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第五章 总体设计 目 录 总体设计的两项任务 第五章 总体设计 第五章 总体设计 一、模块化 二、抽象 三、逐步求精 四、信息隐藏和局部化 五、模块独立 1. 耦合 2. 内聚 第五章 总体设计 启发规则 第五章 总体设计 一、层次图和HIPO图 HIPO图 二、结构图 第五章 总体设计 一、概念 二、变换分析 三、事务分析 四、设计优化 产生最佳解的结构图 例 5.1 设计过程 5.2 设计原理 5.3 启发规则 5.4 描绘软件结构的图形工具 5.5 面向数据流的设计方法 5.6 小结 时间 输入流 输出流 变换流 外部表示 内部表示 信息 （1） 变换流 （2） 事务流 事务 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 精化数据流图 流类型 区分事务中心和数据接收通路 映射成事务结构 区分输入和输出分支 映射成变换结构 用启发式设计规则精化软件结构 导出接口描述和全程数据结构 复查 详细设计 事务分析 变换分析 “事务” “变换” 正确 错误 （3） 设计过程 例： 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)，行驶的里程，每加伦油行驶的 英里数(mpg)等等； 4） 指示加速或减速； 5） 超速警告：如果车速超过55英里/小时，则发出超速警告铃声。 A/D 转数计数器 流量传感器 微处理机 里程表 车速表 油效表 油管系统 加速/减速指示 超速报警 设计 步骤： 复查基本系统模型 复查并精化数据流图 读旋转信号 收集和求平均 转换成转/分（ rpm） 计算里程 确定加速 / 减速 产生加速/减速显示 产生里程显示 计算mph和超速值 计算燃料消耗 发出铃声 产生mph显示 产生 mpg显示 读和校核 计算gph 旋转信号 信号/秒 SPS △SPS SPS rpm rpm 箭头指示 上箭头 ⊕ ⊕ 水平线 下箭头 英里 超速值 显示 铃声 mph mph mpg gph 燃料流 燃料流 传感器信号 Mpg 显示 确定数据流图具有变换特性还是事务特性 这一步的任务是确定数据流图是变换型数据流图还是事务型数据流图。 从上图中可以看出，数据沿着两条输入通路（旋转信号和燃料流量传感器信号）进入系统，然后沿着五条通路（4个显示，一个警告铃声）离开，没有明显的事务中心（虽然变换“计算mph与超速值”可以看作是一个事务中心）。因此，可以认为这个数据流图的类型是变换型数据流图。 读旋转信号 收集和求平均 转换成转/分（ rpm） 计算里程 确定加速 / 减速 产生加速/减速显示 产生里程显示 计算mph和超速值 计算燃料消耗 发出铃声 产生mph显示 产生 mpg显示 读和校核 计算gph 旋转信号 信号/秒 SPS △SPS SPS rpm rpm 箭头指示 上箭头 ⊕ ⊕ 水平线 下箭头 英里 超速值 显示 铃声 mph mph mpg gph 燃料流 燃料流 传感器信号 Mpg 显示 确定输入流和输出流的边界，划分变换或事务中心 Cm Ca Ct Ce 第一级分解的方法 “第一级分解” 数字仪表板控制 接受传感器 信 号 数据转换控制 驱动仪表 板 输入控制 变换控制 输出控制 数字仪表板系统的第一级分解 第二级分解的方法 “第二级分解” A D B C Cm Ca C B D A * * 5.1 设计过程 5.2 设计原理 5.3 启发规则 5.4 描绘软件结构的图形工具 5.5 面向数据流的设计方法 5.6 小结 划分出组成系统的物理元素----程序、文件、数据库、人工过程和文档等。 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。 5.1 设计过程 5.2 设计原理 5.3 启发规则 5.4 描绘软件结构的图形工具 5.5 面向数据流的设计方法 5.6 小结 结构设计：确定软件结构。 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。 设想供选择的方案 选 取 合理的方案 推荐最佳方案 功能分解 设计软件结构 数据库设 计 制订测试计划 书写文档 数据流图 系统流程图 组成系统的物理元素清单 成本/效益分析 实现系统的进度计划 系统说明 用户手册 测试计划 详细的实现计划 数据库设计结果 审查和 复审 5.1 设计过程 5.2 设计原理 5.3 启发规则 5.4 描绘软件结构的图形工具 5.5 面向数据流的设计方法 5.6 小结