信息管理学第九讲

第六章系统分析第1页，共99页。本章内容第一节系统分析的任务第二节案例描述第三节数据流图第四节数据字典第五节表达处理逻辑的工具第六节事件和数据流图第七节数据建模第八节新系统逻辑模型的提出第九节系统说明书第2页，共99页。第一节系统分析的任务系统分析员与用户在一起,充分了解用户的要求，并把双方的理解用系统说明书表达出来。系统说明书审核通过之后，将成为系统设计的依据和将来验收系统的依据。第3页，共99页。系统分析的困难问题空间的理解人与人之间的沟通环境的不断变化第4页，共99页。系统分析的工具面向功能的方法/结构化方法分层的数据流图（DFD）+数据字典面向数据的方法实体关系图（ER）第5页，共99页。第二节学籍管理案例描述高校学籍管理成绩考核升、留、降级转系/专业休学、停学、复学退学毕业奖励、处分第6页，共99页。第三节数据流图顶层

P1P2P3P4

P4.1P4.2第一层第二层第7页，共99页。结构化分析的思想系统分析的根本目的是分析出信息合理的流动、处理、存储的过程。使用数据流图表示。基本思想：把一个系统看成一个整体功能，明确信息的输入与输出。系统内部含有各种具体信息处理功能。这些处理又可以分别看作整体功能，其内部又有更细节的信息处理、传递、存储。如此一级一级地剖析，直到很具体的处理步骤。DFD的每一个层次都代表了系统的一个抽象水平。高层次DFD中的处理可以进一步分解成低层次、更详细的DFD。第8页，共99页。一、数据流图的基本成分数据流图用来记录系统中的数据和数据在特定的过程中的流动，即数据如何被采集、处理、保存和使用的（围绕信息系统的功能）外部实体数据处理p1数据存储数据流第9页，共99页。外部实体指系统以外又与系统有联系的人或事物。它表达了该系统数据的外部来源和去处。例如：人、组织、外部系统等等。外部实体是数据的来源（谁提供了最初始的数据？）外部实体是数据的去处（数据对谁有价值？）

读者

图书管理员

馆长

读者图书管理员（1）外部实体第10页，共99页。处理指对数据的逻辑处理功能，也就是对数据的变换功能。别名：功能、处理过程，数据加工标识部分（层次化的功能编号）功能描述部分（动宾词组）功能执行的角色（人，部门，计算机程序），通常可省略P2.2.1识别读者身份图书管理员（2）数据处理第11页，共99页。数据流是指处理功能的输入数据或输出数据箭头表示数据流向。

经理编制财务报表合格订单编辑订货单计算应收款（3）数据流房间信息查询空房登记入住

教师登记成绩单学生成绩第12页，共99页。数据存储表示某种数据保存后的逻辑统称。不是指保存数据的物理地点或物理介质。流入数据存储的数据流将处理后的数据写入或修改到数据存储中流出数据存储的数据流从数据存储中查询获取数据，不改变原来的数据销售量D2产品销售帐计算销售量累计销售量单价计算销售总额商品编号#_D2产品D5职工D2产品（4）数据存储第13页，共99页。识别数据存储各种需要长期保存的表格（纸质/电子）新生登记表、包裹邮寄单、报销单分类存放的某类表格数据，称为一个数据存储合同、学生贷款申请、期末成绩单一个数据存储可能经过多道处理手续，即数据处理（可能涉及多个人填写表格或查看）如会计记账凭证的填写、审核、记账试卷打印申请表的填写、审批、领取第14页，共99页。数据流图中的图形元素有不同的画法，本书使用Gane-Sarson画法储户业务处理帐目存折存取要求（5）其它图形表示第15页，共99页。二、数据流图的画法下面我们以高等学校学籍管理系统为例说明画数据流图的方法顶层图概括描述了系统的轮廓、范围，标出了最主要的外部实体和数据流。根据案例描述的内容，将系统众多功能进行归纳，第一层划分为3个部分。成绩管理奖惩管理异动管理第16页，共99页。顶层新生名单学籍表学籍管理系统

