信息系统分析与设计课件---5.ppt

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1、第五部分 系统设计方法系统分析的结果：系统分析的结果：把把数据数据在组织（或原系统）内部的流动情在组织（或原系统）内部的流动情况况抽象抽象地独立出来，用数据流程图的形式地独立出来，用数据流程图的形式描述出系统的描述出系统的功能、输入、输出和存储功能、输入、输出和存储的的“逻辑模型逻辑模型”复习系统分析内容复习系统分析内容“教学管理系统教学管理系统”总体逻辑模型总体逻辑模型问题？问题？系统分析的结果提供了数据库模型和逻辑功能结构，解决了“系统应该做什么？”的问题。但是系统的各项功能在信息系统中是靠计算机中的应用程序模块来实现的，这些功能应该由哪些程序模块来实现的问题并没有在系统分析阶段中给出答案

2、这正是信息系统设计所要解决的问题如何考虑？如何考虑？为实现某一个系统为实现某一个系统/子系统，应该设计几个功能模块？子系统，应该设计几个功能模块？这些模块由哪些程序组成？这些模块由哪些程序组成？它们之间又存在什么关系？它们之间又存在什么关系？为了提高运行效率在数据库的组织方面又应该采取什么措施？为了提高运行效率在数据库的组织方面又应该采取什么措施？程序模块应该采用什么处理方式？程序模块应该采用什么处理方式？5.5.系统设计方法系统设计方法5.1 5.1 系统设计的主要内容系统设计的主要内容5.2 5.2 结构化系统设计结构化系统设计5.3 5.3 从数据流程图导出结构图从数据流程图导出结构图

3、5.4 5.4 模块设计优化模块设计优化5.55.5 代码设计代码设计5.6 5.6 输出设计输出设计5.7 5.7 输入设计输入设计5.8 5.8 数据库设计数据库设计5.9 5.9 计算机处理过程的设计计算机处理过程的设计5.10 5.10 网络系统设计网络系统设计5.11 5.11 系统设计说明书系统设计说明书根据系统分析阶段所确定的新系统的逻辑模型(“做什么”），综合考虑各种约束，利用一切可用的技术手段和方法，进行物理设计，提出一个能在计算机上实现的新系统的实施方案，解决“系统怎样做”的问题。5.1 5.1 系统设计的主要内容系统设计的主要内容抽象的问答抽象的问答数据数据字典字典数据数

4、据流图流图E-RE-R图图加工小说明流流程程程程描描述述述述处理描述处理描述处理描述处理描述数数数数据据据据对对对对描描描描 述述述述象象象象数数 据据 设设 计计模块结构设计模块结构设计接口设计接口设计过程设计过程设计分析模型设计模型平平 台台 设设 计计从分析模型系统设计从分析模型系统设计模型模型 系统设计的主要内容数据设计：数据设计：将分析时创建的数据模型变换成实现系统所需的数据结构。接口设计：接口设计：描述了系统内部、系统和协作系统之间的以及系统同人之间如何通信。模块结构设计：模块结构设计：定义系统模块元素之间的关系。过程设计：过程设计：将加工说明变换为对系统模块内部算法的具体描述。平

5、台设计：平台设计：将性能需求变换成对系统软硬件环境的配置具体的问答具体的问答系统总体设计系统总体设计 将系统合理的划分成子系统将系统合理的划分成子系统 把子系统划分成若干模块把子系统划分成若干模块 决定每个模块的功能决定每个模块的功能 决定模块间数据、调用关系决定模块间数据、调用关系 确定模块间界面确定模块间界面系统详细设计系统详细设计 系统平台设计系统平台设计 代码设计代码设计 输入输出设计输入输出设计 接口设计接口设计 数据库或数据文件设计数据库或数据文件设计 模块内部的算法设计模块内部的算法设计写出系统设计报告写出系统设计报告 结构化程序结构化程序设计方法设计方法5.5.系统设计方法系统

6、设计方法5.1 5.1 系统设计的主要内容系统设计的主要内容5.2 5.2 结构化系统设计结构化系统设计5.3 5.3 从数据流程图导出结构图从数据流程图导出结构图 5.4 5.4 模块设计优化模块设计优化5.55.5 代码设计代码设计5.6 5.6 输出设计输出设计5.7 5.7 输入设计输入设计5.8 5.8 数据库设计数据库设计5.9 5.9 计算机处理过程的设计计算机处理过程的设计5.10 5.10 网络系统设计网络系统设计5.11 5.11 系统设计说明书系统设计说明书结构化程序设计方法结构化程序设计方法划分模块，确定软件结构划分模块，确定软件结构 由于开发方法不同，确定软件结构的方

