软件工程05
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安徽理工大学软件教研室 软件工程课程 18/110
分层数据流图示例—— 分层数据流图示例—— 资格和水平考试的考务处理系统
• 简化的资格和水平考试的考务处理系统 • 分成多个级别，如初级程序员、程序员、 分成多个级别，如初级程序员、程序员、 高级程序员、系统分析员等， 高级程序员、系统分析员等，凡满足一定 条件的考生都可参加某一级别的考试 • 考试的合格标准将根据每年的考试成绩由 考试中心确定 • 考试的阅卷由阅卷站进行，因此，阅卷工 考试的阅卷由阅卷站进行，因此， 作不包含在软件系统中
• 源或宿用相同的图形符号表示
– 当数据流从该符号流出时表示是源 – 当数据流流向该符号时表示是宿 – 当两者皆有时表示既是源又是宿
安徽理工大学软件教研室 软件工程课程 11/110
加工和文件
• 加工：描述输入数据流到输出数据流 加工： 的变换
– 每个加工用一个定义明确的名字标识 – 至少有一个输入数据流和一个输出流 – 可以有多个输入数据流和多个输出数据流
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15/110
对数据流图进行分层
• George Miller在著名的论文“神奇的数 在著名的论文“ 在著名的论文 加减2： 字7加减 ：我们处理信息的能力的某种 加减 限制”中指出： 限制”中指出：人们在一段时间内的短期 记忆似乎限制在5～ 件事情之内 记忆似乎限制在 ～9件事情之内 • 根据自顶向下逐层分解的思想将数据流图 画成层次结构 • 每个层次画在独立的数据流图中，加工个 每个层次画在独立的数据流图中， 大致控制在 加减2”的范围中 数可大致控制在“ 加减 数可大致控制在“7加减 的范围中
软件工程
第5章 结构化分析与设计
结构化方法
• 一种面向数据流的传统软件开发方法 • 以数据流为中心构建软件的分析模型 和设计模型 • 分为： 分为：
– 结构化分析(Structured Analysis 简称SA) – 结构化设计(Structuresd Design 简称SD) – 结构化程序设计(Structured Programmin 简称SP)
安徽理工大学软件教研室 软件工程课程 21/110
系统的输入输出(顶层图) 系统的输入输出(顶层图)
• 确定源或宿：考生、阅卷站和考试中心 确定源或宿：考生、
– 它们都既是源又是宿
• 顶层图唯一的加工：软件系统 考务处理系统 顶层图唯一的加工：软件系统(考务处理系统 考务处理系统) • 确定数据流：系统的输入/输出信息 确定数据流：系统的输入 输出信息
X
3
4
1
2
1.1
2.1
2.2
1.2
1.3
2.3
2.4
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结构化分析过程
• 理解当前的现实环境，获得当前系统的具 理解当前的现实环境， 体模型(物理模型 物理模型) 体模型 物理模型 • 从当前系统的具体模型抽象出当前系统的 逻辑模型 • 分析目标系统与当前系统逻辑上的差别， 分析目标系统与当前系统逻辑上的差别， 建立目标系统的逻辑模型 • 为目标系统的逻辑模型作补充
• Data Flow Diagram(简称 简称DFD)：描述输入 ： 简称 数据流到输出数据流的变换(即加工 过程， 数据流到输出数据流的变换 即加工)过程， 即加工 过程 用于对系统的功能建模，基本元素包括： 用于对系统的功能建模，基本元素包括：
数据流(data flow)：由一组固定成分的数据组成，代表 数据流 ：由一组固定成分的数据组成， 数据的流动方向 加工(process)：描述了输入数据流到输出数据流的变换， 加工 ：描述了输入数据流到输出数据流的变换， 即将输入数据流加工成输出数据流 文件(file)：使用文件、数据库等保存某些数据结果供以 文件 ：使用文件、 后使用 源或宿(source or sink)：由一组固定成分的数据组成， 源或宿 ：由一组固定成分的数据组成， 代表数据的流动方向
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5/110
结构化分析方法中的抽象与分解
