总体设计-结构化设计方法.ppt
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1、第第5 5章章 总体设计总体设计设计举例设计举例结构化设计方法结构化设计方法结构化设计方法结构化设计方法 无论是何种类型的设计,都要从需求分析无论是何种类型的设计,都要从需求分析获得的分析模型导出软件的设计模型。获得的分析模型导出软件的设计模型。DDE-RE-R图图STDSTD图图加工说明加工说明控制说明控制说明数据对象说明数据对象说明(PSPEC)(PSPEC)DFDDFD图图过程设计过程设计接口设计接口设计结构设计结构设计数据设计数据设计分析模型分析模型 设计模型设计模型结构化设计方法的特点是面向结构化设计方法的特点是面向软件系软件系统结构统结构,采用结构图来描述程序的结构采用结构图来描述
2、程序的结构。根据需求分析阶段根据需求分析阶段对数据流的分析结果对数据流的分析结果来设计软件结构来设计软件结构,把数据流图变换成程把数据流图变换成程序结构序结构。理论上,结构化设计方法可以。理论上,结构化设计方法可以用于任何软件系统的开发。由于结构化用于任何软件系统的开发。由于结构化设计的工作与结构化分析工作相衔接,设计的工作与结构化分析工作相衔接,所以又说它是所以又说它是一种面向数据流的设计方一种面向数据流的设计方法。法。结构化设计结构化设计(SD)(SD)的基本观念的基本观念认为认为程序或系程序或系统统是由一是由一组组功能操作构成的功能操作构成的,需要需要实现实现的系的系统统是是逻辑逻辑功能
3、(模功能(模块块)的抽象)的抽象集合,集合,着重着重分析模分析模块块之之间间关系,关系,忽忽视视模模块块内内部的情况部的情况。软件应该设计为结构简单,功能单一、相软件应该设计为结构简单,功能单一、相互独立的模块组织互独立的模块组织。重视重视“模模块块度度”(软软件系件系统统中的模中的模块块数目数目)概念。概念。内聚内聚和和耦合耦合是评价是评价软件设计质量的标准。软件设计质量的标准。图形工具图形工具 结构图结构图(SC)(SC)结结构构图图是描绘系统结构的图形工具是描绘系统结构的图形工具,描述描述系统由哪些模块组成、程序中模块之间的调系统由哪些模块组成、程序中模块之间的调用关系、每个模块用关系、
4、每个模块“做什么做什么”以及每个模块以及每个模块输入和输出。输入和输出。结构图是结构化设计中的重要的结果。结构图是结构化设计中的重要的结果。结结构构图图的基本成分有的基本成分有方框方框、箭头箭头或或直线直线以以及及带带注注释释的箭的箭头头。结构图的基本成分结构图的基本成分 数据信息数据信息 A B调用调用模块模块子程序或过程子程序或过程控制信息控制信息已定义模块已定义模块例如程序库中的函数例如程序库中的函数 模块模块A A调用模块调用模块B B方框方框代表一个代表一个模块模块,框内注明模块的名字或,框内注明模块的名字或主要功能,方框之间的主要功能,方框之间的箭头箭头或或直线直线表示模块表示模块
5、的的调用调用关系。在结构图中带注释的箭头表示关系。在结构图中带注释的箭头表示模块调用过程中来回模块调用过程中来回传递的信息传递的信息或或数据数据。箭。箭头尾部是空心圆表示传递的是头尾部是空心圆表示传递的是数据数据,箭头尾,箭头尾部是实心圆表示传递的是控制部是实心圆表示传递的是控制信息信息。当一个模块调用另一个模块时当一个模块调用另一个模块时,调用模块把调用模块把数据或控制信息传给被调用模块数据或控制信息传给被调用模块,以使被调用以使被调用模块能够运行。另方面被调用模块在执行过模块能够运行。另方面被调用模块在执行过程中又把它产生的数据或控制信息送回给调程中又把它产生的数据或控制信息送回给调用模块
