系统逻辑建模

3.2描述系统逻辑模型的工具系统逻辑模型的描述是围绕着对数据流程图的绘制展开的绘制数据流程图的同时还需要编写数据字典和加工（处理逻辑）说明，以对数据流程图中的数据和加工来进行进一步分析。所以，描述系统逻辑模型的主要工具有：数据流程图、数据字典、判定树等。3.2.1数据流程分析的工具业务流程图虽然形象的表达了信息的流动和存储情况，但仍然没有完全脱离一些物质要素，为了用计算机进行企业管理，还必须进一步舍去物质要素（如：产品），抽象出信息流。而数据流程图（DataFlowDiagramDFD）恰好弥补了业务流程图的不足，它不仅可以舍去物质抽象出信息，并能用少数几种符号综合的反映出信息在系统中的流动，处理、存储和使用情况，是一种能全面的描述信息系统逻辑模型的主要工具。1.数据流程图的基本符号数据流程图包含了四种基本符号，如图3-2-9所示::表示外部实体:表示数据流图3-2-9数据流程图的基本符号外部实体在数据流程图中外部实体包含了多层含义：首先，用它来表示独立于系统，但又和系统有联系的实体；其次，用来它表示系统的数据流的来源和终点，可以是某个人员、组织、其他信息系统或某各团体；最后，用它来表示本系统和外部环境间的界线用以明确系统的范围。实体在数据流程图中的具体表示形式如图3-2-10所示：图3-2-10实体在数据流程图中的具体表示形式图数据流在数据流程图中数据流表示的是流动着的数据。就数据本身而言，可以是一项数据或一组数据，即一份数据文件数据流在数据流程图中的具体表示形式如图3-2-11所示：数据流名 ►图3-2-11数据流在数据流程图中的具体表示形式图（3） 数据存储在数据流程图中数据存储表示的是逻辑意义上的数据存储环节。逻辑意义上的存储环节指的是信息的暂停或保留，而不考虑存储的物理介质和处理手段。一般表示数据流程图中的加工的结果，如：数据文件、报表或账目等。数据存储在数据流程图中的具体表示形式如图3-2-12所示:编编 数据存储名号图3-2-12数据存储在数据流程图中的具体表示形式图（4） 加工（处理逻辑）在数据流程图中加工（处理逻辑）表示的是对数据进行的操作。包含了两层含义：一方面它表示的是变换数据的组成，即改变数据结构；另一方面它表示在原有数据内容的基础上增加新的内容，形成新的数据加工（处理逻辑）在数据流程图中的具体表示形式如图3-2-13所示：图3-2-13加工（处理逻辑）在数据流程图中的具体表示形式图为了便于和数据字典中对数据流图的描述保持一致，所以在这里数据存储的编号以字母“F”开始，而加工的编号以字母“P”开始。2.数据流程图的绘制方法数据流程图（DataFlowDiagramDFD）是一种能全面的描述信息系统逻辑模型的主要工具，在绘制时采用了自顶向下，逐层分解的方法，最终会按层次产生一组图形。在绘制过程中，首先将整个系统按总的处理功能画出顶层的流程图，然后逐层分解，画出下一层的数据流程图。顶层的数据流程图只有一张，它表示了系统的总的处理功能和输入/输出的数据流。需要说明的是下层数据流程图对上层数据流程图的分解是围绕着加工（处理逻辑）展开的，是将上层中的某个处理功能的细化。数据流程图的具体绘制过程如下：（1）绘制顶层图数据流程图首先确定系统的边界，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；若系统中具有全系统共享的数据存储，可表示在顶层数据流程图中。顶层图的一般形式如图3-2-14所示:数据流名 A数据流名数据流名 A数据流名4 数据流数据流名V 数据存储名图3-2-14顶层图数据流程图一般形式图（2）绘制中、下层数据流程图总体来讲在顶层数据流程图的基础上，将加工（逻辑功能）逐步分解，即可得到不同层次的数据流程图。具体内容如下:第一方面：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。逐步检查数据流的组成或值是否发生变化，如果发生变化，则就在该处画一个“加工（处理逻辑）”符号。