软件设计师笔记之软件系统分析与设计

本文主要是介绍软件设计师笔记之软件系统分析与设计_结构化分析与设计，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一.结构化分析与设计

结构化分析将数据和处理(加工)作为分析对象，数据的分析结果表示了现实世界中实体的属性及其之间的相互关系，而处理的分析结果则展现了系统对数据的加工和转换。
面向数据流建模是目前广泛使用的方法之一。
DFD：面向数据流建模中的重要工具。DFD将系统建模成输入-处理-输出的模型，即流入软件的数据对象，经由处理的转换，最后以结果数据对象的形式流出软件。DFD采用分层的表示方式。
除了DFD外，在进行建模时，还可结合数据字典和加工处理说明对DFD进行补充。

数据字典：一种准确且无二义的方式定义所有被加工引用的数据流和数据存储，通常包括数据流条目、数据存储条目和数据项条目。
加工处理说明：采用结构化自然语言、判定表和判定树等多种形式进行详细描述，其目的在于说明加工做什么。

数据流条目：描述DFD中数据流的组成。
数据存储条目：描述DFD中数据存储文件的组成。
数据项条目：描述数据流或数据存储中所使用的数据项。

1.结构化分析的实施步骤：

(1). 确定系统边界，画出系统环境图。
(2). 自定向下画出各层数据流图。
(3). 定义数据字典。
(4). 定义加工说明。
(5). 将图、字典以及加工组成分析模型。

2.在实际使用DFD进行数据流建模时，需要注意一下原则：

(1). 加工和数据流的正确使用。
(2). 每个数据流和数据存储都要在数据字典中有定义，数据字典包括各层数据流图中数据元素的定义。
(3). 数据流图中最底层的加工必须有加工说明。
(4). 父图和子图必须平衡。
(5). 加工处理说明和数据流图中加工涉及的元素保持一致。
(6). 一副图中的图元个数控制在7 $\pm$ 2以内。

3.案例分析。

通过书本上的一个案例（图书管理系统）来说明如何应用结构化分析、总体设计与详细设计技术。

（1）需求说明

图书管理系统的主要功能：图书购入、借阅、归还、注销。
管理人员：查询读者、图书的借阅情况，还可以对当前图书借阅情况进行统计，给出统计数据。
购入新书：编制图书卡片，包括分类目录号、流水号（保证每本书都有唯一的流水号，同类图书也是如此）、书名、作者、内容摘要、价格和购书日期等信息，并将这些信息写入图书目录文件中。
读者借书：填写借书单，包括读者号、欲借图书分类目录号，系统首先检查该读者号是否有效，若无效，则拒绝结束；否则进一步检查该读者所借图书是否超过最大限制数。若已达到最大限制数，则拒绝借书；若未达到最大限制数，读者可以借出该书，登记图书分类目录号、读者号和借阅日期等，写回到借书文件中。
读者还书： 根据图书分类目录号，从借书文件中读出和该图书相关的借阅记录，标明还书日期，再写回借书文件中。如果图书逾期未还，则处以相应惩罚。
注销： 在某些情况下，如对图书进行清理工作，或着注销一些过时的图书，这时从图书文件里删除相关记录。
查询： 查询读者信息、图书信息和借阅统计信息。

（2）结构化分析。

结构化分析的最终结果需要得到系统的数据流图、数据字典和加工处理。

根据需求说明，首先界定系统的边界。

因为购入新书、读者借书、读者还书和图书注销将来都是由图书管理员来操作系统，因此图书管理员将是系统的外部实体之一。
当读者借书超期时，系统会给读者一个罚款单信息，所以，这里可以将系统时钟和读者也作为系统的外部实体之一。（如果认为罚款单是由系统管理员转交给读者，则可以认为图书管理系统只和管理员与系统时钟进行交互，本案例采用该观点）。
查询要求由系统管理员操作。

由此得出系统不完整的第0层DFD数据流图如下：

图1. 不完整的第0层DFD图

在0层DFD图上分析外部实体与系统间的数据流。

因为管理的两大工作任务是分析管理任务和查询任务，因此管理员会向系统输入管理请求信息与查询请求信息，根据输入的管理请求，系统将会对一些存储文件进行修改；对查询请求，系统则会给出读者、图书与借阅的统计信息。系统时钟主要为图书管理系统提供系统时间。

为图1补充数据流所得完整的0层DFD数据流图如下：

图2. 第0层DFD图

对0层DFD数据流图中的图书管理系统进行进一步细化。

根据需求得知，系统主要分为管理任务和查询任务，因此可以将其细化为两个大的处理。如下图所示：

图3. 第1层DFD图

对处理2（管理）进行进一步细化。

管理处理分为购书、借书、还书和清理4项任务，因此可以将处理2分解为4个处理，另外需要一个单独的处理根据管理请求的类型进行请求分派。如下图所示：

图4 处理2的第2层DFD图

细化完成后，对得到的数据流图进行转化，从而得到系统的总体设计。

在转换之前，应该对数据流图中的数据流采用数据字典进行详细的说明。如：

管理请求=清理请求 | 购书请求 | 借书请求 | 还书请求
清理请求=图书分类目录号
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对于定层处理，以处理2.3为例进行说明。
加工编号：2.3
加工名称：借书
输入流：借书请求，读者信息，借书信息
输出流：更新库存信息，借书信息。
处理逻辑：根据读者信息和借书信息，首先判断读者是否合法，判断读者是否已经超出借阅图书书目的最大限制，若都合法，将借书信息重新写入借书文件中，同时更新图书目录文件。