軟件設(shè)計(jì)綜述報(bào)告

1、軟件設(shè)計(jì)綜述報(bào)告軟件設(shè)計(jì)包括一套原理、概念和實(shí)踐。明確軟件設(shè)計(jì)目標(biāo)是軟件設(shè)計(jì)的第一步。軟件設(shè)計(jì)目標(biāo)明確了最終的軟件系統(tǒng)應(yīng)該擁有的質(zhì)量屬性。軟件設(shè)計(jì)的目標(biāo)涉及性能、可靠性、成本、維護(hù)等多個(gè)方面的目標(biāo)。1.1軟件設(shè)計(jì)的目標(biāo) 軟件設(shè)計(jì)的目標(biāo)應(yīng)從用戶那里得到，確定了軟件最終應(yīng)擁有的功能。可以從需求規(guī)格說(shuō)明書中選擇重要的質(zhì)量屬性，作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，如性能目標(biāo)、可靠目標(biāo)等。而成本和維護(hù)方面往往從客戶和供應(yīng)商那里得到。1.1.1性能準(zhǔn)則 性能準(zhǔn)則包括對(duì)系統(tǒng)速度和空間的需求。系統(tǒng)應(yīng)該是能夠發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求并及時(shí)響應(yīng)這些請(qǐng)求。1.1.2可靠性準(zhǔn)則 可靠性準(zhǔn)則決定了對(duì)減少系統(tǒng)崩潰以及隨后所造成危害所做的努力程度。1.1.3成

2、本準(zhǔn)則 成本準(zhǔn)則包括開發(fā)、配置和管理系統(tǒng)的成本。當(dāng)新系統(tǒng)更新舊系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該考慮確保向后兼容，或減少新系統(tǒng)移植的開銷，同時(shí)需要考慮在多種不同成本之間做出權(quán)衡。1.1.4維護(hù)準(zhǔn)則 維護(hù)準(zhǔn)則確定在開發(fā)完成后再改變系統(tǒng)的困難程度。這些準(zhǔn)則很難進(jìn)行優(yōu)化和事先規(guī)劃，因?yàn)楹苌倌軌蚯逦慕o出項(xiàng)目成功的程度和系統(tǒng)的可操作的時(shí)間周期。1.1.5最終用戶準(zhǔn)則 最終用戶準(zhǔn)則包括從用戶的視點(diǎn)出發(fā)所需的屬性，但并沒(méi)有覆蓋性能準(zhǔn)則和可靠性準(zhǔn)則。1.2軟件設(shè)計(jì)的任務(wù) 軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是要解決如何做的問(wèn)題，要在需求分析的基礎(chǔ)上，建立各種設(shè)計(jì)模型，并通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)模型的分析和評(píng)估，確定模型是否滿足需求。軟件設(shè)計(jì)是將用戶需求準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)

3、化成為最終的軟件產(chǎn)品的唯一途徑，在需求到構(gòu)造之間起到了橋梁作用。1.2.1軟件設(shè)計(jì)的階段和任務(wù) 從工程管理的角度將軟件設(shè)計(jì)分為兩個(gè)階段：概要設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。從技術(shù)的角度，采用的方法不同，設(shè)計(jì)的內(nèi)容也會(huì)有所不同。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化的方法將軟件設(shè)計(jì)劃分為體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)和過(guò)程設(shè)計(jì)。（1） 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定義軟件的主要結(jié)構(gòu)元素及其之間的關(guān)系。體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表可以從系統(tǒng)規(guī)格說(shuō)明、分析模型及體系結(jié)構(gòu)的風(fēng)格導(dǎo)出。（2） 類設(shè)計(jì)：類設(shè)計(jì)對(duì)分析階段所建立的分析類模型進(jìn)行細(xì)化，轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)類的實(shí)現(xiàn)及軟件實(shí)現(xiàn)所要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（3） 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)：傳統(tǒng)方法主要根據(jù)需求階段所建立的實(shí)體-關(guān)系圖

