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Datenfluss verstehen und als DFD modellieren
Ein Datenfluss beschreibt, wie Daten von einer Quelle über Verarbeitungsschritte zu einer Ausgabe gelangen. Die Ausgabe eines Schritts kann dabei zur Eingabe des nächsten Schritts werden. Auf dieser Seite lernst du, solche Abläufe zu lesen, zu prüfen und selbst als Datenflussdiagramm zu planen.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Vom Eingang zur Ausgabe
Stell dir eine Messstation vor: Ein Sensor erfasst einen Wert, ein Programm verarbeitet ihn und eine Anzeige gibt das Ergebnis aus. Dieses Grundmuster lautet:
Quelle oder Eingabe → Verarbeitung → Senke oder Ausgabe
Die Quelle stellt Daten bereit. Ein Prozess verändert, prüft, sortiert oder berechnet Daten. Die Senke nimmt das Ergebnis auf. Wichtig ist außerdem die Zeit: Daten müssen rechtzeitig ankommen, damit sie noch verwendet werden können.
Datenfluss
Ein Datenfluss ist die Übertragung von Daten innerhalb eines Systems oder zwischen Systemteilen. Er verbindet Ausgangspunkte, Verarbeitungsschritte und Zielpunkte.
Bei einem automatischen Datenfluss werden Daten ohne manuelle Übertragung weitergegeben. Das ist in der Regel schneller und weniger fehleranfällig als wiederholtes Abschreiben.
Daten fließen nicht von selbst: Eine Quelle stellt sie bereit, ein Vorgang überträgt oder verarbeitet sie, und ein Ziel nimmt sie auf.
Rechen-Datenflüsse Schritt für Schritt lesen
In einem Rechen-Datenfluss stehen Eingabewerte am Anfang. Funktionen verarbeiten sie der Reihe nach. Das Ergebnis einer Funktion wird zum Eingabewert der folgenden Funktion.
Die Eingaben sind $1$, $5$ und $2$.
- Addiere $1$ und $5$: $1+5=6$.
- Multipliziere das Zwischenergebnis mit $2$: $6\cdot2=12$.
- Quadriere das neue Zwischenergebnis: $12^2=144$.
Der gesamte Term lautet:
$$((1+5)\cdot2)^2=144$$
Die Ausgabe ist also $144$. Die Klammern zeigen, dass zuerst addiert, dann multipliziert und zuletzt quadriert wird.
Ein zweites typisches Muster ist der Mittelwert. Für die Eingaben $5$, $12$ und $4$ gilt:
$$\frac{5+12+4}{3}=\frac{21}{3}=7$$
Zuerst werden alle drei Werte addiert. Danach wird die Summe durch die Anzahl der Werte geteilt.
Ein Pfeil bedeutet nicht automatisch eine bestimmte Rechenart. Erst die beschriftete Funktion legt fest, ob zum Beispiel addiert, multipliziert oder dividiert wird.
Datenflussdiagramme für Informationssysteme
Ein Datenflussdiagramm, kurz DFD, zeigt nicht nur Rechenfunktionen. Es kann den Informationsfluss eines ganzen Systems oder Geschäftsprozesses darstellen. Dafür nutzt es vier Bestandteile.
- Externe Entitäten sind Quellen oder Ziele außerhalb des betrachteten Systems, zum Beispiel eine Kundin oder ein anderes System.
- Prozesse transformieren Daten, etwa durch Berechnen, Sortieren oder Prüfen.
- Datenspeicher bewahren Daten für eine spätere Verwendung auf, zum Beispiel eine Datenbank oder Datei.
- Datenflüsse zeigen, welche Daten zwischen diesen Bestandteilen übertragen werden.
Bei einer Bestellung sendet eine Kundin Bestelldaten an den Prozess Bestellung prüfen. Der Prozess liest Bestandsdaten aus einem Datenspeicher und gibt eine Bestellbestätigung an die Kundin zurück.
Die Kundin ist eine externe Entität, „Bestellung prüfen“ ist ein Prozess, der Bestand ist ein Datenspeicher und die beschrifteten Verbindungen sind Datenflüsse.
