軟件工程課件：第5章 總體設(shè)計(jì)

2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院1第5章總體設(shè)計(jì)本章內(nèi)容：5.1軟件設(shè)計(jì)的重要性5.2設(shè)計(jì)過程5.3軟件總體設(shè)計(jì)5.4設(shè)計(jì)基本原理 5.5體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.6結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)5.7軟件結(jié)構(gòu)優(yōu)化2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院25.1軟件設(shè)計(jì)的重要性軟件設(shè)計(jì)處于軟件工程過程的技術(shù)核心地位。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院32022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院4軟件設(shè)計(jì)的重要性：1是把用戶需求轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K軟件產(chǎn)品的唯一方法2是決定軟件產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵階段（能否開發(fā)成功、開發(fā)出系統(tǒng)的穩(wěn)定性、測(cè)試的難易程度、維護(hù)的難易程度）3提供了可以進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估的軟件表示2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院52022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院65.2設(shè)計(jì)過程軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)把需求轉(zhuǎn)換為軟件表達(dá)式的過程。從軟件工程的角度講是分為總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)?？傮w設(shè)計(jì)主要是把需求轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件體系結(jié)構(gòu)，而詳細(xì)設(shè)計(jì)主要集中在體系結(jié)構(gòu)表達(dá)式的細(xì)化，從而產(chǎn)生詳細(xì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件的算法表達(dá)式。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院7總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)除了必須有先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)外，還要有同步的管理技術(shù)支持。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院8軟件設(shè)計(jì)原則：1）設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)模塊化（modular），也就是說，軟件應(yīng)被邏輯地劃分為能完成特定功能和子功能的構(gòu)件。（2）設(shè)計(jì)應(yīng)形成具有獨(dú)立功能特征的模塊（如子程序或過程）。（3）設(shè)計(jì)應(yīng)使模塊之間和與外部環(huán)境之間接口的復(fù)雜性盡量地減少。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院9（4）設(shè)計(jì)應(yīng)該有一個(gè)分層的組織結(jié)構(gòu)，這樣人們可對(duì)軟件各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行理性的控制。（5）設(shè)計(jì)應(yīng)有性質(zhì)不同的可區(qū)分的數(shù)據(jù)和過程表達(dá)式。（6）設(shè)計(jì)應(yīng)利用軟件需求分析中得到的信息和可重復(fù)的方法。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院105.3軟件總體設(shè)計(jì)1.軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）采用某種設(shè)計(jì)方法，將一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)按功能劃分成模塊。（2）確定每個(gè)模塊的功能。（3）確定模塊之間的調(diào)用關(guān)系。（4）確定模塊之間的接口，即模塊之間傳遞的信息。（5）評(píng)價(jià)模塊結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院112.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)需求分析階段對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組成、操作約束和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系的描述，確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特性。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院122）數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)一般的軟件系統(tǒng)都有數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，存儲(chǔ)要借助數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)是指數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)包括以下三個(gè)方面：（1）概念設(shè)計(jì)。（2）邏輯設(shè)計(jì)。（3）物理設(shè)計(jì)。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院133.