结构化的分析方法是在20世纪70年代末提出的，30多年来被广泛应用，是最经典的需求分析方法。结构化的分析方法适用于数据处理类型软件的需求分析。它提供的工具包括：数据流图、数据字典、结构化英语、判定表和判定树。
系统的分析模型必须达到三个主要目标：
（1）描述客户的需要；
（2）建立创建软件设计的基础；
（3）定义在软件完成后可以被确认的一组需求。
分析模型包含了图3.2中提到的各种图、规约、描述和字典。以下各节将对分析模型中的这些元素进行更加详细的讨论。
图3.2 分析模型的结构
3.2.1数据流图
任何软件系统（或计算机系统）从根本上来说，都是对数据进行加工或变换的工具。图3.3是一个高度抽象了的软件系统的逻辑模型。
输入 输出
图3.3 软件模型
1. 组成符号
数据流图只使用4种基本图形符号：①圆框代表加工；②箭头代表数据的流向，数据名称总是标在箭头的边上；③方框表示数据的源点和终点，给数据源和数据汇；④双杠（或单杠）表示数据文件或数据库（如图3.4所示）。文件与加工之间用箭头线连接，单向表示只读或只写，双向表示有读有写。注意，每一图形符号都必须标上名字，加工框还应该加上编号，以帮助识别。
图3.4 数据流图的符号
例4.下面以教材购销系统中的教材销售为例，说明如何画数据流图。
从用户调查中了解到某高校向学生销售教材的手续是：先由系办公室的张秘书开购书证明，学生凭证明找教材科的王会计开购书发票，向李出纳员交付书款，然后到书库找赵保管员领书。现欲将上述手工操作改为计算机处理，试画出教材销售过程的数据流图。
该例子的基本数据流图如图3.5所示。
无效书单
购书单 发票 领书单
图3.5 计算机售书系统模型
我们还要补充数据存储，如图3.6所示。
无效书单
购书单 发票 领书单
各班学生用书表 教材存量表
图3.6 计算机售书系统的数据流图
2. 命名
数据流图中每个成分的命名是否恰当，直接影响数据流图的可理解性。给这些成分起名字时应该仔细推敲。
3. 分层数据流图
图3.7 数据流图的层次结构
为了表达数据处理过程的数据加工情况，需要采用层次结构的数据流图。
4．数据流图实例
建立数据流模型的基本步骤概括地说，就是自外向内、自顶向下、逐层细化、完善求精。我们用下面的例子来说明如何创建一个系统的数据流图。
例5. 问题陈述：建立一个简化的商业自动化系统。其中：售货员负责录入销售的商品（商品名，编号，单价，数量），有时要根据特定情况对销售的商品进行修改或删除。收款员负责收取现金，并将多交的付款退还用户。销售经理需要随时查询整个部门的销售情况（时间，商品编号，销售金额），并在每日结束时，统计各类商品的销售金额。
首先：建立系统环境，确定系统边界，画出顶层DFD。
图3.8 简化的商业自动化系统顶层DFD
然后自顶向下，逐层分解。从输入端开始，根据商业自动化系统的工作流程，画出数据流所流经的各加工框，逐步画到输出端，得到更下层的数据流图。
图3.9 简化的商业自动化系统0层DFD
可根据需要继续逐层分解，例如加工3可分解为图3.10。
图3.10 简化的商业自动化系统1层DFD
5. 注意事项
（1）画数据流图不是画流程图。
（2）父图和子图的平衡。
（3）局部文件。
（4）分解的深度与层次
（5）要遵守加工编号规则
3.2.2 数据字典
数据字典要对数据流图中出现的所有名字（数据流、加工、数据存储）进行定义。在数据字典中，描述数据元素之间的关系时，可以使用自然语言，但为了更加清晰简洁，可采用以下符号：
= 表示等价于（或定义为）
+ 表示与
[ | ] 表示或（从方括号内由“|”号隔开的分量中选择一个）
{} 表示重复
（）表示选择
以下结合图3.6的计算机售书系统，举例说明怎样编写各类数据的字典条目。
1. 数据流条目
下面看一个例子。
例6. 以图3.6中的“发票”为例，编写一个字典条目。“发票”是一个数据流，其条目内容与书写格式如表3.2所示。
表3.2 数据流“发票”的字典条目
数据流名：发票 |
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别 名：购书发票
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组 成：学名+姓名+{书号+单价+数量+总价}+书费合计
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备注
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2. 数据文件条目
