【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 需求 2． 性能需求 如：相應(yīng)時(shí)間 （ 速度 ） 、 主存容量 、 磁盤(pán)容量 、安全性 、 等 。 需求分析的任務(wù) 3. 可靠性和可用性需求 4. 出錯(cuò)處理需求 系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)采取的行動(dòng)，主要在系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)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(yǔ)言、設(shè)計(jì)約束、硬件約束、標(biāo)準(zhǔn)，等。 7. 逆向需求 8. 將來(lái)可能提出的要求 導(dǎo)出系統(tǒng)的邏輯模型 包括完善的數(shù)據(jù)流圖、實(shí)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(guò)建立數(shù)據(jù)模型來(lái)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(kāi)發(fā)計(jì)劃 修訂前期制定的開(kāi)發(fā)進(jìn)度計(jì)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(zhǔn)備好的問(wèn)題。 非正式訪談 ：提出一些用戶可以自由回答的開(kāi)放性問(wèn)題，鼓勵(lì)被訪者說(shuō)出自己的想法。 需要訪問(wèn)大量人員時(shí)，利用調(diào)查表訪問(wèn)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(fù)查 細(xì)化數(shù)據(jù)流圖 有補(bǔ)充修正 無(wú)補(bǔ)充修正 需要分解 不需分解 圖 需求分析基本過(guò)程 借助數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、 IPO圖等，細(xì)化、完善詳細(xì)的數(shù)據(jù)流圖，等到各處理環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的功能。 倉(cāng)庫(kù) 管理員 采購(gòu)員 事務(wù) 定貨報(bào)表 定貨系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖 更新庫(kù)存清單 產(chǎn)生報(bào)表 2 D1 庫(kù)存清單 D2 定貨信息 接收事務(wù) 處理定貨 庫(kù)存清單 定貨信息 定貨信息 例： 分析銷售趨勢(shì) 統(tǒng)計(jì)功能 簡(jiǎn)易的應(yīng)用規(guī)格說(shuō)明技術(shù) 面向團(tuán)隊(duì)的需求收集法 ： （ 用戶與開(kāi)發(fā)者配合 ） 1） 初步訪談； 2） 開(kāi)發(fā)者和用戶分別寫(xiě)出 “ 產(chǎn)品需求 ” ； 3） 開(kāi)會(huì)討論 ， 各自展示需求列表； 4） 得出一致意見(jiàn) ， 為需求列表制定小型規(guī)格說(shuō)明； 5） 根據(jù)會(huì)議成果 ， 起草完整的軟件需求規(guī)格說(shuō)明 。 快速建立軟件原型 快速建立能演示目標(biāo)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(shuō)明和原型環(huán)境 分析建模與規(guī)格說(shuō)明 分析建模 為了開(kāi)發(fā)復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)從不同角度（模型）抽象出目標(biāo)系統(tǒng)的特性（數(shù)據(jù)模型、功能模型、行為模型）。 1）實(shí)體聯(lián)系圖：建立數(shù)據(jù)模型，描述數(shù)據(jù)對(duì)象及數(shù)據(jù)對(duì)象之間的關(guān)系； 2）數(shù)據(jù)流圖：建立功能模型的基礎(chǔ)； 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(shuō)明 實(shí)體－聯(lián)系圖 數(shù)據(jù)對(duì)象可以是外部實(shí)體 、 事物 、 行為 、 事件 、角色 、 單位 、 地點(diǎn) 、 結(jié)構(gòu)等 。 數(shù)據(jù)對(duì)象 數(shù)據(jù)對(duì)象 屬性 屬性定義了數(shù)據(jù)對(duì)象的性質(zhì)。 屬性 聯(lián)系 （ 1） 一對(duì)一聯(lián)系 （ 1： 1） （ 2） 一對(duì)多聯(lián)系 （ 1： N） （ 3） 多對(duì)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(xué)生 課程 學(xué)號(hào) 姓名 系 年級(jí) 職務(wù) 性別 職稱 性別 姓名 教工號(hào) 教 學(xué) 成績(jī) 學(xué)分 學(xué)時(shí) 課名 課程號(hào) 圖 某校教學(xué)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(gè)狀態(tài)代表系統(tǒng)的一種行為模式。 