【IT168 技术文章】

　　逻辑模型的工具——只反映信息在系统中流动和处理情况的图称为数据流图，它是描述系统逻辑模型的工具之一。数据流图(Data Flow Diagram，简称DFD)是便于用户理解系统数据流程的图形表示。它能精确地在逻辑上描述系统的功能、输入、输出和数据存贮等，而摆脱了其物理内容。数据流图是系统逻辑模型的重要组成部分。

　　系统分析阶段必须进行全面准确的收集、整理、分析收集的数据及其流程。

一、数据收集

　　 数据收集工作量很大， 故要求系统研制人员应具备经营管理的素质，耐心细致地深入实际，配合业务人员收集与系统有关的一切数据。

　　1.数据收集的渠道

　　现行的组织机构；现行系统的业务流程；现行的决策方式；各种报表、报告、图示。

　　2.数据的来源

(1)组织的正式报告(对于手工系统而言)：各种卡片、报表；会议决议。

(2)现行系统的说明性文件(对于已局部计算机化了的系统而言)：各种流程图；计算机文件（数据库）系统的数据组织结构。

(3)组织外的数据来源：上级下达的各种文件和各项任务指标；与本单位密切相关的其它单位的有关信息。

　　3.收集数据的方法

(1)查阅档案：到各个科室按收集数据的类型，查阅档案材料。有时候没有现成的档案，系统分析员就要帮助这些部门建立档案材料。如一个企业的各种报表应该汇编成册，每张报表编上号，注明用途、填报单位、报送单位、月用量、年用量等。如果企业没有做这方面的工作，我们只好自己动手去收集这些报表，编成册，统一标号，调查各种使用情况，作为技术档案资料保存起来，以备日后查阅。

(2)面谈调查：对各级管理人员和工作人员要自上而下地进行访问。调查有关系统总貌、系统目标、环境约束、近年内信息的需求情况，以及他们对现有信息系统的看法(包括有哪些信息是多余的,有哪些或哪方面的信息是急需补充和加强的等等)。

(3)发调查表：对于要作普遍调查的问题，可以发调查表进行调查。

(4)测定：有些数据，如业务的吞吐量、各项工作的时间和费用要实测一段时间。

(5)采样：对于大规模的统计，因不可能收集到数据的全部，可以采用抽样的办法解决。抽样的方式有随机抽样和系统抽样两种，它们的区别在于是不是按一定的规则来抽取样本。样本的大小应根据抽样理论和实际要求来确定。

(6)实际动手：深入实际，亲自动手参加信息的处理工作，这样能加深体会，对我们今后的工作是很有帮助的。

　　4.数据调查内容

输入信息：输入信息名称；使用目的；搜集方式；发生周期；信息量；编码方式；保存期；相关业务；使用文字；其它。

输出信息：输出信息名称；使用单位；使用目的；发行份数；发送方法；使用文字；输出时间；输出方式；其它。

信息处理过程：处理内容；处理周期；处理方法；处理时间；处理场所；其它。

存储方式：文件名称；保管单位；保存时间；总信息量；保密要求；使用频率；删除周期；追加周期；增加、删除比率。

代码信息：代码名称；分类方式；编码方式；使用目的；起始码；终止码；未使用码；贝码率；追加或废弃频率；其它。

信息需求：所需信息名称；需求目的；需求单位；需求者；时间和期限；所需信息的形式；信息表达的要求。

二、数据分析

    收集上来的数据是“ 原材料”，其中有些数据不能用作系统设计的依据，要把这些原材料加工成系统设计可用的资料，就必须做数据的分析工作。数据分析包括以下几个方面：

　　1.围绕系统目标进行分析

    (1)从业务处理角度来看。为了满足正常的信息处理业务，需要哪些信息，哪些信息是冗余的，哪些信息暂缺，有待于进一步收集。

    (2)从管理角度来看。为了满足科学管理的需要，应该分析这些信息的精度如何，能否满足管理的需要；信息的及时性如何，可行的处理区间如何，能否满足对生产过程及时进行处理的需求；对于一些定量化的分析(如预测、控制等)能否提供信息支持等等。

