软件工程中的结构化设计.ppt

结构化设计原理 模块独立 启发规则 表示软件结构的图形工具 4.1 结构化设计概述 任务：回答How to do? 阶段划分：概要设计、详细设计 主要内容： 体系结构设计 数据设计 接口设计 过程设计 结构化设计模型与结构化分析模型的关系： 软件设计必须依据对软件的需求分析来进行的，而结构化分析的结果为结构化设计提供了最基本的输入信息。 软件开发阶段的信息流 4.2 软件设计的概念和原理 模块化 抽象 逐步求精 信息隐藏 1. 模块化 模块（Modular）: 独立命名，可独立访问的具有一定功能的一段程序。 模块化设计（Modular Design）： 按适当的原则把软件划分为一个个较小的、相关而又相对独立的模块。每个模块可独立开发、测试，最后组装成完整的软件。 在结构化方法中，过程、函数和子程序等都可作为模块；在面向对象方法中，对象是模块，对象内的方法也是模块。 模块分解并不是越小越好。 理想模块 理想模块的特点： 只解决一个问题。 功能都应该明确，使人容易理解。 理想模块之间的连接关系简单，具有独立性。 由理想模块构成的系统，容易使人理解，易于编程，易于测试，易于修改和维护。 对用户来说，其感兴趣的是模块的功能，而不必去理解模块内部的结构和原理。 模块分解（Decomposition） 软件工程基本定理 有关模块化 模块化考虑因素： 模块数目 怎样定义一个给定大小的模块 评价模块系统设计方法的标准： 可分解性、可组装性、可理解性、连续性、保护性 模块化的优点： 易阅读和理解，可靠性，可修改性 2. 抽象（Abstraction） 抽象即提取出本质而暂不考虑细节。是认识复杂现象过程中使用的思维工具。 在进行软件设计时，抽象与逐步求精、模块化密切相关，可提高软件的可理解性。 高层次抽象 使用问题环境的语言，以概括的方式叙述问题的解决。 较低层次抽象 更过程化的方法 面向问题+面向实现术语结合 最低层次抽象 直接实现的方式叙述问题的解法。 3. 逐步求精 细化 为了集中精力解决主要问题而尽量推迟对问题细节的考虑。 软件工程过程的每一步都是对软件解法的抽象层次的一次精化。 求精是帮助设计者在设计过程中提示出低层细节。 4. 信息隐藏（Information Hiding） 又称数据封装（Data Encapculation） 指在设计和确定模块时，使得一个模块内包含的信息（过程和数据），对于不需要这些信息的其他模块来说，是不可访问的。 为软件系统的修改、测试及以后的维护都带来好处 目的 为了提高模块的独立性。 4.3 模块独立性（Module Independence） 模块独立性： 是指软件系统中每个模块只涉及软件要求的具体的子功能，而和软件系统中其他模块接口是简单的。 模块完成独立的功能 符合信息隐蔽和信息局部化原理 模块间关连和依赖程度尽量小 两个定性的度量标准： 耦合性：模块之间的依赖程度。取决于接口的复杂性、调用的方式及传递的信息。 内聚性：模块内部各成分之间的关联程度。 1. 耦合（Coupling） 耦合性： 是程序结构中各个模块之间相互关联的度量。 取决于各个模块之间接口的复杂程序、调用模块的方式以及哪些信息通过接口。 耦合性越高，模块独立性越弱。 非直接耦合（Nondirect Coupling） 非直接耦合： 模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。 这种耦合的模块独立性最强。 例如下图中，模块1和2是非直接耦合 数据耦合（Data Coupling） 数据耦合： 在两个模块间往返传递的只有数据（或变量或记录或文件），这种耦合称数据耦合。 在模块间只有数据传输，模块接口简单。 在不可避免的耦合中是耦合力最低的，也是较理想的耦合。 如：编程语言中的传值函数。 标记耦合（Stamp Coupling） 标记耦合（又称特征耦合）： 指两个模块之间传递的是数据结构（如记录、数组等）。其实传递的是这个数据结构的地址。 两个模块必须清楚这些数据结构，并按要求对其进行操作，这样就降低了可理解性。 如： 住户详情中包含了“本月用电量”和“本月用水量” 将标记耦合改为数据耦合 控制耦合（Control Coupling） 控制耦合： 如果一个模块通过传送控制信息（开发、标志、名字等），明显地控制选择另一模块的功能就是控制耦合。 病态耦合 控制耦合举例 去除模块间控制耦合的方法 去除模块间控制耦合的方法： 将被调用模块内的判定上移到调用模块中进行； 被调用模块分解成若干单一功能模块。 将控制耦合改为数据耦合又例 外部耦合 外部耦合： 当模块受外部环境的约束时就会发生外部耦合。 例如：I/O模块与特定设备，格式与通信协议相关联。 外部耦合必不可少，但这种模块数目应尽量少。 公共耦