مخطط تدفق البيانات

مخطط تدفق البيانات هو وسيلة لتمثيل تدفق البيانات عبر عملية أو نظام (عادةً نظام معلومات ). يوفر مخطط تدفق البيانات أيضًا معلومات حول مخرجات ومدخلات كل كيان والعملية نفسها. لا يحتوي مخطط تدفق البيانات على تدفق تحكم - لا توجد قواعد قرار ولا حلقات. يمكن تمثيل العمليات المحددة بناءً على البيانات بواسطة مخطط انسيابي . [1]
توجد عدة طرق لعرض مخططات تدفق البيانات. وقد وصف توم دي ماركو الطريقة الموضحة أعلاه في عام 1979 كجزء من التحليل المنظم .
بالنسبة لكل تدفق بيانات، يجب أن توجد نقطة نهاية واحدة على الأقل (المصدر و/أو الوجهة) في العملية. يمكن إجراء التمثيل المحسن للعملية في مخطط تدفق بيانات آخر، والذي يقسم هذه العملية إلى عمليات فرعية.
مخطط تدفق البيانات هو أداة تشكل جزءًا من التحليل المنظم ونمذجة البيانات . عند استخدام UML ، يتولى مخطط النشاط عادةً دور مخطط تدفق البيانات. هناك شكل خاص من مخطط تدفق البيانات وهو مخطط تدفق البيانات الموجه للموقع.
يمكن اعتبار مخططات تدفق البيانات بمثابة شبكات بتري مقلوبة ، وذلك لأن الأماكن في مثل هذه الشبكات تتوافق مع دلالات ذاكرة البيانات. وعلى نحو مماثل، ينبغي اعتبار دلالات التحولات من شبكات بتري وتدفقات البيانات والوظائف من مخططات تدفق البيانات متكافئة.
تاريخ
يعتمد تدوين DFD على نظرية الرسم البياني ، والتي استخدمت في الأصل في البحث التشغيلي لنمذجة سير العمل في المنظمات، وفي علوم الكمبيوتر لنمذجة تدفق المدخلات والمخرجات عبر العمليات الحسابية. [2] [3] نشأ DFD من منهجية التحليل والتصميم المنظم في منتصف السبعينيات. [3] تم اقتراحه لأول مرة من قبل لاري كونستانتين، [4] ونشره إدوارد يوردون وتوم دي ماركو، [5] وكريس جين وتريش سارسون، [6] [7] الذين أثروا تقنية الرسم البياني برموز مختلفة وممارسات قاموس البيانات [5] والتوجيه للتحلل الهرمي للعمليات. [6]
كان الهدف الأساسي لمخططات تدفق البيانات في سياق التصميم المنظم هو بناء أنظمة معيارية معقدة، وتبرير الترابطات المتبادلة عبر وحدات مختلفة. [3] سرعان ما أصبحت مخططات تدفق البيانات (DFD) طريقة شائعة لتصور الخطوات الرئيسية والبيانات المشاركة في عمليات نظام البرمجيات. كانت مخططات تدفق البيانات تُستخدم عادةً لإظهار تدفق البيانات في نظام الكمبيوتر، على الرغم من أنه من الناحية النظرية يمكن تطبيقها أيضًا على نمذجة العمليات التجارية . [8] كانت مخططات تدفق البيانات مفيدة لتوثيق تدفقات البيانات الرئيسية أو لاستكشاف تصميم جديد رفيع المستوى من حيث تدفق البيانات. [9]
مكونات DFD

يتكون DFD من العمليات والتدفقات والمستودعات والمنتهيات. هناك عدة طرق لعرض مكونات DFD هذه. [10]
عملية
العملية (الوظيفة، التحويل) هي جزء من نظام يحول المدخلات إلى مخرجات. رمز العملية هو دائرة أو شكل بيضاوي أو مستطيل أو مستطيل ذو زوايا مستديرة (حسب نوع الترميز). يتم تسمية العملية بكلمة واحدة أو جملة قصيرة أو عبارة تعبر بوضوح عن جوهرها. [7]
تدفق البيانات