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)如果采用的是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，則要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。要分析網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷與容量，遵照網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，確定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需求。要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇好網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，確定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置，制定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院144.軟件總體設(shè)計(jì)文檔總體設(shè)計(jì)說明書是總體設(shè)計(jì)階段結(jié)束時(shí)提交的技術(shù)文檔。按國(guó)標(biāo)GB8576–88的《計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南》規(guī)定，軟件設(shè)計(jì)文檔可分為“總體設(shè)計(jì)說明書”、“詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書”和“數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)說明書”。這些文檔的內(nèi)容與格式請(qǐng)參考有關(guān)資料。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院155.評(píng)審在該階段，對(duì)設(shè)計(jì)部分是否完整地實(shí)現(xiàn)了需求中規(guī)定的功能、性能等要求，設(shè)計(jì)方案的可行性、關(guān)鍵的處理及內(nèi)外部接口定義正確性、有效性以及各部分之間的一致性等，都一一進(jìn)行評(píng)審。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院165.4設(shè)計(jì)基本原理軟件設(shè)計(jì)要回答下列問題：（1）使用什么樣的準(zhǔn)則才能把軟件劃分成為各個(gè)單獨(dú)的構(gòu)件？（2）怎樣把功能或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)從軟件概念表達(dá)式中分離出來(lái)？（3）定義軟件設(shè)計(jì)的技術(shù)質(zhì)量有統(tǒng)一的準(zhǔn)則嗎？2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院175.4.1抽象抽象是認(rèn)識(shí)復(fù)雜現(xiàn)象過程中使用的思維工具，即抽出事物本質(zhì)的共同特性而暫不考慮它的細(xì)節(jié)，不考慮其他因素。隨著對(duì)抽象不同層次的展開，過程抽象（ProceduralAbstraction）和數(shù)據(jù)抽象（DataAbstraction）就建立了。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院185.4.2細(xì)化逐步細(xì)化是一種自頂向下的設(shè)計(jì)策略。程序的體系結(jié)構(gòu)開發(fā)是由過程細(xì)節(jié)層次不斷地細(xì)化而成的。分層的開發(fā)則是以逐步的方式由分解一個(gè)宏功能直到獲得編程語(yǔ)言語(yǔ)句。細(xì)化實(shí)際上是一個(gè)詳細(xì)描述的過程。在高層抽象定義時(shí)，從功能說明或信息描述開始，就是說明功能或信息的概念，而不給出功能內(nèi)部的工作細(xì)節(jié)或信息的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。細(xì)化則是設(shè)計(jì)者在原始說明的基礎(chǔ)上進(jìn)行詳細(xì)說明，隨著不斷的細(xì)化（詳細(xì)說明）給出更多的細(xì)節(jié)。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院195.4.3模塊化模塊具有以下幾種基本屬性：（1）接口：指模塊的輸入與輸出。（2）功能：指模塊實(shí)現(xiàn)什么功能。（3）邏輯：描述內(nèi)部如何實(shí)現(xiàn)要求的功能及所需的數(shù)據(jù)。（4）狀態(tài)：指該模塊的運(yùn)行環(huán)境，即模塊的調(diào)用與被調(diào)用關(guān)系。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院20模塊化是指解決一個(gè)復(fù)雜問題時(shí)自頂向下逐層把軟件系統(tǒng)劃分成若干模塊的過程。每個(gè)模塊完成一個(gè)特定的子功能，所有的模塊按某種方法組裝起來(lái)，成為一個(gè)整體，完成整個(gè)系統(tǒng)所要求的功能。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院21問題復(fù)雜性與工作量關(guān)系設(shè)問題x，表示它的復(fù)雜性函數(shù)為C(x)，解決它所需的工作量函數(shù)為E(x)。對(duì)于問題P1和P2；如果：C(P1)＞C(P2)即P1比P2復(fù)雜，那么：E(P1)＞E(P2)即問題越復(fù)雜，所需要的工作量越大。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院22根據(jù)解決一般問題的經(jīng)驗(yàn)，規(guī)律為：C(P1+P2)＞C(P1)+C(P2)即一個(gè)問題同問題組合而成的復(fù)雜度大于分別考慮每個(gè)問題的復(fù)雜度之和。這樣，可以推出：E(P1+P2)＞E(P1)+E（P2)所得結(jié)果對(duì)于模塊化和軟件具有重要的意義。那么，從上面所得的不等式是否可以得出這樣的結(jié)論：如果把軟件無(wú)限細(xì)分，那么最后開發(fā)軟件所需要的工作量就小得可以忽略了。但是，事實(shí)上，影響軟件開發(fā)工作量的因素還有許多2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院23模塊數(shù)目與軟件成本2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院245.4.4軟件體系結(jié)構(gòu)軟件總體設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。