1 - 各种图形工具是什么？

UML图、DFD数据流、NS流程图、用例图、类图、状态机、业务流程图、功能结构图、线框图、功能逻辑图、信息结构图、产品结构图、用户流程图...各种图，很多时候都傻傻分不清楚！

那上面提到的这些图有什么共性呢？都是为了高效、直观、便于理解的图形语言，一种图形化表示方法。 以下几种图形工具是大家高频使用或是常见的：

建模符号	全称	描述
Flowchart	流程图 /程序框图	是表示算法、工作流或流程的一种框图表示。可以图像化一些指定的过程。 现行标准：ISO 5807 / GB1526-1989
UML	Unified Modeling Language 统一建模语言	是非专利的第三代建模和规约语言，用于说明、可视化、构建和编写一个正在开发的、面向对象的、软件密集系统的制品的开放方法。 现行标准：ISO发布的UML2.5版本
BPMN	Business Process Model and Notation 业务流程模型和标记法	是对象管理组织（OMG, Object Management Group）维护的关于业务流程建模的行业性标准。用于以业务流程模型详细说明各种业务流程。 现行标准：OMG发布的2.0版本
ER模型	Entity-relationship model 实体关系模型、 实体联系模型	是概念数据模型描述所使用的数据模型或模式图，常用于信息系统设计中。
DFD	Data Flow Diagram 数据流图	是描述系统中 数据流程 的一种图形工具，它标志了一个系统的逻辑输入和逻辑输出，以及把逻辑输入转换逻辑输出所需的加工处理。

接下来文章将从概览、关键要素、符号和示例等角度介绍这5类图形语言。

2、流程图

2.1 概览

流程图（Flowchart，又称程序框图）是以特定的图形符号加上说明表示算法、工作流或流程的一种框图表示。可以图像化一些指定的过程。它以不同类型的框代表不同种类的步骤，每两个步骤之间则以箭头连接。这种表示方法便于说明解决已知问题的方法或工作过程的具体步骤，对准确了解事情是如何进行的，以及决定应如何改进过程极有帮助。

2.2 关键定义/概念

• 流程图使用一些标准符号代表某些类型的动作，如决策用菱形框表示，具体活动用方框表示
• 基本结构：顺序结构、条件结构（又称选择结构）、循环结构、分支结构
• 当流程图被分隔成水平或垂直的不同部分的时候通常会说是‘跨功能’的，用来描述不同的控制单元

2.3 类型

Sterneckert (2003)认为流程图可以分为以下四种类型：文件流程图、资料流程图、系统流程图、程序流程图。

国标将流程图分为以下五种类型：数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图、系统资源图。

2.4 符号

基本符号

其他符号

2.5 示例

程序流程图

3、UML

3. 1  概览

UML(Unified Modeling Language，统一建模语言）是非专利的第三代建模和规约语言，用于说明、可视化、构建和编写一个正在开发的、面向对象的、软件密集系统的制品的开放方法，是独立于任何具体程序设计语言的图形语言。

UML立足于对事物的实体、性质、关系、结构、状态和动态变化过程的全程描述和反映。UML可以从不同角度描述人们所观察到的软件视图，也可以描述在不同开发阶段中的软件的形态。UML可以建立需求模型、逻辑模型、设计模型和实现模型等。

3.2  关键定义/概念

（1）模型

在UML有三个主要的模型：

• 功能模型 ：从用户的角度展示系统的功能，包括用例图。

• 对象模型 ：采用对象，属性，操作，关联等概念展示系统的结构和基础，包括类图、对象图。
• 动态模型 ：展现系统的内部行为。包括序列图，活动图，状态图。

  （2）图形

UML采用一组图形符号来描述软件模型，这些图形符号具有简单、直观和规范的特点，开发人员学习和掌握起来比较简单。所描述的软件模型，可以直观地理解和阅读，由于具有规范性，所以能够保证模型的准确、一致。

UML图

UML 2.5 图可以按层次分类，以蓝色显示的项目 不是 官方 UML 2.5 图表分类的一部分

统一建模语言的当前版本是[UML2.5规范]，发布于2015年6月。UML规范定义了两种主要的UML图：结构图和行为图。

• 结构图

显示了系统及其部件在不同抽象和实现级别上的静态结构以及它们如何相互关联。结构图中的元素表示系统的有意义的概念，并且可以包括抽象的，现实的和实现的概念。

可分为： 类图 、 对象图 、包图、复合结构图、构件图、部署图、剖面图

• 行为图

显示了系统中对象的动态行为，可以将其描述为系统随时间的一系列更改。

可分为： 用例图 、 活动图 、 状态机图 、 时序图 、通讯图、时间图、交互概要图

（3）概念

UML从来源中使用相当多的概念。下面仅列代表性的概念。

对于结构而言：执行者，属性，类，组件，接口，对象，包。

对于行为而言：活动，事件，消息，方法，状态，用例。

对于关系而言：聚合，关联，组合，相依，广义化（或继承）。

其他概念：

构造型—这规范符号应用到的模型

多重性—多重性标记法与资料库建模基数对应，例如：1, 0..1, 1..*

3.3  示例

4、BPMN

4.1  概 览

业务流程模型和标记法（BPMN, Business Process Model and Notation）是一套图形化表示法，用于以 业务流程模型 详细说明各种业务流程。