يُظهر تدفق البيانات (التدفق، تدفق البيانات) نقل المعلومات (وأحيانًا المواد أيضًا) من جزء من النظام إلى جزء آخر. رمز التدفق هو السهم. يجب أن يكون للتدفق اسم يحدد المعلومات (أو المواد) التي يتم نقلها. الاستثناءات هي التدفقات التي يكون من الواضح فيها المعلومات التي يتم نقلها عبر الكيانات المرتبطة بهذه التدفقات. يتم نمذجة تحولات المواد في أنظمة ليست مجرد معلوماتية. يجب أن ينقل التدفق نوعًا واحدًا فقط من المعلومات (المواد). يُظهر السهم اتجاه التدفق (يمكن أن يكون ثنائي الاتجاه أيضًا إذا كانت المعلومات من/إلى الكيان تعتمد منطقيًا - على سبيل المثال السؤال والإجابة). تربط التدفقات العمليات والمستودعات والمُنهيات. [7]
مستودع
يستخدم المستودع (مخزن البيانات، مخزن البيانات، الملف، قاعدة البيانات) لتخزين البيانات لاستخدامها لاحقًا. رمز المستودع هو خطان أفقيان، ويتم عرض طريقة العرض الأخرى في تدوين DFD. اسم المستودع هو اسم جمع (على سبيل المثال، الطلبات) - مشتق من تدفقات الإدخال والإخراج للمستودع. لا يجب أن يكون المستودع مجرد ملف بيانات، بل يمكن أن يكون أيضًا، على سبيل المثال، مجلدًا يحتوي على مستندات، أو خزانة ملفات، أو مجموعة من الأقراص الضوئية. لذلك، فإن عرض المستودع في DFD مستقل عن التنفيذ. يمثل التدفق من المستودع عادةً قراءة البيانات المخزنة في المستودع، ويعبر التدفق إلى المستودع عادةً عن إدخال البيانات أو تحديثها (وأحيانًا أيضًا حذف البيانات). يتم تمثيل المستودع بخطين متوازيين يقع بينهما اسم الذاكرة (يمكن نمذجتها كعقدة مخزن مؤقت UML). [7]
المدمر
إن الطرف المنهي هو كيان خارجي يتواصل مع النظام ويقف خارج النظام. ويمكن أن يكون، على سبيل المثال، منظمات مختلفة (مثل البنك)، أو مجموعات من الأشخاص (مثل العملاء)، أو سلطات (مثل مكتب الضرائب) أو قسم (مثل قسم الموارد البشرية) من نفس المنظمة، والتي لا تنتمي إلى النظام النموذجي. وقد يكون الطرف المنهي نظامًا آخر يتواصل معه النظام النموذجي. [7]
قواعد إنشاء DFD
يجب أن تكون أسماء الكيانات مفهومة دون مزيد من التعليقات. DFD هو نظام تم إنشاؤه بواسطة المحللين بناءً على مقابلات مع مستخدمي النظام. يتم تحديده لمطوري النظام من ناحية، ومقاول المشروع من ناحية أخرى، لذلك يجب تكييف أسماء الكيانات لمجال النموذج أو المستخدمين الهواة أو المحترفين. يجب أن تكون أسماء الكيانات عامة (مستقلة، على سبيل المثال أفراد محددون يقومون بالنشاط)، ولكن يجب تحديد الكيان بوضوح. يجب ترقيم العمليات لتسهيل رسم الخرائط والإشارة إلى عمليات محددة. الترقيم عشوائي، ومع ذلك، من الضروري الحفاظ على الاتساق عبر جميع مستويات DFD (انظر التسلسل الهرمي DFD). يجب أن يكون DFD واضحًا، حيث يوصى بأن يكون الحد الأقصى لعدد العمليات في DFD واحد من 6 إلى 9، والحد الأدنى هو 3 عمليات في DFD واحد. [1] [7] الاستثناء هو ما يسمى بالرسم التخطيطي السياقي حيث ترمز العملية الوحيدة إلى نظام النموذج وجميع المنهيات التي يتواصل معها النظام.
