軟件工程導(dǎo)論

（第5版）普通高校本科計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)特色教材精選張海藩編著第3章需求分析主要內(nèi)容3.1需求分析的任務(wù)3.2與用戶(hù)溝通獲取需求的方法3.3分析建模與規(guī)格說(shuō)明3.4實(shí)體-聯(lián)系圖3.5數(shù)據(jù)規(guī)范化3.6狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3.7其他圖形工具3.8驗(yàn)證軟件需求教學(xué)重點(diǎn)基本技術(shù)、需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)的作用與組成。需求分析軟件需求是指用戶(hù)對(duì)目標(biāo)軟件系統(tǒng)在功能、性能、行為、設(shè)計(jì)約束等方面的期望。需求分析是軟件定義時(shí)期的最后一個(gè)階段，它的基本任務(wù)是準(zhǔn)確地回答“系統(tǒng)必須做什么？”這個(gè)問(wèn)題，也就是對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)提出完整、準(zhǔn)確、清晰、具體的要求。需求分析主要通過(guò)對(duì)應(yīng)用問(wèn)題及其環(huán)境的分析與理解，采用一系列的分析方法和技術(shù)，將用戶(hù)的需求逐步精確化、完全化、一致化，最終形成需求規(guī)格說(shuō)明文檔的過(guò)程。需求分析需求分析階段的成果主要是軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)，該成果以書(shū)面形式準(zhǔn)確地描述軟件需求，是軟件設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試直至維護(hù)的主要基礎(chǔ)。需求分析是軟件定義和軟件開(kāi)發(fā)的重要橋梁，是軟件生存周期的關(guān)鍵性階段。良好的分析活動(dòng)能夠減少錯(cuò)誤和遺漏，從而可提高軟件生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低開(kāi)發(fā)與維護(hù)成本。在整個(gè)需求分析過(guò)程中，不僅要采用行之有效的通信技術(shù)，集中精力過(guò)細(xì)地工作，而且必須嚴(yán)格審查驗(yàn)證需求分析的結(jié)果。需求分析結(jié)構(gòu)化分析準(zhǔn)則⑴必須理解并描述問(wèn)題的信息域，根據(jù)這條準(zhǔn)則應(yīng)該建立數(shù)據(jù)模型。⑵必須定義軟件應(yīng)完成的功能，這條準(zhǔn)則要求建立功能模型。⑶必須描述作為外部事件結(jié)果的軟件行為，這條準(zhǔn)則要求建立行為模型。⑷必須對(duì)描述信息、功能和行為的模型進(jìn)行分解，用層次的方式展示細(xì)節(jié)。3.1需求分析的任務(wù)任務(wù)深入描述軟件的功能和性能，確定軟件設(shè)計(jì)的約束和軟件同其他系統(tǒng)元素的接口細(xì)節(jié)，定義軟件的其他有效性需求，借助于當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)邏輯模型，解決目標(biāo)系統(tǒng)“做什么”的問(wèn)題。3.1續(xù)１.確定對(duì)系統(tǒng)的綜合要求⑴功能需求指定系統(tǒng)必須提供的服務(wù)。⑵性能需求指定系統(tǒng)必須滿足的定時(shí)約束或容量約束。⑶可靠性和可用性需求可靠性需求定量地指定系統(tǒng)的可靠性?？捎眯粤炕擞脩?hù)可以使用系統(tǒng)的程度。⑷出錯(cuò)處理需求指明系統(tǒng)對(duì)環(huán)境錯(cuò)誤應(yīng)該怎樣響應(yīng)。出錯(cuò)處理,某些情況下指當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)自己犯錯(cuò)時(shí)所采取的行動(dòng)。3.1續(xù)⑸接口需求描述應(yīng)用系統(tǒng)與它的環(huán)境通信的格式。⑹約束描述在設(shè)計(jì)或?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)應(yīng)遵守的限制條件。⑺逆向需求①指明軟件系統(tǒng)不應(yīng)該做什么。