数据流图、系统流程图、程序流程图设计

参考资料：

数据流图（DFD）入门指南：概念，绘制教程，实例详解 - ProcessOn知识社区

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系统流程图(Flowchart)指南：底层逻辑架构与ISO标准符号详解

程序流程图详解（六大部分）

一、 分层数据流图（DFD）

数据流图，顾名思义，就是画“数据”是怎么在系统里“流动”的。

它不关心时间先后，不关心谁先执行谁后执行，它只关心数据的流向和加工变形。

1.1 四大基本元素符号

外部实体（矩形/方框）

长相：直角矩形，里面写名字（有时为了区分，会在左上角画一条斜线，但本质一样）。

含义：系统之外的人、外部系统、设备/物品。它是系统数据的提供者（源头）或接收者（终点）。

做题识别：题干里的“用户”、“客户”、“管理员”、“外部系统”。

铁律：外部实体不能参与系统内部的加工，它只能在系统边界上发数据或收数据。

加工（圆角矩形/圆形/泡泡）

长相：圆角矩形或椭圆。里面必须写编号和名字（例如：1.1 验证用户）。

含义：对流入的数据进行处理、变换或计算。

做题识别：题干里的动词短语（“计算工资”、“生成订单”、“校验密码”）。

数据存储（双横线/开口矩形）

长相：两条平行横线，左边有编号（例如：D1 用户表），右边写名字。注意：它没有右边的竖线封口！

含义：数据的暂存处或永久存放处（数据库表、文件）。

做题识别：题干里的“XX表”、“XX文件”、“XX库”、“记录”。

数据流（带箭头的直线）

长相：带箭头的线，线上面写数据流的名字。

含义：数据的流动方向。

注意：

一条数据流上必须写名字！

另外，数据流是有方向的，起点和终点必有一个是加工。

1.2 DFD的分层结构（自顶向下，逐层撕开）

为什么叫“分层数据流图”？

因为一个复杂系统不可能画在一张图里，太乱了。

必须像剥洋葱一样一层层剥开：

顶层图

把整个系统看作唯一的一个大加工（编号为0）。

图里只有外部实体、流向这个大加工的数据流、以及从大加工流出的数据流。顶层图的作用是划定系统边界（谁是系统的外人）。

0层图

把顶层图的那个大加工（0）砸碎，变成几个小的加工（编号1、2、3...）。

这时候系统内部的数据存储（D1、D2...）开始登场。0层图是整个系统的核心骨架。

子图

如果0层图里的加工“1”还是很复杂，就继续把它单独拉出来砸碎，变成加工1.1、1.2、1.3...，这就叫加工1的子图。

1.3 核心设计约束（找错/找漏）

1. 父图与子图平衡（极其重要！）

原则：父图（比如0层图）中某个加工的输入输出数据流，必须与其子图（比如加工1的子图）的输入输出数据流在宏观上完全一致。

举例：

0层图中，加工“1”有一条输入流“用户信息”，两条输出流“验证结果”和“错误提示”。

那么当你去看加工1的子图时，子图整体（不管里面怎么绕）必须也包含这“一进两出”。

如果子图里漏了“错误提示”这条输出流，这就是考点，让你补上！

注意：

有时候子图会比父图多出一些数据存储的读写流，这是允许的（因为细节展开了），但外部实体的进出流绝对不能变。

2. 数据守恒原则（黑/白/灰洞理论）

每一个加工都必须遵循“能量守恒定律”：

进去什么，就得出来什么（经过加工变形后）。

绝对不能凭空产生，也不能凭空消失。

黑洞（只进不出）

数据流进了加工，但没有流出来。

比如：收到了“订单数据”，但没有产生任何“订单确认”或“库存扣减”数据，这是错的。

白洞（奇迹）（只出不进）

加工没有输入数据，却凭空输出了数据。

比如：没有收到“查询条件”，却输出了“查询结果”，这叫无米之炊，绝对是错的。

灰洞（进出的数据流一样）

进去了“订单数据”，出来的还是“订单数据”，中间没有任何改变。

这说明这个加工是个废物，啥也没干，违反了“加工必须改变数据”的定义。

3. 数据存储的隐蔽性（首次出现原则）

原则：一个数据存储（比如D1），只有当某个加工需要读写它时，它才应该在那一层图里画出来。

举例：

D1“订单表”在0层图中，只有加工2（创建订单）在写它，加工3（统计订单）在读它。

那么当你去看加工2的子图时，子图里可以画D1。

但是！如果你去看加工3的子图，如果加工3内部的小加工（3.1、3.2）并没有直接读写D1，那么D1绝对不能出现在加工3的子图中。

做题套路：

如果题目问“图X中多了什么元素？”

