软件工程——数据流图

数据流图的画法

数据流图也称为数据流程图date flow diagram , DFD，是一种便于用户理解和分析系统数据流程的图形工具，他摆脱了系统和具体内容，精确的在逻辑上描述系统的功能、输入、输出和数据存储等，是系统逻辑模型的重要组成部分。

数据流图的基本组成成分

数据流：是由一组固定成分的数据组成，表示数据的流向。值得注意的是，数据流图中描述的是数据流，而不是控制流。除了流向数据存储或从数据存储流出的数据不必命名外，每个数据流必须要有一个合适的名字，以反映该数据流的含义。

加工：加工描述了输入数据流到输出数据之间的变换，也就是输入数据流经过什么处理后变成了输出数据。每个加工都有一个名字和编号。编号能反映该加工位于分层的数据流图的哪个层次和哪张图中，能够看出它是由哪个加工分解出来的子加工。

数据存储：数据存储表示暂时存储的数据。每个数据存储都有一个名字。

外部实体：外部实体是存在于软件系统之外的人员或组织，他指出数据所需要的发源地或系统所产生的数据的归属地。

外部实体加工数据流

分层数据流图的设计方法

第一步，画子系统的输入输出

把整个系统视为一个大的加工，然后根据数据系统从哪些外部实体接收数据流，以及系统发送数据流到那些外部实体，就可以画出输入输出图。这张图称为顶层图。

第二步，画子系统的内部

把顶层图的加工分解成若干个加工，并用数据流将这些加工连接起来，使得顶层图的输入数据经过若干加工处理后，变成顶层图的输出数据流。这张图称为0层图。从一个加工画出一张数据流图的过程就是对加工的分解。

可以用下述方法来确定加工：

在数据流的组成或值发生变化的地方应该画出一个加工，这个加工的功能就是实现这一变化，也可以根据系统的功能决定加工。

确定数据流的方法

用户把若干数据当作一个单位来处理（这些数据一起到达、一起处理）时，可以把这些数据看成一个数据流。

关于数据存储

对于一些以后某个时间要使用的数据，可以组织成为一个数据存储来表示。

第三步，画加工的内部

把每个加工看作一个小系统，把加工的输入输出数据流看成小系统的输入输出流。于是可以象画0层图一样画出每个小系统的加工的DFD图。

第四步，画子加工的分解图

对第三步分解出来的DFD图中的每个加工，重复第三步的分解过程，直到图中尚未分解的加工都是足够简单的（即不可再分解）。至此，得到了一套分层数据流图。

第五步，对数据流图和加工编号

对于一个软件系统，其数据流图可能有许多层，每一层又有许多张图。为了区分不同的加工和不同的DFD子图，应该对每张图进行编号，以便于管理。

● 顶层图只有一张，图中的加工也只有一个，所以不必为其编号。

● 0层图只有一张，图中的加工号分别是0.1、0.2、…，或者1， 2 。

● 子图就是父图中被分解的加工号。

● 子图中的加工号是由图号、圆点和序号组成，如：1.12，1.3 等等。

应该注意的问题：

1. 应适当的为数据流、加工、数据存储以及外部实体命名，名字应该反映该成分的实际含义，避免使用空洞的名字。

2. 画数据流图，不是画控制流。

3. 一个加工的输出数据流，不应与输入数据流同名，及时他们的组成完全相同。

4. 允许一个加工有多条数据流流向另一个加工，也允许一个加工有两条相同的输出数据流流向不同的加工。

5. 保持父图与子图的平衡。也就是说，父图中的某加工的输入输出流必须与他的子图的输入输出数据流在数量上和名字上相同。值得注意的是，如果父图中的一个输入（输出）数据流对应于子图中的几个输入（输出）数据流，而子图中组成这些数据流的数据项的全体正好是父图中的这一个数据流，那么他们仍然算是平衡的。