4、來(lái)確定軟件設(shè)計(jì)的文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫(kù)的表結(jié)構(gòu)。（4） 接口設(shè)計(jì)：接口設(shè)計(jì)描述用戶界面，軟件和其他硬件設(shè)備、其他軟件系統(tǒng)及使用人員的外部接口。（5） 構(gòu)件級(jí)設(shè)計(jì)：構(gòu)件級(jí)設(shè)計(jì)將軟件體系結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元素變換為對(duì)軟件構(gòu)件的過(guò)程性的描述。接口設(shè)計(jì)類設(shè)計(jì)（00方法）詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)（傳統(tǒng)方法）構(gòu)件級(jí)設(shè)計(jì)（000方法）需要設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)管理觀點(diǎn)技術(shù)觀點(diǎn)圖1 從技術(shù)和管理的角度看設(shè)計(jì)的關(guān)系（6） 過(guò)程設(shè)計(jì)：過(guò)程設(shè)計(jì)的主要工作是確定軟件各個(gè)組成部分內(nèi)的算法及內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并選定某種過(guò)程的表達(dá)式來(lái)描述各種算法。1.2.2結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)化分析的關(guān)系 軟件設(shè)計(jì)必須依據(jù)對(duì)軟件的需求來(lái)進(jìn)行，結(jié)構(gòu)化分析的結(jié)果為

5、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)提供了最基本的輸入信息。（1）研究、分析和審查數(shù)據(jù)流圖。根據(jù)穿越系統(tǒng)邊界的信息流初步確定系統(tǒng)與外部接口。（2）根據(jù)數(shù)據(jù)流圖決定問(wèn)題的類型。數(shù)據(jù)處理問(wèn)題通常有兩種類型：變換型和事務(wù)型。針對(duì)兩種不同的類型分別進(jìn)行分析處理。（3）由數(shù)據(jù)流圖推導(dǎo)出系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)圖。（4）利用一些啟發(fā)式原則來(lái)改進(jìn)系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)圖，直到得到符合要求的結(jié)構(gòu)圖為止。（5）根據(jù)分析模型中的實(shí)體關(guān)系圖和數(shù)據(jù)字典進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)或數(shù)據(jù)文件的設(shè)計(jì)。（6）在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，依舊分析模型中的加工規(guī)格說(shuō)明、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖進(jìn)行過(guò)程設(shè)計(jì)。（7）制定測(cè)試計(jì)劃。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)化分析的關(guān)系如圖。左面是結(jié)構(gòu)化分析階段所建立的分析模版

6、，右面為建立的設(shè)計(jì)模型。圖2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)化分析關(guān)系實(shí)體- 數(shù)據(jù)關(guān)系圖 流圖 數(shù)據(jù)字典狀態(tài)-遷移圖控制規(guī)格說(shuō)明加工規(guī)格說(shuō)明數(shù)據(jù)對(duì)象描述體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)1.3模塊結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 軟件的結(jié)構(gòu)包括兩部分，一部分為軟件的模塊結(jié)構(gòu)，另一部分為軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。雖然這兩部分是有密切聯(lián)系的。但是在傳統(tǒng)方法中，這兩部分的設(shè)計(jì)是分開進(jìn)行的。1.3.1模塊結(jié)構(gòu)表示 一般通過(guò)功能劃分過(guò)程來(lái)完成軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。功能劃分過(guò)程從需求分析確立的目標(biāo)系統(tǒng)的模型出發(fā)，對(duì)整個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分割，使其每一部分用一個(gè)或幾個(gè)軟件模塊加以解決。一個(gè)軟件系統(tǒng)通常由很多模塊組成，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的函數(shù)和子程序都可稱為模塊。它是程

