系统架构设计：系统分析与设计需要掌握的基本理念

在软件工程中，系统分析与设计是构建高质量软件的关键步骤。它决定了软件系统的架构、功能、性能和可维护性。本文将详细介绍系统分析与设计的重要知识点，并结合相关代码示例，帮助你更好地理解和应用这些知识。

一、系统分析

系统分析是软件开发生命周期中的一个重要阶段，其主要目标是明确用户的需求，分析系统的可行性，并为后续的设计和开发提供详细的规格说明。系统分析的主要活动包括需求收集、需求分析、需求建模和需求验证。

1. 需求收集

需求收集是系统分析的第一步，其目标是从用户、客户和其他利益相关者那里获取系统的需求。常用的需求收集方法包括用户访谈、问卷调查、观察法、头脑风暴和原型法。

示例代码：用户访谈记录

# 示例：用户访谈记录
interview_notes = {
    "user": "张三",
    "role": "电商运营",
    "date": "2024-10-10",
    "key_points": [
        "需要一个商品管理功能，支持批量上传商品信息。",
        "商品信息包括名称、价格、描述、图片等。",
        "需要一个订单管理功能，支持订单查询、修改和退款。",
        "希望系统能够支持多语言，方便国际用户使用。",
        "需要一个数据分析功能，能够生成销售报表和用户行为分析。"
    ]
}

2. 需求分析

需求分析是对收集到的需求进行分析，确定需求的可行性和优先级。需求分析的主要任务包括需求分类、需求建模和需求优先级排序。

示例代码：需求分类

# 示例：需求分类
requirements = {
    "functional_requirements": [
        "支持用户注册和登录功能。",
        "支持商品搜索和筛选功能。",
        "支持订单创建和支付功能。",
        "支持订单查询和修改功能。",
        "支持商品评论和评分功能。"
    ],
    "non_functional_requirements": [
        "系统响应时间不超过 2 秒。",
        "系统支持 10000 个并发用户。",
        "系统数据的准确率达到 99.99%。",
        "系统支持多语言界面。",
        "系统具备高可扩展性和可维护性。"
    ],
    "constraints": [
        "系统必须在 2024 年 12 月 31 日前上线。",
        "系统必须使用 MySQL 数据库。",
        "系统必须支持 HTTPS 协议。"
    ]
}

3. 需求建模

需求建模是通过模型来描述系统的需求，常用的建模方法包括用例图、活动图、状态图和类图。

示例代码：需求建模（用例图）

# 示例：需求建模（用例图）
use_case_diagram = {
    "actors": ["用户", "管理员"],
    "use_cases": [
        "用户注册",
        "用户登录",
        "商品搜索",
        "商品购买",
        "订单查询",
        "订单修改",
        "订单退款",
        "商品管理",
        "订单管理",
        "数据分析"
    ],
    "relationships": [
        {"actor": "用户", "use_case": "用户注册"},
        {"actor": "用户", "use_case": "用户登录"},
        {"actor": "用户", "use_case": "商品搜索"},
        {"actor": "用户", "use_case": "商品购买"},
        {"actor": "用户",