軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計培訓(xùn)講學(xué)

軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計1.層次圖(H圖)

表示軟件的層次結(jié)構(gòu)。正文加工系統(tǒng)輸入輸出編輯加標(biāo)題存儲檢索編目錄添加刪除插入修改合并列表帶編號的層次圖(H圖)

正文加工系統(tǒng)輸入1.0輸出2.0編輯3.0加標(biāo)題

4.0存儲5.0檢索6.0編目錄

7.0添加3.1刪除3.2插入3.3修改3.4合并3.5列表3.6“圖書管理系統(tǒng)”軟件層次圖例子：酒店管理信息系統(tǒng)功能層次圖HMIS收銀管理子系統(tǒng)客房管理子系統(tǒng)餐飲管理子系統(tǒng)客人登記預(yù)定登記客房處理歷史記錄客房查詢預(yù)定查詢餐桌安排菜單作業(yè)營業(yè)結(jié)帳匯總打印各類查詢初始設(shè)置客帳處理退房處理夜審處理客帳查詢報表打印大型零售商場管理信息系統(tǒng)功能層次圖TMMIS系統(tǒng)維護(hù)POS系統(tǒng)零售實時系統(tǒng)商品進(jìn)貨管理商品批發(fā)管理商品庫存管理商品及商品帳管理顧客管理連鎖店管理財務(wù)管理人事工資管理計劃統(tǒng)計管理經(jīng)理查詢2.HIPO圖IBM公司發(fā)明的HIPO圖：層次圖

+

輸入/處理/輸出圖

(H圖)(IPO圖)(HierachyInputProcessOutput)H圖中每一方框(模塊)均有一張IPO圖對應(yīng)。

航線調(diào)度系統(tǒng)HIPO圖舉例

H圖:命令監(jiān)控器1.0取得輸入1.1輸入確認(rèn)

1.2請求確認(rèn)1.3更新處理

1.4傳統(tǒng)的IPO圖舉例輸入處理輸出讀口令請求口令文件1取得輸入2口令確認(rèn)3請求確認(rèn)請求記錄權(quán)限文件4更新處理權(quán)限記錄狀態(tài)報告響應(yīng)命令監(jiān)控器(1.0)的IPO圖改進(jìn)的IPO圖格式IPO圖系統(tǒng)：模塊：編號：作者：日期：被調(diào)用：調(diào)用：輸出：輸入：輸入：局部數(shù)據(jù)元素：注釋：3.結(jié)構(gòu)圖(SCStructureChart)

是SD方法在概要設(shè)計中的主要表達(dá)工具。約定：編輯學(xué)生記錄讀學(xué)生記錄學(xué)生數(shù)據(jù)無此學(xué)生學(xué)號不加區(qū)分的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信息控制信息SC中的四種模塊傳入模塊(a)(b)AA傳出模塊BB變換模塊(c)CD協(xié)調(diào)模塊E(d)EFFSC中的調(diào)用

（1）選擇調(diào)用ACBDA根據(jù)內(nèi)部判斷決定是否調(diào)用BA按另一判定結(jié)果選擇調(diào)用C或D（2）循環(huán)調(diào)用ABCA根據(jù)內(nèi)在的循環(huán)重復(fù)調(diào)用B、C等模塊結(jié)構(gòu)圖(SC)舉例

醫(yī)院管理系統(tǒng)門診管理藥房管理藥庫管理病房管理財務(wù)管理處方掛號處理掛號費總計掛號單掛號費總計出庫處理進(jìn)藥管理病歷管理處方管理常規(guī)處理6.5.2面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法

(結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法SD)

面向數(shù)據(jù)流設(shè)計方法的基本概念

SD以數(shù)據(jù)流圖為基礎(chǔ)，它定義了把DFD變換成軟件結(jié)構(gòu)的不同映射方法。映射DFD(問題結(jié)構(gòu))軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(程序結(jié)構(gòu))系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征的兩種典型形式：變換型結(jié)構(gòu)事務(wù)型結(jié)構(gòu)對應(yīng)于數(shù)據(jù)流圖可分為兩種類型：

變換型數(shù)據(jù)流事務(wù)型數(shù)據(jù)流變換中心輸入輸出變換型結(jié)構(gòu)事務(wù)中心接受路徑動作路徑基本類型特征事務(wù)型結(jié)構(gòu)由輸入、變換中心和輸出三部分組成具有在多種事務(wù)中選擇執(zhí)行某類事物的能力

