系统分析与设计是软件工程中的核心环节,旨在通过系统化的方法对用户需求进行分析,并设计出高效、可靠且可维护的系统。根据不同的应用类型(如结构化系统、Web 应用、用户界面),系统分析与设计的方法和重点也有所不同。
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结构化系统分析与设计
采用传统的瀑布模型,强调阶段性和文档驱动。常用工具包括:- 数据流图(DFD):描述数据在系统中的流动与处理。
- 实体关系图(ERD):用于数据库建模。
- 结构化英语或判定表:描述业务逻辑。
设计原则包括模块化、高内聚低耦合、逐步求精等。
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Web 应用系统分析与设计
面向分布式、多用户、跨平台环境,需考虑:- 客户端-服务器架构(如 MVC 模式)。
- 前后端分离设计(前端 React/Vue,后端 Spring/Django)。
- 安全性(身份验证、HTTPS、防止 XSS/CSRF)。
- 可伸缩性与性能优化(缓存、CDN、负载均衡)。
- RESTful API 或 GraphQL 接口设计。
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用户界面(UI)分析与设计
关注用户体验(UX),强调直观、易用、美观:- 用户需求调研(访谈、问卷、用户画像)。
- 线框图与原型设计(使用 Figma、Axure)。
- 可用性测试与迭代优化。
- 遵循 UI 一致性原则(颜色、字体、布局)。
- 响应式设计以适配不同设备。
整个过程通常从需求获取开始,经过可行性分析、系统建模、架构设计、详细设计,最终进入实现与测试阶段。现代方法趋向于结合结构化思想与敏捷开发实践,提升交付效率与质量。
数据流图(Data Flow Diagram,DFD)是结构化系统分析中的核心建模工具,用于描述系统中数据的流动、处理、存储和来源去向。它不关注控制流程或时间顺序,而是聚焦于“数据如何被系统处理”。
一、数据流图的绘制步骤:
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确定系统边界
明确系统的外部实体(数据来源与去向),即与系统交互的外部角色(如用户、其他系统)。 -
识别主要处理过程
找出系统对数据的主要加工或变换功能,用动词短语命名(如“处理订单”、“验证用户”)。 -
定义数据存储
标识系统中需要持久化保存的数据(如数据库、文件),表示数据的静止状态。 -
绘制数据流
使用箭头连接外部实体、处理过程和数据存储,表示数据的流动方向。 -
分层细化(逐层分解)
- 第0层图(上下文图):展示整个系统作为一个整体,与其外部实体之间的数据流。
- 第1层图:将主处理分解为若干子过程。
- 第2层及以后:继续细化每个子过程,直到足够清晰。
二、数据流图的关键要素(四种基本符号):
| 符号 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| 🟦 圆角矩形 或 圆圈 | 处理过程(Process) | 表示对数据的加工或变换,必须有输入和输出数据流。命名格式:“动词 + 名词”,如“生成报表”。 |
| ➤ 箭头 | 数据流(Data Flow) | 表示数据在系统组件之间的流动方向。箭头旁标注数据内容,如“客户信息”。 |
| 📄 开口矩形 或 长方体 | 数据存储(Data Store) | 表示数据暂存或永久存储的地方(如数据库、文件)。只能由处理过程读取或写入。 |
| 🟧 矩形 | 外部实体(External Entity) | 位于系统之外,但与系统交换数据的人或系统(如“客户”、“银行接口”)。 |
三、绘制注意事项:
- 每个处理至少有一个输入流和一个输出流(不能“黑洞”或“奇迹”)。
- 数据流不能直接连接两个外部实体(必须经过处理)。
- 数据流不能直接连接两个数据存储(需通过处理过程)。
- 同一层图保持逻辑一致性,避免交叉线过多,可使用编号(如P1.1, P1.2)管理模块。
- 使用一致的命名规范和术语,便于沟通理解。
示例(简要):
[客户] --> (提交订单) --> [订单数据库]
↓
(生成发货单)
↓
[仓库系统]
其中:
- “客户”和“仓库系统”是外部实体;
- “提交订单”、“生成发货单”是处理过程;
- “订单数据库”是数据存储;
- 箭头表示数据流动。
最终目标是通过DFD帮助开发团队清晰理解系统的功能结构和数据流转路径。


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