4.3.3 数据字典
数据流图是结构化系统分析中不可缺少的有力工具，它描述了系统的分解，即系统由哪些部分组成，各部分之间有什么联系等。但是，它还不能完整地表达一个系统的全部逻辑特征，特别是有关数据的详细内容。只有当图中出现的每一个成分都给出详细定义之后，才能较全面地描述系统。
数据字典（ Data Dictionary ， DD ）的作用就是对数据流图上的每个成分加以定义和说明。数据字典描述的主要内容包括数据流、数据元素、数据存储、处理过程等，其中数据元素是组成数据流的基本成分。数据字典在系统开发中具有十分重要的意义，在整个研制过程以及 系统运行中都要使用到数据字典。
1. 数据字典的条目
数据字典中有六类条目，分别是数据元素、数据结构、数据流、数据存储、处理过程、外部实体。不同的条目有不同的属性需要描述。
（ 1 ）数据元素。数据元素是数据的最小组成单位，即不可再分的数据单位，如学号、姓名等。数据字典中，每个数据元素需要描述的属性有名称、别名、值域、类型和长度等。
每个数据元素的名称应惟一地标识出这个数据元素，以区别于其他数据元素。名称应尽量反映该数据元素的具体含义，以便容易理解和记忆。对于同一数据元素，其名称可能不止一个，以适用多种场合下的应用。在这种情况下，还需对数据元素的别名加以说明。
值域指数据元素的取值范围以及每一个值的确切含义。例如，学生“成绩”的值域就是 0 ～ 100 之间的数值，人事档案中的“文化程度”如果规定只能取“小学”、“初中”、“高中”、“中专”、“大专”、“本科”、“研究生”中的任一个，则“文化程度”这一数据元素的值域就是上述所列的 7 个值。如果用字母或缩写代替数据元素的值，还需说明字母或缩写的含义，即说明数据元素的取值含义。
数据元素的基本数据类型有数值型（包括整数与实数）、字符型（包括汉字的使用）、逻辑型等。例如，学生“成绩”数据元素为数值型，“文化程度”为字符型。数据元素的长度规定该数据元素所占的字符或数字的个数。如“文化程度”数据项的长度为 6 位（三个汉字所占的字符长度）。
（ 2 ）数据结构。用来定义数据元素之间的组合关系。数据字典中的数据结构是对数据的一种逻辑描述，与物理实现无关。数据字典中，数据结构需要描述的属性有名称、组成等。
数据结构的名称用于惟一标识这个数据结构，如“学生档案”、“职工信息”等。数据结构的组成包括数据元素或数据结构。如果引用了其他数据结构，那么，被引
用数据结构应已被定义。
对数据结构的属性描述还包括数据结构的简单描述、与之相关的数据流、数据结构或处理过程以及该数据结构可能的组织方式。
（ 3 ）数据流。数据流表明数据元素或数据结构在系统内传输的路径。在数据字典中，数据流需要描述的属性有来源、去向、组成、流通量等。
数据流的来源即数据流的源点，它可能来自系统的外部实体，也可能来自某一个处理过程或是一个数据存储单元。数据流的去向即数据流的终点，它可能终止于外部实体、处理过程或是数据存储。数据流的组成指它所包含的数据元素或数据结构。一个数据流可能包含若干个数据结构，这时，需在数据字典中加以定义。如果一个数据流仅包含一个简单的数据元素或数据结构，则该数据流无需专门定义，只需在数据元素或数据结构的定义中加以标明。
数据流的流通量指在单位时间内，该数据流的传输次数。例如， 500 次／天。有时还需要描述高峰时的流通量。
（ 4 ）数据存储。指数据结构暂存或被永久保存的地方。在数据字典中，只能对数据存储从逻辑上加以简单的描述，不涉及具体的设计和组织。通常有数据存储的名称以及必要时所给的编号；流入流出的数据流；数据存储的组成，即它所包含的数据结构；存取分析以及关键字说明等。
（ 5 ）处理过程。对处理过程的描述有：处理过程在数据流图中的名称、编号； 对处理过程的简单描述；该处理过程的输入数据流、输出数据流及其来源与去向；其主要功能的简单描述。
（ 6 ）外部实体。对外部实体的描述包括：外部实体的名称、对外部实体的简述及有关的数据流。一个信息系统的外部实体不应过多，否则会影响系统的独立性。此时，需重新考虑系统人机界面，设法减少外部实体。
上述六个方面的定义构成了数据字典的全部内容，在实际应用中，常常将数据存储和处理过程的描述另立报告，而不在数据字典中描述。有时也可省去一些内容，如外部实体的描述。但是，数据项、数据结构和数据流必须列入数据字典中加以详细说明。
2. 数据字典的建立