軟件體系結(jié)構(gòu)（softwarearchitecture）包含了計(jì)算機(jī)程序的兩個(gè)重要特性：（1）過程構(gòu)件（模塊）的層次結(jié)構(gòu)。（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院25結(jié)構(gòu)化演化2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院26不同結(jié)構(gòu)2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院275.4.5程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)（programstructure）給出了程序構(gòu)件（模塊）的組織（通常叫分層），這種組織包含了控制的層次。它們不給出軟件的過程方面，如過程的序列、決策的出現(xiàn)或次序，或操作的重復(fù)等。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院28結(jié)構(gòu)專用名詞2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院295.4.6數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在軟件體系結(jié)構(gòu)的表達(dá)式中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序結(jié)構(gòu)同樣重要。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)決定信息的組織、存取方法、結(jié)合的程度，以及可選的處理方法。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院30典型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院31當(dāng)組織標(biāo)量項(xiàng)作為一列或連接的組時(shí)，就形成一個(gè)順序向量（sequentialvector）。向量是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中最常用的。可看下面這個(gè)C語(yǔ)言程序段的例子：intaa[100]；…procedureps（intaa；intn；intsum）{inti；{2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院32sum=0；

for（i=1;i<=n;i++）

sum=sum+aa[i];}；}…例子中定義aa為100個(gè)標(biāo)量整數(shù)項(xiàng)的順序向量。在過程ps中標(biāo)引aa的每個(gè)元素的存儲(chǔ)，這樣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的每個(gè)元素都可按定義的順序引用。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院335.4.7軟件過程軟件過程（softwareprocedure），則側(cè)重于每一個(gè)單獨(dú)模塊的處理細(xì)節(jié)研究。過程必須提供精確的事件的順序、確切的抉擇點(diǎn)、重復(fù)的操作，以及數(shù)據(jù)的組織與結(jié)構(gòu)處理規(guī)格說明。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院34一個(gè)模塊內(nèi)的過程2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院35過程的分層2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院365.5體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（architecturaldesign）的主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)模塊化的程序結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)融合了程序結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，接口定義能使數(shù)據(jù)流經(jīng)程序。要給出各個(gè)模塊之間的控制關(guān)系。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院375.5.1軟件結(jié)構(gòu)圖軟件結(jié)構(gòu)圖是軟件系統(tǒng)的模塊層次結(jié)構(gòu)，反映了整個(gè)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，即將來(lái)程序的控制層次體系。軟件結(jié)構(gòu)往往用樹狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的圖形來(lái)表示。1.模塊用方框表示，并用名字標(biāo)識(shí)該模塊，名字應(yīng)體現(xiàn)該模塊的功能。2.模塊的控制關(guān)系兩個(gè)模塊間用單向箭頭或直線連接起來(lái)表示它們的控制關(guān)系。

2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院383.模塊間的信息傳遞模塊間還經(jīng)常用帶注釋的短箭頭表示模塊調(diào)用過程中來(lái)回傳遞的信息。模塊間的控制關(guān)系及信息傳遞2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院394.兩個(gè)附加符號(hào)表示模塊有選擇調(diào)用或循環(huán)調(diào)用2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院405.結(jié)構(gòu)圖的形態(tài)特征2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院41結(jié)構(gòu)圖的形態(tài)特征包括：（1）深度：指結(jié)構(gòu)圖控制的層次，即模塊的層數(shù)。（2）寬度：指一層中最大的模塊個(gè)數(shù)。（3）扇出：指一個(gè)模塊直接下屬模塊的個(gè)數(shù)。（4）扇入：指一個(gè)模塊直接上屬模塊的個(gè)數(shù)。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院426.