信息系統開發——方法、案例與實驗

主講：段智敏QQ：747885740過程建模概述數據流圖數據字典過程邏輯本章主要內容案例分析學習目的與要求掌握邏輯過程建模掌握數據流圖的繪制掌握數據流圖的分解理解平衡高層和底層數據流圖了解4種類型的數據流圖之間的區別掌握使用數據流圖作為工具以支持信息系統的分析考核知識點數據流圖過程邏輯數據字典考核要求數據流圖識記：數據流程圖的概念、作用和基本符號簡單應用：數據流圖的繪制、數據流圖的規則、數據流圖的平衡領會：數據流圖的分解、4種類型的數據流圖之間的區別綜合應用：使用數據流圖作為工具，支持信息系統的分析過程邏輯識記：過程邏輯的表述方法、結構化語言的表示方法簡單應用：構造決策表的基本步驟、決策樹的繪制綜合應用：三種描述工具各自的適用性數據字典領會：數據字典的內容、數據字典的作用簡單應用：數據字典的描述格式邏輯模型邏輯模型是描述系統是什么和做什么的非技術性的圖形化表示，也稱為概念模型或者業務模型。邏輯模型消除了由于實現方式而導致的偏見。邏輯模型降低了由于過于關注細節而丟失業務需求的風險,使得可以用非技術性的或較少技術性的語言與最終用戶進行溝通。過程建模是一種組織和記錄系統過程的技術。它記錄系統的“過程”和由系統的“過程”實現的邏輯、策略和程序。過程建模概述數據流圖概念和作用數據流圖是過程建模的一種工具，用于分析、描述信息系統的數據轉換和流動狀況，顯示系統內所有的基本成份及其相互聯系的概況和細節。數據流圖概括描述系統的內部邏輯，是理解表達用戶需求、與用戶溝通交流的工具，是新系統邏輯模型的最重要組成部分。數據流圖其中：數據流、數據存儲--支持數據抽象加工--支持過程/功能的抽象，用于表達系統內涵數據源、數據潭—支持系統邊界抽象，用于表達系統外延。外部實體是與系統交互的外部的人員、組織部門、其他系統或者其他組織，也稱為源點/終點。外部實體中支持系統數據輸入的實體稱為源點，支持系統數據輸出的實體稱為終點。它說明了外部數據的來源和去處，指明了系統的邊界。外部實體通常是以下幾種形式：辦公室,部門；外部組織；另一個企業或者信息系統；系統的最終用戶或者管理人員等。數據流圖過程在信息系統中，過程是指對輸入數據流或條件做出響應的工作，即對數據進行處理或者變換，因此也稱為處理或者轉換。系統中的過程大致可以劃分為三類：一是功能過程，是一套和企業相關活動和正在進行的活動，功能沒有開始和結束。二是事件過程，功能由響應事件的過程組成，事件必須作為一個完整的邏輯單位工作，也被稱為事務，接受輸入而觸發其執行，對輸入作出響應后，事件結束。三是基本過程，是指為了完成一個事件的響應所需要的離散的、詳細的活動或任務。每一種過程包括數據輸入、數據處理和數據輸出三個部分。系統本身也可以看做是一個過程，記為0。數據流圖數據流一個過程的數據輸入或數據輸出，是流動中的數據。數據流是模擬數據在系統中傳遞過程的工具。數據流也用于表示在文件或數據庫中創建、讀取、刪除或修改數據。數據流可以匯合，組合數據流是由其他數據流構成的數據流。數據流也可以分叉，分支的數據流是分成多個數據流的數據流，指示了一個數據流的所有或者部分到不同的目的地的路徑。數據流用來表示數據流值，但不能用來改變數據值。數據流圖數據存儲表示數據保存的地方，用來存儲數據。系統過程從數據存儲中提取數據，也將處理后的數據返回數據存儲。與數據流不同的是數據存儲本身不產生任何操作，它僅僅響應了存儲和訪問數據的要求。如果說數據流是運動中的數據，數據存儲就是靜止的數據，存儲的數據一般以文件和數據庫形式存在于系統中，它存儲了所有實體的實例。數據存儲一般是以下內容之一:個人或小組、地點、對象、事件、概念等為避免數據流交叉，允許在一張數據流圖上重復出現相同的數據存儲。數據流圖數據流圖繪制數據流圖頂層圖數據流圖0層圖數據流圖示例：建立系統的功能模型 首先建立系統環境圖，確定系統邊界