• 抽象：从作为整体的软件系统开始 第一层 每一 抽象：从作为整体的软件系统开始(第一层 第一层),每一 抽象层次上只关注于系统的输入输出 • 分解：将系统不断分解为子系统、模块 分解：将系统不断分解为子系统、模块…… • 随着分解层次的增加，抽象的级别越来越低，也 随着分解层次的增加，抽象的级别越来越低， 越接近问题的解(算法和数据结构 越接近问题的解 算法和数据结构) 算法和数据结构
顾客 帐 单 数 据 制作 图书 费 订购 单 图书 收 订购 核准的订 购单 制作 发书单 发书 单 顾客
书
单 图书
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14/110
数据流图的扩充符号
• 描述一个加工的多个数据流之间的关系
– 星号(＊)：表示数据流之间存在“与”关系
• 所有输入数据流同时存在时，才能进行加工处理 所有输入数据流同时存在时， • 或加工处理的结果是同时产生所有输出数据流
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结构化分析Байду номын сангаас型的描述
• 数据字典是模型的核心，它 数据字典是模型的核心， 包含了软件使用和产生所有 数据的描述 实体-关系图 实体 关系图 数据流图 • 数据流图：用于功能建模， 数据流图：用于功能建模， 数据 描述系统的输入数据流如何 字典 经过一系列的加工变换逐步 变换成系统的输出数据流 状态转换图 • 实体 关系图：用于数据建 实体—关系图 关系图： 模，描述数据字典中数据之 间的关系 • 状态转换图：用于行为建模，描述系统接收哪些外 状态转换图：用于行为建模， 部事件， 部事件，以及在外部事件的作用下的状态迁移情况
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数据流图的各个层次
• 顶层图只有代表整个软件系统的 个加工， 顶层图只有代表整个软件系统的1个加工， 个加工 描述了软件系统与外界(源或宿 源或宿)之间的数 描述了软件系统与外界 源或宿 之间的数 据流 • 顶层图中的加工经分解后的图称为 层图 顶层图中的加工经分解后的图称为0层图 (只有 张) 只有1张 只有 • 中间层图中至少有一个加工 也可以有多 中间层图中至少有一个加工(也可以有多 个)在下层图中分解成一张子图 在下层图中分解成一张子图 • 处于最底层的图称为底层图，其中所有的 处于最底层的图称为底层图， 加工不再分解成新的子图
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内容摘要
• • • • • • • • • 结构化分析方法概述 数据流图 分层数据流图的审查 数据字典 描述基本加工的小说明 结构化设计概述 数据流图到软件体系结构的映射 初始结构图的改进 小结
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数据流图
• • • • • • • • • 结构化分析方法概述 数据流图 分层数据流图的审查 数据字典 描述基本加工的小说明 结构化设计概述 数据流图到软件体系结构的映射 初始结构图的改进 小结
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结构化分析方法
• 发展历史
– 提出：20世纪60年代末到70年代初 – 成熟：20世纪70年代末到80年代中期
– 如：运动会管理系统中，报名单(数据流)由队名、姓 名、性别、参赛项目等数据组成
• 数据流的流向
– – – – – 从一个加工流向另一个加工 从加工流向文件(写文件) 从文件流向加工(读文件) 从源流向加工 从加工流向宿
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13/110
示例：图书订购系统DFD 示例：图书订购系统DFD
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图和加工的编号
• 顶层图只有一个代表整个软件系统的加工， 顶层图只有一个代表整个软件系统的加工， 该加工不必编号。 该加工不必编号。 • 0层图中的加工编号分别为 ，2，3，… 层图中的加工编号分别为1， ， ， 层图中的加工编号分别为 • 子图号：若父图中的加工号 分解成某一 子图号：若父图中的加工号x分解成某一 子图，则该子图号记为“ 子图，则该子图号记为“图x” • 子图中加工的编号：若父图中的加工号为 子图中加工的编号： x的加工分解成某一子图，则该子图中的 的加工分解成某一子图， 的加工分解成某一子图 加工编号分别为x.1、x.2、x.3… 加工编号分别为 、 、
