Verstehen von Datenflussdiagrammen: Grundlegende Konzepte und praktische Tipps

DFDs werden in verschiedenen Phasen der Systementwicklung eingesetzt, von der ersten Anforderungserhebung bis hin zur detaillierten Gestaltung und sogar in der Systemdokumentation. Sie helfen den Beteiligten, einschließlich Entwicklern, Analysten und Endnutzern, ein klares Verständnis dafür zu erlangen, wie Daten innerhalb des Systems verarbeitet und transformiert werden. Durch die Visualisierung dieser Interaktionen erleichtern DFDs die Kommunikation, helfen, potenzielle Engpässe oder Ineffizienzen zu erkennen und stellen sicher, dass das System seine funktionalen Anforderungen erfüllt.

Dieser Tutorial soll eine umfassende Anleitung zum Verständnis und Erstellen von Datenflussdiagrammen bieten. Wir werden die grundlegenden Konzepte untersuchen, die DFDs tragen, die Beziehungen zwischen ihren Komponenten erkunden und praktische Tipps und Richtlinien anbieten, um Ihnen zu helfen, effektive und informative Diagramme zu erstellen. Unabhängig davon, ob Sie neu bei DFDs sind oder Ihre Fähigkeiten verfeinern möchten, wird dieser Tutorial Sie mit dem notwendigen Wissen und den Techniken ausstatten, um DFDs in Ihren Projekten effektiv einzusetzen.

Notation von DFD-Elementen

Datenflussdiagramme (DFDs) verwenden verschiedene Notationen, um verschiedene Elemente innerhalb eines Systems darzustellen. Das von Ihnen bereitgestellte Bild zeigt vier verschiedene Notationen für DFD-Elemente: Yourdon DeMarco, Gane & Sarson, SSADM und Yourdon und Coad. Lassen Sie uns jede Notation und ihre Darstellung von externen Entitäten, Prozessen, Datenspeichern und Datenflüssen untersuchen:

1. Notation von Yourdon DeMarco

• Externe Entität: Dargestellt als rechteckiger Kasten mit der Beschriftung „Entität“. Sie steht für Quellen oder Ziele von Daten außerhalb des Kontrollbereichs des Systems.
• Prozess: Dargestellt als Kreis mit der Beschriftung „Prozess“. Er steht für Operationen oder Transformationen, die auf Daten innerhalb des Systems durchgeführt werden.
• Datenspeicher: Dargestellt als offener rechteckiger Kasten mit der Beschriftung „Datenspeicher“. Er steht für Orte, an denen Daten gespeichert werden und von Prozessen abgerufen werden können.
• Datenfluss: Dargestellt als Pfeile, die die Richtung der Datenbewegung zwischen Entitäten, Prozessen und Datenspeichern anzeigen.

2. Notation von Gane & Sarson

• Externe Entität: Dargestellt als rechteckiger Kasten mit der Beschriftung „Entität“, ähnlich wie bei Yourdon DeMarco.
• Prozess: Dargestellt als abgerundeter Rechteck mit der Beschriftung „Prozess“ und einer Nummer (z. B. 1.0), die die Prozessstufe oder Reihenfolge angibt.
• Datenspeicher: Dargestellt als offener rechteckiger Kasten mit einer senkrechten Linie auf der linken Seite, beschriftet mit „Datenspeicher“. Die senkrechte Linie kann eine Referenznummer enthalten (z. B. D1).
• Datenfluss: Dargestellt als Pfeile, die die Richtung des Datenflusses zwischen Elementen anzeigen.

3. Notation von SSADM (strukturierte Systemanalyse- und Designmethodik)

• Externe Entität: Dargestellt als Oval mit der Beschriftung „Entität“, was es von anderen Notationen unterscheidet.
• Prozess: Dargestellt als abgerundeter Rechteck mit der Beschriftung „Prozess“, ähnlich wie bei Gane & Sarson, jedoch ohne zusätzliche Nummerierung.
• Datenspeicher: Dargestellt als Rechteck mit der Beschriftung „Datenspeicher“, ohne die senkrechte Linie, wie sie bei Gane & Sarson zu sehen ist.
• Datenfluss: Angezeigt durch Pfeile, die die Richtung der Datenbewegung anzeigen.

