【文章內(nèi)容簡介】 需求 2． 性能需求 如：相應時間 （ 速度 ） 、 主存容量 、 磁盤容量 、安全性 、 等 。 需求分析的任務 3. 可靠性和可用性需求 4. 出錯處理需求 系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)錯誤時采取的行動，主要在系統(tǒng)關(guān)鍵部分設置。 5. 接口需求 用戶接口、硬件接口、軟件接口、通信接口、等。 6. 約束 精度、工具和語言、設計約束、硬件約束、標準，等。 7. 逆向需求 8. 將來可能提出的要求 導出系統(tǒng)的邏輯模型 包括完善的數(shù)據(jù)流圖、實體－聯(lián)系圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、數(shù)據(jù)字典、主要的處理算法（ IPO圖）等。 分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求 通過建立數(shù)據(jù)模型來分析，如數(shù)據(jù)字典、層次方框圖、Warnier圖，并將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范化。 修正系統(tǒng)開發(fā)計劃 修訂前期制定的開發(fā)進度計劃、等。 與用戶溝通獲取需求的方法 訪談 正式訪談 ：系統(tǒng)分析員提出事先準備好的問題。 非正式訪談 ：提出一些用戶可以自由回答的開放性問題，鼓勵被訪者說出自己的想法。 需要訪問大量人員時，利用調(diào)查表訪問較佳。 面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精 分析追蹤數(shù)據(jù)流圖 用戶復查 細化數(shù)據(jù)流圖 有補充修正 無補充修正 需要分解 不需分解 圖 需求分析基本過程 借助數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、 IPO圖等，細化、完善詳細的數(shù)據(jù)流圖，等到各處理環(huán)節(jié)對應的功能。 倉庫 管理員 采購員 事務 定貨報表 定貨系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖 更新庫存清單 產(chǎn)生報表 2 D1 庫存清單 D2 定貨信息 接收事務 處理定貨 庫存清單 定貨信息 定貨信息 例： 分析銷售趨勢 統(tǒng)計功能 簡易的應用規(guī)格說明技術(shù) 面向團隊的需求收集法 ： （ 用戶與開發(fā)者配合 ） 1） 初步訪談； 2） 開發(fā)者和用戶分別寫出 “ 產(chǎn)品需求 ” ； 3） 開會討論 ， 各自展示需求列表； 4） 得出一致意見 ， 為需求列表制定小型規(guī)格說明； 5） 根據(jù)會議成果 ， 起草完整的軟件需求規(guī)格說明 。 快速建立軟件原型 快速建立能演示目標系統(tǒng)主要功能的程序 。 （ 1） 第四代技術(shù) （ 2） 可重用的軟件構(gòu)件 （ 3） 形式化規(guī)格說明和原型環(huán)境 分析建模與規(guī)格說明 分析建模 為了開發(fā)復雜的系統(tǒng)，應從不同角度（模型）抽象出目標系統(tǒng)的特性（數(shù)據(jù)模型、功能模型、行為模型）。 1）實體聯(lián)系圖：建立數(shù)據(jù)模型，描述數(shù)據(jù)對象及數(shù)據(jù)對象之間的關(guān)系； 2）數(shù)據(jù)流圖：建立功能模型的基礎； 3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：描繪系統(tǒng)的狀態(tài)和狀態(tài)間轉(zhuǎn)換的方式。 軟件需求規(guī)格說明 實體－聯(lián)系圖 數(shù)據(jù)對象可以是外部實體 、 事物 、 行為 、 事件 、角色 、 單位 、 地點 、 結(jié)構(gòu)等 。 數(shù)據(jù)對象 數(shù)據(jù)對象 屬性 屬性定義了數(shù)據(jù)對象的性質(zhì)。 屬性 聯(lián)系 （ 1） 一對一聯(lián)系 （ 1： 1） （ 2） 一對多聯(lián)系 （ 1： N） （ 3） 多對多聯(lián)系 （ M： N） 在 ER圖中，用菱形框表示聯(lián)系。 聯(lián)系 教師 學生 課程 學號 姓名 系 年級 職務 性別 職稱 性別 姓名 教工號 教 學 成績 學分 學時 課名 課程號 圖 某校教學管理 ER圖 M N 1 N 例子： 通常用范式定義消除數(shù)據(jù)冗余的程度 。 