大型系統(tǒng)DFD中,變換型和事務(wù)型結(jié)構(gòu)往往共存:T事務(wù)中心傳入變換傳出變換型數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)事務(wù)型數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)傳入變換傳出變換中心傳入部分傳出部分事務(wù)分析事務(wù)中心動作

1動作

2動作

3接受接受部分變換型數(shù)據(jù)流舉例輸入信息物理輸入格式檢查處理顯示正確信息結(jié)果物理輸出數(shù)據(jù)變換中心邏輯輸入邏輯輸出傳入部分傳出部分特點：具有明確的傳入、變換(或稱主加工)和傳出界面的DFD變換流示意圖信息時間信息流輸入流輸出流交換流外部表示內(nèi)部表示事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖舉例IMLNOABCDFEGH要求類型處理有效圖書管理要求當(dāng)前日期2.1新書入庫2.2借入庫單罰款單事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖舉例借書2.3注銷圖書2.5借書2.4目錄文件借書單書單注銷單設(shè)計步驟(1)精化DFD(2)確定DFD類型(3)把DFD映射到系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計出模塊結(jié)構(gòu)的上層(4)基于DFD逐步分解高層模塊設(shè)計出下層模塊(5)根據(jù)模塊獨立性原理，精化模塊結(jié)構(gòu)(6)模塊接口描述設(shè)計過程精化數(shù)據(jù)流圖區(qū)分事務(wù)中心和數(shù)據(jù)接收路徑映射成變換結(jié)構(gòu)流類型區(qū)分輸入和輸出分支映射成事務(wù)結(jié)構(gòu)用啟發(fā)式設(shè)計規(guī)則精化軟件結(jié)構(gòu)導(dǎo)出接口描述和全程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)查詳細(xì)設(shè)計“事務(wù)”“變換”事務(wù)分析變換分析兩種映射過渡方法變換型DFD事務(wù)型DFD初始SC初始SC變換分析事務(wù)分析變換型數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)傳入變換傳出變換中心傳入部分傳出部分初始的SC由變換分析產(chǎn)生主模塊輸入模塊主加工模塊輸出模塊事務(wù)型數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)事務(wù)分析事務(wù)中心動作

1動作

2動作

3接受接受部分事務(wù)控制模塊接受模塊動作發(fā)送模塊動作1模塊動作2模塊動作3模塊由事務(wù)分析產(chǎn)生1.變換分析設(shè)計方法步驟：(1)區(qū)分傳入、變換中心、傳出部分，在DFD

上標(biāo)明分界線;步驟（續(xù)）(2)第一級分解(建立初始SC框架)

設(shè)計頂層和第一層模塊;例子圖上部步驟（續(xù)）(3)第二級分解(分解SC各分支)

自頂向下分解，設(shè)計出每個分支的中、下層模塊。例子圖下部BCADEQPRWUVabcedrpuwv變換中心傳入部分傳出部分第一級分解的方法MCMTMAME第一級分解后的SCMCMTMAME第一層頂層c,ec,eu,wu,w傳入模塊傳出模塊中心變換模塊傳入分支的分解

(1)MACBAbacEDdec,e傳入分支的分解

(2)MAGetCbacRead

Ddec,eB

to

CbcdeabGetEGetBD

to

EAtoBReadA傳出分支的分解

MEWriteVuuw,uvvPutUUtoVWriteWwWvMEUwuw,uV(1)(2)中心加工分支的分解MTPQRec,pru,wpr第一級分解后的SC(另一種畫法)MCMA1ceu,wc,pQPReprrw,uw傳入分支模塊中心加工分支模塊傳出分支模塊MA2ME1ME2

