1、数据流图的定义
 
 
   数据流图(DFD)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，
 
 
因为它仅仅反映系统必须完毕的逻辑功能。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。 ----百度百科
 
 

 
 
2、数据流图的用法
 
 
 数据流图採用分层的形式来描写叙述系统数据流向，每一层次都代表了系统数据流向
 
 
的一个抽象水平，层次越高，数据流向越抽象。
 
 
高层次的DFD图中处理能够进一
 
 
步分解为低层次、更具体的DFD图。
 
 
2.1数据流图表示法(Gane-Sarson模型)
 
 

 
 
2.2数据流图表示法中各图形的定义
 
 
数据源点和数据汇点：指系统以外又与系统有联系的人或事物。
 
 
 
 
 
用来表达该系统数据的外部来源和去向。
 
 

 
 
数据流：指处理功能的输入或输出。箭头表示数据流向。
 
 

 
 
加工或处理：指对数据进行处理加工，使数据变换。
 
 

 
 
数据存储：表示某种独居保存后的逻辑统称。一般为表结构。
 
 
 
 
 
2.3数据流图的分层结构
 
 

 
 
2.4数据流图实例
 
 
 
 
顶层数据流图
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
第一层数据流图
 
 
 
 
 
 
 
第二层数据流图-1
 
 
 
 
 
 
 
第二层数据流图-2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
第二层数据流图-3
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
第二层数据流图-4
 
 
 
 
 
3、注意事项
 
 
3.1层次的划分遵守原则
 
 

  （1）同一张图上全部处理过程应该处于同一个抽象层次上。
 
 
 

  （2）一个处理经过展开，一般以分解为4~10个处理为宜。
 
 
 

   
 
 
 
3.2正确性检查
 
 

  （1）数据守恒。或称为输入数据与输出数据匹配
 
 
 

  ①处理有输入就应该有输出
 
 
 

  ②处理有输出就肯定有输入
 
 
 

  ③输入的数据应该所有流出该处理或者要用于产生流出该处理的数据（排除无用数据）
 
 
 

  ④输出的全部数据必须以前流入过该处理或者是由流入该处理的数据加工产生（保证必要数据）
 
 
 

   
 
 
 

  （2）在一套数据流图中的不论什么一个数据存储。必然有流入的数据流和流出的数据流。 
  
 
 
  
 
 
 
 
 

  （3）父图中的某一处理的输入、输出数据流必须出如今对应的子图中。
 
 
 

   
 
 
 
3.3提高易读性
 
 

  （1）简化处理间的关系（利用数据存储）
 
 
 

  例：
 
 
 

  设P1,P2为处理，D1为数据存储
 
 
 

  P1->P2能够改变为：P1->D1 D1->P2
 
 
 

  （2）均匀分解
 
 
 

  （3）适当的命名
 
 
 

   
 
 
 
3.4确定系统边界
 
 

  （1）排除纯手工活动
 
 
 

  （2）排除其它外部系统的活动
 
 
 

  （3）和系统外的外部源点之间的接口通过数据流来实现
 
 
 
 
 
 
 
 
 
转载自：http://www.cnblogs.com/yjbjingcha/p/7401622.html
 
转载于:https://www.cnblogs.com/wisir/p/10191299.html

 
结构化系统分析——数据流图和数据字典案例分析
 
一、数据流图案例分析
1、案例1：商店业务管理系统
2、案例2：学籍管理系统
3、案例3：大型企业数据中心
  
二、数据字典案例分析
1、案例1：学籍管理系统
  
三、写在最后


 接
上一篇文章的内容，我们挑选出几个案例来对数据流图和数据字典进行分析。
 
一、数据流图案例分析
 
1、案例1：商店业务管理系统
 
（1）某商店业务管理系统的顶层数据流图如下：
 
 
以上数据流图只是一个高层的系统逻辑模型，它反映了目标系统要实现的功能。
 
（2）该管理系统的数据流图绘制步骤为：
 
首先确定系统的输入和输出；
根据商店的业务，画出顶层数据流图，以反映最主要业务的处理流程；
经过分析，商店业务处理的主要功能应当有销售、采购、会计三大项。主要数据流的输入源点和输出终点是顾客和供应商；
然后从输入端开始，根据商店业务的工作流程，画出数据流流经的各个加工框，逐步画到输出端，得到第0层数据流图。
 
