软件危机和软件工程.docx

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1、软件工程5.1 软件危机和软件工程5.1.1 软件危机一、产生软件危机的历史背景1 .计算机系统发展的早期(60年代中期以前)个体化的软件环境：软件规模小，续写者和使用者往往是同一个人，除程序清单外，无其它文档资料。2 .计算机系统发展的第2代时期(60年代中期到70年代)软件作坊：比较广泛使用产品软件，仍沿用个体化开发方法。软件维护工作很难进行，甚至不可维护(不能修改运行时发现的错误,不能适应新的硬件环境)由于软件的不可维护一而导致了软件危机3 .软件工程学诞生(1968年)北大西洋公约组织的计算机科学家，在联邦德国召开国际会议，讨论软件危机问题。正式提出”软件工 程”这个名词一新兴工程学诞

2、生了。二、软件危机的内涵:1 .软件危机：是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列产问IH。主要是两个方面的问题：如何开发软件一怎样满足对软件日益增长的需求如何维护软 M数曜不断膨胀的已有软件2 .软件危机的内涵:(1)软件开发成本利进度的估计常常很不准确(2)用户对已完成的软件系统不满意的现象经常发生(3)软件产品的质往往靠不住(4)软件常常是不可维护的(5)软件通常没有拈当的文档资料(6)软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升(7)软件开发生产率提高的速度远远跟不上计第机应用迅速及深入普及的速度三、产生软件危机的原因：1 .软件本身的特点：规模庞大，开发软件不仅涉及许多技术

3、问题(诸如分析方法，设计方法，形式说明方法，版本控制等)； 更要的是必须有严格而科学的管理。2 .软件人员的主观原因：开发与维护的方法不正确。早期软件开发个体化。至今，忽视软件需求分析的重要性，轻视维护。(切 记：要充分、完整、准确地认识用户的要求，不要匆忙着手给写程序。要做大深入细致的调查研究工作, 反复多次地与用户交流信息，准确具体了解用户的要求。)四、解决软件危机的途径：1 .推广使用在实践中总结出来的开发软件的成功的技术和方法2 .研究、探索更好更有效的技术和方法3 .开发和使用更好的软件工具4 .有必要的组织管理措施5.1.2软件工程的基本原理一、基本概念：1 .软件：软件是程序、数

4、据以及开发、使用和维护程序需要的所有文档。2 .软件工程：是指导计算机软件开发和维护的工程学科。采用工程的概念、原理、技术利方法来开发 与维护软件，把经过时间考验而证明正确的管理技术利当前能修得到的最好的技术方法结合起来，这就是 软件工程。二、软件工程基本原理：3 .软件工程的7条基本原理：(1)用分阶段的生命周期计划严格管理应该把软件生命周期划分成若干个阶段，并相应地制定出切实可行的计划，然后严格按照计划对软件 的开发与维护工作进行管理。(Boehm认为应该严格执行六类计划：项目概要计划；里程碑计划；项目控 制计划；产品控制计划；览证计划；运行维护计划。)(2)坚持进行阶段评审软件的质量保证

5、工作不能等到编码阶段结束之后再进行。大部分错误是纳码之前造成的：根据Boehm 等的统计设计借误占软件借误的63%，媳码错误仅占37%.借误发现与改正得越晚，所付出的代价也越高。(3)实行严格的产品控制当需求改变时，必须实行严格的产品控制，其中主要是实行基准配管理。一切有关修改软件的建议, 特别是涉及到基准配的修改建议，都必须按照严格的规定进行评审，获得批准后才能实施修改。(基准配 I1管理也称为变动控制)(4)采用现代程序设计技术采用先进的技术既可以提高软件开发的效率，又可提高软件维护的效率。60年代末提出结构程序设计 技术-结构分析(SA )与结构设计(SD 1 80年代末提出面向对象的技

6、术。(5)结果应能清楚地审查软件开发人员工作进展情况可见性差，难以准确度,难于评价和管理。应该根据软件开发项目的总 目标及完成期限，规定开发组织的责任和产品标准，从而使得结果能够清楚地审查。(6)开发小组的人员应该少而精开发小组人员的素质和数是影响软件产品质量和开发效率的重要因素。小组人员增加，交流情况和 讨论问题而造成的通讯开销也急剧增加，人数为N ,可能的通讯路径有N(N-1)(7)承认不断改进软件工程实践的必要性不仅要积极主动的采纳新的软件技术，而且要不断总结经验。4 .理解软件工程的氨本原理（1）强调使用生存周期方法学：生存周期方法学，就是从时间角度对软件开发和维护的复杂问题进行分解，

