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[数据流图（Data Flowing Diagram，DFD）](#数据流图（Data Flowing Diagram，DFD）)
软件的发展
软件项目目标的三要素
- 功能、性能
- 成本
- 时间
好的需求特征
- 可靠性
- 可移植性
- 可维护性
- 可配置（少编程）
需求工程的目的
- 解决目标系统"做什么？"的问题
- 准确地定义未来系统的目标，确定了为了满足用户的需求，系统必须做什么
- 《需求规格说明书》规范的形式准确表达了用户的需求
软件危机、需求错误的代价
- 浪费了资源
- 影响了软件的成功
- 降低用户的满意度
- 增加成本
产生不合格需求的原因有哪些
- 没有足够的用户参与
- 用户的需求不断增加，导致不可控
- 没有进行用户分类
- 需求具有二义性
- 需求规格说明过于精简
需求层次的构成
需求基础
需求的内涵
- 实体和状态构成了解决问题的基本范围，称作该问题的问题域
- 软件系统通过影响问题域，帮助人们解决问题，称作解系统
- 问题域和解系统直接交互的点叫做共享对象
需求的定义
- 需求是用户对现实生活中实体状态或事件的期望描述
- 直接需求：用户直接提出需要满足的需求（如，系统的功能）
- 间接需求：为了满足直接需求、或为了软件正常运行所需满足的正常功能
需求的分类
- 功能需求（Functional Requirement）
- 性能需求（Performance Requirement）
- 质量属性（Quality Attribute）
- 对外接口（External Interface）
- 约束
- 系统需求（System Requirement）
功能需求的层次性
- 业务需求：描述了高层次的系统解决方案
- 用户需求：描述了用户对系统任务的期望
- 系统需求：描述了系统的开发人员应该做什么（系统中应该实现什么）
质量属性
需求工程过程
过程一系列活动的集成，通过这些活动的执行，能够完成一个任务或者达成一个目标。
需求工程过程是系发中需求开发活动的集成，它的模板是通过一系列活动，生成一个在用户环境下解决用户业务问题的系统方案。
需求工程过程可能会出现较大的差异，但是在 一般情况下，需求工程过程是比较固定的。
需求工程过程的活动
并发性与迭代性
软件开发过程模型
- 瀑布式模型
- 快速原型模型
- 螺旋式模型
需求规格文档
需求分析
结构化需求分析方法
结构化需求分析的核心是数据。数据包括在分析、设计、实现过程中涉及到的概念、属性、术语等所有内容，并把这些内容定义在数据字典中，然后围绕数据字典进行功能/过程模型、数据模型、行为模型的建模过程。
结构化建模包括：过程建模、数据建模
过程建模
过程建模是结构化建模的核心方法：
- 系统是过程的集合
- 所有系统都是由过程构成的
- 过程可以分解为子过程
- 最终所有的子过程都可以被映射为计算实体（函数）
数据流图（Data Flowing Diagram，DFD）
是一种流行的结构化需求分析的工具，DFD描述了数据输入、数据转换、数据输出的全过程。
四种图形分别表示：
- 数据加工过程，实现数据变换。其中要注明加工的名字。
- 过程，是施与数据的状态或者行为，使得数据发生变化（被转换、被储存、被分布）
- 可能是由软件系统控制的，也可能是人为执行的，但是重在于数据变化的效果，而不是执行者
- 过程可以有不同的抽象层次，能够直接对数据进行编码的叫做原始过程
- 外部实体，即数据源或外部系统。其中要注明数据源或外部系统的名字。
- 外部实体是待构建系统之外的人、组织、软件系统，它们不受系统的控制，开发者不能以任何方式操纵他们
- 需要建模的外部实体，是与待构建系统存在数据交互的外部实体，他们是待构建系统的数据源或者数据目的地
- 所有外部实体联合起来就构成了软件系统的外部上下文环境
- 数据存储，其中注明数据存储名字或编号。
- 数据流，描述变换的加工数据及数据流方向。箭头上部要注明数据流的名字。
- 数据流是指数据的流动，是系统与环境或者系统内部的两个过程之间的通信形式
- 数据流是可以分割和组合的
- 数据字典和ERD图是用来更详细的描述数据流图
实例：
DFD构建规则
- 过程是对数据的处理，应该有输入和输出，并且输入和输出数据应该有差异
- 数据流一定要和过程产生关联，要么是过程的输入，要么是过程的输出
- 数据流图中的对象都应该有一个用来唯一标识自己的名称（过程用动词，外部实体、数据流、数据储存使用名词）