（3）根据步骤分别画出第0层和第1层数据流图。具体图形如下：
 
第0层数据流图如下图所示：
 
 
细化第0层数据流图的每一个加工项，得到第1层数据流图，其中包括销售、采购、会计三大项功能。具体数据流图如下：
 

 
 
 
2、案例2：学籍管理系统
 
（1）某学籍管理系统的顶层数据流图如下：
 
 
（2）该管理系统的数据流图绘制步骤为：
 
首先确定系统的输入和输出；
根据学籍管理系统的业务，画出顶层数据流图，以反映最主要业务的处理流程；
经过分析，据学籍管理系统的主要功能应当有注册、成绩管理、资格管理、奖励管理四大项。主要数据流的输入源点和输出终点是学生和老师；
然后从输入端开始，根据学籍管理系统相关业务的工作流程，画出数据流流经的各个加工框，逐步画到输出端，得到第0层数据流图。
 
（3）根据步骤画出第0层数据流图。具体图形如下：
 
第0层数据流图如下图所示：
 
 
3、案例3：大型企业数据中心
 
某大型企业的数据中心为了集中管理、控制用户对数据的访问并支持大量的连接需求，欲构建数据管理中间件，其主要功能如下：
 
（1）数据管理员可通过中间件进行用户管理、操作管理和权限管理。用户管理维护用户信息（用户名、密码），存储在用户表中；操作管理维护数据实体的标准操作及其所属的后端数据库信息，存放在操作表中；权限管理维护权限表，该表存储用户可执行的操作信息。
 
（2）中间件验证前端应用提供的用户信息。若验证不通过，返回非法用户信息；若验证通过，中间件将等待前端应用提交操作请求。
 
（3）前端应用提交操作请求后，中间件先对请求进行格式检查。如果格式不正确，返回格式错误信息；如果格式正确，则进行权限验证（验证用户是否有权执行请求的操作），若用户无权执行该操作，则返回权限不足信息，否则进行连接管理。
 
（4）连接管理连接相应的后端数据库并提交操作。连接管理先检查是否存在空闲的数据库连接，如果不存在，新建连接；如果存在，则重用连接。
 
（5）后端数据库执行操作并将结果传输给中间件，中间件对收到的操作结果进行处理后，将其返回给前端应用。
 
现采用结构化方法对系统进行分析与设计，获得如下图所示的顶层数据流图和0层数据流图。
 
 
 
 
 
回答以下问题：
 
 
E1、 E2 和 E3 分别指哪三个实体？E1：前端应用；E2:数据管理层；E3：后端数据库。
D1 、D2 和 D3 分别指哪三个数据存储？D1：用户表；D2：操作表；D3：权限表。
加工P指什么？并指出0层数据流图丢失的两条数据流，包括数据流的起点、终点及数据流名称。
 加工p表示数据管理中间件。0层数据流图丢失的两条数据如4和5所示。
丢失的数据流1中，其起点、终点和名称分别是什么。→起点为P，终点为E1，名称为处理后的操作结果。
丢失的数据流2中，其起点、终点和名称分别是什么。→起点为E3，终点为P，名称为操作结果。
 
 
二、数据字典案例分析
 
1、案例1：学籍管理系统
 
某学籍管理系统的第0层数据流图如下所示。
 
 
Question：
 根据以上第0层数据流图，请写出该学籍管理系统的五个条目。
 
Answer：
 
条目一：数据流
 
 
条目二：数据元素
 
 
条目三：数据存储
 
 
条目四：数据加工
 
 
条目五：外部项
 
 
三、写在最后
 
关于数据流图和数据字典的案例分析就讲到这里啦！大家可以根据上一篇文章和这一篇文章连在一起结合学习。如有需要了解软件工程相关的其他内容，可到『软件工程』栏目进行查看学习~
 
同时，有不理解或有误的地方也欢迎评论区评论或私信我交流~
 
 
 