数据字典的内容是随着数据流图自顶向下、逐层扩展而不断充实的。数据流图的修改与完善，将导致数据字典的修改，这样才能保持数据字典的一致性和完整性。数据字典的建立可以有两种方式，一是由人工将有关内容随时建立在一叠卡片上，对卡片进行分类、排序，从而得到数据字典；二是使用自动化数据字典系统，由计算机来代替人工登记、分类等工作。对于小规模的信息系统来说，人工建立数据字典是较为合适的
，但对于中、大型的信息系统，则应建立一部自动化的数据字典，以提高工作效率。
建立数据字典的基本要求是：对数据流图上各种成分的定义必须明确、易理解、惟一；命名、编号与数据流图一致，必要时可增加编码，方便查询、检索、维护和统计报表；符合一致性与完整性的要求，对数据流图上的成分定义与说明无遗漏项。数据字典中无内容重复或内容相互矛盾的条目。数据流图中同类成分的数据字典条目中，无同名异义或异名同义者；格式规范、风格统一、文字精练，数字与符号正确。
为了准确、规范地描述各类条目，数据字典中采用表 4-6 所示的符号。
表 4-6 数据字典中采用的符号
符号
含义
示例及说明
=
被定义为
+
与
X=a+b 表示 X 由 a 和 b 组成
[ | ]
或
X=[a|b] 表示 X 由 a 或 b 组成
{ }
重复
X={a} 表示 X 由 0 个或多个 a 组成
m{ }n
重复
X=2{a}5 表示 X 中最少出现 2 次 a ，最多出现 5 次 a ， 5 、 2 为重复次数的上下限
（ ）
可选
X= （ a ） 表示 a 可在 X 中出现，也可不出现
“ ”
数据元素
X= “ a” 表示 X 是取值为字符 a 的数据元素
…
连接符
X=1…9 表示 X 可取 1 到 9 中的任意一个值
* *
注释
*a* 表示 a 为说明或注释
数据字典的建立，对于系统分析人员、用户或是系统设计人员均有很大好处，他们可以从不同的角度分别从数据字典中得到有关的信息，便于认识整个系统和随时查询系统中的部分信息。随着系统开发工作的不断深入，数据字典所带来的效益也将越来越明显。
3. 数据字典示例
以前面高等院校学生学籍管理系统数据流图为基础，表 4-7 ～表 4-11 是用图表式表示的数据字典示例。
表 4-7 数据字典：“数据元素”条目举例
系统名： 学籍管理 编号：
条目名： 学号 别名：
源于数据流：
数据元素结构：
代码类型 取值范围 意义
字符 00011001 ～ 99309999 XX XX X XXX
（由数字组成的字符） 年度 系 专业 编号
简要说明：
学生的识别符，每个学生有惟一的学号
表 4-8 数据字典：“数据流”条目举例
系统名： 学籍管理 编号：
条目名： 学生成绩通知 别名： 成绩通知单
来源： 成绩管理 去向：学生
数据流结构：
学生成绩通知 = 学号 + 学生姓名 +{ 课程名称 + 成绩 }n+{ 补考课程名称 + 补考时间 + 补考成绩 }m
n= 本学期所修课程数
m= 本次补考课程数
简要说明：
学生成绩通知在每学期期末考试后一周至下学期开学第一周期间发给所有本学期在校学生
表 4-9 数据字典：“数据存储”
条目举例
系统名： 学籍管理 编号：
条目名： 学生名册 别名：
存储组织： 记录数： 主关键字：
每个学生一条记录 约 1200 学号
记录组成：
项名： 学号 姓名 性别 出生日期 注册学期 课程 1 … 课程 n 备注
长度： 8 8 2 8 4 6 6 20
简要说明：
（ 1 ） 学籍变动（留级、转专业）在备注中说明。
（ 2 ） 重修课程在备注中说明。
表 4-10 数据字典：“处理过程”条目举例
系统名： 学籍管理 编号：
条目名： 成绩管理 别名：
输入： 输出：
学生修课名单，课程名称，学生成绩 教学安排，学生成绩通知单，
学生修课情况与成绩统计
处理逻辑：
1. 从学生名册中获取修同一课程的学生名单；
2. 统计每门课程的修课人数；
3. 形成教学安排数据，包括各门课程的修课学生名单、上课地点、通知有关授课教师；
4. 接收任课教师的学生成绩数据，并进行登录；
5. 进行成绩统计，计算每门课程成绩优良、及格、不及格、缺考人数；
6. 向学生发送学生成绩通知单，并附补考安排。
简要说明：
课程安排由系教学管理人员向学生公布。
表 4-11 数据字典：“外部实体”条目举例
系统名： 学籍管理 编号：
条目名： 教学部门 别名：
输入数据流： 输出数据流：
教学安排 学生成绩
主要特征：
任课教师：姓名，讲授课程名称，联系地址
教学管理人员：姓名，联系方式
简要说明：
负责下达教师的教学任务，进行教学安排。