DFD 的结构化分析

在架构设计中为了更加清晰地将业务进行拆解，通常会使用到结构化分析的方法。结构化分析方法的基本思想是自顶向下逐层分解。其目的是为了将复杂的问题进行拆解和抽象。

对于一个复杂的问题，人们很难一下子考虑问题的所有方面和全部细节，需要将大问题分解成小问题，小问题分解成更小的问题，经过多次逐层分解，让最底层的问题变得足够简单、容易解决的，让问题更容易量化、评估、定义。这个过程就是分解过程。

结构化分析与面向对象分析方法之间的最大差别是：结构化分析方法把系统看作一个过程的集合体，包括人完成的和电脑完成的；而面向对象方法则把系统看成一个相互影响的对象集。

结构化分析的目的就是化繁为简，当然这都是概念上的定义，为了实现上述功能会提供一些工具支撑结构化分析的思想，工具包括：数据流图(Data Flow Diagram，DFD)、数据字典(Data Dictionary，DD)、结构化语言、判定表、判定树等等。在众多的工具中给大家介绍使用比较普遍的数据流图（DFD）。

数据流图的表示

DFD 是一种图形化的系统模型，它在一张图中展示信息系统的主要需求，即输入 、 输出 、 处理（过程） 、 数据存储。由于从 DFD 中可以很容易地看出系统紧密结合的各个部分，而且整个图形模式只有5个符号需要记忆，所以深受分析人员的喜爱，因而广为流行。DFD 中包括以下几个基本元素。

数据流图的层次

正如前面提到的，结构化分析的思路是依赖于数据流图进行自顶而下的分析。这也是因为系统通常比较复杂，很难在一张图上将所有的数据流和加工描述清楚。因此，数据流图提供一种表现系统高层和低层概念的机制。也就是先绘制一张较高层次的数据流图，然后在此基础上，对其中的过程（处理）进行分解，分解成为若干独立的 、 低层次的 、 详细的数据流图，而且可以这样逐一地分解下去，直至系统被清晰地描述出来。

如上图所示，DFD 是一个逐级分层的图，最上层的 DFD 描述的是系统主要业务数据的处理过程，随着层级向下会将上层的业务处理过程进行分解，直至最底层的详细处理过程。

Context 图

Context 图，也就是系统上下文范围关系图。这是描述系统最高层结构的 DFD 图。它的特点是，将整个待开发的系统表示为一个过程，将所有的外部实体和进出系统的数据流都画在一张图中。

Context 图用来描述系统有什么输入 、 输出数据流，与哪些外部实体直接相关，可以把整个系统的范围勾画出来。

如上图所示，就是一个Context 图， 图中方框表示的就是外部实体，包括：教务处、教师和学生。圆角的矩形表示过程：课程注册系统，同时用编号 0 表示。

逐级分解

有context 图就需要对其进行拆解，于是就得到下面的图：

如图所示，外部实体：教务处、教师和学生没有发生变化，它们传递的数据流也没有变化。只是将 context 层中处理 0 进行了拆解，拆解成了处理1（安排课程）、处理2 （注册学生）、处理 3（产生班级列表）三个处理流程，同时加入了“提供的课程”和“学生”两个数据存储。

由于对处理 0 的分解，因此也称之为 DFD 0 层图。如果对 DFD 0 层的处理(编号为 1、2、3)进行分解，那么就称之为 DFD 1 层图，依次类推。

绘制 DFD 的注意事项

• 输入和输出:用带箭头的线表示，箭头的方向就是数据流动的方向。在画的时候，尽可能多地将输入、输出画出来，然后再进行修改，避免遗漏。
• 拆解数据流图的内部:将系统的输入、输出用一系列的处理连接起来，也就是将数据处理过程进行细化，其中可以加入处理、存储等中间部件，让数据处理过程更加合理。
• 数据流命名:使用动宾短语进行命令。

绘制 DFD 的原则

• 复杂性最小化原则。DFD分层结构就是把业务处理过程划分为小的、独立的子集，每个子集可以单独成为一个DFD。如果要了解某个处理过程的详细信息，可以跳转到该处理过程的下一层查看，如果要知道一个DFD之间的关联，可以跳转到上一层的DFD进行查看。
• 接口最小化原则。是复杂性最小化的一种具体规则。在对DFD 分层拆解时，应使得模型中各个元素之间的接口数或连接数最小化。
• 数据流一致性原则。处理过程和它的分解在数据流内容中不能存在差异，尽量保持数据流的一致性。保证每个数据流入和流出都有对应的处理过程，用来对数据进行加工。

绘制 DFD 的注意事项

1. 避免处理过程有输入没有输出，产生数据黑洞。
2. 避免处理过程有输出没有输入，数据没有源头，数据无中生有。
3. 避免没有加工的数据直接进行存储。

本文来源：
一文搞定架构思维，DFD 的结构化分析，只需明白这3点

系统架构设计笔记（35）—— 结构化分析与设计