7、法也不同。结构化方法设计，SD法，即从分层的DFD图导出初始的结构图，再对初始的结构图进行改进，获得最终的结构图。一般包括确定系统的软件结构，分解模块，确定系统的模块层次关系。5.2 5.2 结构化系统设计结构化系统设计 结构化系统设计是“用一组标准的准则和工具帮助系统设计人员确定应该由哪些模块，用什么方式联结在一起，才能构成一个最好的系统结构”。即，结构化设计方法(SD)是以数据流图为基础的，采用 模块化、自顶向下逐步求精 的基本思想，以 数据流图为基础 构造出模块结构图。结构化系统设计的基本工具结构化系统设计的基本工具在系统设计阶段，我们采用模块结构图来表达目标系统的物理模型，描述系统的结

8、构。系统结构是软件模块之间关系的表示，它决定了整个系统的结构，也确定了系统的质量。模块之间的关系可有多种，但都可以归结为一种层次关系。模块结构图是总体设计阶段的主要描述工具，它描述了构成系统的基本元素 模块及模块之间的调用关系，模块之间的数据传递关系。系统模块化模块化就是将系统划分为若干个模块，模块化就是将系统划分为若干个模块，每个模块完成一每个模块完成一个子功能个子功能。模块化的目的是将系统。模块化的目的是将系统“分而治之分而治之”，模块，模块化能够降低问题的复杂性，使软件构件清晰，易阅读、化能够降低问题的复杂性，使软件构件清晰，易阅读、易理解，易于测试和调试，因而也有助于提高软件的可易理解

9、，易于测试和调试，因而也有助于提高软件的可靠性。靠性。ABCDEFGHIJKLM1、模块模块的定义模块的定义:模块是可以组成、分解、更换的系统，是易于处模块是可以组成、分解、更换的系统，是易于处理的基本单位，理的基本单位，是具有四种属性的一组程序语句称是具有四种属性的一组程序语句称为一个模块为一个模块.这四种属性分别是这四种属性分别是 输入输出、逻辑功能输入输出、逻辑功能（外部特性外部特性）内部数据、程序代码内部数据、程序代码（内部特性内部特性）1、模块模块的例子模块的例子:intmax(intx,inty)intz;z=xy?x:y;return(z);模块名模块名数数据据内部内部数据数据内

10、部内部语句语句模块化思想：模块化是好的系统设计的一个基本准则模块化是好的系统设计的一个基本准则:高层模块高层模块 从整体上把握从整体上把握 问题问题,暂不考虑暂不考虑细节细节复杂问题复杂问题 较小问题较小问题 分解分解 可减小解题所需的总的工作可减小解题所需的总的工作分解n模块模块用方框表示，方框中写上模块用方框表示，方框中写上模块名字，反映了这个模块的功能名字，反映了这个模块的功能n调用调用从调用模块指向被调用模块的从调用模块指向被调用模块的箭头箭头 n数据数据调用箭头旁的小箭头，表示从调用箭头旁的小箭头，表示从一个模块向另一个模块传送的数据，也一个模块向另一个模块传送的数据，也指出了传送的

11、方向指出了传送的方向 2、模块结构图、模块结构图SC(StructureChart)结构图基本符号及表示结构图基本符号及表示法法编辑学生记录编辑学生记录读学生记录读学生记录学生数据学生数据无此学生无此学生学号学号不加区分的数据不加区分的数据数据信息数据信息控制信息控制信息模块调用的例子模块调用的例子:intmax(intx,inty)intz;z=xy?x:y;return(z);Main():max(3,4):Main()Main()求最大值求最大值Z Zx xy ySC中的四种模块传入模块传入模块(a)(b)AA传出模块传出模块BB变换模块变换模块(c)CD协调模块协调模块E(d)EFFS

12、C中的简单调用B BA AC Cx,yx,yz z(a)(a)表示法一表示法一(b)(b)表示法二表示法二z zB BA AC C1 12 2入入出出1 12 2x,yx,yz zz zA调用B和CSC中的选择调用A AC CB BD DA A根据内根据内部判断决部判断决定是否调定是否调用用B BA A按另一判按另一判定结果选择定结果选择调用调用C C或或D DSC中的循环调用A AB BC CA A根据循环根据循环条件条件重复调重复调用用B B、C C等模块等模块选择调用的例子选择调用的例子:A():if(条件条件.)B()elseC():ABC循环调用的例子循环调用的例子:A():whil