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资格和水平考试的考务处理系统 —功能需求 • 1．对考生送来的报名单进行检查 ． • 2．对合格的报名单编好准考证号后将准考证送 ． 给考生，并将汇总后的考生名单送给阅卷站 给考生， • 3．对阅卷站送来的成绩清单进行检查，并根据 ．对阅卷站送来的成绩清单进行检查， 考试中心制订的合格标准审定合格者 • 4．制作考生通知单送给考生 ． • 5．进行成绩分类统计 按地区、年龄、文化程 按地区、 ．进行成绩分类统计(按地区 年龄、 职业、考试级别等分类)和试题难度分析 和试题难度分析， 度、职业、考试级别等分类 和试题难度分析， 产生统计分析表
• 主要思想：抽象与自顶向下的逐层分解 主要思想：抽象与自顶向下的逐层分解 与自顶向下的逐层 (控制复杂性的两个基本手段 控制复杂性的两个基本手段) 控制复杂性的两个基本手段
– 抽象：在每个抽象层次上忽略问题的内部复杂性， 只关注整个问题与外界的联系 – 分解：将问题不断分解为较小的问题，直到每个最 底层的问题都足够简单为止
• 文件：保存数据信息的外部单元 文件：
– 每个文件用一个定义明确的名字标识 – 由加工进行读写 – DFD中称为文件，但在具体实现时可以用文件系统 实现也可以用数据库系统等实现
安徽理工大学软件教研室 软件工程课程 12/110
数据流
• 每个数据流用由一组固定成分的数据组成 并拥有一个定义明确的名字标识
– 加号(＋)：表示数据流之间存在“或”关系
• 至少存在一个输入数据流时才能进行加工处理 • 或加工处理的结果是至少产生一个输出数据流
– 异或(⊕)：表示数据流之间存在“异或”(互斥)关系
• 必须存在且仅存在一个输入数据流时，才能进行加工处理 必须存在且仅存在一个输入数据流时， • 或加工处理的结果是产生且仅产生一个输出数据流
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2/110
内容摘要
• • • • • • • • • 结构化分析方法概述 数据流图 分层数据流图的审查 数据字典 描述基本加工的小说明 结构化设计概述 数据流图到软件体系结构的映射 初始结构图的改进 小结
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内容摘要
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10/110
源或宿
• 存在于软件系统之外的人员或组织，表示软件 存在于软件系统之外的人员或组织， 系统输入数据的来源和输出数据的去向， 系统输入数据的来源和输出数据的去向，因此 也称为源点和终点
– 例如，对一个考务处理系统而言
• 考生向系统提供报名单 输入数据流)，所以考生是考试系统 考生向系统提供报名单(输入数据流 ， 输入数据流 (软件 的一个源 软件)的一个源 软件 • 考务处理系统要将考试成绩的统计分析表 输出数据流 传递 考务处理系统要将考试成绩的统计分析表(输出数据流 输出数据流)传递 给考试中心， 给考试中心，所以考试中心是该系统的一个宿
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资格和水平考试的考务处理系统 —部分数据流的组成 • 报名单＝地区＋序号＋姓名＋文化程度＋职业 报名单＝地区＋序号＋姓名＋文化程度＋ 考试级别＋ ＋考试级别＋通信地址 • 正式报名单＝准考证号＋报名单 正式报名单＝准考证号＋ • 准考证＝地区＋序号＋姓名＋准考证号＋考试 准考证＝地区＋序号＋姓名＋准考证号＋ 级别＋ 级别＋考场 • 考生名单＝｛准考证号＋考试级别｝ 考生名单＝｛准考证号＋考试级别｝ ＝｛准考证号 其中｛ ｝表示w重复多次 其中｛w｝表示 重复多次 • 考生名册＝正式报名单 考生名册＝ • 统计分析表＝分类统计表＋难度分析表 统计分析表＝分类统计表＋ • 考生通知单＝准考证号＋姓名＋通信地址＋考 考生通知单＝准考证号＋姓名＋通信地址＋ 试级别＋考试成绩＋ 试级别＋考试成绩＋合格标志