7、把软件生把软件生存的漫 长周期依次划分为若干阶段，每个阶段有相对独立的任务，然后逐步完成每个阶段的任务。软件方法论：开发软件时从对任务的抽象逻辑分析开始，一个阶段，一个阶段地进行开发。前一个阶 段任务的完成是下一个阶段任务的前提和基础。（2）强调使用结构分析与结构设计任务在软件生存周期的每个阶段都采用科学的管理技术和良好的技术方法。每个阶段结束之前都从技术和管理两个角度进行严格的审查。5 .软件工程学的重要目标：提高软件的可维护性。减少维护的代价。三、软件工程的传统途径：（生存周期方法学要点）1 .生存周期：一个软件从定义、开发、使用、和维护，直到最终被废弃要经历一个漫长的时期，这个 时期称为

8、生存周期。2 .划分生存周期的基本原则：使各阶段的任务彼此间尽可能相对独立同一各项任务的性质尽可能相同有利于软件开发工程的组织管理（从而降低每个阶段任务的复杂程度，简化不同阶段之间的联系。）软件工程三个要素:方法、工具、过程软件生存周期：是指从提出软件产品需求开始，直到该软件产品被淘汰的全过程。软件生存周期大体 分为三个阶段：软件定义、软件开发和软件支持（运行维护）。软件工程内容：研究内容包括开发技术和开发管理两个方面。软件工程的内容内容软件开发技术软件开发方法学基于厚布模型的结构化生命周期方法基于动态需求的快速原型法墓于结构的面向对象的软件开发方法软件工具用来开发软件的软件软件工程环境支持软

9、件开发的环境，软件工具及其相互间关系的总和软件工程管理软件管理人力管理、进度安排、质保证、资源管理软件工程经济学以经济学的观点研究开发过程中的经济效益。成本估算、效益分析的方法和技术软件开发模型:是跨越整个软件生存周期的各个阶段所需要的全部工作与任务的结构框架。5 . 2软件生存的周期模型软件生存周期模型是指软件开发和维护的分阶段的组织模式。它从时间角度对软件开发和维护的短杂 问题进行分解，把软件生存的漫长周期划分成若干阶段。要求每个阶段有相对独立的任务；各阶段都采用 科学的管理技术和通当的技术方法；每个阶段结束有明确标准；要有完整的文档资料；各阶段结束之前必 须经过严格的技术审查利管理复审。

10、通常把软件生存期划分为分析、设计、金码、潴试和维护5个阶段。前4个阶段又总称开发期，最后 一个阶段也称运行期。表1-2软件生命周期生存阶段周期序号周期名称生存阶段周期序号周期名称软件定义1问题定义可行性分析软件开发6测试软件开发2需求分析7软件发布或安装与验收3概要设计软件运行8软件使用4详细设计9维护或退役5码1)软件定义:问摩定义在进行可行性研究之前，系统分析人员首先必须了解所开发软件的问题定义：即确定软件开发项目必 须完成的目标。其关健问愿是：“要解决什么问发I?”，问题定义的主要内容应该包括：问题的背景、总体 要求与目标、类型范围、功能规模、实现目标的方案、开发的条件、环境要求等等。通

11、过问题的定义形成 系统定义报告，以供后续的可行性研究阶段使用。可行性研究可行性研究一般要涉及3个方面的问窟：经济、技术、社会因素(法律卜(1)技术可行性分析利用现有的技术能否实现，能否解决系统中的技术难题，所开发的系统能否达到 所要求的功能和性能，系统对技术人员的要求，现有的技术人员能否胜任，开发所需要的软件与硬件能否 如期羯到等。(2)经济可行性分析开发该项目能否取得合理的经济效益，主要是分析成本收益与短期效益 长远利益这两个方面。要作出投资的估算和系统投入运行后可能获雾的经济效益或可节约的费用估算。(3)社会因素的考虑社会因索主要考虑的是市场、政策与法律方面的问题。软件产品所面对的市场的性

12、质，是成熟的、未成熟的或即将消亡的。政策考虑的是国家宏观的经济政策对软件开发及销售的影响。法 律应该考虑软件的开发是否会侵犯他人、集体或国家的利益，是否会遑反国家的法律并可能由此承担相应 的法律责任等。2）需求分析阶段（简称分析阶段）基本任务是理解用户的需求，通过分析系统的功能要求、数据要求、性能要求、运行要求利将来可能 提出的要求等用户需求，用书面形式表达出来。产生的文档需求规格说明书。需求分析是软件生命周期中相当关键的一个阶段，是介于系统分析和软件设计阶段的要桥梁。要想 开发出用户满意的软件产品，首先得清楚用户的需求。在可行性研究阶段开发人员已经粗略了解了用户的 需求，其at本目的是用较小