13、e(条件条件.)B();:;:AB 模块结构类型 内导结构：内导结构：是结构图中数据以最低层模块输入，是结构图中数据以最低层模块输入，并逐级向高层传递，高一层模块接收低一层模并逐级向高层传递，高一层模块接收低一层模块的输入。块的输入。主模块主模块 A1 A4 A3 A2外导结构：外导结构：结构图中低一层模块接收上一层结构图中低一层模块接收上一层模块的数据信息，并把它们转换给下一级模模块的数据信息，并把它们转换给下一级模块，直到输出给使用者。块，直到输出给使用者。w wu u子模块子模块1 1v v主模块主模块子模块子模块2 2子模块子模块2.12.1 转换结构：转换结构：数据要在模块内经过一定

14、的处理，数据要在模块内经过一定的处理，下层模块从相应的上层模块接收数据，经转换下层模块从相应的上层模块接收数据，经转换后返回同一上层模块中去。后返回同一上层模块中去。w wu u子模块子模块1 1v v主模块主模块子模块子模块2 2子模块子模块2.12.1X XM MY Y打印报表功能的模块结构图5.5.系统设计方法系统设计方法5.1 5.1 系统设计的任务要求系统设计的任务要求5.2 5.2 结构化系统设计结构化系统设计5.3 5.3 从数据流程图导出结构图从数据流程图导出结构图 5.4 5.4 模块设计优化模块设计优化5.55.5 代码设计代码设计5.6 5.6 输出设计输出设计5.7 5

15、.7 输入设计输入设计5.8 5.8 数据库设计数据库设计5.9 5.9 计算机处理过程的设计计算机处理过程的设计5.10 5.10 网络系统设计网络系统设计5.11 5.11 系统设计说明书系统设计说明书5.3 5.3 数据流图导出结构图数据流图导出结构图数据流程图DFD的结构类型1.变换型变换型DFD一个数据流程图可以明显地分成输入、处理一个数据流程图可以明显地分成输入、处理和输出三部分。和输出三部分。2事务事务型型DFD事务型数据流程图一般呈束状形事务型数据流程图一般呈束状形。1、变换型结构 由输入、变换中心(或称主加工)和输出三部分组成。基本模型：输入输入路径路径输出输出路径路径变换变

16、换中心中心变换流示意图信息信息时间时间信息流信息流输入流输入流输出流输出流变变换流换流外部外部表示表示内部内部表示表示变换型数据流图输入输入信息信息物理物理输入输入格式格式检查检查处理处理显示显示正确正确信息信息结果结果物理物理输出输出数据数据变换中心变换中心输出输出逻辑逻辑输入输入逻辑逻辑输出输出输入输入DFDDFD导出初始导出初始SCSC的的过程过程）先设计模块结构顶端的主模块）先设计模块结构顶端的主模块）然后）然后“由顶向下逐步细化由顶向下逐步细化”）最后得到一个）最后得到一个与数据流图相对应与数据流图相对应的程序结构的程序结构1 12 23 34 45 56 67 7a ab bc c

17、e ed dr rp pu uw wv v变换中心变换中心输入输入部分部分输出输出部分部分输入输入输入输入 输出输出输出输出 加工加工加工加工1 1、区分输入、区分输入、主加工、主加工、输出部分，输出部分，在在DFDDFD上标明分界线上标明分界线(1)确定逻辑输入离物理输入端最远的，但仍可被看作系统输入的那个数据流 方法：从物理输入端开始，一步步向系统的中间移动，直至达到这样一个数据流：它已不能再被看作为系统的输入，则其前一个数据流就是系统的逻辑输入。(2)确定逻辑输出离物理输出端最远的，但仍可被看作系统输出的那个数据流 方法：从物理输出端开始，一步步向系统的中间反方向移动，直至达到这样一个数

18、据流：它已不能再被看作为系统的输出，则其后一个数据流就是系统的逻辑输出。(3)对系统的每一股输入和输出，都用上面的方法找出相应的逻辑输入、输出(4)确定主加工位于逻辑输入和逻辑输出之间的加工，就是系统的主加工(5)几点说明：有的系统只有输入和输出两部分，没有主加工根据经验，几股数据流的汇合处往往是系统的主加工每个人都可以有自己的看法，找出来的主加工可能也不同，但一般不会相差太远。2 2、设计设计SCSC的的顶层和第一层模块顶层和第一层模块(1)设计一个顶层模块(主模块)，它的功能是完成整个程序要做的工作。(2)设计结构的第一层：为逻辑输入设计一个输入模块，它的功能是向主模块提供数据为逻辑输出设

19、计一个输出模块，它的功能是输出主模块提供的数据为主加工设计一个变换模块，它的功能是将逻辑输入变换成逻辑输出 第一级分解后的SCM MC CM MT TM MA AM ME E第一层第一层顶层顶层c,ec,ec,ec,e u,wu,wu,wu,w传送信息传送信息第一级分解后的SC(另一种画法)M MC CM MA1A1c ce eu,wu,wc,pc,pM MA2A24 45 56 6M ME1E1M ME2E2e ep pr rr rw,uw,uw w3 3、第二级分解自顶向下分解，设计出每个分支、第二级分解自顶向下分解，设计出每个分支(输输入、加工、输出入、加工、输出)的中、下层模块的中、下