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需求分析简单地说就是分析用户的需求，它是设计数据库的起点，需求分析结果是否准确反映用户的实际要求将直接直接影响到后面各阶段的设计，并影响到设计结果是否合理和实用。
 
一、需求分析的任务
 
需求分析的任务是通过详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等），充分了解原系统（手工系统或计算机系统）的工作概况，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能。新系统必须充分考虑今后可能的扩充和改变，不能仅仅按当前应用需求来设计数据库。 
 调查的重点是“数据”和“处理”，通过调查、收集与分析，获得用户对数据库的如下要求： 
 1. 信息要求。指用户需求从数据库中获得信息的内容与性质。由信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需求存储哪些数据。 
 2. 处理要求。指用户要求完成的数据处理功能，对处理性能的要求。 
 3. 安全性与完整性要求。
 
二、需求分析的方法
 
调查用户需求的具体步骤： 
 1. 调查组织机构情况。 
 2. 调查各部门的业务活动情况。 
 3. 在熟悉业务活动的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求，包括信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。 
 4. 确定新系统的边界。对前面的调查结果进行初步分析，确定哪些功能由计算机完成或将来准备让计算机完成，哪些活动由人工完成。由计算机完成的功能就是新系统应该实现的功能。
 
常用调查方法
 
跟班作业。通过亲身参加业务工作来了解业务活动的情况。
开调查会。通过与用户座谈来了解业务活动情况及用户需求。
请专人介绍。
询问。对某些调查中的问题可以找专人询问。
设计调查表请用户填写。
查阅记录。查阅与原系统有关的数据记录。
 
结构化分析（SA）方法
 
从最上层系统组织机构入手，采用自顶向下、逐层分解的方式分析系统。 
 需求分析过程图示： 
 
 
三、数据字典
 
数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果。它是关于数据库中数据的描述，即元数据，而不是数据本身。 
 数据字典是在需求分析阶段建立，在数据库设计过程中不断修改、充实、完善的。它通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程几部分。其中数据项是数据的最小组成单位，若干个数据项可以组成一个数据结构。数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容。
 
1. 数据项
 
数据项是不可再分的数据单位，对数据项的描述通常包括：数据项描述=｛数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型，长度，取值范围，取值含义，与其他数据项的逻辑关系，数据项之间的联系｝；其中，“取值范围”、“与其他数据项的逻辑关系”定义了数据的完整性约束条件，是设计数据检验功能的依据。
 
2. 数据结构
 
数据结构反映了数据之间的组合关系。一个数据结构可以由若干个数据项组成，也可以由若干个数据结构组成，或由若干个数据项和数据结构混合组成，对数据结构的描述通常包括：数据结构描述=｛数据结构名，含义说明，组成：｛数据项或数据结构｝｝
 
3. 数据流
 
数据流是数据结构在系统内传输的路径。对数据流得到描述通常包括：数据流描述=｛数据流名，说明，数据流来源，数据流去向，组成：｛数据结构｝，平均流量，高峰期流量｝，其中，“数据流来源”是说明该数据流来自哪个过程；“数据流去向”是说明该数据流降到哪个过程去；“平均流量”是指在单位时间（每天、每周、每月等）里的传输次数；“高峰期流量”是指在高峰时期的数据流量。
 
4.数据存储
 
数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源或去向之一。它可以是手工文档或手工凭单，也可以是计算机文档。对数据存储的描述包括：数据存储描述=｛数据存储名，说明，编号，输入的数据流，输出的数据流，组成：｛数据结构｝，数据量，存取频度，存取方式｝；其中，“存取频度”指每小时、每天或每周存取次数及每次存取的数据量等信息；“存取方式”指批处理还是联机处理、是检索还是更新、是顺序检索还是随机检索等；“输入的数据流”要指出来其来源，“输出的数据流”要指出其去向。
 
5. 处理过程
 
处理过程的具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述。数据字典中只需要描述处理过程的说明性信息即可，通常包括：处理过程描述=｛处理过程名，说明，输入：｛数据流｝，输出：｛数据流｝，处理：｛简要说明｝｝；其中，“简要说明”主要说明该处理过程的功能及处理要求。功能是指该处理过程用来做什么（而不是怎么做），处理要求指处理频度要求。
 
