结构化分析与设计

• 结构化设计（structured design, SD）
• 结构化分析（structured analysis, SA）

以上两者是瀑布模型的首次实践，该模型可划分为以下阶段：
需求定义与分析->总体设计->详细设计->编码->测试->使用维护

整体模型可简明表示为：

• 结构化分析（工具：DFD、PSPEC）-> 分析模型（分层DFD图） + SRS
• 结构化设计（工具：SC图）-> （映射）初始设计模型（初始SC图）
• 初始设计模型（初始SC图）->（优化）最终设计模型（最终SC图）

基本任务与指导思想

结构化分析

SA有两项基本任务：建立系统分析模型（analysis model） 和 编写软件需求规格说明书（software requirements specification, SRS） 。

• 建立系统分析模型（analysis model）
  • 功能模型：待开发系统的功能需求
  • 数据模型： 数据需求
  • 行为模型： 行为需求
• 编写软件需求规格说明书（software requirements specification, SRS）
  • SRS是分析阶段编写的、以文字为主的文档。其中有引言、信息描述、功能描述、行为描述、质量保证、接口描述以及其他需求，还应包括：
    • SRS应该具有准确性
    • SRS应该防止二义性
    • SRS应该直观易改
• 主要指导思想：抽象与分解

结构化设计

• 软件设计 = 总体设计 +详细设计 结构化设计与模块设计相结合，即共同形成传统软件开发的常用技术
• SC图需分两步完成：映射、优化
  • 软件设计
    • 总体设计：
      • 初始SC图
      • 最终SC图
    • 详细设计：完成模块说明
• 软件设计的指导思想：分解和细化

SA模型

SA组成

数据字典（data dictionary,DD）处于模型的核心，系统涉及的各种数据对象的总和。从DD出发可以构建3种图：

• 实体联系图（E-R图）：描述数据对象间的关系，均可用数据对象说明来描述。
• 数据流图（DFD）：指明系统中的数据是如何流动和变换的，以及描述使数据流进行变换的功能。可在加工规格说明（PSPEC） 中描述每个DFD图中的功能。
• 状态变换图（STD）在：系统在外部事件作用下将有何动作，表明系统的各种状态以及状态间的变换，可用控制规格说明（CSPEC） 说明。

SA描述工具

• 基本组成部分：DFD、DD和PSPEC
• 扩展成分：CFD、CSPEC和STD
• E-R图

SD模型

SD组成

SA模型映射而来的

SD描述工具

数据设计、体系结构设计、接口设计和过程设计
SC模块调用：①简单调用②选择调用③循环调用

结构化系统分析

• 画分层数据流图
• 确定数据定义与加工策略
• 需求分析的复审

面向对象与UML

UML就是OO软件工程使用的统一建模语言，是一种图形化的语言，主要用图形方式来表示。

• 基本特征：抽象、封装、继承和多态
• OO优点：提高软件系统的可复用性、可扩展性和可维护性

UML简介

组成

模型元素

• 模型元素：表示模型中的某个概念 类（属性、操作）、对象（属性、操作）、构件、用例、结点（node）、接口（interface）、包（package）和注释（note）等
• 模型元素之间相互连接的关系：关联、泛化（继承）、依赖、实现、聚集和组合等
  • 关联：模型元素实例之间的固定对应关系，为永久性的结构关系
  • 泛化：一般与特殊的关系
  • 依赖：一个元素以某种方式依赖于另一个元素
  • 实现：接口和实现它的模型之间的关系
  • 聚集：整体与部分关系，部分是整体的一部分
  • 组合：强烈的整体与部分关系，部分不能独立于整体而存在

原模型结构

元元模型、元模型、模型和用户模型

图和视图

• 图
  • 静态图：例图、类图、对象图、构件图和部署图
  • 动态图：状态图、时序图、协作图和活动图
• 视图
  • 用例视图：从用户角度看到的外部功能
  • 逻辑视图
  • 进程视图
  • 构件视图
  • 部署视图：部署到的物理环境

UML特点

统一标准、面向对象、表达能力强大和可视化

静态建模

关联关系

• 普通关联
• 递归关联
• 多重关联
• 有序关联
• 限制关联
• 或关联
• 关联类

动态建模

消息

简单消息、同步消息（嵌套控制流）、异步消息（异步控制流）

状态图

• 状态：状态名、状态变量和活动
  • 活动：事件名 参数表 / 动作表达式
• 状态转移：事件说明 [守卫条件] / 动作表达式 ^ 发送子句
• 事件
• 状态图之间发送消息

时序图和协作图

• 链接上附加的约束 global、local、parameter、self、vote或broadcast
• 消息流 前缀 守卫条件 序列表达式 返回值：= 说明

活动图

• 活动和转移
• 泳道
• 对象
• 信号

需求工程与需求分析

软件需求

三大类型：业务需求、用户需求和功能需求
特性：功能性、可用性、可靠性、性能、可支持性和设计约束

需求分析

需求获取、需求建模、需求描述和需求验证

需求模型概述

结构化分析建模和面向对象分析建模两种主流

• 结构化需求模型：
  • 数据流图、加工规格说明的功能模型
  • 数据字典和ER图等数据模型
  • 状态转换图、控制流图和控制规格说明等行为模型
• 面向对象需求模型
  • 用例图
  • 补充规约
  • 术语表

面向对象的需求建模

• 画用例图
• 写用例规约
  • 用例规约内容
    • 简要说明
    • 事件流（基本流和备选流）
    • 特殊需求
    • 前置条件和后置条件
• 描述补充规约
• 编写术语表
• 调整用例模型

面向对象分析

内容大致：

• 需求理解
• 定义类和对象
• 标识对象的属性和操作
• 标识类的结构和层次
• 建立对象-关系模型
• 建立对象-行为模型
• 评审OOA模型

测试

特性：挑剔性、复杂性、不彻底性和经济性

测试种类

• 静态分析（程序不执行）
  • 静态分析器分析（自动方式）
  • 代码评审（人工方式）：代码会审、走查、办公桌检查
• 动态测试（程序执行）
  • 黑盒测试：测试程序功能
  • 白盒测试：测试程序结构

测试文档

测试用例：{测试数据+期望结果}
测试结果：{测试数据+期望结果+实际结果}