4. Yourdon- und Coad-Notation

• Externes Element: Dargestellt als rechteckiger Kasten mit der Beschriftung „Element“, ähnlich wie bei Yourdon DeMarco und Gane & Sarson.
• Prozess: Dargestellt als Kreis mit der Beschriftung „Prozess“, ähnlich wie bei Yourdon DeMarco.
• Datenbank: Dargestellt als offener Rechteckkasten mit der Beschriftung „Datenbank“, ähnlich wie bei Yourdon DeMarco.
• Datenfluss: Dargestellt durch Pfeile, die die Richtung des Datenflusses zwischen Elementen anzeigen.

Wichtige Unterschiede

• Form und Beschriftung: Jede Notation verwendet unterschiedliche Formen und Beschriftungskonventionen für externe Elemente, Prozesse und Datenbanken.
• Darstellung von Prozessen: Gane & Sarson und SSADM verwenden abgerundete Rechtecke für Prozesse, während Yourdon DeMarco und Yourdon und Coad Kreise verwenden.
• Darstellung von Datenbanken: Gane & Sarson enthält eine senkrechte Linie mit einer Referenznummer, während andere Notationen einfache Rechtecke verwenden.

Das Verständnis dieser Notationen ermöglicht Analysten und Designern, diejenige auszuwählen, die am besten den Anforderungen und Vorlieben ihres Projekts entspricht, um eine klare und effektive Kommunikation des Systementwurfs sicherzustellen.

Wichtige Konzepte

1. Externes Element

Externe Elemente sind Quellen oder Zielorte von Daten, die mit dem System interagieren, aber außerhalb seiner Kontrolle liegen. Sie können Benutzer, andere Systeme oder externe Datenbanken sein.

• Beispiel: In den bereitgestellten Bildern sind „Kunde“ und „Makler“ externe Elemente.

2. Prozess

Ein Prozess transformiert eingehende Daten in ausgehende Daten. Er stellt eine Operation oder eine Reihe von Operationen dar, die an den Daten durchgeführt werden.

• Beispiel: Der Prozess „Bestellungen erfassen“ nimmt „Bestellbestätigung“ als Eingabe entgegen und erzeugt „Bestelldaten“ als Ausgabe.

3. Datenbank

Eine Datenbank speichert Daten, die von Prozessen abgerufen und verändert werden können. Sie stellt einen Speicherort dar, an dem Daten für zukünftige Verwendung aufbewahrt werden.

• Beispiel: Der „Bestellungs“-Datenspeicher enthält Bestelldetails, die von Prozessen abgerufen oder aktualisiert werden können.

4. Datenfluss

Datenflüsse stellen die Bewegung von Daten zwischen externen Entitäten, Prozessen und Datenspeichern dar. Sie werden als Pfeile dargestellt, die die Richtung der Datenbewegung anzeigen.

• Beispiel: Der Pfeil von „Kunde“ zu „Bestellungen erfassen“ stellt den Fluss der „Bestellbestätigung“ vom Kunden zum Prozess dar.

Beziehungen zwischen DFD-Komponenten

Externe Entität zu Prozess

• Interaktion: Externe Entitäten liefern Eingabedaten an Prozesse oder empfangen Ausgabedaten von ihnen.
• Beispiel: Der „Kunde“ liefert eine „Bestellbestätigung“ an den „Bestellungen erfassen“-Prozess.

Prozess zu Datenspeicher

• Interaktion: Prozesse lesen aus oder schreiben in Datenspeicher.
• Beispiel: Der „Bestellungen erfassen“-Prozess schreibt „Bestelldaten“ in den „Bestellungs“-Datenspeicher.

Datenspeicher zu Prozess

• Interaktion: Datenspeicher liefern Daten an Prozesse, wenn sie benötigt werden.
• Beispiel: Der „Bestellungs“-Datenspeicher liefert Bestelldetails an Prozesse, die sie benötigen.

