HIPO与模块结构图的优劣分析

1、HIPO与模块结构图的优劣分析姓名：史丞玉学号：10060135班级：10级6班HIPO与模块结构图的优劣分析 姓名：史丞玉学号：10060135摘要：20世纪70年代以来，出现了多种系统设计方法，其中结构化设计方法是一种基本的方法。在结构化设计方法中，需要运用不同的图形工具来描述系统的功能与内部结构，其中有两种，HIPO和模块结构图（MSD）它们都是描述系统结构的工具。但是，由于方法不同，所具有的优缺点也就有不同之处。关键词：HIPO，模块结构图，模块，变换型模块结构，数据型模块结构1HIPO图1.1 HIPO图的来源与定义HIPO(Hierarchy Plus Input/Processi

2、ng/Output)图是美国IBM公司70年代发展起来的表示软件系统结构的工具。它既可以描述软件总的模块层次结构-H图(层次图)，又可以描述每个模块输入/输出数据、处理功能及模块调用的详细情况-IPO图。HIPO图以模块分解的层次性以及模块内部输入、处理、输出三大基本部分为基础建立的。 1.2 HIPO图中的H图用于描述软件的层次结构，矩形框表示一个模块，矩形框之间的直线表示模块之间的调用关系，同结构图一样未指明调用顺序。1.3 HIPO中的IPO图H图只说明了软件系统由那些模块组成及其控制层次结构，并未说明模块间的信息传递及模块内部的处理。因此对一些重要模块还必须根据数据流图、数据字典及H图

3、绘制具体的IPO图。和H图中的每个方框相对应，应该有一张IP0图描绘这个方框代表的模块的处理过程。 IP0图使用的基本符号既少又简单，因此很容易学会使用这种图形工具。它的基本形式是在左边的框中列出有关的输入数据，在中间的框内列出主要的处理，在右边的框内列出产生的输出数据。处理框中列出处理的次序暗示了执行的顺序，但是用这些基本符号还不足以精确描述执行处理的详细情况。因此，对某些输送低层上的重要工作模块，还必须根据数据字典和HIPO图，绘制其详细的IPO图，用来描述模块的输入、处理和输出细节，以及与其他模块间的调用和被调用关系。1.4 HIPO图分析在系统设计中，必须将数据流程图上的各个处理模块进

4、一步分解，确定系统模块层次结构关系，从而将系统的逻辑模型转变为物理模型。进行模块层次功能分解的一个重要技术就是HIPO图方法。 任何功能模块都是由输入、处理、输出三个基本部分组成，HIPO图方法的模块层次功能分解正是以模块的这一特性以及模块分解的层次性为基础，将一个大的功能模块逐层分解，得到系统的模块层次结构，然后再进一步把每个模块分解为输入、处理和输出的具体执行模块。 HIPO图由三个基本图表组成，进行模块层次功能分解遵循以下步骤： （1）总体IPO图：它是数据流程图的初步分层细化结果，根据数据流程图，将最高层处理模块分解为输入、处理、输出三个功能模块。 （2）HIPO图：根据总体IPO图，

5、对顶层模块进行重复逐层分解，而得到的关于组成顶层模块的所有功能模块的层次结构关系图。（3）低层主要模块详细的IPO图。2模块结构图2.1 模块结构图的来源及定义模块经过“自顶向下”的逐层分解，把一个复杂系统分解成几个大模块（或子系统），每个大模块又分解为多个更小的模块。这样就得到具有层次结构的模块结构，称之为模块结构图。模块结构图反映了系统的组成及相互关系。是结构化系统设计的一种用于描述系统模块结构的重要的图标工具。模块结构图有两种标准形式，变换型模块结构和事务性模块结构。 模块结构图作为一种文档，它必须严格地定义模块的名字、功能和接口，同时还应当在模块结构图上反映出结构化设计的思想。模块结构

6、图由模块、调用、数据、控制和转接等五种基本符号组成图 模块结构图的五种基本符号模块结构图是由SA阶段所产生的DFD图导出的，它们的区别在于：结构图表现的是上下级模块之间层次化的调用和控制关系；而DFD图表现的是逻辑处理功能的顺序和数据在系统内的流向，而不是表示各级控制关系和调用关系。DFD图着眼于数据流，反映系统的逻辑功能，即系统能够"做什么"；而结构图着眼于控制层次，反映系统的物理模型，即怎样逐步实现系统的总功能。从DFD图导出结构图的策略有两种，一是以变换为中心的策略，二是以事务为中心策略。2.2 从数据流图导出初始结构图的方法   在系统分析阶段，我们采用结