它创建在与UML的活动图非常相似的流程图法（flowcharting）基础上，为“业务流程图”（BPD, Business Process Diagram）中的特定业务流程提供一套图形化标记法。

BPMN仅限于支持对业务流程有用的建模概念。这意味着组织所做的非业务目的其他类型建模将排除在BPMN之外。例如，以下方面的建模不属于BPMN：组织结构、职能分解、数据模型。

4.2  关键定义/概念

BPMN由四种要素组成：流对象（Flow Object）、连接对象（Connecting Objects）、泳道（Swimlanes）、器物（Artifacts/Artefacts）。

流对象和连接对象

• （1）流对象

  流对象是BPMN的主要描述对象，由三种核心要素组成：事件（Events），活动（Activities），网关（Gateways）。

• 事件

• 事件用圆圈来描述，表示一个业务流程期间发生的事情，圆环中的图标代表事件的类型（例如：信封为消息，时钟为时间）。事件影响流程的流动，一般有一个原因（触发器）或一个影响（结果），事件也被分为“捕获”（Catching，例如捕获输入的消息而开始一个流程）或“抛出”（Throwing，例如在流程结束抛出消息）。有三种事件：开始事件（Start event）、结束事件（End event）、中间事件（Intermediate event）。

  开始事件： 作为流程的触发器；以细单线标明，并且只能“捕获”（Catch），所以它显示为空心（轮廓）的图标

  结束事件： 表现流程结果；以粗单线标明，且只能“抛出”（Throw），所以显示为实心图标。
  中间事件： 表现发生在开始和结束事件之间的事；以双线标明，可以是“抛出”或“捕获”（相应采用实心或空心图标）。例如，一任务流到一事件，抛出一个消息到另一个池，然后由下一个事件守候，捕获其回应。

• 活动

• 一个活动用圆角矩形表示，是要处理工作的一般术语，描述必须做的工作的种类。一个活动可以是原子性的也可以是非原子性的（可以是由多个活动组合而成的更大粒度的活动）。活动的类型包括：任务 （Task） 和子流程 （Sub-process） 。

  任务： 任务代表单一工作单元，它不会或不能被分解为更深层次上的业务流程细节，而不包含操作程序步骤的图示（此非BPMN的目的）。

  子流程： 用于隐藏或显露深层业务流程细节——收起时，在矩形底部用加号标明子流程；展开时，在矩形内显示全部的流对象、连接对象及器物。子流程自含开始及结束事件，来自“父”流程的顺序流不可跨过其边框。

  事务（Transaction）： 子流程的一种形式，其所包含的全部活动必须作为一个整体对待，即它们必须完全结束以满足目标，其中任何一个失败就必须全部撤回。事务作为扩展的子流程，用双线环绕。

• 网关

• 网关即条件，用菱形表示，基于所示条件决定路径的分流与合并。另外，它还可以作为传统的选择，还包括路径的分支与合并。其内部的标记会给出控制流的类型。
  

• （2）连接对象

  连接对象将流对象连接起来形成一个业务流程的基本结构。连接对象包括三个类型：顺序流（Sequence Flow），消息流（Message Flow），关联（Association）

  • 顺序流

  用带实心箭头的实心线表示，显示活动进行的顺序 。

  • 消息流

  用虚线表示，起始端有一个空心圆圈，终端是一个空心箭头。用于描述两个独立的业务参与者（业务实体或业务角色）之间发送和接受的消息流动。即告诉哪些消息流跨过组织 的边界（即介于池之间）。消息流不可用于在同一个池中连接活动或事件。

  • 关联

  用点线表示，用于创建器物或文本到流对象的联系，即将相关的数据、文本和其他人工信息与流对象联系起来，展示活动的输入和输出。

泳道和器物

• 泳 道

• 泳道（Swimlanes）是从视觉上对活动加以组织或分类的机制，将活动划分到不同的可视化类别中来描述由不同的参与者的责任与职责。它基于交叉功能流程图基础，BPMN支持2种泳道构件：池（Pool），道（Lane）。
  池： 表示流程中的一个参与者，用来分开不同的组织，可以看做是将一系列活动区别于其他池的一个图形容器。一个池可容纳一个或多个道。
  道： 就是在池里面再细分，用于活动按职能或角色归类，可以是垂直的也可以是水平的矩形。道包含流对象、连接对象和器物。