7、序語(yǔ)句按邏輯關(guān)系建立起來(lái)的組合體。對(duì)于大的模塊，一般還可以繼續(xù)分為功能獨(dú)立的較小模塊，將不能再分解的模塊稱為原子模塊。通常，可以按照在軟件系統(tǒng)中的功能將模塊分為四種類型。（1） 傳入模塊：傳入模塊的功能是取得數(shù)據(jù)或輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)某些處理，再將其傳送給其他模塊。（2） 傳出模塊：傳出模塊的功能是輸出數(shù)據(jù)，在輸出之前可能進(jìn)行某些處理，數(shù)據(jù)可能被輸出到系統(tǒng)的外部，也可能會(huì)輸出到其他模塊進(jìn)行進(jìn)一步的處理，但最終的目標(biāo)是輸出到系統(tǒng)的外部。（3） 變換模塊：也叫加工模塊，從上級(jí)調(diào)用模塊取得數(shù)據(jù)，進(jìn)行特定的處理，轉(zhuǎn)換成其他形式，再將加工結(jié)果返回給調(diào)用模塊。（4） 協(xié)調(diào)模塊：協(xié)調(diào)模塊本身一般不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，

8、如數(shù)據(jù)X和Y，其主要功能是通過(guò)調(diào)用、協(xié)調(diào)和管理其他模塊來(lái)完成特定的功能，如結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中的主程序。1.3.2模塊結(jié)構(gòu)模塊結(jié)構(gòu)表明了程序各個(gè)部件的組織情況，通常是樹狀結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。是軟件的過(guò)程的表示，并沒(méi)有表明軟件的某些過(guò)程性特征。（1） 樹狀結(jié)構(gòu)。位于最上層的的根部是頂層模塊，他是程序的主模版。與其聯(lián)系的有若干下屬模塊，各下屬模塊還可以進(jìn)一步引出更下一層的下屬模塊。由下圖可知，樹狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：整個(gè)結(jié)構(gòu)只有一個(gè)頂層模塊，上層模塊調(diào)用下層模塊，同一層模塊之間不可相互調(diào)用。（2） 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，任意的兩個(gè)模塊間都可以有調(diào)用關(guān)系。不存在上下級(jí)模塊關(guān)系，分不出層次；任何兩個(gè)模塊都是平等的，

9、沒(méi)有從屬關(guān)系。ADCBHIGABCEFD圖4網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖3樹狀結(jié)構(gòu)1.3.3結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖是精確表達(dá)模塊結(jié)構(gòu)的圖形標(biāo)識(shí)工具，可以清楚的反映軟件模塊之間的層次調(diào)用關(guān)系和聯(lián)系。嚴(yán)格定義了各個(gè)模塊的名字、功能和接口，集中反映了設(shè)計(jì)思想。（1） 模塊的調(diào)用關(guān)系接口：在結(jié)構(gòu)圖中，兩個(gè)模塊之間用單向箭頭連接。箭頭從調(diào)用模塊指向被調(diào)用模塊，表示調(diào)用模塊調(diào)用了被調(diào)用模塊。被調(diào)用模塊執(zhí)行完成后，控制又返回到調(diào)用模塊。（2） 模塊間的信息傳遞：當(dāng)一個(gè)模塊調(diào)用另一個(gè)模塊時(shí)，調(diào)用模塊把數(shù)據(jù)或控制信息傳送給被調(diào)用模塊，以使被調(diào)用模塊能夠運(yùn)行。而被調(diào)用模塊在執(zhí)行過(guò)程中又把它產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或控制信息送給調(diào)用模塊。為了表示在模塊之間

10、傳遞的數(shù)據(jù)或控制信息，在連接模塊的箭頭旁邊給出短箭頭，并且用尾端帶有空心園的短箭頭表示數(shù)據(jù)信息，用尾端帶有實(shí)心園的短箭頭表示控制信息。（3） 兩個(gè)輔助符號(hào)：如圖所示，當(dāng)模塊A有條件的調(diào)用另一個(gè)模塊B時(shí)，在模塊A的箭頭尾部標(biāo)以一個(gè)菱形符號(hào)；當(dāng)一個(gè)模塊A反復(fù)的調(diào)用模塊C和模塊D時(shí)，在調(diào)用箭頭尾部則標(biāo)一個(gè)菱形符號(hào)。ABCD圖5 條件調(diào)用和循環(huán)調(diào)用的表示（4） 結(jié)構(gòu)圖的狀態(tài)特征。圖所表示的是一個(gè)軟件系統(tǒng)的分層模塊結(jié)構(gòu)圖。上級(jí)模塊調(diào)用下級(jí)模塊，他們之間存在著主從關(guān)系，同一層模塊之間并沒(méi)有這種主從關(guān)系。模塊間的連線：模塊之間的調(diào)用箭頭也可用沒(méi)有箭頭方向的直線表示，在用直線表示時(shí)，用模塊所處的位置表示他們之