7、构化分析方法得到了由数据流图、数据字典和加工说明等组成的系统的逻辑模型。现在，可根据一些规则从数据流图导出系统初始的模块结构图。管理信息系统的数据流图通常也可分为两种典型的结构，即变换型结构和事务型结构。变换型结构的数据流图呈一种线性状态，见图6-4-4所示，它所描述的工作可表示为输入、主处理及输出。事务型结构的数据流图则呈束状，见图6-4-5所示，即一束数据流平行流人或流出，可能同时有几个事务要求处理。图6-4-4 变换型结构的数据流图图6-4-5 事务型结构的数据流图这两种典型的结构分别可通过“变换分析”和“事务分析”技术，导出“变换型”和“事务型”初始的模块结构图。这两种方法的思想是首先

8、设计顶层模块，然后自顶向下，逐步细化，最后得到一个满足数据流图所表示的用户要求的系统的模块结构图，即系统的物理模型。下面分别讨论通过“变换分析”和“事务分析”技术，导出“变换型”和“事务型”初始结构图的技术。2.2.1 从变换型数据流图导出初始结构图的方法因为变换型结构由输入、主处理和输出三部分组成，所以从变换型结构的数据流图导出变换型模块结构图，可分三步进行。(1) 找出系统的主加工为了处理方便，先不考虑数据流图中的一些支流，如出错处理等。通常在数据流图中多股数据流的汇合处往往是系统的主加工。若没有明显的汇合处，则可先确定哪些数据流是逻辑输入和逻辑输出，从而获得主加工。从物理输入端一步步向系

9、统中间移动，直至到达这样一个数据流，它再不能被作为系统的输入，则其前一个数据流就是系统的逻辑输入，即离物理输入端最远的，但仍可视为是系统输入的那个数据流就是逻辑输入。用类似方法，从物理输出端一步步向系统中间移动，则离物理输出端最远的，但仍可视为系统输出的那个数据流就是逻辑输出。逻辑输入和逻辑输出之间的加工就是我们要找的主加工。如图2-2-1-1所示。图2-2-1-1 在数据流图中找系统的主加工(2) 设计顶层模块和第一层模块首先在与主加工对应的位置上画出主模块(如图2-2-1-2所示),主模块的功能就是整个系统要做的工作，主模块又称为主控制模块。主模块是模块结构图的“顶”，现在我们就可按“自顶

10、向下，逐步细化”的思想来画模块结构图顶下的各层了。每一层均需按输入、变换、输出等分支来处理。模块结构图第一层的画法如下： 为每一个逻辑输入画一个输入模块，其功能是向主模块提供数据。 为每一个逻辑输出画一个输出模块，其功能是把主模块提供的数据输出。 为主处理画一个变换模块，其功能是把逻辑输入变换成逻辑输出。至此，结构图第一层就完成了。在作图时应注意主模块与第一层模块之间传送的数据，要与数据流图相对应。(3) 设计中、下层模块因为输入模块的功能是向调用它的模块提供数据，所以它自已也需要一个数据来源。此外，输入模块必须向调用模块提供所需的数据，因此它应具有变换功能，能够将输入数据按模块的要求进行变换

11、后，再提交该调用模块。从而，我们为每个输入模块设计两个下层模块，其中一个是输入模块，另一个是变换模块。同理，也为每个输出模块设计两个下层模块。一个是变换模块，将调用模块所提供的数据变换成输出的形式；另一个是输出模块，将变换后的数据输出。该过程由顶向下递归进行，直到系统的物理输入端或物理输出端为止(如图6-4-7所示)。每设计出一个新模块，应同时给它起一个能反映模块功能的名字。运用上述方法，就可获得与数据流图相对应的初始结构图。图2-2-1-2 由变换型数据流图导出的初始模块结构图2.2.2从事务型数据流图导出初始结构图的方法当数据流图呈现“束状”结构时，应采用事务分析的设计方法。就步骤而言，该

