面向数据流的设计方法
第9章面向数据流的设计方法
第9章面向数据流的设计方法面向数据流的设计方法是一种将系统设计为数据流动的方式，其中数据是从一个组件流向另一个组件。
这种设计方法主要用于处理大量的数据和实现高效的数据处理流程。
本文将介绍面向数据流的设计方法的概念和一些常见的应用场景。
面向数据流的设计方法可以简化复杂系统的设计和实现过程。
它将系统划分为多个组件，每个组件负责特定的数据处理任务。
数据从一个组件流向另一个组件，直到最终结果被产生出来。
面向数据流的设计方法有助于实现系统的高效运行。
通过将系统分解为多个组件，可以并行处理数据，加快处理速度。
此外，使用数据流的方式可以减少数据的复制和传输，减少了系统开销。
面向数据流的设计方法适用于处理大量的数据。
在许多场景下，系统需要处理大规模的数据集，如数据挖掘、机器学习和科学计算等领域。
面向数据流的设计方法可以将数据流动化，提高系统的处理效率。
其中，数据流引擎是实现面向数据流的设计方法的关键技术。
数据流引擎负责管理数据流，组织组件之间的数据传输和计算。
它可以自动处理数据的传输和计算，提高系统的可维护性和可扩展性。
面向数据流的设计方法在许多领域都有广泛的应用。
在大数据领域，面向数据流的设计方法常用于实现实时数据分析和处理。
例如，在互联网广告领域，系统需要实时处理大量的用户点击数据和广告数据，以实现实时的广告推荐和定向投放。
面向数据流的设计方法可以提供实时的数据处理能力，满足系统的实时性要求。
此外，在物联网领域，面向数据流的设计方法常用于实现传感器数据的处理和分析。
物联网系统通常涉及大量的传感器节点和实时的数据流传输。
面向数据流的设计方法可以实时处理传感器数据，提供实时的监测和预警功能。
总之，面向数据流的设计方法是一种将系统设计为数据流动的方式，主要用于处理大量的数据和实现高效的数据处理流程。
它可以简化复杂系统的设计和实现过程，提供高效的数据处理能力，适用于许多领域，如大数据、物联网等。
使用面向数据流的设计方法，可以实现高性能的数据处理系统，满足系统的实时性和可扩展性要求。
面向数据流的设计方法
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②输出模块旳下属模块旳设计 输出模块旳功能是将调用模块提供旳数据输出。 为每一种输出模块设计两个下层模块：一种是
变换模块，另一种是输出模块。 ③变换模块旳下属模块旳设计
为变换模块设计下属模块没有一定旳规则可循， 此时需研究数据流图中相应加工旳构成情况。
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§7.3 事务分析 1.事务型程序构造 ⑴构造：
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⑴找出事务中心和各活动途径 ⑵设计模块构造旳顶层和第一层模块： 首先为事务中心设计一种主模块； 然后为每一条活动途径设计一种事务处理模 块； 最终为输入部分设计一种输入模块，假如各 活动途径是发散旳，则不需设计输出模块， 假如象图中各活动途径又集中到一种加工， 则需设计输出模块。
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⑶设计中、下层模块 输入模块和输出模块旳下属模块
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④充分利用多种技巧：扇入和扇出。即扇入越多 越好，而它调用其他旳模块一般不超出7个；模 块旳大小。即相对独立，功能单一，语句不超出 100行；作用范围和控制范围。即要求控制模块 在上层，作用模块在下层且两者不离太远。 ⑤程序构造图：直观清楚，易了解，为后来旳编 程、测试、维护提供了良好旳条件。
3
变换型 ⑴构造：
I
P
O
输入模块I从输入设备或存储器取得数据， 利用处理模块P(加工模块或变换模块)对这些 数据作处理后，最终将成果经过输出模块O 送出到输出设备或存储器。
4
主模块
输入成绩 (五分制)
成绩转换(五分 制→百分制)
输出成绩 (百分制)
5
⑵变种 有多种“主变换”，多种输入数
据，多种输出数据，无“主变换”等。
面向数据流的设计方法把
面向数据流的设计方法把在面向数据流的设计方法中，数据是系统的核心。
它们在不同的组件之间流动，通过组件之间的连接和交互来实现系统的功能。
这种设计方法将系统的输入、输出和中间过程都看作是数据流，并通过对这些数据流的定义和分析来进行系统设计。
其主要特征包括以下几个方面：首先，面向数据流的设计方法注重数据的流动和传递。
它将系统看作是一个数据处理的流程，通过对数据的处理和转换来实现系统的功能。
在系统设计过程中，需要明确数据的输入和输出，并定义数据流的传递路径和方式。
其次，面向数据流的设计方法注重数据的分析和处理。
在系统设计的过程中，需要对数据进行分析，划分数据流，确定数据的属性和规则，并通过对数据流的处理和转换来实现对数据的加工和分析。
此外，面向数据流的设计方法强调系统的组件和交互。
系统由一系列组件构成，每个组件负责一部分功能。
这些组件之间通过数据流进行连接和交互，通过输入数据流和输出数据流的交互来实现系统的功能。
最后，面向数据流的设计方法注重系统的可扩展性和灵活性。
通过将系统设计为数据流的方式，可以方便地扩展系统功能和调整系统结构。
新增功能可以通过新增组件和修改数据流来实现，而不需要对系统的整体结构进行大规模的改动。
面向数据流的设计方法在实际系统设计和开发中有着广泛的应用。
