管理信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)建模(第9次課)

數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)流圖E-R圖狀態(tài)變遷圖加工規(guī)約控制規(guī)約數(shù)據(jù)對描述象數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)

從分析模型導(dǎo)出設(shè)計(jì)模型分析模型設(shè)計(jì)模型§5.3啟發(fā)規(guī)則

概要設(shè)計(jì)的啟發(fā)式準(zhǔn)則：1.改進(jìn)軟件結(jié)構(gòu)，提高模塊獨(dú)立性力求提高內(nèi)聚，降低耦合，簡化模塊接口，少用全局性數(shù)據(jù)和控制信息。（1）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

（2）分解模塊可以減少控制信息傳遞例如：例如：數(shù)據(jù)控制功能模塊A功能

(根據(jù)k決定執(zhí)行C).....A子功能K==1或k==0

B功能控制功能模塊

A功能

B功能

C功能（A子功能）合并合并模塊可以減少全局?jǐn)?shù)據(jù)的引用

A功能

B功能全局?jǐn)?shù)據(jù)修改修改分解A功能

.....B功能K功能§5.3啟發(fā)規(guī)則

概要設(shè)計(jì)的啟發(fā)式準(zhǔn)則：2.模塊規(guī)模應(yīng)該適中（最好能寫在一頁紙上）

大模塊：分解不充分，閱讀困難；小模塊：使用開銷大，接口復(fù)雜。軟件結(jié)構(gòu)的度量和術(shù)語：深度：表示軟件結(jié)構(gòu)中控制的層數(shù)。寬度：表示控制（同一層次）總跨度（即軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)同一層次上的模塊總數(shù)的最大值）扇出數(shù)：指由一模塊直接控制（調(diào)用）的其他模塊的數(shù)目。扇入數(shù)：指有多少個(gè)上級模塊直接控制一個(gè)給定的模塊。上級模塊下級模塊軟件結(jié)構(gòu)度量術(shù)語深度寬度扇出扇入(模塊的層數(shù))(同一層最大模塊數(shù))(一個(gè)模塊直接調(diào)用的模塊數(shù))(調(diào)用一個(gè)給定模塊的模塊個(gè)數(shù))§5.3啟發(fā)規(guī)則

概要設(shè)計(jì)的啟發(fā)式準(zhǔn)則：3.深度、寬度、扇出和扇入都應(yīng)適當(dāng)扇入：表明有多少個(gè)上級模塊直接調(diào)用它。扇入越大則共享該模塊的上級模塊數(shù)目越多。這有利于增加模塊的利用率，但是不能違背模塊獨(dú)立性原理單純追求高扇入。§5.3啟發(fā)規(guī)則

概要設(shè)計(jì)的啟發(fā)式準(zhǔn)則：3.深度、寬度、扇出和扇入都應(yīng)適當(dāng)扇出：是一個(gè)模塊直接控制(調(diào)用)的模塊數(shù)目。扇出低表示下級模塊少，可以減少模塊調(diào)用和控制的復(fù)雜度；但扇出過小(例如總是1)也不好。扇出太小時(shí)可以把下級模塊進(jìn)一步分解成若干個(gè)子功能模塊，或者合并到它的上級模塊中去。扇出過大意味著模塊過分復(fù)雜，需要控制和協(xié)調(diào)過多的下級模塊——例幻燈片12（煎餅形結(jié)構(gòu)）扇出太大般是因?yàn)槿狈χ虚g層次，應(yīng)該適當(dāng)增加中間層次的控制模塊——例幻燈片13（塔形結(jié)構(gòu)）；經(jīng)驗(yàn)表明，一個(gè)設(shè)計(jì)得好的典型系統(tǒng)的平均扇出通常是3或4，最好不超過5-7。

§5.3啟發(fā)規(guī)則

概要設(shè)計(jì)的啟發(fā)式準(zhǔn)則：3.深度、寬度、扇出和扇入都應(yīng)適當(dāng)設(shè)計(jì)良好的軟件通常具有甕形結(jié)構(gòu)，兩頭小，中間大：頂層扇出比較高；中層扇出較少；底層扇入到公共的實(shí)用模塊中去——（甕形結(jié)構(gòu)）

減少高扇出爭取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(jì)時(shí)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(jì)算實(shí)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(jì)時(shí)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(jì)算實(shí)發(fā)工資計(jì)時(shí)工人實(shí)發(fā)工資計(jì)薪工人實(shí)發(fā)工資編外人員實(shí)發(fā)工資概要設(shè)計(jì)的啟發(fā)式準(zhǔn)則：4.模塊的作用范圍保持在該模塊的控制范圍內(nèi)

