结构化方法及其数据流图绘制方法.docx

结构化方法及其数据流图绘制方法一、 结构化方法1. 结构化方法概述结构化方法产生于70年代中期。“结构化”一词出自程序设计，即我们熟悉的结构化程序设计。在程序化程序设计出现之前，程序员按照各自的习惯和思路编写程序，没有统一的标准，也没有统一的方法。同样的一件事情，不同的程序员编写的程序所占用的内存空间、运行时间可能差异很大。更严重的是，这些程序的可读性和修改性很差。结构化方法是一种传统的软件开发方法，它是由结构化分析、结构化设计和结构化程序设计三部分有机组合而成的。它的基本思想：把一个复杂问题的求解过程分阶段进行，而且这种分解是自顶向下，逐层分解，使得每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。结构化方法的基本要点是：自顶向下、逐步求精、模块化设计、结构化编码。结构化分析方法是以自顶向下，逐步求精为基点，以一系列经过实践的考验被认为是正确的原理和技术为支撑，以数据流图，数据字典，结构化语言，判定表，判定树等图形表达为主要手段，强调开发方法的结构合理性和系统的结构合理性的软件分析方法。结构化设计方法是以自顶向下，逐步求精，模块化为基点，以模块化，抽象，逐层分解求精，信息隐蔽化局部化和保持模块独立为准则的设计软件的数据架构和模块架构的方法学。结构化方法按软件生命周期划分，有结构化分析（SA）,结构化设计（SD），结构化实现（SP）。 其中要强调的是，结构化方法学是一个思想准则的体系，虽然有明确的阶段和步骤，但是也集成了很多原则性的东西，所以学会结构化方法，不是能够单从理论知识上去了解就足够的，要的更多的还是实践中慢慢的理解个个准则，慢慢将其变成自己的方法学。2. 结构化方法分析步骤结构化分析的步骤如下： 分析当前的情况，做出反映当前物理模型的DFD； 推导出等价的逻辑模型的DFD； 设计新的逻辑系统，生成数据字典和基元描述； 建立人机接口，提出可供选择的目标系统物理模型的DFD； 制定各种方案的成本和风险等级，据此对各种方案进行分析； 选择一种方案； 建立完整的需求规约。3. 结构化设计方法结构化设计方法给出一组帮助设计人员在模块层次上区分设计质量的原理与技术。它通常与结构化分析方法衔接起来使用，以数据流图为基础得到软件的模块结构。SD方法尤其适用于变换型结构和事务型结构的目标系统。在设计过程中，它从整个程序的结构出发，利用模块结构图表述程序模块之间的关系。结构化设计的步骤如下： 评审和细化数据流图； 确定数据流图的类型； 把数据流图映射到软件模块结构，设计出模块结构的上层； 基于数据流图逐步分解高层模块，设计中下层模块； 对模块结构进行优化，得到更为合理的软件结构； 描述模块接口。结构化设计方法的设计原则： 使每个模块尽量只执行一个功能（坚持功能性内聚）； 每个模块用过程语句（或函数方式等）调用其他模块； 模块间传送的参数作数据用； 模块间共用的信息（如参数等）尽量少。二、 结构化方法的个人理解结构化方法本质上其实是功能分解，以实现功能的过程为中心，而用户的需要变化主要是针对功能的，这就使得基于过程的设计不易被理解，而且，当用户提出其他的功能需求变化的时候往往会引起很大的结构变化，稳定性不好。系统有明确的边界定义，而且系统结构依赖于系统边界的定义，这样用结构化设计实现的系统不易于扩充和修改。1、思想：其基本思想是将系统开发看成工程项目，有计划、有步骤地进行工作，是一种应用很广的开发方法，适应于分析大型信息系统。结构化分析方法采用“自顶向下，逐层分解”的开发策略。按照这种策略，再复杂的系统也可以有条不紊地进行，只要将复杂的系统适当分层，每层的复杂程序即可降低，这就是结构化分析研究的特点。2、内容：结构化分析之后获得的文档是系统分析报告，系统分析报告主要是由下面几个部分组成：组织结构及其分析，现行业务流程及其分析，现有数据和数据流程及其分析，新系统的初步方案和补充材料，如开发计划等。3、特点：简单，易于掌握和使用。将分析的结果用图形表示，如业务流程图，数据流程图等。其实施步骤是先分析现实环境中已存在的系统，在此基础上再构思即将开发的目标系统，从而大大降低了问题的复杂程序，符合人们认识世界、改造世界的一般规律。4、局限：要求对系统有完整确切的需求定义，而实际上这是非常困难的；文档资料数量大；人机界面表达能力差；描述的模型仅仅是书面的，只能供人们阅读和讨论，但不能试用从而及时地获得用户的反馈信息。三、 数据流图1. 数据流图概述数据流图（Data Flow Diagram）：简称DFD，它从数据传递和加工角度，以图形方式来表达系统的逻辑功能、数据在系统内部的逻辑流向和逻辑变换过程，是结构化系统分析方法的主要表达工具及用于表示软件模型的一种图示方法。