复习笔记：系统分析与设计

概论

软件的基本特征：

• 复杂性、一致性、可变性、不可见性。

软件开发的目标：

• 以用户需求为向导，构建出满足用户需求的软件系统。

软件开发的利益相关者：

• 客户、开发者。

CMM过程成熟度级别：

• 初始级、可重复级、已定义级、已管理级、优化级。

ISO9000标准：

• 主要前提：如果过程是正确的，则结果（产品或服务）就是正确的。
• 组织必须文档化并记录它的所有正式活动。

三级管理系统：

决策级别	决策焦点	典型IS应用	典型IT解决方案	关键概念
策略级	长期目标	市场和销售分析、产品规划、性能评估	数据挖掘、知识管理	知识
战术级	短期目标和资源分配	预算分析、薪酬预测、库存调度、客户服务	数据仓库、分析处理、电子表格	信息
操作级	员工日常生活和生产支持	发薪、发货、采购、财务	数据库、事务处理、应用生成器	数据

系统整体规划及分析方法：

• SWOT：优势（Strengths）、劣势（Weaknesses）、机会（Opportunities）、威胁（Threats）
• VCM：价值链模型（Value Chain Model）
  5类基本活动：内部物流、操作、外部物流、销售与市场、服务。
• BPR：业务过程重组（Business Process Reengineering）
  方法：确定业务愿景、确定再造过程、度量现有过程、识别IT杠杆、设计原形。
• ISA：信息系统体系结构（Information Systems Architecture）
  五个IS参与者：规划者、所有者、设计者、建造者、承包者。

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需求确定

需求：定义了系统的期望服务和系统必须遵守的约束。

• 期望服务（功能性需求）：系统范围、必须的业务功能、要求的数据结构。
• 系统约束（非功能性需求）：可用性、可复用性、可靠性、性能、效率、可支持性。

如何做软件系统的需求分析：

• 需求采集（确定）、需求建模（可视化）、需求规格说明。

需求引导：

• 传统方法：与客户面谈、调查表、观察、研究业务文档。
• 现代方法：软件原型法、头脑风暴、联合应用开发JAD、快速应用开发RAD。

需求协商与确认：

• 需求协商：以文档草稿为基础，对列出的需求进行协商与修正。
• 需求确认：更加完整的需求文档版本，需求标识与分类，利益相关者阅读文档并复审。
• 步骤：需求依赖矩阵、需求风险分析、优先级。

需求管理：

• 标识与分类：唯一标识符、在文档层次内的顺序编号、在需求分类中的顺序编号。
• 变更管理：建立变更请求文档、评估变更影响、实现变更、配置管理工具存储与跟踪。

需求文档：

• 运行环境要求、功能性需求、非功能性需求、接口等。

业务流程建模与标注BPMN：

• 流对象（Flow）：事件、活动、网关。
• 连接对象（Connection）：序列流、消息流、关联。
• 泳道（Swinlane）：过程中的业务实体（参与者）。
• 人工信息（Artifact）：数据对象、组、注释。
  
  
  
  

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可视化建模基础

统一建模语言UML：图形化和形式化描述需求。

用例视图（用例图）：

• 用例：系统外部可见的系统功能单元。
  用例文档化：简要描述、参与者、前置条件、主事件流、备选流、后置条件。
• 参与者：外部的人或事物针对用例所扮演的角色。
• 关系：关联、包含、扩展、泛化。
  关联：参与者与用例之间的关系。
  包含（include）：箭头指向被包含用例。
  扩展（extend）：箭头指向被扩展用例。
  泛化：一般和特殊的关系，空三角形箭头从特殊（子类）指向一般（超类）。
  

活动视图（活动图）：

• 动作：活动由若干动作组成。
• 控制流：从一个动作到下一个动作控制的流程。
• 关系：迁移、分支、分叉、结合。
  迁移：活动的完成与新活动的开始。
  分支：根据条件控制执行方向。
  分叉（fork）：以下的活动可并发执行。
  结合（join）：以上的并发活动再此结合。
  