Verschiedene Notationen zeichnen Prozesse und Datenspeicher unterschiedlich. Deshalb ist die Bedeutung der Beschriftungen wichtiger als eine einzelne Form. Pfeile machen die Richtung der übertragenen Daten sichtbar.
Sichten und Detailstufen passend wählen
Ein DFD kann dieselbe Situation aus zwei Blickwinkeln zeigen:
- Ein logisches DFD zeigt, welche Daten für den Ablauf nötig sind und wie sie sich bewegen. Technische Einzelheiten bleiben außen vor.
- Ein physisches DFD zeigt die konkrete Umsetzung, zum Beispiel eingesetzte Software, Hardware oder Dateien.
„Bestelldaten prüfen“ ist eine logische Beschreibung. „Webshop-Software liest die Datei mit dem Lagerbestand“ beschreibt eine physische Umsetzung desselben Ablaufs.
Auch die Detailtiefe lässt sich staffeln:
- Ebene 0 oder Kontextdiagramm: Das ganze System erscheint als ein Prozess mit seinen äußeren Datenquellen und -zielen.
- Ebene 1: Der Gesamtprozess wird in wichtige Teilprozesse zerlegt.
- Ebene 2: Einzelne Teilprozesse werden weiter aufgeschlüsselt.
Eine Ebene 3 wird nur selten benötigt. Ein Diagramm soll trotz Genauigkeit verständlich bleiben.
Wähle zuerst die Frage: Geht es um das Was des Ablaufs, passt die logische Sicht. Geht es um das konkrete Wie der Umsetzung, passt die physische Sicht.
Einen Datenfluss selbst modellieren und prüfen
Beginne nicht mit Symbolen, sondern mit der Frage: Welche Daten kommen woher, was geschieht mit ihnen und wohin gehen die Ergebnisse?
- Lege die Systemgrenze fest.
- Benenne externe Quellen und Ziele.
- Formuliere Prozesse mit einer kurzen Verbalphrase, etwa „Anmeldung prüfen“.
- Benenne Datenspeicher mit einem Substantiv oder einer Nominalphrase, etwa „Benutzerkonten“.
- Zeichne gerichtete Datenflüsse und beschrifte sie mit den übertragenen Daten.
- Prüfe das Diagramm auf verständliche und zulässige Verbindungen.
Für die Prüfung helfen diese Regeln:
- Jeder Datenfluss erhält eine kurze, aussagekräftige Bezeichnung.
- Jeder Prozess und jeder Datenspeicher hat mindestens eine Eingabe und eine Ausgabe.
- Eine externe Entität ist nicht direkt mit einem Datenspeicher verbunden; der Weg führt über einen Prozess.
- Datenflüsse sollten sich möglichst nicht kreuzen.
Modelliere eine Anmeldung:
- Die externe Entität Nutzerin sendet Anmeldedaten an den Prozess Anmeldung prüfen.
- Der Prozess sendet eine Prüfanfrage an den Datenspeicher Benutzerkonten.
- Der Datenspeicher gibt Kontodaten an den Prozess zurück.
- Der Prozess sendet das Prüfergebnis an die Nutzerin.
So besitzen Prozess und Speicher jeweils Ein- und Ausgabe, und die externe Entität greift nicht direkt auf den Speicher zu.
Wenn du in einer Tabellenkalkulation modellierst, kannst du Eingaben in eigenen Zellen verändern und jede Zwischenstufe in einer weiteren Zelle berechnen. Ändert sich eine Eingabe, müssen die abhängigen Zwischenergebnisse und die Ausgabe nachvollziehbar mitändern.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Datenfluss
- Grundmuster: Quelle → Verarbeitung → Senke
- Rechenkette: Ausgabe wird nächste Eingabe
- DFD-Bestandteile: Entität, Prozess, Speicher, Datenfluss
- Sichten: logisch oder physisch
- Ebenen: Überblick und schrittweise Zerlegung
- Qualitätsprüfung: beschriften, verbinden, nachvollziehen