任何情況下都可使用變換分析方法設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)，但如數(shù)據(jù)流具有明顯的事務(wù)特點時(有一個明顯的事務(wù)中心),以采用事務(wù)分析方法為宜。2.事務(wù)分析設(shè)計方法步驟：(1)在DFD上確定事務(wù)中心、接收部分和發(fā)送部分;(2)畫出SC框架，把DFD上的三部分分別映射為事務(wù)控制模塊、接收模塊和動作發(fā)送模塊;(3)分解細(xì)化接收分支和發(fā)送分支，完成初始SC。事務(wù)控制模塊接受模塊動作發(fā)送模塊動作1模塊動作2模塊動作3模塊由事務(wù)分析產(chǎn)生事務(wù)分析的映射方法總控調(diào)度C路徑B路徑A路徑A路徑B路徑C路徑接收路徑事務(wù)流設(shè)計舉例IMLNABCDFEG事務(wù)中心事務(wù)流設(shè)計舉例(另一種畫法)

取A

總控ALMNGDBCFE動作1動作n….細(xì)節(jié)模塊1細(xì)節(jié)模塊2….（操作模塊）（細(xì)節(jié)模塊）動作分支的典型結(jié)構(gòu)PT

2T

1T

iA

2D2A

1D

1A

3A

jD

k事務(wù)層操作層細(xì)節(jié)層處理層主模塊事務(wù)加工模塊操作模塊細(xì)節(jié)模塊3.混合流設(shè)計

舉例T事務(wù)中心傳入變換傳出接收部分發(fā)送部分ABT1變換中心傳入傳出T2T3abb1b2b3c1c2c3degfjＬm事務(wù)流子系統(tǒng)BCCDDEEHHKFJKLLMh混合流設(shè)計舉例k混合流設(shè)計舉例輸入DXX系統(tǒng)變換控制輸出K輸入Cdc輸出LCDDEFJEHHKKLcddkkkLL輸出MLMmmL事務(wù)子系統(tǒng)4.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

將初始SC根據(jù)模塊獨立性原則進(jìn)行精化,對模塊進(jìn)行合并、分解修改、調(diào)整，得到高內(nèi)聚、低耦合模塊，以及易于實現(xiàn)、易于測試和易于維護(hù)的軟件結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生設(shè)計文檔的最終SC。改進(jìn)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計的指導(dǎo)原則

(軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計的啟發(fā)式規(guī)則)(1)模塊功能的完善化(2)消除重復(fù)功能(3)將模塊的影響限制在模塊的控制范圍內(nèi)(4)深度、寬度、扇出和扇入適中(5)模塊大小適中(6)降低模塊接口的復(fù)雜性(7)模塊功能可預(yù)測(8)避免模塊的病態(tài)連接(9)根據(jù)設(shè)計約束和可移植性要對軟件打包(1)模塊功能的完善化完整的模塊應(yīng)包括三部分：1)執(zhí)行規(guī)定功能部分2)出錯處理部分3)需返回給調(diào)用者數(shù)據(jù)時，返回是否正確結(jié)束標(biāo)志。(2)消除重復(fù)功能Q1CQ2CQ1Q2C改進(jìn)前Q1、Q2功能相似XYQ’XYXY重復(fù)部分改進(jìn)方法1：將Q1、Q2合并為Q’不可取改進(jìn)方法2：將Q1、Q2的公共部分分離出來CHDEGXF(3)將模塊的影響限制在模塊的控制范圍內(nèi)AILJKB模塊C的控制范圍:C、D、E、F、G、H如果模塊C作出的決策影響了模塊L，L超出了C的控制范圍(4)減少模塊高扇出，爭取模塊高扇入高扇出的模塊結(jié)構(gòu)舉例：編外人員工資取得工資數(shù)據(jù)計時制工資額薪金制工資額編外人員稅款編外人員扣款常規(guī)扣款稅收扣款計算實發(fā)工資避免平鋪結(jié)構(gòu)增加中間層降低扇出編外人員工資取得工資數(shù)據(jù)計時制工資額薪金制工資額編外人員稅款編外人員扣款常規(guī)扣款稅收扣款計算實發(fā)工資計時工人實發(fā)工資計薪工人實發(fā)工資編外人員實發(fā)工資(5)模塊大小適中

模塊過大：可理解程度下降。模塊過?。洪_銷大于有效操作系統(tǒng)接口復(fù)雜。(6)降低模塊接口的復(fù)雜性

接口傳遞信息應(yīng)簡單且和模塊功能一致。(7)模塊功能可預(yù)測

模塊看成黑盒子，相同輸入產(chǎn)生相同輸出，其功能為可預(yù)測的。模塊帶有內(nèi)部狀態(tài)其功能可能是不可預(yù)測的。難理解、難測