面向数据流设计方法

第9章面向数据流的设计方法面向数据流的设计方法是一种将系统设计为数据流动的方式，其中数据是从一个组件流向另一个组件。

这种设计方法主要用于处理大量的数据和实现高效的数据处理流程。

本文将介绍面向数据流的设计方法的概念和一些常见的应用场景。

面向数据流的设计方法可以简化复杂系统的设计和实现过程。

它将系统划分为多个组件，每个组件负责特定的数据处理任务。

数据从一个组件流向另一个组件，直到最终结果被产生出来。

面向数据流的设计方法有助于实现系统的高效运行。

通过将系统分解为多个组件，可以并行处理数据，加快处理速度。

此外，使用数据流的方式可以减少数据的复制和传输，减少了系统开销。

面向数据流的设计方法适用于处理大量的数据。

在许多场景下，系统需要处理大规模的数据集，如数据挖掘、机器学习和科学计算等领域。

面向数据流的设计方法可以将数据流动化，提高系统的处理效率。

其中，数据流引擎是实现面向数据流的设计方法的关键技术。

数据流引擎负责管理数据流，组织组件之间的数据传输和计算。

它可以自动处理数据的传输和计算，提高系统的可维护性和可扩展性。

面向数据流的设计方法在许多领域都有广泛的应用。

在大数据领域，面向数据流的设计方法常用于实现实时数据分析和处理。

例如，在互联网广告领域，系统需要实时处理大量的用户点击数据和广告数据，以实现实时的广告推荐和定向投放。

面向数据流的设计方法可以提供实时的数据处理能力，满足系统的实时性要求。

此外，在物联网领域，面向数据流的设计方法常用于实现传感器数据的处理和分析。

物联网系统通常涉及大量的传感器节点和实时的数据流传输。

面向数据流的设计方法可以实时处理传感器数据，提供实时的监测和预警功能。

总之，面向数据流的设计方法是一种将系统设计为数据流动的方式，主要用于处理大量的数据和实现高效的数据处理流程。

它可以简化复杂系统的设计和实现过程，提供高效的数据处理能力，适用于许多领域，如大数据、物联网等。

使用面向数据流的设计方法，可以实现高性能的数据处理系统，满足系统的实时性和可扩展性要求。

第六章面向数据结构的设计方法前面介绍的结构化系统设计,是一种面向数据流的设计方法.本章介绍两种其它的设计方法---Jackson方法与LCP方法.它们都是面向数据结构的独立的系统设计方法.常将它们作为辅助的设计方法,配合SD方法使用.§1 面向数据结构的设计一.面向数据流的设计考虑问题的出发点是:数据流.最终目标:软件的最终SC图.解决问题的焦点:模块的合理划分.最佳适用范围:概要设计中,确定软件的结构.以SD为例,在分析阶段:以数据流图表示软件的逻辑模型;在设计阶段:按照数据流的类型,分别用变换分析或事务分析将它们转换为相应的软件结构.二.面向数据结构的设计基本思想:从问题的数据结构导出它的程序结构.作为独立的系统设计方法主要用于小规模数据处理的开发.考虑问题的出发点是:数据结构.最终目标:得出程序的过程性描述.最佳适用范围:详细设计中,确定部分或全部模块的逻辑过程.三.两种设计方法的共同点1.遵守结构程序设计“由顶向下”逐步细化的原则,并以其为共同的基础;2.均服从“程序结构必须适应问题结构”的基本原则,各自拥有从问题结构(包括数据结构)导出程序结构的一组映射规则.§2 Jackson设计方法一.Jackson图Jackson图是Jackson方法的表达工具.1.Jackson图表达的结构(a)顺序(b)选择(c)重复(a)表示A由B、C两部分顺序组成;(b)表示A可以包含B或C(S代表选择);(c)表示A由B重复任意次(含零次)构成(I代表重复).2.Jackson图的应用(1)表示数据结构(2)表示程序结构例:一教职工名册如下:教职工名册表头表体用Jackson 图表示的数据结构如下用Jackson图表示的程序结构如下(3) Jackson伪代码:为了实现从程序结构到逻辑结构描述的转换,需设计一组相应的伪代码: Jackson伪代码(图解逻辑).下图给出与三种程序结构相对应的Jackson伪代码.其中,带下滑线的字为保留字,cond表示条件.(a)顺序(b)选择(c)重复A seq A select cond1B B A iter condC or cond2 whileend A C Bend A end A二.Jackson设计方法1.Jackson方法设计步骤与SD方法设计步骤图解比较Jackson方法映射数据结构程序结构程序的过程表示(Jackson图(Jackson图) (Jackson伪代码)程序分析程序设计SD方法映射问题结构软件结构各模块的过程描述(DFD图) (SC图) (PDL等工具)概要分析详细设计2．