模塊的作用范圍是指該模塊中一個(gè)判斷所影響的所有其它模塊；模塊的控制范圍指該模塊本身以及所有直接或間接從屬于它的模塊?！?.3啟發(fā)規(guī)則

CHDEGXF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?模塊的作用域應(yīng)該在控制域之內(nèi)設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)，受判斷影響的模塊應(yīng)該從屬于做出判斷的模塊，最好局限在做出判斷的那個(gè)模塊本身或在它的直屬下級模塊。例如：M

ABCG

DEFM

ABCG

DEF如果A做出的判斷，要影響G，就需要加標(biāo)記到M。這樣就出現(xiàn)控制耦合。解決的方法：A的判斷上移，或G下移到A的控制域內(nèi)(兩種方法）TOPXYABB1B2按作用域/控制域規(guī)則對下圖進(jìn)行修改:模塊B2內(nèi)有一判定，其作用域有一部分作用到模塊A上，超出其控制域。按作用域/控制域規(guī)則對下圖進(jìn)行修改:太高XYABB1B2Top按作用域/控制域規(guī)則對下圖進(jìn)行修改:適中TOPXABB1B2Y按作用域/控制域規(guī)則對下圖進(jìn)行修改:最佳TOPXYAB1B2B概要設(shè)計(jì)的啟發(fā)式準(zhǔn)則：5.力爭降低模塊接口的復(fù)雜程度

模塊接口的復(fù)雜性是引起軟件錯(cuò)誤的一個(gè)主要原因。接口設(shè)計(jì)應(yīng)該使得信息傳遞簡單并且與模塊的功能一致?！?.3啟發(fā)規(guī)則

概要設(shè)計(jì)的啟發(fā)式準(zhǔn)則：6.設(shè)計(jì)單入口單出口的模塊避免內(nèi)容耦合，易于理解和維護(hù)。7.模塊的功能應(yīng)該可以預(yù)測相同的輸入應(yīng)該有相同的輸出，否則難以理解、測試和維護(hù)。§5.3啟發(fā)規(guī)則

模塊功能應(yīng)該可以預(yù)測模塊功能不可預(yù)測：帶有內(nèi)部狀態(tài)的模塊，則功能不可預(yù)測，因?yàn)樗妮敵隹赡苡捎跔顟B(tài)的不同，而導(dǎo)致相同的輸入有不同的輸出。產(chǎn)生的原因：不可預(yù)測的模塊往往是非單一功能成分的組合，或者是內(nèi)部多分支情況處理。不可預(yù)測功能的模塊，不易于理解和維護(hù)！解決方法：注意高內(nèi)聚的模塊設(shè)計(jì)，拆分多種情況的功能。但也不要使功能過分局限。§5.4描繪軟件結(jié)構(gòu)的圖形工具5.4.1層次圖5.4.2HIPO圖5.4.3結(jié)構(gòu)圖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酒店管理信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖HMIS收銀管理子系統(tǒng)收銀管理子系統(tǒng)收銀管理子系統(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(bào)表打印IBM公司發(fā)明的HIPO圖：層次圖

+

輸入/處理/輸出圖(H圖)(IPO圖)(HierachyInputProcessOutput)§5.4描繪軟件結(jié)構(gòu)的圖形工具2.HIPO圖

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(bào)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—SC圖(StructureChart)

（1）SC中的組成符號SD方法在概要設(shè)計(jì)中的主要表達(dá)工具約定：用矩形框表示模塊，用帶箭頭的連線表示模塊間的調(diào)用關(guān)系。在調(diào)用線的兩旁，應(yīng)標(biāo)出傳入和傳出模塊的數(shù)據(jù)流。SD方法在概要設(shè)計(jì)中的主要表達(dá)工具約定：不加區(qū)分的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信息控制信息編輯學(xué)生記錄學(xué)生數(shù)據(jù)無此學(xué)生學(xué)號讀學(xué)生記錄SC中的四種模塊在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中的模塊傳入模塊─從下屬模塊取得數(shù)據(jù)，經(jīng)過某些處理，再將其傳送給上級模塊。它傳送的數(shù)據(jù)流叫做邏輯輸入數(shù)據(jù)流。傳出模塊─從上級模塊獲得數(shù)據(jù)，進(jìn)行某些處理，再將其傳送給下屬模塊。它傳送的數(shù)據(jù)流叫做邏輯輸出數(shù)據(jù)流。變換模塊─它從上級模塊取得數(shù)據(jù)，進(jìn)行特定的處理，轉(zhuǎn)換成其它形式，再傳送回上級模塊。它加工的數(shù)據(jù)流叫做變換數(shù)據(jù)流。協(xié)調(diào)模塊─對所有下屬模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理的模塊。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中的模塊