它可以用于各种类型的系统，包括数据仓库、大数据分析、物联网等。
面向数据流的设计方法能够提高系统的可维护性和可扩展性，降低系统的复杂性，提高开发效率。
总之，面向数据流的设计方法是一种基于数据流动的系统设计思想，通过对数据流的分析和处理来实现系统的功能。
它注重数据流的传递和处理，强调系统的组件和交互，提供了一种可扩展和灵活的系统设计方法。
在实际系统设计和开发中，面向数据流的设计方法具有重要的价值和应用前景。
5.5面向数据流的设计方法
例2：学生成绩管理系统中的“查询” 功能细化后的DFD图如下所示：把他 转换为软件结构图。
图 “查询”细化的DFD
（2）确定数据流图中含有变换型特征还是事务型特征。 （3）识别事务中心和每一条操作路径上的流特征。
事务中心通常位于几条操作路径的起始点上，可以从数据流图上 直接找出来。输入路径必须与其他所有操作路径区分开来。 （4）将数据流图映射为事务型系统结构图。 事务流应映射到包含一个输入分支和一个分类事务处理分支的程 序结构上。输入分支结构的开发与变换流的方法类似。分类事务 处理分支结构包含一个调度模块，它调度和控制下属的操作模块。 本例中所得的软件结构图如下图所示。
面向数据流的设计方法
软件设计的本质是将需求分析阶段所产生 的数据流图转换成软件结构图。结构化设 计（SD）是国际上应用最广，技术上也 较完善的系统设计方法，也是基于数据流 的设计方法。
了解信息流的两种类型 掌握变换分析方法
面向数据流的设计方法
数据流图的类型
SD方法是以数据流图为基础设计系统的模块结 构的。不同类型的数据流图设计的过程以及所导出的 初始的软件结构不同。不管系统的数据流图如何庞大 和复杂，一般均可分为变换型和事务型。
（4）进行一级“因子化”分解，设计顶层和第一层模块。 先设计主模块，用程序名字为它命名，画在与中心变换相对应的位置 上。做为系统的顶层，它调用下层模块，完成系统所要做的各项工作。 系统结构第一层的设计方针是：为每一个逻辑输入设计一个输入模块， 它为主模块提供数据；为每一个逻辑输出设计一个输出模块，它将主 模块提供的数据输出；为中心变换设计一个变换模块，它将逻辑输入 转换成逻辑输出。第一层模块与主模块之间传送的数据应与数据流图 相对应。将上面描述的划分
第五章面向数据流的软件设计方法
第五章面向数据流的软件设计方法面向数据流的软件设计方法是一种基于数据流和数据转换的软件设计方法。
它将软件系统视为一系列数据流和数据转换的组合，以实现特定的功能。
在这种设计方法中，数据是主要的组织和控制因素，因为它们代表了软件系统中的信息流动。
面向数据流的软件设计方法的核心概念是数据流和数据转换。
数据流是指数据在系统中的传递路径，可以是从外部输入到系统，从系统内部传递到另一个部分，或从系统输出到外部。
数据转换是指对输入数据进行处理、转换和计算的过程，以产生输出数据。
数据转换可以由不同的模块或组件来完成。
在面向数据流的软件设计方法中，一个系统可以被分解成多个子系统或模块，每个子系统或模块负责处理特定的数据流和数据转换。
这种分解使得系统结构清晰，并且易于维护和修改。
同时，面向数据流的设计方法还可以促进软件复用，因为可以将通用的数据流和数据转换模块应用于不同的系统中。
面向数据流的软件设计方法还有一些常用的建模技术和工具，可以帮助设计师更好地理解和描述系统的数据流和数据转换。
其中最常用的技术是数据流图。
数据流图是一种图形表示方法，用于展示数据在系统中的流动和转换过程。
通过使用数据流图，设计师可以清晰地识别系统中的数据流和数据转换，并且可以通过增加、删除或修改数据流和数据转换来改进系统的性能和功能。
面向数据流的软件设计方法在许多领域都得到了应用，特别是在大型和复杂的软件系统中。
它可以帮助设计师更好地理解系统的结构和行为，并且可以帮助他们在系统设计和开发的过程中做出更明智的决策。
此外，面向数据流的设计方法还可以促进软件系统的可维护性和可扩展性，因为不同的子系统或模块可以独立地开发和测试，并且可以随着需求的变化而进行修改和扩展。
总之，面向数据流的软件设计方法是一种基于数据流和数据转换的软件设计方法。
它将数据流和数据转换视为系统的核心组织和控制因素，并且通过使用数据流图等建模技术和工具来帮助设计师更好地理解和描述系统的结构和行为。
面向数据流的设计方法
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精选ppt
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二级分解
执行“二级分解” 把数据流图中每个处理 框映射成程序结构中一 个适当的模块，二级分 解过程是从变换中心的 边界开始沿输入、输出 通道向外移动，把遇到 的每个处理框映射为程 序结构中的一个模块。
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“传感器监测子系统”
9.2变换分析
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变换分析
9.2变换分析
步骤五 执行“一级分解”导出具有三个层次的程序结构。
顶层为总控模块； 底层模块执行输入、计算和输出功能；
如图9.8
输出流控制模块，产生输出数据
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精选pptຫໍສະໝຸດ 17一级分解9.2变换分析