DFD的层次结构
上下文图
上下文图将整个系统看做一个过程，这个过程实现所有的系统功能，是系统功能的最高抽象
- 上下文图只能包含一个过程，编号为0
- 要包括所有与软件系统有交互的外部实体，并且描述数据流
- 上下文图中不会出现数据储存的实例
0层图（顶层图）
- 位于上下文图的下面一层，是对上下文图单一过程的细节描述，是对该单一过程的第一次功能分解
- 0层图是对整个系统的功能概述
- 0层图要被描述的简洁、清晰。需求工程师要根据系统的复杂程度来决定顶层图的抽象程度
N层图
- 1层图是对0层图的再一次功能分解，对N层图在进行功能分解就得到了（N+1）层图，功能分解是可以持续进行的，最终的子图都是原始DFD图
- 原始DFD图的扩展形式：微规格说明、数据字典
- 一般来说，低于0层图的子图上不会出现外部实体
数据建模
数据模型是用来描述数据的定义、结构、关系等特性的模型
说明了问题域和解系统的共享事物、对共享事物的描述、共享事物之间的关系
实体关系图（ERD）
核心是分析系统中实体、实体属性、实体间的关系
实体（Entity）
-
实例：系统需要收集的现实事物
-
实体：具有相同属性、特征的实例集合类别描述
实体的分类：
概念实体
逻辑实体
进程实体
属性
- 属性是用来描述实体特征的
- 属性可以是文字、符号、短语乃至声音
- 一系列属性的集合就构成了实体的一个实例
属性的数据的特征，并不是数据，属性以一种形式存在，这种存在才是数据，被称为属性的值。
标识符：
- 又称键（Key），用来唯一确定和标识每个实例或者属性组合
- 一个实例可以有很多个键，都被称为候选键（人们一般从中选择或者固定某一个键对实例进行标识，被选中的成为主键，没有选中的叫做替代键）
属性的分类：
单值属性 多值属性
简单属性 组合属性
储存属性 导出属性
关系
- 关系是存在于一个实体或者多个实体间的自然业务联系
- 所有的关系都是隐含的双向的
- 关系表示的不是实体的物理连接，而是一种逻辑上的连接
度数：
参与关系的实体数量
基数：
最大基数，与关系中的其他实体实例，该实体可能参与的最大关系数量
最小基数，与关系中的其他实体实例，该实体可能参与的最小关系数量
面向对象分析方法
任何系统都可以看作一个对象，能够完成一系列目标和任务
- 对象在完成任务目标时，会调用其他对象来完成子目标
- 其他对象为了完成子任务，会请求将子任务划分成子子任务，并请求其他对象一起完成
对子目标的划分，将会一直持续到最后的子目标能够被映射到计算实体
- 计算实体：对象
- 层次关系：聚合（组合）、继承、关联
- 组合接口：一个对象暴露在外的接口
面向对象基本思想
- 一切都是对象
- 对象都是独立的
- 对象是原子性
- 对象是可抽象的
- 对象都有层次
面向对象基本概念
类
- 类是抽象和分类的概念（分类：将共性事物划分为一类、抽象：忽略事物的非本质特征）
- 数据抽象：就是将有相同特征的数据以及数据集上的操作定义为一个数据类型
- 过程抽象：将明确的功能定义为一个单一的实体
对象
- 对象是类的实例
- 显示生活中，具有相同属性和操作的对象属于一个类
封装
就是将类的内部属性和一些操作隐藏，只将公共的操作暴露在外
消息
消息必须发给指定的对象，消息应该有必要的请求信息
对象可以是消息的接受者，同样可以是消息的发送者
继承
类可以有子类，子类继承父类的所有属性和操作，并且子类可以添加自己的属性和操作
- 继承允许多重性，子类可以有多个父类
- 继承允许多层
- 继承的本质是提高代码复用率
多态性
- 在继承类结构时，允许定义同名操作；一个消息的响应可以执行不同的行为
- 多态更好的体现了操作语句的一致性
- 多态的实现机制
- 静态联编：在编译时就确定好访问对象的操作地址
- 动态联编：编译时不确定访问对象的操作地址，在运行时在根据操作对象的不同再确定
面向对象方法目标及其实现机制
高维护性：
- 类封装了操作的一个"代码级复用"的程序模板，类的对象是系统的可构造元素
- 采用消息机制实现操作的调用，回避了操作调用的过程性
可复用性：
- 对象语义一致性，功能的复用依赖于对功能的理解，但是对功能的描述又是复杂多义的，没有对象语义更可能实现复用
- 全方位复用，功能复用是代码级的，但是系统的复用不仅需要代码级的复用，还需要源程序级的复用，而继承机制就是源程序级的复用
机器无关性：
- 类的多态绑定技术，使得能够将程序的"机器相关部分"提取出来，为程序无关性提供了基础