DFD - диаграммы потоков данных

1. DFD – диаграммы потоков данных

Анна Евгеньевна Терехова

2. DFD (Data Flow Diagram)

Модель системы определяется как иерархия диаграмм потоков
данных, описывающих процессы преобразования информации от
момента ее ввода в систему до выдачи конечному пользователю.
Диаграммы верхних уровней иерархии - контекстные диаграммы,
задают границы модели, определяя её окружение (внешние входы и
выходы) и основные рассматриваемые процессы.
Контекстные диаграммы детализируются при помощи диаграмм
следующих уровней.
Диаграмма потоков данных (data flow diagram, DFD) - один из основных
инструментов структурного анализа и проектирования информационных
систем, существовавших в "доюмээльную" эпоху.

3. Элементы DFD-диаграмм

Основными элементами DFD являются:
внешние сущности;
процессы;
накопители данных;
потоки данных.
DFD методология не оформлена
как стандарт.
По этой причине в диаграммах потоков данных используются
различные условные обозначения.
Исторически сложилось так, что для описания диаграмм DFD
используются две нотации - Йордана (Yourdon) и Гейна-Сарсона
(Gane-Sarson), отличающиеся синтаксисом.

4. Как выглядит DFD

5. Внешние сущности

Под внешней сущностью (External Entity) понимается
материальный объект, являющийся источником или
приемником информации.
В качестве внешней сущности на DFD диаграмме могут
выступать заказчики, поставщики, клиенты, склад, банк и
другие.
Определение некоторого объекта в качестве внешней сущности
указывает на то, что он находится за пределами границ
анализируемой информационной системы.

6. Процессы

Процессы представляют собой преобразование входных потоков данных в
выходные в соответствии с определенным алгоритмом.
В реальной жизни процесс может выполняться некоторым
подразделением организации, выполняющим обработку входных
документов и выпуск отчетов, отдельным сотрудником, программой,
установленной на компьютере, специальным логическим устройством и
тому подобное.
В отличие от IDEF0 диаграмм, в DFD диаграммах не используются
стрелки управления для обозначения правил выполнения действия и
стрелки механизмов для обозначения требуемых ресурсов.

7. Процессы (2)

Номер процесса служит для его
идентификации.
В поле имени вводится наименование
процесса в виде предложения с
глаголом в неопределенной форме
(вычислить, рассчитать, проверить,
определить, создать, получить) и
поясняющими существительными,
например: «Напечатать адрес
получателя», «Акцептовать счет».
Информация в нижнем поле символа процесса указывает, какое
подразделение организации, сотрудник, программа или аппаратное
устройство выполняет данный процесс.
Если такое поле отсутствует, то подобная информация может быть указана
в текстовом примечании.

8. Накопители данных

Накопители данных предназначены для изображения неких абстрактных
устройств для хранения информации, которую можно туда в любой
момент времени поместить или извлечь, безотносительно к их конкретной
физической реализации.
Накопители данных являются неким прообразом базы данных
информационной системы организации.
Внутри символа указывается его уникальное в рамках данной модели имя,
наиболее точно, с точки зрения аналитика, отражающее информационную
сущность содержимого, например, «Поставщики», «Заказчики», «Счетафактуры», «Накладные».
Символы накопителей данных в качестве дополнительных элементов
идентификации могут содержать порядковые номера.

9. Потоки данных

Поток данных определяет информацию, передаваемую через некоторое
соединение (кабель, почтовая связь, курьер) от источника к приемнику.
На DFD-диаграммах потоки данных изображаются линиями со
стрелками, показывающими их направление.
Каждому потоку данных присваивается имя, отражающее его содержание.

10. Ветвление потоков данных

11. Иерархия диаграмм потоков данных

Диаграммы потоков
данных строятся по
иерархическому
принципу.
Структура иерархии
DFD диаграмм показана
на рисунке.
Контекстная
диаграмма верхнего
уровня определяет
границы модели.