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输入信息流沿传入路径进入系 统，同时由外部形式变换为 内部形式，经系统变换中心 加工、处理，作为输出信息 流又沿传出路径离开系统， 并还原为外部形式。
若数据流图所描述的 信息流具有上述特征
则称作变换流。
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基本概念和设计过程
事务流
由于基本系统模型呈变 换流，故任意系统中的信 息均可用变换流刻画。
若数据流具有如图9.２所 示形状，称“事务流”。
单个数据项称为事务 （transaction）沿传入 路径（接受通道）进入系 统，由外部形式变换为内 部形式后到达事务中心， 事务中心根据数据项计值 结果从若干动作路径中选
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9.1基本概念和设计过程
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9.1基本概念和设计过程
在大系统的ＤＦＤ中，变换流与事务流往往交织在一 起。
面向数据流设计方法
面向数据流设计方法面向数据流设计方法是一种软件设计方法，它将系统的功能和数据处理看作是一连串的数据流，通过对数据流的定义、分析和优化，来设计和构建高效可靠的软件系统。
这种设计方法的核心是关注数据流和数据处理的过程，强调对数据流的管理和控制。
在面向数据流设计方法中，系统功能被分解为多个数据流，每个数据流都有一个明确的输入和输出。
设计人员需要通过对数据流的分析，确定数据流之间的依赖关系和处理逻辑，以便实现系统的功能。
在设计过程中，可以利用一些工具和技术，如数据流图、流程图、数据字典等，来帮助描述和分析数据流的流转和处理过程。
面向数据流设计方法的优点之一是能够清晰地描述和分析数据流的过程，使设计人员更容易理解系统的功能和数据处理流程。
通过对数据流的定义和分析，可以发现系统中的潜在问题和瓶颈，并进行针对性的优化和改进。
此外，面向数据流设计方法还可以提高系统的可靠性和可维护性，因为它将数据流和数据处理的过程进行了明确的划分和组织，使得系统的不同部分相互独立，易于维护和扩展。
在实际应用中，面向数据流设计方法可以广泛应用于各种软件系统的设计和开发。
例如，在信息系统中，可以使用面向数据流的方法，对数据的流转和处理进行建模和优化，以提高系统的效率和可靠性。
在嵌入式系统中，面向数据流的设计方法可以帮助设计人员对数据流进行分析和建模，以满足系统对数据处理速度和实时性的要求。
在大数据处理系统中，面向数据流的设计方法可以帮助设计人员优化数据的流转和处理，以提高系统的性能和扩展性。
然而，面向数据流设计方法也存在一些挑战和限制。
首先，面向数据流的设计方法需要对系统的功能和数据流进行详细的分析和定义，这需要投入大量的人力和时间。
其次，面向数据流设计方法在处理复杂的系统和大规模数据时，可能会导致数据流的混乱和复杂，难以理解和管理。
此外，面向数据流的设计方法在应对动态和实时数据流时，可能会面临数据处理速度和实时性的挑战，需要采取适当的优化和改进措施。
面向数据流的设计方法把
面向数据流的设计方法把
面向数据流的设计方法是一种重要的软件设计方法，主要用于处理数据流的输入和输出。
该方法基于数据流的概念，将系统视为一系列数据流，每个数据流都有自己的状态和流量控制策略。
该方法的主要优点是可以高效地处理大量数据，提高系统的可靠性和可维护性。
在面向数据流的设计方法中，设计人员需要考虑以下几个方面:
1. 数据流：数据流是系统中最重要的组成部分，表示系统中的数据流动。
数据流可以分为输入、输出、内部数据流等不同类型，每种类型的数据流都有自己的特点和控制策略。
2. 状态：状态表示数据流的当前状态，包括输入、输出、等待、错误等不同类型。
状态可以用来控制数据流的流动，从而实现流量控制和数据校验等功能。
3. 控制策略：控制策略是指数据流在系统中的流动方式。
数据流可以通过阻塞、等待、竞态条件等方式实现流量控制，还可以通过跳转、分支等方式实现数据流的变化。
4. 数据结构：数据结构是系统中的一个组成部分，表示系统中的数据存储方式。
数据结构可以是数组、链表、栈、队列等不同类型的数据结构，每种数据结构都有自己的特点和应用场景。
5. 错误处理：错误处理是系统的一个重要组成部分，用于处理系统中可能出现的错误。
错误处理包括异常处理、错误检测和恢复等功能，可以帮助系统在出现故障时快速恢复，保证系统的可靠性和稳定性。
在面向数据流的设计方法中，设计人员需要根据系统的需求和要求，设计合适的数据流、状态、控制策略、数据结构和错误处理等组成部分，从而实现高效
的数据流处理和系统维护。
第九章 面向数据流的设计方法PPT课件
事务加
T i 工模块
Aj
操作 模块
Dk
细节 模块34
事务流设计举例
总控
A
取A
B E
L
CF
M
动作1 …. 动作n
细节模块1
细节模块2
ppt精选版
G D
N
（操作模块） …. （细节模块）
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事务型数据流图模型举例
B LE
A I C MFO H
D
G
N
ppt精选版
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事务流设计举例 (另一种画法)
A
输入 A
• 6）执行“二级分解” (分解SC各分支)
•
自顶向下分解，设计出每个分支的中、下层模块.
