软件工程_第七章_面向数据流的设计方法.pdfVIP

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

第七章面向数据流的设计方法

面向数据流的设计方法，即通常所说的结构设计法（简称SD方法），是根据需求阶段对

数据流的分析（一般用数据流图和数据字典表示）设计软件结构。数据流图主要描绘信息在系

统内部加工和流动的情况，面向数据流的设计方法根据数据流图的特性定义两种“映射”，这

两种映射能机械地将数据流图转换为程序结构。该方法的目标是为软件结构设计提供一个系统

化的途径，使设计人员对软件有一个整体的认识。本章所述技术用于软件的概要设计描述，包

括模块、界面和数据结构的定义，这是所有后续开发工作的基础。每种软件设计方法都有长处

和不足，先用哪种方法首先应考虑它适用的范围。任何软件系统都可以用数据流图表示，理论

上，面向数据流的设计方法可用于任一种软件系统的开发。然而，该方法对那些顺序处理信息

且不含层次数据结构的系统最为有效，例如过程控制、复杂的数值分析过程、以及科学与工程

方面的应用，等等。当SD方法用于完全的数据处理时，即使系统中作用层次数据也同样行之

有效。

从系统设计的角度出发，软件设计方法可以分为三大类。第一类是根据系统的数据流进行

设计，称为面向数据流的设计或者过程驱动的设计，以结构化设计方法为代表。第二类是根据

系统的数据结构进行设计，称为面向数据结构的设计或者数据驱动的设计，以LCP(程序逻辑

构造)方法、Jackson系统开发方法和数据结构化系统开发（DSSD）方法为代表。第三类设

计方法即面向对象的设计。

第一节基本概念和设计过程

面向数据流设计方法是基于模块化、自顶向下细化、结构化程序设计等程序设计技术基础

上发展起来的。该方法实施的要点是：①建立数据流的类型。②指明流的边界。③将数据流

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

图映射到程序结构。④用“因子化”方法定义控制的层次结构。⑤用设计测量和一些启发式

规则对结构进行细化。

一、在系统结构图（SC）中的模块

在系统结构图中不能再分解的底层模块为原子模块。如果一个软件系统的全部实际加工

（数据计算或处理）都由底层的原子模块来完成，而其他所有非原子模块仅仅执行控制或协调

功能，这样的系统就是完全因子分解的系统。如果系统结构图是完全因子分解的，就是最好

的系统。一般地，在系统结构图中有4种类型的模块（如图7-1-1）：

图7-1-1系统结构图的四种模块类型

·传入模块：从下属模块取得数据，经过某些处理，再将其传送给上级模块。

·传出模块：从上级模块获得数据，进行某些处理，再将其传送给下属模块。

·变换模块：即加工模块。它从上级模块取得数据，进行特定的处理，转换成其他形式，

再传送回上级模块。大多数计算模块（原子模块）属于这一类。

·协调模块：对所有下属模块进行协调和管理的模块。在系统的输入／输出部分或数据

加工部分可以找到这样的模块。在一个好的系统结构图中，协调模块应在较高层出现。

在实际系统中，有些模块属于上述某一类型，还有一些模块是上述各种类型的组合。

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

二、结构化设计的步骤

SD方法能方便地将数据流图转换为软件结构，其过程分为五步：

（1）确定信息流的类型；

（2）划定流界；

（3）将数据流图映射为程序结构；

（4）提取层次控制结构；

（5）通过设计复审和使用启发式策略进一步精化所得到的结构。

第三步所用映射方法涉及信息流的类型。信息流分为变换流和事务流两种类型。

①变换流。在基本系统模型（即顶级数据流图）中信息通常以“外部世界”所具有的形式

进入系统，经过处理后又以这种形式离开系统，如图7-1-2所示。输入信息流沿传入路径进

入系统，同时由外部形式变换为内部形式，经系统变换中心加工、处理，作为输出信息流又沿

传出路径离开系统，并还原为外部形式。如果数据流图所描述的信息流具有上述特征，则称作

变换流。