结构视图（类图）：

• 类（Class）：一组具有相同数据结构和数据操作的对象集合。
  如何从功能性需求分析中抽取类：抽取候选类、判定候选类、合并/扩展。
• 类名：实体类（正体）、抽象类（斜体）。
• 类属性：[可见性] 属性名称：[属性类型][=初始值]
• 类操作：[可见性] 方法名称([参数])[：返回类型]
  可见性：+表示public、-表示private、#号表示protected。
• 类关系：关联、聚合、复合、泛化。
  关联：类属性与其它类关联。
  聚合（aggregation）：删除整体不一定会删除部分，用空心菱形表示。
  复合（composition）：删除整体一定会删除部分，用实心菱形表示。
  泛化：继承、可替换性、多态性。
  

交互视图：

活动图和交互图的异同：

• 同：用例的实现、具有过程。
• 异：交互图的抽象级别低、一个活动图可能对应多个交互图。

顺序图和通信图可以相互转换。

顺序图（时序图）：强调对象间时间顺序。

• 生命线：表示对象存在的时间。
• 激活：表示此时间段内对象执行相应操作。
• 消息：
  同步消息：发送者停止活动，等待接收者放弃或返回控制，用实三角形箭头表示。
  异步消息：接收者和发送者是并发工作的，用普通箭头表示。
  返回消息：表示从过程调用返回，用虚线箭头表示。
  

通信图（协作图）：强调对象间通信消息。

• 箭头表示消息，没有生命线和激活。
  

状态机视图（状态图）：

• 状态：在对象生命周期中的某个条件或者状况。
• 转换：事件(参数) [守卫]/动作
  

实现视图：

构件图：系统物理视图，显示构件间的依赖关系。

• 构件（component）：系统中可重用的模块封装为具有可替代性的物理单元。
  接口：提供接口、依赖接口。
• 子系统（subsystem）：继承构件的概念，封装系统行为的某些部分。
• 包（package）：一组高度相关类的聚合，划分程序的逻辑模型。
  

部署图：系统运行时的结构，展示硬件的配置及其软件如何部署到网络结构中。

• 节点：可以是硬件也可以是运行其上的软件系统，用立方体表示。
• 通信：节点之间的连线。
  

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需求规格说明

体系结构：定义了系统中相互作用的软件构件与子系统的结构与组织形式。

模型-视图-控制器MVC：

• 模型（Model）：接受视图请求的数据，返回最终的处理结果。
  业务模型：业务流程/状态的实际执行以及业务规则的维护。
  数据模型：实体对象的数据保存。
• 视图（View）：用户交互界面。
• 控制器（Controller）：决定选择什么样的模型和视图来可以完成特定的用户请求。
  

J2EE核心体系结构：

表示-控制器-bean-中介者-实体-资源PCBMER：

• 原则：向下依赖原则DDP、向上通知原则UNP、相邻通信原则NCP、显式关联原则EAP、循环去除原则CEP、类命名原则CNP、相识包原则APP。
  

需求规格说明：

状态规格说明：

• 发现类（类建模）：名词短语法、公共类模式法、用例驱动法、CRC（类-职责-协作者）。
• 发现关联（关联建模）：类的属性是其他类、从用例中发现、循环关联。
• 说明关联（关联建模）：确定关联的多重性、异或约束Xor。
• 接口（interface）：接口没有属性、关联或状态，接口只有操作。
• 表示接口（接口建模）：使用（use）接口用虚线箭头表示，实现（implement）接口用空三角形虚线箭头表示。
  

行为规格说明：

• 发现用例（用例建模）：一个功能性需求可以直接映射为一个用例。
• 发现动作（活动建模）：对描述用例的叙述性规格说明进行语句分析。
• 发现消息（交互建模）：活动图中的动作映射为顺序图中的消息。
• 发现操作（操作建模）：顺序图中的每一个消息都有目标对象的一个操作为其服务。