二级分解的任务是把数据流图中每个处理框映射成程
序结构中一个适当的模块，二级分解过程是从变换中
心的边界开始沿输入，输出通道向外移动，把遇到的
每个处理模块映射为程序结构中的一个模块。
•
程序结构的模块名称已隐含了模块的功能，但仍
6）分解并精化事务结构以及每条动作路径所对应的结构。 这些子结构是根据流经每一动作路径的数据流特征， 采用上述的设计步骤一一导出的。
7）使用启发式设计策略，精化所得的程序结构雏形，改 良软件质量。这个步骤和变换分析法相同。
ppt精选版
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事务分析的映射方法
接收
总控
路径
调度
A路径 B路径 C路径
A路径
XX系统
A
E、F、G
变换控制
E、F、G
输出 E、F、G
B
C E
F
L
M
G D
E、F、 GH
H
N
O 输出H
软件工程第6章面向数据流的设计方法
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变换分析
输入流 变换流 输出流
A C
B E D F G H
主控模块 输入流 控制模块
变换流 控制模块
输出流 控制模块
图6-5 一级分解
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变换分析
图6-5展示的是一个简单三叉结构，实际处 理大型系统的复杂数据流时，可能需要多 个模块对应图6-5中一个模块的功能。“一 级分解”总的原则是，在完成控制功能并 保持低耦合度、高内聚度的前提下尽可能 地减少模块的数量。 “传感器监测子系统”一级分解如图6-6所 示，其中控制模块的名字概括了所有下属 模块的功能。
E
输出流控制模块 G
A
C
F
主控模块
H
输入流控制模块 B A D C
E F
G H
图6-8 结构的优化
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监控传感器执行者
警报输出控制器 获得响应信息 建立警报条件
产生显示 读传感器
生成警报信号
建立与电话网络的 连接
产生脉冲
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变换分析
上述七个设计步骤的目标是给出软件的 一个整体描述。 一旦有了这样一个描述，设计人员即可 从整体角度评价和精化软件的总体结构， 此时修改所需耗费不多，却能大大提高 软件质量。
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无效口令
图6-2-1 用户交互子系统的二级数据流图
事务分析
事务分析法可概括为七个步骤：
步骤一、复审基本系统模型； 步骤二、复审并精化软件数据流图； 步骤三、确定数据流图的特征； 步骤四、指出事务中心，确定接收部分和发送部分 的流界； 步骤五、映射出系统上层模块结构； 步骤六、分解并精化事务结构以及每条动作路径所 对应的结构。根据流经每一动作路径的数据流特征， 参考前面所述“变换设计” 相关步骤可以逐一导出 这些子结构.
第08章面向数据流的设计方法
第08章面向数据流的设计方法面向数据流的设计方法是一种系统设计的方法论，它通过分析数据的流动过程来设计系统的结构和功能。
这种方法可以帮助设计师更好地理解和解决系统中的数据流问题，提高系统的可靠性和效率。
面向数据流的设计方法可以应用于各种不同类型的系统，包括信息系统、控制系统和通信系统等。
它的核心思想是将系统抽象为一系列数据流和数据转换的过程，通过对数据流的分析和设计，来实现系统的功能需求。
在面向数据流的设计方法中，数据被视为系统的核心，所有的功能和处理过程都围绕数据流展开。
设计师首先需要明确系统的输入数据和输出数据，并确定数据之间的转换关系。
然后，设计师利用各种工具和技术来实现这些数据之间的转换和处理。
面向数据流的设计方法的一个重要概念是数据流图。
数据流图是一种图形化表示方法，用于描述系统中数据的流动过程。
它由一系列的过程、数据流和数据存储构成，通过箭头来表示数据的流动方向。
设计师可以根据数据流图来详细分析和设计系统的数据流，从而实现系统的功能需求。
在进行面向数据流的设计时，设计师需要注意以下几个方面。
首先，设计师需要明确系统的功能需求，即确定系统需要实现哪些功能。
然后，设计师需要分析和设计系统的数据流，包括输入数据、输出数据和数据之间的转换过程。
接下来，设计师需要确定系统的结构和组件，并根据需求进行功能的划分。
最后，设计师需要对系统进行测试和验证，确保系统的功能和性能满足需求。
面向数据流的设计方法具有许多优点。
首先，它能够很好地描述系统的数据流动过程，使得设计师可以更好地理解和解决系统中的数据流问题。
其次，它可以帮助设计师更好地组织系统的结构和功能，提高系统的可靠性和效率。
此外，面向数据流的设计方法还能够提高系统的可维护性和可扩展性，方便系统的维护和升级。
总之，面向数据流的设计方法是一种有效的系统设计方法论，它通过分析数据的流动过程来设计系统的结构和功能。
它可以帮助设计师更好地理解和解决系统中的数据流问题，提高系统的可靠性和效率。
面向数据流设计方法的七个步骤
面向数据流设计方法的七个步骤一、分析需求在进行数据流设计之前，首先需要对系统的需求进行全面的分析。
需要明确系统将要处理的数据类型、数据来源、数据流向以及数据的处理过程等内容，这些都是进行数据流设计的基础。
二、绘制数据流图在需求分析的基础上，可以开始绘制数据流图了。
数据流图是一种图形化的工具，用于描述系统中数据的流动以及数据处理的过程。
通过数据流图可以清晰地看到数据的输入、输出以及数据之间的关系，从而为后续的数据流设计提供重要的参考。
三、识别数据流在绘制数据流图的过程中，需要识别出系统中存在的数据流。