11、間的調(diào)用關(guān)系，位于上面的模塊調(diào)用位于下面的模塊。結(jié)構(gòu)圖的深度:在多層次的結(jié)構(gòu)圖中，模塊結(jié)構(gòu)的層次數(shù)稱為結(jié)構(gòu)圖的深度。結(jié)構(gòu)圖的深度在一定程度上反映了程序結(jié)構(gòu)的規(guī)模和復(fù)雜程度。結(jié)構(gòu)圖的寬度：結(jié)構(gòu)圖中同一層模塊的最大模塊數(shù)稱為結(jié)構(gòu)圖的寬度。模塊的扇入和扇出：扇出表示一個(gè)模塊直接調(diào)用的下屬模塊數(shù)目，扇入則定義為調(diào)用一個(gè)給定的模塊的調(diào)用模塊的數(shù)目。1.3.4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)的各個(gè)元素之間的邏輯關(guān)系的一種表示。數(shù)據(jù)與程序是密不可分的，實(shí)現(xiàn)相同的功能，采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，底層的算法也不相同。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)先確定數(shù)據(jù)的組織、存取方式、相關(guān)程度，以及信息的不同處理方法，典型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)種類是有限的。所

12、謂的標(biāo)量項(xiàng)就是單個(gè)的數(shù)據(jù)元素，如一個(gè)布爾量、整數(shù)、實(shí)數(shù)或一個(gè)字符串，可以通過(guò)名字對(duì)他們進(jìn)行存取?；緮?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用包含標(biāo)量項(xiàng)、向量或N維空間的多重鏈表來(lái)建立分層樹狀結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)多種集合的存儲(chǔ)。1.4創(chuàng)建良好的設(shè)計(jì)的原則1.4.1分而治之和模塊化 分而治之就是將大型復(fù)雜的問(wèn)題分解為許多容易解決的小問(wèn)題。模塊化是將整體軟件劃分成獨(dú)立訪問(wèn)的模塊，不同的模塊通常是具有不同功能或職責(zé)。每個(gè)模塊可以獨(dú)立的開發(fā)、測(cè)試，最后組裝成完整的軟件。一個(gè)模塊的規(guī)模應(yīng)該由它的功能和用途決定，并不是分解的越小越好。存在一個(gè)模塊個(gè)數(shù)M，使得開發(fā)成本達(dá)到最小。M總的軟件成本連接成本最小成本范圍成

13、本/模塊模塊個(gè)數(shù)模塊數(shù)圖6 模塊大小、模塊數(shù)目與成本的關(guān)系1.4.2 模塊獨(dú)立性 模塊獨(dú)立性是指軟件系統(tǒng)中每個(gè)模塊只涉及軟件要求的具體子功能，而和軟件系統(tǒng)中其他的模塊接口都是簡(jiǎn)單的。一般采用兩個(gè)準(zhǔn)則度量模塊的獨(dú)立性，即模塊間的耦合和模塊的內(nèi)聚。 耦合是模塊間的相對(duì)獨(dú)立性的度量，模塊之間連接的越緊密，聯(lián)系越多，耦合性就越高，而模塊獨(dú)立性就越弱。內(nèi)聚是模塊功能強(qiáng)度的度量。一個(gè)模塊內(nèi)部各個(gè)元素之間的聯(lián)系越緊密，它的內(nèi)聚性就越高，相對(duì)的，其他模塊之間的耦合性就會(huì)降低。因此，模塊獨(dú)立性比較強(qiáng)的模塊應(yīng)該是高度內(nèi)聚、松散耦合的模塊。1. 松散耦合耦合性是程序結(jié)構(gòu)中各個(gè)模塊之間相互關(guān)聯(lián)的度量。取決于各個(gè)模塊之