13、的成本在较短的时间内确定是否存在可行的解法。由于软件开发人员和用户并 不熟悉对方的业务，因此对同一问题，他们在认识上可能存在差异，不可能全面地、精确地理解和表达用 户需求，致使隐at着一些目前未能发现的问题。需求分析是发现、求精、建横、规格说明和复审的过程。 需求分析的结果是形成需求规格说明书，它是系统设计的基础，它关系到工程的成败利软件产品的质需求的获取非常困难，其主要原因有三：一是用户需求的动态性（不稳定性）,实践证明，软件史上还没 有一次就准确获取需求的；二是需求的模糊性（不准确性），也即用户不能清楚地表达出具体需求；三是需求 必须得到用户的确认，否则毫无意义，如同跑题的作文，写得再长也

14、不能得分。因此，在软件企业进行需 求分析的人员通常是具有较高系统驾驭能力的系统分析员来担任的。3）设计阶段要在需求规格说明书的基础上建立软件系统的结构，一般又可分为两步：概要设计和详细设计，前者 主要考虑模块的分解,后者考虑模块内部的细节。产生的文档包括系统设计说明书，详细设计说明书、数据库或文件结构说明等。4）编码（实现）阶段按模块说明书的要求为每个模块编写程序。5）测试阶段任务是发现、排除错误并组装成系统。可分单元（模块）测试、集成（组装）测试利确认测试等几步。6）维护阶段系统测试的软件仍可能隐含错误，此外，用户的需求利系统的操作环境也可能发生变化，所以在运行阶段仍需对软件系统作继续排错和

15、修改扩充，这类工作称为维护。5. 3软件开发的几种方法5. 3.1结构化方法目前软件开发的主要方法之一，包括结构化分析SA、结构化设计SD利结构化程序设计SPo是一种 面向数据流的开发方法。结构化分析适用于系统分析阶段，结构化设计被用于系统总体设计阶段，结构化 程序设计则被运用于系统的详细设计和编程阶段。“结构化”是指用一组标准的准则利工具从事某项工作。结构化程序设计基本思想是使用且只使用顺序、 选择、循环3种基本结构来嫡写程序，它们都是单入口单出口的；使用自顶向下逐步求精的程序设计方法, 即利用3种基本结构实现结构连续分解，产生较低层次的结构，直到设计详细到能使用低层伪代码或高级 语售中的3

16、种基本控制语句表达为止。不能解决系统的结构问题，更不能解决系统总体模型的表达问题， 而是由此启发人产提出结构化设计的思想。采用自顶向下横块设计方法，是一种有效的系统设计的方法。结构化分析是定义系统邃辑模型的一种 方法学。u =，、一.分析及缶-系坡设计公缶*T3A系统分析员 M耍目管嵬员 P程序员 T高毅程序员U用户p z:兽存 I更at要家A RftF6-H瀑布模型特点： 阶段间具有顺序性利依整性 每个阶段必须完成规定的文档;每个阶段结束前完成文档审查,及早改正错误，但：。开发过程一般不能逆转，否则代价太大。：实际的项目开发很难严格按该模型进行。客户往往很难清楚地给出所有的需求，而该模型却要

17、求如此。应用范围:软件的实际情况必须到项目开发的后期客户才能，到，这要求客户有足够的耐心。用户的需求非常清楚全面，且在开发过程中没有或很少变化开发人员对软件的应用领域很熟悉。用户的使用环境非常稳定。开发工作对用户弁与的要求很低结构化方法试图在系统建立之前对用户需求进行严格定义或预先加以明确说明，这常常是不切实际的。 即使是定义很完善的由文字和图形表达的规格说明，对项目弁与者而曾仍会存在理解上差异。一个具体的 系统原型有助于种各类人员理解规格说明，这就是原型化方法。5. 3. 2快速原型法基本是首先建立一个能够反映用户主要需求的原型系统让用户在计算机上运行、试用这个原型系统， 通过与原型交互及早

