软件工程课件第五章总体设计.ppt

1 分析 问题定义 可行性研究 需求分析问题定义 我 用户 要一辆代步工具 你 开发人员 能给我设计出来吗 可行性研究 你 用户 这个问题 我们 开发人员 能给设计 你是要 1 速度快 慢 2 密闭 非密闭 3 木质 钢铁 4 人力 他力 机械力需求分析 你 要一辆自动挡的带敞篷的小轿车 1 普通自动档汽车的功能它得有 2 能打开 合上敞篷 2 设计阶段 第5章 总体设计 5 1设计过程 5 2设计原理 5 3启发规则 5 4描绘软件结构的图形工具 5 5面向数据流的设计方法 主要内容 5 1设计过程 主要任务 1 设计方案 1 3 制定最佳方案的详细实现计划 可行性研究 草拟开发计划 2 设计软件体系结构 4 5 确定软件系统中的每个程序是由哪些模块组成的 以及这些模块之间的关系 5 1设计过程 1 设想供选择的方案 2 选择合理的方案对每个合理的方案要提供 详细的实现计划 A 系统流程图B 组成系统的物理元素清单C 成本 效益分析D 实现这个系统的进度计划 3 推荐最佳方案4 功能分解 组成系统的所有程序和文件 数据库 5 设计软件结构 1 层次图或结构图5 4节 2 面向数据流的设计方法5 5节 6 数据库设计 7 制定测试计划8 书写文档A 系统说明B 用户手册C 测试计划D 详细的实现计划E 数据库设计结果9 审查和复审 5 2设计原理 把复杂的问题分解成许多容易解决的小问题 5 2 1模块化 模块 由边界元素限定的相邻程序元素 接口 实现 5 2 2抽象 听得多 用的多 但意思表达不出来 5 2 3逐步求精 为了能集中精力解决问题而尽量推迟对问题细节的考虑 1 魔法数字7 2的存在 2 把一个时期内必须解决的问题按优先级进行排序 5 2 4信息隐藏和局部化隐藏 不需要访问我 模块内的各种信息 的就找不到我 局部化 把密切相关的软件元素物理的放的很近 5 2设计原理 5 2 5模块独立使得每个模块完成一个相对独立的子功能 且和其他模块之间的关系很简单 1 独立的模块易于开发 功能清晰且接口简单 2 独立的模块易于测试和维护 一 耦合 耦合 指软件结构内不同模块彼此之间相互依赖的紧密程度 模块独立程度由两个定性标准度量 耦合与内聚 低耦合高内聚 耦合的强弱所依赖的因素 1 一个模块对另一个模块的引用2 一个模块向另一个模块传递的数据量3 一个模块施加到另一个模块的控制的数量4 模块之间接口的复杂程度 耦合的类型 由强到弱 1 内容耦合 一个模块直接修改或操作另一个模块的数据 2 公共环境耦合 两个以上的模块共同引用一个全局数据项 3 控制耦合 一个模块向另一模块传递一个控制信号 接受信号的模块将依据该信号值进行必要的活动 4 数据耦合 模块间通过参数传递基本类型的数据 图中存在公用耦合 假设模块A C E都存取全程数据区 如公用一个磁盘文件 中的一个数据项 如果A模块读取该项数据 然后调用C模块对该项重新计算 并进行数据更新 4 内容耦合一个模块与另一个模块的内容直接发生联系 内容耦合对维护会带来严重的困难 程序中如果一个模块直接把程序转移到另一个模块中 或一个模块使用另一个模块内部的数据 都会产生内容耦合 内容耦合是最高程度的耦合 应该避免采用 建议 尽量使用数据耦合 少用控制耦合 限制公用耦合 完全不用内容偶合 二 内聚 内聚 一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度 常见的内聚有七类 内聚分类 由低到高 1 偶然内聚 一个模块之内各成分之间没有任何关系 2 逻辑内聚 几个逻辑上相关的功能放在同一模块中 3 时间内聚 一个模块完成的功能必须在同一时间内完成 而这些功能只是因为时间因素关联在一起 4 过程内聚 处理成分必须以特定的次序执行 5 通信内聚 各成分都操作在同一数据集或生成同一数据集 6 顺序内聚 各成分与一个功能相关 且一个成分的输出作为另一成分的输入 7 功能内聚 模块的所有成分对完成单一功能是最基本的 且该模块对完成这一功能而言是充分必要的 模块A的处理单元将根据同一个数据文件FILE的数据产生不同的表格 因此它存在通信内聚 完成各种初始化工作的模块 或者处理故障的模块都存在时间内聚 如图 在 紧急故障处理模块 中 关闭文件 报警 保留现场 等任务都必须无中断地同时处理 如图 A B C模块合并成ABC模块之后 ABC模块就是逻辑内聚模块 对逻辑内聚模块的调用 常常需要有一个功能开关 