位臵(place)：符号为“○”，它用来表示系统的状态。 转移(transition)：符号为 “—或|”, 它用来表示系
统中的事件。 符号“ ”表示事件发生的前提，即对转移（事件）的 输入 符号“ ”表示事件的结果，即由转移（事件）的输出 图中的有向边“ ”表示对转移的输入，或由转移的 输出
学生 学生与课程：多对多 教师与课程：0/1 对多 教师
课程
•由于“多对多”的关联在计算机表达时有困难，引 入“选课”对象作为关联对象，可将“多对多”的关 联改为 两个“一对多”的关联。
学生 数据对象表 学号 姓名 性别 出生年月 籍贯 …… 选课
课程
•确定属性：为每一个数据对象建立数据对象表，描述
第五章 面向数据流的分析方法
o数据流图与数据字典（重点） o实体-关系图（ER图） o基于数据流的分析方法（重点）
授课教师：蒋建民 电子邮件：jjmxam@
§5.1 面向数据流的分析方法概述
1、结构化分析方法 结构化分析方法是一种建模技术 基于计算机的系统是数据流和一系列的转换构 成的 在模型的核心是数据词典，它描述了所有的在 目标系统中使用的和生成的数据对象。围绕着 这个核心的有三种图： ERD、DFD、STD 2、分析模型的组成 ü数据建模和对象描述 ü功能建模和数据流图 ü基本加工逻辑说明 ü行为建模 ü数据词典
§5.2 数据建模及ER图
3、属性：定义了数据对象的特征。它可用来：
• 为数据对象的实例命名； • 描述这个实例； • 建立对另一个数据对象的另一个实例的引用 • 主码：为了唯一地标识数据对象的某一个实例， 定义数据对象中的一个属性或几个属性为关键码 (key)，书写为_id， 例如在“学生”数据对象中用“学号”做关键码， 它可唯一地标识一个“学生”数据对象中的实例 4、关系：各个数据对象的实例之间有关联。 如一个学生“张鹏”选修两门课程“软件工程”与 “计算机网络”，学生与课程的实例通过“选修”关 联起来。
• 结构化英语 • 结构化英语的词汇表由 ü 英语命令动词 ü 数据词典中定义的名字 ü 有限的自定义词 ü 逻辑关系词 IF_THEN_ELSE、CASE_OF 、 WHILE_DO、REPEAT_UNTIL等组成。 • 是一种介于自然语言和形式化语言之间的语言 • 语言的正文用基本控制结构进行分割，加工中的 操作用自然语言短语来表示 • 其基本控制结构有三种： ü 简单陈述句结构：避免复合语句； ü 重复结构：while_do 或repeat_until 结构。 ü 判定结构：if_then_else 或 case_of 结构；
例 操作系统根据调度要求设臵进 程状态。当有多个申请占用CPU运 行的进程时, CPU分配的进程的 状态迁移 可得到的状态＝就绪，运行，等待 生成的事件＝t1，t2， t3， t4 t1 ─ 中断事件 t2 ─ 中断已处理 t3 ─ 分配CPU t4 ─ 用完CPU时间
• 状态迁移图的优点（因为一个系统的状态是有限的） ü状态之间的关系能够直观地捕捉到 ü由于状态迁移图的单纯性，能够机械地分析许多情 况，可很容易地建立分析工具 3、时序图 • 在系统分析中，用时序图于对比在系统中处理事件的时 序和相应的处理时间。在右图中, 对于事件e,功能1～ 功能3的处理时间总计为 (T1+T2＋T3）其中功能间，切 换时间0。
描述银行取款过程的数据流图
5、数据流与数据加工之间的关系
6、数据流图的层次结构
• 为了表达数据处理过程的数据加工情况，需要采 用层次结构的数据流图。按照系统的层次结构进 行逐步分解，并以分层的数据流图反映这种结构 关系，能清楚地表达和容易理解整个系统 • 在多层数据流图中，顶层流图仅包含一个加工， 它代表被开发系统。它的输入流是该系统的输入 数据，输出流是系统所输出数据 • 底层流图是指其加工不需再做分解的数据流图， 它处在最底层 • 中间层流图则表示对其上层父图的细化。它的每 一加工可能继续细化，形成子图。
商店业务处理系统中“检查发货单” if 发货单金额超过$500 then if 欠款超过了60天 then 在偿还欠款前不予批准 else （欠款未超期） 发批准书，发货单 else （发货单金额未超过$500） if 欠款超过60天 then 发批准书，发货单及赊欠报告 else （欠款未超期） 发批准书，发货单
§5.5
数据词典与面向数据流的分析
1、数据词典与数据流图配合，能清楚地表达数据 处理的要求 2、词条描述——对于在数据流图中每一个被命名 的图形元素，均加以定义，其内容有: 名字，别 名或编号，分类，描述，定义，位臵，其它等 • 数据流词条描述
ü 数据流名： ü 说明：简要介绍作用即它产生的原因和结果 ü 数据流来源：来自何方 ü 数据流去向：去向何处 ü 数据流组成：数据结构 ü 数据量流通量：数据量，流通量
