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：
21
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
36
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
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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。
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9.2变换分析
“家庭保安系统”的顶级数据流图
家庭保安系统－传感 器监测子系统的变
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变换分析
9.2变换分析
复审和精化软件数据流图
精化软件需求规格说明书中的分析模型，直至获得足够详细 的ＤＦＤ。
如，由“传感器监测子系统”的第一级（图9.５的局部）和第 二级（图9.６）ＤＦＤ进 一步推导出第三级数据流图（图9. ７）。
每个变换对应一个独立的功能，可望用一 个具有较高内聚度 的模块实现，至此已有足够的信息用于设计“传感器监测子系 统”
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9.2变换分析
“传感器监测子系统”的第二级DFD
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9.2变换分析
“传感器监测子系统”的第三级DF
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变换分析由一系列设计步骤组成，经过这些步骤就能把具有 变换流特点的数据流图，按预先确定的模式映射成软件结构。
基本系统模型指顶级ＤＦＤ和所有由外部提供的信息。这一 设计步骤是对系统规格说明书和 软件需求规格说明书进行评 估。这两个文档描述软件界面上信息的流程和结构。
图9.4和图 9.5分别为“家庭保安系统”的顶层和第一层数据 流图。
在基于事务流的系统中，当信息沿动作路径流动时可 能呈现变换流的特征，变换分析法与事物分析法需要
任何设计过程都不应该也不可能完全机械化，人的判 断力和创造性往往起决定作用。
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面向数据流的设计
9.1基本概念和设计过程
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9.2 变换分析
第九章 面向数据流的设计方法
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1
将分析模型转换为设计
据数
加工
对 象 描
述
图系关体数实据词典数据流图规格说明
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
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第九章 面向数据流的设计方法
本章所述技术用于软件的概要设计描述 ，包括模块、界面和 数据结构的定义，这是后续开发的基础。
每种软件设计方法都有长处和不足，选用哪种方法应考虑适 用的范围。
任何软件系统都可以用数据流图表示，面向数据流的设计方 法可用于任一种软件系统的开发。
该方法对那些顺序处理信息且不含层次数据结构的系统最为 有效，如，过程控制、复杂的数值分析过程、以及科学与工程 方面的应用等等。
当ＳＤ方法用于完全的数据处理时，即使系统中使用层次数 据同样行之有效。
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变换分析
9.2变换分析
划定输入流和输出流边界孤立变换中心。
输入、输出流边界的划分可能因人而异，不同的设计 人员可能把边界沿着数据通道向前推进或后退一个处 理框，这对最后的软件结构影响不大。
“传感器监测子系统”的流界在图9.７中用虚线表示。
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第九章
传统的软件工程方法学采用结构化设计(Structured Design,SD)技术，完成软件设计工作，通常把软件设计工作 划分为概要设计和详细设计这样两个阶段。
概要设计的主要任务是，通过仔细分析软件规格说明， 适当地对软件进行功能分解，从而把软件划分为模块，并且 设计出完成预定功能的模块结构。详细设计阶段详细地设计 每个模块，确定完成每个模块功能所需要的算法和数据结构。
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变换分析
9.2变换分析
一级分解
图9.８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，可能需要两个甚至多个模块对 应上述一个模块的功能。
“一级分解”的原则 在完成控制功能并保持低耦合度、高内聚度的前提
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9.2变换分析
传感器监测子系统一级分解结果
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变换分析
9.2变换分析
确定ＤＦＤ为变换流还是事务流。
系统内部的信息流总可以用变换流表示，倘若具有明显的事务 特性，还应该采用针对事务流的映射方法。设计人员首先要判 定ＤＦＤ中占主导地位的信息流，并确定其特性，然后孤立出 具有变换特性或事务特性的支流，这些支流将用于精化由主导
以图9.7所示ＤＦＤ为例，数据沿一个传入路径进来，沿三个传 出路径离开，无明显的事务中心，该信息流应属变换流。
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9.1
第九章 面向数据流的设计方法
用ＳＤ方法将数据流图转换为软件结构 ( ( ( ( ( 第三步所用映射方法涉及信息流的类型。 信息流分为变换流和事务流
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基本概念和设计过程
9.1基本概念和设计过程
在基本系统模型（即顶级数据 流图）中信息通常以“外部 世界”所具有的形式进入系 统，经过处理后又以这种形 式离开系统。