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Strukturierte Analyse - Algorithmische Systementwicklung

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Strukturierte Analyse in der Anwendungsentwicklung

Die Strukturierte Analyse (SA-Methode, Structured Analysis, System Analysis nach Tom DeMarco) ist im Software Engineering die Anwendung der Datenflussdiagramme (Informationsfluss-Diagramm, SA-Diagramm) zur Funktionsanalyse (Ist-Analyse, Ablaufanalyse) bzw. Funktionsmodellierung. Der Datenfluss bestimmt als maßgebliches Element in dieser Vorgehensweise die notwendige Kommunikation in einem System und damit auch die funktionalen Anforderungen.

Im Datenflussdiagramm (DFD) werden für die Darstellung die folgenden grafischen Elemente verwendet.

  • Externe Schnittstelle (Externer Partner, Beteiligter, Terminator)

  • Funktion (Prozess, Aufgabe, Function, Process)

  • Datenspeicher (Speicher, Store)

  • Datenfluss (Informationsfluss, Dataflow)

Zur Funktionsanalyse bzw. Funktionsmodellierung nach der Strukturierten Analyse wird die folgende Notation im SA-Diagramm eingesetzt:

weiterführende
externe Links

Notation Datenfluss-Diagramm / Informationsflussdiagramm

Datenflussdiagramm / Informationsflussdiagramm / SA-Diagramm:
Beispiel einer Darstellung der Beziehungen zwischen den Elementen der Strukturierten Analyse nach DeMarco

 

Die Funktion (Prozess) stellt im Informationsflussdiagramm (IFD) die Verarbeitungseinheit dar, die aus eingehenden Informationen eine neue Information ableitet und bereitstellt oder als Daten in einem Speicher ablegt.

Der Datenspeicher dient in der SA-Methode der Aufbewahrung der Daten über die Zeit der Ausführung einer Funktion hinaus.

Die Externe Schnittstelle ist im Informationsfluss-Diagramm Sender und/oder Empfänger (Quelle / Senke) der von einer Funktion bearbeiteten Daten.

Der Datenfluss stellt in der Softwareentwicklung nach Tom DeMarco die Kommunikation einer Funktion mit der Umgebung im Diagramm dar. Über die Datenflüsse werden in der strukturierten Analyse-Methode der Bedarf und das Ergebnis der Funktion (funktionale Anforderung) beschrieben. Im Daten-Fluss wird der Datenbedarf einer Funktion von Externen Schnittstellen, Datenspeichern oder anderen Funktionen bereitgestellt. Der gleiche Elementtyp enthält auch die von den Funktionen erzeugten Ergebnisse.

Der Datenfluss kann im Rahmen der Funktionsanalyse / Funktionsmodellierung beliebig in andere Datenflüsse zerlegt werden. Bei der Aufteilung einer Funktion in Teilfunktionen werden von dem generalisierten Datenfluss der Gesamtfunktion jeweils verschiedene Gruppen von Argumenten in den Sub-Funktionen bearbeitet und jeweils wieder im Datenflussdiagramm dargestellt.
Der Datenfluss setzt sich in der untersten Verfeinerung aus Attributen zusammen. Die Strukturierte Analyse stellt diese Zusammenstellung der Attribute über Datenstruktur-Diagramme dar.

Zu allen vier Elementen (Funktion, Speicher, Externe Schnittstelle, Datenfluss) gehört in der Funktionsmodellierung eine Definition, die den Inhalt präzise beschreibt und gegen andere gleichartige Elemente abgrenzt.


Die stufenweise Verfeinerung von Funktionen in der SA-Methode und Darstellung als Datenflussdiagramme wird über eine Hierarchie in mehreren Ebenen (Funktionsstruktur) vorgenommen. Dabei wird im Vorgehen der Fachlichen Analyse jeweils eine Funktion aus einem SA-Diagramm in Sub-Funktionen (als nächste Ebene) zerlegt. Das Standardvorgehen in der 'Strukturierten Analyse'-Methode ist die Bildung der Funktionsstruktur über die Aufteilung der Funktion nach einer Differenzierung der Verarbeitung eingehender oder ausgehender Datenflüsse.