6、。用模块。模块间的调用关系和接口表示模块间的调用关系和接口表示 A查找学生成绩查找学生成绩查找学生记录查找学生记录A A调调用用B,B,传传递递参参数数是是x,y,z,x,y,z,其其中中x,yx,y是是B B的的输输入入参参数数,z,z是是B B输输出出参数参数,存放结果值存放结果值x,yx,yz x,y y,z学号学号查找成功查找成功 B A BA A调调用用B B时时,y,y既既是是B B的的输输入入参参数数,又又是是B B输输出出参数参数,B,B修改了修改了y y的值的值反映了既有控制信息反映了既有控制信息又有数据信息的情况又有数据信息的情况。报表加工程序结构图报表加工程序结构图 f8
7、 f8f7f5 f5f3 f1 f1f9 f8 f3 f2 f2f4 打印打印 采集信息采集信息 印表头印表头 检验检验 编辑编辑报表加工报表加工 计算计算 印报表印报表 印表尾印表尾 读入读入 f2f6f6合法性检验合法性检验f2f3 符号符号 信息名信息名f f1 1 读入信息读入信息f f2 2 最后输入信息最后输入信息f f3 3 已编辑信息已编辑信息f f4 4 已检验信息已检验信息f f5 5 有效信息有效信息f f6 6 处理结果处理结果f f7 7 日期日期f f8 8 信息行信息行f f9 9 最后结果最后结果 结构图的辅助符号结构图的辅助符号模块模块M M有条件地调用模块有
8、条件地调用模块A A与与B B。判定为真时调用判定为真时调用A A,为假时调,为假时调用用B B M A B模块模块M M反复调用模块反复调用模块A A、B B、C C。模块模块M M循环调用模块循环调用模块A A,B B,C C M A B C结构图描述了模块间的调用关系,揭示了结构图描述了模块间的调用关系,揭示了模块结构的偶合和内聚关系,这种关系代表模块结构的偶合和内聚关系,这种关系代表系统的一种系统的一种静态静态结构,表明模块间是否有关结构,表明模块间是否有关系,是否相互发生影响,但没有说明如何发系,是否相互发生影响,但没有说明如何发生影响。生影响。结构图的主要结构图的主要质量指标质量指
9、标是模块是模块内聚度内聚度和和偶偶合度合度。获取结构图获取结构图根据需求规格说明书建立根据需求规格说明书建立初始结构图初始结构图;按高;按高内聚、低藕合的标准修改初始结构图;反复内聚、低藕合的标准修改初始结构图;反复修改调整直至获得满意的修改调整直至获得满意的最终结构图最终结构图。层次图层次图(H(H图图)用于描绘软件的层次结构,层次图中一个矩形框用于描绘软件的层次结构,层次图中一个矩形框代表一个模块,框间的连线表示调用关系,位于上代表一个模块,框间的连线表示调用关系,位于上方的矩形框所代表的模块调用位于下方的矩形框所方的矩形框所代表的模块调用位于下方的矩形框所代表的模块代表的模块 正文加工系
10、统正文加工系统 输入输入加标题加标题 存储存储 检索检索编目录编目录格式化格式化 输出输出 编辑编辑 添加 删除删除 插入插入 修改修改 合并合并 列表列表HIPOHIPO图图 H H图里除了顶层的方框之外,每个方框都加编号,图里除了顶层的方框之外,每个方框都加编号,H H图中的每个方框配置一张图中的每个方框配置一张IPOIPO图,该图,该IPOIPO图描述对应图描述对应方框代表的模块的处理过程,每张方框代表的模块的处理过程,每张IPOIPO图内都标有它图内都标有它所描绘的模块在所描绘的模块在H H图中的编号。图中的编号。正文加工系统正文加工系统输入输入10加标题加标题 40 存储存储 50
11、检索检索 60编目录编目录 70格式化格式化 80输出输出20编辑编辑30添加添加3 31 1删除删除3 32 2插入插入3 33 3修改修改3 34 4合并合并3 35 5列表列表3 36 6加编号的加编号的H图图层次图层次图描绘软件的层次结构描绘软件的层次结构层次图适用于自顶向下的设计软件层次图适用于自顶向下的设计软件过程。过程。书写文档时,常用层次图描绘软件书写文档时,常用层次图描绘软件结构而不是结构图。因为结构图上包结构而不是结构图。因为结构图上包含的信息太多,清晰程度有时反倒不含的信息太多,清晰程度有时反倒不如层次图。如层次图。面向数据流的设计方法面向数据流的设计方法 基本概念和设计