20、层模块(1)为每一个输入模块设计两个下层模块，一个是输入模块，接受数据来源；另一个是变换模块，模块调用时传送的参数应同数据流图相对应(2)输出模块也有两部分组成，一部分是变换模块，将数据变换成输出的形式；另一部分是输出模块 上述设计过程由顶向下递归进行，直至达到系统的输入端或输出端(3)变换模块的下层模块，根据数据流图中相应“加工”的组成情况而定。输入分支的分解MAMAGet Get C Cb ba ac cReadRead D Dd de ec,ec,eB to CB to Cb bc cd de ea ab bGet Get E EGet Get B BD D to to E EA A t

21、o to B BReadRead A ADFD图图输出分支的分解M ME EWriteWrite V Vu uu uw,uw,uv vv vPut UPut UU to VU to VWriteWrite W Ww wDFD图图加工分支的分解M MT T5 54 46 6e ec,pc,pr ru,wu,wp pr rDFD图图随堂练习随堂练习一个汇款处理业务流程一个汇款处理业务流程:客户填写汇款单并提交给业务人员客户填写汇款单并提交给业务人员,业务员检查汇款单是否业务员检查汇款单是否填写规范填写规范,然后计算汇款费用然后计算汇款费用,并把发生的汇款和费用数据并把发生的汇款和费用数据记帐存留记

22、帐存留,同时开收据给汇款人同时开收据给汇款人数据流程图数据流程图汇款单汇款单合格的合格的汇款单汇款单处理后的处理后的汇款单汇款单收据收据明细账明细账业务业务数据数据格式格式检查检查计算计算汇费汇费产生产生数据数据记帐记帐汇款单汇款单合格的合格的汇款单汇款单处理后的处理后的汇款单汇款单收据收据明细账明细账业务业务数据数据格式格式检查检查计算计算汇费汇费产生产生收据收据记帐记帐逻辑输入逻辑输入逻辑输出逻辑输出变换中心变换中心第一级分解第一级分解汇款处理系统汇款处理系统取得合格取得合格汇款单汇款单计算汇费计算汇费记账记账输出处理后输出处理后的汇款单的汇款单合格的合格的汇款单汇款单处理后的处理后的汇款

23、单汇款单合格的合格的汇款单汇款单业务数据业务数据处理后的处理后的汇款单汇款单业务数据业务数据第二级分解第二级分解汇款处理系统汇款处理系统取得合格取得合格汇款单汇款单计算汇费计算汇费记账记账输出处理后输出处理后的汇款单的汇款单 输入输入汇款单汇款单格式检查格式检查产生收据产生收据打印收据打印收据合格的合格的汇款单汇款单处理后的处理后的汇款单汇款单合格的合格的汇款单汇款单业务数据业务数据处理后的处理后的汇款单汇款单汇款单汇款单合格的合格的汇款单汇款单汇款单汇款单处理后的处理后的汇款单汇款单收据收据收据收据业务数据业务数据2 事务型结构特征：具有在多种事物中选择执行某类事物的能力。基本模型：事务事务

24、中心中心接受路径接受路径动作动作路径路径大型系统DFD中,变换型和事务型结构共存:T T事务中心事务中心传入传入变换变换传出传出任何情况下都可使用变换分析方法设计软件结构，但如数据流具有明显的事务特点时(有一个明显的事务中心)，以采用事务分析方法为宜。事务分析设计方法事务分析设计方法步骤：事务分析设计方法步骤：(1)在DFD上确定事务中心。(2)为DFD上的事务中心设计主模块，再为每一种类型的事务处理设计一个事务处理模块。(3)为每个事务处理模块设计下面的操作模块，再为操作模块设计细节模块。某些操作模块和细节模块可以被几个上一层模块共用。事务型DFD的划分T T事务事务中心中心传入传入变换变换

25、传出传出接收接收部分部分发发送送部部分分a事务型SC的上层结构(1)事务控制事务控制Get aGet a顶层顶层第一层第一层a事务事务1 事务型SC的上层结构(2)事务控制事务控制事务事务分析分析发送发送动作分支的典型结构动作分支的典型结构P PT T 2 2T T 1 1T T i iA A 2 2D D 2 2A A 1 1D D 1 1A A 3 3A A j jD D k k事务层事务层操作层操作层细节层细节层处理层处理层要求类要求类型处型处理理图书管理图书管理要求要求无效输入无效输入1.11.1新书入库新书入库1.21.2还还入库单入库单罚款单罚款单1.51.5注销图书注销图书1.3

