Элементы и правила построения диаграмм потоков данных

Диаграммы потоков данных строятся из четырех основных элементов (рис. 2.5):

· внешняя сущность;

· поток данных;

· процесс;

· накопитель данных.

Внешняя сущность представляет на диаграмме модели, организации, системы, находящиеся за пределами объекта разработки (за границами проектирования).

Рис. 2.5. Элементы диаграмм потоков данных:

а - внешняя сущность; б - поток данных; в - процесс; г - накопитель данных

Рис. 2.6. Правила соединения элементов диаграмм потоков данных:

а - «процесс - процесс»; б - «процесс - внешняя сущность»;

в - «процесс - накопитель данных»

Вместе с тем внешние сущности являются источниками или приемниками информации по отношению к рассматриваемой системе и включаются в диаграмму для спецификации ее интерфейса. На диаграмме внешняя сущность изображается прямоугольником, внутри которого записывается ее уникальный идентификатор и имя (см. рис. 2.5, а). Уникальный идентификатор образуют литера E и порядковый номер внешней сущности.

Поток данных изображается стрелкой, направление которой совпадает с направлением потока данных. Над стрелкой указывается имя потока данных (см. рис. 2.5, б). Поток данных может рассматриваться как пневмопочта или конвейер, передающий пакеты данных между обрабатывающими их процессами.

Под процессами на диаграмме потоков данных понимаются произвольные задачи (вычислительная, задача управления и т. д.), в ходе выполнения которых совершается некоторая обработка информации. На диаграмме процесс обозначается прямоугольником, разбитым на две части (рис. 2.5, в). Вверху прямоугольника записывается уникальный идентификатор процесса на диаграмме, в нижней части – имя выполняемой функции. Уникальный идентификатор процесса образуют литера P и порядковый номер процесса.

В реальных системах довольно часто встречается ситуация, когда информация не может быть обработана сразу, она должна быть накоплена и сохранена для последующей обработки. При описании данных, обработка которых отложена, или данных, обрабатываемых многократно, используются накопители данных. Накопитель данных изображается на диаграмме прямоугольником с одной открытой стороной, внутри которого указывается уникальный идентификатор и имя накопителя (см. рис. 2.5, г). Уникальный идентификатор накопителя образуют литера D и его порядковый номер.

Правила соединения элементов на диаграмме потоков данных иллюстрирует рис. 2.6. Процесс может:

· принимать или передавать данные внешней сущности;

· принимать или передавать данные другому процессу;

· считывать или заносить данные в накопитель, другие связи запрещены.

Количество элементов на диаграммах потоков данных, описывающих даже относительно несложные системы, может достигать нескольких сотен. Так как построение и чтение таких диаграмм затруднено, строится их иерархия (рис. 2.7).

На верхнем уровне иерархии находится так называемая контекстная диаграмма, на которой рассматриваемая система представлена одной вершиной типа процесс. Контекстная диаграмма предназначена для отображения внешних связей системы, поэтому на ней изображаются внешние сущности, а также поступающие к ним и принимаемые от них потоки данных.

На диаграмме следующего уровня иерархии рассматриваемая система разбивается на несколько процессов. Любой процесс данной диаграммы может быть детализирован, т. е. ему может соответствовать диаграмма более низкого уровня иерархии. Количество иерархических уровней диаграмм ничем не ограничено; процесс декомпозиции имеет смысл прекратить, если описание процесса может быть сделано достаточно компактно с помощью деревьев и таблиц решений или на структурном естественном языке.

При построении иерархии диаграмм потоков данных должны соблюдаться следующие правила:

1) внешние сущности и накопители данных при необходимости дублируются на диаграммах более низкого уровня, копии накопителей и внешних сущностей специальным образом помечаются на диаграмме (рис. 2.8);

2) накопители данных размещаются на том уровне, на котором они используются более чем одним процессом (рис. 2.9), соблюдение данного требования позволяет избежать чрезвычайного усложнения диаграмм верхних уровней иерархии;

3) входные и выходные потоки детализируемого процесса должны либо дублироваться, либо уточняться на диаграмме следующего уровня (рис. 2.10) – иначе говоря, входными потоками для диаграммы более низкого уровня могут быть либо входные потоки процесса верхнего уровня, либо их компоненты (с учетом сделанных в словаре описаний структур данных); аналогичное требование справедливо и для выходных потоков диаграммы.

Жестких ограничений на количество элементов, расположенных на диаграмме, не существует; вместе с тем оптимальным числом считается порядка семи процессов. При большем количестве диаграмма становится трудночитаемой, а меньшее число приводит к появлению неоправданно большого количества диаграмм.