12、过程基本概念和设计过程 SDSD根据根据DFDDFD的特性定义变换映射与事务映射。的特性定义变换映射与事务映射。变换映射与事务映射可以机械地把变换映射与事务映射可以机械地把DFDDFD转换成转换成初始初始SCSC图图或或程序结构程序结构。变换型变换型DFDDFD图图变换映射变换映射初始初始SCSC图图事务型事务型DFDDFD图图事务映射事务映射初始初始SCSC图图变换流变换流 如果数据流图中输入信息流沿传入路径进入系统,如果数据流图中输入信息流沿传入路径进入系统,同时由外部形式变换为内部形式,经过系统变换中同时由外部形式变换为内部形式,经过系统变换中心加工或处理后,再沿输出通道变换成外部形式离
13、心加工或处理后,再沿输出通道变换成外部形式离开系统,则称数据流图所描述的信息流是开系统,则称数据流图所描述的信息流是变换流变换流。变换流型数据流图有变换流型数据流图有明显的明显的输入输入、加工加工/变换变换、输出输出三部分三部分。变换(流)结构变换(流)结构信息流信息流输入流输入流输出流输出流变换流变换流外部表示外部表示内部表示内部表示时间时间信信息息传出路径传出路径变换变换中心中心传入路径传入路径基本系统模型模型基本系统模型模型事务流事务流 信息沿传入路径进入系统,由外部形式变换为内信息沿传入路径进入系统,由外部形式变换为内部形式后到达一个部形式后到达一个事务中心事务中心,事务中心根据输入信
14、息,事务中心根据输入信息的类型,在若干个的类型,在若干个动作动作路径或路径或活动活动流中选择一个来执流中选择一个来执行,这种信息流称为行,这种信息流称为事务流事务流。动动作作路路径径接受路径接受路径事务型结构的基本模型事务型结构的基本模型。事务中心事务中心事务同时存在两类结构的模型同时存在两类结构的模型结构化设计方法的设计过程结构化设计方法的设计过程 变换变换事务事务用启发式规则精化软件结构用启发式规则精化软件结构流类流类 复审复审事务分析事务分析变换分析变换分析映射为变换结构映射为变换结构映射为事务结构映射为事务结构提取控制结构提取控制结构详细设计详细设计确定事务中心和动作路径确定事务中心和
15、动作路径确定输入输出流界确定输入输出流界 描述接口和全局数据结构描述接口和全局数据结构精化数据流图精化数据流图变换分析变换分析 变换分析变换分析是一系列设计步骤的总称,它是是一系列设计步骤的总称,它是指经过这一系列设计步骤把具有变换流特性指经过这一系列设计步骤把具有变换流特性的数据流图按预先确定的模式映射成软件结的数据流图按预先确定的模式映射成软件结构。构。变换结构变换结构由由传入、传出传入、传出和和变换中心变换中心三个部三个部分组成。分组成。变换中心变换中心(中心加工)的任务是把系统的(中心加工)的任务是把系统的逻辑输入逻辑输入加工为系统的加工为系统的逻辑输出逻辑输出。逻辑输入逻辑输入 距离
16、物理输入端(输入始端)最远的但仍距离物理输入端(输入始端)最远的但仍可以被视为系统输入的那些数据流。可以被视为系统输入的那些数据流。逻辑输出逻辑输出 距离物理输出端(输出末端)最远的但仍距离物理输出端(输出末端)最远的但仍可以被视为系统输出的那些数据流。可以被视为系统输出的那些数据流。数据通过变换中心时被数据通过变换中心时被加工加工,其,其内容内容和和形形式式可能会可能会发生变化发生变化,数据在传入和传出的路,数据在传入和传出的路径上,其内容和形式也可能会发生变化径上,其内容和形式也可能会发生变化。从数据流图导出程序结构图的方法从数据流图导出程序结构图的方法分析数据流图分析数据流图 在在数据流
