面向数据流设计方法
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。
6-第六章 面向数据结构的设计方法
第六章面向数据结构的设计方法前面介绍的结构化系统设计,是一种面向数据流的设计方法.本章介绍两种其它的设计方法---Jackson方法与LCP方法.它们都是面向数据结构的独立的系统设计方法.常将它们作为辅助的设计方法,配合SD方法使用.§1 面向数据结构的设计一.面向数据流的设计考虑问题的出发点是:数据流.最终目标:软件的最终SC图.解决问题的焦点:模块的合理划分.最佳适用范围:概要设计中,确定软件的结构.以SD为例,在分析阶段:以数据流图表示软件的逻辑模型;在设计阶段:按照数据流的类型,分别用变换分析或事务分析将它们转换为相应的软件结构.二.面向数据结构的设计基本思想:从问题的数据结构导出它的程序结构.作为独立的系统设计方法主要用于小规模数据处理的开发.考虑问题的出发点是:数据结构.最终目标:得出程序的过程性描述.最佳适用范围:详细设计中,确定部分或全部模块的逻辑过程.三.两种设计方法的共同点1.遵守结构程序设计“由顶向下”逐步细化的原则,并以其为共同的基础;2.均服从“程序结构必须适应问题结构”的基本原则,各自拥有从问题结构(包括数据结构)导出程序结构的一组映射规则.§2 Jackson设计方法一.Jackson图Jackson图是Jackson方法的表达工具.1.Jackson图表达的结构(a)顺序(b)选择(c)重复(a)表示A由B、C两部分顺序组成;(b)表示A可以包含B或C(S代表选择);(c)表示A由B重复任意次(含零次)构成(I代表重复).2.Jackson图的应用(1)表示数据结构(2)表示程序结构例:一教职工名册如下:教职工名册表头表体用Jackson 图表示的数据结构如下用Jackson图表示的程序结构如下(3) Jackson伪代码:为了实现从程序结构到逻辑结构描述的转换,需设计一组相应的伪代码: Jackson伪代码(图解逻辑).下图给出与三种程序结构相对应的Jackson伪代码.其中,带下滑线的字为保留字,cond表示条件.(a)顺序(b)选择(c)重复A seq A select cond1B B A iter condC or cond2 whileend A C Bend A end A二.Jackson设计方法1.Jackson方法设计步骤与SD方法设计步骤图解比较Jackson方法映射数据结构程序结构程序的过程表示(Jackson图(Jackson图) (Jackson伪代码)程序分析程序设计SD方法映射问题结构软件结构各模块的过程描述(DFD图) (SC图) (PDL等工具)概要分析详细设计2．Jackson方法设计步骤(1)分析并确定输入数据和输出数据的逻辑结构,用Jackson图描绘这些数据结构.实质是对求解的问题进行需求分析.用Jackson图表示数据结构时,省略与解题无关的多余信息,仅保留需要用到的数据单元.(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(即有因果关系,在程序中可以同时处理的数据单元) 按照下列映射规则, 导出描绘程序结构的Jackson图.-----为每一对在输入结构和输出结构中有对应关系的单位元画一个处理框;-----为输入数据结构中每一剩余的数据单元画一个处理框;-----为输出数据结构中每一剩余的数据单元画一个处理框;-----所有处理框在程序结构上的位置, 应与由它处理的数据单元在数据结构Jackson图上的位置相对应(程序中具有因果关系).(3)写出程序的过程性表示:列出所有操作和条件，并把它们分配到程序结构图的适当位置 (4)用Jackson 伪代码写出与程序结构图对应的过程性表示. 3.应用举例1输入卡片分析程序.一叠卡片按内容分为K1、K2、K3三类,卡片叠的排列规则是:以K1卡始,以K2卡终.起始卡之前属前置部分,不含K1卡; 起始卡与终了卡之间属分批部分,不含K2卡.如图:...前置部分 起始卡 分批部分 终了卡试用Jackson 方法编一程序,要求依次完成下列分析工作: -----统计起始卡前卡片的张数,存入A; -----打印起始卡的内容;-----统计起始卡后出现的K1卡和K3卡总批数,存入B; -----统计起始卡后出现的K1卡的张数,存入C; -----统计起始卡后出现的K3卡的张数,存入D; -----打印终了卡的内容;-----打印A 、B 、C 、D 四个统计值. 求解步骤:第一步:画数据结构图. 输入卡片文件数据结构图输出文件数据结构图对输入数据与输出数据两图进一步细化：I 2S 3I 4I 5第三步：写出程序的过程性表示：列出所有操作和条件，并把它们分配到程序结构图的适当位置程序结构图中所需的有关操作： 有关条件： ① 打开卡片文件 ⑦ A ：=A+1 I 1：until 出现K1卡。
面向数据流的设计方法
14
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。
15
§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。
22
⑶设计中、下层模块 输入模块和输出模块旳下属模块
26
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。
第九章 面向数据流的设计方法PPT课件
ppt精选版
28
事务分析设计方法
1）复审基本系统模型；
2）复审并精化软件数据模型；
3）确定数据流图的特性；
显然，前三步和变换分析法相同。
4）指出事务中心，在DFD上确定事务中心、接收部分和 发送部分。确定有事务中心发出的每一动作路径的数 据流特性。数条动作路径的公共源头就是事务中心， 事务中心确定为“启动命令处理”框。事务中心一旦 确定，即可以划定接受路径与所有动作路径的界限， 随后判定每一个动作路径上数据流的特性。
具有变换流特点的数据流图按照事先确定的模式映射成 软件结构。步骤如下：
1）复审基本系统模型
基本系统模型是指顶级数据流图和所有由外部提供的信 息。该步骤是对系统规格说明书进行评估。这两个文档 是描述软件界面上信息的流程和结构。
2）复审和精化软件数据流图
主要是对软件规格说明书中的分析模型进行精化，直至 获得足够详细的数据流图。逐步求精，逐层细化，底层 的加工和数据流都应该进行分解。
ppt精选版
18
第一级分解的方法
MC
MA
MT
ppt精选版
ME
19
第一级分解后的SC
c,e