18、发现需求的缺陷；设计人员也可检查设计的可行性。原型法开发软件的基本过程如图5.1所示。结束图5.1原型法开发软件的基本过程原型可以利用第四代语曾面向对象的应用程序框架，原型开发活动、用户反愦、开发者修改原型的 复迭代过程可提高用户满意程度，也可缩短软件开发周期，从而降低了开发和维护成本。在该模型中，如何快速进行原型的开发是关键，快速开发原型的途径一般可以有三种：利用计算机模拟一个软件的人机界面与交互方式。开发一个能实现部分功能(如输入界面、输出格式等)的软件，这部分功能往往是重要的，但也可能是 容易引起误解的。寻找一个或几个类似的正在运行的软件，利用这些软件向客户展示软件需求中的部分或全部功能

19、。为了快速地开发原型，要尽采用软件重用技术，以争取时间，尽快地向客户提供原型。(2)特点 该模型是基于原型驱动的。 可以得到比较良好的需求定义，便于开发者与客户进行全面的沟通与交流。而且原型系统也比较 容易适应用户需求的变化。 原型系统既是开发的原型，又可以作为培训的环境，这样有利于开发与培训的同步。 原型系统的开发费用低、开发周期短、维护容易且对用户更友好。尽管开发者和客户都喜欢使用原型模型，但原型模型也有其固有的缺点：在对原型的理解上客户与开发者有很大的差异，客户以为原型就是软件的最终版本，而开发者只将 原型当作一个漂亮美丽的软件外壳,在实际开发过程中要对原型进行不断修改完善,这就需要开发

20、人员与 客户相互沟通、相互理解。由于原型是开发者快速设计出来的，而开发者对所开发领域的陌生容易将次要部分当作主要的框架， 做出不切题的原型。软件的整个开发都是围绕着原型来展开的，在一定程度上不利于开发人员的创新。5. 3. 3面向对象法面向对象法的基本思想是：客观世界由形形色色的组成，所开发的系统涉及的问婷也是如此，各种对 象有自己的开发人员能按人类通常的思维方式来建立系统模型，实现从问题领域到系统模型的直接映射。 有较好的可用性的可扩充性。面向对象分析00A、面向对象设计OOD利面向对象程序设计OOP组成。最主要特征是整个生存周 期使用相同的概念、表示法利策略，始终围绕着对象。通常从3个不同

21、的方面建立一个系统模型，对或模 型、动态模型利功他横型。对问题初始陈述开始，运用应用领域知识来识别该领域中的物理实体，问题陈述中我就是对象，同类 对象组成对象类。及性用于刻划对象类或联系类的特征。属性较少直接出现在问摩陈述中，需要通过分析根据应用领域 知识从现实世界中提取。功能模型：在系统功能可以用传统的数据流图表示之前时系统和交互系统等决定如何将系统组织成子 系统，每个子系统划分成更小的子系统，存在继承关联。5. 4.结构化分析的基本概念5.4.1基本概念系统分析阶段任务是分析系统的综合要求，功能饕求、性能要求、运行要求和将来要求。功能要求系统必须完成的所有功能；性能要求指联机系统的响应时间

22、，系统需要的存储容以及健壮 性、安全性等方面的要求；运行要求为对系统运行所处的软件件环境的要求；将来要求是指系统可能的扩 充要求。数据要求是系统系统分析的另一重要任务，尤其是数据处理系统，必须收集系统所需的数据，分 析数据间的联系，建立数据模型。结构化的分析的方法特点是：(1 )请用户共同弁与系统的开发，面向用户；(2 )建立系统的逻辑模型，强调逻辑而不是物理；(3)使用图形工具简单明。地表达系统的逻辑模型，作为用户与系统分析员之间的交流媒介;(4)采用自顶向下的进行系统分析。采用软件工程中为控制复杂性常用的两个墓本手段r分解”和“抽象:结构化系统分析可采用下列步舞进行：(1)分析当前系统，导

23、出当前系统的物理模型；(2)从当前系统的物理模型抽象出当前系统的逻辑模型；(3 )分析目标系统和当前系统逻辑上差别，建立目标系统的逻辑模型;(4)补充完整目标系统的逻辑模型。在模型的核心是数据词典，它描述了所有的在目标系统中使用的和生成的数据对象。围绕着这个核心 的有三种图：实体一关系图(ERD)描述数据对象及数据对象之间的关系；数据流图(DFD)描述数据在系统中如 何被传送或变换，以及描述如何对数据流进行变换的功能(子功能)；状态一迁移图(STD)描述系统对外部事 件如何响应，如何动作。因此，ERD用于数据建模，DFD用于功能建模,STD用于行为建模。经过结构化分析，应当得到系统的需求说明书