14、間的接口復(fù)雜程度、調(diào)用模塊的方式以及哪些信息通過(guò)接口。（1） 非直接耦合。兩個(gè)模塊之間沒(méi)有直接關(guān)系，他們之間的聯(lián)系完全是通過(guò)主模塊的控制和調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。模塊之間的獨(dú)立性最強(qiáng)（2） 數(shù)據(jù)耦合。一個(gè)模塊訪問(wèn)里一個(gè)模塊時(shí)，彼此之間是通過(guò)數(shù)據(jù)參數(shù)來(lái)交換輸入、輸出信息的。（3） 標(biāo)記耦合。如果一組模塊通過(guò)參數(shù)表達(dá)傳遞記錄信息，就是標(biāo)記耦合。（4） 控制耦合。一個(gè)模塊通過(guò)傳送開關(guān)，標(biāo)志，名字等控制信息，明顯的控制選擇另一個(gè)模塊的功能。（5） 外部耦合。一組模塊都訪問(wèn)同意全局變量而不是同一全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而且不是通過(guò)參數(shù)表傳遞該全局變量的信息。（6） 公共耦合。一組模塊都訪問(wèn)同一個(gè)公共數(shù)據(jù)環(huán)境。（7） 內(nèi)容耦

15、合。一個(gè)模塊直接訪問(wèn)另一個(gè)模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)。一個(gè)模塊不通過(guò)正常入口轉(zhuǎn)到另一模塊內(nèi)部。兩個(gè)模塊有一部分代碼重疊。一個(gè)模塊有多個(gè)入口。2高度內(nèi)聚 一個(gè)內(nèi)聚程度高的模塊應(yīng)當(dāng)只完成軟件過(guò)程中的一個(gè)單一的任務(wù)，而不與程序其他的部分進(jìn)程發(fā)生關(guān)系。（1） 巧合內(nèi)聚。模塊內(nèi)各部分之間沒(méi)有聯(lián)系，或者即使有聯(lián)系，這種聯(lián)系也很松散。（2） 邏輯內(nèi)聚。模塊把幾種相關(guān)功能組合在一起，每次被調(diào)用時(shí)，由傳送給模塊的判定參數(shù)來(lái)確定該模塊應(yīng)該執(zhí)行哪一種功能。（3） 時(shí)間內(nèi)聚。模塊為多功能模塊，各個(gè)功能的執(zhí)行與時(shí)間有關(guān)，通常要求所有功能必須在同一時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行。（4） 過(guò)程內(nèi)聚。一個(gè)模塊內(nèi)的處理是相關(guān)的，必須以特定程序執(zhí)行。（5）

16、通信內(nèi)聚。一個(gè)模塊內(nèi)各功能部分都使用了相同的數(shù)據(jù)，或產(chǎn)生了相同數(shù)據(jù)。（6） 信息內(nèi)聚。模塊完成多個(gè)功能，各個(gè)功能都在同一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上操作，每一項(xiàng)功能都有一個(gè)唯一的入口點(diǎn)。（7） 功能內(nèi)聚。一個(gè)模塊中各個(gè)部分都是完成某一種具體功能必不可缺少的組成部分。1.4.3提高抽象層次 抽象是指忽視一個(gè)主題與當(dāng)前目標(biāo)無(wú)關(guān)的那些方面，以便充分的注意與當(dāng)前目標(biāo)相關(guān)的方面。設(shè)計(jì)軟件時(shí)，設(shè)計(jì)開始時(shí)應(yīng)該盡量提高軟件的抽象層次。按抽象級(jí)別由高到低進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。1.4.4復(fù)用性設(shè)計(jì) 復(fù)用是指同一實(shí)體不做修改或者稍加修改就可以多次重復(fù)使用，將復(fù)用的思想用于軟件開發(fā)。復(fù)用的范圍包括軟件開發(fā)的各個(gè)階段，包括需求模型和規(guī)格說(shuō)明、