اتساق DFD
يجب أن يكون DFD متسقًا مع النماذج الأخرى للنظام - مخطط علاقة الكيان ، ومخطط انتقال الحالة ، وقاموس البيانات ، ونماذج مواصفات العملية . يجب أن يكون لكل عملية اسمها ومدخلاتها ومخرجاتها. يجب أن يكون لكل تدفق اسمه (استثناء انظر التدفق). يجب أن يكون لكل مخزن بيانات تدفق إدخال وإخراج. لا يجب عرض تدفقات الإدخال والإخراج في DFD واحد - ولكن يجب أن توجد في DFD آخر يصف نفس النظام. الاستثناء هو المستودع الذي يقف خارج النظام (التخزين الخارجي) الذي يتواصل معه النظام. [7]
التسلسل الهرمي لـ DFD
لجعل DFD أكثر شفافية (أي ليس الكثير من العمليات)، يمكن إنشاء DFDs متعددة المستويات. تكون DFDs الموجودة في مستوى أعلى أقل تفصيلاً (تجميع DFD أكثر تفصيلاً في المستويات الأدنى). يكون DFD السياقي هو الأعلى في التسلسل الهرمي (انظر قواعد إنشاء DFD). يتبع المستوى الصفري ما يسمى DFD 0، بدءًا من ترقيم العملية (على سبيل المثال العملية 1، العملية 2). في المستوى الأول التالي - DFD 1 - يستمر الترقيم على سبيل المثال، تنقسم العملية 1 إلى المستويات الثلاثة الأولى من DFD، والتي يتم ترقيمها 1.1 و1.2 و1.3. وبالمثل، يتم ترقيم العمليات في المستوى الثاني (DFD 2) 2.1.1 و2.1.2 و2.1.3 و2.1.4. يعتمد عدد المستويات على حجم نظام النموذج. قد لا تحتوي عمليات DFD 0 على نفس عدد مستويات التحلل. يحتوي DFD 0 على أهم وظائف النظام (المجمعة). يجب أن يتضمن المستوى الأدنى العمليات التي تجعل من الممكن إنشاء مواصفات عملية لصفحة A4 واحدة تقريبًا. إذا كان من المفترض أن تكون المواصفات المصغرة أطول، فمن المناسب إنشاء مستوى إضافي للعملية حيث سيتم تحليلها إلى عمليات متعددة. للحصول على نظرة عامة واضحة على التسلسل الهرمي الكامل لـ DFD، يمكن إنشاء مخطط عمودي (مقطعي). يتم عرض المستودع على أعلى مستوى حيث يتم استخدامه لأول مرة وعلى كل مستوى أدنى أيضًا. [7]
انظر أيضا
- مخطط النشاط
- نموذج عملية الأعمال والترميز
- مخطط تدفق التحكم
- جزيرة البيانات
- تدفق البيانات
- تصور البيانات والمعلومات
- الرسم البياني اللا دوري الموجه
- مخطط دراكون
- مخطط كتلة التدفق الوظيفي
- نموذج الوظيفة
- ايدف0
- خط الأنابيب
- تقنية التحليل والتصميم الهيكلي
- مخطط الهيكل
- مخطط سياق النظام
- رسم خريطة سلسلة القيمة
- سير العمل
- قائمة الأساليب الرسومية
مراجع
- ^ ab Bruza, PD; van der Weide, Th. P. (1990-11-01). "تقييم جودة مشاهدات النص التشعبي". منتدى ACM SIGIR . 24 (3): 6– 25. doi :10.1145/101306.101307. ISSN 0163-5840. S2CID 8507530.