26、1.3还书还书1.41.4目录文件目录文件借书单借书单书书单单注销单注销单借书借书借书文件借书文件罚款单罚款单事务分析举例事务分析举例-DFD-DFD事务事务中心中心事务分析举例事务分析举例-转换后的转换后的SCSC图书处理系统图书处理系统取得图书取得图书处理要求处理要求修改目修改目录文件录文件操作层操作层细节层细节层新书入库新书入库注销图书注销图书借书借书还书还书 打印打印罚款单罚款单修改借修改借书文件书文件图书管图书管理要求理要求入库单入库单借书单借书单还书单还书单注销单注销单练习一：将DFD用变换分析和事务型 分析导出初始SCA AC1C1C2C2C3C3B BD DG GE EJ JF

27、 FK KL Lc c1 1c c2 2b b2 2b b1 1b b3 3b ba ac c3 3d dg gf fj jh he ek kl lm m*初始SC系统系统主加工主加工PutkGetdDGetcPutlKFEJGWritemLBtocGetbAReadaC1C3C2Ac1Ac2Dt1Dt3Dt2AcN操作层操作层细节层细节层dkkdmmlllkdccbbcaabb1b2c3c1c2b3e,fdg,jfe,ghh,jk练习二：将DFD用变换分析和事务型 分析导出初始SCA AC1C1C2C2C3C3B BD DG GE EJ JF FK KL Lc c1 1c c2 2b b2

28、2b b1 1b b3 3b ba ac c3 3d dg gf fj jh he ek kl lm m+初始SC系统系统主加工主加工PutkGetdPutlKFEJGWritemLGetbAReadaC1C3C2Ac1Ac2Dt1Dt3Dt2AcN操作层操作层细节层细节层dkkdmmlllkbaabb1b2c3c1c2b3e,fdg,jfe,ghh,jk5.5.系统设计方法系统设计方法5.1 5.1 系统设计的任务要求系统设计的任务要求5.2 5.2 结构化系统设计结构化系统设计5.3 5.3 从数据流程图导出结构图从数据流程图导出结构图 5.4 5.4 模块设计优化模块设计优化5.55.5

29、 代码设计代码设计5.6 5.6 输出设计输出设计5.7 5.7 输入设计输入设计5.8 5.8 数据库设计数据库设计5.9 5.9 计算机处理过程的设计计算机处理过程的设计5.10 5.10 网络系统设计网络系统设计5.11 5.11 系统设计说明书系统设计说明书 5.4 5.4 设计优化技巧设计优化技巧 将初始SC根据模块独立性原则进行精化,对模块进行合并、分解修改、调整，得到“高内聚、低耦合模块”，得到易于实现、易于测试和易于维护的软件结构，产生设计文档的最终SC，这是设计优化工作。直接从直接从DFD转换转换过来的过来的SC并不是并不是最好的，往往要最好的，往往要优化处理优化处理5.5.

30、模块的耦合度与聚合度模块的耦合度与聚合度系统的系统的可维护性可维护性是系统评价的一个重要因素是系统评价的一个重要因素可可维护性维护性局部修改局部修改这是这是设计设计原则：原则：尽量保持模块的独立性！模块独立性取决于模块的内部和外部特模块独立性取决于模块的内部和外部特性性SDSD方法提出的定性度量标准：方法提出的定性度量标准：模块之间的模块之间的耦合性耦合性（块间联系）（块间联系）尽可能少尽可能少 模块自身的模块自身的聚合性聚合性（块内联系）（块内联系）尽可能多尽可能多模块独立性的度量之模块独立性的度量之一一：耦合度耦合度 耦合耦合度：度：是模块间的联结关系，衡量不同模块间是模块间的联结关系，衡

31、量不同模块间的相互依赖的紧密程度，耦合的强弱取决于模块间的相互依赖的紧密程度，耦合的强弱取决于模块间接口的复杂程度接口的复杂程度；进入或访问一个模块的进入或访问一个模块的入口入口点点；以及通过接口的数据。以及通过接口的数据。耦合耦合度度越高，模块独立性越弱越高，模块独立性越弱无耦合没有依赖关系无耦合没有依赖关系松散耦合有松散耦合有少量依赖关系少量依赖关系紧密耦合有紧密耦合有很多依赖关系很多依赖关系 模块模块耦合耦合度度（续）耦合度耦合度强弱强弱的因素：的因素：一模块对另一模块的引用一模块对另一模块的引用一模块向另一模块传递的数据量一模块向另一模块传递的数据量一模块施加到另一模块的控制的数量一模