在中、下层中产生的多个加工都是围绕着上层数据流程图中的某个加工展开的，是对上层数据流程图处理功能的具体化第二方面：在注意数据流的变化画出加工的同时，还应画上数据存储，数据存储不仅可以反映各种数据的存储处，而且可以说明数据流流入或流出。第三方面：在系统的边界内作整体的检查，补充遗漏但有用的输入/输出数据流，删去没被系统使用的数据流。第四方面：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。中、下层数据流程图的一般形式，如图3-2-15所示:编号1加工名编号2数据流名加工名编号3加工名数据流名编号1加工名编号2数据流名加工名编号3加工名数据流名数据流名编号 数据存储名1数据存储名编号 数据存储名3图3-2-15中、下层图数据流程图一般形式图为了控制加工的复杂性，采用了“自顶向下，逐层分解”的方法来完成数据流程图的绘制。通过这种方法，可以获得一套由抽象到具体的数据流图。这一套数据流图称为分层数据流图。它比仅仅用一张数据流图来描述系统的所有细节更便于理解和使用。所以，一般系统的逻辑模型都是由一套分层的数据流图组成的。数据流程图举例如图3-2-16和图3-2-17为某生产制造企业订货处理业务的顶层和分解数据流程图。

图3-2-16某生产制造企业订货处理业务的顶层数据流程图不合格定货3.数据流程图的绘制时的注意事项在介绍完数据流程图一般形式的基础上，下面讨论一下绘制数据流图时应注意的问题。（1）编号为了便于和数据字典中对数据流图的描述保持一致，所以在这里数据存储的编号以字母“F”开始，而加工的编号以字母“P”开始。数据流图的顶层称为0层，称它是第1层的父图，而第1层既是0层图的子图，又是第2层图的父图，依此类推。为简单起见，约定第1层图的父图号为0，编号只写加工编号P1、P2、P3...，下面各层由父图号加上子加工的编号1、2、3...组成。要求编号即能反映出它所属的层次以及它的父图编号的信息，还能反映子加工的处理信息。例如表示第1层图的1号加工处理，P1.1、P1.2、P1.3...表示父图为1号加工的子加工，依此类推P1.3.1、P1.3.2、P1.3.3...表示父图号为1.3加工的子加工。数据流程图中其他组成部分的编号原则和加工变化原则相同，所以再次不再赘述。（2）分解的程度对于一个大型的系统，在绘制数据流图时，如果一下子把加工直接分解成功能单元（不再做分解的加工），即一张图上画出过多的加工将使人难以理解，也增加了分解的复杂度。然而，如果每次分解产生的子加工太少，会使分解层次过多而增加作图的工作量，阅读也不方便。经验表明，一般说来一个加工每次分解量最多不要超过七个为宜。同时，分解时应遵循以下原则：•上层可分解的快些（即分解成的子加工个数多些），这是因为上层是综合性描述，对可读性的影响小。而下层应分解得慢些。•在不影响可读性的前提下，应适当地多分解成几部分，以减少分解层数。当加工只有单一输入/输出数据流时（出错处理不包括在内），就应停止对该加工的分解。对数据流图中的功能单元，必须作出详细的加工说明，并且每个加工说明的编号必须与功能单元的编号一致。总之，数据流程图不仅总体概念强，即，每层明确“干什么”、“需要什么”、“给出什么”，而且可反映出数据流向的处理过程，并能及早发现系统各部分逻辑错误、容易与计算机处理对照，是一种能全面的描述信息系统逻辑模型的主要工具。但是如果由人工完成数据流程图的绘制非常麻烦而且工作量大。3.2.2数据分析的工具数据分析的任务是将数据流程图中所出现的各个组成部分的内容、特征等用数据字典的形式做出明确的定义和说明。数据流程图配以数据字典，可以从图形、文字两个方面对系统的逻辑模型进行描述，形成一个完整地说明。数据字典是给数据流程图中每个成分以定义和说明的工具它以特定的格式对数据流程图中的各个组成要素的内容和特征作出完整和准确的定义和说明。是系统设计、系统实施与维护的重要依据。数据字典利用数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等六个方面的内容对数据流程图的内容与特征予以详细说明的。