Als Alternative können die Verfeinerungen in der Funktionsstruktur auch

  • Ablauf-orientiert / Prozess-orientiert (gemäß der Reihenfolge von Aufgaben),

  • Objekt-orientiert (nach den Verrichtungen an einem Objekt) oder

  • über Spezialisierung des in der Funktion behandelten Objektes

erfolgen (s.a. Essentielle System-Modellierung - Essential System Analysis).

Die Endstufe der Zerlegung der Arbeitspakete in der Funktionsmodellierung bzw. Prozessmodellierung führt im Software Engineering zur Definition der Elementarfunktion (auch Elementarprozess). Der Elementarprozess stellt als wichtigstes Ergebnis der Strukturierten Analyse eine abgeschlossene fachliche Verarbeitungseinheit dar und besitzt dann eventuell nur noch einen Eingabe- und einen Ausgabefluss. Die Funktionalität einer Anwendung setzt sich ausschließlich aus der Summe der Prozesse in den Elementarfunktionen zusammen.
Die Beziehungen zu seiner Umwelt werden für den Elementarprozess ebenfalls in einem Datenfluss-Diagramm dargestellt.

Die Elementarfunktion als Ergebnis der Prozessmodellierung gehört mit den Datenstrukturen ihrer eingehenden und ausgehenden Datenflüsse zu den wesentlichen Eingangsgrößen für das nachfolgende Strukturierte Design (SD). Daher auch häufig die Verwendung des Begriffs "SA/SD-Methode".

In einer Ebene der Verfeinerung erscheinen die Datenfluss-Verbindungen der Funktion als Umgebungsflüsse im Datenflussdiagramm, eventuell mit der Darstellung der "vererbten" Quelle oder Senke. Neben den Sub-Funktionen können im SA-Diagramm der Verfeinerungsebene auch weitere Datenspeicher zur Kommunikation zwischen den Sub-Funktionen auftauchen.

Die Hierarchie der Funktionen kann nicht über SA-Diagramme abgebildet werden, sondern wird über ein Funktionsstruktur-Diagramm dargestellt. Ein Funktionsstruktur-Diagramm kann zum Beispiel auch als Listendarstellung mit aufklappbaren Funktionsgruppen präsentiert werden.

Das Metamodell zu einem Informationsflussdiagramm für die Strukturierte Analyse sieht entsprechend wie folgt aus:


Meta-Struktur Datenfluss-Diagramm / Informationsflussdiagramm
Elemente der Meta-Struktur "Datenflussdiagramm"
 

Die Darstellung der Funktionen im Datenflussdiagramm und die zugehörigen Methoden der Systemanalyse / Systemmodellierung werden in dieser Form von allen Werkzeugen für die strukturierte Anwendungsentwicklung unterstützt. Der Übergang von der Strukturierten Analyse zum Strukturierten Design (SA/SD-Übergang) ist durch die Definition und die Umsetzung von differenzierten Funktionstypen in entsprechende Modul-Klassen sowie die Umsetzung der Datenflüsse in Datenstrukturen (Typstrukturen) für die Module realisiert (s.a. Software Engineering Werkzeug case/4/0). Nur unter Einbeziehung dieser Transformationen kann in Software Engineering Tools von einer SA/SD-Methode gesprochen werden.


Hierarchiekonzept der Strukturierten Analyse (Kap. 3.2)

Zum Thema der Methode "Strukturierte Analyse / System Analysis" bietet INffORUM die Auswahl und Einrichtung der geeigneten Werkzeugumgebung für den IT-Bereich (s.a. Projekt-Beispiele: Vorgehensmodell Analyse mit Einsatz case/4/0, Werkzeug-Einführung Innovator), den Know-how-Transfer zum Software Engineering in Form von Schulung (Seminar, Workshop, Tutorial), Coaching der Anwendungsentwickler und Unterstützung bei Durchführung in einem Projekt der Anwendungsentwicklung.
Das Training zum Thema "Strukturierte Analyse / Funktionsanalyse", sowohl Seminar als auch Workshop und Tutorial, kann dabei auf den speziellen Bedarf einer Projekt-Gruppe zugeschnittenen werden. Profitieren Sie in Ihrem IT-Projekt von den langjährigen Erfahrungen der INffORUM Berater.