下面再看一个例子。
例7. 为计算机售书系统中的文件“各班学生用书表”编写一个字典条目。
表3.3 数据文件“各班学生用书表”的字典条目
文件名：各班学生用书表 |
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别 名：
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组 成：{系编号+专业和班编号+年级+{书号}}
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组 织：按系、专业和班编号从小到大排列
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备 注：
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3. 数据项条目
表3.4至表3.6分别列出了3个数据项字典条目；其中“年级”属于数据文件“各班学生用书表”；“数量”及“书费合计”均属于数据流“发票”。
表3.4 数据流“年级”的条目
数据项名：年级 |
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别 名：
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取值及含义：
F—freshman，一年级
M—sophomore，二年级
J—junior，三年级
S—senior，四年级
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备 注：F、M、J、S可分别用
1，2，3，4代替
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表3.5 数据项“数量”的字典条目 表3.6 数据项“书费合计”的条目
数据项名：数量 |
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数据项名：书费合计
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别 名：购书量
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别 名：
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取 值：正整数
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取 值：00.00~99.99
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备 注：
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备 注：
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例8. 将表3.2中的“发票”和表3.3中的“各班学生用书表”，以公式的形式来定义。
（1）数据流“发票”的公式定义为：
发票=（学号）+姓名+{书号+单价+数量+总价}+书费合计
对于较长和较复杂的数据流，还可用分层次描述使眉目更加清楚。上述数据流“发票”也可以表示为：
发票=（学号）+姓名+{发票行}+书费合计
发票行=书号+单价+数量+总价
（2）各班学生用书表的公式定义为：
各班学生用书表={系编号+专业和班编号+年级+{书号}}，其中
系编号=2{数字}2 二位数字，例如01，12
专业和班编号=3{数字}3 三位数字，例如305
年级=[F/M/J/S] 在4个字母中任选一个。
书号={字母}+{数字} 例如MATH 11，ENG 1，ENG 2，OS 4，SE 3等
3.2.3实体－关系图（E-R图）
实体－关系图中包含3种相互关联的信息：数据对象、数据对象的属性及数据对象彼此间相互连接的关系。
1. 数据对象、属性与关系
数据对象是软件必须理解的复合信息的抽象。所谓复合信息，是指具有一系列不同性质或属性的事物，仅有单个值的事物（例如，宽度）不是数据对象。
数据对象可以是外部实体（如显示器）、事物（如报表或显示）、角色（如教师或学生）、行为（如一个电话呼叫）或事件（如单击鼠标左键）、组织单位（如研究生院）、地点（如注册室）或结构（如文件）。
