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一、什么是数据流图
数据流图(Data Flow Diagram,简称 DFD) ,是一种从数据传递和加工角度,以图形方式来表达系统逻辑功能、数据在系统内部逻辑流向和逻辑变换过程的工具。简单来说,它就像是系统的 “数据地图”,描绘了数据从哪里来,经过哪些处理,又流向何方 。
想象一下,你要规划一次旅行。你得知道从家里出发(数据源),乘坐什么交通工具(数据处理),经过哪些中转城市(数据存储或中间处理环节),最终到达旅游目的地(数据终点)。数据流图对于系统,就如同这个旅行规划图对于你的旅程,清晰展示了数据的整个 “旅程”。它以直观的图形符号,让复杂的系统数据流程一目了然。在软件开发、业务流程梳理等众多领域,数据流图都发挥着重要作用,帮助我们理解系统的本质,找到优化和改进的方向。 作为功能模型的重要表达方式,数据流图不涉及系统的物理实现细节,只关注数据的流动和处理逻辑,让我们能从宏观层面把握系统功能 。
二、数据流图的构成元素
数据流图主要由外部实体、数据存储、数据流和处理过程这四种基本元素构成,它们各自承担着独特的角色,共同构建起系统数据流程的完整画面。下面为你详细介绍这四种元素。
2.1 外部实体
外部实体是与系统交互的外部对象,可以是人员、组织、其他系统或设备等 。在数据流图中,外部实体用矩形表示,并在矩形内标注实体名称。比如在一个网上购物系统中,用户就是一个外部实体,他们向系统发送订单信息,接收购买的商品和服务 。又如,与购物系统对接的支付系统,也是外部实体,负责处理支付相关的数据交互。外部实体定义了系统的边界,明确了数据的来源和去向,帮助我们清晰界定系统的范围。 它们是系统与外界沟通的桥梁,系统从外部实体获取输入数据,经过内部处理后,再将结果输出给相应的外部实体。
2.2 数据存储
数据存储是系统中保存数据的地方,可以是数据库、文件、临时缓存等形式 。在数据流图里,它用开口矩形表示,内部注明存储名称 。在上述网上购物系统中,订单信息表、用户信息库等都是数据存储的实例。数据存储在数据处理流程中起着关键的 “蓄水池” 作用。它保存着系统运行所需的各种数据,为处理过程提供输入数据,同时接收处理后的结果数据进行存储。例如,用户下单后,订单数据被存储到订单信息表中,后续订单处理流程就可以从这里读取数据进行处理。数据存储保证了数据的持续性和可重复性使用,使得系统能够在不同时间和不同处理环节对数据进行有效的管理和利用 。
2.3 数据流
数据流代表数据在系统各元素间的流动方向,它是具有一定流向的数据集合 。在数据流图中,数据流用带箭头的线表示,箭头方向代表数据的流向 ,线上还会标注数据名称。比如在购物系统中,“用户订单信息” 从用户(外部实体)流向 “订单处理”(处理过程),“支付结果通知” 从支付系统(外部实体)流向 “订单管理”(处理过程) 。数据流连接了外部实体、处理过程和数据存储,清晰展示了数据的传输路径和流动方向。通过数据流,我们能直观看到数据是如何在系统中一步步传递和被处理的,是理解系统数据流程的关键线索 。每个数据流都有明确的起点和终点,并且都携带特定的数据内容,其命名应准确反映所携带的数据,以便于理解和分析系统的数据流向 。
2.4 处理过程
处理过程是对数据进行加工的操作,它将输入数据转换为输出数据 。在数据流图中,处理过程用圆形或椭圆形表示,并在图形内注明处理名称 。还是以网上购物系统为例,“订单处理”“库存更新”“支付验证” 等都是处理过程 。每个处理过程都有明确的功能和职责,需要有至少一个输入数据流和一个输出数据流 。比如 “订单处理” 过程,输入用户的订单信息,经过对订单的校验、分配等处理操作后,输出处理后的订单状态信息。处理过程的命名应准确、清晰地反映其对数据的操作和功能,便于人们理解系统中数据是如何被一步步加工和转换的 。它是数据流图中实现系统功能的核心部分,通过对数据的各种处理,完成系统的业务逻辑 。
三、数据流图的层次结构
3.1 顶层数据流图
顶层数据流图是数据流图层次结构中的最高层,它以宏观视角展示系统与外部实体之间的主要交互关系 。在顶层数据流图中,通常只有一个代表整个系统的加工,这个加工将系统视为一个整体黑盒 。其作用在于清晰界定系统的边界,明确系统从哪些外部实体获取输入数据,以及向哪些外部实体输出处理结果 。
以一个在线教育平台为例,顶层数据流图中,外部实体可能包括学生、教师、课程供应商。学生向系统发送课程学习请求,教师向系统上传教学资料,课程供应商提供课程资源数据,这些都是输入数据流;而系统向学生输出学习资料、学习进度报告,向教师反馈学生学习情况,向课程供应商支