　　2.弄清信息源周围的环境  

    对数据进行分析就必须分清，这些信息是从现存组织结构中哪个部门来的，目前用途如何，受周围哪些环境影响较大(如有的信息受具体统计人员的计算方法影响较大；有的信息受检测手段的影响较大；有的受外界条件影响起伏变化较大)，它的上一级(或称层次)信息结构是什么，下一级的信息结构是什么等等。

　　3.围绕现存的业务流程进行分析

　　围绕现存的业务流程进行分析包括：

(1)分析现有报表的数据是否全面，是否满足管理的需要，是否正确反映业务实物流。

(2)分析业务流程，现存的业务流程有哪些弊病，需要做出哪些改进；做出这些改进以后对信息与信息流应该做出什么样的相应改进，对信息的收集、加工、处理有哪些新要求等等。

(3)根据业务流程分析，哪些信息是多余的，哪些是系统内部可以产生的，哪些需要长期保存。

　　4.数据特征分析

　　数据特征分析是下一步设计工作的准备工作。特征分析包括以下几方面的内容：

(1)数据的类型以及长度

　　是数字型还是字符型，是定长的还是变长的， 长度多少(字节数)，以及有何特殊要求(如精度、正负号)等等。

(2)合理的取值范围

　　 这对于将来设计校验和审核功能都是十分必要的。

(3)数据所属业务

　　哪些业务要用到这个数据。

(4)数据业务量

　　每天、每周、每月的业务量 (包括平均数量、最低的可能值、最高的可能值)以及要存储的量有多少，要输入、输出的频率有多大。

(5)数据重要程度和保密程度

　　重要程度即对于检验功能的要求有多高，对后备储存的必要性如何。保密度即是否需要有加密措施，它的读、写、改、看权限如何等等。

三、数据流图（DFD）

1.数据流图的基本符号

　　数据流图由四种基本符号组成，见图5－4－1所示。

图5－4－1  数据流图的基本符号 

　　例：图5－4－2是一个简单的数据流图，它表示数据X从源S流出，经P加工转换成Y，接着经P加工转换为Z，在加工过程中从F中读取数据。

图5－4－2　数据流图举例

下面来详细讨论各基本符号的使用方法。

2.数据流

　　数据流由一组确定的数据组成。例如“发票”为一个数据流，它由品名、规格、单位、单价、数量等数据组成。数据流用带有名字的具有箭头的线段表示，名字称为数据流名，表示流经的数据，箭头表示流向。数据流可以从加工流向加工，也可以从加工流进、流出文件，还可以从源点流向加工或从加工流向终点。

　　对数据流的表示有以下约定：

对流进或流出文件的数据流不需标注名字，因为文件本身就足以说明数据流。而别的数据流则必须标出名字，名字应能反映数据流的含义。

 数据流不允许同名。

　　两个数据流在结构上相同是允许的，但必须体现人们对数据流的不同理解。例如图5－4－3(a)中的合理领料单与领料单两个数据流，它们的结构相同，但前者增加了合理性这一信息。

　　两个加工之间可以有几股不同的数据流，这是由于它们的用途不同，或它们之间没有联系，或它们的流动时间不同，如图5－4－3(b)所示。   

　　　　　　　　（a）        　　　　　　　　　              （b）                      　　　　　　　　　 （c）

图5－4－3 简单数据流图举例

　　数据流图描述的是数据流而不是控制流。如图5-4-3 (c)中，“月末”只是为了激发加工“计算工资”，是一个控制流而不是数据流，所以应从图中删去。

3.加工处理

　　加工处理是对数据进行的操作，它把流入的数据流转换为流出的数据流。每个加工处理都应取一个名字表示它的含义，并规定一个编号用来标识该加工在层次分解中的位置。名字中必须包含一个动词，例如“计算”、“打印”等。

　　对数据加工转换的方式有两种：

改变数据的结构，例如将数组中各数据重新排序；

产生新的数据，例如对原来的数据总计、求平均等值。

4.文件

　　文件是存贮数据的工具。文件名应与它的内容一致，写在开口长条内。从文件流入或流出数据流时，数据流方向是很重要的。如果是读文件，则数据流的方向应从文件流出，写文件时则相反；如果是又读又写，则数据流是双向的。在修改文件时，虽然必须首先读文件，但其本质是写文件，因此数据流应流向文件，而不是双向。