1） 第一范式 2） 第二范式 3） 第三范式 數(shù)據(jù)規(guī)范化 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 狀態(tài) 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。 事件 事件是某個特定時刻發(fā)生的事情，它是引起系統(tǒng)做動作或狀態(tài)轉(zhuǎn)換的控制信息。 符號 例子 其他圖形工具 層次方框圖 用樹形結(jié)構(gòu)的一系列多層次的矩形框描繪數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)。 產(chǎn)品 硬件 軟件 服務 處理機 存儲器 外部設備 系統(tǒng)軟件 應用軟件 軟件服務 硬件維修 培訓 編譯程序 軟件工具 操作系統(tǒng) 圖 層次方框圖的一個例子 層次方框圖 Warnier圖 也用樹形結(jié)構(gòu)描繪信息 ， 但是這種圖形工具比層次方框圖提供了更豐富的描繪手段 。 軟件產(chǎn)品 軟件工具 編輯程序 （ P3） 應用軟件 編譯程序 （ P2） 操作系統(tǒng) （ P1） 系統(tǒng)軟件 測試驅(qū)動程序 （ P4） 設計輔助工具 （ P5） ⊕ 圖 Warnier圖的一個例子 Warnier圖 IPO圖是輸入 /處理 /輸出圖 。 舊的主文件 事務文件 1 .校驗主記錄 2 .校驗事務記錄 3 .更新主記錄 有效的主記錄 有效的事務記錄 更新后的主文件 輸入 處理 輸出 圖 IPO圖的一個例子 IPO圖 IPO表 系統(tǒng)： 模塊： 編號： 作者： 日期： 被調(diào)用： 調(diào)用： 輸入： 輸出： 處理： 局部數(shù)據(jù)元素： 注釋： 圖 改進的 IPO圖的形式 驗證軟件需求 1） 一致性 2） 完整性 3） 現(xiàn)實性 4） 有效性 驗證軟件需求的正確性 1） 驗證需求的一致性 2） 驗證需求的現(xiàn)實性 3）驗證需求的完整性和有效性 驗證軟件需求的方法 用于需求分析的軟件應該滿足下列要求： 1） 必須有形式化的語法 2） 使用這個軟件工具能夠?qū)С鲈敿毜奈臋n 3） 必須提供分析規(guī)格說明書的不一致性和冗余性的手段 4） 使用這個軟件工具后 ， 應該能夠改進通信狀況 用于需求分析的軟件工具 RSL（ 需求陳述語言 ） ：信息集?ASSM?PASCAL模擬程序 PSL/PSA（ 問題陳述語言 /問題陳述分析程序）系統(tǒng) 第 3章小結(jié) ◇ 軟件需求說明書（軟件規(guī)格說明書） 對所開發(fā)軟件的功能、性能、用戶界面及運行環(huán)境等作出詳細的說明。 它是在用戶與開發(fā)人員雙方對軟件需求取得共同理解并達成協(xié)議的條件下編寫的，也是實施開發(fā)工作的基礎。該說明書應給出數(shù)據(jù)邏輯和數(shù)據(jù)采集的各項要求，為生成和維護系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件做好準備。 第 4章：形式化說明技術(shù) ：自然語言描述 ：數(shù)據(jù)流圖或?qū)嶓w－聯(lián)系圖 ：基于數(shù)學技術(shù)描述 概述 非形式化方法的缺點 自然語言書寫的系統(tǒng)規(guī)格說明書可能存在： 1）矛盾； 2）二義性； 如： “ 操作員標識由操作員姓名和密碼組成，密碼由 6位數(shù)字構(gòu)成，當操作員登陸系統(tǒng)時它被存儲在注冊文件中 。 ” 3）含糊性； 4）不完整性； 5）抽象層次混亂。 形式化方法的優(yōu)點 （ 1）數(shù)學是理想的建模工具，適合于表示系統(tǒng)狀態(tài)和描述系統(tǒng)需求； （ 2）用數(shù)學表達的需求可在不同開發(fā)階段平滑過渡。 應用形式化方法的準則 （ 1）選擇合適的形式化方法； （ 2）需要形式化，但不能過渡形式化，不能放棄傳統(tǒng)的需求表達方法； （ 3）應該有形式化方法的專家提供指導。 