这些数据流通常包括输入数据流、输出数据流以及内部数据流。
需要对每个数据流进行详细的描述，包括数据流的名称、数据流的来源、数据流的去向以及数据流的内容等。
四、识别数据存储除了数据流之外，系统中还包括大量的数据存储。
在进行数据流设计时，需要对这些数据存储进行识别和描述。
需要确定每个数据存储中保存的数据类型、数据的格式、数据的存储位置以及数据的访问权限等内容。
五、识别数据处理数据处理是系统中非常重要的一个环节，涉及到数据的加工、转换和处理等过程。
在进行数据流设计时，需要对系统中涉及的数据处理进行识别和描述。
需要明确每个数据处理的功能、输入数据和输出数据以及数据处理的执行顺序等内容。
六、验证数据流图绘制数据流图之后，需要对其进行验证。
需要确保数据流图能够真实地反映系统的数据流动和数据处理的过程，同时需要对数据流图进行合理性和一致性的检查，以确保数据流图的准确性和完整性。
七、优化数据流图在验证数据流图之后，可以对其进行优化。
需要对数据流图中存在的不合理或冗余的部分进行调整和优化，以提高数据流图的可读性和实用性。
总结：面向数据流设计方法是一种重要的系统设计方法，通过对数据流进行系统化的设计和分析，可以有效地帮助系统设计人员理清系统中数据的流动和处理过程。
遵循以上七个步骤进行数据流设计，可以为系统设计提供重要的支持，使得系统设计更加科学化、规范化和高效化。
第九章面向数据流的设计方法
第九章面向数据流的设计方法面向数据流的设计方法是一种基于数据流的软件系统设计方法，它将整个系统抽象为一系列数据流，并通过对数据流的分析和处理，实现对系统功能和性能的优化。
该方法广泛应用于各个领域的软件系统设计，特别是在大规模数据处理和分布式系统设计方面具有重要的意义。
在面向数据流的设计方法中，系统被抽象为一系列的数据流和处理模块。
数据流表示系统中的数据传输通道，而处理模块则表示对数据进行处理和转换的功能模块。
数据流和处理模块之间通过连接关系进行组织，形成一个数据流图，描述了系统中数据的流动和处理过程。
在数据流图中，数据流和处理模块分别表示为节点，节点之间的连接表示数据流的传输。
数据流图可以用于描述系统的结构和功能，同时也可以用于分析系统的性能和效果。
通过对数据流的分析，可以发现系统中的数据依赖和关系，并通过对数据流的优化，提升系统的性能和效率。
面向数据流的设计方法具有以下几个优点：首先，能够清晰地描述系统的结构和功能。
通过数据流图，可以直观地了解系统中数据的流动和处理过程，以及各个处理模块之间的依赖关系。
这有助于设计人员对系统进行全面的了解和把握，从而更好地进行系统设计和优化。
其次，能够方便地进行系统性能分析和优化。
通过对数据流的分析，可以发现系统中的瓶颈和性能瓶颈，并通过对数据流的优化，提升系统的性能和效率。
例如，可以通过对数据流的分析，发现系统中的热点数据和频繁访问的数据，从而进行数据的合理分配和缓存策略的优化，提升系统的性能和效率。
再次，能够支持系统的可扩展性和可维护性。
面向数据流的设计方法将系统拆分为一系列的数据流和处理模块，使得系统的功能和结构更加清晰和模块化。
这样，在需要进行系统扩展和功能调整时，只需要对相应的数据流和处理模块进行修改和调整，而不需要对整个系统进行重构，从而提高了系统的可扩展性和可维护性。
最后，能够支持分布式系统的设计和实现。
面向数据流的设计方法是一种自然适合分布式系统设计的方法，因为数据流的分析和处理是分布式系统中常见的任务。
面向数据流设计方法
面向数据流设计方法面向数据流设计方法是一种新的软件设计方式，它可以帮助软件开发者有效地处理和分析海量数据，实现各种应用程序的目标功能和业务目标。
在这个方法中，数据被视为流动而非变量，程序是基于事件的而非基于状态的，这使得软件程序可以有效地应对各种输入，具有更高的可扩展性和更好的性能表现。
下面我们将详细介绍面向数据流设计方法的基础概念、设计过程和应用场景。
一、基础概念1. 数据流数据流是一组连续的数据，它可以通过不同的输入源、传输协议、处理规则和输出方式来实现数据的传输和转换。
数据流可以是单向的或双向的，也可以是批量的或流式的。
在面向数据流的设计中，所有数据都被视为流动的，程序需要随时根据数据流中不同的事件和状态进行处理和响应。
2. 事件事件是数据流中的一个单元，它表示一种特定类型的数据或信号，并且具有一个唯一的标识符。
事件可以是简单的数据单元，也可以是复杂的数据结构，如消息、命令、请求等。
在面向数据流的设计中，程序需要按照时间顺序对事件进行处理和响应，以实现不同的业务逻辑和功能需求。
3. 处理器处理器是面向数据流设计方法中的核心组件，它负责处理输入数据流中的各种事件，并将结果发送到输出数据流中。
处理器可以是独立的模块或对象，也可以是一个完整的软件系统。
在面向数据流的设计中，处理器需要根据不同的输入源、传输协议和处理规则来识别、解析和转换事件数据，同时也需要将处理结果传递给其他处理器或输出到某个数据存储区域，以便后续的数据处理和分析。
二、设计过程面向数据流的设计过程包括以下几个步骤：1. 确定业务需求和目标功能在进行面向数据流的设计前，首先需要确定业务需求和目标功能，包括输入数据源、处理规则、计算逻辑、输出结果等方面。
这有助于明确程序的设计方向和目标，避免过度设计和无用的功能。
2. 设计数据流结构和处理器模块在确定业务需求和目标功能后，需要设计数据流结构和处理器模块，这需要根据业务需求和处理规则确定数据流中的事件类型、处理器的输入输出参数和计算逻辑。
软件工程——9.面向数据流的设计精品文档
传入模块 ─ 从下属模块取得数据，经过某些 处理，再将其传送给上级模块。它传送的数 据流叫做逻辑输入数据流。
传出模块 ─ 从上级模块获得数据，进行某些 处理，再将其传送给下属模块。它传送的数 据流叫做逻辑输出数据流。
9.1 SD方法的基本概念和设计过程
传入模块
