传统图形描述技术建模及语义
中国谚语：Ein Bild Zeigt ueber Tausend Saetze.
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1、三种主要传统图形描述技术
（1）数据流图技术DFD（Data Flow Diagram） 描述一个信息系统的数据（信息）流。
（2）实体关系图技术ERD（Entity Relationship Diagram） 描述一个信息系统的逻辑数据结构。
（3）状态转换图技术STD（State Transition Diagram）
描述一个信息系统的状态转换过程。
2、基于图形描述技术的需求分析模型
（1）需求分析模型的基本功能
● 描述用户需求
● 建立创建软件设计的基础
● 定义软件开发后的验证条件集合
（2） 需求分析模型结构
图2-1给出了基于图形描述技术的需求分析模型结构。
图2-1：需求分析模型结构
（摘自保密工作杂志Pressman，Software Engineering，P300）
其中
（1）核心部分
Data Dictionary（DD，数据字典）：
-- 存储所有软件使用或产生的对象数据的描述。
（2）中间层
● Data Flow Diagram（DFD，数据流图）
-- 描述数据在经过系统时的转换过程
-- 图示数据流函数
● Entity Relationship Diagram（ERD，实体关系图）
-- 图示数据之间的关系
● State Transition Diagram（STD，状态转换图）
-- 描述系统接收外部事件后的状态变化
（3）外部层
● Process Specification（PSPEC，过程规约）
-- 描述DFD中定义的每个函数
● Data Object Description（数据对象描述）
-- 描述ERD中每个数据对象的属性
● Control Specification（CSPEC，控制规约）
-- 描述软件控制外观的附加信息
2．3．1 数据流图DFD及语义
1．定义（DFD）
数据流图DFD技术描述流经一个信息系统的数据（信息）流，主要包括：
（1） 数据的输入与输出：数据是如何进入系统或从系统离开；
（2） 数据处理站点：在哪里数据是怎样处理的；
（3） 存储单元：数据是在哪里存储的。
2．定义（DFD符号）
：数据（信息）的源点/终点
：数据（信息）加工或逻辑处理
：数据（信息）存储
：数据（信息）流
（1）一个汽车租赁数据流图EuRent DFD见图2-2。
图2-2：EuRent DFD
（摘自Haggenmueller, Wirsing: Methoden der Software-Entwicklung, P29）
图中
Kunde：用户或汽车租赁者
Make Bookings：租车登记
Obtain Payment：得到支付
Vehicle Departures & Returns：汽车出发及返回
EuRent DB：汽车租赁数据库
Bookings：登记
Invoice：出具发票（货单）
Costs：费用
（2）“Make Bookings”数据处理单元的定义
设Bookings = （c，b）
其中c为用户，包括用户自然信息，
b为登记信息，包括信用卡、租赁汽车等信息；
Db 为EuRent数据库类型，db为一EuRent数据库；
put为数据添加函数（操作）；
establishCB为EuRent数据库创建函数（操作）。
则Make Bookings（MB）形式规约定义为：
Bookings Db Bookings Bookings Db
即
MB：(c, b, db) (c，b), (c, b), establishCB(c, b, put(b, put(c, db)))
（3）“Make Bookings”数据处理单元的语义规约（PSPEC）
Data Type： -- 定义数据类型
C = {c}； -- 用户Customers
B = {b}； -- 登记信息
Bookings = {（c，b）} = CB； -- 登记
Db = { db } = Set C Set B Set（CB）；
-- db为数据库DB的任一状态，Set α为α的全集（power set）
Operations：吴英案始末
put：α Db Db； -- 添加数据，α为数据类型B或C，或CB
establish CB： Bookings Db Db； -- 数据库创建
MB：Bookings Db Bookings Bookings Db；
-- Make Bookings（MB）登记处理
学亦有道 Axioms：
MB (（c, b）, db) (c，b), (c, b), establishCB(c, b, put(b, put(c, db)))
（3）数据流图处理单元抽象模型及语义
Information Processing（IP）
DataIn DataOut
DB
图2-3：DFD处理单元抽象模型
形式语义：
IP： DataIn Db DataOut Db
（4）DFD应用
● 适用于数据丰富系统（data-rich systems）
退火温度
● 实现上通常采用关系数据库（relational database）
2．3．2 实体关系图ERD及语义
1、基本概念
鸟类的语言定义1（ERD）：一个实体关系图ERD描述一个信息系统的逻辑数据结构（Logic Data Structure），其中包括
（1） 那些信息将被存储；
（2） 那些关系将被包括在所存储的信息之间。
定义2（实体）：实体是客观存在且相互区分的事物。实体通常由记录来表示，记录域称为属性。实体是通过域名及域值加以区分的。一个或多个属性构成实体的关键字。一个实体是通过其关键字加以标识的。
定义3（属性）：属性是实体或关系所具有的性质。
定义4（关系）：客观世界中的事物（实体）彼此之间的联系称为关系。
2、实体关系图图形表示
参考《实用软件工程》，第二版，郑人杰等，P70。
3、实例研究
例1：汽车租赁公司ERD
（1）实体关系图见图2-4。
图中：
1 1 俗称乌鸦脚（CrowFoot）
n n 表示一对多关系
图2-4：汽车租赁实体关系图
（2）实体及其属性定义
Customer Auto Booking
Customer No Auto License No Bookings No
CustomerAddress Office Address AutoLicenseNo
CreditLimit AutoCategory CustomerNo
其中带下划线的属性为关键字。
（3）实体E及属性形式语义（代数规约）
设实体为E且具有属性A1、A2、A3，其中属性A1为E的关键字，则实体E的形式规约如下：
Data Type： -- 定义数据类型
E
Operations： -- 定义操作（函数）符
Create E：A1 pes2008补丁A2A3 E ；
attr i：E Ai ； -- 求属性，i = 1，2，3
setattr i：E Ai E ； -- 定义属性，i = 1，2，3
keyE：E A1； -- 定义关键字
Axioms：a1：A1，a2：A2，a3：A3，e：E -- 定义操作（函数）
Attr i（Create E（a1，a2，a3））= ai，i =1，2，3；
keyE（Create E（a1，a2，a3））= a1；
setattr2（e，a2）= Create E（keyE（e），a2，attr3（e））；
setattr3（e，a3）= Create E（keyE（e），attr2（e），a3）；
（4）数据库DB定义及形式语义
Data Type： -- 定义数据类型
C = {c}； -- 用户Customers
A = {a} ； -- 汽车Autos
B = {b}； -- 登记Bookings