12. Контекстная диаграмма потоков данных

Как правило, она имеет
звездообразную
топологию, в центре
которой находится
главный процесс,
соединенный с
приемниками и
источниками
информации,
являющимися внешним
окружением
моделируемой
информационной
системы

13. Диаграмма 1-го уровня иерархии

На первом уровне
иерархии показываются
основные внутренние
процессы системы и
соответствующие им
внешние сущности,
накопители и потоки
данных

14. Детализация DFD-диаграмм

Для каждого процесса диаграммы первого уровня может быть произведена
декомпозиция, которая, в свою очередь, также может быть раскрыта более
подробно.
Декомпозиция процессов заканчивается, когда достигнута требуемая
степень детализации или отображаемые на очередном уровне диаграмм
процессы являются элементарными и не могут быть разбиты на более
мелкие.
Когда достигнута требуемая глубина декомпозиции - процесс нижнего
уровня сопровождается мини-спецификацией (текстовым описанием).

15. Миниспецификации обработки

Миниспецификации обработки описывают DFD-процессы нижнего уровня
и являются базой для кодогенерации.
Фактически миниспецификации представляют собой алгоритмы описания
задач, выполняемых процессами: множество всех миниспецификации
является полной спецификацией системы.
Миниспецификации содержат
номер и/или имя процесса,
списки входных и выходных данных,
тело (описание) процесса, собственно и являющееся спецификацией алгоритма
или операции, трансформирующей входные потоки данных в выходные.
Известно большое число разнообразных методов, позволяющих задать
тело процесса, соответствующий язык может варьироваться от
структурированного естественного языка или псевдокода до визуальных
языков проектирования (типа FLOW-форм и диаграмм НассиШнейдермана) и формальных компьютерных языков.

16. Пример DFD-диаграммы (нотация Гейна-Сарсона)

17. Пример DFD-диаграммы для процесса получения суммы наличными по кредитной карточке

Сообщения о выдаче
сумм наличными
Данные о кредитной
карточке клиента
1.1
Клиент
Клиент
банка
банка
Сумма
наличными
Выдать клиенту
сумму
наличными
Служащий
Служащий
банка
банка
Протокол
обслуживания
терминал банка
(банкомат)
Запрос о состоянии
текущего счета клиента
D1
Данные по текущему
счету клиента
База данных счетов

18. Описание модели, возможности

Информационная система принимает извне потоки данных.
Для обозначения элементов среды функционирования системы
используется понятие внешней сущности.
Внутри системы существуют процессы преобразования информации,
порождающие новые потоки данных.
Потоки данных могут поступать на вход к другим процессам, помещаться
(и извлекаться) в накопители данных, передаваться к внешним сущностям.
DFD-модели
позволяют представить систему с точки зрения данных;
иллюстрируют внешние механизмы подачи данных, которые
потребуют наличия специальных интерфейсов;
позволяют представить как автоматизированные, так и ручные
процессы системы;
выполняют ориентированное на данные секционирование всей
системы.

19. Описание модели, возможности (2)

Структуры потоков данных и определения их компонентов хранятся и
анализируются в словаре данных.
Каждая логическая функция (процесс) может быть детализирована с
помощью DFD нижнего уровня; когда дальнейшая детализация перестает
быть полезной, переходят к выражению логики функции при помощи
спецификации процесса (мини-спецификации).
Содержимое каждого хранилища также сохраняют в словаре данных,
модель данных хранилища раскрывается с помощью ER-диаграмм.
В DFD не показываются процессы, которые управляют собственно потоком
данных и не приводятся различия между допустимыми и недопустимыми
путями.
В настоящее время диаграммы потоков данных используются во многих
CASE- средствах для построения информационных моделей систем
обработки данных.

20. Ограничения модели

Основной недостаток этой методологии связан с отсутствием явных средств
для объектно-ориентированного представления моделей сложных систем,
а также для представления сложных алгоритмов обработки данных.
Поскольку на диаграммах DFD не указываются характеристики времени
выполнения отдельных процессов и передачи данных между процессами, то
модели систем, реализующих синхронную обработку данных, не могут
быть адекватно представлены в нотации DFD.

21. Спасибо за внимание!

Ваши вопросы,
пожалуйста ..