70628

Функциональная методика потоков данных

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Диаграммы потоков данных являются основным средством моделирования функциональных требований к проектируемой системе. При создании диаграммы потоков данных используются четыре основных понятия: потоки данных процессы работы преобразования входных потоков данных...

Русский

2014-10-23

38.4 KB

3 чел.

Лекция 21

Функциональная методика потоков данных

Целью методики является построение модели рассматриваемой системы в виде диаграммы потоков данных (Data Flow Diagram — DFD), обеспечивающей правильное описание выходов (отклика системы в виде данных) при заданном воздействии на вход системы (подаче сигналов через внешние интерфейсы). Диаграммы потоков данных являются основным средством моделирования функциональных требований к проектируемой системе.

При создании диаграммы потоков данных используются четыре основных понятия: потоки данных, процессы (работы) преобразования входных потоков данных в выходные, внешние сущности, накопители данных (хранилища).

Потоки данных являются абстракциями, использующимися для моделирования передачи информации (или физических компонент) из одной части системы в другую. Потоки на диаграммах изображаются именованными стрелками, ориентация которых указывает направление движения информации.

Назначение процесса (работы) состоит в продуцировании выходных потоков из входных в соответствии с действием, задаваемым именем процесса. Имя процесса должно содержать глагол в неопределенной форме с последующим дополнением (например, "получить документы по отгрузке продукции"). Каждый процесс имеет уникальный номер для ссылок на него внутри диаграммы, который может использоваться совместно с номером диаграммы для получения уникального индекса процесса во всей модели.

Хранилище (накопитель) данных позволяет на указанных участках определять данные, которые будут сохраняться в памяти между процессами. Фактически хранилище представляет "срезы" потоков данных во времени. Информация, которую оно содержит, может использоваться в любое время после ее получения, при этом данные могут выбираться в любом порядке. Имя хранилища должно определять его содержимое и быть существительным.

Внешняя сущность представляет собой материальный объект вне контекста системы, являющейся источником или приемником системных данных. Ее имя должно содержать существительное, например, "склад товаров". Предполагается, что объекты, представленные как внешние сущности, не должны участвовать ни в какой обработке.

Кроме основных элементов, в состав DFD входят словари данных и миниспецификации.

Словари данных являются каталогами всех элементов данных, присутствующих в DFD, включая групповые и индивидуальные потоки данных, хранилища и процессы, а также все их атрибуты.

Миниспецификации обработки — описывают DFD-процессы нижнего уровня. Фактически миниспецификации представляют собой алгоритмы описания задач, выполняемых процессами: множество всех миниспецификаций является полной спецификацией системы.

Процесс построения DFD начинается с создания так называемой основной диаграммы типа "звезда", на которой представлен моделируемый процесс и все внешние сущности, с которыми он взаимодействует. В случае сложного основного процесса он сразу представляется в виде декомпозиции на ряд взаимодействующих процессов. Критериями сложности в данном случае являются: наличие большого числа внешних сущностей, многофункциональность системы, ее распределенный характер. Внешние сущности выделяются по отношению к основному процессу. Для их определения необходимо выделить поставщиков и потребителей основного процесса, т.е. все объекты, которые взаимодействуют с основным процессом. На этом этапе описание взаимодействия заключается в выборе глагола, дающего представление о том, как внешняя сущность использует основной процесс или используется им. Например, основной процесс – "учет обращений граждан", внешняя сущность – "граждане", описание взаимодействия – "подает заявления и получает ответы". Этот этап является принципиально важным, поскольку именно он определяет границы моделируемой системы.

Для всех внешних сущностей строится таблица событий, описывающая их взаимодействие с основным потоком. Таблица событий включает в себя наименование внешней сущности, событие, его тип (типичный для системы или исключительный, реализующийся при определенных условиях) и реакцию системы.

На следующем шаге происходит декомпозиция основного процесса на набор взаимосвязанных процессов, обменивающихся потоками данных. Сами потоки не конкретизируются, определяется лишь характер взаимодействия. Декомпозиция завершается, когда процесс становится простым, т.е.:

  1.  процесс имеет два-три входных и выходных потока;
  2.  процесс может быть описан в виде преобразования входных данных в выходные;
  3.  процесс может быть описан в виде последовательного алгоритма.

