软件工程 （第二版）第8章结构化方法.ppt

第8章 结构化方法 8.1 概述 1. 结构化方法 结构化方法是指根据某种原理，使用一定的工具，按照特定步骤工作的软件开发方法。它遵循的原理是自顶向下、逐步求精，使用的工具有数据流图(DFD)、数据字典、判定表、判定树和结构化语言等。 结构化方法是从分析、设计到实现都使用结构化思想的软件开发方法，实际上它由三部分组成：结构化分析(Structured Analysis，简称SA)，结构化设计(Structured Design ，简称SD)和结构化程序设计(Structured Pergramming, 简称SP)。 2. 发展历程 在结构化方法的发展历程上，它是随着SP方法的提出、SD方法的出现直至SA方法提出才逐渐形成的。 1) 结构化程序设计 首先出现的是SP，它是20世纪60年代末首先由Dijkstra提出的，旨在控制程序编制中的复杂性问题。SP被称为软件发展中的第三个里程碑，Dijkstra提出“GOTO语句可以从高级语言中取消”，1969年Bohm和Jacopini首次证明了只要三种控制结构(顺序、选择、重复)就能表达用一个入口和一个出口的流程图所能表达的任何程序逻辑。他们的工作为结构程序设计提供了理论基础，验证该方法的最著名的例子是纽约时报的信息库管理系统。在当时该系统共有83 000行高级语言代码，只花了11人年，在22个月内就完成了这一复杂的软件系统，按时交付使用。使用证明，该系统是高度可靠的。结构化程序设计的基本要点已在3.5.2节介绍了。 2) 结构化设计 20世纪70年代中期L.L.Constantine和E.Yourdon提出和倡导了结构化设计。在SP取得重大成功的影响下，Yourdon等人把结构化和逐步求精的思想由编码阶段应用推广到设计阶段，后来又扩充到分析阶段，形成了包括SD和SA在内的基于数据流的系统设计方法。SD的目标在于控制系统体系结构一级的复杂性，实施原则是基于功能分解，验证技术是人工复审测试。 3) 结构化分析 20世纪70年代末期，由Demarco等人提出了SA方法。该方法旨在减少分析活动中的错误，产生系统的逻辑模型，其分析的对象是结构化的功能说明；它实施的原则是面向数据流，基于功能分解，靠人工复审测试进行验证。 3. 基本思想 结构化方法总的指导思想是自顶向下，逐步求精, 它的两个基本原则是抽象与分解。 4. 特点 结构化方法具有以下特点： (1)它是使用最早的开发方法，使用时间也最长。 (2)它应用最广，特别适合于数据处理。 (3)相应的支持工具多，发展较为成熟。 5. 优点 结构化方法一经问世，就显示出了它的以下几大优点： (1) 简单、实用。 (2) 适合于瀑布模型，易为开发者掌握。 (3) 成功率较高，据美国1000家公司统计，该方法的成功率高达90.2％，名列第二，仅次于面向对象的方法。 (4) 特别适合于数据处理领域中的应用，对其他领域的应用也基本适用。 6. 存在问题 结构化方法存在以下一些问题： (1) 对于规模大的项目，特别复杂的应用不太适应。 (2) 难于解决软件重用的问题。 (3) 难于适应需求的变化。 (4) 难于彻底解决维护问题。 8.2 结构化分析 8.2.1 自顶向下逐层分解的分析策略 面对一个复杂的问题，分析人员不可能一开始就考虑到问题的所有方面以及全部的细节，采取的策略往往是分解，把一个复杂的问题划分成若干小问题，然后再分别解决，将问题的复杂性降低到人可以掌握的程度。分解可分层进行，先考虑问题最本质的方面，忽略细节，形成问题的高层概念，然后再逐层添加细节，即在分层过程中采用不同程度的“抽象”级别，最高层的问题最抽象，而低层的较为具体。图8.1是自顶向下逐层分解的示意图。 顶层的系统X很复杂，可以把它分解为0层的1, 2, 3三个子系统，若0层的子系统仍很复杂，再分解为下一层的子系统1.1, 1.2, 1.3和3.1, 3.2, 3.3 ……直到子系统都能被清楚的理解为止。 图8.1的顶层抽象地描述了整个系统，底层具体地画出了系统的每一个细节，而中间层是从抽象到具体的逐步过渡，这种层次分解使分析人员分析问题时不至于一下子陷入细节，而是逐步地去了解更多的细节，如在顶层，只考虑系统外部的输入和输出，其他各层反映系统内部情况。 依照这个策略，对于任何复杂的系统，分析工作都可以有计划、有步骤及有条不紊地进行。 8.2.2 描述工具 SA方法利用图形等半形式化的描述方式表达需求，简明易懂，用它们形成需求说明书中的主要部分。这些描述工具有以下几种： (1) 数据流图。数据流图描述系