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软件工程 第七讲 结构化概要设计 朱建凯 本次课程需要掌握的内容 什么是软件设计？软件设计要达到的目标（重要） 总体设计阶段的任务（了解） 数据流图的分类（重要） 内聚和耦合的种类（非常重要） 基于数据流图的程序设计方法（了解） 总体设计阶段的任务： 1、划分出组成系统的物理元素——程序、文件、数据库、人工过程和文档等等，但是每个物理元素仍然处于黑盒子级，这些黑盒子里的具体内容将在以后仔细设计。 2、设计软件的结构，也就是要确定系统中每个程序是由哪些模块组成的，以及这些模块相互间的关系。 设计过程 总体设计过程通常由两个主要阶段组成： 系统设计阶段，确定系统的具体实现方案； 结构设计阶段，确定软件结构。 1. 设想供选择的方案 在总体设计阶段分析员应该考虑各种可能的实现方案，并且力求从中选出最佳方案。 2. 选取合理的方案 应该从前一步得到的一系列供选择的方案中选取若干个合理的方案，通常至少选取低成本、中等成本和高成本的三种方案。 对每个合理的方案分析员都应该准备下列4份资料： (1) 系统流程图； (2) 组成系统的物理元素清单； (3) 成本/效益分析； (4) 实现这个系统的进度计划。 3. 推荐最佳方案 分析员应该综合分析对比各种合理方案的利弊，推荐一个最佳的方案，并且为推荐的方案制定详细的实现计划。 通过内部评审，且使用部门的负责人也接受了分析员所推荐的方案之后，进入总体设计过程的下一个重要阶段——结构设计。 4. 功能分解 结合算法描述仔细分析数据流图中的每个处理，如果一个处理的功能过分复杂，必须把它的功能适当地分解成一系列比较简单的功能。 5. 设计软件结构 通常程序中的一个模块完成一个适当的子功能。把模块组织成良好的层次系统，顶层模块调用它的下层模块以实现程序的完整功能，每个下层模块再调用更下层的模块，从而完成程序的一个子功能，最下层的模块完成最具体的功能。 6. 设计数据库 对于需要使用数据库的那些应用系统，软件工程师应该在需求分析阶段所确定的系统数据需求的基础上，进一步设计数据库。 7. 制定测试计划 在软件开发的早期阶段考虑测试问题，能促使软件设计人员在设计时注意提高软件的可测试性。 8. 书写文档 应该用正式的文档记录总体设计的结果，在这个阶段应该完成的文档通常有下述几种： (1) 系统说明主要内容包括用系统流程图描绘的系统构成方案，组成系统的物理元素清单，成本/效益分析；对最佳方案的概括描述，精化的数据流图，用层次图或结构图描绘的软件结构，用IPO图或其他工具(例如，PDL语言)简要描述的各个模块的算法，模块间的接口关系，以及需求、功能和模块三者之间的交叉参照关系等等。 (2) 用户手册根据总体设计阶段的结果，修改更正在需求分析阶段产生的初步的用户手册。 (3) 测试计划包括测试策略，测试方案，预期的测试结果，测试进度计划等等。 (4) 详细的实现计划 (5) 数据库设计结果 9. 审查和复审 最后应该对总体设计的结果进行严格的技术审查，在技术审查通过之后再由使用部门的负责人从管理角度进行复审。 最后生成HIPO图 和H图中每个方框相对应，应该有一张IPO图描绘这个方框代表的模块的处理过程。HIPO图中的每张IPO图内都应该明显地标出它所描绘的模块在H图中的编号，以便追踪了解这个模块在软件结构中的位置。 带编号的层次图(H图) 3）模块独立 模块独立的概念是模块化、抽象、信息隐藏和局部化概念的直接结果。 开发具有独立功能而且和其他模块之间没有过多的相互作用的模块，就可以做到模块独立。换句话说，希望这样设计软件结构，使得每个模块完成一个相对独立的特定子功能，并且和其他模块之间的关系很简单。 模块独立性重要性： 第一，有效的模块化(即具有独立的模块)的软件比较容易开发出来。这是由于能够分割功能而且接口可以简化，当许多人分工合作开发同一个软件时，这个优点尤其重要。 第二，独立的模块比较容易测试和维护。这是因为相对说来，修改设计和程序需要的工作量比较小，错误传播范围小，需要扩充功能时能够“插入”模块。 模块的作用域和控制域 阅读与思考 张海藩软件工程，第5章 信息隐藏的意义？ 模块化的粒度为什么不是越大或者越小越好？ 变换模块 计算mpg 计算mph 计算里程 计算加/减速 ?、变换部分的精化 ?首先，应该了解：对于变换部分的求精，是一项具有挑战性的工作。其中主要是根据设计准则，并要通过实践，不断地总结经验，才能设计出合理的模块结构。 ?就给定的数字仪表板系统而言，如果把“确定加/减速”的模块放在“计算速度mph”模块下面，则可以减少模块之间的关联，提高模块的独立性。 通