- ^ مارتن، ديفيد؛ إيسترين، جيرالد (1967-04-01). "نماذج العمليات الحسابية والأنظمة - تقييم احتمالات الرؤوس في نماذج العمليات الحسابية البيانية". مجلة جمعية آلات الحوسبة الأمريكية . 14 (2): 281- 299. doi :10.1145/321386.321391. ISSN 0004-5411.
- ^ abc Yourdon, Edward; Constantine, Larry L. (1975). Structured Design . New York: Yourdon Inc. pp. 54– 55. OCLC 1036882595.
- ^ Bergland, GD (1978-06-19). "Structured Design Methodologies". المؤتمر الخامس عشر لأتمتة التصميم . لاس فيجاس، نيفادا، الولايات المتحدة الأمريكية: IEEE Press. ص. 475– 493. doi :10.1109/DAC.1978.1585214.
- ^ ab DeMarco, Tom (1979). Structured analysis and system specification . Prentice-Hall software series. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall. ISBN 978-0-13-854380-8.
- ^ ab Gane, Chris; Sarson, Trish (1979). تحليل النظم المنظمة: الأدوات والتقنيات . سلسلة برامج برنتيس هول. إنجلوود كليفس، نيوجيرسي: برنتيس هول. ISBN 978-0-13-854547-5.
- ^ abcdefgh Yourdon, Edward (1975). "البرمجة المنظمة والتصميم المنظم كأشكال فنية". وقائع المؤتمر والمعرض الوطني للحاسوب الذي عقد في الفترة من 19 إلى 22 مايو 1975 حول - AFIPS '75 . ص. 277. doi : 10.1145/1499949.1499997 . S2CID 36802486.
- ^ Tangkawarow, IRHT; Waworuntu, J (أبريل 2016). "مقارنة بين تقنيات نمذجة عملية الأعمال". سلسلة مؤتمرات IOP: علوم وهندسة المواد . 128 (1): 012010. Bibcode :2016MS&E..128a2010T. doi : 10.1088/1757-899X/128/1/012010 . ISSN 1757-8981.
- ^ لارمان، كريج (2012). تطبيق UML والأنماط: مقدمة للتحليل والتصميم الموجه للكائنات والتطوير التكراري (الطبعة الثالثة). نيودلهي: بيرسون. ISBN 978-8177589795. OCLC 816555477.
- ^ سيبا ، فاتسلاف (1999). تحليل نظام المعلومات الجديد (Vyd. 1 ed.). براغ: إيكوبريس. رقم ISBN 978-8086119137. OCLC 43612982.
فهرس
- سكوت دبليو أمبلر . كتاب The Object Primer الإصدار الثالث تطوير Agile Model Driven باستخدام UML 2
- شميدت، ج.، ميثود وتقنية المنظمة. 13. أوفل، جيسن 2003
- Stahlknecht، P.، Hasenkamp، U.: Einführung in die Wirtschaftsinformatik. 12. أوفل، برلين 2012
- جين، كريس ؛ سارسون، تريش. تحليل النظم المنظمة: الأدوات والتقنيات . نيويورك: تقنيات النظم المحسنة، 1977. ISBN 978-0930196004 . ص 373
- ديماركو، توم. التحليل المنظم ومواصفات النظام . نيويورك: يوردون برس، 1979. ISBN 978-0138543808 . ص 352.
- يوردون، إدوارد . التصميم المنظم: أساسيات تخصص تصميم البرامج والأنظمة الحاسوبية . نيويورك: يوردون برس، 1979. ISBN 978-0138544713 . ص 473.
- Page-Jones, Meilir. Practical Guide to Structured Systems Design . New York: Yourdon Press, 1988. ISBN 978-8120314825 . P. 384.
- يوردون، إدوارد . التحليل البنيوي الحديث . نيويورك: يوردون برس، 1988. ISBN 978-0135986240 . ص 688.