32、块施加到另一模块的控制的数量模块间接口的复杂程度模块间接口的复杂程度模块间耦合的类型：低低 非直接耦合非直接耦合耦耦 数据耦合数据耦合合合 标标记记耦合耦合性性 高高 内容耦合内容耦合模模块块独独立立性性弱弱(低耦合低耦合)强强(中耦合中耦合)(较强耦合较强耦合)(强耦合强耦合)公共耦合公共耦合控制耦合控制耦合非直接耦合两个模块没直接关系两个模块没直接关系(模模块块1 1和模和模块块2)2)，模块独立性最强。模块独立性最强。模块模块1 1模块模块2 2模块模块3 3模块模块4 4数据耦合一模块调用另一模块时，被调用模块的输入、输出都是一模块调用另一模块时，被调用模块的输入、输出都是简单的数据简

33、单的数据。属松散耦合。属松散耦合。数据耦合举例数据耦合举例开发票开发票计算水费计算水费单价单价数量数量金额金额一模块调用另一模块时，被调用模块的输入、输出都是简一模块调用另一模块时，被调用模块的输入、输出都是简单的数据。单的数据。属松散耦合属松散耦合数据耦合举例计算水电费计算水电费计算水费计算水费计算电费计算电费用水量用水量用电量用电量水费水费电费电费标记耦合(特征耦合)如两个模块通过传递如两个模块通过传递数据结构数据结构(不是简单数据不是简单数据，而是记录、数组等而是记录、数组等)加以联系加以联系，或或都与一个数都与一个数据结构有关系据结构有关系,则称这则称这两个模块间存在标两个模块间存在标

34、记耦记耦合合。标记耦合举例计算水电费计算水电费计算水费计算水费计算电费计算电费住户情况住户情况水费水费电费电费住户情况住户情况“住户情况住户情况”是一个数据结构是一个数据结构,图中模块都与此数据结构图中模块都与此数据结构有关有关.“计算水费计算水费”和和“计算电费计算电费”本无关本无关,由于引用了此数据由于引用了此数据结构产生依赖关系结构产生依赖关系,它们之间也是它们之间也是标记偶合标记偶合.将标记耦合修改为数据耦合举例计算水电费计算水电费计算水费计算水费计算电费计算电费本月本月用水量用水量本月本月用电量用电量水费水费电费电费控制耦合A A计算平均分计算平均分或最高分或最高分B B平均/最高成

35、绩一模块通过开关量、标志、名字等控制信息，一模块通过开关量、标志、名字等控制信息，明显地控制另一模块的功能。明显地控制另一模块的功能。控制耦合举例读入分数读入分数输出结果输出结果计算平均分计算平均分 计算最高分计算最高分平均平均/最高最高?调用逻辑性模块B时，须先传递控制信号(平均分/最高分)，以选择所需的操作。控制模块必须知道被控模块的内部逻辑，增强了相互依赖.B B 去除模块间控制耦合的方法：(1)被调用模块分解成若干单一功能模块(2)将被调用模块内的判定上移到调用模块中改控制耦合为数据耦合举例A A计算平均分计算平均分B1B1平均成绩最高成绩计算最高分计算最高分B2B2控制耦合举例A A

36、发奖牌发奖牌 名次名次(开关量开关量)奖牌奖牌控制耦合控制耦合被调用模块内被调用模块内处理逻辑模式处理逻辑模式功能功能A A功能功能B B判别判别改控制耦合为数据耦合举例A发金牌发金牌发银牌发银牌发铜牌发铜牌金牌金牌银牌银牌铜牌铜牌A取口令取口令并核对并核对B用户名用户名、口令口令对对/不对不对控制耦合举例A取口令取口令B用户名用户名口令口令将B中核对口令功能划分到 A公共耦合(公共数据区耦合)一组模块引用同一个公用数据区(也称全局数据区、公共数据环境)。公共数据区指：全局数据结构 共享通讯区 内存公共覆盖区等公共耦合举例 公共数据区公共数据区松散的公共耦合松散的公共耦合 公共数据区公共数据区

37、紧密的公共耦合紧密的公共耦合公共耦合举例公共数据区公共数据区C CB B模块模块模块模块A AA A、B BB B、C CC C间存在错综复杂的间存在错综复杂的间存在错综复杂的间存在错综复杂的联联联联系系系系公共耦合举例所有的公共 耦合关系A AE EB BC CD D6个模块共享一个公共数据区F内容耦合一模块直接访问另一模块的内部信息(程序代码或数据)最好不采用内容耦合形式!如何降低模块间耦合度：(1)如模块必须存在耦合，选择适当的耦合类型 原则：尽量使用数据耦合 少用控制耦合 限制公共耦合的范围 坚决避免使用内容耦合(2)降低模块间接口的复杂性 模块独立性的度量之二：聚合度 衡量一个模块内