事件 事件是某個(gè)特定時(shí)刻發(fā)生的事情，它是引起系統(tǒng)做動(dòng)作或狀態(tài)轉(zhuǎn)換的控制信息。 符號(hào) 例子 其他圖形工具 層次方框圖 用樹(shù)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(wù) 處理機(jī) 存儲(chǔ)器 外部設(shè)備 系統(tǒng)軟件 應(yīng)用軟件 軟件服務(wù) 硬件維修 培訓(xùn) 編譯程序 軟件工具 操作系統(tǒng) 圖 層次方框圖的一個(gè)例子 層次方框圖 Warnier圖 也用樹(shù)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(yīng)用軟件 編譯程序 （ P2） 操作系統(tǒng) （ P1） 系統(tǒng)軟件 測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序 （ P4） 設(shè)計(jì)輔助工具 （ P5） ⊕ 圖 Warnier圖的一個(gè)例子 Warnier圖 IPO圖是輸入 /處理 /輸出圖 。 舊的主文件 事務(wù)文件 1 .校驗(yàn)主記錄 2 .校驗(yàn)事務(wù)記錄 3 .更新主記錄 有效的主記錄 有效的事務(wù)記錄 更新后的主文件 輸入 處理 輸出 圖 IPO圖的一個(gè)例子 IPO圖 IPO表 系統(tǒng)： 模塊： 編號(hào)： 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(jìn)的 IPO圖的形式 驗(yàn)證軟件需求 1） 一致性 2） 完整性 3） 現(xiàn)實(shí)性 4） 有效性 驗(yàn)證軟件需求的正確性 1） 驗(yàn)證需求的一致性 2） 驗(yàn)證需求的現(xiàn)實(shí)性 3）驗(yàn)證需求的完整性和有效性 驗(yàn)證軟件需求的方法 用于需求分析的軟件應(yīng)該滿足下列要求： 1） 必須有形式化的語(yǔ)法 2） 使用這個(gè)軟件工具能夠?qū)С鲈敿?xì)的文檔 3） 必須提供分析規(guī)格說(shuō)明書(shū)的不一致性和冗余性的手段 4） 使用這個(gè)軟件工具后 ， 應(yīng)該能夠改進(jìn)通信狀況 用于需求分析的軟件工具 RSL（ 需求陳述語(yǔ)言 ） ：信息集?ASSM?PASCAL模擬程序 PSL/PSA（ 問(wèn)題陳述語(yǔ)言 /問(wèn)題陳述分析程序）系統(tǒng) 第 3章小結(jié) ◇ 軟件需求說(shuō)明書(shū)（軟件規(guī)格說(shuō)明書(shū)） 對(duì)所開(kāi)發(fā)軟件的功能、性能、用戶界面及運(yùn)行環(huán)境等作出詳細(xì)的說(shuō)明。 它是在用戶與開(kāi)發(fā)人員雙方對(duì)軟件需求取得共同理解并達(dá)成協(xié)議的條件下編寫(xiě)的，也是實(shí)施開(kāi)發(fā)工作的基礎(chǔ)。該說(shuō)明書(shū)應(yīng)給出數(shù)據(jù)邏輯和數(shù)據(jù)采集的各項(xiàng)要求，為生成和維護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件做好準(zhǔn)備。 第 4章：形式化說(shuō)明技術(shù) ：自然語(yǔ)言描述 ：數(shù)據(jù)流圖或?qū)嶓w－聯(lián)系圖 ：基于數(shù)學(xué)技術(shù)描述 概述 非形式化方法的缺點(diǎn) 自然語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的系統(tǒng)規(guī)格說(shuō)明書(shū)可能存在： 1）矛盾； 2）二義性； 如： “ 操作員標(biāo)識(shí)由操作員姓名和密碼組成，密碼由 6位數(shù)字構(gòu)成，當(dāng)操作員登陸系統(tǒng)時(shí)它被存儲(chǔ)在注冊(cè)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(diǎn) （ 1）數(shù)學(xué)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(xué)表達(dá)的需求可在不同開(kāi)發(fā)階段平滑過(guò)渡。 應(yīng)用形式化方法的準(zhǔn)則 （ 1）選擇合適的形式化方法； （ 2）需要形式化，但不能過(guò)渡形式化，不能放棄傳統(tǒng)的需求表達(dá)方法； （ 3）應(yīng)該有形式化方法的專家提供指導(dǎo)。 