数据对象彼此间是有关联的，例如，教师“教”课程，学生“学”课程，教或学的关系表示教师和课程或学生和课程之间的一种特定连接。数据对象只封装了数据，没有包含作用于这些数据上的操作。这与面向对象范型中的类和对象不同。
属性定义了数据对象的特征。它可用来：① 为数据对象的实例命名；② 描述这个实例；③ 建立对另一个数据对象的另一个实例的引用。如学生数据对象的属性可以有学号、姓名、性别、出生年月、籍贯等。为了唯一地标识数据对象的某一个实例，定义数据对象中的一个属性或几个属性为关键码（key），例如在“学生”数据对象中用“学号”做关键码，它可唯一地标识一个“学生”数据对象中的实例。
数据对象彼此之间相互连接的方式称为联系，也称为关系。联系可分为以下3种类型：
（1）一对一联系（1∶1）
例9. 一个部门有一个经理，而每个经理只在一个部门任职，则部门与经理的联系是一对一的。
（2）一对多联系（1∶N）
例10. 每位教师可以教多门课程，但是每门课程只能由一位教师来教，则某校教师与课程之间存在一对多的联系。
（3）多对多联系（M∶N）
例11. 一个学生可以学多门课程，而每门课程可以有多个学生来学，则学生与课程间的联系是多对多的。
2. 实体－关系图实例
在E-R图中，每个方框表示数据对象，椭圆表示属性，方框之间的菱形表示数据对象之间的关联。E-R图中用到的符号如下图所示：
图 3.10 E-R图的符号表示
例12. 在教学管理中，一个教师可以教授零门、一门或多门课程，每位学生也需要学习几门课程。因此，教学管理中涉及的对象（实体）有学生、教师和课程。教师与课程之间是讲授的关系，学生与课程之间是选修的关系，都是多对多的关联。然后，再根据需要确定各实体的属性，如教师的属性有编号、姓名、性别、职称和院系，课程的属性有编号，名称、学时和学分。用E-R图描述，得到图3.12。
关联也可以有属性。在教学管理系统中，学生学某门课程所取得的成绩，既不是学生的属性也不是课程的属性。由于成绩既依赖于某名特定的学生又依赖于某门特定的课程，所以它是学生与课程之间联系的属性（如图3.12所示）。
图3.12 教学管理系统E-R图
3.2.4状态转换图
状态转换图（简称为状态图）通过描绘系统的状态及引起系统状态转换的事件，来表示系统的行为。此外，状态图还指明了作为特定事件的结果，系统将做哪些动作（例如，处理数据）。
1. 组成部分及其符号表示
状态是任何可以被观察到的系统行为模式，一个状态代表系统的一种行为模式。状态规定了系统对事件的响应方式。系统对事件的响应，既可以是做一个（或一系列）动作，也可以是仅仅改变系统本身的状态，还可以是既改变状态又做动作。
在状态图中定义的状态主要有：初态（即初始状态）、终态（即最终状态）和中间状态。在一张状态图中只能有一个初态，而终态则可以有0至多个。初态用实心圆表示，终态用一对同心圆（内圆为实心圆）表示（见图3.13）。
状态图既可以表示系统循环运行过程，也可以表示系统单程生命期。当描绘循环运行过程时，通常并不关心循环是怎样启动的。当描绘单程生命期时，需要标明初始状态（系统启动时进入初始状态）和最终状态（系统运行结束时到达最终状态）。
事件是在某个特定时刻发生的事情，它是对引起系统做动作或系统状态转变的外界事件的抽象。状态图中两个状态之间带箭头的连线称为状态转换，箭头指明了转换方向。状态变迁通常是由事件触发的，在这种情况下，应在表示状态转换的箭头线上，标出触发转换的事件表达式，如果事件有一定发生的条件，该条件也要在方括号中标出（见图3.13）。如果在箭头线上未标明事件，则表示在源状态的内部活动执行完之后，自动触发转换。
图3.13 状态图的符号
中间状态用圆角矩形或圆形表示，可以用两条水平横线把它分成上、中、下3个部分。上面部分为状态的名称，这部分是必须有的；中间部分为状态变量的名字和值，这部分是可选的；下面部分是活动表，这部分也是可选的。
活动表的语法格式如下：
事件名（参数表）/动作表达式，其中，“事件名”可以是任何事件的名称。需要时可以为事件指定参数表。活动表中的动作表达式描述应做的具体动作。
事件表达式的语法如下：
事件说明［守卫条件］／动作表达式
其中，事件说明的语法为：事件名（参数表）。
守卫条件是一个布尔表达式。如果同时使用事件说明和守卫条件，则当且仅当事件发生且布尔表达式为真时，状态转换才发生。如果只有守卫条件而没有事件说明，则只要守卫条件为真状态转换就发生。
动作表达式是一个过程表达式，当状态转换开始时执行该表达式。
