软件工程与实践 第5章 结构化软件设计.ppt

1、第5章 结构化软件设计,5.1 概要设计综述 5.1.1 概要设计的内容 结构化概要设计的步骤如下： （1）确定体系结构； （2）进行模块划分； （3）确定系统接口； （4）制定设计规范； （5）确定用户主界面； （6）确定主要的算法； （7）异常处理设计； （8）书写概要设计说明书,5.1.2 软件体系结构,1 层次体系结构,2 C/S结构,3 B/S 结构,4 B/S和C/S比较 1. C/S的优点 (1)能充分发挥客户端PC的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器。对应的优点就是客户端响应速度快。 (2)可以减轻服务器端压力，如果用户的需求特别复杂，用C/S。 2. C/S的

2、缺点： (1)只适用于局域网。而随着互联网的飞速发展，移动办公和分布式办公越来越普及，这需要我们的系统具有扩展性。这种方式远程访问需要专门的技术，同时要对系统进行专门的设计来处理分布式的数据。 (2)客户端需要安装专用的客户端软件。系统软件升级时，每一台客户机 需要重新安装，其维护和升级成本非常高。,2. B/S的优点 (1)可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。 (2)B/S架构的软件对一个稍微大一点单位来说，系统管理人员不需要在几百甚至上千部电脑之间来回奔跑，只需要管理服务器就行了，所有的客户端只是浏览器，根本不需要做任何的维护。 (

3、3) B/S 建立在广域网上, 面向不同的用户群, 分散地域, 这是C/S无法作到的. 与操作系统平台关系最小. B/S架构的软件系统的扩展非常容易，只要能上网，系统管理员分配一个用户名和密码，还可以在线申请等。,5.2.1 结构化设计原则 （1）模块化。 模块一般具有如下三个属性： （1）功能：指该模块实现什么功能，解决什么需求。此处的功能指该模块本身的功能与它所调用的所有子模块功能之合。 （2）逻辑：即描述模块内部如何做，即模块内部的执行过程。 （3）状态：即该模块使用时的环境和条件。,5.2 概要设计原则,（2）模块规模应该适中； （3）适当选择深度、宽度、扇出和扇入； （4）模块的作用

4、域应该在控制域之内； （5）力争降低模块接口的复杂程度； （6）设计单入口单出口的模块； （7）模块功能应该可以预测。 （8）自顶向下逐步求精。 （9）信息隐蔽和局部化。,5.2.2 模块独立性,所谓两个模块彼此完全独立指其中任何一个模块在运行时，与另一个模块的存在无关。 模块之间具有较高的独立性是设计软件系统的一个关键，其重要性主要体现在以下几个方面 : （1) 系统容易开发。 由于模块之间接口简单, 当许多人分工合作开发同一个软件时, 可以简化合作者之间的协调工作，提高系统开发的效率。 （2）系统可靠性高。 模块之间的相互影响小，当一个模块出错时，由于模块之间的联系小，其他模块受到的错误波

5、及也小，从而提高了系统的可靠性。 （3) 系统易于测试和维护。,模块的独立程度可以由两个定性标准衡量，即模块间的耦合性和模块的内聚性。 耦合性衡量不同模块彼此间互相连接的紧密程度；内聚性衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。 为保证模块的独立性，在模块设计时要尽量做到六个字：“高内聚低耦合”。 在进行物理模型设计时就遵循这两条原则： （1）一个模块内部各个元素之间的联系越紧密越好，即要使模块具有较高的内聚性。 （2）各个模块之间的信息联系要尽可能地减少，即模块的耦合性要尽可能的低。 耦合是对一个软件结构内各个模块之间相互关联的度量。模块间耦合的强弱取决于模块间接口的复杂程度、调用模块的方

6、式以及通过模块间接口的信息。,5.3.1 IPO 图,5.3 概要设计工具,一个IPO图仅能够描述单个处理功能的输入数据、数据处理和输出数据之间的关系，对于整个软件系统的总体结构不能进行清晰的描述。因此在软件设计中，我们通常将HIPO图和IPO图相结合，利用这两个工具同共来表达系统的总体结构和模块的处理功能。 HIPO图称为层次结构图，即分层的IPO图，是系统设计的描述工具，是IBM公司于70年代中期在层次结构图的基础上推出的一种描述系统结构和模块内部处理功能的工具。HIPO图由以下两部分组成： （1）层次结构图：描述整个系统的设计结以及各类模块之间的关系。 （2）IPO图：描述某个特定模块内