畫結(jié)構(gòu)圖應(yīng)注意的事項(xiàng)（1）同一名字的模塊在結(jié)構(gòu)圖中僅出現(xiàn)一次。（2）調(diào)用關(guān)系只能從上到下。（3）不嚴(yán)格表示模塊的調(diào)用次序，習(xí)慣上從左到右。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院435.5.2模塊的大小前面在討論模塊設(shè)計(jì)的原理時(shí)，已經(jīng)知道一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)由若干個(gè)模塊構(gòu)成。其目的是為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。模塊設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則不應(yīng)該是語(yǔ)句的多少，而應(yīng)當(dāng)是模塊是否是一個(gè)獨(dú)立的功能。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院445.5.3扇出和扇入與深度和寬度由結(jié)構(gòu)圖的形態(tài)特征可以知道，一個(gè)系統(tǒng)的大小和系統(tǒng)的復(fù)雜程度在一定程度上可以用深度和寬度表示。大量的系統(tǒng)研究表明，認(rèn)為高層模塊應(yīng)有較高的扇出，低層模塊特別是底層模塊應(yīng)有較高的扇入。扇入越大，表示該模塊被更多的上級(jí)模塊共享。多個(gè)扇入入口相同，這就避免了程序的重復(fù)，因此希望扇入高一點(diǎn)。但過多又可能是把許多不相關(guān)的功能硬湊在一起，形成通用模塊，這樣的模塊必然是低聚合的。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院45扇出實(shí)際上是對(duì)問題解的分解2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院462022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院475.5.4模塊的耦合耦合（Coupling）表示軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊彼此之間相互依賴（連接）的緊密程度，是衡量軟件模塊結(jié)構(gòu)質(zhì)量好壞的度量，是對(duì)模塊獨(dú)立性的直接衡量指標(biāo)。耦合強(qiáng)弱取決于模塊間接口的復(fù)雜程度，進(jìn)入或訪問一個(gè)模塊的點(diǎn)，以及通過接口的數(shù)據(jù)。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院481.數(shù)據(jù)耦合如果兩個(gè)模塊彼此間通過參數(shù)交換信息，而且交換的信息僅僅是數(shù)據(jù)，那么這種耦合稱為數(shù)據(jù)耦合。數(shù)據(jù)耦合是低耦合。系統(tǒng)中必須存在這種耦合，因?yàn)橹挥挟?dāng)某些模塊的輸出數(shù)據(jù)作為另一些模塊的輸入數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)才能完成有價(jià)值的功能。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院492.控制耦合如果傳遞的信息中有控制信息，則這種耦合稱為控制耦合。控制耦合是中等程度的耦合，它增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度?？刂岂詈贤嵌嘤嗟?，在把模塊適當(dāng)分解之后通?？梢杂脭?shù)據(jù)耦合代替它。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院502022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院513.公共環(huán)境耦合當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)模塊通過一個(gè)公共數(shù)據(jù)環(huán)境相互作用時(shí)，它們之間的耦合稱為公共環(huán)境耦合（即公用耦合）。公共環(huán)境耦合的復(fù)雜程度隨耦合的模塊個(gè)數(shù)而變化，當(dāng)耦合的模塊個(gè)數(shù)增加時(shí)復(fù)雜程度顯著增加。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院52松散的公用耦合2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院53緊密的公用耦合2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院54（1）一個(gè)模塊往公共環(huán)境送數(shù)據(jù)，另一個(gè)模塊從公共環(huán)境取數(shù)據(jù)。這是數(shù)據(jù)耦合的一種形式，是比較松散的耦合。（2）兩個(gè)模塊都既往公共環(huán)境送數(shù)據(jù)又從里面取數(shù)據(jù)，這種耦合比較緊密，介于數(shù)據(jù)耦合和控制耦合之間。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院554.內(nèi)容耦合最高程度的耦合是內(nèi)容耦合。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院56（1）一個(gè)模塊訪問另一個(gè)模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)；（2）一個(gè)模塊不通過正常入口而轉(zhuǎn)到另一個(gè)模塊的內(nèi)部；（3）兩個(gè)模塊有一部分程度代碼重疊（只可能出現(xiàn)在匯編程序中）；（4）一個(gè)模塊有多個(gè)入口（這表明一個(gè)模塊有幾種功能）。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院57應(yīng)該堅(jiān)決避免使用內(nèi)容耦合。事實(shí)上許多高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言已經(jīng)設(shè)計(jì)成不允許在程序中出現(xiàn)任何形式的內(nèi)容耦合?？傊?，耦合是影響模塊結(jié)構(gòu)和軟件復(fù)雜程度的一個(gè)重要因素，應(yīng)該采用如下設(shè)計(jì)原則：盡量使用數(shù)據(jù)耦合，少用控制耦合，限制公共環(huán)境耦合，完全不用內(nèi)容耦合。