系統分析與設計

李爱萍，女，计算机科学与技术学院计算机工程系主任，副教授,硕士生导师，博士。中国计算机学会会员，ACM会员。 1995年毕业于中国矿业大学自动化系计算机及其应用专业，获工学学士学位；2001年毕业于太原理工大学机械电子工程专业，获工学硕士学位。2006年毕业于西安电子科技大学测试计量技术及仪器专业，获工学博士学位。2011年8月到2011年10月以公派访问学者身份赴日本横滨国立大学进行研修。长期从事高校的计算机专业基础、计算机科学理论及软件理论的教学与科研工作。主要研究方向为软件形式化描述与验证、软件测试、软件体系结构、语言翻译器的技术等。近年来发表论文20余篇，承担并参与了10余项国家、省部级和横向科研项目，出版著作4部。指导过大学生创新实验计划项目、ACM程序设计大赛、机器人大赛、物联网创新大赛等多项赛事并获奖。

第 1章　系統分析與設計概述 1

1.1 系統的概念和特性 1

1.1.1 系統概念及特性 1

1.1.2 系統分類與環境 2

1.2 系統模型的概念和類型 4

1.2.1 系統模型的概念 4

1.2.2 系統模型的類型 5

1.3 系統關聯人員 5

1.3.1 系統所有者 6

1.3.2 系統用戶 6

1.3.3 系統分析設計人員 6

1.3.4 系統外部服務者 7

1.3.5 項目經理 7

1.4 系統發展的階段理論 7

1.4.1 諾蘭的階段模型 8

1.4.2 西諾特模型 9

1.4.3 米切模型 9

1.5 系統分析與問題領域 10

1.5.1 系統分析過程 11

1.5.2 信息領域 12

1.5.3 建模和模擬 13

1.6 系統開發與項目管理 14

1.6.1 系統開發生存周期 14

1.6.2 系統開發方法論 16

1.6.3 團隊合作與管理 22

1.7 系統分析與設計工具 27

1.7.1 CASE工具的發展 27

1.7.2 支持系統開發的CASE工具 27

1.7.3 統一建模語言UML 27

本章小結 29

本章習題 29

第 2章 系統靜態分析建模 31

2.1 系統分析概念及其常用方法 31

2.1.1 什麽是系統分析 31

2.1.2 模型驅動分析方法 32

2.1.3 加速系統分析法 32

2.1.4 需求獲取法 33

2.1.5 業務過程重構法 34

2.2 系統模型的創建 34

2.2.1 對象模型 34

2.2.2 功能模型 35

2.2.3 動態模型 35

2.3 對象和類的分析 35

2.3.1 類圖、對象圖概述 35

2.3.2 類圖元素 38

2.3.3 分析階段類圖的構建 45

2.3.4 在線銷售系統類圖分析示例 47

2.4 用例分析 51

2.4.1 用例元素的確定 51

2.4.2 分析階段用例圖的建造 56

2.4.3 在線銷售系統用例分析示例 58

2.5 包圖 60

2.5.1 包圖及其模型元素 60

2.5.2 包圖建模及在線銷售系統包圖分析示例 62

2.6 構件圖與部署圖 63

2.6.1構件圖及其模型元素 63

2.6.2 構件圖建模及示例 66

2.6.3 部署圖及其模型元素 67

2.6.4 部署圖建模及其應用 68

2.6.5 在線銷售系統部署圖建模

分析示例 70

本章小結 71

本章習題 71

第3章 系統動態分析建模 73

3.1 活動和狀態分析 73

3.1.1 活動和狀態的確定 73

3.1.2 活動和狀態圖的建造 81

3.1.3 活動和狀態的建模示例 84

3.2 時序與協作分析 87

3.2.1 時序與協作的確定 88

3.2.2 順序圖與通信圖的建造 93

3.2.3 時序與協作的建模示例 94

3.3 過程建模 97

3.3.1 過程建模概述 97

3.3.2 過程建模的元素 97

3.3.3 過程建模的步驟 100

3.3.4 過程建模分析示例 101

本章小結 105

本章習題 106

第4章 數據建模 108

4.1 數據模型 108

4.1.1 基於記錄的邏輯模型 108

4.1.2 基於對象的邏輯模型 114

4.2 實體關系（E-R）模型 117

4.2.1 實體之間的基本關系 117

4.2.2 實體關系圖 117

4.3 UML用於數據建模階段的規範 119

4.3.1 實體的表示（類的表示） 120

4.3.2 聯系的表示 121

4.3.3 數據字典和元數據的表示 123

4.4 教務管理系統分析示例 127

4.4.1 示例分析 128

4.4.2 示例的物理模型 129

4.5 實體關系圖集成示例 129

本章小結 130

本章習題 131

第5章 系統架構設計 132

5.1 架構設計（總體設計） 132

5.1.1 架構師的定位及其應掌握的知識體系 133

