3.4 系统的结构化描述技术
在数据流程图中，每个处理框只是简单地标上了处理的名字，不能表达处理逻辑的全部内容。在数据字典里，包括了对各个处理功能的一般描述，但这种描述是高度概括的，也不可能描述各个处理逻辑的全部细节。因此需要其他工具来详细描述处理逻辑。
数据流程图是分层的。将一个大型复杂的系统逐层分解成许多个足够简单的基本加工，顶层的数据流程图表达系统的主要逻辑功能，随着自顶而下、逐层细化的过程，表达的功能也越来越具体，处理逻辑也越来越精细，直到底层的数据流程图、系统的全部处理逻辑被详细地表达出来。系统底层的处理逻辑详细到了可以实现的程度，是系统的最小功能单元，因此被称为“基本处理”。如果对所有基本处理的逻辑功能都描述清楚了，再自底而上进行综合，整个系统的所有逻辑功能也就清楚了。
加工处理逻辑指的是业务人员处理业务的算法和逻辑关系，即用户要求这个加工“做什么”。加工处理逻辑的分析就是对业务流程分析和数据流程分析的补充，也是系统处理模块的设计依据。每个加工处理必然有处理的原始数据和输出设计，以及处理的逻辑关系和算法。例如，用文字表达这种多元的逻辑关系，不仅十分烦琐，而且难以看清，采用了结构化描述技术可以清晰地表达条件、决策规则和应采用行动之间的逻辑关系，容易为管理人员和系统分析人员所接受。结构化描述技术主要有结构化英语、决策树和决策表等。
3.4.1 结构化英语
结构化英语又称为程序设计语言（PDL，Program Design Language），是一种模仿计算机语言的处理逻辑描述方法，介于自然语言和形式化语言之间的半形式化语言。它是在自然语言的基础上增加了一些限制而得到的语言，使用有限的词汇和有限的语句来描述处理逻辑。
结构化英语的词汇包括英语命令动词、数据字典中定义的名字、有限的自定义词和逻辑关系词如IF THEN ELSE、WHILE DO、REPEAT UNTIL和CASE OF等。其动词的含义要具体，不使用抽象的动词，尽可能少用或者根本不用形容词或副词。
结构化英语只允许使用3种基本结构控制，处理逻辑的操作使用自然语言短语来表示。这3种基本控制结构如下。
1）简单陈述句
力求精练，不应太长，避免使用复合语句。
2）判定结构
IF THEN ELSE或CASE OF结构。
3）循环结构
WHILE DO或REPEAT UNTIL结构。
结构化英语的处理原则如下。
（1）尽可能精确，避免二义性。
（2）尽可能简单，使用户易于理解。
（3）也可用带有一定结构的汉语来描写加工逻辑。
1.主要结构
结构化英语通常分为外层和最内层两大层，其中外层可以有多层，相互嵌套。外层语法比较具体，最内层语法则比较灵活。外层语法用来描述控制结构，通常采用人们已熟知的几种标准结构，如顺序、选择和循环，这些控制结构将加工中的各个操作连接起来，使用了由IF、THEN、ELSE等词组成的规范化语言。
内部语法具有以下特点。
（1）只有简单陈述句一种，它能明确地表达“做什么”。
（2）名词都是字典中定义过的词或自定义的词。
（3）动词避免用空洞的词。
（4）没有形容词和副词等修饰语。
（5）可以用一些常用的运算法和关系符等。
总体来说，结构化英语只允许使用3种基本结构控制，处理逻辑的操作使用自然语言短语来表示。这3种基本控制结构如下。
1）简单陈述句
力求精练，不应太长，避免使用复合语句。在描述处理中决策方案的部分通常用简单陈述句，例如“先付款再发货”、“先按库存发货”或“不发货”等。
2）判定结构
采用的是计算机语言的类似结构：
IF＜条件＞
THEN决策1
ELSE＜非条件＞/OTHERWISE＜非条件＞