24、。需求说明书一般应包括以下几部分：(1) ) 一套分层的数据流图DFD ；(2) 一本数据字典；(3) 一组小说明；(4) 实体联系图或其他数据分析结果的文档；(5) )系统开发计划，确认制试计划，初步用户手册。这套文档中“数据流图”以分层方式描述数据在系统内部的逻辑流向，表达系统的逻辑功能和数据的逻 辑交换：数据字典”主要用于描述数据流图中的数据流、数据存储、处理逻辑和外部项：小说明”则较详细地 表达系统中每个处理的细节；系统中的数据要求可以用实体联系图或其他方式描述。分析数据，建立数据 模型并对其规范化的方法可见数据库原理部分。需求说明书经过用户与开发者双方认可后，具有合同的作用。开发者按

25、系统需求说明书的要求设计系 统，用户应按系统需求说明书的要求确认并晚收系统。特点：准确性和一致性。是连接计划时期和开发时期的桥梁，也是软件设计的依据。清晰性和没有二义性。直观、易读和易于修改。5. 5数据流图付款信息图2.7办理取款手续的数据流图数据流图是描述系统逻辑功能的图形工具，图中没有具体的物理元素,它仅用来表达系统的逻辑功能, 即数据在系统内的逻辑流向和数据的逻辑处理。（; 加工。输入数据在此进行变换产生输出数据，其中要注明加工的名字。I1数据输入的源点（Source）或数据输出的汇点（Sink）。其中要注明源点1 1或汇点的名字。 数据流。被加工的数据与流向，箭头边应给出数据流名字，

26、可用名词或名词性短语命名。工乙数据存储文件。也必须加以命名，用名词或名词性短语命名。5.5.1 数据流图的4种基本成分1）外部项（原点利汇点）外部项是指系统以外的事物或人，表达了该系统数据的外部来源或去处，用方程表示之。2）处理（加工）处理表达了对数据的逻辑加工或变换功能：对数据的加工处理的结果，成者是变换了数据的结构，成者是在原有数据的基础上产生新的数据。处理用圆表示。3）数据流数据流指示数据的流动方向，用单箭头表示。4）数据存储数据存储指明了保存数据的地方。不代表具体的存储介质。数据存储使用右端开口的矩形框表示。5.5.2 分层数据流图为了表达数据处理过程的数据加工情况，用一个数据流图是不

27、修的。稍为复杂的实际问题，在数据流 图上常常出现十几个甚至几十个加工。这样的数据流图言起来很不清整。层次结构的数据流图能很好地解 决这一问题。按照系统的层次结构进行逐步分解，并以分层的数据流图反映这种结构关系，能清楚地表达 和容易理解整个系统。图2分层数据流图5. 5. 3画数据流图的方法画数据流图的墓本步象概括地说，就是自外向内，自顶向下，逐层细化，完善求精。检查和修改的原则为：1）由外及里画数据流图2）自顶向下分层画数据流图分解应遵循下列原则： 分解要自然，注意概念上的合理性； 以分层方式对处理编号； 注意父图与子图的平衡，即子图所有的输入和输出数据流应当是父图中相应处理的所有输入利输 出

28、数据流； 一个处理一般可分解成1-2个子处理，不宜过多； 当进一步分解可能涉及具体的物理实现手段时，分解应终止。3）检查和修改的原则为：数据流图上所有图形符号只限于前述四种基本图形元素。顶层数据流图必须包括前述四种基本元素，缺一不可。顶层数据流图上的数据流必须封闭在外部实体之间。每个加工至少有一个输入数据流利一个输出数据流。在数据流图中，需按层给加工框纳号。嫔号表明该加工处在哪一层，以及上下层的父图与子图 的对应关系。规定任何一个数据流子图必须与它上一层的一个加工对应，两者的输入数据流和输出数据流必 须一致。此即父图与子图的平衡。可以在数据流图中加入物脑流，帮助用户理解数据流图。图上每个元素都

29、必须有名字。数据流和数据文件的名字应当是“名词”或“名词性短语”，表明流动 的数据是什么。加工的名字应当是“动词+宾语”，表明做什么事情。数据流图中不可夹带控制流。初画时可以忽略琐碎的细节，以集中精力于主要数据流。数据流图作用：开发人员与用户，软件人员与软件人员之间的桥梁；验收的依据5. 6数据字典数据图反映了数据在系统中的流向以及数据的转换过程，但它无法描述有关数据流、数据存储、处理 逻辑和外部项的进一步详细的内容。数据字典用于较详细地定义或说明数据留图的四个准本成分。数据兔 和数据字典共同构造系统的逻辑模型。没有数据字典，数据流图就不严格。数据流由数据元素组成(1)顺序(“与”)即以确定次