Jackson方法设计步骤(1)分析并确定输入数据和输出数据的逻辑结构,用Jackson图描绘这些数据结构.实质是对求解的问题进行需求分析.用Jackson图表示数据结构时,省略与解题无关的多余信息,仅保留需要用到的数据单元.(2)找出输入数据结构和输出数据结构中有对应关系的数据单元(即有因果关系,在程序中可以同时处理的数据单元) 按照下列映射规则, 导出描绘程序结构的Jackson图.-----为每一对在输入结构和输出结构中有对应关系的单位元画一个处理框;-----为输入数据结构中每一剩余的数据单元画一个处理框;-----为输出数据结构中每一剩余的数据单元画一个处理框;-----所有处理框在程序结构上的位置, 应与由它处理的数据单元在数据结构Jackson图上的位置相对应(程序中具有因果关系).(3)写出程序的过程性表示:列出所有操作和条件，并把它们分配到程序结构图的适当位置 (4)用Jackson 伪代码写出与程序结构图对应的过程性表示. 3.应用举例1输入卡片分析程序.一叠卡片按内容分为K1、K2、K3三类,卡片叠的排列规则是:以K1卡始,以K2卡终.起始卡之前属前置部分,不含K1卡; 起始卡与终了卡之间属分批部分,不含K2卡.如图:...前置部分 起始卡 分批部分 终了卡试用Jackson 方法编一程序,要求依次完成下列分析工作: -----统计起始卡前卡片的张数,存入A; -----打印起始卡的内容;-----统计起始卡后出现的K1卡和K3卡总批数,存入B; -----统计起始卡后出现的K1卡的张数,存入C; -----统计起始卡后出现的K3卡的张数,存入D; -----打印终了卡的内容;-----打印A 、B 、C 、D 四个统计值. 求解步骤:第一步:画数据结构图. 输入卡片文件数据结构图输出文件数据结构图对输入数据与输出数据两图进一步细化：I 2S 3I 4I 5第三步：写出程序的过程性表示：列出所有操作和条件，并把它们分配到程序结构图的适当位置程序结构图中所需的有关操作： 有关条件： ① 打开卡片文件 ⑦ A ：=A+1 I 1：until 出现K1卡。

第五章面向数据流的软件设计方法面向数据流的软件设计方法是一种基于数据流和数据转换的软件设计方法。

它将软件系统视为一系列数据流和数据转换的组合，以实现特定的功能。

在这种设计方法中，数据是主要的组织和控制因素，因为它们代表了软件系统中的信息流动。

面向数据流的软件设计方法的核心概念是数据流和数据转换。

数据流是指数据在系统中的传递路径，可以是从外部输入到系统，从系统内部传递到另一个部分，或从系统输出到外部。

数据转换是指对输入数据进行处理、转换和计算的过程，以产生输出数据。

数据转换可以由不同的模块或组件来完成。

在面向数据流的软件设计方法中，一个系统可以被分解成多个子系统或模块，每个子系统或模块负责处理特定的数据流和数据转换。

这种分解使得系统结构清晰，并且易于维护和修改。

同时，面向数据流的设计方法还可以促进软件复用，因为可以将通用的数据流和数据转换模块应用于不同的系统中。

面向数据流的软件设计方法还有一些常用的建模技术和工具，可以帮助设计师更好地理解和描述系统的数据流和数据转换。

其中最常用的技术是数据流图。

数据流图是一种图形表示方法，用于展示数据在系统中的流动和转换过程。

通过使用数据流图，设计师可以清晰地识别系统中的数据流和数据转换，并且可以通过增加、删除或修改数据流和数据转换来改进系统的性能和功能。

面向数据流的软件设计方法在许多领域都得到了应用，特别是在大型和复杂的软件系统中。

它可以帮助设计师更好地理解系统的结构和行为，并且可以帮助他们在系统设计和开发的过程中做出更明智的决策。

此外，面向数据流的设计方法还可以促进软件系统的可维护性和可扩展性，因为不同的子系统或模块可以独立地开发和测试，并且可以随着需求的变化而进行修改和扩展。

总之，面向数据流的软件设计方法是一种基于数据流和数据转换的软件设计方法。

它将数据流和数据转换视为系统的核心组织和控制因素，并且通过使用数据流图等建模技术和工具来帮助设计师更好地理解和描述系统的结构和行为。

面向数据流设计方法面向数据流设计方法是一种软件设计方法，它将系统的功能和数据处理看作是一连串的数据流，通过对数据流的定义、分析和优化，来设计和构建高效可靠的软件系统。

