第2章 需求分析

软件开发方法和工具的引入，对软件产业的生产方式产生了深刻的变革，在提高软件生产至、降低开发成本、提高软件质量和可靠性方面产生了积极的影响。同时，大量的实践和研究也表明，需求分析是软件开发阶段的前提和基础，软件需求与目标产品之间存在着一定的依赖关系，且这种依赖关系和软件的规模以及软件的复杂性成正比，这个阶段的工作做得越深入、详尽，目标系统的满意度越高。 
本章首先讨论需求及需求分析的概念和意义、获取需求的过程，然后详细介绍功能建模方法数据流图（Data Flow Diagram，DFD)，同时简要介绍 IDEF0(IDEF 是 ICAMD EFinition Method 的缩写）建模方法，最后结合第 1 章提出的商场经营管理系统应用案例给出用 DFD 方法建模的过程与结果。 
2.2需求分析方法 
2.2.1需求分析方法概述 
目前在信息系统的需求分析中广为使用的结构化分析与功能建模方法主要有 DFD、IDEFO 等。 
结构化分析及建模方法的主要优点是： 
（1） 不过早陷入具体的细节。
（2） 从整体或宏观入手分析问题，如业务系统的总体结构、系统及子系统的关系。
（3） 通过图形化的模型对象直观地表示系统要做什么，完成什么功能。
（4） 图形化建模方法方便系统分析员理解和描述系统。
（5） 模型对象不涉及太多技术术语，便于用户理解模型。
2.2.2DFD需求建模方法
DFD 建模方法，也被称为过程建模和功能建模方法。DFD 建模方法的核心是数据流，从应用系统的数据留着手以图形方式刻画和表示一个具体业务系统中的数据处理过程和数据流。 
1.DFD 方法的基本元素
DFD 方法由四种基本元素（模型对象）组成:数据流、处理、数据存储和外部项。
（1）数据流（Data Flow)。数据流用一个箭头描述数据的流向，箭头上标注的内容可以是信息说明或数据项。 
（2）处理（Process)。表示对数据进行的加工和变换，在图中用矩形框表示。指向处理的数据  流为该处理的输入数据，离开处理的数据流为该处理的输出数据。 
（3）数据存储。表示用数据库形式（或文件形式）存储的数据，对其进行的存取分别以指向或 离开数据存储的箭头表示。 
（4）外部项（也称数据源或数据终点）。描述系统数据的提供者或数据的使用者，如教师、学生、采购员、某个组织或部门或其他系统，在图中用圆角框或平行四边形框表示。 
DFD 建模方法使用的基本元素和符号如图 2.1 所示。 

2.DFD 图
DFD 图采用自顶向下逐步细化的结构化分析方法表示目标系统，其层次结构如图 2.2 所示。
DFD 方法以应用信息系统或软件项目的功能为中心进行抽象和分解，以数据流的变换来分析和考察数据对企业及组织中各类业务活动的影响。 
3.DFD 建模过程
建立 DFD图的目的是描述系统的功能需求。DFD方法利用应用问题域中数据及信息的提示者与使用者、信息的流向、处理、存储四种元素描述系统需求，建立应用系统的功能模型。具体言模过程及步骤如下： 
（1） 明确目标，确定系统范围。
（2） 建立顶层 DFD 图。
（3） 构建第一层 DFD 分解图。
（4） 开发 DFD 层次结构图。
对第一层 DFD 分解图中的每个处理框（矩形或圆角框）进行进一步分解，在分解图中要列出所有的处理及其相关的信息，并要注意分解图中的处理与信息必须包括父图中的全部内容。分解可采用以下原则： 
①保持均匀的模型深度。
②按困难程度进行选择。
③如果一个处理难以确切命名，可以考虑对它重新进行分解。
（5） 检查确认 DFD 图。按照以下规则检查和确认 DFD 图，以保证构建的 DFD 模型（图）是正确的、一致的，且满足要求。 
①父图中描述过的数据流必须要在相应的子图中出现。
②一个处理至少有一个输入流和一个输出流。
③一个存储必定有流入的数据流和流出的数据流。
④一个数据流至少有一端是处理框。
⑤模型图中表达和描述的信息是全面的、完整的、正确的和一致的。
2.2.3其他需求建模方法
1.IDEFO 方法简介
IDEF 最初由 IDEF0、IDEF1 和 IDEF2 三部分组成，IDEF0 描述系统功能及相互关系，IDEF1 描述系统信息及其数据之间的联系，IDEF2 用于系统模拟，建立动态模型。该方法已被发展成为一个系列，有 IDEF3过程描述及获取方法、IDEF4 面向对象设计方法、IDEF5 本体论获取方法、IDEF6 设计原理获取方法、IDEF7信息系统审定方法、IDEF8 用户接口建模方法等。 
组成 IDEF0 图的基本元素是矩形框和箭头，如图 2.3 所示。 

IDEFO 的基本思想也是结构化分析，强调自顶向下有控制地逐步地展开细节，精确、准确、全面地描述系统，通过建模过程与模型来理解一个系统。模型由图形、文字说明、词汇表及相互的交叉引用表组成，图形是其主要成分。 
2.UML 用例模型简介
UML(统一建模语言）方法采用面向对象思想建模，其中的用例模型用于描述系统功能需求。
UML 的用例模型由用例图组成，用例图由系统、角色和用例三种模型元素及其之间的关系构成。
2.2.4DFD与IDEFO比较DFD 与 IDEFO 方法的基础都是结构化分析思想，强调用自顶向下逐步求精的方法对现实世界建模，先抓住主要的问题或方面，形成较高层次的抽象，然后再由粗到细，由表及里地逐步细化，逐步涉及问题的具体细节。这两种方法在下列方面有一些差别： 
DFD 图用箭头也叫作数据流来描述数据移动的方向、数据处理及处理之间的数据依赖关系。IDEFO 图也用箭头代表数据流，但在 IDEFO 图中不是强调流或顺序，而是强调数据约束。 
从模型元素的组成上来看，DFD 模型由四种元素组成：外部项（数据源及终点）、数据流、数据存储和处理，而 IDEFO 模型元素的组成更加简单，只有两种元素组成:箭头和活动。