  • 器物

  器物使开发者可以带给模型／图更多的信息，添加到业务流程上下文中作为信息备注，便于人员理解通过这一方式，使模型／图更可读。BPMN定义了三种器物：数据对象（Data Object），组（Group），注释（Annotation）。
  数据对象： 数据对象显示在活动中是如何需要或产生哪些数据。它们通过关联与活动连接起来。
  组： 表现为虚线的圆角矩形。组用来将不同的活动分组，用于记录或分析的目的，但不影响图中的流。
  注释： 提供附加文本信息的一个机制，为模型／图的读者增加可理解性。

4.3 符号

Visio 2013 BPMN基本形状

4.4 示例

采集投票流程

5、ER图

5.1  概览

是 实体关系模型 （Entity-relationship model）的输出结果。是概念数据模型描述所使用的数据模型或模式图，常用于信息系统设计中。

由美籍华人计算机科学家陈品山发明，提供了表示实体类型、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型。

5.2  要素定义

构成E-R图的3个基本要素是实体型、联系和属性。

实体 ：表示一个离散对象，是客观存在并且可以相互区别的事物或者概念。实体可以被粗略地认为是名词，如计算机、员工、歌曲、数学定理。

联系 ：联系描述了两个或更多实体相互如何关联。联系可以被粗略地认为是动词，如：在公司和计算机之间的拥有关联，在员工和部门之间的管理关联，在演员和歌曲之间的表演关联...

属性 ：实体和联系都可以有特性，如员工实体可以有一个工号；证明关联可以有一个日期特性。每个实体（除非是弱实体）都必须有一个唯一标识特性的最小化集合，即主键，用于区分不同的实体成员。

5.3  符号

5.4  制作步骤

ER图绘制相较简单

（1）确定所有的实体和应包含的属性

（2）确定实体集之间的联系及联系类型

（3）绘制ER图并调优

5.5. 示例

广告上刊业务示例

6、DFD

6.1  概览

数据流图 （Data Flow Diagram）是描述系统中数据流程的一种图形工具，从数据传递和加工角度，以图形方式来表达系统的逻辑功能、数据在系统内部的逻辑流向和逻辑变换过程。简单的说，就是数据的流程图，是系统逻辑模型的重要组成部分。

6.2  关键定义/概念

DFD由四种基础图形符号组成：外部实体、数据加工、数据存储、数据流。

外部实体（数据源/终点） ：是系统之外的人员或组织或其他系统，它指出数据所需要的发源地或系统所产生的数据的归属地。

数据加工 ：对数据的加工（处理），描述了输入数据流到输出数据之间的变换，即对数据进行处 理的单元，它接收一定的数据输入，对其进行处理，并产生输出。

数据存储 ：表示信息静态存储的数据，可以代表文件、文件的一部分、数据库元素等。

数据流 ：表示数据的流向在系统内传播的路径，由于数据流是流动中的数据，所以必须有流向，除了流向数据存储或从数据存储流出的数据不必命名外，每个数据流必须要有一个合适的名字，以反映该数据流的含义。

6.3   符号

6.4   制作步骤

一般采用先全局后局部，先整体，后细节，先抽象后具体的原则

（1）首先画系统的输入输出，即先画顶层数据流图。顶层流图只包含一个加工，用以表示被开发的系统，然后考虑该系统有哪些输入数据、输出数据流。

（2）画系统内部，即画下层数据流图。不再分解的加工称为基本加工。一般将层号从0开始编号，采用自顶向下，由外向内的原则。画0层数据流图时，分解顶层流图的系统为若干子系统，决定每个子系统间的数据接口和活动关系。

（3）调优

Tips：

1、由于系统数据的复杂性，不可能将所有数据操作画在一张数据流图上。需要进行分层操作，先画整体的数据流图即顶层图，再逐步细化，分为好几张图。

2、所有步骤都是系统数据的流动，不要把现实中实体的流动画进去、外部实体之间不能有数据传输

6.5 示例

工资管理系统顶层数据流

本文仅介绍了这几类常用图形的定义， 如何在业务中应用图形来有效表达是一门学问，根 据业务的复杂程度，需要做不同的选择。“汝欲学诗，功夫在诗外”打好基础多多尝试应用， 希望对大家有所帮助～