6. 在自顶向下的分解过程中，若一个数据存储首次出现时，只与一个加工有关系，那么这个数据存储应作为这个加工的内部文件而不必画出。

7. 保持数据守恒，也就是，一个加工的所有输出数据流中的数据必须能从该加工的输出流中直接获得，或者通过该加工能产生的数据。

8. 每个加工必须既有输入数据流，又有输出数据流。

9. 在整套数据流图中，每个数据存储必须既有读的数据流，又有写的数据流。但是在某张子图中，可能只有读没有写，或者只有写没有读。

特别注意上面的几点，都是考试的目标。近两年考试的内容都集中到2、5、6、8的几点上。

例如:

数据流图(DFD)

数据流图，简称DFD，是SA方法中用于表示系统逻辑模型的一种工具，它以图形的方式描绘数据在系统中流动和处理的过程，由于它只反映系统必须完成的逻辑功能，所以它是一种功能模型。

下图是一个飞机机票预订系统的数据流图，它反映的功能是：旅行社把预订机票的旅客信息 (姓名、年龄、单位、身份证号码、旅行时间、目的地等)输入机票预订系统。系统为旅客安排航班，打印出取票通知单(附有应交的账款)。旅客在飞机起飞的前一天凭取票通知单交款取票，系统检验无误，输出机票给旅客。

3.3.1 基本图形符号

数据流图有四种基本图形符号：

：箭头，表示数据流；

〇：圆或椭圆，表示加工；

= ：双杠，表示数据存储；

□：方框，表示数据的源点或终点。

(1) 数据流。数据流是数据在系统内传播的路径，因此由一组成分固定的数据组成。如订票单由旅客姓名、年龄、单位、身份证号、日期、目的地等数据项组成。由于数据流是流动中的数据，所以必须有流向，除了与数据存储之间的数据流不用命名外，数据流应该用名词或名词短语命名。

(2)加工(又称为数据处理)。对数据流进行某些操作或变换。每个加工也要有名字，通常是动词短语，简明地描述完成什么加工。在分层的数据流图中，加工还应编号。

(3)数据存储(又称为文件)，指暂时保存的数据，它可以是数据库文件或任何形式的数据组织。

(4)数据源点或终点，是本软件系统外部环境中的实体(包括人员、组织或其他软件系统)，统称外部实体。一般只出现在数据流图的顶层图。

3.3.2画数据流图的步骤

(1)首先画系统的输入输出，即先画顶层数据流图。顶层流图只包含一个加工，用以表示被开发的系统，然后考虑该系统有哪些输入数据、输出数据流。顶层图的作用在于表明被开发系统的范围以及它和周围环境的数据交换关系。下图为飞机机票预订系统的顶层图。

(2)画系统内部，即画下层数据流图。不再分解的加工称为基本加工。一般将层号从0开始编号，采用自顶向下，由外向内的原则。画0层数据流图时，分解顶层流图的系统为若干子系统，决定每个子系统间的数据接口和活动关系。例如，在上面的机票预订系统按功能可分成两部分，一部分为旅行社预订机票，另一部分为旅客取票，两部分通过机票文件的数据存储联系起来，0层数据流图如图3-4。

(3)注意事项。

①命名。不论数据流、数据存储还是加工，合适的命名使人们易于理解其含义。

②画数据流而不是控制流。数据流反映系统“做什么”，不反映“如何做”，因此箭头上的数据流名称只能是名词或名词短语，整个图中不反映加工的执行顺序。

③一般不画物质流。数据流反映能用计算机处理的数据，并不是实物，因此对目标系统的数据流图一般不要画物质流。

④每个加工至少有一个输入数据流和一个输出数据流，反映出此加工数据的来源与加工的结果。

⑤编号。如果一张数据流图中的某个加工分解成另一张数据流图时，则上层图为父图，直接下层图为子图。子图及其所有的加工都应编号。

⑥父图与子图的平衡。子图的输入输出数据流同父图相应加工的输入输出数据流必须一致，此即父图与子图的平衡。

⑦局部数据存储。当某层数据流图中的数据存储不是父图中相应加工的外部接口，而只是本图中某些加工之间的数据接口，则称这些数据存储为局部数据存储。

⑧提高数据流图的易懂性。注意合理分解，要把一个加工分解成几个功能相对独立的子加工，这样可以减少加工之间输入、输出数据流的数目，增加数据流图的可理解性。

　　图3-6给出了采用这套符号画出的等价于图3-2的DFD。

3.3.3流程图的实例

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