其中：數據流為：銷售的商品，日銷售額等，3個輸入流，3個輸出流數據源為：營業員，經理，收款員數據潭為：經理，收款員加工名為：要建立的系統名字數據流圖自頂向下，逐層分解 A、按人或部門的功能要求，將加工“打碎”，形成：13注：需給每一加工編號；數據流圖B、“分派”數據流，形成：錄入、修改或刪除商品信息2錄入、修改現金額，并計算余額查詢商品銷售情況計算日銷售額銷售的商品現金額現金余額查詢要求銷售情況日銷售額13其中：要根據特定的加工要求進行分派；保持與頂層數據流的一致；可以不引入數據源和數據潭。數據流圖錄入、修改或刪除商品信息錄入、修改現金額，并計算余額查詢商品銷售情況計算日銷售額銷售的商品現金額現金余額查詢要求銷售情況日銷售額銷售文件123C、引入文件，使之形成一個有機整體—系統：注：到一個文件，既有輸入流，又有輸出流，則可簡化為，并可不給出標識。數據流圖數據流圖規則數據流圖命名規則數據流程圖中每一個元素都要命名，恰當的命名有助于數據流程圖的閱讀與理解。每個元素所取的名字要能反映該元素的屬性，避免用空洞的名字，要具體的含義。每個元素的名字都能唯一地標識該元素。如果發現難以為某個數據流或過程命名時，這往往是因為數據流圖分解不當，可重新分解。過程：沒有過程只有輸出：不可能憑空產生數據。如果一個對象只有輸出，那么它一定是外部實體。沒有過程只有輸入：如果一個對象只有輸入，那么它一定是外部實體。過程的輸入要足以產生相應的輸出，不允許輸入與輸出之間毫無關聯。過程的輸入應有別于輸出。即輸入過程的數據流應在過程中發生變換，產生新的數據流，而不是簡單的數據傳送。一個過程采用動詞短語標記。數據流圖錯誤數據流圖數據存儲數據流圖數據存儲：數據不能直接從一個數據存儲流入到另一個數據存儲。數據必須由過程移動。數據不能直接從一個外部實體流到一個數據存儲。來自外部實體數據必須由過程接收，由該過程移動數據并存放到數據存儲中。數據不能直接從一個數據存儲流到一個外部外部實體。數據必須由過程移動。數據存儲采用名詞短語標記。常見的數據存儲錯誤數據流圖數據流數據流圖數據流：一個數據流在標記符之間只能單項流動。可以用在過程和數據存儲之間的雙向流動來表示在數據更新之前讀取數據。然而，后者通常由兩個獨立的箭頭表示，因為這兩個過程發生在不同的時間。數據流的分支（fork）意味著來自共同地點的同樣數據流到多個不同過程，數據存儲，或者外部實體（通常指同樣數據的不同版本流到不同地點）。數據流的匯合（join）意味著來自多個不同過程，數據存儲，或者外部實體的同樣數據流到共同地點。數據流不能夠直接流回它流出的同一過程。必須至少有另外一個過程處理數據流，產生一些其他數據流，并將原始的數據流返回到開始的過程。流入數據存儲的數據流意味著更新（刪除或更改）。流出數據存儲的數據流意味著檢索或使用。數據流采用名詞短語標記。只要同一個箭頭的所有數據流一起以包的形式流動，那么多個數據流名詞短語可以出現在單個箭頭上。數據流數據流圖DFD分解數據流圖食品訂單系統的過程1.0的分解數據流圖食品訂單系統過程4.0的分解查詢商品銷售情況計算日銷售額查詢要求銷售情況日銷售額銷售文件3繼續A、B、C：自頂向下，逐層分解。例如：加工3可分解為：判定要求查詢要求