30、序连接两个或多个数据元素。5.1 )选择(或”)，即从方括号中列出的两个或多个可能的元素中选取一个。5.2 U,即把花括号中的分重若干次，重复次数的上、下限在花括号边上标出。(4)可选，即圆括号中分可有可无。数据字典的最要用途是作为分析阶段的工具，它也可能是开发数据库的第一步。1定义：分析模型中包含了对数据对象、功能和控制的表示。在每一种表示中，数据对象利控制项都扮演一定 的有色。为表示每个数据对象和控制项的特性,建立了数据词典。数据词典精确地、严格地定义了每一个与系统相关的数据元素，并以字典式顺序将它们组蛆起来，使 得用户利分析员对所有的输入、输出、存储成分和中间计算有共同的理解。2词条描述

31、在数据词典的每一个词条中应包含以下信息：名称：数据对象或控制项、数据存储或外部实体的名字。别名或媪号。分类：数据对象？加工？数据流？数据文件？外部实体？控制项（事件/状态）？描述：描述内容或数据结构等。何处使用：使用该词条（数据或控制项）的加工。3内容描述在数据词典的媪制中，分析员最常用的描述内容或数据结构的符号如表2.1所示。表2.1数据词典定义式中的符号被定义为与例如，x=a + b ,表示x由a和b组成。例如,x=a, b, x=a|b,表示x由a或由b组成。例如，x=a,表示x由0个或多个a组成。例如，x=3a8 ,表示x中至少出现3次a,至多出现8次a。可选 例如，x=(a),表示a

32、可在x中出现，也可不出现。厘本数据元素 例如，x=a,表示x为取值为a的数据元素。连结符 例如，x=1“9,表示x可取1到9之中的任一值。图2.19存折格式在图2.7表示的取款数据流图中，数据文件存折”的格式如图2.19所示，它在数据词典中的定义格式为：存折=户名+所号+帐号+开户日+性质+ (印密)+1存取行50户名=2字母24所号=“001”.“999”注：储蓄所端码，规定三位数字帐号=00000001”.”99999999”注：帐号规定由八位数字组成开户日=年+月+日性质=注：“1”表示普通户，“5”表示工资户等印密=%” 注：印密在存折上不显示存取行=日期+（摘要）+支出+存入+余额+

33、操作+复核日期=年+月+日字母=a”.“zTA”.“Zl数据词典明确地定义了各种信息项。随着系统规模的增大，数据词典的规模和复杂性将迅速增加。5.7 处理逻辑的表达方法目前用于写加工规格说明的工具有结构化语言、判定表和判定树。a.结构化语言：自然语言加上结构化形式化的语言。是一种介于自然语言和程序设计语售之间的语曾。b .判定树是判定表的图形表示。c .判定表采用表格化的形式，拈于表达含有复杂判断的加工逻辑。d.加工说明卡片加工说明可以修字典条目一样记载在卡片上例如：检查发货单判定表可以通过合并逐步简化。合并原则可扼要叙述如下：首先寻找相同操作所对应的列，在这些列 中，如果有某个条件取遏它条件

34、均相同，则可从条件中去除之，并将这若干列合并成一列。按最后化简后 的判定表可以画出其判定树。判定表和判定树只量合表达判断逻辑,不适宜表达循环。条件发货金额$50060天60天=60 天操作不发批准书发批准书VVV发发货单VVV发赊欠单V必须有适当方法描述由功能分析需到的“处理”的算法。小说明，可以采用自然语雷或程序流程图（程 序设计语曹）书写，但是自然语首不准确而程序流程图又过于繁琐，结构化语曹或判定表、判定树等。软件需求说明书需求说明（SRS ）的内容：引香：软件目标与范围数据描述：数据流图（DFD系统逻辑模型X数据字典（DD 一切数据的定义）功能描述：功能说明性能描述：性能说明质曜保证：功

35、能、性能测试其他：应遵循的标准总结：需求分析过程包括四个阶段：需求获取、需求分析、编写需求文档和需求确认。需求分析的方法：结构化分析方法SA和面向对象的分析方法OOA。结构化分析：简称SA ,面向数据流进行数据分析的方法。采用自顶向下逐层分解的分析策略。有代表 性的模拟工具有：数据流图、数据字典、原始进程规格说明。数据流图（DFD ）：是一种图形化技术，它描绘信息和数据从输入到输出的过程中所经受的变换。图形符号包括：箭头、处理和数据存储。数据字典（DD ）是描述数据信息的集合，是对系统中所有数据元素定义的集合。有以下四类条目：数 据流，数据项，数据存储，基本加工。没有软件设计5.8 结构化设计