状态变化规格说明：

• 发现状态：不是所有属性都能决定状态变化。

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从分析到设计

高级类扩展：

• 构造型：扩展已有类型和类的语义，但不改动结构。
  
• 注释：文本解释，对元素的语义没有影响。
• 约束：条件或限制，语义的申明。
  
• 标签：通过名-值对丰富模型语义，模型元素必须定义一个带有标签定义的构造型。
  
• 导出信息：一种应用于属性或关联的约束，从其他模型元素获得。
  
• 关联类和具体化类：
  关联类：两个类之间存在多对多的关联，且每个关联实例都有自己的属性值。
  关联类需要满足一个约束：对于每一个类A实例和类B实例之间的关联，只能存在一个类C的实例。
  具体化类：若不满足约束，则要用一个普通类D代替类C，并在类D与类A和B之间分别建立二元关联。

高级泛化与继承建模：

• 扩展继承：子类具有比超类更多的特性（属性或方法）。
• 限制继承：有一些超类特性在子类中被禁止（重载）。
• 方便继承：任意选择一个类作为其他类的父类。
  两个类具有相似的实现，但不属于同类，不应该采用方便继承。

高级聚合与委托建模：

• 复合：物理包含，同一个对象只能属于一个复合对象。
  ExclusiveOwns聚合：存在依赖性、传递性、非对称性、固定性。
  Owns聚合：存在依赖性、传递性、非对称性。
• 聚合：非物理包含，同一个对象可以有多个聚合。
  Has聚合：传递性、非对称性。
  Member聚合：多对多。

高级交互建模：

• 生命线与消息：
  

• 片段：
  alt：可选片段，如果守卫条件中表达if-then-else条件逻辑。
  opt：选择片段，如果守卫条件为真，执行该片段。
  loop：循环片段，服从循环片段而重复多次的片段。
  break：中断片段，如果中断条件为真，执行该片段。
  parallel：并行片段，允许所包含行为交替执行。

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体系结构与程序设计

设计模式：

• 外观（Facade）：为子系统提供一个高层接口，来隐藏子系统的复杂性。
• 抽象工厂（Abstract Factory）：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
• 责任链（Chain of Responsibility）：为请求创建一个接收者对象的链。
• 观察者（Observer）：定义对象间一对多的依赖关系，当一个对象变更状态时，其所有依赖着都被通知到并自动更新。
• 中介者（Mediator）：提供中介类处理不同类之间的通信，支持松耦合。

程序设计（详细设计）：每次只关注一个应用程序，扩展GUI和DB设计。

• 程序设计的目标：将分析模型转换成详细设计文档。
• 类内聚与类耦合：
  类内聚（Class cohesion）：类的内部自确定的程度，度量类的独立性。
  类耦合（Class coupling）：类之间联系的程度，度量类的相互依赖性。
• Demeter法则：限制类间任意通信。
  消息的目标只能是：对象本身、方法参数引用的对象、属性引用的对象、方法创建的对象、全局变量引用的对象。
  应用：外观模式、中介者模式。
  问题：在系统里造出大量的小方法、不同模块之间的通信效率降低。
• 存取方法与机械类：
  存取方法定义观察者（get）或改变者（set）操作，限制其它类访问自身的状态。
  具有许多存取方法的类会有变成机械类的风险。
• 动态分类与混合实例内聚：
  动态分类：对象在不同时刻属于不同类。
  混合实例内聚：一部分属性仅对一部分对象有意义。
• 复用策略：
  复用技术：继承、委托、代码拷贝。
  复用粒度：类、构件、解决方案。
  复用策略：工具包 (类)、框架（构件）、模式（开发方法过程）。

协作建模：不同实体相互协作完成共同工作。

• 协作：用虚线椭圆表示。
• 实体：用矩形表示，由连接器连接。

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用户界面设计

图形用户界面GUI：采用图形方式显示的计算机操作用户界面。

• GUI设计原则：方便用户控制、美观与实用、减少用户记忆负担、界面一致性、个性化。
• GUI原型设计方法：
  

桌面GUI设计方法：

• 主窗口设计：列表窗口、多窗口、树型列表窗口；
• 子窗口设计：对话框、标签页、下拉列表、消息框；
• 菜单与工具栏设计；
• 按钮与其它控件设计。

Web GUI设计方法：

• WEB应用：供浏览器访问的Web程序，可访问静态页面和动态页面及数据库。
• 页面布局设计、页面交互设计、页面内容设计。
• Web标准化布局：结构（HTML）、样式（CSS）、行为（JavaScript）。