12、方法与变换分析方法大部分类似，主要差别在于由数据流图到模块结构的映射方式不同。进行事务分析时，通常采用以下四步：(1) 确定以事务为中心的结构，包括找出事务中心和事务来源。以图2-2-2-1的典型事务型数据流结构为例进行说明。图2-2-2-1事务型中心数据流图实例(2) 按功能划分事务，将具备相同功能的事务分为同一类，建立事务模块。(3) 为每个事务处理模块建立全部的操作层模块。其建立方法与变换分析方法类似，但事务处理模决可以共享某些操作模块。(4) 若有必要，则为操作层模块定义相应的细节模块，并尽可能使细节模块被多个操作模块共享。例如，图2-2-2-1是一个以事务为中心的数据流图，显然，加工

13、“确定事务类型”是它的事务中心，由该数据流图经事务分析所得到的模块结构图如图2-2-2-2所示。图2-2-2-2  事务型模块结构图实例2.2.3 混合结构的分析在规模较大的实际系统中，其数据流图往往是变换型和事务型的混合结构，如图2-2-3-1所示。此时可把变换分析和事务分析应用在同一数据流图的不同部分。例如，可以以“变换分析”为主，“事务分析”为辅进行设计。先找出主处理，设计出结构图的上层，然后根据数据流图各部分的结构特点，适当选用“变换分析”或“事务分析”就可得出初始结构图的某个方案。图2-2-3-1变换型和事务型混合结构的数据流图图2-2-3-2 变换分析与事务分析的混合使用

14、 如图2-2-3-2所示，其中第一层是用变换分析得到的，而模块“使b变成d”及下层模块和模块“变d为g” 及下层模块则是采用事务分析得到的。从数据流图导出初始的模块结构图的方法就介绍到这里。必须指出的是，由于开发人员的素质、经验和个人理解程度不同，采用上述方法导出的初始模块结构图也不是唯一的。事实上，满足系统说明书要求的任何模块结构图都可以作为初始结构图。2.3 变换型模块结构变换型模块结构描述的是变换型系统，变换型系统由三部分组成：输入、数据加工（中心变换）和输出，它的功能是将输入的数据经过加工后输出，如图2-3所示。变换型系统工作时，首先主模块受到控制，然后控制沿着结构逐层达到底层的输入模

15、块，当底层模块输入数据A后，A由下至上逐层传送，逐步由“物理输入”变成“逻辑输入”C，接着在主控模块控制下，C经中心变换模块转换成逻辑输出D，D再由上至下逐层传送，逐步把“逻辑输出”变成“物理输出”E。这里的“逻辑输入”和“逻辑输出”分别为系统主处理的输入数据流和输出数据流，而“物理输入”和“物理输出”是指系统输入端和系统输出端的数据。图2-3 变换型模块结构2.4 事务型模块结构事务型系统由三层组成：事务层、操作层和细节层，它的功能是对接收的事务，按其类型选择某一类事务处理。如图24所示。图2-4事务型模块结构图事务型系统在工作时，主模块将按事务的类型选择调用某一事务处理模块，事务处理模块又

16、调用若干个操作模块，而每个操作模块又调用若干个细节模块。在实际系统中，由于不同的事务可能有共同的操作，而不同操作又可能有共同的细节，因此事务型系统的操作模块和细节模块可以达到一定程度的共享。变换型和事务型模块结构都有较高的模块内聚和较低的块间耦合，因此便于修改和维护。在管理信息系统中，经常将这两种结构结合使用。2.5 模块结构图的特点系统结构图反映的是系统中模块的调用关系和层次关系,谁调用谁,有一个先后次序(时序)关系。所以系统结构图既不同于数据流图,也不同与程序流程图。在系统结构图中的有向线段表示调用时程序的控制从调用模块移到被调用模块,并隐含了当调用结束时控制将交回给调用模块。 如果一个模

17、块有多个下属模块,这些下属模块的左右位置可能与它们的调用次序有关。例如,在用结构化设计方法依据数据流图建立起来的变换型系统结构图中,主模块的所有下属模块按逻辑输入,中心变换，逻辑输出的次序自左向右一字排开,左右位置不是无关紧要的。系统结构图是对软件系统结构的总体设计的图形显示。在需求分析阶段,已经从系统开发的角度出发,把系统按功能逐次分割成层次结构,使每一部分完成简单的功能且各个部分之间又保持一定的联系,这就是功能设计。在设计阶段,基于这个功能的层次结构把各个部分组合起来成为系统。处理方式设计：确定为实现软件系统的功能需求所必需的算法,评估算法的性能。确定为满足软件系统的性能需求所必需的算法和模块间的控制方式(性能设计)。确定外部信号的接收发送形式。