招生办

教委用人单位报表毕业生登记表学籍管理系统顶层DFD第17页，共99页。第一层第18页，共99页。第二层——“成绩管理”框的展开第19页，共99页。第三层——“处理期末成绩”框的展开第20页，共99页。第三层——“分析期末成绩”框的展开第21页，共99页。第三层——“分析补考成绩”框的展开第22页，共99页。三、画数据流图的注意事项要注意以下几点：关于层次的划分语法的正确性易理解性确定系统边界第23页，共99页。层次的划分应遵守：（1）展开的层次与管理层次一致，也可以划分得更细。（2）同一张图上的所有处理过程应该处于同一个抽象层次上（抽象粒度一致）。（3）一个处理框经过展开，一般以分解为4～10处理框为宜（最好5-9个）（4）最下层的处理过程用几句话，或者用几张判定表，或一张简单的HIPO图能表达清楚（1）合理的层次划分第24页，共99页。一个处理框经过展开，一般以分解为4～10处理框为宜。如果一次分解后仅有两个处理框，为减少数据流图的层次，可以考虑将它们直接并入上一层中一个处理框分解后还是只有一个处理框，则视为无效的分解处理框的合并第25页，共99页。通常可以从以下几个方面检查数据流图的正确性：（1）数据守恒，或称为输入数据与输出数据匹配处理有输入就应该有输出处理有输出就肯定有输入输入的数据应该全部流出该处理或者要用于产生流出该处理的数据（排除无用数据）输出的所有数据必须曾经流入过该处理或者是由流入该处理的数据加工产生（保证必要数据）（2）检查数据流图的正确性第26页，共99页。

（2）在一套数据流图中的任何一个数据存贮，必定有流入的数据流和流出的数据流。（3）父图中某一处理框的输入、输出数据流必须出现在相应的子图中。（4）任何一个数据流至少有一端是处理框正确性检查（续）第27页，共99页。提高数据流图的易理解性（1）简化处理间的联系（利用数据存储） 如：P2成绩管理->P1异动管理之间的联系可以改变为：

P2成绩管理->D3留退名单

P1异动管理<-D3留退名单

D3留退名单为增加的数据存储（2）均匀分解，应齐头并进（3）适当的命名（3）提高数据流图的易理解性第28页，共99页。信息系统建模不是对应用领域的业务建模，信息系统只对业务系统中含有信息处理的过程进行建模，一般是业务模型的子集。因此要关注信息系统解决的问题，重点是系统中的数据处理和流动。（1）排除纯手工活动（2）排除其它外部系统的活动（3）和系统外的外部实体之间的接口通过数据流来实现（4）确定系统边界第29页，共99页。四、数据流图的语法错误分析一般有三类错误情况：语法错误可采用软件工具辅助绘图消除，如Visio逻辑错误人工评审检查词不达意，二义性第30页，共99页。错误情况举例1输入的数据流足够了吗？利用输入数据是否能够加工出输出的数据？计算利息存款金额？查询图书读者信息第31页，共99页。错误情况举例2学生成绩单客户订单订单源数据是如何进入到信息系统中？外部实体如何从系统中获取有关的数据呢？不论是手工系统还是计算机系统，数据不会全自动地被保存或流动，和外部的交换一定和某个加工相连。比如通过填写、登记、采集等处理任何一个数据流至少有一端是处理框第32页，共99页。错误情况举例3客户业务员订单1、外部实体到外部实体，都是系统以外的内容，不需要在系统建模中表示。2、如果需要表示数据的流动，二者之间则需要增加处理数据流图强调数据的源头（即发起者、产生者）读者图书管理员借书单任何一个数据流至少有一端是处理框第33页，共99页。错误情况举例4订单入库单数据不通过任何手续就能自动在数据存储之间流动？数据不会长腿自己跑的。一张表格的数据怎么能记录到另一张表格中呢？人工做需要一个操作，机器做需要一段程序，即需要增加一个处理。药品目录处方单任何一个数据流至少有一端是处理框第34页，共99页。错误情况举例5xxxx仅有流入的数据流，数据存储没有被使用？要么是垃圾数据，要么是遗忘了流出的数据流？仅有流出的数据流，数据是如何创建的？在系统的一个局部模型会存在这种情况，但完整系统通常不会。如果是其它外部系统创建的数据存储，本系统需要使用，则可以采用数据流从外部实体（外部系统）流入的方式表达。第35页，共99页。第四节数据字典DFD是一种简化的模型，虽然直观，但表达不够具体、准确，仅依靠DFD定义需求不够充分。数据字典是对DFD的补充描述，用来描述数据流程图中的数据流、数据存贮、处理过程和外部实体的详细内容。数据流图与数据字典共同构成系统的功能模型，数据字典可以改进通信，规范描述，消除误解第36页，共99页。一、数据字典的各类条目数据字典中有六类条目：可被重用的条目：数据元素数据结构DFD图中的元素：数据流（可引用定义好的数据结构）数据存贮（可引用定义好的数据结构）外部实体处理第37页，共99页。（1）数据元素数据元素是最小的数据组成单位，也就是不可再分的数据单位，如学号、年龄、性别等。需要描述以下属性：（１）名称（２）别名（３）类型，（４）取值范围和取值的含义（５）长度（６）简要说明：第38页，共99页。数据元素条目第39页，共99页。（2）数据结构数据结构的描述重点，是数据之间的组合关系，即说明这个数据结构包括哪些成分。一个数据结构可以包含若干数据元素和数据结构。可能有的特殊成分：