5.1.2 軟件架構的設計目標、設計策略和原則 134

5.1.3 常用的軟件架構風格及使用情況分析 136

5.1.4 分層架構 138

5.1.5 客戶/服務器架構 140

5.1.6 教學管理系統架構選擇和設計示例 143

5.2 從需求到設計的轉換 143

5.2.1 從數據流圖到軟件結構圖的轉換 144

5.2.2 工資管理系統數據流圖到軟件結構圖的轉換示例 147

5.2.3 從需求模型到軟件架構 148

5.2.4 軟件設計模式 149

5.2.5 GRASP模式 149

5.2.6 GOF設計模式 158

5.3 系統資源設計 160

5.3.1 系統應用邏輯結構設計 160

5.3.2 系統物理設計及其實現 165

本章小結 172

本章習題 172

第6章 對象模型設計 174

6.1 類設計 174

6.1.1 類設計原則 174

6.1.2 類設計、構建設計類圖的過程 177

6.1.3 確定設計類 177

6.1.4 定義類的屬性、操作 178

6.1.5 設計類之間的關系 181

6.1.6 在線銷售系統類圖設計示例 183

6.2 包設計 188

6.2.1 包設計原則 188

6.2.2 在線銷售系統包圖設計示例 192

本章小結 195

本章習題 196

第7章 界面設計 197

7.1 界面設計的概述 197

7.1.1 人機界面的定義 197

7.1.2 人機界面設計 198

7.1.3 界面設計分類 200

7.2 人機交互 201

7.2.1 人機交互的特點和要素 201

7.2.2 人機界面與人機交互的關系 202

7.3 人機界面的風格 202

7.4 人機界面的發展 203

7.4.1 命令語言用戶界面 203

7.4.2 圖形用戶界面 203

7.4.3 多媒體用戶界面 204

7.4.4 多通道用戶界面 204

7.4.5 虛擬現實界面 205

7.4.6 自適應人機界面 206

7.5 人機界面設計的方法 206

7.6 人機界面設計的目標和遵循的原則 207

7.6.1 人機界面設計的目標 207

7.6.2 人機界面設計遵循的原則 207

7.7 界面結構設計與實現 208

7.8 人機界面設計過程中的設計問題 209

7.9 人機界面設計的過程 211

7.10 人機界面設計的評價 213

7.10.1 人機界面設計的評價方法 213

7.10.2 人機界面設計的評價 213

7.11 未來人機界面設計的展望 214

本章小結 214

本章習題 215

第8章 數據模式設計 216

8.1 數據庫設計概述 216

8.1.1 數據庫與數據庫設計 216

8.1.2 數據庫設計的方法與過程 218

8.2 UML用於數據庫設計階段的規範 220

8.2.1 數據庫類到數據庫表的設計 220

8.2.2 關鍵字和索引的設計 222

8.2.3 約束的設計 222

8.2.4 聯系的設計 223

8.3 關系數據庫邏輯模式的設計 224

8.3.1 邏輯模式的概念 224

8.3.2 實體關系圖向邏輯模式的轉化 224

8.3.3 從類創建數據庫表 225

8.3.4 從類之間的關系設計表之間的聯系 226

8.3.5 類約束向存儲過程和觸發器的映射 227

8.4 關系數據庫物理模型的設計 229

8.4.1 確定數據庫的物理結構 230

8.4.2 評價物理結構 230

8.5 教務管理系統數據模式設計示例 231

本章小結 235

本章習題 235

第9章 系統構造及實施 237

9.1 系統構造 237

9.1.1 建立和測試網絡 237

9.1.2 建立和測試數據庫 238

9.1.3 安裝和測試新軟件包 238

9.1.4 編寫和測試新程序 239

9.2 系統實施 239

9.2.1 執行系統測試 240

9.2.2 準備轉變計劃 241

9.2.3 安裝數據庫 241

9.2.4 培訓系統用戶 242

9.2.5 轉變到新系統 242

9.3 系統運行和支持 242

9.3.1 系統維護 243

9.3.2 系統恢復 244

9.3.3 技術支持 244

9.3.4 系統增強 244

本章小結 245

本章習題 245

第 10章 教學管理系統的分析與設計246

10.1 系統需求分析 246

10.2 問題領域分析 247

10.2.1 確定系統範圍和系統邊界 248

10.2.2 定義參與者 248

10.2.3 定義用例 248

10.2.4 繪制用例圖 250

10.2.5 繪制主要交互圖 251

10.3 靜態結構建模 252

10.3.1 建立對象類圖 252

10.3.2 建立數據庫模型 256

10.3.3 建