SO决策2
IF与ELSE对应的是同一条件的是与非，因此一个结构只能对一种条件进行判断。当要描述多个条件的处理逻辑时，就要通过嵌套结构实现，而且要求各个结构的引导词要配对出现。
3）循环结构
也采用了计算机语言的类似结构，并有两种描述方式：
WHILE＜条件＞
DO决策
或
REPEATE决策
UNTIL＜条件＞
其中，WHILE-DO型结构，满足条件才进入循环，执行决策动作这一“循环体”；而REPEATE-UNTIL型是先进入循环，执行一次后再判断条件是否满足，若满足条件，则退出循环。
2.应用举例
假设某商店业务“检查发货单”有这样的处理：对于超过10000元以上的大额发货单，若客户信誉良好，欠款不超过3个月，则发批准书或发货单；否则，在欠款未还清之前不予批准。对于10000元以下的小额发货单，如果客户信誉良好，欠款不超过3个月，直接发批准书及发货单；否则，则向客户发出赊欠报告，并发批准书及发货单。该处理逻辑用结构化英语描述如下：
IF发货单笔金额超过10000元 THEN
IF欠款超过3个月THEN
在欠款未还清之前不发批准书
ELSE
发批准书、发货单
ENDIF
ELSE
IF欠款超过3个月THEN
发批准书、发货单、赊欠报告
ELSE
发批准书、发货单
ENDIF
ENDIF
3.4.2 决策树
在某些处理逻辑中，处理动作需要依赖于多个逻辑条件的取值，这时，处理逻辑的描述就比较复杂。如果用结构化英语来表达，就需要多重嵌套，可读性下降。为了简洁地表达数据流程图中处理逻辑的逻辑判断功能，用树形结构图来描述对各种情况的处理，这即为决策树。
1.决策树概述
决策树一般是自上而下生成的，每个决策或事件都可能引起两个或多个事件，导致不同的结果。选择分割的方法有好几种，但是目的都是一致的，即对目标类尝试进行最佳的分割。从根到叶子节点都有一条路径，这条路径就是一条“规则”。决策树可以是二叉树，也可以是多叉树。
决策树主要由3个部分组成。定义要决策的问题，就是决策节点；以条件为例，从决策节点连接形成的分支结构就是方案分支，它往往是根据条件值的多少来决定分支的数量的；在最后一个条件列后加入的就是决策结果，不同方案分支通过不同的路径得出决策结果，从而形成树形分叉图。
用决策树描述处理逻辑的优点如下。
（1）可以生成容易理解的规则。
（2）计算量相对来说不是很大。
（3）可以处理连续和分类条件。
（4）决策树可以清晰地显示哪些条件比较重要。
用决策树描述处理逻辑的缺点如下。
（1）对连续值的条件比较难预测。
（2）对有时间顺序的条件，需要很多预处理的工作。
（3）当类别太多时，错误可能就会增加得比较快。
（4）一般的算法分类时，只是根据一个条件来分类。
2.应用举例
“检查发货单”的例子用决策树来表述，如图3.17所示。
图3.17 “检查发货单”的决策树
3.4.3 决策表
对一些条件较多、在每种条件下取值也比较多的情况，可采用决策表的形式。这时，需要描述的处理是由一组动作组成的，而这些动作是否执行又取决于一组条件的取值，这时用决策表写加工逻辑比较合适。
1.决策表概述
决策表是一种表格状的决策分析工具，它可以在条件复杂的情况下，很直观地表达出具体条件、决策规则和应该采取的行动之间的逻辑关系。决策表的优点在于清晰易懂，但是只适合描述条件，描述循环比较困难。
决策表由4 个部分组成，左上方是条件说明，列出了所有可能的条件；左下方是动作说明，列出了所有可能采取的动作；右上方是条件组合，是针对各种条件给出的多种条件取值的组合；右下方是动作组合，指出了在某种条件取值的组合情况下所采取的动作。