从下属模块取得数据，进行某些处理，再 将其结果传给上级模块。在此，将它传送的数据 流称为逻辑输入数据流。
– 发展：SP (structured Programming) →SD→SA。[55]P107；[2]P96；[57]中册 P253~255。
9.1 SD方法的基本概念和设计过程
二、SD的基本思想
结构图SC描述一个软件系统由哪些模块组 成，以及模块之间的调用关系。
结构图SC的基本成分有：模块、调用和数
状态转换图 控制 规 格说明
过程设计 接口设计 体系结构设计 数据设计
相关概念回顾
软件设计的任务
从管理和技术两个不同角度对设计的认识
相关概念回顾
软件设计任务
工程管理观点
– 概要设计，将软件需求转化为数 据结构和软件的系统结构。
– 详细设计，即过程设计。通过对 结构表示进行细化，得到软件的 详细的数据结构和算法。
相关概念回顾
软件设计的目标和任务
Aim/Goal：
– 以SRS为依据，设计出能满足SRS中定 下的各项需求的软件实现方案，并力求 使方案达到最佳。该设计方案是后继阶 段（编码实现）的依据。
（设计方案也将为问题的软件解 solution或软件表示representation）
相关概念回顾
据。
a,d MS f
a,d f
第五章面向数据流的软件设计方法
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｝
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｝｝
第五章结束
1. 数据项 2. 数据结构 3. 数据流 4. 数据存储 5. 处理过程
二、数据流图与数据字典
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 ｝
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｝｝
二、数据流图与数据字典
二、数据流图与数据字典
• 数据流图 任何软件系统都可以抽象为：输入数据，经过一系列的 转换，得到输出数据。 数据流图就是用来刻画数据的转换过程的信息系统建模 技术。
外部实体
转换
数据流
数据源
二、数据流图与数据字典
• 数据字典 用于描述数据流中数据的详细情况，如数据类型、大 小、适应频率等。 数据字典包括
三、实体关系图（略）
实体关系图既是er图 画er图有不少符号系统
四、面向数据流的分析设计过程
画数据流程图也是一个逐步求精、由高层向低层抽象的过程。 变换流、事务流 顶层数据流 模块数据流 例：P129，图书馆管理
五、启发式设计策略
结构化设计最后一步：启发式设计策略，即一般遵循的几个经验 1、减小耦合度、提高内聚度 2、扇出度、扇入度控制 3、作用域与控制域的对应 4、减少接口的复杂度和冗余度，提高协调性 5、模块功能可预见性，避免对模块限制太多 6、追求单输入单输出的模块 7、用包的形式提高软件的设计和可移植性。
面向数据流设计方法
具有边界的数据流图
面向数据流设计方法-变换分析
5.完成一级分解
数字仪表板的第一级分解
面向数据流设计方法-变换分析
6.完成第二级分解
数字仪表板的第二级分解-输入结构
数字仪表板的第二级分解-变换结构
数字仪表板的第二级分解-输出结构
面向数据流设计方法-变换分析
7.对初步软件结构精化
面向数据流设计方法-事务分析
面向数据流设计方法-变换分析
1.复查基本系统模型 确保系统输入和输出数据符合实际。 2.复查并精化数据流图 正确、处理项完成相对独立功能。
数字仪表板系统数据流图
面向数据流设计方法-变换分析
3.确定数据流图具有变换特性还是事务特性 没有明显事务中心，为变换型。 4.找出变换中心 确定数据流边界。
1.模块--在SC图中用矩形框表示，并用名字来标记它 2.模块的调用关系和接口
调用模块
A
数据信号
A（查询学生）
学 号 查找 成功 信号
控制信号
B
被调用模块
-模块调用关系 --
B（查找学生记录）
模块间接口的表示
面向数据流设计方法-软件结构图
M M
A
B
A
B
C
模块M有选择地调用模块A与B。 判定为真调用A，为假调用B
面向数据流设计方法
面向数据流的设计要解决的任务，就是将软件需求 分析阶段生成的逻辑模型数据流图映射（Mapping）表 达软件系统结构的软件结构图。 结构化设计属于面向数据流的设计方法。
面向数据流设计方法
软件结构图 信息流类型 面向数据流设计过程 变换分析 事务分析
面向数据流设计方法-软件结构图
信息流有明显事务特点（事务中心），采用事务分 析方法。 软件结构：一接收分支和一发送分支。
面向数据流的设计方法
面向数据流的设计方法
面向数据流的设计方法是一种设计软件系统的方法，该方法将整个系统看作是一个数据流的处理过程，系统的各个组件通过不同的数据流进行通信和交互。
在面向数据流的设计方法中，一个系统可以被抽象为多个组件，每个组件负责处理一部分数据，并将处理结果发送给其他组件。
数据流则用于描述组件之间的通信和数据传输方式。
以下是面向数据流的设计方法的主要步骤：
1. 确定系统的功能和需求：首先，需要明确系统需要实现的功能和满足的需求。
这可以通过需求分析和讨论来确定。
2. 划分组件：将系统划分为多个组件，每个组件负责处理一部分数据或实现一个具体的功能模块。
组件之间应该是独立的、可重用的，并且通过数据流进行通信。
3. 定义数据流：确定系统中各个组件之间的数据流，并定义数据在组件间的传输方式。
数据流可以是单向的，也可以是双向的，可以通过消息队列、共享内存、网络等方式进行传输。
4. 实现组件逻辑：对于每个组件，需要定义其输入数据流和输出数据流，以及
具体的处理逻辑。
可以使用编程语言和工具来编写组件的代码。
5. 集成和测试：将各个组件进行集成，并进行综合测试，确保数据在组件间的流动和处理逻辑的正确性。
