖則稱為子圖。在多層數(shù)據(jù)流圖中，可以把頂層流圖、底層流圖和中間層流圖區(qū)分開。頂層流圖僅包含一個加工，它代表被開發(fā)系統(tǒng)。它的輸入流是該系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，輸出流是系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)。頂層流圖的作用在于表明被開發(fā)系統(tǒng)的范圍，以及它和周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)交換關系。底層流圖是指其加工不須再做分解的數(shù)據(jù)流圖，其加工稱為“原子加工”。中間層流圖則表示對其上層父圖的細化。它的每一加工可以繼續(xù)細化，形成子圖。中間層次的多少視系統(tǒng)的復雜程度而定。（4）數(shù)據(jù)流圖畫法畫數(shù)據(jù)流圖的基本步驟概括地說，就是自外向內(nèi)，自頂向下，逐層細化，完善求精。具體步驟可按如下來做。①先找系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源點與匯點。它們是外部實體，由它們確定系統(tǒng)與外界的接口。②找出外部實體的輸出數(shù)據(jù)流與輸入數(shù)據(jù)流。③在圖的邊上畫出系統(tǒng)的外部實體。④從外部實體的輸出數(shù)據(jù)流（即系統(tǒng)的源點）出發(fā)，按照系統(tǒng)的邏輯需要，逐步畫出一系列邏輯加工，直到找到外部實體所需的輸入數(shù)據(jù)流（即系統(tǒng)的匯點），形成數(shù)據(jù)流的封閉。⑤按照下面所給的原則進行檢查和修改。⑥按照上述步驟，再從各加工出發(fā)，畫出所需的子圖。（5）進行檢查和修改的原則①數(shù)據(jù)流圖上所有圖形符號只限于前述四種基本圖形元素。②數(shù)據(jù)流的主圖必須包括前述4種基本元素，缺一不可。③數(shù)據(jù)流圖的主圖上的數(shù)據(jù)流必須封閉在外部實體之間，外部實體可以不只一個。④每個加工至少有一個輸入數(shù)據(jù)流和一個輸出數(shù)據(jù)流。⑤在數(shù)據(jù)流圖中，需按層給加工框編號。編號表明該加工處在哪一層，以及上下層的父圖與子圖的對應關系。⑥任何一個數(shù)據(jù)流子圖必須與它上一層的一個加工對應，兩者的輸入數(shù)據(jù)流和輸出數(shù)據(jù)流必須一致。即父圖與子圖的平衡，它表明了在細化過程中輸入與輸出不能有丟失和添加。⑦圖上每個元素都必須有名字。表明數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)文件是什么數(shù)據(jù)，加工做什么事情。⑧數(shù)據(jù)流圖中不可夾帶控制流。因為數(shù)據(jù)流圖是實際業(yè)務流程的客觀映象，說明系統(tǒng)“做什么”而不是要表明系統(tǒng)“如何做”，因此不是系統(tǒng)的執(zhí)行順序，不是程序流程圖。⑨初畫時可以忽略瑣碎的細節(jié)，以集中精力于主要數(shù)據(jù)流。在需求分析期間，有時會要求修改系統(tǒng)的某些方面。使用數(shù)據(jù)流圖可以很容易地把需要修改的區(qū)域分離出來。只要清楚地了解穿過要修改區(qū)域邊界的數(shù)據(jù)流，就可以為將來的修改做好充分的準備，而且在修改時能夠不打亂系統(tǒng)的其他部分。數(shù)據(jù)詞典的任務是對于數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的所有被命名的圖形元素在數(shù)據(jù)詞典中作為一個詞條加以定義，使得每一個圖形元素的名字都有一個確切的解釋。數(shù)據(jù)詞典中所有的定義應是嚴密的、精確的，不可有半點含糊，不可有二義性。（1）數(shù)據(jù)詞典的定義對在數(shù)據(jù)流圖中每一個命名的圖形元素均給予定義，其內(nèi)容有圖形元素的名字、別名或編號、分類、描述、定義、位置等。以下是不同詞條應給出的內(nèi)容。①數(shù)據(jù)流詞條描述數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳播的路徑。一個數(shù)據(jù)流詞條應有以下幾項內(nèi)容:數(shù)據(jù)流名:說明:簡要介紹作用即它產(chǎn)生的原因和結(jié)果。數(shù)據(jù)流來源:來自何方。數(shù)據(jù)流去向:去向何方。數(shù)據(jù)流組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個數(shù)據(jù)量:數(shù)據(jù)量，流通量。