专利名称：一种基于功能设计的系统结构自动分析方法
技术领域：
本发明属于信息系统工程领域，具体涉及一种利用系统设计数据自动分析系统结构的方法。
背景技术：
由于信息技术在社会、经济和日常生活中的广泛使用，使得信息系统的功能、结构越来越复杂。这大大增加了系统设计和开发的难度。为保证信息系统设计的科学性，人们研究并提出了多种系统设计的思想和方法，如结构化的设计方法、面向对象的设计方法、面向服务的设计方法。这些方法为信息系统设计提供科学的方法指导。信息系统的结构设计包含系统的组成、系统完成的功能以及系统之间的结构关系·等内容，是系统设计的重要组成部分，其直接影响系统功能、效能、成本、可靠性、可扩展性等指标。目前，最常用的系统结构分析方法是人工判断法和基于仿真的分析方法。人工分析方法主要是设计人员根据自己的设计经验，在设计中对系统结构进行分析判断。其分析判断的结果与设计人员的水平和经验密切相关，因此，这种方法得到的结论具有一定的主观性和不确定性。对于规模较大、功能复杂的信息系统来说，其结构关系的复杂程度随着组成单元的数量、完成功能的数量急剧增加，单纯依靠设计人员的经验难以分析复杂的系统结构。基于仿真的分析方法能够很好地分析系统结构、功能甚至系统的效能，也是目前最常用的方法。这种方法分析的前提是必须建立系统仿真模型。建立仿真模型本身就是一项复杂的工作，耗时费力，其复杂程度不亚于系统设计。因此，基于仿真的分析方法主要用于分析复杂流程设计、系统效能等。
发明内容
本发明的目的在于利用系统设计数据自动分析系统结构设计的合理性。该方法利用保存在数据库的系统设计数据，特别是系统功能、系统结构设计数据，按照系统功能的组成以及功能之间数据流的关系，通过建立系统功能、系统结构等的关系模型，实现对系统结构设计自动化分析。本发明按照以下步骤实施步骤I :解析数据文件文件，构建数据表。以系统设计数据文件为本发明的输入，读取并解析系统设计数据文件，按照固定格式构建系统功能表、系统功能关系表、系统及功能部署表以及系统接口关系表。系统功能关系矩阵主要表现系统功能之间的信息交换关系。根据系统设计数据库中的系统功能表和数据流表，构建系统功能关系矩阵。设系统功能表中包含系统功能的个数为N个，系统功能间数据流关系矩阵D是NXN的矩阵，矩阵中的元素du的含义
权利要求
1.一种基于功能设计的系统结构自动分析方法，其中包括如下步骤 (1)读取并解析系统设计数据文件，形成系统功能表、系统功能关系表、系统及功能部署表以及系统接ロ关系表； (2)系统功能部署完备性分析。根据系统功能表和系统及功能部署表来分析判断系统功能是否全部部署在系统上，全部系统功能是否由系统执行； (3)系统结构关系合理性分析。根据系统功能表、系统功能关系表、系统及功能部署表以及系统接ロ关系表来分析系统之间的结构关系是否满足系统功能之间数据交換的要求，是否存在增加和遗漏交換。
2.根据权利要求I所述的基于功能设计的系统结构自动分析方法，其特征在于步骤(2)的系统功能部署完备性分析步骤中包含有如下步骤 (2. I)根据系统功能表和系统及功能部署表，建立两个集合FUNO和FUNl。其中FUNl是根据系统功能表得到的系统功能集，FUNO是根据系统及功能部署表得到的系统功能集。
(2. 2)将集合FUN和FUNl进行相减运算，根据结果的集合是否为空分析判断是否完备，如果为空则系统功能部署完备，否则，则不完备。
3.根据权利要求I所述的基于功能设计的系统结构自动分析方法，其特征在于步骤(3)的系统结构关系合理性分析步骤中包含有如下步骤 (3. I)根据系统功能关系表，建立系统功能关系矩阵； (3. 2)根据系统及功能部署表，建立系统功能部署关系矩阵； (3. 3)根据系统结构关系表，建立系统-系统关系矩阵； (3. 4)根据系统功能关系矩阵、系统功能部署关系矩阵和系统-系统关系矩阵，生成理想的系統-系统关系矩阵； (3. 5)将系統-系统关系矩阵和理想系統-系统关系矩阵相减，根据运算结果结果分析系统结构合理性，如果相减后输出的矩阵为零矩阵，则系统结构设计是合理的，如果相减后输出的矩阵为非零矩阵，则系统结构设计是不合理的。
4.根据权利要求3所述的基于功能设计的系统结构自动分析方法，其特征在于所述的步骤(3.4)中的构建理想系統-系统关系矩阵的程序所采用的方法为，如果系统Si与系统功能Fj存在部署关系，系统功能Fj与Fi存在数据交换关系，并且系统功能Fi被部署在系统Sk上,那么系统Si和Sk存在接ロ关系。
5.根据权利要求3所述的基于功能设计的系统结构自动分析方法，其特征在于所述的步骤(3.4)中的构建理想系統-系统关系矩阵的程序所采用的方法为 (5. I)输入矩阵 D、SF、SS ； (5. 2)扫描系统-系统功能部署矩阵； (5. 3)如果矩阵SF中第i行对应的系统Si与第j列对应的系统功能&存在部署关系，则查找与匕有数据交换关系的系统功能； (5. 4)扫描系统功能关系矩阵中系统功能&所对应的行； (5. 5)如果系统功能&与第k列所对应的系统功能Fk存在数据交换关系，则查找部署了系统功能Fk且不是系统Si的系统集； (5. 6)扫描系统-系统功能部署矩阵中系统功能Fk所对应的列； (5. 7)如果矩阵SF中第I行对应的系统S1与第k列对应的系统功能Fk存在部署关系，S1与Si不同，则系统S1和系统Si之间存在接ロ关 系。
全文摘要
本发明涉及一种利用系统设计数据自动分析系统结构的方法。本发明包括如下步骤(1)读取并解析系统设计数据文件，形成系统功能表、系统功能关系表、系统及功能部署表以及系统接口关系表；(2)系统功能部署完备性分析。根据系统功能表和系统及功能部署表来分析判断系统功能是否全部部署在系统上，全部系统功能是否由系统执行；(3)系统结构关系合理性分析。根据系统功能表、系统功能关系表、系统及功能部署表以及系统接口关系表来分析系统之间的结构关系是否满足系统功能之间数据交换的要求，是否存在增加和遗漏交换。采用本发明分析方法可以在系统结构设计的同时快速、准确、低成本的为设计人员提供支持。
文档编号G06F17/50GK102708224SQ20121010269
公开日2012年10月3日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者刘俊先, 易先清, 罗爱民, 罗雪山, 舒振, 郭得科, 陈洪辉, 黄光奇, 黄力 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学