Was ist ein Datenflussdiagramm?

Ein Datenflussdiagramm (Abk. DFD) stellt den Informationsfluss eines Prozesses oder Systems dar. Es verwendet festgelegte Symbole wie Rechtecke, Kreise und Pfeile sowie kurze Beschriftungen, um den Input und Output von Daten, Speicherpunkte und die Routen zwischen einzelnen Destinationen zu zeigen. 

Datenflussdiagramme können einfache, sogar von Hand gezeichnete allgemeine Darstellungen von Prozessen oder auch komplexe Diagramme mit mehreren Ebenen sein, die schrittweise Einblick in die Verarbeitung von Daten bieten. Sie können für die Analyse vorhandener Systeme oder die Modellierung neuer Systeme verwendet werden. Ähnlich wie andere beliebte Diagramme und Schaubilder schafft es ein DFD, Dinge auf visuelle Art und Weise auszudrücken, die sich mit Worten meistens nur schwer erklären lassen. Sie sind außerdem sowohl für Fachleute als auch für Laien verständlich und eignen sich daher für verschiedene Zielgruppen – vom Entwickler bis hin zum CEO. Aus diesem Grund sind DFDs auch nach vielen Jahren noch populär. Obwohl sie sich für Datenflusssoftware und -systeme verwenden lassen, eignen sie sich heutzutage eher nicht mehr für die Visualisierung von interaktiven, Echtzeit- oder datenbankorientierten Software-Lösungen oder Systemen.

Datenflussdiagramme wurden in den späten 1970er Jahren populär, als das Buch Structured Design (Strukturiertes Design) von den Computing-Pionieren Ed Yourdon und Larry Constantine auf den Markt kam. Sie bauten ihr Schema auf den „Datenflussdiagramm“-Computing-Modellen von David Martin und Gerald Estrin auf. Das Konzept für strukturiertes Design schlug vor allem in der Softwareentwicklung ein – was auch einen Boom der DFD-Methode zur Folge hatte. Datenflussdiagramme waren in Geschäftskreisen beliebter als in akademischen Kreisen, da sie für Geschäftsanalysen verwendet werden konnten.

Zwei ähnliche Konzepte leisteten ebenfalls ihren Beitrag zur Popularität:

• Das Konzept für objektorientierte Analyse und Design („Object Oriented Analysis and Design“ oder abgekürzt OOAD), das von Yourdon und Peter Coad entwickelt wurde, um eine Anwendung oder ein System zu analysieren und zu entwickeln.
• Die Methode für strukturierte Systemanalyse und Design („Structured Systems Analysis and Design Method“ oder abgekürzt SSADM), eine Wasserfallstruktur für die Analyse und Entwicklung von Informationssystemen. Dieser konsequente Dokumentationsansatz steht im Gegensatz zu modernen agilen Ansätzen, wie z. B. Scrum oder der dynamischen Methode zur Systementwicklung („Dynamic Systems Development Method“ oder abgekürzt DSDM).

Drei weitere Experten, die einen wichtigen Beitrag zur steigenden Popularität der DFD-Methodik leisteten, waren Tom DeMarco, Chris Gane und Trish Sarson. Gemeinsam legten sie in verschiedenen Team-Kombinationen die wichtigsten Symbole und Notationen für Datenflussdiagramme fest.

Zwei gängige Symbolsysteme sind nach ihren Begründern benannt:

• Yourdon und Coad
• Yourdon und DeMarco
• Gane und Sarson

Einer der wichtigsten Unterschiede zwischen den Symbolsystemen ist, dass Yourdon-Coad und Yourdon-DeMarco Kreise für die Darstellung von Prozessen verwenden, während Gane und Sarson dafür Rechtecke mit abgerundeten Ecken – manchmal auch als Rauten bezeichnet – nutzen. Es gibt noch andere Symbolvarianten. Wichtig ist, dass man sich bei Formen und Notationen für ein System entscheidet und auf Einheitlichkeit und Konsistenz achtet, um so die Kommunikation und Kollaboration mit anderen zu erleichtern.