②僅選取能澄清真實(shí)需求且可消除可能發(fā)生的誤解的那些逆向需求。⑻將來(lái)可能提出的要求①那些雖然不屬于當(dāng)前系統(tǒng)開(kāi)發(fā)范疇，但是據(jù)分析將來(lái)很可能會(huì)提出來(lái)的要求。②目的：對(duì)系統(tǒng)將來(lái)可能的擴(kuò)充和修改預(yù)做準(zhǔn)備3.1續(xù)２.分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求⑴任何一個(gè)軟件系統(tǒng)本質(zhì)上都是信息處理系統(tǒng)。⑵分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求通常采用建立數(shù)據(jù)模型的方法。⑶復(fù)雜的數(shù)據(jù)由許多基本的數(shù)據(jù)元素組成，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系。⑷常常利用數(shù)據(jù)字典和圖形工具相結(jié)合的方式描繪數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。⑸為減少數(shù)據(jù)冗余，通常要把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范化。3.1續(xù)３.導(dǎo)出系統(tǒng)的邏輯模型⑴綜合上述兩項(xiàng)分析的結(jié)果可以導(dǎo)出系統(tǒng)的詳細(xì)的邏輯模型。⑵通常用數(shù)據(jù)流圖、實(shí)體-聯(lián)系圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、數(shù)據(jù)字典和主要的處理算法描述系統(tǒng)的邏輯模型。４.修正系統(tǒng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃根據(jù)在分析過(guò)程中獲得的對(duì)系統(tǒng)的更深入更具體的了解，修正以前制定的開(kāi)發(fā)計(jì)劃。3.2與用戶(hù)溝通獲取需求的方法１.訪談⑴訪談是最早開(kāi)始使用的獲取用戶(hù)需求的技術(shù)。⑵正式訪談時(shí)，系統(tǒng)分析員將提出一些事先準(zhǔn)備好的具體問(wèn)題。⑶在非正式訪談中，分析員將提出一些用戶(hù)可以自由回答的開(kāi)放性問(wèn)題，以鼓勵(lì)被訪問(wèn)人員說(shuō)出自己的想法。⑷當(dāng)需要調(diào)查大量人員的意見(jiàn)時(shí)，利用分發(fā)調(diào)查表的方式發(fā)現(xiàn)的新問(wèn)題。⑸情景分析技術(shù)，即對(duì)用戶(hù)將來(lái)使用目標(biāo)系統(tǒng)解決某個(gè)具體問(wèn)題的方法和結(jié)果進(jìn)行分析。3.2續(xù)情景分析技術(shù)用處⑴它能在某種程度上演示目標(biāo)系統(tǒng)的行為，從而便于用戶(hù)理解，而且還可能進(jìn)一步揭示出一些分析員目前還不知道的需求。⑵保證用戶(hù)在需求分析過(guò)程中始終扮演一個(gè)積極主動(dòng)的角色。3.2續(xù)準(zhǔn)備問(wèn)題的原則⑴首先應(yīng)搞清一般性、整體性問(wèn)題，然后再涉及細(xì)節(jié)問(wèn)題。⑵在組織問(wèn)題時(shí)要盡量做到客觀、公證，不應(yīng)限制用戶(hù)的自由發(fā)揮。⑶所提問(wèn)題匯總后應(yīng)能反映應(yīng)用問(wèn)題及其子問(wèn)題的全貌、并且不要過(guò)分詳細(xì)。3.2續(xù)面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精⑴數(shù)據(jù)是需求分析的出發(fā)點(diǎn)，它決定了系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的處理和算法，。⑵結(jié)構(gòu)化分析方法就是面向數(shù)據(jù)流自頂向下逐步求精進(jìn)行需求分析的方法。它是結(jié)構(gòu)化分析、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)化編程的總稱(chēng)。⑶為了把數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)定義到元素級(jí)，通常從數(shù)據(jù)流圖的輸出端著手分析。