 
 
需求分析阶段的一个重要而困难的任务是手机将来应用所涉及的数据，涉及人员应充分考虑到可能的扩充和改变，使涉及易于更改、系统易于扩充。 
 必须强调用户的参与，这是数据库应用系统设计的特点。
 

 
 
概念结构设计：将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构（即概念模型）的过程。
 
 
一、概念模型
 
在需求分析阶段所得到的应用需求应该首先抽象为信息世界的结构，然后才能更改、更准确地用某一数据库管理系统实现这些需求。 
 概念模型的主要特点： 
 1. 能真实、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求，是现实世界的一个真是模型。 
 2. 易于理解，可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见。用户的积极参与是数据库设计成功的关键。 
 3. 易于更改，当应用环境和应用要求改变时容易对概念模型修改和扩充。 
 4. 易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。 
 概念模型是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。描述概念模型的有力工具是E-R模型。
 
二、E-R模型
 
E-R模型是用E-R图来描述现实世界的概念模型。
 
1. 实体之间的联系
 
在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系，实体之间的联系通常是指不同实体型的实体集之间的联系。 
 1. 两个实体之间的联系 
 1）两个实体型之间的联系 
 两个实体型之间的联系分为：
 
一对一联系（1：1）
 
如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个（也可以没有）实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1：1。
 
一对多联系（1：n）
 
如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n>1）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多联系，记为1：n。
 
多对多联系（m：n）
 
如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n>0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m>0）与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为m：n。 
 两个实体型间的关系如图： 
  
 2. 两个以上的实体型之间的联系 
 一般地，两个以上的实体型也存在着一对一、一对多和多对多联系。 
 3. 单个实体型内的联系 
 同一个实体集内的各实体之间也可以存在一对一、一对多和多对多的联系。 
 一般地，把参与联系的实体型的数目称为联系的度。两个实体型之间的联系度为2，也称为二元联系；三个实体型之间的联系度为3，称为三元联系；N个实体型之间的联系度为N，称为N元联系。
 
2. E-R图
 
E-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法。 
 1. 实体型用矩形表示，矩形框内写明实体名。 
 2. 属性用椭圆形，并用无向边将其与相应的实体型联系起来。 
 3. 联系用棱形表示，棱形框内写明联系名，并用无向边分别于有关实体型连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1：1、1：n或m：n）。 
 如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来。 
 E-R图实例： 
 
 
三、扩展的E-R模型
 
E-R方法是抽象和描述现实世界的有力工具。用E-R图表示的概念模型独立于具体数据库管理系统所支持的数据模型，是各种数据模型的共同基础，因而比数据模型更一般、更抽象、更接近现实世界。 
 1. ISA联系 
 ISA联系（父类-子类联系）一个重要的性质是子类继承了父类的所有属性，当然子类也可以由自己的属性。ISA联系用三角形来表示。 
 ISA联系描述了对一个实体型中实体的一种分类方法。 
 1）分类属性 
 根据分析属性的值把父实体型中的实体分派到子实体型中。 
 2）不相交约束与可重叠约束 
 不相交约束描述父类中的一个实体不能同时属于多个子类中的实体集，即一个父类中的实体最多属于一个子类实体集，用ISA联系三角形符号内加一个‘X’来表示。如果父类中的一个实体能同时属于多个子类中的实体集，则称为可重叠约束，子类符号中没有叉号表示是可重叠的。 
 3）完备性约束 
 完备性约束描述父类中的一个实体是否必须是某一个子类中的实体，如果是，则叫作完全特化，否则叫作部分特化。完全特化用父类到子类的双线链接来表示，单线连接则表示部分特化。 
 2. 基数约束 
 基数约束是对实体之间一对一、一对多和多对多联系的细化。参与联系的每个实体型用基数约束来说明实体型中的任何一个实体可以在联系中出现的最少次数和最多次数。 
 约束用一个数对min..max表示，0 小于等于min小于等于max（其中，*代表无穷大）。min=1的约束叫作强制参与约束，即被施加基数约束的实体型中的每个实体都要参与联系；min=0的约束叫作非强制参与约束，被施加基数约束的实体型中的实体可以出现在联系中，也可以不出现在联系中。 
 3. Part-of联系 
 Part-of联系即部分联系，它表明某个实体型是另外一个实体型的一部分。它可分为两种情况，一种是整体实体如果被破坏，部分实体仍然可以独立存在，称为非独占的Part-of联系，非独占的Part-of联系可通过技术约束来表达；另一种是独占联系，即整体实体如果被破坏，部分实体不能存在，在E-R图中用弱实体类型和识别联系来表示独占联系。如果一个实体型的存在依赖于其他实体的存在，则这个实体型叫作弱实体型，反之叫强实体型。一般来说，如果不能从一个实体型的属性中找出可以作为码的属性，则这个实体型是弱实体型。
 
