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  第3题      
  知识点：   数据流图   图形   技术性   建模   数据流   业务需求

 
论数据流图在系统分析与设计中的应用
数据流图 (Data Flow Diagram ，DFD) 是进行系统分析和设计的重要工具，是表达系统内部数据的流动并通过数据流描述系统功能的一种方法。DFD从数据传递和加工的角度，利用图形符号通过逐层细分描述系统内各个部件的功能和数据在它们之间传递的情况，来说明系统所完成的功能。在系统分析中，逻辑DFD作为需求规格说明书的组成部分，用于建模系统的逻辑业务需求；在系统设计中，物理DFD作为系统构造和实现的技术性蓝图，用于建模系统实现的技术设计决策和人为设计决策。
 
问题：3.1   请围绕“数据流图在系统分析与设计中的应用”论题，依次从以下三个方面进行论述。
1. 简要叙述你参与的软件开发项目以及你所承担的主要工作。
2. 列举出DFD中的几种要素及含义，简要说明在系统分析与设计阶段逻辑DFD和物理 DFD中这些要素之间有何区别。
3. 根据所参与的项目，具体阐述你是如何通过绘制数据流图来进行系统分析与设计的。
 
 
 

   知识点讲解    
   · 数据流图    · 图形    · 技术性    · 建模    · 数据流    · 业务需求
 
       数据流图
        DFD是结构化分析中的重要方法和工具，是表达系统内数据的流动并通过数据流描述系统功能的一种方法。DFD还可被认为是一个系统模型，在信息系统开发中，一般将它作为需求说明书的组成部分。
        
        业务流程图符号
        DFD从数据传递和加工的角度，利用图形符号通过逐层细分地描述系统内各个部件的功能和数据在它们之间传递的情况，来说明系统所完成的功能。具体来说，DFD的主要作用如下：
        （1）DFD是理解和表达用户需求的工具，是系统分析的手段。由于DFD简明易懂，理解它不需要任何计算机专业知识，因此通过它同客户交流很方便。
        （2）DFD概括地描述了系统的内部逻辑过程，是系统分析结果的表达工具，因而也是系统设计的重要参考资料，是系统设计的起点。
        （3）DFD作为一个存档的文字材料，是进一步修改和充实开发计划的依据。
        在DFD中，通常会出现4种基本符号，分别是数据流、加工、数据存储和外部实体（数据源及数据终点）。数据流是具有名字和流向的数据，在DFD中用标有名字的箭头表示。加工是对数据流的变换，一般用圆圈表示。数据存储是可访问的存储信息，一般用直线段表示。外部实体是位于被建模的系统之外的信息生产者或消费者，是不能由计算机处理的成分，它们分别表明数据处理过程的数据来源及数据去向，用标有名字的方框表示。下图是一个典型的DFD示例。
        
        办理取款手续的DFD
        为了表达数据处理过程中的数据加工情况，用一个DFD是不够的。稍微复杂的实际问题，在DFD中常常出现十几个甚至几十个加工。这样的DFD看起来很不清楚。层次结构的DFD能很好地解决这一问题。按照系统的层次结构进行逐步分解，并以分层的DFD反映这种结构关系，能清楚地表达整个系统。
        下图给出分层DFD的示例。数据处理S包括3个子系统1、2、3。顶层下面的第一层DFD为DFD/L1，第二层的DFD/L2.1、DFD/L2.2及DFD/L2.3分别是子系统1、2和3的细化。对任何一层数据流图来说，它的上层图称为父图，在它下一层的图则称为子图。
        
        分层数据流图
        概括地说，画DFD的基本步骤，就是“自顶向下，逐层分解”。检查和修改的原则如下：
        （1）DFD中的所有图形符号只限于前述4种基本图形元素。
        （2）顶层DFD必须包括前述4种基本元素，缺一不可。
        （3）顶层DFD中的数据流必须封闭在外部实体之间。
        （4）每个加工至少有一个输入数据流和一个输出数据流。
        （5）在DFD中，需按层给加工框编号。编号表明了该加工处在哪一层，以及上下层的父图与子图的对应关系。
        （6）规定任何一个数据流子图必须与它上一层的一个加工对应，两者的输入数据流和输出数据流必须一致。此即父图与子图的平衡。
        （7）可以在DFD中加入物质流，帮助用户理解DFD。
        （8）图上每个元素都必须有名字。
        （9）DFD中不可夹带控制流。
 
