Funktionsmodellierung mit Datenflußdiagrammen

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1 Funktionsmodellierung mit Datenflußdiagrammen Marc Monecke Praktische Informatik Fachbereich Elektrotechnik und Informatik Universität Siegen, D Siegen 30. April 2003 Inhaltsverzeichnis 1 Funktionsmodellierung 2 2 Datenflußmodellierung Begrenzer Speicher, Lager Prozeß, Funktion Datenfluß Regeln Namensgebung Mehrstufige DFD Verfeinerung eines Prozesses Prozeßspezifikation Techniken zur Prozeßspezifikation Methodisches Vorgehen top-down middle-out Beispiel: Bankinformationssystem 7 8 Zusammenfassung 7 1

2 1 Funktionsmodellierung Phase: Analyse & Definition, Requirements Engineering Modellierung der Funktionen, die das System anbieten soll Funktionsbäume Funktionen in Teil-Funktionen zerlegen Hierarchie Beziehungen zwischen Knoten entsprechen besteht-aus- oder ruft-auf-beziehung Artikel & Kunden... Kunden... Kd. Stammd. Firmenst. D. beantworte Anfragen Separate Betrachtung der Funktionen aber nicht ergiebig zusätzlich Daten betrachten 2 Datenflußmodellierung Datenflußmodelle beschreiben Wege der Daten zwischen Funktionen, Speichern und Schnittstellen Transformation der Daten/Informationen durch Funktionen im laufenden System (von Initialisierungen u.ä. wird abgesehen) Bestandteile eines Datenflußmodells Menge von Datenflußdiagrammen (DFD) zugehörigen Einträgen im Datenlexikon Primitive Datenflüsse transportieren Daten zwischen Prozessen, Speichern, Begrenzern Prozesse verarbeiten/transformieren Daten Speicher speichern/n Daten Begrenzer repräsentieren Schnittstellen zur Außenwelt Benennung der Primitiven gemäß Denk-/Begriffswelt des Benutzers 2

3 Beispiel Buchstatus bestimmen 3.2 Buchmenge Bücher ermitteln 3.1 Leihscheine Auskunft Anfrage Bücher Bibliothekarin 2.1 Begrenzer Schnittstellen zur Umwelt, eindeutiger Name nicht Teil des modellierten Systems black box verbunden mit Prozessen und/oder Speichern Sachbear beiter Nadeldrucker Buchungs system 2.2 Speicher, Lager persistente Benutzer- oder Systemdaten typisiert später Zuordnung zu Datenbank, Ordner, Datei o.ä. verbunden mit Prozessen und/oder Begrenzern Meßwerte Konten Benutzer daten 2.3 Prozeß, Funktion transformiert Eingabedaten in Ausgabedaten beschreibt Funktionen des Systems Name: Verb + Objekt neben Name auch Nummer impliziert keine Ausführungsreihenfolge 3

4 zur Referenzierung von Prozessen bei Verfeinerung hierarchisch zusätzlich Prozeßspezifikation Kontrollprozeß steuert andere Prozesse, nur mit Prozessen und Begrenzern verbunden; gestrichelt Tagbetrieb freigeben 4.1 Konto eröffnen Benutzer n Datenfluß Übertragung von Daten/Informationen gerichtet, auch bidirektional getypt Freigabe Tagbetrieb Tagbetrieb freigeben 4.1 Konto eröffnen neues Konto Benutzer n 3 Konten Benutzer daten 3 Regeln Diagrammname beschreibt modelliertes Thema übersichtliches Layout gleicher Abstraktionsgrad der Elemente maximal 6 7 Prozesse pro Diagramm Flüsse ohne Kreuzungen zeichnen Prozesse sollten Ein- und Ausgaben haben, sonst entstehen Senken bzw. Quellen. Beispiel für sinnvolle Quelle: Zufallszahlen-Generator 4