(2)SC圖中的模塊調(diào)用

①簡單調(diào)用

ACBX，YZZ入出___ABC12X，YZZ12

②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D③SC中的循環(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

◆5.5.1面向數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)方法的基本概念

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法（簡稱SD法）：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)

（軟件結(jié)構(gòu)）§5.5面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征可歸納為兩種典型形式：■變換型結(jié)構(gòu)■事務(wù)型結(jié)構(gòu)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（1）數(shù)據(jù)流圖的類型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(dòng)作路徑基本模型

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)行某類事務(wù)的能力變換流示意圖信息時(shí)間輸入流輸出流交換流變換型數(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事務(wù)分析事務(wù)中心動(dòng)作1動(dòng)作2動(dòng)作3接受接受部分事務(wù)型數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)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(diǎn)：具有明確的傳入、變換(或稱主加工)和傳出界面的DFD變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖變換型數(shù)據(jù)處理問題的工作過程大致分為三步，即取得數(shù)據(jù)，變換數(shù)據(jù)和給出數(shù)據(jù)。相應(yīng)于取得數(shù)據(jù)、變換數(shù)據(jù)、給出數(shù)據(jù)，變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由輸入、中心變換和輸出等三部分組成。事務(wù)型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖它接受一項(xiàng)事務(wù)，根據(jù)事務(wù)處理的特點(diǎn)和性質(zhì)，選擇分派一個(gè)適當(dāng)?shù)奶幚韱卧?，然后給出結(jié)果。在事務(wù)型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，事務(wù)中心模塊按所接受的事務(wù)的類型，選擇某一事務(wù)處理模塊執(zhí)行。各事務(wù)處理模塊并列。每個(gè)事務(wù)處理模塊可能要調(diào)用若干個(gè)操作模塊，而操作模塊又可能調(diào)用若干個(gè)細(xì)節(jié)模塊。事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖舉例ABEHOMIDCNLFG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2.面向數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟精化DFD確定DFD類型把DFD映射到系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出模塊結(jié)構(gòu)的上層基于DFD逐步分解高層模塊設(shè)計(jì)出下層模塊根據(jù)模塊獨(dú)立性原理，精化模塊結(jié)構(gòu)面向數(shù)據(jù)流方法的設(shè)計(jì)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)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(jì)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)詳細(xì)設(shè)計(jì)事務(wù)分析變換分析復(fù)查事務(wù)變換流類型SD方法的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)分析初始的SC主模塊輸入模塊主加工模塊輸入模塊事務(wù)控制模塊接受模塊動(dòng)作發(fā)送模塊動(dòng)作1模塊動(dòng)作2模塊動(dòng)作3模塊由變換分析產(chǎn)生由事務(wù)分析產(chǎn)生變換分析方法由以下四步組成：重畫數(shù)據(jù)流圖；區(qū)分有效(邏輯)輸入、有效(邏輯)輸出和中心變換部分；進(jìn)行一級分解，設(shè)計(jì)上層模塊；進(jìn)行二級分解，設(shè)計(jì)輸入、輸出和中心變換部分的中、下層模塊。5.5.2變換分析設(shè)計(jì)方法步驟：(1)區(qū)分傳入、變換中心、傳出部分，在DFD上標(biāo)明分界線變換分析設(shè)計(jì)方法步驟確定DFD中是否含有變換流輸出輸入變換變換流：具有明顯的輸入、變換（或加工）、輸出分界的數(shù)據(jù)流圖變換映射方法BCADEQPRWUVabcedrpuwv變換中心傳入部分傳出部分變換分析設(shè)計(jì)方法步驟(2)第一級分解(建立初始SC框架)設(shè)計(jì)頂層和第一層模塊變換映射方法控制模塊輸入處理模塊輸出處理模塊主要處理模塊輸出輸入變換第一級分解的方法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變換分析設(shè)計(jì)方法步驟(3)第二級分解(分解SC各分支)自頂向下分解，設(shè)計(jì)出每個(gè)分支的中、下層模塊傳入分支的分解

MACBAbacEDdec,e傳出分支的分解

MEWWriteVuuw,uvvvPutUUtoVMEUWriteWwwuw,uV(1)(2)中心加工分支的分解MTPQRec,pru,wpr事務(wù)分析方法由以下四步組成：重畫數(shù)據(jù)流圖；區(qū)分傳入部分、事務(wù)中心進(jìn)行一級分解，設(shè)計(jì)上層模塊；進(jìn)行二級分解，設(shè)計(jì)傳入、事務(wù)中心部分的中、下層模塊。5.5.3事務(wù)分析設(shè)計(jì)方法例如：某事務(wù)系統(tǒng)具有下列功能讀入用