數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論及應(yīng)用(3)——需求分析及數(shù)據(jù)流圖
數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論及應(yīng)用(3)——需求分析及數(shù)據(jù)流圖
作者:最后一只恐龍 發(fā)表時間:
該系列計劃包括5部分:完整性約束理論及應(yīng)用、范式理論及應(yīng)用、需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文是第三部分,介紹需求分析中如何借助數(shù)據(jù)流圖發(fā)現(xiàn)存儲對象的方法。
1.引言
不管對數(shù)據(jù)庫設(shè)計還是對系統(tǒng)設(shè)計來說,需求分析都是第一步。需求的目的就是搞清楚用戶要做什么,如果需求做的仔細(xì),可以在后面的設(shè)計和實現(xiàn)中少做很多無用功,其重要性是不言自明的。
需求分析的方法在軟件工程中都有說明,不管哪種方法,最重要的都是與用戶的溝通和交流,引導(dǎo)用戶正確的確認(rèn)問題。做需求分析需要有點心理學(xué)的知識,這里我就不啰嗦了。
本文的重點在于如何通過需求分析,找出需要存儲的數(shù)據(jù)。
2.工具選擇
對于與用戶的交流來說,需求分析階段比較直觀的工具是UML中的用例圖。其優(yōu)點非常明顯,就是用圖形方式表示功能和角色,需求分析人員和用戶都能非常容易的讀懂并以此交流(當(dāng)然我說的是草圖設(shè)計,不是藍(lán)圖設(shè)計或基于程序的設(shè)計)。
那么我們看一下UML是否能很好的支持?jǐn)?shù)據(jù)庫設(shè)計——這點要從UML設(shè)計過程分析。有了用例圖,我們得到的是系統(tǒng)的功能需求,而且仔細(xì)的話,我們可以做的很好。那么下一步,一般是通過時序圖(也有翻譯成順序圖或序列圖的)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的對象。這種圖向用戶簡單說明也很容易理解和交流。發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)中的對象后,就可以進(jìn)行類圖的設(shè)計了。類圖是系統(tǒng)中對象的抽象,一般可以與編碼實現(xiàn)的類和對象對應(yīng)起來。
這是一個完美的設(shè)計過程,方便交流,還容易轉(zhuǎn)換為編碼。但是,我們從這個過程也可以看到,UML沒有涉及數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程。那么是不是可以把在時序圖中發(fā)現(xiàn)的對象轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫實體(表)呢?我們分析一下這些對象的特點,會發(fā)現(xiàn)這些對象對應(yīng)的是我們設(shè)計的應(yīng)用程序內(nèi)存中保存的對象,而內(nèi)存中的對象,有些可以簡單的和數(shù)據(jù)庫表對應(yīng),但大部分卻是幾個表的組合——對應(yīng)的是數(shù)據(jù)庫中的視圖。
對用戶來說,表和視圖是不必區(qū)分的,用戶只關(guān)心看到的數(shù)據(jù),這也是UML與用戶容易交流的一個原因。但對于數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員來說,要使數(shù)據(jù)冗余盡量少,使編碼時更新數(shù)據(jù)盡可能局限在局部范圍內(nèi),就必須重新設(shè)計對象的存儲方式,把表和視圖區(qū)分開來。這一步的工作還包括視圖如何分解為基本表的過程。這項工作沒有什么方法值得信賴,只能依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗和技巧了。這樣得到的結(jié)果也很難讓人信賴。
通過以上分析,我們可以了解,UML支持系統(tǒng)設(shè)計是非常好的工具,但在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中,其支持明顯不足。
UML為什么難以支持?jǐn)?shù)據(jù)庫設(shè)計呢?主要原因在于UML是以功能為中心的,而不是以數(shù)據(jù)為中心的。這樣我們需要找個以數(shù)據(jù)為中心的工具,這就是數(shù)據(jù)流圖法。
數(shù)據(jù)流圖表達(dá)了數(shù)據(jù)和處理的過程,其繪制總是圍繞數(shù)據(jù)如何加工以及如何流轉(zhuǎn)的,因此,它可以非常好的支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的設(shè)計。
補(bǔ)充一點:有些教科書中把數(shù)據(jù)流圖的繪制放到概念結(jié)構(gòu)設(shè)計中,另一些則放到需求分析中。個人意見,數(shù)據(jù)庫中存儲的對象不是設(shè)計出來的,而是從用戶那里獲得的,所以我傾向于把數(shù)據(jù)流圖歸到需求分析過程中。不管哪種分法,在做需求時就需要做數(shù)據(jù)流圖,以便把實體中的屬性(字段)搞清楚。
3.需求分析的方法和過程
確定了工具后,就可以按照教科書上的方法和過程進(jìn)行分析了。大家不要對教科書上呆板的敘述嗤之以鼻,那可是無數(shù)人經(jīng)驗和教訓(xùn)的總結(jié),是有相當(dāng)高的參考價值的。另一方面,也不要紙上談兵,要用心去感受,思考這些方法如何使用。
需求分析的方法一般有跟班作業(yè)、開調(diào)查會、請專人介紹、詢問、設(shè)計調(diào)查表請用戶填寫、查閱記錄等。一般需要根據(jù)具體情況選用一種或多種方法,這里我就不羅嗦了。
需求分析的過程一般是:
(1)?????? 調(diào)查組織機(jī)構(gòu)總體情況;
(2)?????? 熟悉業(yè)務(wù)活動;
(3)?????? 明確用戶需求;
(4)?????? 確定系統(tǒng)邊界。
這里容易忽略的是第一個步驟,主要是因為這個步驟太簡單,看上去似乎也可有可無。但在實際需求分析中,這個過程很重要,這點要從組織機(jī)構(gòu)的作用說起。一個單位的部門,不是因為有幾個人,然后把他們組織起來就形成的。而是因為業(yè)務(wù)原因,需要有一個部門專門負(fù)責(zé)某項工作,然后才組織人手形成的部門。因此在實際系統(tǒng)中,部門是完成某項工作的核心,一個部門一般對應(yīng)一個角色。如果把組織機(jī)構(gòu)搞清楚了,總體業(yè)務(wù)邏輯基本也就清楚了,這樣做可以起到事半功倍的效果。
其它幾點的作用就不必說明了。
數(shù)據(jù)流圖可以用作明確用戶需求和確定系統(tǒng)邊界兩個步驟中,幫助設(shè)計者了解數(shù)據(jù)如何流動,并發(fā)現(xiàn)需要存儲的對象。
4.?dāng)?shù)據(jù)流圖圖元
我們使用Visio 2003作為繪圖工具。因為我們使用數(shù)據(jù)流圖僅做草圖設(shè)計,因此選擇“軟件”中的“數(shù)據(jù)流圖模型”模版進(jìn)行繪制。
數(shù)據(jù)流圖語義比較簡單,圖元一共四個,圖4.1為Visio中的表示法。
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圖4.1 數(shù)據(jù)流圖圖元