 
 
在E-R图中用双矩形来表示弱实体型，用双棱形表示识别联系。
 
 
四、UML
 
UML是对象管理组织（OMG）的一个标准，它不是专门针对数据建模的，而是为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持的规范语言，从需求规格描述到系统完成后的测试和维护都可以用到UML。它可以用于数据建模、业务建模、对象建模、组件建模等，提供看多种类型的模型描述图。 
 1. 实体型：用类表示，矩形框中实体名放在上部，下面列出属性名。 
 2. 实体的码：在类图中在属性后面加“PK”来表示码属性。 
 3. 联系：用类图之间的“关联”来表示。 
 4. 基数约束：UML中关联类之间技术约束的概念、表示和E-R图中的技术约束类似。 
 5. UML中的子类：面向对象技术支持超类-子类概念，子类可以继承超类的属性，也可以有自己的属性。 
 UML实例图示： 
 
 
五、概念结构设计
 
概念结构设计的第一步就是对需求分析阶段收集到的数据进行分类、组织，确定实体、实体的属性、实体之间的联系类型，形成E-R图。
 
1. 实体与属性的划分原则
 
事实上，在现实世界中具有的应用环境常常对实体和属性已经作了自然的大体划分。 
 为了简化E-R图的处置，现实世界的事物能作为属性的对待的尽量作为属性对待，不过要满足： 
 1. 作为属性，不能再具有需要描述的性质，即属性必须是不可分的数据项，不能包含其他属性。 
 2. 属性不能与其他实体具有联系，即E-R图中所表示的联系是实体之间的联系。
 
2. E-R图的集成
 
E-R图的集成步骤图示： 
  
 1. 合并 
 解决各分E-R图之间的冲突，将分E-R图合并起来生成初步E-R图。 
 合理消除各E-R图中的冲突是合并E-R图的主要工作与关键所在。各子系统的E-R图之间的冲突主要有三类： 
 1）属性冲突：属性域冲突，即属性值的类型、取值范围或取值集合不同；属性取值单位冲突。 
 2）命名冲突：同名异义，即不同意义的对象在不同的局部应用中具有相同的名字；异义同名（一义多名），即同一意义的对象再不同的局部应用中具有不同的名字。 
 3）结构冲突：同一对象在不同应用中具有不同的抽象；同一实体在不同子系统的E-R图中所包含的属性个数和属性排列次序不完全相同；实体间的联系在不听的E-R图中为不同的类型。 
 2. 修改和重构 
 消除不必要的冗余，生成基本E-R图。所谓冗余的数据是指可由基本数据导出的数据，冗余的联系是指可由其他联系导出的联系。冗余数据和冗余联系容易破坏数据库的完整性，给数据库维护增加困难，应当予以消除。 
 分析方法消除冗余，即以数据字典和数据流图为依据，根据数据字典中关于数据项之间逻辑关系的说明来消冗余。
 
规范化理论消除冗余，具体方法可以分为 
 1）确定分E-R图实体之间的数据依赖。实体之间一对一、一对多、多对多的联系可以用实体码之间的函数依赖来表示。 
 2）求Fl的最小覆盖Gl，差集为D=Fl-Gl。 
 备注：并不是所有的冗余数据与冗余联系都必须加于消除，有时候为了提高效率不得不以冗余信息作为代价。