Введение
В сложной среде инженерии программного обеспечения диаграммы потоков данных (DFD) выступают незаменимыми инструментами для раскрытия сложности функционирования системы. Эти графические представления имеют различные уровни, каждый из которых раскрывает слои сложности.
Уровни DFD
Давайте отправимся в путешествие по трем ключевым уровням DFD: DFD уровня 0, DFD уровня 1 и DFD уровня 2.
1. DFD уровня 0: Общий обзор
На вершине абстракции находится DFD уровня 0, который уместно называют диаграммой контекста. Этот всеобъемлющий взгляд предоставляет общий обзор всей системы. Основные процессы, потоки данных и хранилища данных изображаются без углубления в мелкие детали внутренних операций. Система представлена как единый круг, взаимодействующий с внешними сущностями через тщательно обозначенные входящие и исходящие стрелки, обеспечивая упрощённый, но всесторонний взгляд.
2. DFD уровня 1: Расшифровка сложности
Спускаясь в глубины сложности, DFD уровня 1 разбивает основные процессы, выявленные на DFD уровня 0, на подпроцессы. Каждый подпроцесс превращается в отдельную сущность, ярко представленную на DFD уровня 1, вместе с соответствующими потоками данных и хранилищами. На этом уровне вводится детализация, акцентирующаяся на основных функциях и разборе высокого уровня процессов для тонкого анализа.
3. DFD уровня 2: Раскрытие точности
Продолжая путь вглубь сложности, DFD уровня 2 погружается ещё глубже, разбивая подпроцессы, выявленные на DFD уровня 1. Каждый подпроцесс выступает как отдельная сущность, тщательно прорисованная на DFD уровня 2, с детально прорисованными потоками данных и хранилищами. Этот уровень служит чертежом для планирования и фиксации конкретных деталей функционирования системы, предоставляя всесторонний план для разработчиков и аналитиков.
Объяснение декомпозиции сверху вниз:
Декомпозиция сверху вниз эквивалентна уровневому подходу и представляет собой систематический способ углубления в мельчайшие детали системы. Этот метод предполагает создание серии DFD, каждый из которых предлагает более глубокий и сложный взгляд по сравнению с предыдущим. Процесс начинается с представления целевой системы как единого процесса на высшем уровне DFD. Последующие диаграммы постепенно раскрывают больше деталей, пока каждый процесс не станет функциональной примитивной единицей.
Представьте декомпозицию сверху вниз как снятие слоёв лука. Каждый слой раскрывает более детальное и мелкозернистое понимание процессов, потоков данных и хранилищ системы. Такой систематический разбор помогает понять систему на разных уровнях сложности, облегчая эффективный анализ и проектирование.
Согласование DFD: обеспечение согласованности на всех уровнях:
По мере продвижения декомпозиции сверху вниз к более низким уровням DFD, обеспечение согласованности входов и выходов становится обязательным. Этот важный этап называется балансировкой DFD. Суть заключается в том, чтобы обеспечить неизменность входов и выходов между последовательными уровнями (n и n+1). Другими словами, DFD более низкого уровня должен сохранять те же входы и выходы, что и его более высокий аналог.
Тщательная балансировка имеет решающее значение для сохранения целостности и согласованности представления системы на разных уровнях. Она гарантирует, что уточнённые детали, добавленные в DFD более низкого уровня, плавно согласуются с общим обзором, представленным на DFD более высокого уровня. Сохраняя входы и выходы, переход между уровнями остаётся плавным, обеспечивая последовательное повествование о сложностях системы.
Преимущества использования диаграмм потоков данных (DFD)
- Доступное понимание:DFD предоставляют визуально интуитивное представление, подходящее как для технических, так и для нетехнических заинтересованных сторон.
- Улучшенный анализ системы:Содействуя тщательному анализу процессов и потоков данных, DFD оказывают решающую помощь в выявлении неэффективности и избыточности.
- Поддержка архитектуры:DFD вносят значительный вклад в проектирование архитектуры и структуры системы, соответствующие требованиям заинтересованных сторон.
- Облегчение тестирования и верификации:Определяя входы и выходы системы, DFD упрощают тестирование и верификацию функциональности.
- Лёгкая документация:Визуальная привлекательность DFD упрощает документирование и поддержку системы на протяжении времени.
Недостатки DFD:
- Скорость создания Создание диаграмм потоков данных, особенно для сложных систем, может потребовать значительного времени.
- Ограниченный охват: Диаграммы потоков данных в первую очередь акцентируют внимание на потоке данных и могут упускать важные аспекты, такие как дизайн пользовательского интерфейса или безопасность системы.
- Проблемы с обслуживанием: Диаграммы потоков данных могут устаревать по мере эволюции и изменений систем с течением времени.
- Требование к технической квалификации: Несмотря на простоту понимания, создание диаграмм потоков данных требует определённого уровня технической квалификации и знакомства с анализируемой системой.
Заключение
Преимущества использования диаграмм потоков данных — более глубокое понимание, упрощённый анализ системы, укрепление проектирования, облегчение тестирования и упрощение документирования — превосходят их ограничения. Однако важно признать эти ограничения и интегрировать диаграммы потоков данных с дополнительными инструментами и методами для комплексного подхода к анализу и проектированию сложных программных систем.
В заключение, методы декомпозиции сверху вниз предлагают структурированный и системный подход к пониманию сложных систем. С помощью серии постепенно детализируемых диаграмм потоков данных этот метод раскрывает внутреннюю работу системы. Балансировка диаграмм потоков данных, в свою очередь, обеспечивает согласованность входов и выходов на разных уровнях, сохраняя целостность представления системы. В совокупности эти методы позволяют аналитикам и проектировщикам с точностью и ясностью справляться со сложностями архитектуры системы.