輸出數(shù)據(jù)決定了系統(tǒng)必須具有的最基本的組成元素。⑷結(jié)構(gòu)化分析方法由于具有簡(jiǎn)單易懂、使用方便的特點(diǎn)，且出現(xiàn)較早，所以獲得了廣泛的應(yīng)用。3.2續(xù)面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精過(guò)程3.2續(xù)簡(jiǎn)單的應(yīng)用規(guī)格說(shuō)明技術(shù)使用傳統(tǒng)的訪談或面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精方法定義需求時(shí)，用戶(hù)處于被動(dòng)地位而且往往有意無(wú)意地與開(kāi)發(fā)者區(qū)分“彼此”。簡(jiǎn)易的應(yīng)用規(guī)格說(shuō)明技術(shù)是一種面向團(tuán)隊(duì)的需求收集法。它提倡用戶(hù)與開(kāi)發(fā)者密切合作，共同標(biāo)識(shí)問(wèn)題，提出解決方案要素，商討不同方案并指定基本需求。優(yōu)點(diǎn)：①開(kāi)發(fā)者與用戶(hù)齊心協(xié)力，密切合作；②即時(shí)討論并求精；③有能導(dǎo)出規(guī)格說(shuō)明書(shū)的具體步驟。3.2續(xù)應(yīng)用規(guī)格說(shuō)明技術(shù)分析需求的過(guò)程⑴進(jìn)行初步訪談，初步確定待解決問(wèn)題的范圍和解決方案。⑵用戶(hù)和開(kāi)發(fā)者分別寫(xiě)“產(chǎn)品需求”。⑶召開(kāi)由開(kāi)發(fā)者和用戶(hù)共同參與的會(huì)議。經(jīng)過(guò)討論確定針對(duì)每個(gè)議題的意見(jiàn)一致的需求列表。⑷與會(huì)者分組為每個(gè)需求列表制定小型的規(guī)格說(shuō)明，并供全會(huì)討論。⑸每個(gè)與會(huì)者都制定產(chǎn)品的確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)全會(huì)討論，制定意見(jiàn)一致的確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。⑹起草完整的軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)。3.2續(xù)軟件原型軟件需求分析的過(guò)程，實(shí)際上是軟件原型的建造和不斷完善的過(guò)程。目標(biāo)軟件系統(tǒng)原型一方面可用于精確地記錄用戶(hù)從各個(gè)視點(diǎn)、不同抽象級(jí)別上對(duì)原始問(wèn)題及目標(biāo)軟件的描述；另一方面，將幫助分析人員挖掘用戶(hù)需求。目標(biāo)軟件系統(tǒng)原型主要通過(guò)刻畫(huà)軟件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、功能和外部行為，演示目標(biāo)系統(tǒng)。構(gòu)建原型的要點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)用戶(hù)看得見(jiàn)的功能，省略目標(biāo)系統(tǒng)的隱含功能。3.2續(xù)快速建立軟件原型快速建立軟件原型是最準(zhǔn)確、最有效、最強(qiáng)大的需求分析技術(shù)?；舅枷耄涸谲浖_(kāi)發(fā)的早期，快速開(kāi)發(fā)一個(gè)目標(biāo)軟件系統(tǒng)的原型，讓用戶(hù)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)并提出修改意見(jiàn)，然后開(kāi)發(fā)人員根據(jù)用戶(hù)的意見(jiàn)對(duì)原型進(jìn)行改進(jìn)。當(dāng)原型幾經(jīng)改進(jìn)最終確認(rèn)后，它將直接進(jìn)化成軟件產(chǎn)品，或者由軟件設(shè)計(jì)、編碼人員按照模型所確立的外部特征去實(shí)現(xiàn)軟件產(chǎn)品。特性：⑴快速；⑵容易修改。3.2續(xù)采取建立原型系統(tǒng)策略的原因⑴由于用戶(hù)與軟件設(shè)計(jì)人員認(rèn)識(shí)上的局限，不能預(yù)先指定所有要求，因此在開(kāi)發(fā)過(guò)程中重復(fù)和反復(fù)是必要的和不可避免的；