Prozess zu externer Entität

• Interaktion: Prozesse senden Ausgabedaten an externe Entitäten.
• Beispiel: Der „Bestellungen erfassen“-Prozess sendet eine Bestellbestätigung an den „Kunden“.

Top-Down-Zerlegung

Dieses Diagramm stellt ein detaillierteres Datenflussdiagramm (DFD) für ein Bestellverarbeitungssystem dar, das sich speziell auf die Interaktion zwischen einem Kunden, einem Broker und dem Bestellprozess konzentriert. Hier ist eine Aufschlüsselung der Komponenten und ihrer Interaktionen:

1. Externe Entitäten:

   • Kunde: Diese Entität initiiert den Prozess, indem sie eine Bestellung aufgibt.
   • Broker: Diese Entität wirkt als Vermittler im Bestellprozess, empfängt Transaktionsdaten vom Kunden und leitet Bestelldaten an das System weiter.

2. Prozesse:

   • Bestellung aufgeben (Online): Dieser Prozess verarbeitet Bestellungen, die von Kunden online aufgegeben werden. Er empfängt Bestelldetails direkt vom Kunden.
   • Transaktionsdaten: Dieser Prozess verwaltet Transaktionsdaten, empfängt Eingaben vom Kunden und leitet sie an den Broker weiter.
   • Bestellung aufgeben (Telefon): Dieser Prozess verarbeitet Bestellungen, die per Telefon aufgegeben werden. Er empfängt Bestelldetails vom Broker.

3. Datenbanken:

   • Bestelldetails: Diese Datenbank speichert die Details von Bestellungen, die über den Online-Prozess aufgegeben wurden.
   • Transaktionsdaten: Diese Datenbank speichert Transaktionsdaten, die verarbeitet und an den Broker weitergeleitet werden.

4. Datenflüsse:

   • Bestelldetails (Kunde zu Bestellung aufgeben (Online)): Dieser Datenfluss stellt die Bestellinformationen dar, die der Kunde beim Online-Bestellen bereitstellt.
   • Transaktionsdaten (Kunde zu Transaktionsdaten): Dieser Datenfluss stellt die vom Kunden bereitgestellten Transaktionsinformationen dar.
   • Transaktionsdaten (Transaktionsdaten zu Broker): Dieser Datenfluss stellt die an den Broker weitergeleiteten Transaktionsinformationen dar.
   • Bestelldetails (Broker zu Bestellung aufgeben (Telefon)): Dieser Datenfluss stellt die Bestelldaten dar, die der Broker beim telefonischen Aufgeben einer Bestellung bereitstellt.

5. Prozessnummern:

   • 0, 1, 2: Diese Zahlen deuten wahrscheinlich auf die Reihenfolge oder Kennung von Prozessen innerhalb des Systems hin. Prozess 0 scheint ein zentraler Prozess zu sein, der mit den Online- und Telefonbestellprozessen interagiert.

Interpretation

• Das Diagramm zeigt ein System, bei dem Bestellungen entweder online oder per Telefon aufgegeben werden können.
• Online-Bestellungen werden direkt durch den Prozess „Bestellung aufgeben (Online)“ verarbeitet, der die Bestelldetails speichert.
• Bei Telefonbestellungen ist ein Broker beteiligt, der die Transaktionsdaten vom Kunden entgegennimmt und die Bestelldetails an den Prozess „Bestellung aufgeben (Telefon)“ weiterleitet.
• Der Broker fungiert als Vermittler und erleichtert den Transaktions- und Bestellprozess für Telefonbestellungen.
• Der Fokus liegt auf der Erfassung und Verwaltung von Bestell- und Transaktionsdaten, um sicherzustellen, dass sie unabhängig von der Bestellmethode (online oder telefonisch) korrekt verarbeitet und gespeichert werden.

Dieses DFD bietet eine detailliertere Sicht auf das Bestellverarbeitungssystem und hebt die Rolle verschiedener Entitäten und Prozesse bei der Bearbeitung von Bestellungen und Transaktionen hervor.