(1)必选项——{} (2)任选项——[] (3)重复项—*第40页，共99页。（2）数据结构条目第41页，共99页。需要描述以下属性： （１）数据流的来源 （２）数据流的去处 （３）数据流的组成 （４）数据流的流通量 （５）高峰时的流通量（3）数据流第42页，共99页。（3）数据流条目第43页，共99页。主要描写该数据存储的结构，及有关的数据流、查询要求。有些数据存储的结构可能很复杂，如“学籍表”，包括学生的基本情况、学生动态、奖惩记录、学习成绩、毕业论文成绩等，其中每一项又是数据结构。这些数据结构有各自的条目分别加以说明，因此在“学籍表”的条目中可以直接引用这些数据结构，而不要列出这些数据结构的内部元素构成。

（4）数据存储第44页，共99页。（4）数据存储条目第45页，共99页。（5）处理需要在数据字典中描述处理框的编号、名称、功能的简要说明，有关的输入、输出。通常仅重点描述最底层的处理过程。复杂的处理逻辑可以借助于一些图表工具，如结构化语言、判定树、判定表等。第46页，共99页。（5）处理功能条目第47页，共99页。（6）外部实体第48页，共99页。二、数据字典的使用与管理按各种要求列表，没有冗余，不遗漏数据相互参照，便于系统修改由描述内容检索名称一致性检验和完整性检验数据流的来源、去向是否完整数据元素是否遗漏或过剩数据存储的来源、去向是否完整处理与输入数据流是否匹配管理：手工/工具（某些工具支持数据字典的维护）第49页，共99页。第五节表达处理逻辑的工具数据字典中包括了对各个处理功能的一般描述，但这种描述是高度概括的。最底层的处理（基本处理）应编写详细的说明，说明应该容易被软件人员和用户理解，又要严格、精确。表达工具有：结构化语言判定表判定树第50页，共99页。一、结构化语言三种基本语句：祈使语句判断语句循环语句结构化语言使用的三类词汇：祈使句中的动词数据字典中定义的名词某些逻辑表达式中的保留字第51页，共99页。指出要做什么，包括一个动词和一个宾语。使用祈使语句，应注意以下几点：力求精炼，不应太长。不使用形容词和副词。动词要能明确表达执行的动作名词必须在数据字典中有定义（1）祈使语句第52页，共99页。判断语句类似结构化程序设计中的判断结构。其一般形式是：

１。如果条件则动作A

否则(条件不成立)

动作B

２。如果购货额在50000元以上则如果最近三个月无欠款则折扣率为15％否则如果与公司交易10年以上则折扣率为10％否则折扣率为5％否则无折扣（2）条件判断语句第53页，共99页。