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院585.5.5模塊的內(nèi)聚內(nèi)聚標(biāo)志一個(gè)模塊內(nèi)各個(gè)元素彼此結(jié)合的緊密程度，它是信息隱蔽和局部化概念的自然擴(kuò)展。簡(jiǎn)單地說，理想內(nèi)聚的模塊只做一件事情。1.功能內(nèi)聚如果模塊內(nèi)所有處理元素屬于一個(gè)整體，完成一個(gè)單一的功能，則稱為功能內(nèi)聚。功能內(nèi)聚是最高程度的內(nèi)聚。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院592.信息內(nèi)聚信息內(nèi)聚模塊能完成多種功能，各個(gè)功能都在同一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上操作，每一項(xiàng)功能有一個(gè)惟一的入口點(diǎn)。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院603.通信內(nèi)聚如果一個(gè)模塊中所有處理元素都使用同一個(gè)輸入數(shù)據(jù)和（或）產(chǎn)生同一個(gè)輸出數(shù)據(jù)，稱為通信內(nèi)聚（CommunicationalCohesion）。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院614.過程內(nèi)聚如果一個(gè)模塊內(nèi)部的處理元素是相關(guān)的，而且必須以特定次序執(zhí)行，則稱為過程內(nèi)聚。過程內(nèi)聚與順序內(nèi)聚的區(qū)別主要在于：順序內(nèi)聚中是數(shù)據(jù)流從一個(gè)處理元流到另一個(gè)處理元，而過程內(nèi)聚中是控制流從一個(gè)動(dòng)作流向另一個(gè)動(dòng)作。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院625.邏輯內(nèi)聚如果一個(gè)模塊完成的任務(wù)在邏輯上屬于相同或相似的一類，稱為邏輯內(nèi)聚（LogicalCohesion）。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院636.時(shí)間內(nèi)聚如果一個(gè)模塊包含的任務(wù)必須在同一段時(shí)間內(nèi)執(zhí)行，就叫時(shí)間內(nèi)聚。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院647.偶然內(nèi)聚如果一個(gè)模塊完成一組任務(wù)，這些任務(wù)彼此間即使有關(guān)系，關(guān)系也是很松散的，就叫做偶然內(nèi)聚。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院655.5.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般準(zhǔn)則1.模塊獨(dú)立性準(zhǔn)則（1）如果若干模塊之間耦合強(qiáng)度過高，每個(gè)模塊內(nèi)功能不復(fù)雜，可將它們合并，以減少信息的傳遞和公共區(qū)的引用。（2）若有多個(gè)相關(guān)模塊，應(yīng)對(duì)它們的功能進(jìn)行分析，消去重復(fù)功能。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院662022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院672.軟件結(jié)構(gòu)的形態(tài)特征準(zhǔn)則軟件結(jié)構(gòu)的深度、寬度、扇入及扇出應(yīng)適當(dāng)。3.模塊的大小準(zhǔn)則在考慮模塊獨(dú)立性的同時(shí)，為了增加可理解性，模塊的大小最好在50～150條語(yǔ)句左右，可以用1～2頁(yè)打印紙打印，便于人們閱讀與研究。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院684.模塊的接口準(zhǔn)則模塊的接口要簡(jiǎn)單、清晰及含義明確，便于理解，易于實(shí)現(xiàn)、測(cè)試與維護(hù)。模塊接口的復(fù)雜性是軟件發(fā)生錯(cuò)誤的一個(gè)重要原因。因此，設(shè)計(jì)模塊接口時(shí)，應(yīng)盡量使傳遞的信息簡(jiǎn)單并與模塊的功能一致。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院695.5.7模塊的作用域與控制域一個(gè)模塊的作用范圍應(yīng)在其控制范疇之內(nèi)，且條件判定所在的模塊應(yīng)與受影響的模塊在層次上盡量靠近。如果在設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)模塊作用范圍不在其控制范圍之內(nèi)，可用以下方法加以改進(jìn)：（1）上移判斷點(diǎn)。使該判斷的層次升高，以擴(kuò)大它的控制范圍。（2）下移受判斷影響的模塊。將受判斷影響的模塊下移到判斷所在模塊的控制范圍內(nèi)。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院70圖5-28模塊示意圖1圖5-29模塊示意圖2圖5-30模塊示意圖32022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院715.6結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)5.6.1數(shù)據(jù)流的類型1.變換型數(shù)據(jù)流圖根據(jù)信息系統(tǒng)的模型，信息一般是以外部形式進(jìn)入系統(tǒng)，通過系統(tǒng)處理后，然后離開系統(tǒng)。從其過程可以得出，變換流的數(shù)據(jù)流圖是一個(gè)線性結(jié)構(gòu)。變換型的數(shù)據(jù)流是由輸入、變換（或稱處理）和輸出三部分組成。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院72變換型數(shù)據(jù)流圖圖5-31變換型數(shù)據(jù)流圖