    例如，在图5-4-3 (a)中，检查合理性加工时，只从库存帐目文件中读出库存信息与领料单核对，所以数据流从文件流出，箭头指向加工。

5.数据源或终点

　　数据源和终点表示数据的外部来源和去处。它通常是系统之外的人员或组织，不受系统控制。

为了避免在数据流图上出现线条交叉，同一个源点、终点或文件均可在不同位置多次出现，这时要在源(终)点符号的右下方画小斜线，或在文件符号左边画竖线，以示重复，如图5－4－4所示。

图5－4－4 重复的源点、终点或文件

　　由上图可见，数据流图可通过基本符号直观地表示系统的数据流程、加工、存贮等过程。但它不能表达每个数据和加工的具体、详细的含义，这些信息需要在“数据字典”和“加工说明”中表达。

6.DFD的画法

　　一般遵循“由外向里”的原则，即先确定系统的边界或范围，再考虑系统的内部，先画加工的输入和输出，再画加工的内部。即：

　　 (1)识别系统的输入和输出。

　　 (2)从输入端至输出端画数据流和加工，并同时加上文件。

　　 (3)加工的分解“ 由外向里”进行分解。

　　(4)数据流的命名，名字要确切，能反映整体。

　　(5)各种符号布置要合理，分布均匀，尽量避免交叉线。

　　(6)先考虑稳定态，后考虑瞬间态。如系统启动后在正常工作状态，稍后再考虑系统的启动和终止状态。

　　对于不同的问题，数据流图可以有不同的画法。一般情况下，应该遵守“由外向里”的原则。即先确定系统的边界或范围，再考虑系统的内部，先画加工的输入和输出，再画加工内部。具体实行时可按下述步骤进行：

（1）识别系统的输入和输出，画出顶层图

　　即确定系统的边界。在系统分析初期，系统的功能需求等还不很明确，为了防止遗漏，不妨先将范围定得大一些。系统边界确定后，那么越过边界的数据流就是系统的输入或输出，将输入与输出用加工符号连接起来,并加上输入数据来源和输出数据去向就形成了顶层图。

(2)画系统内部的数据流、加工与文件,画出一级细化图

　　从系统输入端到输出端(也可反之)，逐步用数据流和加工连接起来，当数据流的组成或值发生变化时，就在该处画一个“加工”符号。

　　画数据流图时还应同时画上文件，以反映各种数据的存贮处，并表明数据流是流入还是流出文件。

　　最后，再回过头来检查系统的边界，补上遗漏但有用的输入输出数据流，删去那些没被系统使用的数据流。

(3)加工的进一步分解，画出二级细化图

　　同样运用“由外向里”方式对每个加工进行分析，如果在该加工内部还有数据流，则可将该加工分成若干个子加工，并用一些数据流把子加工联接起来，即可画出二级细化图。二级细化图可在一级细化图的基础上画出，也可单独画出该加工的二级细化图，二级细化图也称为该加工的子图。

(4)其它注意事项

　　一般应先给数据流命名，再根据输入/输出数据流名的含义为加工命名。名字含义要确切，要能反映相应的整体。若碰到难以命名的情况，则很可能是分解不恰当造成的。应考虑重新分解。

　　从左至右画数据流图。通常左侧、右侧分别是数据源和终点，中间是一系列加工和文件。正式的数据流图应尽量避免线条交叉，必要时可用重复的数据源、终点和文件符号。此外，数据流图中各种符号布置要合理，分布应均匀。

　　画数据流图是一项艰巨的工作，要做好重画的思想准备，重画是为了消除隐患，有必要不断改进。

　　因为作为顶层加工处理的改变域是确定的，所以改变域的分解是严格的自顶向下分解的。由于目标系统目前还不存在，应此分解时开发人员还需凭经验进行，这是一项创造性的劳动。同时，在建立目标系统数据流图时，还应充分利用本章讲过的各种方法和技术，例如:分解时尽量减少各加工之间的数据流；数据流图中各个成分的命名要恰当；父图与子图间要注意平衡等等。

　　当画出分层数据流图，并为数据流图中各个成分编写词典条目或加工说明后，就获得了目标系统的初步逻辑模型。