有窮狀態(tài)機法（ FSM） 概念 鎖的三個位置： 3； 轉(zhuǎn)盤可向左（ L） 或右（ R）； 鎖密碼： 1L、 3R、 2L 一個有窮狀態(tài)機包括 5部分： 1）狀態(tài)集 J： {保險箱鎖定， A， B， 保險箱解鎖，報警 } 2）輸入集 K： {1L,1R,2L,2R,3L,3R} 3） 轉(zhuǎn)換函數(shù) T， 如表 4）初始狀態(tài) S： 保險箱鎖定 5）終態(tài)集 F： {保險箱解鎖，報警 } 更形式化的術(shù)語： 一個有窮狀態(tài)機可表示一個為 5元組（ J,K,T,S,F） 狀態(tài)轉(zhuǎn)換形式 ： 當前狀態(tài)【菜單】＋事件【所選擇的項】＝ 下個狀態(tài) 加入謂詞集 P， 把系統(tǒng)擴展成一個 6元組后 ： 當前狀態(tài)【菜單】＋事件【所選擇的項】＋謂詞＝ 下個狀態(tài) 計算機系統(tǒng)中每個菜單驅(qū)動的用戶界面都是一個有窮狀態(tài)機的實現(xiàn) 。 定義狀態(tài)： （ 1） M(d,e,f)：電梯 e正沿 d方向移動，即將到達第 f層樓。 （ 2） S(d,e,f)：電梯 e停在 f層樓，將朝 d方向移動（未關(guān)門）。 （ 3） W(e,f)：電梯 e在 f層等待（已關(guān)門）。 （ 4） DC(e,f)：電梯 e在樓層 f關(guān)上門。 （ 5） ST(e,f)：電梯 e靠近 f層時觸發(fā)傳感器，電梯控制器決定在當前樓層是否停下。 （ 6） RL：電梯按鈕或樓層按鈕被按下進入打開狀態(tài) 例子 :電梯的狀態(tài)轉(zhuǎn)換 電梯狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則： ① S(U,e,f)+DC(e,f)=M(U,e,f+1)。 ② S(D,e,f)+DC(e,f)=M(D,e,f1)。 ③ S(N,e,f)+DC(e,f)=W(e,f) 評價 有窮狀態(tài)機描述規(guī)格說明： 當前狀態(tài)＋事件＋謂詞 =下個狀態(tài) 易于書寫、驗證、轉(zhuǎn)變成設計或程序代碼。 有窮狀態(tài)機方法比數(shù)據(jù)流圖技術(shù)更精確 ，一樣易于理解 。 但不能處理定時需求 。 Petri網(wǎng) 概念 Petri網(wǎng)包含 4種元素： 1）一組位置 P， 上例 P＝ {P1,P2,P3,P4} 2） 一組轉(zhuǎn)換 T， 上例 T＝ {t1,t2} 3） 輸入函數(shù) I， 上例 I（ t1） ={P2,P4} I（ t2） ={P2} 4） 輸出函數(shù) O， 上例 O（ t1） ={P1} O（ t2） ={P3,P3} 更形式化的 Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)，是一個 4元組（ P， T， I， O） 權(quán)標向量（ 1， 2， 0， 1） 權(quán)標向量（ 2， 1， 0， 0） 權(quán)標向量（ 2， 0， 2， 0） 更形式化地： 標記 M： P－ {0,1,2,…} Petri網(wǎng)成為一個 5元組 （ P， T， I， O， M） 對 Petri網(wǎng)的一個重要擴充是加入禁止線： 例子 1. 電梯按鈕 EBf 電梯中樓層 f 的按鈕； Fg 樓層 g； Ff 樓層 f。 2. 樓層按鈕 FBfu 第 f 樓層向上按鈕； FBfd 第 f 樓層向下按鈕； 小結(jié) 基于數(shù)學的形式化說明技術(shù)，目前還沒有在軟件產(chǎn)業(yè)界廣泛應用； 應該把形式化方法與傳統(tǒng)方法有機結(jié)合。 第 5章：總體設計 設計過程 對每個合理的方案要提供： A． 系統(tǒng)流程圖 B． 組成系統(tǒng)的物理元素清單 C． 成本 /效益分析 D． 實現(xiàn)這個系統(tǒng)的進度計劃 A． 模式設計 B． 子模式設計 C． 完整性和安全性設計 D． 優(yōu)化 A． 系統(tǒng)說明 B． 用戶手冊 C． 測試計劃 D． 詳細的實現(xiàn)計劃 E． 數(shù)據(jù)庫設計結(jié)果 設計原理 如果一個大型程序僅由一個模塊組成 ， 很難被人理解 。 設函數(shù) C(x)定義問題 x的復雜程度 ， 函數(shù) E(x)定義解決問題 x需要的工作量 （ 時間 ） 。 對于兩個問題 P1和 P2， 如果： C(P1)C(P2) 那么 E(P1)E(P2) 根據(jù)解決問題的經(jīng)驗 ， 有一個規(guī)律是： C(P1+P2)C(P1)+C(P2) 于是有 E(P1+P2)E(P1)+E(P2) 模塊化 模塊數(shù)目 接口成本 成本 /模塊 軟件總成本 M 最小成本區(qū) 成本 圖 模塊化與軟件成本 抽象 逐步求精 模塊的獨立性很重要 ， 因為： 1） 有效的模塊化的軟件比較容易開發(fā)出來 。 2） 獨立的模塊比較容易測試和維護 。 信息隱