17、設(shè)計(jì)模型、文檔、測(cè)試用例的復(fù)用。1.4.5靈活性設(shè)計(jì) 保證軟件靈活性的關(guān)鍵是抽象。在設(shè)計(jì)中引入靈活性的方法如下。（1） 降低耦合并提高內(nèi)聚。易于提高替換能力。（2） 建立抽象。創(chuàng)建有多態(tài)操作的接口和父類。（3） 不要將代碼寫死。消除代碼中的常數(shù)。（4） 拋出異常。由操作的調(diào)用者處理異常。（5） 使用并創(chuàng)建可復(fù)用的代碼。1.4.6預(yù)防過(guò)期 預(yù)防過(guò)期的規(guī)則如下。（1） 避免使用早期發(fā)布技術(shù)。（2） 避免使用針對(duì)特定環(huán)境的軟件庫(kù)。（3） 避免使用軟件庫(kù)中文檔不全或很少使用的功能。（4） 避免使用小公司提供的可復(fù)用構(gòu)件和特殊硬件。（5） 使用眾多廠商支持的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言和技術(shù)。1.4.7可測(cè)試性設(shè)計(jì) 進(jìn)行可

18、測(cè)試性設(shè)計(jì)時(shí)，堅(jiān)持以下原則。（1） 堅(jiān)持測(cè)試驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的方法。（2） 函數(shù)小型化。盡量做到一個(gè)函數(shù)一個(gè)操作。（3） 數(shù)據(jù)的顯示與控制分離，使修改程序功能而不影響視圖變得容易。1.5面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法也稱為過(guò)程驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方法，與軟件需求分析階段的結(jié)構(gòu)化分析方法相銜接，可以與編碼階段的“結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法”相適應(yīng)，成為常用的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法。1.5.1設(shè)計(jì)過(guò)程（1）復(fù)查并精化數(shù)據(jù)流圖。對(duì)需求分析階段得出的數(shù)據(jù)流圖進(jìn)行認(rèn)真復(fù)查，并在必要時(shí)精化。（2）確定數(shù)據(jù)流圖中數(shù)據(jù)流的類型。（3）導(dǎo)出初始的軟件結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)數(shù)據(jù)流類型，應(yīng)用變換型映射方法或事務(wù)型映射方法得到初始的軟件結(jié)構(gòu)圖。（4

19、）逐級(jí)分解。需要進(jìn)行一級(jí)分解和二級(jí)分解。（5）精化軟件結(jié)構(gòu)。使用設(shè)計(jì)度量和啟發(fā)式規(guī)則對(duì)得到軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)一步精化。（6）導(dǎo)出接口描述和全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)每一個(gè)模塊，給出進(jìn)出該模塊的信息，即該模塊的接口描述。詳細(xì)設(shè)計(jì)復(fù)讀用啟發(fā)式設(shè)計(jì)規(guī)則精化軟件結(jié)構(gòu)導(dǎo)出接口描述和全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)分事務(wù)中心和數(shù)據(jù)接收通路區(qū)分輸入和輸出分支映射成事務(wù)結(jié)構(gòu)映射成變換結(jié)構(gòu)精化數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流類型圖7 基于數(shù)據(jù)流方法的設(shè)計(jì)過(guò)程1.5.2典型的數(shù)據(jù)流類型和系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 典型的數(shù)據(jù)流類型有變換型數(shù)據(jù)流和事務(wù)型數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流的類型不同，得到的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不同。1. 變換型數(shù)據(jù)流與交換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖取得CC變換成D取得AA變換成B取得BB變換成CD