分层数据流图示例—— 分层数据流图示例—— 资格和水平考试的考务处理系统
• 简化的资格和水平考试的考务处理系统 • 分成多个级别，如初级程序员、程序员、 分成多个级别，如初级程序员、程序员、 高级程序员、系统分析员等， 高级程序员、系统分析员等，凡满足一定 条件的考生都可参加某一级别的考试 • 考试的合格标准将根据每年的考试成绩由 考试中心确定 • 考试的阅卷由阅卷站进行，因此，阅卷工 考试的阅卷由阅卷站进行，因此， 作不包含在软件系统中
• 源或宿用相同的图形符号表示
– 当数据流从该符号流出时表示是源 – 当数据流流向该符号时表示是宿 – 当两者皆有时表示既是源又是宿
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加工和文件
• 加工：描述输入数据流到输出数据流 加工： 的变换
– 每个加工用一个定义明确的名字标识 – 至少有一个输入数据流和一个输出流 – 可以有多个输入数据流和多个输出数据流
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对数据流图进行分层
• George Miller在著名的论文“神奇的数 在著名的论文“ 在著名的论文 加减2： 字7加减 ：我们处理信息的能力的某种 加减 限制”中指出： 限制”中指出：人们在一段时间内的短期 记忆似乎限制在5～ 件事情之内 记忆似乎限制在 ～9件事情之内 • 根据自顶向下逐层分解的思想将数据流图 画成层次结构 • 每个层次画在独立的数据流图中，加工个 每个层次画在独立的数据流图中， 大致控制在 加减2”的范围中 数可大致控制在“ 加减 数可大致控制在“7加减 的范围中
软件工程
第5章 结构化分析与设计
结构化方法
• 一种面向数据流的传统软件开发方法 • 以数据流为中心构建软件的分析模型 和设计模型 • 分为： 分为：
– 结构化分析(Structured Analysis 简称SA) – 结构化设计(Structuresd Design 简称SD) – 结构化程序设计(Structured Programmin 简称SP)
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系统的输入输出(顶层图) 系统的输入输出(顶层图)
• 确定源或宿：考生、阅卷站和考试中心 确定源或宿：考生、
– 它们都既是源又是宿
• 顶层图唯一的加工：软件系统 考务处理系统 顶层图唯一的加工：软件系统(考务处理系统 考务处理系统) • 确定数据流：系统的输入/输出信息 确定数据流：系统的输入 输出信息
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1.2
1.3
2.3
2.4
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结构化分析过程
• 理解当前的现实环境，获得当前系统的具 理解当前的现实环境， 体模型(物理模型 物理模型) 体模型 物理模型 • 从当前系统的具体模型抽象出当前系统的 逻辑模型 • 分析目标系统与当前系统逻辑上的差别， 分析目标系统与当前系统逻辑上的差别， 建立目标系统的逻辑模型 • 为目标系统的逻辑模型作补充
• Data Flow Diagram(简称 简称DFD)：描述输入 ： 简称 数据流到输出数据流的变换(即加工 过程， 数据流到输出数据流的变换 即加工)过程， 即加工 过程 用于对系统的功能建模，基本元素包括： 用于对系统的功能建模，基本元素包括：
数据流(data flow)：由一组固定成分的数据组成，代表 数据流 ：由一组固定成分的数据组成， 数据的流动方向 加工(process)：描述了输入数据流到输出数据流的变换， 加工 ：描述了输入数据流到输出数据流的变换， 即将输入数据流加工成输出数据流 文件(file)：使用文件、数据库等保存某些数据结果供以 文件 ：使用文件、 后使用 源或宿(source or sink)：由一组固定成分的数据组成， 源或宿 ：由一组固定成分的数据组成， 代表数据的流动方向
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结构化分析方法中的抽象与分解