Ganz gleich, welche DFD-Regeln oder -Leitlinien man verwendet, die Symbole stehen jeweils für die vier Bestandteile eines Datenflussdiagramms:

1. Externe Entität:

   Ein externes System, das Daten sendet oder empfängt, und dabei mit dem dargestellten System kommuniziert. Es gibt Quellen, aus denen die Informationen ins System eingespeist werden, und Destinationen, über die Informationen das System wieder verlassen. Dabei kann es sich auch um eine externe Organisation oder Person, ein Computersystem oder ein Geschäftssystem handeln. Diese werden auch als Terminatoren, Quellen und Senken oder Akteure bezeichnet. In der Regel befinden sie sich am Rand des Diagramms.

2. Prozess:

   Jeder Prozess, der die Daten ändert und dadurch einen Output produziert. Solch ein Prozess kann Berechnungen vornehmen, Daten anhand von Logik sortieren oder den Datenfluss mithilfe von Geschäftsregeln steuern. Für die Beschreibung eines solchen Prozesses wird eine kurze Beschriftung verwendet, z. B. „Zahlung senden“.

3. Datenspeicher:

   Dateien oder Aufbewahrungsorte für Informationen zur späteren Verwendung, z. B. eine Datenbanktabelle oder ein Mitgliedschaftsformular. Jeder Datenspeicher erhält eine einfache Bezeichnung wie „Bestellungen“.

4. Datenfluss:

   Die Route, welche die Daten zwischen den externen Entitäten, Prozessen und Datenspeichern nehmen. Hier wird die Schnittstelle zwischen anderen Komponenten mithilfe von Pfeilen dargestellt, in der Regel mit einer kurzen Bezeichnung für den Namen der Daten, wie zum Beispiel „Rechnungsdetails“.

Notation	Yourdon und Coad	Gane und Sarson
Externe Entität
Prozess
Datenspeicher
Datenfluss

Sie möchten noch weiter ins Detail gehen? Hier finden Sie eine umfangreiche Erklärung der unterschiedlichen Diagrammsymbole sowie -notationen und wie sie verwendet werden.

• Jeder Prozess sollte mindestens einen Input und einen Output haben.
• Jeder Datenspeicher sollte mindestens einen eingehenden und einen ausgehenden Datenfluss haben.
• Daten, die in einem System gespeichert werden, müssen einen Prozess durchlaufen.
• Alle Prozesse in einem DFD führen zu einem anderen Prozess oder Datenspeicher.
• Daten, die in einem System gespeichert werden, müssen einen Prozess durchlaufen.

Ein Datenflussdiagramm kann schrittweise detailliertere Prozesse abbilden, indem man Ebenen und Schichten verwendet und einem bestimmten Teilbereich besondere Aufmerksamkeit schenkt. DFD-Ebenen werden mit 0, 1 oder 2 nummeriert und gehen manchmal sogar bis zu Ebene 3 oder noch weiter. Wie detailliert Ihr DFD sein soll, hängt davon ab, was Sie damit erreichen möchten.

• Das DFD Ebene 0 wird auch als Kontextdiagramm bezeichnet. Es liefert einen grundlegenden Überblick über ein komplettes System oder einen Prozess, das/der analysiert oder modelliert werden soll. Bei diesem Diagramm soll auf einen Blick alles Wesentliche erkennbar sein. Das erreicht man, indem das System als ein einziger übersichtlicher Prozess mit seinen Beziehungen zu externen Entitäten dargestellt wird. Es sollte für eine breite Zielgruppe leicht verständlich sein, darunter Interessenvertreter, Stakeholder, Wirtschaftsanalytiker, Datenanalytiker und Entwickler. 

• Das DFD Ebene 1 bietet eine detailliertere Aufschlüsselung der einzelnen Teile eines Kontextdiagramms. Ein solches Diagramm hebt die wichtigsten Aufgaben, die vom System durchgeführt werden, hervor und spaltet die allgemein dargestellten Prozesse des Kontextdiagramms in untergeordnete Prozesse auf. 