6. 优化和扩展：对于已经实现的系统，可以通过优化算法、增加组件功能或添加新的组件来提高性能和扩展系统的能力。
面向数据流的设计方法具有灵活性和可扩展性，可以将复杂的系统分解为简单的组件，并通过数据流进行组合和协同工作。
这种方法适用于需要处理大量数据、实时性要求高、模块化程度高的系统设计。
面向数据流的设计方法_实用软件工程_[共3页]
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76 还有其他语句，究竟是先执行调用下层模块的语句还是先执行其他语句，在图中丝毫没有指明。
事实上，层次图和结构图只表明一个模块调用哪些模块，至于模块内还有没有其他成分则完全没有表示。
图3-9 模块M在判定为真时调用A，为假时调用B 图3-10 模块M循环调用模块A、模块B、模块C通常用层次图作为描绘软件结构的文档。
结构图作为文档并不很合适，因为图中包含的信息太多有时反而降低了清晰程度。
但是，利用IPO图或数据字典中的信息得到模块调用时传递的信息，从而由层次图导出结构图的过程，却可以作为检查设计正确性和评价模块独立性的好方法。
传送的每个数据元素是否都是完成模块功能所必需的？反之，完成模块功能必需的每个数据元素是否都被传送来了，所有数据元素是否都只和单一的功能有关？如果发现结构图上模块间的联系不容易解释，则应该考虑是否设计上有问题。
3.2.2 面向数据流的设计方法面向数据流的设计方法是常用的结构化设计方法，多在概要设计阶段使用。
它主要是指依据一定的映射规则，将需求分析阶段得到的数据描述、从系统的输入端到输出端所经历的一系列变换或处理的数据流图转换为目标系统的结构描述。
在数据流图中，数据流分为变换型数据流和事务型数据流两种。
所谓变换，是指把输入的数据处理后转变成另外的输出数据。
信息沿输入路径流入系统，在系统中经过加工处理后又离开系统，当信息流具备这种特征时就是变换流。
所谓事务，是指非数据变换的处理，它将输入的数据流分散成许多数据流，形成若干个加工，然后选择其中一个路径来执行。
例如，对于一个邮件分发中心，把收进的邮件根据地址进行分发，有的用飞机邮送，有的用汽车邮送。
信息沿输入路径流入系统，到达一个事务中心，这个事务中心根据输入数据的特征和类型在若干个动作序列中选择一个执行方式，这种情况下的数据流称为事务流，它是以事务为中心的。
变换型数据流和事务型数据流分别如图3-11和图3-12所示。
图3-11变换型数据流图3-12事务型数据流通常，在一个大型系统中，可能同时存在变换型数据流和事务型数据流。
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面向数据流的设计方法
结构化设计的优点：
（1）减少设计复杂性。将对大目标的实现转化为一些 小目标来实现。结构化设计是一种减少设计复杂性的技 术。 （2）结构独立。结构化设计将功能性程序划分成多个 相对独立的程序模块。 （3）单一的功能模块，易于进行软件修改，易于开发 和维护。 （4）加强了代码的可重用性。
面向数据流的设计方法
例1：高考录取统分子系统有如下功能：
1）计算标准分：根据考生原始分计算，得到标准分，存入考 生分数文件； 2）计算录取线：根据标准分、招生计划文件中的招生人数， 计算录取线存入录取线文件。
要求：①对以上问题画出数据流图。
②画出该子系统的软件结构图
面向数据流的设计方法
例2：某培训中心要研制一个计算机管理系统。它的业务是：将学
面向数据流的设计方法
2、设计软件结构的顶层和第一层——事务结构。 顶层就是主模块的位置，有两个功能，一是接收数据， 二是根据事务类型调度相应的处理模块。因此事务型软件结 构应包括两个部分，接收分支和发送分支。 ⑴接收分支：负责接收数据，其设计方法与变换型DFD的输 入部分相同。 ⑵发送分支：通常包含一个调度模块，控制管理所有的下层 事务处理模块。 3、设计中、下层模块并优化。 具体过程同变换结构设计。
4、根据优化准则对软件结构求精。 5、描述模块功能、接口及全局数据结构。
6、复查，如有错转向2、修改完善，否则进入详细设计。
面向数据流的设计方法
变换分析设计：
1、确定DFD中的变换中心，逻辑输入、逻辑输出。 通常几股数据流的汇合处就是系统的加工中心，也可 用以下方法确定加工中心：从物理输入（出）端开始，沿 （逆）数据流方向向系统中心寻找，直到有这样的数据流， 它不能再被看作是系统的输入（出）时，则它的前一数据 流就是系统的逻辑输入（出）。介于逻辑输入和逻辑输出 间的加工就是加工中心。
模块间的控制关 系及信息传递
B
C
T1
T2
T3
模块间选择调用
模块间循环调用
面向数据流的设计方法
系统结构图中有4种类型的模块：
1、传入模块：从下属模块取得数据，经过某些处理，再将其 送给上级模块。它传送的数据叫做逻辑输入数据流。 2、传出模块：从上级模块取得数据，进行某些处理后，传送 给下属模块。它传送的数据流叫做逻辑输出数据流。 3、变换模块：从上级模块取得数据，进行特定处理后，送回 原上级模块。它加工的数据流叫做变换数据流。 4、协调模块：对其下属模块进行控制和管理的模块。在一个 好的系统结构图中，协调模块应在较高层出现。
其他设计方法
3）按照一定的映射规则由输入、输出的数据结构导 出用Jackson图表示的程序结构。 4）列出程序中要用到的各个基本操作，并把它们分 配到程序结构的适当位置。 5）用伪码表示程序。
作业
P159
第2题
面向数据流的设计方法
⑴变换型（IPO型）
变换型的数据流图是一个线性结构，由输入、 变换和输出三部分组成。信息沿输入通路进入系统， 同时由外部形式变换成内部形式。进入系统的信息 通过变换中心，经加工处理以后再沿输出通路变换 成外部形式离开软件系统。
面向数据流的设计方法
逻辑输入 物理输 入 逻辑输出
面向数据流的设计方法
面向数据流的设计方法