2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院732.事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖基本系統(tǒng)模型意味著變換流。因此，原則上可以講所有的信息流都可以歸結(jié)為這一類。圖5-32事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院74圖中的處理T稱為事務(wù)中心，它完成下述任務(wù)：（1）接收輸入數(shù)據(jù)。（2）分析每個(gè)事務(wù)，確定其類型。（3）根據(jù)事務(wù)選擇一條活動(dòng)通路。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院755.6.2過程步驟結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法轉(zhuǎn)換的步驟：（1）數(shù)據(jù)流圖：把數(shù)據(jù)流圖轉(zhuǎn)換成軟件結(jié)構(gòu)圖前，設(shè)計(jì)人員要參照規(guī)范說明書，仔細(xì)地研究分析數(shù)據(jù)流圖并參照數(shù)據(jù)字典，認(rèn)真理解其中的有關(guān)元素，檢查有無(wú)遺漏或不合理之處，進(jìn)行必要的修改。（2）確定數(shù)據(jù)流圖類型：通常將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖視為變換流。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院76（3）找出變換中心：輸入流是一條路徑，經(jīng)過這條路徑數(shù)據(jù)從外部形式轉(zhuǎn)換為內(nèi)部形式。輸出流則相反，從內(nèi)部形式轉(zhuǎn)換為外部形式。（4）第一層分解：如果是變換流，要把數(shù)據(jù)流圖映射為一種輸入、變換、輸出的特殊結(jié)構(gòu)。（5）第二層分解：這一步的任務(wù)是把數(shù)據(jù)流圖中的各個(gè)變換映射成為相應(yīng)的模塊。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院77（6）根據(jù)優(yōu)化準(zhǔn)則對(duì)軟件結(jié)構(gòu)求精。（7）描述模塊功能、接口及全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（8）復(fù)查，如果有錯(cuò)，轉(zhuǎn)步驟（2）修改完善，否則進(jìn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院785.6.3變換分析設(shè)計(jì)變換流的設(shè)計(jì)是將數(shù)據(jù)流圖到程序結(jié)構(gòu)圖的轉(zhuǎn)換。當(dāng)數(shù)據(jù)流圖具有較明顯的變換特征時(shí)，則按照下列步驟設(shè)計(jì)。1.確定數(shù)據(jù)流圖中的變換中心、邏輯輸入和邏輯輸出。

2.設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)的頂層和第一層。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院79圖5-33變換分析設(shè)計(jì)舉例2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院803.設(shè)計(jì)中、下層模塊。1）輸入模塊的下屬模塊的設(shè)計(jì)2）輸出模塊的下屬模塊的設(shè)計(jì)3）變換模塊的下屬模塊的設(shè)計(jì)2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院814.設(shè)計(jì)的優(yōu)化（1）輸入部分的求精（2）輸出部分的求精（3）變換部分的求精2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院825.6.4事務(wù)分析設(shè)計(jì)事務(wù)流的設(shè)計(jì)是從事務(wù)數(shù)據(jù)流圖到程序結(jié)構(gòu)的變換。對(duì)于具有事務(wù)型特征的數(shù)據(jù)流圖，則采用事務(wù)分析的設(shè)計(jì)方法。（1）確定數(shù)據(jù)流圖中的事務(wù)中心和加工路徑。當(dāng)數(shù)據(jù)流圖中的某個(gè)加工具有明顯地將一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流分解成多個(gè)發(fā)散的輸出數(shù)據(jù)流時(shí)，該加工就是事務(wù)中心。從事務(wù)中心輻射出去的數(shù)據(jù)流為各個(gè)加工路徑。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院83（2）設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)的頂層和第一層。事務(wù)處理中心和事務(wù)處理路徑確定后，就可以確定它們的軟件結(jié)構(gòu)。（3）進(jìn)行事務(wù)結(jié)構(gòu)中、下層模塊的設(shè)計(jì)、優(yōu)化等工作。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院84圖5-34事務(wù)分析設(shè)計(jì)舉例2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院855.6.5混合流設(shè)計(jì)1.混合數(shù)據(jù)流圖的映射一般中型以上的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖中，都會(huì)既有變換流，又有事務(wù)流。這就是所謂的混合的數(shù)據(jù)流圖，其軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法一般采用以變換流為主，事務(wù)流為輔的方法。（1）確定數(shù)據(jù)流圖整體上的類型。（2）標(biāo)出局部的數(shù)據(jù)流圖范圍，確定其類型。（3）按整體和局部的數(shù)據(jù)流圖特征，設(shè)計(jì)出軟件結(jié)構(gòu)。2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院862.分層數(shù)據(jù)流圖的映射對(duì)于一個(gè)復(fù)雜問題的數(shù)據(jù)流圖結(jié)果，往往是分層的。那么對(duì)于分層的數(shù)據(jù)流圖映射成軟件結(jié)構(gòu)圖也應(yīng)該是分層的。（2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院871）主圖是變換型，子圖是事務(wù)型圖5-35主圖變換型，子圖事務(wù)型2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院88（2）主圖是事務(wù)型，子圖是變換型圖5-36主圖事務(wù)型，子圖變換型

2022/11/3廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院895.6.6結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用示例圖5-37銷售管理系