你去看那个数据存储，发现它在父图里有，但在这个子图里根本没人用它，那它就是多余的。

4. 严禁控制流（数据流图的底线）

原则：数据流图里只能画数据，绝对不能画控制信号。

做题排雷：

看到类似“开始信号”、“结束标志”、“循环控制”、“打开/关闭指令”这种词作为数据流画在图上，直接判错。

这不是数据，这是程序流程图才有的东西。

有时候出题人会玩文字游戏，比如把“取款成功标志”作为数据流。

如果它仅仅是告诉系统“状态变了”，这是控制流；

但如果这个“标志”包含了“成功的金额、时间”等信息，被下游加工用来生成报表了，那它就披着控制流外衣的数据流。

1.4 “找漏流”三大黄金法则

第一步：循着“外部实体”找（查边界）

外部实体是系统的边界。每一个出现在图里的外部实体，它要么给系统发数据，要么收系统的数据，绝不能悬空！

操作：

看图上的外部实体（比如“客户”），如果它只有一条向内的箭头（提交订单），那它大概率缺一条向外的箭头（比如“订单确认反馈”或“错误提示”）。

因为现实中客户不可能只发消息不收回复。

第二步：循着“数据存储”找（查读写成对）

数据存储是被动挨打的，它不能自己动，必须被加工读写。

而业务逻辑决定了，读和写往往是成对出现的。

操作：盯着图上的每一个双横线（D1、D2...），问自己三个问题：

谁往里写数据？

没有写流？补！比如“保存订单”加工必须有流指向“订单表”。

谁从里面读数据？

建了表却不读？补！比如“订单表”必须被“统计加工”读取。

读写的业务闭环完整吗？

比如图里有“增加员工记录”写D1，也有“查询员工”读D1，那有没有“修改员工信息”或“删除员工”的写流？

如果题干提到了修改功能，这里大概率漏了修改的写流。

第三步：循着“加工”找（查逻辑闭环与异常）

看图上某个加工的名字（比如“1.2 验证身份”），然后去题干里找关于这个加工的详细描述。

操作：

查输入够不够

加工要完成它的任务，给它的输入数据够吗？（比如“计算折扣”加工，如果输入只有“商品原价”，没有“会员等级”或“折扣规则表”，那肯定是漏了输入流）。

查输出全不全（重点排查异常分支！）

题干里描述：“如果验证成功，则...；如果验证失败，则返回错误信息”。

不能忽略了“验证失败”时的错误提示输出流！

1.5 答题规范

数据流名字必须精炼（名词或名词短语）。

起点 ➔ 终点：数据流名称

正确示例：客户 ➔ 1.2 提交订单：订单信息

错误示例1（缺箭头）：客户 1.2 提交订单 订单信息

错误示例2（起终点反了）：1.2 ➔ 客户：订单信息 （明明是客户提交，你写成了系统发给客户）

错误示例3（数据流名字啰嗦）：写了一大段话。

二、 系统流程图

系统流程图是“物理图”，它关心的是数据在哪些“具体的物理设备或人”之间流转。

2.1 核心定位与致命区别

DFD的回答

数据从“客户”流向“处理加工”，再存入“数据存储”。（不知道是用电脑存、还是用纸存、还是用U盘存）。

系统流程图的回答

“业务员”通过“键盘”把数据输入到“磁带”中，然后“主机”读取“磁带”，最后通过“打印机”打印成“报表”。

看到选项里出现了具体的物理设备（磁带、磁盘、显示器、打印机、传感器）或者人工动作（人工核对、手动盖章），那它描述的一定是系统流程图，绝对不是DFD！