由上层调用模块向它发出一个控制信号 在多个关联性功能中选择执行某一个功能 这种内聚较差 增加了模块之间的联系 不易修改 偶然内聚是最差的一种内聚 常犯这种错误的一种情况是 有时在写完程序后 发现一组语句在多处出现 于是为了节省空间而将这些语句作为一个模块设计 就出现偶然内聚 如图 模块A B C出现公共代码段W 于是将W独立成一个模块 而W中这些语句并没有任何联系 如果在测试中发现模块A不需要做 X Y Z 而应该做 X Y Z 此时对W的维护就很困难了 软件设计中应该 力求做到高内聚 尽量少用中内聚 不用低内聚 5 3启发式规则 1 改进软件结构提高模块独立性2 模块规模应该适中 3 深度 宽度 扇出和扇入都应适当深度 软件结构中控制的层数 宽度 软件结构内同一个层次上的模块总数的最大值 扇出 一个模块直接控制 调用 其它模块的数目 扇入 一个模块被其它模块调用的数目 对扇出 扇入过大的改进 4 模块的作用域应该在控制域之内 作用域 受该模块内一个判定影响的所有模块的集合 控制域 模块本身以及所有从属于它的模块的集合 如 QUAD ROOT TBL X 求一元二次方程的根的模块 其中TBL X都为数组 分别代表方程的系数和方程的根 应该使接口更简单 如 QUAD ROOT A B C ROOT1 ROOT2 A B C是方程的系数 ROOT1 ROOT2是方程的根 5 力争降低模块接口的复杂度 6 设计单入口 单出口的模块 7 模块功能应该可以预测 5 4图形工具5 4 1层次图和HIPO图 HIPO图是 层次图 输入 处理 输出图 5 4 2结构图 5 5面向数据流的设计方法 面向数据流设计 DFOD 是与数据流分析 DFA 对应的结构化软件设计技术 面向数据流的设计将得到以数据流图为基础的软件模块结构图 数据流可以分为两种类型 1 变换型数据流2 事务型数据流 5 5 1变换流与事务流 一 变换流具有较明确的输入 变换 或称主加工 和输出界面的数据流图称为变换型数据流图 如图所示 该变换中心可以理解为数据的加工和处理程序 事务型数据流图中存在一个事务中心 也就是数据处理 加工中心 它将输入分离成若干个发散的数据流 形成许多活动路径 并根据输入值选择其中一条路径 二 事务流 通常 一个实际系统的数据流图是变换型和事务型两种类型的混合体 如图所示 中间的子块属事务型数据流 如果把中间子块视为一个处理整体的话 整个程序属变换型程序 面向数据流设计软件结构的基本步骤有七步 1 复审并精化数据流图 2 确定数据处理流图的类型 3 确定变换中心或事务中心 5 5 2面向数据流设计的步骤 4 将数据流图映射成软件模块结构图 设计出该数据流图对应的第一层模块结构 5 基于数据流图逐步分解 设计下层模块 6 运用模块设计和优化准则优化软件结构 7 描述模块的接口 变换设计就是从变换型数据流图映射出软件模块结构的过程 也称以变换为中心的设计 5 5 3变换设计 变换设计的基本方法有两步 1 分解第一层模块结构就是把整个变换分解成输入控制模块Ci 输出控制模块Co和变换中心控制模块Ct 由主控模块控制 2 分别设计输入 输出和处理的下层模块结构方法是 从变换中心边界向两侧移动 分别把输入通路和输出通路的每个处理映射成输入控制模块Ci和输出控制模块Co的下属模块 变换中心的下层模块 是把每个处理映射成变换中心控制模块Ct的一个直接下属模块 事务设计就是从事务型数据流图映射出软件模块结构的过程 也称为以事务为中心的设计 5 5 4事务设计 事务设计的基本方法有两步 1 建立主控模块 接收输入类型分析模块和事务调度模块 2 分别设计输入类型分析模块和调度模块的下层模块结构 方法是 将输出的每条通路作为调度模块的一个判断分支 而输入类型分析模块的下层模块与变换设计类似 第5章小结 概要设计说明书该说明书是概要实际阶段的工作成果 它应说明功能分配 模块划分 程序的总体结构 输入输出以及接口设计 运行设计 数据结构设计和出错处理设计等 为详细设计提供基础 谢谢 亲 这里加点什么 Nomanorwomanisworthyourtears andtheonewhois won tmakeyoucry Neverfrown evenwhenyouaresad becauseyouneverknowwhoisfallinginlovewithyoursmile 人生若只如初见 何事秋风悲画扇 等闲变却故人心 却道故人心易变 亲 这里加点什么 或者写下你的心事有写日记的习惯吗