38、部各成分之间彼此结合的紧密程度 设计目标：高聚合(一模块的所有成分都直接参与完成同一功能)模块的聚合性类型：低 偶然聚合 逻辑聚合 时间聚合 过程聚合 通信聚合 顺序聚合 高 功能聚合模模块块独独立立性性弱弱(功能分散功能分散)强强(功能单一功能单一)内内聚聚性性功能聚合 一个模块内的所有成分的处理动作全部为完成某个功能，且只执行一个功能，缺一不可，称为功能聚合。聚合性最强如：计算实发工资，打印发票等模块聚合性的判断YNYY该该模模块块功功能能单单一一各各功功能能关关系系如如何何功能聚合功能聚合10分分通讯聚合通讯聚合7分分顺序聚合顺序聚合9分分逻辑相似逻辑相似次序重要次序重要次序重要次序重要

39、过程聚合过程聚合5分分时间聚合时间聚合3分分逻辑聚合逻辑聚合1分分偶然聚合偶然聚合0分分NNNY数据流数据流控制流控制流两者皆非两者皆非耦合、聚合与模块独立性关系 耦合与聚合都是模块独立性的定性标准，都反映模块独立性的良好程度。但耦合是直接的主导因素，聚合则辅助耦合共 同对模块独立性进行衡量。控制耦合举例A A计算平均分计算平均分或最高分或最高分B B平均/最高成绩逻辑聚合逻辑聚合改控制耦合为数据耦合举例A A计算平均分计算平均分B1B1平均成绩最高成绩计算最高分计算最高分B2B2功能聚合功能聚合A取口令取口令并核对并核对B用户名用户名、口令口令对对/不对不对控制耦合举例顺序聚合顺序聚合A取口

40、令取口令B用户名用户名口令口令将B中核对口令功能划分到 A功能聚合功能聚合5.4.2 优化软件结构设计(1)程序结构尽可能与问题结构相对应(2)模块功能要完整(3)消除重复功能(4)作用范围应在控制范围内(5)减少高扇出争取高扇入(6)模块大小适中(7)降低模块接口的复杂性(8)模块功能可预测(1)(1)程序结构尽可能与问题结构相对应程序结构尽可能与问题结构相对应 两种典型的程序结构：变换型程序 事务型程序 两种程序结构的共同特征：上层模块只负责控制、协调 下层模块完成具体的操作变换型程序 变换型(即输入、加工、输出型，或称IPO型)的功能是从某输入设备（如键盘）获得数据，再对这些数据作处理，

41、然后将结果送出（如屏幕显示）。这类程序的标准SC图形如下图所示：变换型程序结构MAINMAINGet cGet cb ba ac cd d toto e ed dd db b toto c cb bc ce ee ea ab bPUT dPUT dGet Get b bWriteWrite e ea a toto b bReadRead a ac c toto d dc cd d(2)(2)模块功能的完模块功能的完整整完整的模块应包括三部分：执行规定功能部分出错处理部分需返回一系列数据时，应返回是否正确结束(即“文件完/EOF”)标志。(3)(3)消除重复功能消除重复功能 几个模块中含有重复的

42、部分，应设法消去。因为同一功能重复多处，不仅浪费编程、测试时间，还会给修改带来麻烦。但消除重复功能并不是简单的合并,正确的方法是：先分析几个模块中相同功能的部分；然后把这个功能分离出来，构成它们的一个公共的下层模块。例子：消除重复功能A AC C C CB BC C C CAABBC C C C改进前改进前改进后改进后(4)(4)作用范围应在控制范围内作用范围应在控制范围内(作用域应在控制域内作用域应在控制域内)模块的控制范围(控制域):包括模块本身和其下属模块的集合。模块的作用范围(作用域):指受该模块内一个条件判定影响的所有模块的集合。只要模块中含有一些依赖于这个判定的语句，那么就称该模块

43、在这个判定的作用范围内。控制域是从结构方面考虑的；作用域是从功能方面考虑的A AF FB BC CE EM MD DG G模块的模块的控制控制范围和范围和作用作用范围范围(例例):条件判定条件判定模块模块A A的的控制控制范围范围:A A、B B、C C、D D、E E、F F A A的作用范围：的作用范围：A A、C C、F F:受受受受判定判定判定判定影响的模影响的模影响的模影响的模块块块块把一个条件判定的作用范围限制在判定所在模块把一个条件判定的作用范围限制在判定所在模块的控制范围之内的控制范围之内，且判定所在位置不能太高，且判定所在位置不能太高。(作用域是控制域的子集作用域是控制域的子