数据流图(DFD) 描述数据在系统中如何被传送或 变换，以及描体—关系图(ERD) 描述数据对象及数据对象之 间的关系； 状态—迁移图(STD)描述系统对外部事件如何响应， 如何动作。
数据对象描述
加工规格说明
•ERD 用 于数据建 模 •DFD用于 功能建模 •STD用于 行为建模
• 判定表 • 如果数据流图的加工需要依赖于多个逻辑条件的 取值，使用判定表来描述比较合适 • 以“检查发货单”为例
• 判定树 • 判定树也是用来表 达加工逻辑的一种 工具。有时侯它比 判定表更直观。
检 查 发 货 单
金额>$500
欠款>60天
不发出批准书
金额$500
欠款60天 发出批准书、 发货单 欠款>60天 发出批准书、 发货单及赊欠报告 发出批准书、 欠款60天 发货单
1、功能建模：用抽象模型的概念，按照软件内部 数据传递、变换的关系，自顶向下逐层分解，直 到找到满足功能要求的所有可实现的软件为止。 2、数据流图：根据DeMarco的论述，功能模型使 用了数据流图来表达系统内数据的运动情况，而 数据流的变换则用结构化英语、判定表与判定树 来描述。 3、数据流图中的主要图形元素 数据加工(数据处理、数据变换、转换) 数据源点或终点 (外部实体) 数据流 数据存储文件
实例的关联有三种：一对一 (1:1)； 一对多 (1:m)；多对多(n:m)。 这种实例的关联称为“基数”。基数表明了“重 复性”。如 1 位教师带学生班的 30 位同学，就 是 1:m 的关系。 但也有 1 位教师带 0 位同学的情形, 所以实 例关联有是“可选”还是“必须” 之分。用“O” 表示关系是可选的，用“│”表示关系必须出现 1 次。这表明了关系的“参与性”。
实体— 关系图
数据 字典
数据流 图
状态—迁移图 控制规格说明
结构化分 析的分析 模型
§5.2 数据建模及ER图
•1、数据建模：数据模型包括三种互相关联的信息 数据对象， 描述对象的属性， 描述对象间相互连接的关系。
2、数据对象：是需被目标系统所理解的复合信息 的表示。它具有若干不同特征或属性的信息。 数据对象可以是外部实体,事物, 角色,行为或 事件, 组织单位, 地点或结构。 数据对象只封装了数据，没有包含作用于这些 数据上的操作。
其属性，如此可得“教学”数据模型。 学生：学号、姓名、性别、出生年月、专业 课程：课程号、课程名、学分、学时数等属性； 教师：职工号、姓名、年龄、职称等属性。
学号 姓名 专业 性别 ……
职工号
学生
教师
姓名 专业
选课 学号 课程号 成绩 课程
职称
年龄
课程号 课程名 学分 学时 ……
教学数据模型
§5.3 功能建模和数据流图DFD
Z
Y Z 一个X与一个Y与Z相关联
X
•在E-R图中，每个方框表示数据对象或属性，方框 之间的连线表示数据对象之间，或对象与属性之间 的关联。出现在连线上的短竖线可以看成是“1”， 而圆圈隐含表示“0”。
举例 教学管理系统 教师-学生-课程ER图 一个教师可以教授零门、一门或多门课程，每位学 生也需要学习几门课程。 涉及的对象（实体型）有学生、教师和课程。
• 标记：圆圈中的黑点，或称令牌(token)，是 表明系统当前处于什么状态的标志 • 图中关系：与，P3和P5两个基本点状态均有处 理要求时，T3转移（事件）才能发生
• 例：环形铁路，A站和B站间是单轨，其他是双轨
处理两个进程的同步问题 多任务系统中有两个基本点进程PR1和PR2，使用 一个公共资源R LOCK：对资源加锁 UNLOCK：对资源解锁
• 数据元素词条描述
§5.4 行为建模
1、行为建模给出需求分析方法的所有操作原则，但 只有结构化分析方法的扩充版本才提供这种建模的 符号


状态迁移图 时序图 Petri网 数据流图扩充（自学）
2、状态迁移图：描述系统的状态如何相应外部的信 号进行推移的一种图形表示。
ü
ü
圆圈“○”表示可得到的系统状态 箭头“→”表示从一种状态向另一种状态的迁移（写上 导致迁移的信号或事件的名称）。
• 采用扩充时序图可表示进程间的通信流，用于分析 几个 事件的交错现象。C1与C2，R1与R2是交错的， 因此，可以做如下分析：“必须设计成HOST1 在等 待C1的回答R1期间要能接收从HOST2发出的命令C2。”
4、Petri网
Petri网已广泛地应用于硬件与软件系统的开发中，它 适用于描述与分析相互独立、协同操作的处理系统 ，也就是并发执行的处理系统。 • Petri网简称PNG (Petri Net Graph)，它有两种结 点：
9、基本加工逻辑说明 ü对数据流图的每一个基本加工，必须有一个 基本加工逻辑说明 ü基本加工逻辑说明必须描述基本加工如何把 输入数据流变换为输出数据流的加工规则 ü加工逻辑说明必须描述实现加工的策略而不 是实现加工的细节 ü加工逻辑说明中包含的信息应是充足的，完 备的，有用的，无冗余的 用于写加工逻辑说明的工具 ü结构化英语 ü判定表 ü判定树