软件工程（第2版）－齐治昌-课件SE.T11.pptVIP

国防科技大学计算机学院   软件工程 Software Engineering 国防科技大学计算机学院 2004.07 第十一章 面向数据的设计方法  讨论信息处理系统的信息结构(称为数据结构)与算法的效率和复杂性的关系，以及与软件结构和软件处理过程的关系。 面向数据的设计方法的基本特点是以数据结构作为软件设计的基础。 11.1 面向数据设计 在诸多应用领域中，信息有清晰的层次结构，输入数据、存储信息(即数据库)及输出数据都有各自的组织形式。 一般说来，重复出现的数据用循环控制结构的程序处理，选择出现的数据用分支控制结构的程序处理。 可以根据数据的组织形式确定使用和处理这些数据的程序的组织形式。 面向数据的设计就是根据数据结构的表示获取软件表示。 重点讨论 Jackson系统开发，JSD 基于结构化数据的系统开发，DSSD 目标和任务 面向数据的软件设计方法的目标是产生软件的过程性描述，而对程序的模块化结构不予特殊考虑。 一般都包括下列任务： (1)确定数据结构特征； (2)用顺序、选择和重复三种基本形式表示数据； (3)把数据结构表示映射为软件的控制结构； (4)用与具体方法配套的设计指南进一步精化控制结构； (5)开发软件的过程性描述。 11.2 Jackson系统开发方法 JSD方法的步骤： (1)标识实体与动作 (2)生成实体结构图 (3)初建系统模型 (4)扩充功能性过程 (5)系统定时 (6)实现 前三个步骤主要在需求分析阶段完成，后三步是软件设计的任务。 11.2.1 JSD分析技术回顾 7.2.1节大学校园直达交通车系统USS为例进行的需求分析； 初建系统模型后，得到USS的系统规格说明图； 将实体结构图与初建系统模型(系统规格说明图)综合起来，可导出目标软件系统中每个过程内部细节的结构正文表示； 上述结构正文亦可对应地用Jackson结构图表示。 11.2.2 扩充功能性过程 这一步骤以初建系统模型为基础，通过数据流和状态向量两种方式将新定义的功能性过程与原有的模型过程联系起来。 JSD方法具体考虑二类功能： (1)信息型功能 (2)交互型功能 示例：嵌入新功能后的SSD 示例：button 2的结构图 示例：扩充功能1和2后的SSD 11.2.3 施加时间约束 经过前几个步骤，获得一个由若干顺序过程组成的系统，它们通过数据流或状态向量进行通信，但对这些处理过程的执行速度尚未考虑。 这里主要讨论实现时必须满足的各种时间限制。 对于输出流定义输出速度和更新频率，对于输入流，要求输入子系统保证及时收集所有输入信息并保持它们的到达顺序不变。 示例 在USS实例中，关于时间方面的约束包括： (1)停车命令允许的最大延迟时间，这与交通车的行进速度和制动装置有关; (2)开、关发光板命令的响应时间。 目前在JSD方法中，时间约束的描述仍采用非形式化的方式，一种解决办法是引入时间标志流(Time Marker Stream)作为模型过程的输入，时间标志流需由特定的时钟过程产生。 11.2.4 实现与JSP技术 实现是JSD方法的最后一个步骤，它将系统功能说明适配到给定的软、硬件环境上，使其能高效运行并满足性能方面的约束。 这一步骤主要考虑：过程在多处理机上的调度、根据SSD和Jackson结构图进行过程变换、过程状态向量的存储和访问以及借助JSP技术描述功能性过程。 本节及下节仅讨论最后一个问题。 JSP技术 JSP技术是一种详细设计技术，它由问题固有的数据结构导出过程的内部结构。 所用的基本工具称为数据结构图，是Jackson结构图的变种，专门用于描述数据元素之间的逻辑关系。 示例：图11.5 示例：简化的信用卡付帐系统 示例:系统输出报表及对应的数据结构图 11.2.5 产生过程表示 JSP方法通过综合、对照过程的输入/输出数据结构的层次关系导出对应的过程性表示(即程序)，具体步骤如下： (1)找出输入数据结构与输出数据结构中有对应关系的数据元素，即有直接因果关系者，它们在程序中可一并处理。 (2)依据下述三条规则从数据结构图导出Jackson结构图。 ①Jackson结构图为有对应关系的每对数据元素画一个处理框，该框所处层次取这两个数据元素在各自数据结构图中层次较低者。 ②参照输入数据结构图中剩余的每个数据元素所处层次，在Jackson结构图的相应层次上画一个处理框。 ③参照输出数据结构图中剩余的每个数据元素所处层次，在Jackson结构图的相应层次上画一个处理框。 产生过程表示（续） (3)列出所有操作和条件(包括分枝和循环条件)，并把它们分配到Jackson结构图中。 (4)根据Jackson结构图，产生结构正文描述。 若考虑多个数