44、集)作用范围作用范围/控制范围原则控制范围原则：图图A A：判定位置违反作用范围判定位置违反作用范围/控制范围原则控制范围原则TOPTOPA AB BC CD DG GE E条件条件条件条件判定判定判定判定判定的作用范围判定的作用范围有一部分有一部分(模块模块C)C)越出了判定所在越出了判定所在模块模块G G的控制范的控制范围围G D B CG D B CG D B CG D B C图图B:B:符合作用范围符合作用范围/控制范围原则，但判定位置控制范围原则，但判定位置太高太高TOPTOPA AB BC CD DG GE E条件条件条件条件判定判定判定判定TOP B D GTOP B D GTO

45、P B D GTOP B D GTOP B CTOP B CTOP B CTOP B C图图C:C:符合作用范围符合作用范围/控制范围原则，判定位置适控制范围原则，判定位置适中中TOPTOPA AG GC CD DB BE E条件条件条件条件判定判定判定判定 B D G B D G B D G B D G B C B C B C B C图图D:D:符合作用范围符合作用范围/控制范围的理想判控制范围的理想判定位置定位置TOPTOPA AG GE EB BD DC C条件条件条件条件判定判定判定判定D GD GD GD GD ED ED ED E(5)(5)减少高扇出，争取高扇入减少高扇出，争取高

46、扇入模块调用的直接下层模块的个数，称为模块调用的直接下层模块的个数，称为扇出扇出(Fan out)(Fan out)模块被其他各模块调用的个数，称为模块被其他各模块调用的个数，称为扇入扇入(Fan(Fan in)in)原则：原则：扇出不宜过大，扇出不宜过大，=7SC的转换策略，可以得到质量的转换策略，可以得到质量较好、结构较合理的初始模块结构图。较好、结构较合理的初始模块结构图。5 总结(续)现在我们用现在我们用“变换分析变换分析”技术设计病人监护系统。技术设计病人监护系统。1）先画出该系统的）先画出该系统的DFD图。图。图图12）对它作变换分析：数据流）对它作变换分析：数据流“合理因素合理因

47、素”可以看成这可以看成这个系统的逻辑输入，也是系统的逻辑输出。所以这个个系统的逻辑输入，也是系统的逻辑输出。所以这个系统就由两部分组成，没有主加工部分。系统就由两部分组成，没有主加工部分。图图23）根据）根据DFD划分的结果，转换得到结构图的上层。划分的结果，转换得到结构图的上层。图图34）再进一步设计出结构图的中下层，）再进一步设计出结构图的中下层，(可结合进一步细可结合进一步细化的化的DFD下层子图来分析），所得的结构图将与我们下层子图来分析），所得的结构图将与我们在上述例子中经过改进得到的最终结果图很接近。这在上述例子中经过改进得到的最终结果图很接近。这说明，一开始就用说明，一开始就用“

48、变换分析变换分析”获得的初始结构图比获得的初始结构图比直观设想得出的初始结构图好得多。直观设想得出的初始结构图好得多。5 总结(续)1 1读读读读因素因素因素因素因素因素因素因素2 2存存存存因素因素因素因素3 3检查检查检查检查因素因素因素因素4 4通知通知通知通知护理站护理站护理站护理站合理合理合理合理因素因素因素因素不安全因素不安全因素不安全因素不安全因素图图1：“病人监护系统病人监护系统”的的DFD图图属于属于变换型变换型，故对它作变换分析。，故对它作变换分析。5 总结(续)1 1读读读读因素因素因素因素因素因素因素因素2 2存存存存因素因素因素因素3 3检查检查检查检查因素因素因素因

49、素4 4通知通知通知通知护理站护理站护理站护理站合理合理合理合理因素因素因素因素不安全因素不安全因素不安全因素不安全因素图图2：“病人监护系统病人监护系统”的的DFD图图变换分析变换分析结果结果输入输入输入输入输出输出输出输出5总结总结(续续)病人监护系统病人监护系统获得因素值获得因素值 输出不输出不安全因素安全因素存入数据库存入数据库Pn,Factors,EOFPn,Factors图图3：转换后得到的转换后得到的“病人监护系统病人监护系统”的初始结构图上层的初始结构图上层Pn,Factors思 考1）根据）根据“银行贷款文件修改系统银行贷款文件修改系统”的问的问题描述画出题描述画出DFD图，运用转换方法画出图，运用转换方法画出相应的模块结构图，并进行优化。相应的模块结构图，并进行优化。2）根据结构图优化原则对）根据结构图优化原则对“病人监护系病人监护系统统”的初始模块结构图进行改进。的初始模块结构图进行改进。