36、的基本概念维护测试实现有软件设计设计从系统设计的角度出发，软件设计方法可以分为三大类。第一类是根据系统的数据流进行设计，称为面向数据流的设计或者过程驱动的设计，以结构化设计方 法为代表。第二类是根据系统的数据结构进行设计，称为面向数据结构的设计或者数据驱动的设计，以LCP （程序逻辑构造）方法、Jackson系统开发方法和数据结构化系统开发（DSSD ）方法为代表。第三类设计方法即面向对象的设计。结构化设计方法是It于模块化、自顶向下细化、结构化程序设计等程序设计技术基础上发展起来的。该方法实施的要点是：建立数据流的类型。指明流的边界。将数据流图映射到程序结构。用“因 子化”方法定义控制的层次

37、结构。用设计测量和一些启发式规则对结构进行细化。系统设计阶段包含两种设计：一是概要设计或总体设计，概要设计确定系统的软件结构。二是详细设计，即进行各模型内部的具体设计。应采用结构化程序设计的方法进行，结构化设计考虑系统结构设计方面的问题。任务是根据系统分析 资料确定系统应由哪些子模块组成，模块的功能如何，它们应采用什么方式联接，接口如何等，才能构成 一个好的软件结构，以及如何用恰当的方法把设计结果表达出来。结构化设计是进行系统总体设计的方法 学。什么是横块，通常一个模块具有输入和输出、功能、内部数据和程序代码四个方面的特性。模块是软 件结构的星础。一个好的系统软件结构应当具有层次结构。最高层横

38、块只有一个，上层横块可以调用下层 模块，同层横块间不能相互调用，上层模块不能越级调用，由最低层模块完成基本操作。结构化设计采用自顶向下的模块设计方法设计系统的软件结构。它要求每个模块大小适中，完成单一 功能，横块与横块间接口简单，系统具有层次结构。5. 8.2系统设计说明系统总体设计阶段应完成的文档主要有：用结构图成其他方法描述的软件结构；对每一模块的功能、 界面及调用关系进行描述的模块说明书；数据库、文件结构利全局数据的描述；测试计划、详细的实现计 划和用户手册等。1 ）结构图结构图用于表达系统的模块组蛆结构。每个模块用一个矩形表示，事先已实现的可用横块，用特殊 的矩形柩表示。横块间的调用关

39、系用箭头表示。2）模块说明书模块说明书采用IPO图书写。结构图着重表示系统的层次特征和模块间的调用关系，并标明了系统的主要功能。IPO图可描述模块的输入、处理、输出的细节。（见教材P217）在系统结构图（SC）中的模块在系统结构图中不能再分解的底层模块为原子模块。如果一个软件系统的全部实际加工（数据计算或 处理）都由底层的原子模块来完成，而其它所有非原子模块仅仅执行控制或协调功能，这样的系统就是完 全因子分解的系统。如果系统结构图是完全因子分解的，就是最好的系统。一般地，在系统结构图中有4 种类型的模块： 传入模块：从下属模块取得数据，经过某些处理，再将其传送给上级模块。 传出模块：从上级模块

40、获得数据，进行某些处理，再将其传送给下属模块。 变换模块：即加工模块。它从上级模块取得数据，进行特定的处理，转换成其它形式，再传送回上 级模块。大多数计算模块（原子模块）属于这一类。 协调模块：对所有下腰模块进行协调利管理的模块。在系统的输入/输出部分或数据加工部分可 以找到这样的模块。在一个好的系统结构图中，协调模块应在较高层出现。在实际系统中，有些模块属于上述某一类型，还有一些横块是上述各种类型的组合。I协调模块ICI变赢块II 温块ITd(b)XWY(d)/八、 I传入粳块I /A （a）5. 9模块设计原则软件设计的原则（1）抽象化 过程的抽象：在软件工程过程中，从系统定义到实现，每进