⑵在用戶(hù)和系統(tǒng)分析員之間存在固有的通信鴻溝，用戶(hù)需要一個(gè)“活的”系統(tǒng)模型，以便獲得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以便溝通；⑶目前有快速建立原型系統(tǒng)的工具可供選用。3.2續(xù)快速原型技術(shù)的具體步驟⑴選用某種分析方法生成軟件系統(tǒng)或所關(guān)心部分的簡(jiǎn)化需求規(guī)格說(shuō)明。⑵對(duì)該規(guī)格說(shuō)明進(jìn)行評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后，立即生成設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明。⑶使用可重用軟部件、用戶(hù)界面自動(dòng)生成器等工具快速生成可運(yùn)行的軟件原型并通過(guò)測(cè)試。⑷將原型提交給用戶(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便征求改進(jìn)意見(jiàn)。⑸上述過(guò)程反復(fù)迭代，直至用戶(hù)完全滿意。3.2續(xù)快速原型相關(guān)技術(shù)⑴第四代技術(shù)利用一種面向問(wèn)題而非面向過(guò)程的第四代編程語(yǔ)言快速地生成可執(zhí)行的代碼。⑵可重用的軟件構(gòu)件。使用一組已有的軟件構(gòu)件來(lái)裝配原型。⑶形式化規(guī)格說(shuō)明和原型環(huán)境。調(diào)用自動(dòng)化工具把基于形式化語(yǔ)言的規(guī)格說(shuō)明翻譯成可執(zhí)行的程序代碼。3.2續(xù)快速原型技術(shù)的適用場(chǎng)合⑴該技術(shù)特別適合于軟件產(chǎn)品要求大量的用戶(hù)交互、或產(chǎn)生大量的可視輸出、或設(shè)計(jì)一些復(fù)雜的算法等場(chǎng)合，目前的絕大多數(shù)軟件都適合于快速原型技術(shù)。⑵除非由于問(wèn)題相當(dāng)復(fù)雜，致使開(kāi)發(fā)快速原型可以獲得的支持太少、所冒的風(fēng)險(xiǎn)太大時(shí)，不易采用。但對(duì)于其中的某些子問(wèn)題，尤其是用戶(hù)界面，還可采用快速原型技術(shù)進(jìn)行部分分析。3.3分析建模與規(guī)格說(shuō)明１.分析建模模型：是為了理解事物而對(duì)事物做出的一種抽象，是對(duì)事物的一種無(wú)歧義的書(shū)面描述。通常模型由一組圖形符號(hào)和組織這些符號(hào)的規(guī)則組成。結(jié)構(gòu)化分析實(shí)質(zhì)上是一種創(chuàng)建模型的活動(dòng)。需求分析階段應(yīng)該建立三種模型：①數(shù)據(jù)模型——實(shí)體-聯(lián)系圖②功能模型——數(shù)據(jù)流圖③行為模型——狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3.3續(xù)2.軟件需求規(guī)格說(shuō)明需求分析的主要階段性產(chǎn)品是需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)。它必須通過(guò)需求評(píng)審后才能生效，這是一個(gè)重要的里程碑。需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)的作用：①它是軟件設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)和編碼的出發(fā)點(diǎn)和基礎(chǔ)；②它是對(duì)目標(biāo)軟件產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收測(cè)試的依據(jù)。這就要求需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)需求都應(yīng)該是可測(cè)試的；③它起到軟件開(kāi)發(fā)方和客戶(hù)（或用戶(hù)）方之間的一份合同的作用。3.3續(xù)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)中的內(nèi)容應(yīng)主要包括功能與行為的需求描述和非行為需求描述。非行為需求是指目標(biāo)軟件系統(tǒng)在工作時(shí)應(yīng)具備的屬性，主要有運(yùn)行效率、可靠性、安全性、可維護(hù)性、可移植性等等。在需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)中不應(yīng)包括如人員需求、成本預(yù)算、進(jìn)度計(jì)劃、質(zhì)量保證計(jì)劃等內(nèi)容，以便使其簡(jiǎn)潔、目標(biāo)明確。通常用自然語(yǔ)言完整、準(zhǔn)確、具體地描述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求、功能需求、性能需求、可靠性和可利用性要求、出錯(cuò)處理需求、接口需求、約束、逆向需求以及將來(lái)可能提出的要求。3.3續(xù)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)的基本格式框架目錄1.引言