7、部的处理过程和输入/输出关系。,图5-6 IPO图,5.3.2 模块结构图,模块结构图的三种基本结构,模块之间的调用关系主要有三种：直接调用、选择调用和循环调用。,模块结构图中的模块类型,(1) 传入模块 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。见图6-14（a）。变换型数据流程图的输入模块以及事务型数据流图中的接受事务模块均属于此类模块。 (2) 传出模块 传出模块从上级模块中获取数据, 进行某些处理, 再将其传送给下属模块。见图6-14（b）。如变换型数据流图及事务型数据流图中的输出模块均属于此类模块。 (3) 变换模块 也叫加工模块, 它从上级模块取得数据,

8、进行特定的处理, 转换成其他形式, 再传送回上级模块。见图6.14（c）。如事务型数据流图中的调度模块就属于此类模块。,(4) 协调模块 对所有的下属模块进行协调和管理的模块, 在一个较好的模块结构图中, 该模块应在较高层出现。见图6-14（d）。如变换型数据流图的总控模块以及事务型数据流图中的事务中心块均属于此类模块。,模块间调用的规则,（1）每个模块有自身的任务，只有接收到上级模块的调用命令时才能执行。 （2）模块之间的通信只限于其直接上、下级模块，任何模块不能直接与其他上下级模块或同级模块发生通信联系。 （3）若有某模块要与非直接上、下级的其他模块发生通信联系，必须通过其上下级模块进行传

9、递。 （4）模块调用顺序为自上而下。,模块结构图的示例,模块结构图的改进,（1）完善模块的功能 （2）提高模块独立性 （3) 合理确定模块结构的规模，尽可能减少高扇出的结构，随深度增加而增大扇入。 模块的规模包括两个方面：模块结构的深度和模块结构的宽度。 深度表示模块结构中的层数, 它往往能粗略地标志一个系统的大小和复杂程度。模块结构图一般不要超过7层。 宽度是模块结构图内同一个层次上的模块总数的最大值。一般来说，宽度越大系统越复杂。,一个模块的扇入指直接调用该模块的上级模块的数目。扇入越大则共享该模块的上级模块数目越多。 如果一个模块的扇入数过大，例如超过8，而这个模块又不是公用模块，说明该

10、模块包含多个功能，这时应对它进行功能分解。,（4）模块的作用范围应该在控制范围之内 （5) 模块大小应该适中 （6) 设计单入口单出口的模块 单入口单出口的模块可以降低模块接口的复杂程度，设计的软件也是易理解、易维护的，因此不要使模块间出现内容藕合。 （7) 模块功能应该能够预测，同时要防止模块功能过于受局限。,5.4 概要设计说明书格式,1引言 2编写目的 3 项目背景 4任务概述 5 定义 6 运行环境 7 需求概述 8 条件与限制； 9 总体设计 10 接口设计 11 数据结构设计 12 运行设计 13出错处理设计 14 安全保密设计 15 参考资料,5.5 详细设计,5.5.1 详细设

11、计的内容 详细设计阶段的基本任务有： 1. 为每个模块进行详细的算法设计。确定模块采用的算法, 写出模块的详细过程性描述。即为每个模块确定采用的算法, 选择某种适当的工具表达算法的过程, 写出模块的详细过程性描述。 2为模块内的数据结构进行设计。确定每一模块使用的数据结构。 3对数据库进行物理设计，即确定数据库的物理结构。,4 网络设计。 5其它设计：根据软件系统类型，还可能要进行用户界面设计、输入/输出格式设计。包括对系统外部的接口, 对系统内部其他模块的接口, 以及模块输入数据、输出数据及局部数据的全部细节。 接口设计注意以下原则：统一性；简明易学；灵活性；严谨性。 6编写详细设计说明书；评审。,1. 中小型主机方案与微机网络方案的选取 2. 网络拓扑结构 3. 互连结构及通信介质的选型 4. 网络计算模式 5. 网络操作系统及网络协议等的选择 6. 网络计算模式: 客户机/服务器(C/S)模式还是B/W/D模式。随着Internal技术的发展和广泛应用，MIS的