Для простых процессов строится миниспецификация – формальное описание алгоритма преобразования входных данных в выходные.

Миниспецификация удовлетворяет следующим требованиям: для каждого процесса строится одна спецификация; спецификация однозначно определяет входные и выходные потоки для данного процесса; спецификация не определяет способ преобразования входных потоков в выходные; спецификация ссылается на имеющиеся элементы, не вводя новые; спецификация по возможности использует стандартные подходы и операции.

После декомпозиции основного процесса для каждого подпроцесса строится аналогичная таблица внутренних событий.

Следующим шагом после определения полной таблицы событий выделяются потоки данных, которыми обмениваются процессы и внешние сущности. Простейший способ их выделения заключается в анализе таблиц событий. События преобразуются в потоки данных от инициатора события к запрашиваемому процессу, а реакции – в обратный поток событий. После построения входных и выходных потоков аналогичным образом строятся внутренние потоки. Для их выделения для каждого из внутренних процессов выделяются поставщики и потребители информации. Если поставщик или потребитель информации представляет процесс сохранения или запроса информации, то вводится хранилище данных, для которого данный процесс является интерфейсом.

После построения потоков данных диаграмма должна быть проверена на полноту и непротиворечивость. Полнота диаграммы обеспечивается, если в системе нет "повисших" процессов, не используемых в процессе преобразования входных потоков в выходные. Непротиворечивость системы обеспечивается выполнением наборов формальных правил о возможных типах процессов: на диаграмме не может быть потока, связывающего две внешние сущности – это взаимодействие удаляется из рассмотрения; ни одна сущность не может непосредственно получать или отдавать информацию в хранилище данных – хранилище данных является пассивным элементом, управляемым с помощью интерфейсного процесса; два хранилища данных не могут непосредственно обмениваться информацией – эти хранилища должны быть объединены.

К преимуществам методики DFD относятся:

  1.  возможность однозначно определить внешние сущности, анализируя потоки информации внутри и вне системы;
  2.  возможность проектирования сверху вниз, что облегчает построение модели "как должно быть";
  3.  наличие спецификаций процессов нижнего уровня, что позволяет преодолеть логическую незавершенность функциональной модели и построить полную функциональную спецификацию разрабатываемой системы.