3.1統計銷售情況

3.2計算日銷售額銷售文件查詢要求2查詢要求1銷售情況日銷售額加工3:數據流圖DFD平衡：在對DFD進行分解時，必須將輸入和輸出保留到下一層分解的過程中，這種輸入和輸出的保留稱為平衡（balancing）子圖是父圖中過程的詳細描述，因而子圖的輸入、輸出數據流應該與父圖中過程的輸入、輸出數據流相一致。數據流圖數據流圖高級規則數據流圖某一層的組合數據流可以在下一層分解成為子數據流，但是要確保沒有添加新的數據，并且組合數據流的所有數據都要在子流程中考慮到。某個過程的輸入必須足以產生過程的輸出（包括放在數據存儲中的數據）。因此，所有輸出必須都是由過程產生的，而且輸入中的所有數據都要移動到另一個過程或者到過程外的一個數據存儲，或者到顯示該過程分解的更加詳細的DFD。在最底層的DFD中，為了表示在例外情況下傳輸的數據，可以添加新的數據流；這些數據流通常代表了錯誤信息（例如，“客戶不知道；你想創建一個新的客戶么？”）或者確認通知（例如，“你要刪除該記錄么？”）為了避免讓數據流線相互交叉，可以在DFD上重復數據存儲或者外部實體。可以使用額外的符號來表明重復的符號例如把數據存儲的中間垂直線繪制成雙線，或者在外部實體/外部實體方框的角落繪制斜線等。課堂練習：某論壇發帖子系統有如下需求：記錄帖子內容：系統對訪客的輸入內容進行檢查，無非法內容，則將內容存入發帖內容文件中，否則提示內容非法。顯示帖子內容：從發帖內容文件中讀出帖子內容，按一定格式顯示在屏幕上。請畫出該系統的數據流程圖。課堂練習：銀行活期存取款業務處理系統的數據流圖數據源或數據潭包括：加工包括：數據存儲包括：業務分類的輸入流是：業務分類的輸出流是：課堂練習：簡化的機票銷售系統需求描述如下：售票員根據旅客需要的航班，首先查詢有無該航班機票。若有，則負責錄入旅客的基本信息，并將指定的機票標志設置為售出；售票部經理可隨時查詢每一個航班的售票情況，并在當日結算時能計算出日營業額。

