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软件工程模型与方法  Models Methods of Software Engineering 第七章 结构化设计方法 修佳鹏 xiujiapeng@bupt.cn 本章内容 7.1 系统功能结构图 7.2 变换映射 7.3 事务映射 7.4 变换-事务混合型的系统结构图 7.5 改进系统功能结构图的启发式原则 7.6 数据设计和文档设计的原则 7.7 设计的后处理 7.8 详细设计 7.9 界面设计 7.10 HIPO设计工具 7.11 Jackson系统开发方法简介 引言 结构化设计方法依据需求分析的结果“数据流图”推导出软件的系统功能结构图。其要点是： 建立数据流的类型。 指明数据流的边界。 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结构。 用设计测量和一些启发式规则对结构进行细化。 7.1 系统功能结构图 7.1.1 系统结构图中的模块 7.1.2变换型数据流与变换型系统结构 7.1.3事务型数据流与事务型系统结构图 7.1.1 系统结构图中的模块 在系统结构图中不能再分解的底层模块为原子模块。一般有四种基本类型的模块： 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，进行处理，转换成其它形式，再传送回上级模块。 协调模块 ：对所有下属模块进行协调和管理的模块。 7.1.1 系统结构图中的模块 原子模块：结构图中不能再分解的底层模块； 因子分解系统： 所有系统的加工处理都由原子模块完成； 其它非原子模块仅仅进行控制和协调的功能。 系统结构图是完全因子分解的系统是最好的系统。 通常，系统功能结构图根据数据流图中加工特性分为以下两种结构： 变换处理型 事务处理型 7.1.2变换型数据流与变换型系统结构 变换型数据处理问题的工作过程大致分为三步， 取得数据 变换数据 给出数据 7.1.3事务型数据流与事务型系统结构图 事务型数据处理问题的工作机理是接受一项事务，根据事务处理的特点和性质，选择分派一个适当的处理单元，然后给出结果。 可以引发一个或多个处理作业数据流，就叫做事务。事务是最小的工作单元，不论成功与否都作为一个整体进行工作。 事务型系统结构图中由以下模块： 事务处理中心：负责任务的分派； 事务处理加工：完成具体的处理； 事务的特点 原子性：标识事务是否完全地完成。如果事务完成，则组成事务的所有任务都完成，一旦有一个任务失败，事务就失败，系统反回事务开始前的状态。 一致性：保证系统的任何事务最后都处于有效状态。 隔离性：在隔离状态执行事务，使它们好像是系统在给定时间内执行的唯一操作。 持久性：持久性意味着一旦事务执行成功，在系统中产生的所有变化将是永久的。 事务型系统结构图 7.2 变换映射 变换映射是一组设计步骤，将具有变换流特征的数据流图映射为一个预定义的程序结构模版。 运用变换映射方法建立初始的系统结构图，然后进行多次改进，得到系统的最终结构图。 （1）复审并评估分析模型； （2）复审并重画数据流图； （3）确定数据流图中的变换和事务特征； （4）区分输入流、输出流和中心变换部分，即标明数据流的边界； （5）进行一级“因子化”分解，设计顶层和第一层模块； （6）进行二级“因子化”分解，设计中、下层模块； （7）利用一些启发式原则来改进系统的初始结构图，直到得到符合要求的结构图为止。 重画数据流图 其出发点是描述系统中的数据是如何流动的。 可以从顶层加工框开始，逐层向下检查各变换型加工是否具有高内聚的特性（即加工具有执行单一、独立的功能）以及每个加工是否具有足够多的细节信息，不需要再进一步细化。 并根据需要将局部层次的数据流图合并为一层，便于理解和设计； 确定数据流边界 中心变换：多股数据流汇集的地方往往是系统的中心变换部分。 逻辑输入：可以从数据流图上的物理输入开始，一步一步向系统中间移动，一直到数据流不再被看作是系统的输入为止，则其前一个数据流就是系统的逻辑输入。 可以认为逻辑输入就是离物理输入端最远的，且仍被看作是系统输入的数据流。 逻辑输出：从物理输出端开始，一步一步地向系统中间移动，就可以找到离物理输出端最远，且仍被看作是系统输出的数据流。 一级因子化分解 其主要任务就是设计顶层和第一层模块。 顶层模块： 主要起到控制和协调的作用； 用程序名字命名，将它画在与中心变换相对应的位置上； 它调用下层模块，完成系统所要做的各项工作 。 中层模块（第一层）： 既完成一部分控制，又完成适当的变换工作； 为每一个逻辑输入设计一个输入模块，为主模块提供数据； 为每一个逻辑输出设计一个输出模块，它将主模块提供的数据输出； 为中心变