К недостаткам модели отнесем: необходимость искусственного ввода управляющих процессов, поскольку управляющие воздействия (потоки) и управляющие процессы с точки зрения DFD ничем не отличаются от обычных; отсутствие понятия времени, т.е. отсутствие анализа временных промежутков при преобразовании данных (все ограничения по времени должны быть введены в спецификациях процессов).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41214. ВНУТРЕННЯЯ РЕЧЬ И ЕЕ МОЗГОВАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ 76 KB
  Сначала регуляция поведения собственной речью ребенка требует его развернутой внешней речи затем речь постепенно свертывается превращаясь во внутреннюю речь. Таким путем формируется тот сложный процесс самостоятельного волевого акта который по существу является подчинением действия ребенка уже не речи взрослого а его собственной речи которая носит сначала развернутый а затем свернутый внутренний характер. попытаться дать анализ того как формируется внутренняя речь ребенка имеющая регулирующую функцию и какова структура этой...
41215. СИНТАКСИЧЕСКАЯ И СЕМАНТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ФРАЗЫ 104.5 KB
  Чем определяется переход от отдельных слов к фразам которые составляют основную единицу целого высказывания Мы уже сказали о том что если изолированное слово обозначает предмет действие или качество и обобщает его т. Однако подобные предположения лишь подчеркивают своеобразие тех процессов которые обеспечивают порождение фразы. Потребовалось длительное время чтобы понять процесс порождения целой фразы этой единицы речевого сообщения.
41216. РАЗВЕРНУТОЕ РЕЧЕВОЕ СООБЩЕНИЕ И ЕГО ПОРОЖДЕНИЕ 95.5 KB
  С одной стороны мы рассмотрим психологический путь формирования речевого высказывания от мысли через внутреннюю схему высказывания и внутреннюю речь к развернутой внешней речи из которой и состоит речевая коммуникация. С другой стороны мы остановимся на анализе того как протекает процесс восприятия и понимания речевого высказывания который начинается с восприятия развернутой речи собеседника и через ряд ступеней переходит к выделению существенной мысли а затем и всего смысла воспринимаемого высказывания. Таким образом предметом...
41217. ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ РЕЧЕВОГО ВЫСКАЗЫВАНИЯ 82 KB
  Мы посвятили прошлую лекцию анализу основных этапов формирования речевого высказывания или что то же самое психологическому анализу процесса порождения развернутой внешней речи. Как известно существуют две формы развернутой внешней речи: это устная речь с одной стороны и письменная речь с другой. Центральным вопросом психологического исследования структуры этих видов речи будет вопрос о том как в каждой из них соотносятся языковые синсемантические и внеязыковые...
41218. ПОНИМАНИЕ КОМПОНЕНТОВ РЕЧЕВОГО ВЫСКАЗЫВАНИЯ. СЛОВО И ПРЕДЛОЖЕНИЕ 109 KB
  Теперь мы остановимся на психологическом анализе понимания высказывания т. Анализ процесса понимания речевого сообщения составляет одну из наиболее трудных и как это ни странно одну из наименее разработанных глав научной психологии. ПРОБЛЕМА Психологи неодинаково подходили к анализу процесса понимания смысла речевого сообщения или процесса декодирования воспринимаемого речевого высказывания. Одни авторы предполагали что для понимания смысла речевого сообщения достаточно иметь прочный и широкий словарь т.
41219. ПОНИМАНИЕ СМЫСЛА СЛОЖНОГО СООБЩЕНИЯ 92.5 KB
  Приступая к обсуждению этого вопроса мы тем самым переходим от анализа понимания системы внешних значений речевого высказывания к пониманию его внутреннего смысла от проблем понимания слова фразы и даже внешнего значения текста к пониманию подтекста смысла и в конечном счете к пониманию мотива который стоит за текстом. В проблемах понимания литературного произведения понимание подтекста смысла и в конечном итоге мотива пожалуй является основным. Глубина прочтения текста или обнаружение его подтекста его внутреннего смысла может...
41220. ЯЗЫК И ДИСКУРСИВНОЕ МЫШЛЕНИЕ. ОПЕРАЦИЯ ВЫВОДА 91 KB
  Это свойство языка создает возможность сложнейших форм дискурсивного индуктивного и дедуктивного мышления которые являются основными формами продуктивной интеллектуальной деятельности человека. Сложившийся в течение многих тысяч лет общественной истории аппарат логического сочетания нескольких высказываний образует основную систему средств лежащих в основе логического мышления человека. Моделью логического мышления осуществляющегося с помощью речи может являться силлогизм. Таким образом силлогизм как аппарат логического мышления...
41221. МОЗГОВАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РЕЧЕВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ. ПАТОЛОГИЯ РЕЧЕВОГО ВЫСКАЗЫВАНИЯ 144.5 KB
  Выше мы подробно осветили основные вопросы психологии речевой деятельности. Мы остановились на структуре слова и фразы на происхождении этих основных составных единиц языка на порождении целого речевого высказывания на анализе того пути от мысли к развернутому речевому сообщению который проделывает человек формулируя свое речевое высказывание. Мы остановились на этапах декодирования или понимания речевого сообщения начинающегося с восприятия обращенной к человеку речи проходящего стадии...
41222. МОЗГОВАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ДЕКОДИРОВАНИЯ (ПОНИМАНИЯ) РЕЧЕВОГО СООБЩЕНИЯ 95 KB
  Этот этап порождения речевого высказывания обеспечивается передними отделами мозга; их поражение как мы видели ведет к своеобразному нару шению речевой деятельности в виде распада синтагматической организации связного речевого сообщения. Вторым этапом речевого высказывания является этап включения высказывания в коды языка. В этих случаях нарушается парадигматическая организация речевого высказывания при сохранности ее синтагматической структуры.