2.2 必须认识的物理符号

人工输入/输出：

梯形（像漏斗），代表需要人用键盘敲或者手写。

文档/报表：

带波浪底边的图形，代表打印出来的纸质文件。

联机存储：

圆柱体（长得跟DFD的数据存储一样，但语境不同，这里特指硬盘等直接连着主机的存储）。

脱机存储：

像一卷磁带或者被画了根线断开的圆柱，代表没插在主机上的备份带、U盘等。

处理：

方框（注意：DFD的加工是圆角，系统流程图的处理是直角方框，代表一段物理程序）。

2.3 常见的5种基本处理操作

系统流程图里，数据在被处理时通常经历以下几种变形：

变换

数据的格式改变。比如把十进制转成二进制，把拼音转成汉字。

分类/排序

按某种规则重排。比如把乱序的员工表按工资从高到低排。

合并

把多个数据集拼成一个。比如把“北京分公司的表”和“上海分公司的表”合在一起。

划分/分解

合并的逆操作。比如把“全校学生名单”按学院拆分成“计算机学院名单”、“文学院名单”等。

更新

用新数据修改老数据。比如用今天的交易流水去修改昨天的账户余额。

三、 程序流程图

这是大家最熟悉的老朋友，也就是我们写代码时画的“框图”。

它属于详细设计阶段的工具，颗粒度极细。

3.1 核心定位

本质

描述具体算法的表达工具，具有极其严格的时间顺序。

区别

DFD没有时间概念（数据可以同时流来流去）；

程序流程图有严格的时间先后（第一步干啥，第二步干啥，必须按箭头走）。

3.2 标准控制结构（万变不离其宗）

所有的复杂程序，都是用以下三种基本结构拼起来的（这就是著名的“结构化程序设计”定理）：

顺序结构

从上到下，一步一步执行（A框 ➡️ B框）。

选择/分支结构

遇到岔路口，根据条件走不同的路。

单分支：如果条件成立，干A；否则什么都不干。

双分支：如果条件成立，干A；否则干B。

多分支：根据变量的值（比如星期几），分成很多条路走。

循环结构

循环结构的核心难点在于：什么时候判断条件？

这直接决定了循环体“最少执行几次”。

WHILE 型循环（当型循环）

动作顺序：先判断，后执行。

特征：如果一开始条件就不成立，循环体一次都不执行。

记忆：“当条件满足时，我才干活；不满足我就直接跳过”。

UNTIL 型循环（直到型循环）

动作顺序：先执行，后判断。

特征：无论条件成不成立，循环体至少要执行一次！

记忆：“一直干活，直到条件满足了才停下来”。

四、 例题分析方法论

90%的答案在题干文字里，流程图只是把文字翻译成了框图。

搞清楚输入是什么、输出是什么、要达成什么业务目的（比如“冒泡排序”、“求最大公约数”）。

画一个表格，列出流程图里所有的变量（比如 i, j, max, temp）。

自己随便编一组最简单的输入数据（比如求最大值，你就编三个数：1, 3, 2）。

按照流程图的箭头，每经过一个处理框，就在草稿纸上更新一次变量的值。走到判断框时，自己判断走Yes还是No。

当你“干跑”到挖空的地方时，看看此时变量的状态，反推这里应该填什么赋值语句或者判断条件（特别注意循环边界 i < n 还是 i <= n，差一个等号结果全错）。