• Das DFD Ebene 2 schlüsselt einzelne Teile der Ebene 1 weiter auf. Hier ist unter Umständen mehr Text notwendig, um den erforderlichen Detaillierungsgrad für die Systemfunktionen zu erreichen. 

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• Darstellungen der Ebenen 3, 4 oder höher sind zwar möglich, allerdings gehen die meisten Diagramme in der Regel nicht über Ebene 3 hinaus. Die Darstellung solcher Diagramme ist überaus komplex, wodurch auch die Kommunikation, Vergleiche oder Modellierungen schwieriger werden.

Wenn Sie DFD-Ebenen verwenden, können die kaskadierenden Ebenen direkt in das Diagramm eingefügt werden, wodurch Sie ein übersichtliches Schaubild erhalten, bei dem man einfach ins Detail gehen kann.

Arbeitet man im DFD ausreichend detailliert, können Entwickler und Designer das Diagramm auch nutzen, um Pseudocode zu schreiben (dabei handelt es sich um eine Kombination aus Englisch und der Code-Sprache). Pseudocode vereinfacht die Entwicklung von echtem Code.

Datenflussdiagramme eignen sich hervorragend für die Analyse oder Modellierung von unterschiedlichen Systemen in verschiedenen Bereichen.

DFD in der Softwareentwicklung: Hier kamen Datenflussdiagramme in den 1970er Jahren das erste Mal zum Einsatz. Mit DFDs lässt sich die technische Entwicklung, bei der zwecks Code-Programmierung bereits im Vorfeld detaillierte Recherchen durchgeführt werden, gezielt angehen.

DFD in der Geschäftsanalyse: Geschäftsanalysten nutzen DFDs, um vorhandene Systeme zu analysieren und Möglichkeiten für eine Optimierung aufzudecken. Durch die Darstellung eines Prozesses als Diagramm werden vielleicht Schritte erkannt, die andernfalls eventuell übersehen oder nicht komplett verstanden werden.

DFD im Business Process Reengineering:  DFDs können verwendet werden, um einen besseren, effizienteren Datenfluss für einen Geschäftsprozess zu modellieren. BPR wurde vor allem in den 90er Jahren eingesetzt, um Organisationen bei der Reduzierung ihrer Betriebskosten, bei der Optimierung ihres Kundenservices und beim Ausbau ihres Wettbewerbsvorteils zu unterstützen.

DFD in der agilen Entwicklung: Mit DFDs lassen sich geschäftliche und technische Anforderungen visualisieren und verstehen sowie die nächsten Schritte planen. Sie sind eine einfache, aber leistungsstarke Lösung zur Kommunikation und Kollaboration, und kurbeln so die Geschäftsentwicklung an.

DFD in Systemstrukturen: Jedes System und jeder Prozess kann stufenweise detailliert analysiert werden, um Optimierungen vorzunehmen – sowohl auf technischer als auch auf nicht-technischer Basis.

Während DFDs darstellen, wie Daten durch ein System fließen, handelt es sich bei der UML um eine Modellierungssprache, die im objektorientierten Softwaredesign eingesetzt wird, um möglichst detaillierte Einblicke zu bieten. Ein DFD kann ein guter Anfang sein. Bei der eigentlichen Entwicklung eines Systems sollten jedoch UML-Diagramme (Klassendiagramme und Strukturdiagramme) verwendet werden, um die erforderliche Genauigkeit zu erzielen.

Hierbei handelt es sich um die zwei Kategorien von Datenflussdiagrammen. Ein logisches DFD visualisiert den Datenfluss, der zum Betrieb eines Geschäfts wichtig ist. Es konzentriert sich auf das Geschäft und die benötigten Informationen, nicht darauf, wie das System funktioniert oder wie es funktionieren soll. Ein physisches DFD hingegen zeigt, wie das System derzeit implementiert ist bzw. werden soll. In einem logischen DFD wären die Prozesse daher zum Beispiel Geschäftsaktivitäten und in einem physischen DFD etwa Programme und manuelle Abläufe.

Möchten Sie noch mehr erfahren? Dann informieren Sie sich genauer über logische DFDs vs. physische DFDs.

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