②數(shù)據(jù)元素詞條描述圖中的每一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是由數(shù)據(jù)元素構(gòu)成的，數(shù)據(jù)元素是數(shù)據(jù)處理中最小的，不可再分的單位，它直接反映事物的某一特征。對于這些數(shù)據(jù)元素也必須在數(shù)據(jù)詞典中給出描述。其描述需要以下信息:數(shù)據(jù)元素名類型:數(shù)字（離散值，連續(xù)值），文字S（編碼類型）。長度。取值范圍。相關的數(shù)據(jù)元素及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)元素的取值可分數(shù)字型與文字型。數(shù)字型又有離散值與連續(xù)值之分。離散值或是枚舉的，或是介于上界的一組數(shù)。連續(xù)值一般是有取值范圍的實數(shù)集。對于文字型，需給予編碼類型，文字值需加以定義。③數(shù)據(jù)文件詞條描述數(shù)據(jù)文件是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存的地方。一個數(shù)據(jù)文件詞條應有以下幾項內(nèi)容。數(shù)據(jù)文件名。簡述:存放的是什么數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)文件組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。存儲方式:順序，直接，關鍵碼。存取頻率。④加工邏輯詞條描述加工比較復雜，它到后來就是一段程序。加工的表達方式有判定表，判定樹和結(jié)構(gòu)化英語等等，它們要全部寫在一個詞條中是有困難的。主要描述有。加工名。加工編號:反映該加工的層次。簡要描述:加工邏輯及功能簡述。輸入數(shù)據(jù)流。輸出數(shù)據(jù)流。加工邏輯:簡述加工程序，加工順序。⑤源點及匯（終）點詞條描述對于一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來說，源點和匯點應當比較少。如果過多就缺少獨立性，人—機界面太復雜，這時就要考慮減少，提高系統(tǒng)獨立性。定義源點和匯點時，應包括。名稱:外部實體名。簡要描述:什么外部實體。有關數(shù)據(jù)流。數(shù)目。（2）數(shù)據(jù)詞典的使用在結(jié)構(gòu)化分析的過程中，可以通過名字，方便地查閱數(shù)據(jù)的定義:同時可按各種要求，隨時列出各種表，以滿足分析員的需要。還可以按描述內(nèi)容（或定義）來查詢數(shù)據(jù)的名字，通過檢查各個加工的邏輯功能，可以實現(xiàn)和檢查在數(shù)據(jù)與程序之間的一致性和完整性，在以后的設計與實現(xiàn)階段，以至于到維護階段。都需要參考數(shù)據(jù)詞典進行設計、修改和查詢。（3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述在數(shù)據(jù)詞典的編制中，分析員最常用的描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方式有定義式或Warnier圖。①定義式在數(shù)據(jù)流圖中，數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)文件都具有一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此必須以一種清晰、準確、無二義性方式來描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這種定義方法是自頂向下，逐級給出定義式，直到最后給出基本數(shù)據(jù)元素為止。②Warnjer圖Warnjer圖是表示數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)的一種圖工具。它用樹形結(jié)構(gòu)描繪數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它還能指出某一類數(shù)據(jù)或某一數(shù)據(jù)元素重復出現(xiàn)的次數(shù)，并能指明某一特定數(shù)據(jù)在某一類數(shù)據(jù)中是否是有條件的出現(xiàn)。在進行軟件設計時，從Warnjer圖入手，能夠很容易轉(zhuǎn)換成軟件的設計描述。在數(shù)據(jù)流圖中，每一個加工框只簡單地寫上了一個加工名，這顯然不能表達加工的全部內(nèi)容。隨著自頂向下逐層細化，功能越來越具體，加工邏輯也越來越精細。到最底一層，加工邏輯詳細到可以實現(xiàn)的程序，因此稱為“原子加工”或“基本加工”。