20、變換成E給出EDC主模塊給出DCDD圖8 變換型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2事務(wù)型數(shù)據(jù)流與事務(wù)型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖結(jié)果結(jié)果作業(yè)作業(yè)已分析的作業(yè)內(nèi)部表示的作業(yè)事務(wù)中心輸入已分析的作業(yè)輸出結(jié)果調(diào) 度讀入作業(yè)分析作業(yè)事務(wù)1事務(wù)2事務(wù)3操作1操作2操作3操作4操作5圖8 事務(wù)性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.5.3變換型映射方法 變換型映射方法是一系列設(shè)計(jì)步驟的總稱，將具有變換流特點(diǎn)的數(shù)據(jù)流圖按預(yù)先確定的模式映射成軟件結(jié)構(gòu)。先運(yùn)用變換型映射方法建立初始的變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，然后對(duì)他做進(jìn)一步改進(jìn)，最后得到系統(tǒng)的最終結(jié)構(gòu)圖。 變換分析方法分為四步組成：重畫數(shù)據(jù)流圖；區(qū)分有效輸入，有效輸出和中心變換部分；進(jìn)行一級(jí)分解，設(shè)計(jì)上層模版；進(jìn)行二級(jí)分解，設(shè)

21、計(jì)輸入，輸出和中心變換部分的中、下層模版。1.5.4事務(wù)型映射方法 一種數(shù)據(jù)流可以引發(fā)一個(gè)或多個(gè)處理，這些處理能夠完成該作業(yè)要求的功能，這種數(shù)據(jù)流就叫做事務(wù)。事務(wù)分析方法的步驟如下。（1） 識(shí)別事務(wù)源。從問(wèn)題定義和需求分析的結(jié)果中，找出各種需要處理的事務(wù)。（2） 規(guī)定適當(dāng)?shù)氖聞?wù)型結(jié)構(gòu)。在確定了該數(shù)據(jù)流圖具有事務(wù)型特征之后，根據(jù)模塊化分理論，建立適當(dāng)?shù)氖聞?wù)型結(jié)構(gòu)。（3） 識(shí)別各種事務(wù)和它們定義的操作。（4） 注意利用公共模塊。如果不同事務(wù)的一些中間模塊可由具有累死的語(yǔ)法和語(yǔ)義的若干個(gè)低層模塊組成，可以把這些模塊構(gòu)造成低級(jí)模塊。（5） 對(duì)每一事務(wù)，或?qū)β?lián)系密切的一組事務(wù)處理模塊。（6） 對(duì)事務(wù)處理

22、模塊規(guī)定他們?nèi)康南聦硬僮髂K。（7） 對(duì)操作模塊規(guī)定他們的全部操作細(xì)節(jié)。對(duì)于大型系統(tǒng)的復(fù)雜事務(wù)處理，可能有若干層細(xì)模塊。1.5.5軟件模塊結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方法（1）模塊功能的完善化。一個(gè)完整的功能模塊，不僅能夠完成指定的功能，而且還能告訴使用者完成任務(wù)的狀態(tài)，以及不能完成的原因。（2）消除重復(fù)功能，改善軟件結(jié)構(gòu)。如果發(fā)現(xiàn)幾個(gè)模塊的功能之間有相似之處，可以加以改進(jìn)。（3）模塊的作用范圍應(yīng)在控制范圍之內(nèi)。模塊的控制范圍包括它本身及其所有的從屬模塊。（4）盡可能的減少高扇出結(jié)構(gòu)，隨著深度增大扇入。（5）避免或減少使用病態(tài)連接，限制使用直接病態(tài)連接。公共數(shù)據(jù)域病態(tài)連接。通信模塊連接。為了避免病態(tài)連接，防止內(nèi)容耦合，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量達(dá)到單入口和單出口，便于閱讀程序、理解程序，并且不易出錯(cuò)。（6）模塊的大小要適中。1.6接口設(shè)計(jì)1.6.1接口設(shè)計(jì)概述 接口設(shè)計(jì)的依據(jù)是數(shù)據(jù)流圖中的自動(dòng)化系統(tǒng)邊界。自動(dòng)化系統(tǒng)邊界將數(shù)據(jù)流圖中的處理劃分為手工處理部分和系統(tǒng)處理部分，