数据流图是结构化分析方法中使用的工具,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。在结构化开发方法中，数据流图是需求分析阶段产生的结果。数据流图从数据传递和加工的角度，以图形的方式刻画数据流从输入到输出的移动变换过程。数据流程图包括：a指明数据存在的数据符号，这些数据符号也可指明该数据所使用的媒体；b指明对数据执行的处理的处理符号，这些符号也可指明该处理所用的机器功能；c指明几个处理和（或）数据媒体之间的数据流的流线符号；d便于读、写数据流程图的特殊符号。数据流图有两种典型结构，一是变换型结构，它所描述的工作可表示为输入、主处理和输出，呈线性状态。另一种是事务型结构，这种数据流图呈束状，即一束数据流平行流入或流出，可能同时有几个事务要求处理。变换型结构数据流图事务型结构数据流图2. 数据流图主要元素数据流程图中有以下几种主要元素：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。：数据源（终点）。代表系统之外的实体，可以是人、物或其他软件系统。：对数据的加工（处理）。加工是对数据进行处理的单元，它接收一定的数据输入，对其进行处理，并产生输出。：数据存储。表示信息的静态存储，可以代表文件、文件的一部分、数据库的元素等。3. 数据流图的分层方法为了表达数据处理过程的数据加工情况，需要采用层次结构的数据流图。按照系统的层次结构进行逐步分解，并以分层的数据流图反映这种结构关系，能清楚的表达和容易理解整个系统。一套分层的数据流图由顶图、0层图、中间层和底图的数据流图所组成。顶图说明了系统的边界，即系统的输入和输出的数据流，顶图只有一个加工，标识被开发的系统。画系统的内部，一般将层号从0开始编号。0层图分解顶层图的系统为若干子系统。底图由一些不必再分解的加工组成，这些加工称为基本加工。在顶图和底图之间是中间件。称上层图为下层图的“父”图，下层图称为上层图的“子”图。4. 数据流图的画法(一)确定系统的输入输出由于系统究竟包括哪些功能可能一时难于弄清楚，可使范围尽量大一些，把可能有的内容全部都包括进去。此时，应该向用户了解“系统从外界接受什么数据”、“系统向外界送出什么数据”等信息，然后，根据用户的答复画出数据流图的外围。(二)由外向里画系统的顶层数据流图首先，将系统的输入数据和输出数据用一连串的加工连接起来。在数据流的值发生变化的地方就是一个加工。接着，给各个加工命名。然后，给加工之间的数据命名。最后，给文件命名。(三)自顶向下逐层分解，绘出分层数据流图对于大型的系统，为了控制复杂性，便于理解，需要采用自顶向下逐层分解的方法进行，即用分层的方法将一个数据流图分解成几个数据流图来分别表示。5. 绘制数据流图要注意的几个问题 适当地为数据流、加工、数据存储、外部实体命名，名字应该反应该成分的实际含义，避免空洞的名字。 画数据流而不画控制流 一个加工的输出数据流不应与输入数据流同名，即使他们的组成成分相同。 允许一个加工有多条数据流流向另外一个加工，也允许一个加工有两个相同的输出数据流流向另外两个不同的加工。 保持父图和子图平衡。也就是说，父图中某加工的输入、输出必须与它的子图的输入、输出数据流在数量和名字上相同。值得注意的是，如果父图的一个输入（或输出）数据流对应于子图中几个输入或输出数据流，而子图中组成这些数据流的数据项全体正好是父图中的这一个数据流，那么它们仍然算是平衡的。 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，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。 保持数据守恒。也就是说，一个加工所有输出数据必须能从该加工的输入数据流中直接获得，或者是通过该加工能产生的数据。 每隔加工必须既有输入数据流也有输出数据流。 在整套数据流图中，每隔数据存储必须既又读的数据流，又有写的数据流。但在某一张子图中可能只有读没有写，或者只有写没有读。四、 数据流图的个人理解有时候我们要开发或者理解一个系统，总体的系统结构我们弄清楚了，但是细节上需要再深入去理解，而数据流图“自顶向下,由外到内,逐步细化”的思想就会显示出很重要的作用，它可以作为我们系统分析的指导方法。数据流图分析关注的重点是数据，将面向控制的信息作为数据进行处理，包括了系统的所有数据，能准确的抽象系统数据的流向和处理过程概括的描述当数据在