41、展一步都可以看做是对软件解决方案的 抽象化过程的一次细化。在软件计划阶段，软件被当做整个计算机系统中的一个元素来看待。在软件需求 分析阶段，用“问题所处环境的为大家所熟悉的术语”来描述软件的解决方法。而在从概要设计到详细设计的 过程中，抽象化的层次逐次降低。当产生源程序时到达最低的抽象层次。 数据抽象：数据抽象与过程抽象一样，允许设计人员在不同层次上描述数据对象的细节。例如，可 以定义一个draw数据对象，并将它规定为一个抽象数据类型，用它的构成元素来定义它的内部细节。此时, 数据抽象draw本身是由另外一些数据抽象构成。而且在定义draw的抽象数据类型之后,就可以引用它来 定义其它数据对象，

42、而不必涉及draw的内部细节。 控制抽象：与过程抽象利数据抽象一样，控制抽象可以包含一个程序控制机制而无须规定其内部细 节。控制抽象的例子就是在操作系统中用以协调某些活动的同步信号。(2)自顶向下，逐步细化(3)模块化实际上，如果模块是相互独立的，当模块变得越小，每个模块花费的工作量越低；但当模块数增加时, 模块间的联系也随之增加，把这些模块联接起来的工作也随之增加。成本或工作量模块数目增加_模块大小演小 I， ,模块个数模块数/模块大小(4)结构划分程序结构可以按水平方向或垂直方向进行划分。水平划分按主要的程序功能来定义模块结构的各个分 支。顶层模块是控制模块，用来协调程序各个功能之间的通信

43、和运行。其下级模块的最简单的水平划分方 法是建立三个分支：输入、处理(数据变换)利输出。这种划分的优点是：由于主要的功能相互分离，易 于修改、易于扩充，且没有副作用。缺点是：需要通过模块接口传递更多的数据，使程序流的整体控制复 杂化。垂直划分也叫做因子划分。主要用在程序的体系结构中，且工作自顶向下逐层分布：顶层模块执行控 制功能，少做实际处理工作，而低底模块是实际输入、计算利输出的具体执行者。这种划分的优点是：对 低层模块的修改不太可能引起副作用的传播，而恰恰对计第机程序的修改常常发生在低层的输入、计策或 输出模块中。因此，程序的事体控制结构不太可能被修改，便于将来的维护。(5)数据结构数据结

44、构是数据的各个元素之间的逻辑关系的一种表示。数据结构设计应确定数据的组织、存取方式、 相关程度、以及信息的不同处理方法。数据结构的组织方法和复杂程度可以灵活多样，但典型的数据结构 种类是有限的，它们是构成一些更复杂结构的墓本构件块。-4ZZI,EZI_H I_-I I图4.5典型的数据结构(6)信息隐蔽如何分解一个软件才能得到最佳的模块组合？为了明确怎样去做，需要了解什么是“信息隐蔽、由 parnas提倡的信息Bft蔽是指,每个模块的实现细节对于其它模块来说是陈蔽的。就是说，模块中所包含的 信息(包括数据利过程)不允许其它不需要这些信息的模块使用。所谓模块独立，指开发具有独立功能，而且和其他模

45、块之间没有过多相互作用的模块。横块独立性可 以有两个定性的度标准：内聚度和朝合度。内聚度用于衡一个模块内部各组成成分之间彼此结合的紧 能程度；霜合度衡*不同模块之间相互依赖的程度。模块内的高内聚往往意味着模块之间的松箱合。结构 化设计要求实现模块内的高内聚性利模块间的低箱合性。箱合是直接衡模块独立性的标准，它是一个最 基本的标准，低箱合是目标。5.9.2耦合度ill合程度强弱有三方面因素：模块间的联系方式；模块间接口的性质；模块接口上通过数据低耦合性-高非直接耦合数据耦合标记耦合控制耦合外部耦合公共耦合内容耦合强 模块独立性弱1)内容相合最高程度的相合是内容相合。出现下列情况之一，两横块间就发

46、生了内容朝合：1)一个模块访问另一模块的内部数据2) 一个模块不通过正常入口转到另一模块的内部；3) 一个模块有多个入口(即一个模块有多种功能内容UI合是最有害的，应坚决避免。2)公共箱合当两个或多个模块通过一个公共数据环境相互作用时，他们之间的相合称为公共相合。公共环境II合的相合度随相关的模块个数增加而提高。多模块公共环境1合对可读性、可靠性和可修改性都带来问IH ,应当限制。(a)松散的公共耨合(b)紧密的公共耦合3)控制相合控制箱合时，模块间传递的是控制信息，这时接受控制信息的模块内部逻辑一般受控于此控制信息。如果传递的是描述性标志，一般还不会产生有害影响。4 ）特征SI合两模块都与同一数据结构有关，称为特征相合或类型箱合。如果把整个数据结构作为它们关联的接口 数据，会增加出借的可能利