請畫出該系統的頂層DFD圖和0層DFD圖(注：1層分解為查詢和錄入、統計和計算兩個處理)。記錄帖子內容：系統對訪客的輸入內容進行檢查，無非法內容，則將內容存入發帖內容文件中，否則提示內容非法。頂層DFD圖 0層DFD分解過程邏輯由于程序代碼對于用戶而言不易理解，而通常的英語描述過于不精確而不利于程序員使用，因此，需要結合自然英語和編程邏輯工具結合的工具。過程邏輯的表述方法主要有以下三種：結構化語言、決策表、決策樹。過程邏輯結構化語言是在自然語言基礎上加了一些限定，使用有限的詞匯和語句來描述處理邏輯。其結構分內外二層外層用來描述控制結構，采用順序、選擇、循環三種基本結構；內層一般采用起始語句的自然語言短語。結構化語言使用數據字典中的名詞和有限的自定義詞，動詞含義要具體。還可使用一些簡單的算術運算和邏輯運算符號。用結構化語言任何過程邏輯都可以表達為順序、選擇、循環三種結構。順序結構中的祈使語句應包含一個動詞及一個賓語，表示要進行的處理（包括輸入、輸出及運算等）。判斷結構有兩種表示形式，可與判定樹、判定表的表達方式相對應循環結構是指在條件成立時，重復執行某處理，直到條件不成立時為止。過程邏輯過程邏輯結構舉例順序[][]選擇BEGINIFIF庫存數量<最低訂購數量THEN產生新訂單ELSE不執行ENDIF多重選擇READ庫存數量SELECTCASECASE1(庫存數量>最低訂貨量)不執行CASE2(庫存數量=最低訂貨量)不執行CASE3(庫存數量<最低訂貨量)產生新訂單CASE4(庫存短缺)產生緊急訂單ENDCASE過程邏輯Do-Until循環DO讀取庫存記錄BEGINIFIF庫存數量<最低訂貨量THEN產生新訂單ELSE不執行ENDIFUNTILEnd-of-fileDo-While循環讀取庫存記錄WHILENOTEnd-of-fileDOBEGINIFIF庫存數量<最低訂貨量THEN產生新訂單ELSE不執行ENDIFENDDO決策表（decisiontable）又稱判斷表，是一種表格狀的圖形工具，適用于描述處理判斷條件較多、各條件又相互組合、有多種決策方案的情況。所有可能的選擇以及選擇所依賴的條件都采用表格的形式條件段（條件定義）行動段（操作的定義）規則（各條件的取值及組合）操作條目（在各條件取值組合下所執行的操作）過程邏輯過程邏輯例如:快遞收費條件取值表為：（2）初步判斷表決策表規則合并過程邏輯YNY★YNN★兩條規則合并YN--★過程邏輯（3）簡化合并后的判斷表決策表建立步驟命名條件以及每個條件所取的值。命名所有可能出現的行動。創建決策表的目的是，確定給定的條件下適合的行動路線。列出所有可能的規則。為每個規則定義行動。既然已經識別了所有可能的規則，要為每個規則提供一個行動。簡化決策表。制作決策表應盡可能簡單，要刪除產生不可能行動的規則。對于系統行動尚不明確之處應咨詢客戶，或決定采取某個行動，或刪除該行動。查看規則的模式，合并無關條件。過程邏輯決策樹過程邏輯支付基本工資支付小時工資；缺席報告支付小時工資支付小時工資；支付加班工資<40=40>40工資支付方案薪資制小時數小時制決策結點條件分支條件結點結果結點例：銷售系統中“優惠處理”條件的用判定樹表示為：過程邏輯三種描述工具各自適用性如下：順序和循環動作，適于結構化語言多個條件復雜組合，適于決策表和決策樹決策樹比決策表直觀；決策表進行邏輯驗證更加嚴格。一般用決策表作底稿，在此基礎上產生決策樹。過程邏輯課堂練習：假設某大學要從學生中挑選男子籃球隊隊員。基本條件是：各門課程的平均分在70分以上；身高超過1.8米；體重超過75千克。需要從學生登記表中挑選出符合上述條件的男同學，以便進一步選拔。請根據要求畫出判定樹。過程邏輯數據分析的任務，是將數據流程圖中所出現的各組成部分的內容、特征用數據字典的形式做出明確的定義和說明。數據字典是定義和說明數據流程圖中每個成分的工具。數據字典的作用是對數據流程圖中的所有成分，包括數據項、數據結構、數據流、數據存儲、處理功能、外部項等的邏輯內容與特征予以詳細說明。數據字典中的數據主要包括兩類動態數據(可在系統內外流動的數據)靜態數據(不參與流動的數據存儲)的數據結構和相互之間的關系。數據字典是系統設計、系統實施與維護的重要依據。數據字典數據字典示例數據項字典數據項名稱、別名及簡述：給數據項取名時，按“顧名思義”的原則，反映該數據項的含義，易于他人理解、記憶。數據項的類型數據項的長度：指數據項所包含的字符或數字的位數。取值的范圍和取值的含義。數據字典數據項名稱貨物編號別名G_No，Goods_No簡述本公司的所有貨物的編號類型字符串長度10取值/含義第1位：進口/國產2～4位：類別5～7位：規格8～10：品名編號數據字典表示符號數據字典符號含義舉例及說明=被定義為

