軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)培訓(xùn)講學(xué)

軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(chǔ)檢索編目錄添加刪除插入修改合并列表帶編號(hào)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(chǔ)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(yíng)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)表打印大型零售商場(chǎng)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(shí)時(shí)系統(tǒng)商品進(jìn)貨管理商品批發(fā)管理商品庫(kù)存管理商品及商品帳管理顧客管理連鎖店管理財(cái)務(wù)管理人事工資管理計(jì)劃統(tǒng)計(jì)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(duì)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(qǐng)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(qǐng)求口令文件1取得輸入2口令確認(rèn)3請(qǐng)求確認(rèn)請(qǐng)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(hào)：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(jì)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(wú)此學(xué)生學(xué)號(hào)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(kù)管理病房管理財(cái)務(wù)管理處方掛號(hào)處理掛號(hào)費(fèi)總計(jì)掛號(hào)單掛號(hào)費(fèi)總計(jì)出庫(kù)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(jì)方法

(結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法SD)

面向數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)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(duì)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(dòng)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(dòng)作

1動(dòng)作

2動(dòng)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(diǎn)：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(shí)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(kù)2.2借入庫(kù)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(jì)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(jì)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(jì)出下層模塊(5)根據(jù)模塊獨(dú)立性原理，精化模塊結(jié)構(gòu)(6)模塊接口描述設(shè)計(jì)過(guò)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(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)復(fù)查詳細(xì)設(shè)計(jì)“事務(wù)”“變換”事務(wù)分析變換分析兩種映射過(guò)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(dòng)作

1動(dòng)作

2動(dòng)作

3接受接受部分事務(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模塊由事務(wù)分析產(chǎn)生1.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;步驟（續(xù)）(2)第一級(jí)分解(建立初始SC框架)

設(shè)計(jì)頂層和第一層模塊;例子圖上部步驟（續(xù)）(3)第二級(jí)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。例子圖下部BCADEQPRWUVabcedrpuwv變換中心傳入部分傳出部分第一級(jí)分解的方法MCMTMAME第一級(jí)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(jí)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(jì)軟件結(jié)構(gòu)，但如數(shù)據(jù)流具有明顯的事務(wù)特點(diǎn)時(shí)(有一個(gè)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(jì)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(dòng)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(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(jì)舉例IMLNABCDFEG事務(wù)中心事務(wù)流設(shè)計(jì)舉例(另一種畫法)

取A

總控ALMNGDBCFE動(dòng)作1動(dòng)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(dòng)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(jì)

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(jì)舉例k混合流設(shè)計(jì)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(jì)優(yōu)化

將初始SC根據(jù)模塊獨(dú)立性原則進(jìn)行精化,對(duì)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(shí)現(xiàn)、易于測(cè)試和易于維護(hù)的軟件結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生設(shè)計(jì)文檔的最終SC。改進(jìn)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)原則

(軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(cè)(8)避免模塊的病態(tài)連接(9)根據(jù)設(shè)計(jì)約束和可移植性要對(duì)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(cuò)處理部分3)需返回給調(diào)用者數(shù)據(jù)時(shí)，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(lái)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(zhēng)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(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(5)模塊大小適中

模塊過(guò)大：可理解程度下降。模塊過(guò)小：開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(jiǎn)單且和模塊功能一致。(7)模塊功能可預(yù)測(cè)

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(cè)的。模塊帶有內(nèi)部狀態(tài)其功能可能是不可預(yù)測(cè)的。難理解、難測(cè)