面向数据流的设计方法，又称结构化设计即SD(Structured Design) 。
结构化设计的目标：将软件设计为多个结构合理、功能 单一的模块，建立系统的模块结构图。它的主要表示方法 是一种分层次的结构图。
面向数据流的设计方法
SD设计方法的主要思想：
认为一个程序、一组程序或一个系统，是由一组 功能模块来构成的。
其他设计方法
(2) Jackson图
A A A
B
顺序
C
B0 选择
C0
B* 重复
Jackson图表示的三种基本结构，由方框、连线和一些附 加标记组成。标记“o”代表选择，标记“*”代表重复。连线 可以理解为“包含”或“由……组成”。
其他设计方法
Jackson方法的步骤
一般可以归纳为五个步骤：
1）分析并确定输入数据和输出数据的逻辑结构，并 用Jackson结构图表示这些数据结构。 2）找出输入数据结构和输出数据结构中有对应关系 的数据单元 。
面向数据流的设计方法
描述工具：
结构化设计方法提出了一种图形工具——结构图。 结构图是精确表达程序结构的图形表示方法。它作 为软件文档的一部分，清楚地反映出程序中模块之间的 层次调用关系和联系。它不仅严格地定义了各个模块的 名字、功能和接口，而且还集中反映了设计思想。
面向数据流的设计方法
结构图的主要内容：
面向数据流的设计方法
2、设计软件结构的顶层和第一层——变换结构。
顶层就是主模块的位置，其功能是完成对所有模块的 控制，其名称就是系统名称； 第一层一般至少有输入、变换、输出三种功能模块。
面向数据流的设计方法
3、设计中、下层模块。对第一层模块自顶向下逐层分解。 ⑴输入模块下属模块的设计：为每个输入模块设计两个下属 模块，一个接受数据，一个将数据转换成调用模块所需的信 息。用类似的方法一直分解下去，直至物理输入端。 ⑵输出模块下属模块的设计：为每个输出模块设计两个下属 模块，一个将数据转换成下属模块所需的信息，一个发送数 据。用类似的方法一直分解下去，直至物理输出端。 ⑶变换模块下属模块的设计：根据变换中心的组成情况，按 照模块独立性原则，为每个基本加工建立一个功能模块。
面向数据流的设计方法
4、设计优化：根据优化准则对初始结构进行细化和改进。
根据设计准则，对模块进行合并和调整，为每个物理 输入和物理输出设计专门模块，以体现系统的外部接口。
面向数据流的设计方法
逻辑输入 逻辑输出
f4
E f6 f7 D f8 G f10
物理输入
f1
A
f2
B
f3
C f5
F
f9
物理输出H f11 Nhomakorabea物理输出
输入流
变换中心
输出流
变换型DFD图
面向数据流的设计方法
⑵ 事务型
事务型的数据流图中，数据沿输入通路到达一个 加工处理（如下图中的C），这个处理将输入分为许 多相互平行的加工路径，并根据输入数据的类型，选 择某一加工路径。其中C为事务处理中心，其任务是 得到输入数据(输入数据又称为事务)、分析每个事务 以确定它的类型、根据事务类型选取一条活动通路。
员发来的信件收集分类后，按几种不同情况处理： 1）如果是报名的，则将报名数据负责给报名事务的职员，他们将 查阅课程文件，检查该课程是否额满，然后在学生文件、课程文件 上登记，并开出报名单交财务部门，财务人员开出发票给学生。 2）如果是想注销原来已选修的课程，则由注销人员在课程文件、 学生文件和帐目文件上做相应的修改，并给学生注销单。
f10
Put f8
f5 C
f10
f11 f11 Put f8
变换型分析设计
面向数据流的设计方法
事务分析设计：
1、确定DFD中的事物中心和加工路径。
通常当DFD中的某个加工具有明显的将一个输入数 据流分解成多个发散的输出数据流时，该加工就是系统 的事务中心，从事务中心辐射出去的数据流就是各个加 工路径。
其他设计方法
Jackson方法 (1) Jackson方法思想
面向数据结构的设计是根据某些过程，从一些数据结构 中导出程序结构，着重于问题域数据结构到问题解的程序结 构之间的转换，而不强调模块定义。
①首先要充分了解所涉及的数据结构，而且用工具清晰 地描述数据结构; ②然后按一定的步骤根据数据结构，导出解决问题的程 序结构，完成设计。
面向数据流的设计方法
B
f1
输入流
A
C
D
事务处理中心
加工路径
事务分析设计
面向数据流的设计方法
接 收 分 支 主模块 f1 Get f1 f1 调度 发 送 分 支
B
C
D
动作层 细节层
事务分析设计
事务分析 举例
举 例
面向数据流的设计方法
结构图的形态特征：
深度表示控制的层数。 宽度表示控制的总分布。 扇出是对由某一模块直接控制的模块数目的度量。
1、模块：方框表示，并用名字标识该模块。
2、模块的调用关系：用单向箭头或直线连接模 块间的控制关系。
3、模块间的信息传递：用带注释的短箭头表示 模块间传递的信息。 4、两个附加符号：弧形线表示循环调用，菱形 表示选择调用。
面向数据流的设计方法
查询成绩 A
学 号 查 询 标 志 记 录 地 址
M
学生记录
软件设计文档
1、概要设计说明书（参考标准文档） 2、详细设计说明书（参考标准文档）
其他设计方法
面向数据结构的设计方法是根据数据结构设计
程序处理过程的方法。
目前比较成熟的有 M．A．Jackson提出的Jackson 系统开发方法（JSD，Jackson System Development） 和J．D．warnier提出的程序逻辑构造方法 LCP( Logical Construction of Programs )。
面向数据流的设计方法
系统结构图中主要有4种类型的模块：
A
D B C
协调模块
X X Y Y
传入模块
A
传出模块
D
变换模块
面向数据流的设计方法
数据流图的类型
SD方法是以数据流图为基础设计系统的模块结 构的。不同类型的数据流图设计的过程以及所导出的 初始的软件结构不同。不管系统的数据流图如何庞大 和复杂，一般均可分为变换型、事务型和变换/事务 混合型。