＋與X=a+b表示X由a和b組成。[…|…]或X=[a|b]表示X由a或b組成。{…}重復X={a}表示X由0個或多個a組成。m{…}n重復X=2{a}5或X{a}52表示X中最少出現2次a，最多出現5次a，(…)可選X=(a)表示a可在X中出現，也可不出現。“…”基本數據元素X=“a”,表示X是取值為字符a的數據元素。??連接符X=1??9，表示X可取1到9中任意一個值。F1:航班信息文件＝{航空公司名稱＋航班號＋起點＋終點＋日期＋起飛時間＋降落時間}航空公司名稱＝2{字母}4

航班號＝3{十進制數字}3

字母＝“A”…“Z”十進制數字＝“0”…“9”起點＝終點＝1{漢字}10

起飛時間＝降落時間＝時＋分時＝“00”…“23”

分＝“00”…“59”

日期＝年＋月＋日年＝[2000｜2001｜2002｜2004]

月＝“01”…“12”

日＝“01”…“31”數據字典表示符號數據字典符號描述符號描述=定義為{}重復+順序m..n子界|選擇數據項字典數據項字典數據項名稱、別名及簡述：給數據項取名時，按“顧名思義”的原則，反映該數據項的含義，易于他人理解、記憶。數據項的類型數據項的長度：指數據項所包含的字符或數字的位數。取值的范圍和取值的含義。數據字典數據項名稱貨物編號別名G_No，Goods_No簡述本公司的所有貨物的編號類型字符串長度10取值/含義第一位：進口/國產2～4位：類別5～7位：規格8～10：品名編號數據流字典數據字典數據流字典數據流名稱、別名以及簡述。數據流的來源：可能是外部實體、過程或者是數據存儲。數據流的去向：可能是外部實體、過程或者是數據存儲。數據流的組成：若干個數據結構。數據流的流通量：單位時間內的傳輸次數。數據流編號F03-23數據流名稱領料單簡述車間/科室開出的領取物料的表格數據流來源車間/科室數據流去向發料部門（倉庫）數據流組成日期+領料部門+物料編號+物料名稱+領取數量+單價+金額+領料人+審批人+發料人數據流量10份/小時高峰流量20份/小時（9：00-11：00）過程數據字典過程數據字典過程名；編號；簡述：對過程邏輯的簡明描述，使人了解這個過程邏輯是做什么用的。觸發條件；優先級；輸入、輸出；過程邏輯：描述該過程“做什么”，即描述如何把輸入數據流變換為輸出數據流的過程規則，常用的描述方法是結構化語言、判定表及判定樹。數據字典過程名確定能否供貨過程編號1.2簡述：觸發條件：接受到合格訂單時優先級普通輸入合格訂單輸出可供貨訂單、缺貨訂單過程邏輯READ庫存記錄IF訂單項目的數量<該項目庫存量的臨界值THEN可供貨處理ELSE此訂單缺貨，登記，待進貨后再處理ENDIF數據存儲字典數據存儲字典數據存儲的名稱、別名及其簡述。流入、流出的數據流：流入的數據流指出其來源，流出的數據流指出其去向。數據存儲的組成：包含的數據項或數據結構。組織方式

查詢要求等數據字典數據存儲名稱銷售歷史別名無簡述公司從月初到目前為止所有配件的銷售量。流入的數據流“顧客的發貨單”，來源是“產生發貨單”過程邏輯。流出的數據流“銷售量”，去向是“產生銷售報表”過程邏輯。數據存貯的組成配件編號+日期+銷售量。組織方式以配件編號為關鍵字建立索引。查詢要求能立即查詢。案例分析-百貨商店業務管理信息系統過程建模案例分析現行系統在商店經理的領導下，設有銷售科、采購科和財務科。銷售科的任務是，接受顧客的訂貨單，并進行校驗，將不符合要求的訂貨單退還給顧客。如果是合格的訂貨單且倉庫有存貨，那么就給顧客開發貨票，通知顧客到財務科交貨款，并修改因顧客購買而改變的庫存數據。如果是合格的訂貨單但是