如果能夠?qū)懗雒恳粋€基本加工的全部詳細邏輯功能，再自底向上綜合，就能完成全部邏輯加工。在寫基本加工邏輯的說明時，應滿足如下的要求。?對數(shù)據(jù)流圖的每一個基本加工，必須有一個加工邏輯說明。?加工邏輯說明必須描述基本加工如何把輸入數(shù)據(jù)流變換為輸出數(shù)據(jù)流的加工規(guī)則。?加工邏輯說明必須描述實現(xiàn)加工的策略而不是實現(xiàn)加工的細節(jié)。目前用于寫加工邏輯說明的工具有結(jié)構(gòu)化英語、判定表和判定樹。下面分別介紹。（1）結(jié)構(gòu)化英語結(jié)構(gòu)化英語也稱為PDL，是一種介于自然語言和形式化語言之間的半形式化語言。它是在自然語言基礎上加了一些限制而得到的語言，是使用有限的詞匯和有限的語句來描述加工邏輯。結(jié)構(gòu)化英語的詞匯表由英語命令動詞、數(shù)據(jù)詞典中定義的名字、有限的自定義詞和控制結(jié)構(gòu)關鍵詞IFTHENELSE、WHELEDO、REPEATUNTIL、CASEOF等組成。其動詞的含義要具體，盡可能少用或不用形容詞和副詞。語言的正文用基本控制結(jié)構(gòu)進行分割，加工中的操作用自然語言短語來表示。其基本控制結(jié)構(gòu)有簡單陳述句結(jié)構(gòu)，判定結(jié)構(gòu)和重復結(jié)構(gòu)。此外在書寫時，必須按層次橫向向右移行，續(xù)行也同樣向右移行，對齊。要了解基本加工邏輯的來龍去脈、在數(shù)據(jù)流圖中的位置、加工的使用情況等有更清楚的了解，一般對結(jié)構(gòu)化英語的描述加一些外層說明。（2）判定表在某些數(shù)據(jù)處理問題中，某數(shù)據(jù)流圖的加工需要依賴于多個邏輯條件的取值，就是說完成這一加工的一組動作是由于某一組條件取值的組合而引發(fā)的。這時使用判定表來描述比較合適。下面以“檢查發(fā)貨單”為例，說明判定表的構(gòu)成。判定表由4個部分組成，雙線分割開的4部分是:條件茬（Condition Stub）———左上部分:列出了各種可能的條件。除去某些問題中對各個條件的先后次序有特定的要求以外，通常判定表中對各條件的先后次序不要求。條件項（Condition Entry）———右上部分:給出各個條件的條件取值的組合。動作茬（Action Stub）:———左下部分:列出了可能采取的動作。這些動作的排列順序沒有限制，但為便于閱讀也可令共按適當?shù)捻樞蚺帕?。動作項（Action Entry）:———右下部分:是和條件項緊密相關的，它指出了在條件項的各種取值的組合情況下一步應采取什么動作。這里將任一條件取值組合及其相應要執(zhí)行動作作稱為規(guī)則，它在判定有中是縱貫條件項和動作項的一列。顯然，判定表中列出了多少個條件取值的組合，也就有多少條規(guī)則，即條件項一動作項有多少列。在實際使用判定表時，常常先把它化簡。如果表中有兩條或更多的規(guī)則具有相同的動作，并且其條件項之間存在著某些關系，就可設法將它們合并。就是說要執(zhí)行的動作與第三條件的取值無關，這樣，便可將這兩條規(guī)則合并，合并后的第三條件取值用“—”表示，即與取值無關。類似地，無關條件項“—”，在邏輯上又可包含其他項值，具有相同動作的規(guī)則還可以進一步合并。判定表能夠把在什么條件下，系統(tǒng)應完成哪些操作，表達得十分清楚、準確、一目了然。這是用語言說明難以準確、清楚表達的，但是用判定表描述循環(huán)比較困難。有時，判定表可以和結(jié)構(gòu)化英語結(jié)合起來使用。（3）判定樹判定樹也是用來表達加工邏輯的一種工具。有時候它比判定表更直觀，用它來描述加工，很容易為用戶接受。沒有一種統(tǒng)一的方法來構(gòu)造判定樹，也不可能有統(tǒng)一的方法。因為客觀存在是用結(jié)構(gòu)化英語，甚至是自然語言寫成的敘述文作為構(gòu)造樹的原始依據(jù)的，但可以從中找些規(guī)律。首先，應從文字資料中分清哪些是判定條件，哪些是判定做出的結(jié)論。在表達一個基本加工邏輯時，結(jié)構(gòu)化英語、判定表和判定樹常常交叉使用，互相補充。因為這3種手段各有優(yōu)缺點?？傊?，加工邏輯說明是結(jié)構(gòu)化分析方法的一個組成部分，對每個加工都要加以說明。使用的手段，應當以結(jié)構(gòu)化英語為主，對存在判斷問題的加工邏輯，可輔之以判定表和判定樹。軟件需求規(guī)格說明書包括的主要內(nèi)容如下。（1）概述（2）數(shù)據(jù)描述①數(shù)據(jù)流圖②數(shù)據(jù)字典③系統(tǒng)接口說明④內(nèi)部接口說明（3）功能描述①功能②處理說明③設計的限制（4）性能描述①性能指標②測試種類③預期的軟件響應性能④其它（5）參考文獻目錄（6）附錄其中概述是從系統(tǒng)的角度描述軟件的目標和任務。軟件需求文檔的