下面具体介绍一下数据字典中所包含的六项内容。1■数据项数据项是数据字典中的基本项（相当于应用数据库中的字段），数据项描述中应包括：•名称和说明：名称应该是唯一的，有确切的含义，便于记忆和理解，但又不过于冗长。数据项的说明应简明扼要，让人一看就懂；•别名：可能由于用户不同、习惯不同、处理过程不同，以及计算机系统表示的缩写等原因会引起出现本质相同但名称不同的数据项；•取值范围和含义（包括类别、类型）：数据项取值范围的规定有利于验证数据项输入的正确性。对于离散取值，要明确具体的离散取值和对应的含义；对于连续取值，要标明上下限。•长度：有助于估算系统所需的存储量。对于数值元素应标明整数位和小数位的长度。•与该数据项相关的数据结构和处理逻辑：标明该数据项被哪些数据结构所包含，被哪些处理功能所使用，可以帮助理解处理逻辑的具体功能，了解数据流程图中元素之间的相互关系。例如：数据字典中数据项的定义数据项名称：库存量数据项别名：数量数据项说明：某种配件的库存量数据项长度：8个字节取值范围：0〜99,999,9992.数据结构数据结构一般由若干个数据项组成，也可以由若干个其它数据结构所组成。数据结构描述应包括：•名称和说明：名称应该是唯一的，有确切的含义；说明应该简明扼要；•别名：可能由于用户不同、习惯不同、处理过程不同，以及计算机系统表示的缩写等原因会引起出现本质相同但名称不同的数据结构；•构成的描述（最重要部分）：如果结构比较简单，可以列出结构中所有的数据项；如果结构比较复杂，又引用了其他数据结构，可以仅列出被引用的数据结构，而不必列出所有的数据项;•与该数据结构相关的其他数据结构、数据流、数据存储和处理逻辑：标明该数据结构被其他哪些数据结构、数据流、数据存储所包含，被哪些处理功能所使用，可以帮助理解处理逻辑的具体功能，了解数据流程图中元素之间的相互关系。例如：数据字典中数据结构的定义数据结构名称：用户订货单数据结构说明：用户所填写的用户情况及订货要求等信息数据结构构成：订货单标识+用户情况+配件情况3.数据流系统中数据的逻辑流向。可以是数据结构，也可以是若干个数据项或数据结构的组合。数据流描述应包含：•名称和说明：对于数据流的说明是对数据流的性质和含义进行进一步的描述，以免产生误解。•来源和去向：至少有一个是处理逻辑。•数据流的组成：数据流中包含哪些数据项或数据结构。•流量和最大流量：也是硬件设计的一个依据。例如：数据字典中数据流的定义数据流名称：发货通知单数据流说明：销售科为用户开出的发货通知单数据流来源：开发货单处理逻辑数据流组成：发货通知单数据结构数据流流量：200份/天数据流的最大流量：90份/天上午8：30—10:004.数据存储数据存储描述应包含：•名称和说明：名称应该相当简略，说明一定要描述清楚。•来源和去向：两者都应该是处理逻辑。•组成：用数据结构和数据存储描述。•容量：（一条记录的长度，）包含的记录数，可能的增长率。•物理组织方式：顺序组织、随机组织，索引关键字段。•相关的处理逻辑：•数据存储编号：例如：数据字典中数据存储的定义数据存储名称：产品库存帐数据存储说明：存放产品的历年库存和单价数据存储编号：F1数据存储组成：产品编号+产品名称+单价+库存量+备注物理组织方式：顺序组织数据存储关键字：产品编号相关的处理逻辑：确定发货量修改库存5.处理逻辑处理逻辑（加工）描述应包含：•名称和说明：•编号：处理逻辑的编号应该与数据流程图的处理逻辑模块编号一致，而且应该与较低层的数据流程图的编号对应。•输入、输出数据流：•逻辑概括：最好将逻辑概括置于输入输出数据流之间，以便阅读理解。例如：数据字典中处理逻辑的定义处理逻辑名称：验收订货单处理逻辑说明：确定用户的订货单填写是否正确处理逻辑编号：P1处理逻辑的输出数据流：合格的订货单，流入“确定发货量”处理逻辑；不合格的订货单，流入“产品用户”外部实体；6.外部实体外部实体描述应包含：•名称、别名和说明：•与外部实体有关的数据流：指出系统的输入、输出；•数量和增长率：如果外部实体是另一个子系统，则说明这一信息系统输出和接受信