有窮狀態(tài)機(jī)法（ FSM） 概念 鎖的三個(gè)位置： 3； 轉(zhuǎn)盤(pán)可向左（ L） 或右（ R）； 鎖密碼： 1L、 3R、 2L 一個(gè)有窮狀態(tài)機(jī)包括 5部分： 1）狀態(tài)集 J： {保險(xiǎn)箱鎖定， A， B， 保險(xiǎn)箱解鎖，報(bào)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(xiǎn)箱鎖定 5）終態(tài)集 F： {保險(xiǎn)箱解鎖，報(bào)警 } 更形式化的術(shù)語(yǔ)： 一個(gè)有窮狀態(tài)機(jī)可表示一個(gè)為 5元組（ J,K,T,S,F） 狀態(tài)轉(zhuǎn)換形式 ： 當(dāng)前狀態(tài)【菜單】＋事件【所選擇的項(xiàng)】＝ 下個(gè)狀態(tài) 加入謂詞集 P， 把系統(tǒng)擴(kuò)展成一個(gè) 6元組后 ： 當(dāng)前狀態(tài)【菜單】＋事件【所選擇的項(xiàng)】＋謂詞＝ 下個(gè)狀態(tài) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中每個(gè)菜單驅(qū)動(dòng)的用戶界面都是一個(gè)有窮狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn) 。 定義狀態(tài)： （ 1） M(d,e,f)：電梯 e正沿 d方向移動(dòng)，即將到達(dá)第 f層樓。 （ 2） S(d,e,f)：電梯 e停在 f層樓，將朝 d方向移動(dòng)（未關(guān)門(mén)）。 （ 3） W(e,f)：電梯 e在 f層等待（已關(guān)門(mén)）。 （ 4） DC(e,f)：電梯 e在樓層 f關(guān)上門(mén)。 （ 5） ST(e,f)：電梯 e靠近 f層時(shí)觸發(fā)傳感器，電梯控制器決定在當(dāng)前樓層是否停下。 （ 6） RL：電梯按鈕或樓層按鈕被按下進(jìn)入打開(kāi)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(píng)價(jià) 有窮狀態(tài)機(jī)描述規(guī)格說(shuō)明： 當(dāng)前狀態(tài)＋事件＋謂詞 =下個(gè)狀態(tài) 易于書(shū)寫(xiě)、驗(yàn)證、轉(zhuǎn)變成設(shè)計(jì)或程序代碼。 有窮狀態(tài)機(jī)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(shí)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(gè) 4元組（ P， T， I， O） 權(quán)標(biāo)向量（ 1， 2， 0， 1） 權(quán)標(biāo)向量（ 2， 1， 0， 0） 權(quán)標(biāo)向量（ 2， 0， 2， 0） 更形式化地： 標(biāo)記 M： P－ {0,1,2,…} Petri網(wǎng)成為一個(gè) 5元組 （ P， T， I， O， M） 對(duì) Petri網(wǎng)的一個(gè)重要擴(kuò)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(xué)的形式化說(shuō)明技術(shù)，目前還沒(méi)有在軟件產(chǎn)業(yè)界廣泛應(yīng)用； 應(yīng)該把形式化方法與傳統(tǒng)方法有機(jī)結(jié)合。 第 5章：總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)過(guò)程 對(duì)每個(gè)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(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)度計(jì)劃 A． 模式設(shè)計(jì) B． 子模式設(shè)計(jì) C． 完整性和安全性設(shè)計(jì) D． 優(yōu)化 A． 系統(tǒng)說(shuō)明 B． 用戶手冊(cè) C． 測(cè)試計(jì)劃 D． 詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)計(jì)劃 E． 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)結(jié)果 設(shè)計(jì)原理 如果一個(gè)大型程序僅由一個(gè)模塊組成 ， 很難被人理解 。 設(shè)函數(shù) C(x)定義問(wèn)題 x的復(fù)雜程度 ， 函數(shù) E(x)定義解決問(wèn)題 x需要的工作量 （ 時(shí)間 ） 。 對(duì)于兩個(gè)問(wèn)題 P1和 P2， 如果： C(P1)C(P2) 那么 E(P1)E(P2) 根據(jù)解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn) ， 有一個(gè)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(dú)立性很重要 ， 因?yàn)椋? 1） 有效的模塊化的軟件比較容易開(kāi)發(fā)出來(lái) 。 2） 獨(dú)立的模塊比較容易測(cè)試和維護(hù) 。 信息隱