这种设计方法的核心是关注数据流和数据处理的过程，强调对数据流的管理和控制。

在面向数据流设计方法中，系统功能被分解为多个数据流，每个数据流都有一个明确的输入和输出。

设计人员需要通过对数据流的分析，确定数据流之间的依赖关系和处理逻辑，以便实现系统的功能。

在设计过程中，可以利用一些工具和技术，如数据流图、流程图、数据字典等，来帮助描述和分析数据流的流转和处理过程。

面向数据流设计方法的优点之一是能够清晰地描述和分析数据流的过程，使设计人员更容易理解系统的功能和数据处理流程。

通过对数据流的定义和分析，可以发现系统中的潜在问题和瓶颈，并进行针对性的优化和改进。

此外，面向数据流设计方法还可以提高系统的可靠性和可维护性，因为它将数据流和数据处理的过程进行了明确的划分和组织，使得系统的不同部分相互独立，易于维护和扩展。

在实际应用中，面向数据流设计方法可以广泛应用于各种软件系统的设计和开发。

例如，在信息系统中，可以使用面向数据流的方法，对数据的流转和处理进行建模和优化，以提高系统的效率和可靠性。

在嵌入式系统中，面向数据流的设计方法可以帮助设计人员对数据流进行分析和建模，以满足系统对数据处理速度和实时性的要求。

在大数据处理系统中，面向数据流的设计方法可以帮助设计人员优化数据的流转和处理，以提高系统的性能和扩展性。

然而，面向数据流设计方法也存在一些挑战和限制。

首先，面向数据流的设计方法需要对系统的功能和数据流进行详细的分析和定义，这需要投入大量的人力和时间。

其次，面向数据流设计方法在处理复杂的系统和大规模数据时，可能会导致数据流的混乱和复杂，难以理解和管理。

此外，面向数据流的设计方法在应对动态和实时数据流时，可能会面临数据处理速度和实时性的挑战，需要采取适当的优化和改进措施。

第七章面向数据流的设计方法面向数据流的设计方法，即通常所说的结构设计法（简称SD方法），是根据需求阶段对数据流的分析（一般用数据流图和数据字典表示）设计软件结构。

数据流图主要描绘信息在系统内部加工和流动的情况，面向数据流的设计方法根据数据流图的特性定义两种“映射”，这两种映射能机械地将数据流图转换为程序结构。

该方法的目标是为软件结构设计提供一个系统化的途径，使设计人员对软件有一个整体的认识。

本章所述技术用于软件的概要设计描述，包括模块、界面和数据结构的定义，这是所有后续开发工作的基础。

每种软件设计方法都有长处和不足，先用哪种方法首先应考虑它适用的范围。

任何软件系统都可以用数据流图表示，理论上，面向数据流的设计方法可用于任一种软件系统的开发。

然而，该方法对那些顺序处理信息且不含层次数据结构的系统最为有效，例如过程控制、复杂的数值分析过程、以及科学与工程方面的应用，等等。

当SD方法用于完全的数据处理时，即使系统中作用层次数据也同样行之有效。

从系统设计的角度出发，软件设计方法可以分为三大类。

第一类是根据系统的数据流进行设计，称为面向数据流的设计或者过程驱动的设计，以结构化设计方法为代表。

第二类是根据系统的数据结构进行设计，称为面向数据结构的设计或者数据驱动的设计，以LCP(程序逻辑构造)方法、Jackson 系统开发方法和数据结构化系统开发（DSSD）方法为代表。

第三类设计方法即面向对象的设计。

第一节基本概念和设计过程面向数据流设计方法是基于模块化、自顶向下细化、结构化程序设计等程序设计技术基础上发展起来的。

该方法实施的要点是：①建立数据流的类型。

②指明流的边界。

③将数据流图映射到程序结构。

④用“因子化”方法定义控制的层次结构。

⑤用设计测量和一些启发式规则对结构进行细化。

一、在系统结构图（SC）中的模块在系统结构图中不能再分解的底层模块为原子模块。

如果一个软件系统的全部实际加工（数据计算或处理）都由底层的原子模块来完成，而其他所有非原子模块仅仅执行控制或协调功能，这样的系统就是完全因子分解的系统。