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第五章 總体设计
第五章 总体设计
总体设计的两项任务:
划分出组成系统的物理元素----程序、文件、数据库、人工过程和文档
设计软件的结构----确定每个程序的模块组成及模块之间的相互关系。
总体设计的过程(两个主要阶段):
系统设计:确定系统的具体实现方案。
结构设计:确定软件结构。
总体设计过程
2 软件设计的概念和原理
模块 是数据说明、可执行语句等程序对象的说明。
模块化:把程序划分成若干个模块,每个模块完成一个子功能,把这些模块集总起来组成一个整体,可以完成指定的功能,满足问题的功能。
C(P1+P2) C(P1)+C(P2)
E(P1+P2) E(P1)+E(P2)
成本
模块数目
成本/模块
接口成本
最小成本区
模块化和软件成本
抽象
在抽象的最高层次使用问题环境语言,以概括的方式叙述问题的解法
在较低抽象层次采用更过程化的方法,把面向问题的术语和面向实现的
术语结合起来叙述问题的解法
在最低的抽象层次用可以直接实现的方式叙述问题的解法
逐步求精
通过逐步分解对功能的宏观陈述而开发出层次结构,直至最终得出用程序设计语言表达的程序
信息隐蔽和局部化
要求一个模块内包含的信息(过程和数据)对于不需要这些信息的模块来说是不能访问的。
局部化与信息隐蔽是密切相关的
模块独立----每个模块完成一个相对独立的子 功能,并且和其他模块之
间的关 系很简单。
设计原则:尽量使用数据耦合,少用控制耦合,限制公共环境耦合,完全不用内容耦合。
数据耦合
控制耦合
公共环境耦合
内容耦合
低
高
耦合:一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量。
数据耦合:模块之间通过参数交换数据信息。
控制耦合:模块之间传递的参数含有控制信息。
公共环境耦合:两个或多个模块通过一个公共数据环境相互作用。
内容耦合:。。。。。。
2 软件设计的概念和原理 ---- 耦合
非直接耦合
数据耦合
特征耦合
控制耦合
5。公共环境耦合
6。内容耦合
弱耦合
中耦合
较强耦合
强耦合
模块1
模块2
模块3
模块4
数据耦合
通过简单变量交换数据
特征耦合
通过数据结构交换数据
非直接耦合
模块之间没有信息传递
模块A
模块B
模块C
模块D
模块L
模块N
Flag=1?
S1
S2
模块1
控制耦合
模块之间传递的是控制信息
T
F
模块A
模块B
内容耦合
访问其它模块的内部数据
直接跳到其他模块内部执行
公共环境耦合
通过公共数据
环境相互作用
内聚:一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度。
偶然内聚:一个模块完成一组任务,任务之间的关系很松散。公共语句。
逻辑内聚:若干个逻辑功能类似的任务组成一个模块。
时间内聚:若干个任务必须在同一段时间内执行。如初始化工作。
低内聚
中内聚
高内聚
过程内聚:模块内的处理元素是相关的,且必须以特定次序执行。
通信内聚:模块中所有元素都使用同一个输入数据,和/或产生同一个
输出数据。
顺序内聚:模块中所有处理元素和同一个功能密切相关,且这些处理必
须顺序执行。
功能内聚:所有处理元素属于一个整体,完成一个单一的功能。
改进软件结构提高模块独立性
模块规模应该适中
深度、宽度、扇入、扇出都应适当
模块的作用域应该在控制域之内
力争降低模块接口的复杂程度
设计单入口单出口的模块
模块的功能应该可以预测
3 启发式规则
4 图形工具
层次图和HIPO图
层次图用来描述软件结构,层次图+IPO图= HIPO图
正文加工系统
输入
输出
编辑
加标题
存储
检索
编目录
格式化
添加
删除
插入
修改
合并
列表
结构图
方框之间的箭头表示模块的调用关系,带注释的箭头表示模块间来回传递的信息:空心圆—数据,实心圆—控制信息。
结构图还可以表示模块的选择调用或循环调用
参见:P64
5 面向数据流的设计方法
概念
1) 变换流
2) 事务流
3) 设计过程
时间
输入流
输出流
变换流
事务
外部表示
内部表示
信息
T
事务中心
活动通路
事务中心 T 完成下述任务:
接受输入数据(事务)
分析每个事务以确定它的类型
根据事务类型选取一条活动通路
5 面向数据流的设计方法(续)
精化数据流图
事务分析
变换分析
5 面向数据流的设计方法
变换分析: 汽车数字仪表板功能:
1) 通过A/D 转换实现传感器和微处理器接口,
2) 在发光二极管面板上显示数据,
3) 指示每小时英里数(mph)
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