1.1本說(shuō)明的編寫(xiě)目的

1.2軟件產(chǎn)品的作用范圍

1.3定義、同義詞與縮寫(xiě)

1.4參考文獻(xiàn)2.概述

2.1產(chǎn)品與其環(huán)境間的關(guān)系

2.2功能概述

2.3用戶(hù)特征

2.4約束條件

2.5假設(shè)與前提條件3.3續(xù)3.功能或行為需求

3.1功能或行為需求1：1）引言2）輸入

3）處理過(guò)程描述4）輸出

3.2功能或行為需求2：1）引言2）輸入

3）處理過(guò)程描述4）輸出

……………3.n功能或行為需求n:1）引言2）輸入

3）處理過(guò)程描述4）輸出4.外部界面需求

4.1用戶(hù)界面

4.2硬件界面

4.3軟件界面3.3續(xù)5.性能需求

5.1精度

5.2時(shí)間特征

5.3靈活性6.設(shè)計(jì)約束

6.1標(biāo)準(zhǔn)化約束

6.2硬件約束

……7.其他需求

7.1數(shù)據(jù)庫(kù)需求

7.2用戶(hù)操作需求

7.3工作場(chǎng)地需求3.3續(xù)8.軟件產(chǎn)品屬性

8.1可用性

8.2安全性

8.3可維護(hù)性

8.4可移植性附錄索引3.4實(shí)體-聯(lián)系圖概念數(shù)據(jù)模型通過(guò)建立數(shù)據(jù)模型可理解并描述問(wèn)題的信息域。系統(tǒng)分析員通常通過(guò)建立一個(gè)概念性的數(shù)據(jù)把用戶(hù)的數(shù)據(jù)要求清楚、準(zhǔn)確地描述出來(lái)。概念性數(shù)據(jù)模型是一種面向問(wèn)題的數(shù)據(jù)模型，描述了從用戶(hù)角度看到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)模型包含三種信息：數(shù)據(jù)對(duì)象、數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性、數(shù)據(jù)對(duì)象之間的聯(lián)系。3.4續(xù)數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)據(jù)對(duì)象：是現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的數(shù)據(jù)表現(xiàn)，是省略了功能和行為的實(shí)體。數(shù)據(jù)對(duì)象：對(duì)軟件必須理解的復(fù)合信息的抽象。復(fù)合信息：具有一系列不同性質(zhì)和屬性的事物。數(shù)據(jù)源；數(shù)據(jù)對(duì)象包括：外部實(shí)體的數(shù)據(jù)部分；數(shù)據(jù)流的內(nèi)容。3.4續(xù)屬性數(shù)據(jù)對(duì)象由其屬性刻畫(huà)，屬性定義了數(shù)據(jù)對(duì)象的性質(zhì)。通常屬性包括：⑴命名性屬性：對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)例命名，其中必含有一個(gè)或一組關(guān)鍵屬性，以便唯一地標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)例。⑵描述性屬性：對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象實(shí)例的性質(zhì)進(jìn)行刻畫(huà)。⑶引用性屬性：將自身與其他數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)例關(guān)聯(lián)起來(lái)。一般而言，現(xiàn)實(shí)世界中任何給定實(shí)體都具有許多屬性，分析人員應(yīng)當(dāng)并且只能考慮與應(yīng)用問(wèn)題有關(guān)的屬性。3.4續(xù)聯(lián)系應(yīng)用問(wèn)題中的任何數(shù)據(jù)對(duì)象都不是孤立的，它們與其他數(shù)據(jù)對(duì)象一定存在各種形式的關(guān)聯(lián)。聯(lián)系指數(shù)據(jù)對(duì)象之間相互連接的方式。聯(lián)系的命名及內(nèi)涵因具體問(wèn)題而異。分析人員必須善于剔除與應(yīng)用問(wèn)題無(wú)關(guān)的關(guān)系。通常實(shí)體聯(lián)系有三種類(lèi)型：①一對(duì)一的聯(lián)系（1：1）：一個(gè)實(shí)體在此種聯(lián)系下只能對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)體。②一對(duì)多的聯(lián)系（1：n）：一個(gè)實(shí)體在此種聯(lián)系下對(duì)應(yīng)其他實(shí)體型中的一個(gè)以上實(shí)體；③多對(duì)多的聯(lián)系（m：n）：一個(gè)實(shí)體類(lèi)型中的多個(gè)實(shí)體與另一個(gè)實(shí)體類(lèi)型中的多個(gè)實(shí)體相聯(lián)系。3.4續(xù)E-R（Entity-Relation）圖在數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用問(wèn)題中，對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)之間復(fù)雜關(guān)系的分析和建模將成為需求分析的重要任務(wù)。實(shí)體-聯(lián)系圖——在數(shù)據(jù)流分析方法中適合于復(fù)雜數(shù)據(jù)建模的工具。E-R圖是表示數(shù)據(jù)對(duì)象及其之間關(guān)系的圖形語(yǔ)言機(jī)制。優(yōu)點(diǎn)：接近人的習(xí)慣思維方式；直觀形象，便于理解。3.4續(xù)E-R方法和實(shí)體模型矩形框——表示實(shí)體型。