• 抽象：从作为整体的软件系统开始 第一层 每一 抽象：从作为整体的软件系统开始(第一层 第一层),每一 抽象层次上只关注于系统的输入输出 • 分解：将系统不断分解为子系统、模块 分解：将系统不断分解为子系统、模块…… • 随着分解层次的增加，抽象的级别越来越低，也 随着分解层次的增加，抽象的级别越来越低， 越接近问题的解(算法和数据结构 越接近问题的解 算法和数据结构) 算法和数据结构
顾客 帐 单 数 据 制作 图书 费 订购 单 图书 收 订购 核准的订 购单 制作 发书单 发书 单 顾客
书
单 图书
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数据流图的扩充符号
• 描述一个加工的多个数据流之间的关系
– 星号(＊)：表示数据流之间存在“与”关系
• 所有输入数据流同时存在时，才能进行加工处理 所有输入数据流同时存在时， • 或加工处理的结果是同时产生所有输出数据流
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结构化分析Байду номын сангаас型的描述
• 数据字典是模型的核心，它 数据字典是模型的核心， 包含了软件使用和产生所有 数据的描述 实体-关系图 实体 关系图 数据流图 • 数据流图：用于功能建模， 数据流图：用于功能建模， 数据 描述系统的输入数据流如何 字典 经过一系列的加工变换逐步 变换成系统的输出数据流 状态转换图 • 实体 关系图：用于数据建 实体—关系图 关系图： 模，描述数据字典中数据之 间的关系 • 状态转换图：用于行为建模，描述系统接收哪些外 状态转换图：用于行为建模， 部事件， 部事件，以及在外部事件的作用下的状态迁移情况
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数据流图的各个层次
• 顶层图只有代表整个软件系统的 个加工， 顶层图只有代表整个软件系统的1个加工， 个加工 描述了软件系统与外界(源或宿 源或宿)之间的数 描述了软件系统与外界 源或宿 之间的数 据流 • 顶层图中的加工经分解后的图称为 层图 顶层图中的加工经分解后的图称为0层图 (只有 张) 只有1张 只有 • 中间层图中至少有一个加工 也可以有多 中间层图中至少有一个加工(也可以有多 个)在下层图中分解成一张子图 在下层图中分解成一张子图 • 处于最底层的图称为底层图，其中所有的 处于最底层的图称为底层图， 加工不再分解成新的子图
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内容摘要
• • • • • • • • • 结构化分析方法概述 数据流图 分层数据流图的审查 数据字典 描述基本加工的小说明 结构化设计概述 数据流图到软件体系结构的映射 初始结构图的改进 小结
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数据流图
• • • • • • • • • 结构化分析方法概述 数据流图 分层数据流图的审查 数据字典 描述基本加工的小说明 结构化设计概述 数据流图到软件体系结构的映射 初始结构图的改进 小结
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结构化分析方法
• 发展历史
– 提出：20世纪60年代末到70年代初 – 成熟：20世纪70年代末到80年代中期
– 如：运动会管理系统中，报名单(数据流)由队名、姓 名、性别、参赛项目等数据组成
• 数据流的流向
– – – – – 从一个加工流向另一个加工 从加工流向文件(写文件) 从文件流向加工(读文件) 从源流向加工 从加工流向宿
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示例：图书订购系统DFD 示例：图书订购系统DFD
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图和加工的编号
• 顶层图只有一个代表整个软件系统的加工， 顶层图只有一个代表整个软件系统的加工， 该加工不必编号。 该加工不必编号。 • 0层图中的加工编号分别为 ，2，3，… 层图中的加工编号分别为1， ， ， 层图中的加工编号分别为 • 子图号：若父图中的加工号 分解成某一 子图号：若父图中的加工号x分解成某一 子图，则该子图号记为“ 子图，则该子图号记为“图x” • 子图中加工的编号：若父图中的加工号为 子图中加工的编号： x的加工分解成某一子图，则该子图中的 的加工分解成某一子图， 的加工分解成某一子图 加工编号分别为x.1、x.2、x.3… 加工编号分别为 、 、