表达在某种条件下，重复执行相同的动作，直到这个条件不成立为止。例如：

对每一个学生计算总成绩（3）循环语句第54页，共99页。二、判定树如果一个动作的执行不只是依赖一个条件，而是与多个条件有关，那么这项策略的表达就比较复杂，就可以使用判定树来表示。比如：邮政系统中，包裹邮资的计算策略与国别、路程、重量、保值额度等有关，使用自然语言来描述显然不够简洁第55页，共99页。判定树示例第56页，共99页。三、判定表如果条件较多、每种条件的取值情况也较多的情况下，可以使用判定表。判定表的优点是可以把各种组合情况一个不漏地表示出来，还能帮助发现遗漏和矛盾的地方。第57页，共99页。某厂对一部分职工重新分配工作。分配原则是：年龄不满20岁，文化程度是小学者脱产学习，文化程度是中学者当电工；年龄满20岁但不足50岁，文化程度是小学或中学者，男性当钳工，女性当车工；文化程度是大学者当技术员；年龄满50岁及50岁以上，文化程度是小学或中学者当材料员，文化程度是大学者当技术员。三个因素：性别、年龄、文化程度，取值范围分别是：性别：{男，女}年龄：{青年(小于20岁),中年(满20岁而不足50岁),老年(满50岁及以上)}文化程度：{小学，中学，大学}判定表示例第58页，共99页。构造空表第59页，共99页。填表第60页，共99页。判定表的合并简化显然，某些条件是可以合并考虑的，可以使判定表简化。合并的原则：取相同行动的ｎ列，若有某个条件Ci在此n列的取值正好是该条件取值的全集，而其它条件在此ｎ列都取相同的值，则此ｎ列可以合并。第61页，共99页。第一次合并第62页，共99页。第二次合并第63页，共99页。用判定表来描述决策问题，通常经过以下几个步骤：

（１）分析决策问题涉及几个条件；（２）分析每个条件取值的集合；（３）列出条件的各种可能组合；（４）分析决策问题涉及几个可能的行动；（５）作出有条件组合的判定表；（６）决定各种条件组合的行动；（７）按合并规则化简判定表。使用判定表的步骤第64页，共99页。四、三种工具的比较第65页，共99页。适用范围：决策树适合10-15种行动的一般复杂度的决策，有时也可把决策表转换成决策树，便于用户检查。判定表适合于多个条件的复杂组合。如果一个判断包含了一般顺序的动作或循环执行的动作，则用结构化语言。各自适用范围第66页，共99页。第六节事件和数据流图初学者难以快速掌握面向数据流的分析方法，可以通过寻找系统中的事件提高建模效率事件的概念识别事件的规则事件响应表基于事件构造DFD第67页，共99页。一、事件（Event）事件是指在特定时间、特定地点发生的，能够描述出来并值得保存的的事情。事件会驱动或触发一个系统需要完成的所有处理信息系统可以看作基于事件响应的处理系统三类事件外部事件（ExternalEvent）时间事件（TemporalEvent）状态事件（StateEvent）第68页，共99页。（1）外部事件在系统之外发生，通常是由外部的人或组织激发的事件，这些人或组织是数据的提供者和接收者。比如图书馆流通系统中的读者外部事件能够导出系统需要处理的关键事务第69页，共99页。寻找外部事件首先要确定外部实体，然后再分析。外部实体需要一个事务处理比如读者借书外部实体需要系统提供某些信息比如读者查阅书目某些数据改变了，系统需要更新它们比如书籍的位置改变管理过程需要某些信息比如制订新的采购计划需要流通统计情况第70页，共99页。（2）时间事件当系统时间到达某一刻时发生的事件，这些事件通常要求系统能定时自动地完成某些输出或处理。如：图书馆流通系统中的按月发布逾期催还名单如：每天晚上12：00定时转换归档医疗图像。注意命名时必须包含所要完成的处理和规定期限第71页，共99页。（3）状态事件系统内部的变化触发系统对某个处理的需要，这种情况的发生称为状态事件比如：销售系统中库存数一旦低于控制点就产生订货单状态事件一般是外部事件的结果，它的发生是不定时的第72页，共99页。二、识别事件的规则区分事件与具体响应过程