在框內(nèi)寫(xiě)上實(shí)體名，如“學(xué)生”實(shí)體型。橢圓形/圓角矩形——表示實(shí)體有關(guān)的屬性。橢圓內(nèi)標(biāo)記屬性的名字。直線——表示實(shí)體與屬性之間的聯(lián)系。菱形框——表示實(shí)體之間的聯(lián)系。3.4續(xù)例如，在教學(xué)管理中，學(xué)校開(kāi)設(shè)若干門(mén)課程，一個(gè)教師可以教授其中的一門(mén)或多門(mén)課程，每位學(xué)生也需要學(xué)習(xí)其中的幾門(mén)課程。教學(xué)管理的E-R圖如下：3.5數(shù)據(jù)規(guī)范化數(shù)據(jù)規(guī)范化目的消除數(shù)據(jù)冗余，消除多義性；使關(guān)系單純化；方便操作；使關(guān)系模型更靈活。數(shù)據(jù)規(guī)范化的衡量通常按照屬性間的依賴(lài)情況區(qū)分規(guī)范化的程度。屬性間依賴(lài)程度滿足不同程度要求的為不同范式。通常用“范式”定義消除數(shù)據(jù)冗余的程度。利用范式規(guī)范化數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)：范式級(jí)別越高，存儲(chǔ)自身的過(guò)程就越復(fù)雜。范式級(jí)別越高，在需求變化時(shí)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性越差。范式級(jí)別越高，系統(tǒng)性能越低。3.5續(xù)規(guī)范化規(guī)則⑴數(shù)據(jù)對(duì)象的任何實(shí)例對(duì)每個(gè)屬性必須有且僅有一個(gè)屬性值。⑵屬性是原子數(shù)據(jù)項(xiàng)，不能包含內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。⑶如果數(shù)據(jù)對(duì)象的關(guān)鍵屬性多于一個(gè)，那么其他的非關(guān)鍵屬性必須表示整個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象而不是部分關(guān)鍵屬性的特征。⑷所有的非關(guān)鍵屬性必須表示整個(gè)對(duì)象而不是部分屬性的特征。3.5續(xù)判斷規(guī)范化程度的條件⑴關(guān)系中所有屬性都是“單純域”，即不出現(xiàn)“表中有表”。⑵非主屬性完全函數(shù)依賴(lài)于關(guān)鍵字。⑶非主屬性相互獨(dú)立，即任何非主屬性間不存在函數(shù)依賴(lài)。⒈如果一個(gè)關(guān)系連條件⑴都不滿足，則這個(gè)關(guān)系是非規(guī)范化的。⒉如果一個(gè)關(guān)系僅滿足條件⑴，則這個(gè)關(guān)系滿足第一范式（1NF）。⒊如果一個(gè)關(guān)系滿足條件⑴、⑵，但不滿足⑶，則這個(gè)關(guān)系滿足第二范式（2NF）。⒋如果一個(gè)關(guān)系同時(shí)滿足條件⑴、⑵和⑶，則這個(gè)關(guān)系滿足第三范式（3NF）。3.5續(xù)教學(xué)管理E-R圖3.5續(xù)如何進(jìn)行規(guī)范化學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，專(zhuān)業(yè)，籍貫）教師（職工號(hào)，姓名，年齡，職稱(chēng)，工資級(jí)別，工資）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分，學(xué)時(shí)，課程類(lèi)型）選課（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，聽(tīng)課出勤率，作業(yè)完成率，分?jǐn)?shù)）教課（職工號(hào)，課程號(hào)）3.6狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖相關(guān)定義狀態(tài)：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。狀態(tài)規(guī)定了系統(tǒng)對(duì)事件的響應(yīng)方式。分為初態(tài)、終態(tài)和中間狀態(tài)三種。事件：引起系統(tǒng)做動(dòng)作或(和)轉(zhuǎn)換狀態(tài)的控制信息。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：通過(guò)描繪系統(tǒng)的狀態(tài)及引起系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件，來(lái)表示系統(tǒng)的行為。同時(shí)還指明了作為特定事件的結(jié)果，系統(tǒng)將做哪些動(dòng)作。狀態(tài)變遷通常是由事件觸發(fā)的。3.6續(xù)符號(hào)說(shuō)明：初態(tài)：實(shí)心圓終態(tài)：內(nèi)圓為實(shí)心圓的同心圓中間態(tài)：圓角矩形狀態(tài)轉(zhuǎn)換：箭頭的連線①狀態(tài)的名稱(chēng)：必選②狀態(tài)變量的名字和值：可選③活動(dòng)表：可選3.6續(xù)活動(dòng)表語(yǔ)法格式：事件名(參數(shù)表)/動(dòng)作表達(dá)式常用的3種標(biāo)準(zhǔn)事件：entry，exit和do。①entry事件指定進(jìn)入該狀態(tài)的動(dòng)作；②exit事件指定退出該狀態(tài)的動(dòng)作；③do事件指定在該狀態(tài)下的動(dòng)作。動(dòng)作表達(dá)式描述應(yīng)做的具體動(dòng)作。3.6續(xù)事件表達(dá)式語(yǔ)法格式：事件說(shuō)明[守衛(wèi)條件]/動(dòng)作表達(dá)式①事件說(shuō)明的語(yǔ)法為：事件名(參數(shù)表)；