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资格和水平考试的考务处理系统 —功能需求 • 1．对考生送来的报名单进行检查 ． • 2．对合格的报名单编好准考证号后将准考证送 ． 给考生，并将汇总后的考生名单送给阅卷站 给考生， • 3．对阅卷站送来的成绩清单进行检查，并根据 ．对阅卷站送来的成绩清单进行检查， 考试中心制订的合格标准审定合格者 • 4．制作考生通知单送给考生 ． • 5．进行成绩分类统计 按地区、年龄、文化程 按地区、 ．进行成绩分类统计(按地区 年龄、 职业、考试级别等分类)和试题难度分析 和试题难度分析， 度、职业、考试级别等分类 和试题难度分析， 产生统计分析表
• 主要思想：抽象与自顶向下的逐层分解 主要思想：抽象与自顶向下的逐层分解 与自顶向下的逐层 (控制复杂性的两个基本手段 控制复杂性的两个基本手段) 控制复杂性的两个基本手段
– 抽象：在每个抽象层次上忽略问题的内部复杂性， 只关注整个问题与外界的联系 – 分解：将问题不断分解为较小的问题，直到每个最 底层的问题都足够简单为止
• 文件：保存数据信息的外部单元 文件：
– 每个文件用一个定义明确的名字标识 – 由加工进行读写 – DFD中称为文件，但在具体实现时可以用文件系统 实现也可以用数据库系统等实现
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数据流
• 每个数据流用由一组固定成分的数据组成 并拥有一个定义明确的名字标识
– 加号(＋)：表示数据流之间存在“或”关系
• 至少存在一个输入数据流时才能进行加工处理 • 或加工处理的结果是至少产生一个输出数据流
– 异或(⊕)：表示数据流之间存在“异或”(互斥)关系
• 必须存在且仅存在一个输入数据流时，才能进行加工处理 必须存在且仅存在一个输入数据流时， • 或加工处理的结果是产生且仅产生一个输出数据流
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• • • • • • • • • 结构化分析方法概述 数据流图 分层数据流图的审查 数据字典 描述基本加工的小说明 结构化设计概述 数据流图到软件体系结构的映射 初始结构图的改进 小结
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内容摘要
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源或宿
• 存在于软件系统之外的人员或组织，表示软件 存在于软件系统之外的人员或组织， 系统输入数据的来源和输出数据的去向， 系统输入数据的来源和输出数据的去向，因此 也称为源点和终点
– 例如，对一个考务处理系统而言
• 考生向系统提供报名单 输入数据流)，所以考生是考试系统 考生向系统提供报名单(输入数据流 ， 输入数据流 (软件 的一个源 软件)的一个源 软件 • 考务处理系统要将考试成绩的统计分析表 输出数据流 传递 考务处理系统要将考试成绩的统计分析表(输出数据流 输出数据流)传递 给考试中心， 给考试中心，所以考试中心是该系统的一个宿
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资格和水平考试的考务处理系统 —部分数据流的组成 • 报名单＝地区＋序号＋姓名＋文化程度＋职业 报名单＝地区＋序号＋姓名＋文化程度＋ 考试级别＋ ＋考试级别＋通信地址 • 正式报名单＝准考证号＋报名单 正式报名单＝准考证号＋ • 准考证＝地区＋序号＋姓名＋准考证号＋考试 准考证＝地区＋序号＋姓名＋准考证号＋ 级别＋ 级别＋考场 • 考生名单＝｛准考证号＋考试级别｝ 考生名单＝｛准考证号＋考试级别｝ ＝｛准考证号 其中｛ ｝表示w重复多次 其中｛w｝表示 重复多次 • 考生名册＝正式报名单 考生名册＝ • 统计分析表＝分类统计表＋难度分析表 统计分析表＝分类统计表＋ • 考生通知单＝准考证号＋姓名＋通信地址＋考 考生通知单＝准考证号＋姓名＋通信地址＋ 试级别＋考试成绩＋ 试级别＋考试成绩＋合格标志