17、图上找出传入、传出和变换中心,并划分数据流图上找出传入、传出和变换中心,并划分出它们的分界线出它们的分界线。f7 f6 f8 f3变换中心变换中心逻辑输入逻辑输入逻辑输出逻辑输出 f2f1 f10f9 f5 f4输入流输入流物理输入物理输入物理输出物理输出输出流输出流传入传入传出传出变换型数据流图变换型数据流图f f3 3和和f f5 5是逻辑是逻辑输入数据流输入数据流 ,f f8 8和和f f9 9是逻辑是逻辑输出数据流输出数据流 ;P P,Q Q,R R属于属于变换中心;变换中心;虚线虚线表示分界线,标定了表示分界线,标定了传入、传出和变换中心传入、传出和变换中心的边界。的边界。如果如果变
18、换中心变换中心不容易找到,可以考虑从物不容易找到,可以考虑从物理输入或物理输出开始逐步从数据流图的两理输入或物理输出开始逐步从数据流图的两个端点向中心推进。个端点向中心推进。通通常几支数据流的汇合处的加工是常几支数据流的汇合处的加工是变换中变换中心心,它它的两端是的两端是逻辑输入逻辑输入和和逻辑输出逻辑输出。如果没有变换中心,系统的逻辑输入和逻如果没有变换中心,系统的逻辑输入和逻辑输出是完全相同的数据流,则应把辑输出是完全相同的数据流,则应把DFDDFD划划分为仅有传入和传出的两个部分。分为仅有传入和传出的两个部分。如果有如果有二次输入二次输入数据,则应照实把该输入数据,则应照实把该输入数据视
19、为变换中心或传出部分的成分,而不数据视为变换中心或传出部分的成分,而不是传入部分的成分。是传入部分的成分。如果如果DFDDFD缺少应有的细节,则应对数据流缺少应有的细节,则应对数据流图进行补充,图进行补充,必要时应重画必要时应重画DFDDFD 。对于复杂的数据流图,每个设计人员可能对于复杂的数据流图,每个设计人员可能会得出不同的划分结果。会得出不同的划分结果。进行一级分解进行一级分解 主要任务是主要任务是画出初始结构图画出初始结构图的最上面的两层的最上面的两层模块,系统的模块,系统的顶层和第一层顶层和第一层。顶层顶层只有一个只有一个用于控制的模块,其用于控制的模块,其功能是完成整个系统要功能是
20、完成整个系统要做的事情。做的事情。第一层第一层(顶层的下一层)一般包(顶层的下一层)一般包括输入、输出和变换中心三个模块,它们分括输入、输出和变换中心三个模块,它们分别代表系统的三个相应分支。别代表系统的三个相应分支。具体做法是先把具体做法是先把DFDDFD的的变换中心变换中心对准对准结构图结构图的的顶层模块顶层模块,然后画出结构图的顶层模块。,然后画出结构图的顶层模块。然后然后逐步逐步自顶向下自顶向下建立或设计结构图的其他建立或设计结构图的其他下属模块和成分。下属模块和成分。顶层顶层 f7 f6 f8 f3变换中心变换中心逻辑输入逻辑输入逻辑输出逻辑输出 f2f1 f10f9 f5 f4输入
21、流输入流物理输入物理输入物理输出物理输出输出流输出流传入传入传出传出MC/主模块一级分解 f7 f6 f8 f3变换中心变换中心逻辑输入逻辑输入逻辑输出逻辑输出 f2f1 f10f9 f5 f4输入流输入流物理输入物理输入物理输出物理输出输出流输出流传入传入传出传出 f8,f9f3,f5 f8,f9 f3,f5 MA ME MT MC 顶层顶层 第一层第一层 DFDDFD经第一级分解后导出的结构图经第一级分解后导出的结构图调用线调用线注明了模块间输送的数据流名称。注明了模块间输送的数据流名称。此种画法此种画法强调强调第一层每一分支只画一个模块。第一层每一分支只画一个模块。可能出可能出现现只有只
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- 关 键 词:
- 总体 设计 结构 方法
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