       图形
        UML 2.0包括14种图，分别列举如下。
        （1）类图（class diagram）：描述一组类、接口、协作和它们之间的关系。在面向对象系统的建模中，最常见的图就是类图。类图给出了系统的静态设计视图，活动类的类图给出了系统的静态进程视图。
        （2）对象图（object diagram）：描述一组对象及它们之间的关系。对象图描述了在类图中所建立的事物实例的静态快照。和类图一样，这些图给出了系统的静态设计视图或静态进程视图，但它们是以真实案例或原型案例的角度建立的。
        （3）构件图（component diagram）：描述一个封装的类和它的接口、端口，以及由内嵌的构件和连接件构成的内部结构。构件图用于表示系统的静态设计实现视图。对于由小的部件构建大的系统来说，构件图是很重要的。构件图是类图的变体。
        （4）组合结构图（composite structure diagram）：描述结构化类（例如构件或类）的内部结构，包括结构化类与系统其余部分的交互点。它显示联合执行包含结构化类的行为的构件配置。组合结构图用于画出结构化类的内部内容。
        （5）用例图（use case diagram）：描述一组用例、参与者（一种特殊的类）及它们之间的关系。用例图给出系统的静态用例视图。这些图在对系统的行为进行组织和建模时是非常重要的。
        （6）顺序图（sequence diagram，序列图）：是一种交互图（interaction diagram），交互图展现了一种交互，它由一组对象或角色以及它们之间可能发送的消息构成。交互图专注于系统的动态视图。顺序图是强调消息的时间次序的交互图。
        （7）通信图（communication diagram）：也是一种交互图，它强调收发消息的对象或角色的结构组织。顺序图和通信图表达了类似的基本概念，但每种图所强调的概念不同，顺序图强调的是时序，通信图则强调的是消息流经的数据结构。
        （8）定时图（timing diagram，计时图）：也是一种交互图，它强调消息跨越不同对象或角色的实际时间，而不仅仅只是关心消息的相对顺序。
        （9）状态图（state diagram）：描述一个状态机，它由状态、转移、事件和活动组成。状态图给出了对象的动态视图。它对于接口、类或协作的行为建模尤为重要，而且它强调事件导致的对象行为，这非常有助于对反应式系统建模。
        （10）活动图（activity diagram）：将进程或其他计算的结构展示为计算内部一步步的控制流和数据流。活动图专注于系统的动态视图。它对系统的功能建模特别重要，并强调对象间的控制流程。
        （11）部署图（deployment diagram）：描述对运行时的处理节点及在其中生存的构件的配置。部署图给出了体系结构的静态部署视图，通常一个节点包含一个或多个部署图。
        （12）制品图（artifact diagram）：描述计算机中一个系统的物理结构。制品包括文件、数据库和类似的物理比特集合。制品图通常与部署图一起使用。制品也给出了它们实现的类和构件。
        （13）包图（package diagram）：描述由模型本身分解而成的组织单元，以及它们的依赖关系。
        （14）交互概览图（interaction overview diagram）：是活动图和顺序图的混合物。
 
       技术性
        多媒体课件最起码的要求是画面清晰、动画连续、色彩搭配有美感、快慢适度、交互设计合理，有了符合这些要求的技术支撑，制作出的课件才能得以使用、共享。此外还要满足稳定性、易于操作、易于维护等技术特点。
 
       建模
        建模是在计算机上创造三维形体的过程，建模是三维动画的基础，没有一个好的模型，其他好的效果都难以表现。三维建模的基本方法主要有：利用二维形体的技术、直接进行三维物体建模、造型组合等。
        利用二维形体进行建模的技术的主要思想是首先创建简单的二维形体，如样条线和形状等，然后对这些创建的二维形体进行挤压、旋转、放样等操作以创建三维造型。
        直接进行三维物体建模的常用方法有多边形建模、面片建模、NURBS建模等。
        造型组合是把已有的物体组合成新的物体，其中布尔运算是最重要的组合技术。
 
       数据流
        数据流由一组固定成分的数据组成，表示数据的流向。在DFD中，数据流的流向可以有以下几种：从一个加工流向另一个加工；从加工流向数据存储（写）；从数据存储流向加工（读）；从外部实体流向加工（输入）；从加工流向外部实体（输出）。
        DFD中的每个数据流用一个定义明确的名字表示。除了流向数据存储或从数据存储流出的数据流不必命名外，每个数据流都必须有一个合适的名字，以反映该数据流的含义。
        数据流或者由具体的数据属性（也称为数据结构）构成，或者由其他数据流构成。组合数据流是由其他数据流构成的数据流，它们用于在高层的数据流图中组合相似的数据流，以使数据流图更便于阅读。
        控制流是对数据流图的补充，采用虚线表示，是对由触发系统功能的事件进行描述。
        另外，一个加工可以有多个输入数据流和多个输出数据流，此时可以加上一些扩充字符符号或图形元素来描述多个数据流之间的关系。如：
        （1）星号（*）。星号表示数据流之间存在“与”关系。如果是输入流则表示所有输入数据流全部到达后才能进行加工处理；如果是输出流则表示加工结束将同时产生所有的输出数据流。
        （2）加号（+）。加号表示数据流之间存在“或”关系。如果是输入流则表示其中任何一个输入数据流到达后就能进行加工处理；如果是输出流则表示加工处理的结果是至少产生其中一个输出数据流。
        （3）异或（⊕）。异或表示数据流之间存在“互斥”关系。如果是输入流则表示当且仅当其中一个输入流到达后才能进行加工处理；如果是输出流则表示加工处理的结果是仅产生这些输出数据流中的一个。
 
       业务需求
        网络系统是为一个集体提供服务的，对于该集体内的不同用户，需要收集特定的业务信息，包括以下内容。
        （1）确定结构组织。业务需求的第一步就是获取组织结构图，了解集体中的岗位设置及岗位职责。
        （2）确定关键时间点。对于大型项目，必须制订严格的项目实施计划，确定各个阶段关键的时间点。
        （3）确定网络投资规模。在整个网络的设计和实施中，费用是一个主要考虑的因素。
        （4）确定业务活动。主要通过对业务的分析，形成各类业务的网络需求，主要包括最大用户数、并发用户数、峰值带宽和正常带宽等。
        （5）预测增长率。通过对网络发展趋势的分析，明确网络的伸缩性需求。
        （6）确定网络的可靠性和可用性。网络设计人员在进行需求分析的过程中，首先应获取行业的网络可靠性和可用性标准，并根据标准与用户进行交流，确定特殊的要求。
        （7）确定Web站点和Internet连接。
        （8）确定网络的安全性。
        （9）确定远程接入方式。
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