软件工程：数据字典

​一、数据字典的核心作用

定位：
数据字典是数据流图（DFD）的补充说明文档，与DFD共同构成系统的逻辑模型。
核心价值：

1. ​消除二义性：明确数据流、存储、元素的定义，避免理解偏差。
2. ​设计依据：为数据库设计、代码开发提供数据规范。
3. ​团队协作：作为开发团队的共享词汇表，确保术语一致性。

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​二、数据字典的四大组成要素

​1. 数据流（Data Flow）​

定义：数据在系统中的流动路径。
描述内容：

• ​来源与去向：起点（外部实体/处理）、终点（处理/数据存储/外部实体）。
• ​数据结构：组成的数据项（如“发票=学号+姓名+{书号+数量}”）。
• ​数据特征：流量（如“1000次/周”）、峰值、格式（文本/二进制）。

案例（库存系统）​：

数据流名：定货信息  
来源：处理“检查库存临界值”  
去向：数据存储“定货信息临时文件”  
组成：零件编号 + 零件名称 + 定货数量  
流量：平均50次/天，峰值200次（月底）  

​2. 数据元素（Data Element）​

定义：系统中不可再分解的最小数据单元。
描述内容：

• ​数据类型：整数、字符串、日期等。
• ​取值范围：如“性别=[男|女]”。
• ​校验规则：长度、格式、默认值。

案例（考务系统）​：

数据项名：准考证号  
别名：ExamID  
类型：字符串  
长度：10位  
组成规则：  
  第1-2位：省份代码（01-99）  
  第3-4位：考场号（01-50）  
  第5-10位：顺序号（000001-999999）  
示例：0103000001  

​3. 数据存储（Data Store）​

定义：数据的持久化存储位置（文件/数据库表）。
描述内容：

• ​存储结构：记录格式、索引方式（如“主键=零件编号”）。
• ​访问频率：读写频率（如“每天更新1000次”）。
• ​安全要求：权限控制、加密规则。

案例（库存系统）​：

数据存储名：库存清单主文件  
别名：InventoryMaster  
组成：零件编号 + 零件名称 + 库存量 + 临界值  
存储方式：索引文件（按零件编号排序）  
访问频率：实时更新（事务触发）  
容量：约10万条记录  

​4. 处理逻辑（Processing Logic）​

定义：对数据处理的简要说明（详细逻辑需用其他工具描述）。
描述内容：

• ​输入/输出：数据流来源与去向。
• ​触发条件：如“当库存量<临界值时生成定货信息”。
• ​执行频率：如“每日生成一次报告”。

案例（考务系统）​：

处理名：统计成绩  
编号：3.0  
输入：成绩单（来自阅卷站）  
输出：合格名单、试题难度分析表  
逻辑：  
  1. 验证成绩单有效性  
  2. 根据合格标准标记考生状态  
  3. 按地区分类统计成绩  
  4. 计算试题平均得分  
执行频率：每次考试后执行一次  

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​三、数据字典的编写规范

​1. 数据定义符号（BNF范式扩展）​

符号	含义	示例
=	定义为	发票 = 学号 + 姓名 + {书号}
+	顺序连接	日期 = 年 + 月 + 日
[ | ]	选择其一	性别 = [男 | 女]
{ }	重复（0-N次）	订单 = {商品编号 + 数量}
( )	可选（0-1次）	联系方式 = (手机号) + 邮箱
**注释**	补充说明	零件编号第1位为进口/国产标识

​2. 命名原则

• ​数据流/存储：名词性短语（如“库存清单”）。
• ​处理逻辑：动词+宾语（如“生成报告”）。
• ​避免泛化：禁用“数据”“信息”等模糊词汇。

​3. 分层管理

• ​顶层定义：描述全局数据流和存储。
• ​逐级细化：在子图中展开数据元素细节。
• ​引用标记：跨页时使用编号关联（如“D1:库存清单”）。

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​四、数据字典与数据流图的联动

示例：库存管理系统

1. ​数据流图（DFD）​：显示“事务数据从CRT终端流向处理程序”。
2. ​数据字典：

   数据流名：事务数据  
   组成：事务类型（入库/出库） + 零件编号 + 数量  
   来源：外部实体“仓库管理员”  
   去向：处理“更新库存”  

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​五、常见错误与规避方法

1. ​数据流黑洞
   ​现象：处理无输出数据流。
   ​解决：检查处理逻辑是否遗漏输出（如“更新库存后未生成定货信息”）。

2. ​数据歧义
   ​现象：同一数据项在不同位置定义冲突。
   ​解决：全局统一定义（如“零件编号长度=10位”）。

3. ​冗余存储
   ​现象：重复定义相似数据项（如“客户姓名”与“用户姓名”）。
   ​解决：抽象公共数据模型（如统一为“姓名”）。

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​六、实战案例：考务系统数据字典

​数据存储：考生名册

名称：考生名册  
组成：准考证号 + 姓名 + 报考科目 + 考场号  
存储方式：关系数据库表（主键=准考证号）  
访问频率：报名期间每天更新2000次  
安全要求：仅考务管理员可修改  

​处理逻辑：生成准考证

处理名：生成准考证  
输入：有效报名单  
输出：准考证  
逻辑：  
  1. 分配唯一准考证号（规则见数据元素定义）  
  2. 生成PDF格式准考证  
  3. 发送至考生邮箱  
触发条件：报名截止后24小时内