MA
传入模块
MC
c,e u,w
MT
中心变 换模块
顶层
u,w
ME 第一层
传出模块
输入流控制模块，接收所有输入数据；
变换流控制模块，对内部形式数据进行加工、处理；
输出流控制模块，产生输出数据。
ppt精选版
20
变换分析设计方法
ppt精选版
11
面向数据流方法的设计过程
精化数据流图
“事务” 流类型
区分事务中心 和数据接收路径
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
2021/3/4
精选ppt
20
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。
2021/3/4
“传感器监测子系统”
9.2变换分析
2021/3/4
精选ppt
16
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
2021/3/4
精选pptຫໍສະໝຸດ 17一级分解9.2变换分析
2021/3/4
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。
2021/3/4
精选ppt
5
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
2021/3/4
精选ppt
9.1基本概念和设计过程
6
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。
软件工程第6章面向数据流的设计方法
21
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
22
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
31
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
32
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。
39
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.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9.2变换分析
2020/8/17
16
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
2020/8/17
17
一级分解
9.2变换分析
2020/8/17
18
变换分析
9.2变换分析
一级分解
2020/8/17
14
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。
2020/8/17
15
“传感器监测子系统”
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”
2020/8/17
11
9.2变换分析
“传感器监测子系统”的第二级DFD
2020/8/17
12
9.2变换分析
“传感器监测子系统”的第三级DF
2020/8/17
13
变换分析
9.2变换分析
2020/8/17
9.1基本概念和设计过程
6
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。
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。
2020/8/17
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。
2020/8/17
9
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
2020/8/17
10
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）。
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。
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。
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。
7
面向数据流的设计
9.1基本概念和设计过程
2020/8/17
8
9.2 变换分析
第九章 面向数据流的设计方法
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。
2020/8/17
3
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。
2020/8/17
4
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。 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。
2020/8/17
1
将分析模型转换为设计
据数
加工
对 ห้องสมุดไป่ตู้ 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
2020/8/17
过程设计 接口设计 体系结构设计 数据设计
2
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。
2020/8/17
20
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。
2020/8/17
9.2变换分析
21
变换分析
9.2变换分析
二级分解 ＤＦＤ的处理框与程序结构模块一一对应 按照软件设计原则,可能需要几个处理框聚合为一个 模块，或者把一个处理框细分为几个模块。 应根据“良好”设计的标准，进行二级分解。
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
2020/8/17
19
9.2变换分析
传感器监测子系统一级分解结果
控制模 块的名 字概括 了所有 下属模 块的功 能。
2020/8/17
若数据流图所描述的 信息流具有上述特征
则称作变换流。
5
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