②守衛(wèi)條件是一個(gè)布爾表達(dá)式；③動(dòng)作表達(dá)式是一個(gè)過(guò)程表達(dá)式。3.6續(xù)電話系統(tǒng)狀態(tài)圖3.7其他圖形工具層次方框圖層次方框圖用樹(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)。頂層矩形框，代表完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；中間的各矩形框代表上層數(shù)據(jù)的子集；最底層的各矩形框代表組成不能再分割的實(shí)際數(shù)據(jù)元素。隨著結(jié)構(gòu)的精細(xì)化，層次方框圖對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描繪得越來(lái)越詳細(xì)。3.7續(xù)例如，描繪一家計(jì)算機(jī)公司全部產(chǎn)品的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用圖中的層次方框圖表示。3.7續(xù)Warnier圖1974年，法國(guó)人J.D.Warnier提出了一種LCP（LogicalConstructionofPrograms，邏輯構(gòu)造程序）。他利用順序、選擇、重復(fù)三種結(jié)構(gòu)表示信息的層次分解，并指出可以從信息層次結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出程序結(jié)構(gòu)。1981年KenOrr對(duì)Warnier的工作進(jìn)行了擴(kuò)充，使其不僅包含了Warnier的信息層次結(jié)構(gòu)，還引進(jìn)了數(shù)據(jù)流和處理功能，從而發(fā)展成為一種需求分析方法。Warnier圖又稱(chēng)為Warnier-Orr圖，可以表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序結(jié)構(gòu)，即表明信息的邏輯組織。3.7續(xù)考慮一個(gè)典型的報(bào)紙自動(dòng)組版系統(tǒng)。報(bào)紙作為其中重要的信息對(duì)象，具有以下內(nèi)容：1.首版

1）標(biāo)題新聞

2）國(guó)內(nèi)新聞

3）本地新聞2.商業(yè)金融版

1）股市行情

2）商業(yè)新聞

3）廣告3.文化體育版

1）文化、體育新聞

2）散文

3）新書(shū)評(píng)論3.7續(xù)Warnier圖示例標(biāo)題新聞國(guó)內(nèi)新聞本地新聞股市行情(0,1)商業(yè)新聞廣告(1,5)文化、體育新聞散文

新書(shū)評(píng)論文化體育版首版商業(yè)金融版報(bào)紙3.7續(xù)Warnier圖說(shuō)明①花括號(hào)內(nèi)的信息條目構(gòu)成順序關(guān)系；②花括號(hào)從左至右排列表示樹(shù)型層次結(jié)構(gòu)；③符號(hào)“⊕”表示不可兼具的選擇關(guān)系；④“￣”表示“非”。⑤圓括號(hào)內(nèi)的數(shù)字表示重復(fù)次數(shù)：（1,n）表示重復(fù)結(jié)構(gòu)，（1）或不標(biāo)次數(shù)表示順序結(jié)構(gòu)，（0,1）表示選擇結(jié)構(gòu)。3.7續(xù)軟件