事件响应中的一系列交互过程是完整具体的实现，而不是独立的一个事件。例如：拿信用卡交费跟踪关键业务的整个生命周期来发现事件

跟踪读者实现从图书馆借书的全部过程暂时忽略技术性依赖事件和系统控制事件

如管理员登录系统，修改口令，每天的备份第73页，共99页。三、事件响应表事件名称事件触发点事件源（引发者）事件的响应活动事件结果事件目的地（结果的接收者）第74页，共99页。事件名称触发点事件源活动响应结果事件目的地客户希望检查产品可订量产品的查询请求客户查询产品的可用量产品可用量详细情况客户客户建立一个订单新订单客户建立新订单实时连接订单确认订单细节交易信息信用卡处理系统客户发装部门银行客户改变或作废订单修改订单的请求客户更新订单修改确认订单修改细节交易信息客户发装部门银行客户和管理层检查订单状态订单状态的查询请求客户或管理部门查询订单的状态订单状态的详细情况客户或管理部门为订单发货订单发货通知发装部记录订单的执行客户退货订单退货通知客户建立退货记录退货确认交易信息客户银行网上订单系统的事件响应表第75页，共99页。事件名称触发点事件源活动响应结果事件目的地未来客户需要目录产品目录的查询请求未来客户提供产品目录信息产品目录未来客户客户更新基本信息客户信息修改通知客户更新客户基本信息市场部给客户发送促销材料促销产品细节市场部分发促销单促销单客户和未来客户调整产品目录产品目录更新细节销售部更新产品目录每日交易汇总每天末产生交易汇总报告交易汇总报告财务部每周订单汇总每周末产生订单汇总报告订单汇总报告管理部门网上订单系统的事件响应表摘自《SystemsAnalysisandDesigninaChangingWorld》第76页，共99页。学籍管理中的事件有哪些需要采取行动（响应）的事件？新生登记期末出成绩补考出成绩评定奖学金退学留级修学、复学发成绩单……第77页，共99页。事件表中能找到数据流图中出现的一些元素：活动对应于处理框事件源和事件目标对应于外部实体触发点和响应结果是与外部实体相连的数据流只有数据存储在事件响应表中没有对应的描述四、事件与DFD第78页，共99页。一个事件的DFD（医院门诊）医生看病开处方医生根据挂号单询问病人病情，书写诊断结果（病历），并根据医院库存药品开处方单。教务员分配指导教师（学生志愿、综合测评成绩）第79页，共99页。事件导出DFD事件列表中的每一个事件都可以画出一个DFD图（需要额外添加数据存储元素）事件列表可以作为画数据流图的一个基础和检验列表事件对应DFD模型的中间层事件可以继续分解绘制其具体的处理过程（向下细化）系统中事件较多时，应进行分组（向上抽象）第80页，共99页。事件的DFD集成事件之间有一定的联系，一般通过数据存储建立关联第81页，共99页。多个事件的DFD集成（医院门诊）事件（处理）之间存在数据的流转，通常以数据存储为中介第82页，共99页。构造完整的数据流图根据事件表重新组织，绘制完整的DFD模型：按照事件表，对每一个事件建立一个DFD片段图。把所有的DFD片段进行分组，归纳为大的处理逻辑，形成上一层DFD（复杂系统层次更多）。将属于一组内的DFD片段放在一张图上，形成事件层的DFD图。对每个事件的数据处理进一步分解为下一层DFD（复杂系统层次更多）。第83页，共99页。完整的数据流图真正进行结构化系统建模过程中，应该采用自顶向下的分解方法，事件表只是寻找需求的辅助工具（启发）建模是一个从具体到抽象，又从抽象到具体的过程，需要反复多次第84页，共99页。第七节数据建模对系统中的数据建模使用ER图事物事物的属性事物间的关系分析阶段——建立的是数据的概念模型，不需要考虑具体的物理数据库系统第85页，共99页。一、系统中的事物（实体）事物——系统需要处理或保存的对象。如客户，订单，产品等。对信息系统中事物的理解和建模是定义系统需求的另外一个重要方面。大部分数据来源于事物，与事物相依存的事物是数据的载体比如客户的各种特征信息产生于具体客户，图书名、作者、价格等是与图书事物相关联的第86页，共99页。事物的类型事物的类型：实在有形：书籍、产品、文档

角色身份：医生、读者、顾客组织单位：小组、部门设备：打印机、传感器、鼠标事件：借阅、订货、销售、罚款场所：零售店、仓库第87页，共99页。二、事物之间的关系事物间的很多关系对于研究系统也非常重要。关系：指某些事物间自然发生的联系。例如：学生和图书，学生可以借阅图书。例如：一个客户可以发出订单。对每一个事物分析和它相关的事物，找出关系。第88页，共99页。事物之间关系的基数关系的基数：指一个事物关联另外一个事物的数量（一对一，一对多，多对多或者一个具体的数量—4个）。如：学生和图书，一个学生可以预约多本图书，每本图书可能被多个学生预约。如：一个客户可以发出多个订单，一个订单只能是一个客户的。第89页，共99页。三、事物的属性属性：