5 Möglichst alle Elemente beschriften (sonst genauer analysieren!) reine Lese- oder Schreiblager sind ungewöhnlich 3.1 Namensgebung Namen von Begrenzern, Speichern, Prozessen suggestiv, prägnant Anwendersicht, nicht DV-technisch, kein Anwender-Slang Prozesse beschreiben Funktion möglichst genau typisch: Verb (imperativ) + Objekt schwammige Verben vermeiden ( verarbeite, behandle ) Problemstellung prüfen Flüsse, Speicher mit Typ der relevanten Daten/Informationen bezeichnen Fluß: Singular Speicher: Plural wenn Typ klar, Bezeichnung weglassen Begrenzer: Name zur eindeutigen Identifikation 4 Mehrstufige DFD Prozeß wird durch DFD beschrieben (verfeinert) Hierarchie von DFD auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen Kontextdiagramm Wurzel der Verfeinerungshierarchie beschreibt Anwendungsbereich des zu modellierenden Systems enthält nur einen Prozeß, bezeichnet mit dem Projektnamen; keine Nummer alle externen Begrenzer keine Speicher 4.1 Verfeinerung eines Prozesses Name/Nummer des Prozesses Name/Nummer des Diagramms alle enthaltenen Prozesse bekommen Diagrammnummer als Präfix Speicher und Begrenzer in verfeinertes DFD übernehmen ggf. Datenflüsse und Speicher aufteilen 5

6 Transaktion durchführen 3.7 Buchungs system 3.7 Transaktion durchführen Kontostand prüfen Konto Nummer Saldo Buchungs system TA Nummer anfordern TA Nummer Prozesse von höherer Ebene durch ihren Namen symbolisieren Kunden n 2 Drucksachen bearbeiten 5 2 Kunden n Rechnungen erstellen 2.1 Rechnung Mailings erstellen 2.2 Mailing Drucksachen bearbeiten 5 5 Prozeßspezifikation für jeden elementaren Prozeß; beschreibt Transformation von Eingabedaten in Ausgabedaten Bedingungen, wann Daten von einem Prozeß zu einem anderen fließen möglichst überprüfbar, also hinreichend formal Realisierungsentscheidungen nicht vorwegnehmen 5.1 Techniken zur Prozeßspezifikation 1. natürliche Sprache: leicht verständlich, selten eindeutig 2. PiK-Techniken (Nassi-Shneidermann-Diagramme, Flußpläne etc.): zu wenig abstrakt 3. strukturierte Sprache: Kontrollkonstrukte (Blöcke, Bedingungen, Verzweigung) und freier Text 6

7 4. Vor-/Nachbedingungen: Zustand vor und nach der Funktion, einschließlich Anforderungen an Eingabedaten. Frei von Realisierungsdetails, aber oft schwer zu verstehen, zu umständlich 5. Entscheidungstabellen: tabellenförmige Notation von Bedingungen und daraus folgenden Aktionen; gut für komplexe Entscheidungen 6 Methodisches Vorgehen 6.1 top-down Verfeinerung analog zum hierarchischen Aufbau der Diagramme Verfeinerung endet, wenn Prozeß mit einfacher Spezifikation beschrieben werden kann Schachtelungstiefe: 2 3 Ebenen bei kleinen, 8 bei sehr großen Problemen (300 bis 1000 DFDs, 10 Analytiker) ggf. einfachere DFD, dafür Prozesse mit mächtigeren Techniken spezifizieren 6.2 middle-out Beginn auf mittlerer Abstraktionsebene 1. Schritt: Kommunikation des Systems mit der Außenwelt untersuchen Begrenzer und Flüsse ermitteln 2. Schritt: Prozesse, die gepuffert kommunizieren, über Speicher verbinden 3. Schritt: Nach oben bis zum Kontextdiagramm vergröbern, nach unten nach Bedarf verfeinern 7 Beispiel: Bankinformationssystem siehe Pagel, Six: Software Engineering, Band 1; Kap. 11; Seite 127ff 8 Zusammenfassung DFD dienen zur Beschreibung der Abläufe im System berücksichtigen Prozesse/Funktionen, externe Schnittstellen, Datenspeicher und die Datenflüsse dazwischen Hierarchische Verfeinerung möglich Regeln zur Namensgebung und Numerierung beachten Verhalten von Prozessen auf unterster Ebene können durch Prozeßspezifikation festlegen 7