决策表的划分如图3.18所示。
图3.18 决策表的划分
决策表的绘制较为复杂，原因在于条件值的组合状态较多，要考虑周全。要获得最终的决策表，通常需要绘制3表。首先要定义条件的取值及含义，然后按照所有组合状态绘制出初始决策表，最后将相关列合并成为最终的决策表。在合并时，按照操作中选择用一决策方案的不同条件进行判断，首先要找到条件条目的共同点，再分析其不同条件值的组合是否被相关列遍历了，如果已经遍历，则相关列合并，否则不合并。
由此，可以归纳出合并的原则：对于采取相同动作的N条规则，如果有某个条件在第N列中的取值正好是该条件取值的全部情况，而其他条件的取值都相同，那么这N条规则可以合并，说明该条件的取值与所采取的动作无关。
运用决策表来描述决策逻辑，通常包括以下6个步骤。
（1）首先分析、确定决策逻辑涉及的条件，列在决策表的左上方。
（2）分析、确定每个条件的取值情况。
（3）列出条件的所有组合情况，标在决策表的右上方。
（4）分析、确定决策逻辑涉及的动作，列在决策表的左下方。
（5）决定各种条件组合下所采取的行动，画在决策表的右下方。
（6）应用合并规则，化简决策表。
用决策表来表达一个复杂的问题，其优越之处在于不会遗漏某种可能的情况。决策表能够把在什么条件下、系统应该采取什么动作，表达得十分清楚、准确和一目了然。这是用语言难以准确、清楚地表达的。决策表的另一个优越之处在于这些条件的地位是平等的，不用考虑条件的先后顺序。但是，用决策表描述循环情况就比较困难。
2.应用举例
“检查发货单”用决策表（见表3-1）来表示，绘制如下。
表3-1 “检查发货单”决策表
“检查发货单”决策表中列名为2的列表示在发货单金额大于10000元、欠款未超期的条件组合下所采取的动作即发出批准书、发出发货单。
“检查发货单”决策表列出了两个条件所有可能的4种组合，就是一张完整的决策表，不会有遗漏，但是这张表可以化简。表中列名为2和4的列，所采取的动作是一样的，再查看条件取值组合情况，通过分析，可以看到，无论是大额发货单还是小额发货单，只要客户信誉良好，欠款不超期，都可以采取相同的操作，即发出批准书和发货单。这两条规则就可以合并。化简以后的决策表如表3-2所示。
表3-2 简化后的“检查发货单”决策表
3.4.4 结构化描述技术的选择
在描述一个基本加工的处理逻辑时，结构化英语、决策树和决策表通常被交叉使用，互相补充。这3种描述方式各有优缺点。对于不太复杂的判定情况，或者是使用决策表有困难时，可以使用决策树。而如果在一个处理逻辑中，同时存在顺序、判断和循环时，比较适用于结构化英语。对于组合条件较多的、复杂的判断，使用决策表比较好。
哪一种方法是最好的方法，这取决于一系列的因素：问题的特性和复杂程度、由决策导出的行动个数，以及使用的难易。从评价各个方法的优点和局限性来说，可以给出下列结论。
（1）数据流程图的基本作用是描述数据流程，它可以用于高低各种层次的系统分析，并且有利于提供高质量的系统文档。然而这种方法对于输出/输入的细节描述较差，用户经常在初期发现它非常容易混淆。
（2）数据字典是能够在满足系统的数据需求基础上简化结构，它也可以用于高低各种层次的系统分析，但是它不能提供有关功能方面的细节，并且一些不懂技术的用户常常不愿意接受这种方法。
（3）当问题要求给出行动顺序和具体决策时最好使用结构化英语。
（4）决策树常用于验证逻辑关系和在只涉及少量行动方案的决策问题中。
（5）决策树和决策表最适用于处理那些具有复杂分支路线的决策，例如，计算优惠价或者销售回扣及库存控制过程等。