Tipps und Tricks

1. Beginne einfach: Beginnen Sie mit einem Kontext-DFD, um einen Überblick über das System zu erhalten, und gehen Sie schrittweise zu detaillierteren Ebenen über.
2. Konsistenz: Verwenden Sie konsistente Namenskonventionen für Prozesse, Datenspeicher und Datenflüsse, um Verwirrung zu vermeiden.
3. Klarheit: Stellen Sie sicher, dass Datenflüsse eindeutig beschriftet sind und Pfeile korrekt gerichtet sind, um den Datenfluss darzustellen.
4. Modularität: Zerlegen Sie komplexe Prozesse in kleinere, überschaubare Teilprozesse, um Klarheit und Verständnis zu verbessern.
5. Validierung: Validieren Sie das DFD regelmäßig mit den Stakeholdern, um sicherzustellen, dass es den Datenfluss des Systems genau darstellt.

Richtlinien

1. Grenzen identifizieren: Definieren Sie die Systemgrenzen klar, um Unterschiede zwischen internen Prozessen und externen Entitäten zu verdeutlichen.
2. Fokus auf Daten: Betonen Sie den Datenfluss anstelle des Steuerungsflusses oder der Reihenfolge der Operationen.
3. Detailgrad: Beginnen Sie mit einem DFD auf hoher Ebene (Ebene 0) und verfeinern Sie es schrittweise zu detaillierteren Ebenen (Ebene 1, Ebene 2 usw.).
4. Standard-Symbole verwenden: Halten Sie sich an Standard-Symbole für Prozesse, Datenspeicher, externe Entitäten und Datenflüsse, um Klarheit und Konsistenz zu gewährleisten.
5. Annahmen dokumentieren: Dokumentieren Sie alle Annahmen oder Einschränkungen im Zusammenhang mit dem DFD, um Kontext zu schaffen und Missverständnisse zu vermeiden.

Fazit

Datenumflussdiagramme sind mehr als nur visuelle Hilfsmittel; sie sind unverzichtbare Werkzeuge für alle, die an der Systemanalyse und -gestaltung beteiligt sind. Durch die klare und strukturierte Darstellung des Datenflusses helfen DFDs, die Lücke zwischen abstrakten Systemanforderungen und konkreten Implementierungsdetails zu schließen. Sie ermöglichen es den Beteiligten, zu visualisieren, wie Daten innerhalb eines Systems verarbeitet werden, Bereiche zur Verbesserung zu identifizieren und sicherzustellen, dass die Systemgestaltung mit ihrer vorgesehenen Funktionalität übereinstimmt.

In diesem Tutorial haben wir die grundlegenden Konzepte von DFDs erläutert, darunter externe Entitäten, Prozesse, Datenspeicher und Datenflüsse. Wir haben untersucht, wie diese Komponenten miteinander interagieren, und praktische Tipps und Richtlinien für die Erstellung effektiver DFDs bereitgestellt. Durch die Beherrschung dieser Konzepte und Techniken können Sie DFDs erstellen, die nicht nur die Datenflüsse Ihres Systems genau darstellen, sondern auch wertvolle Kommunikationsmittel während des gesamten Entwicklungszyklus darstellen.

Wenn Sie weiterhin mit DFDs arbeiten, denken Sie daran, dass Klarheit, Konsistenz und Aufmerksamkeit für Details entscheidend sind. Überprüfen Sie Ihre Diagramme regelmäßig mit den Beteiligten, und zögern Sie nicht, sie zu iterieren und zu verfeinern, je nachdem, wie sich Ihr Verständnis des Systems weiterentwickelt. Mit Übung und einer soliden Grundlage in den Prinzipien von DFDs sind Sie bestens gerüstet, selbst die anspruchsvollsten Herausforderungen der Systemanalyse zu meistern. Nutzen Sie die Kraft von Datenumflussdiagrammen und erschließen Sie neue Ebenen an Erkenntnis und Effizienz in Ihren Systemdesign-Projekten.