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第四章 软件设计 4.1.2软件设计的过程 总体设计过程通常由两个主要阶段组成：系统设计阶段，确定系统的具体实现方案；结构设计阶段，确定软件结构。典型的总体设计过程包括下述9个步骤： 1、设想供选择的方案 2、选取合理的方案 对每个合理的方案分析员都应该准备下列4份资料：(1) 系统流程图；(2) 组成系统的物理元素清单；(3) 成本/效益分析；(4) 实现这个系统的进度计划。 3. 推荐最佳方案 7. 制定测试计划 4. 功能分解 8. 书写文档 5. 设计软件结构 9. 审查和复审 6. 设计数据库 4.2 软件设计的基本原理 4.3 软件结构准则 4.4 面向数据流的设计方法 面向数据流的设计方法的目标是给出设计软件结构的一个系统化的途径。 面向数据流的设计方法定义了一些不同的“映射”，利用这些映射可以把数据流图变换成软件结构。 通常所说的结构化设计方法(简称SD方法)，也就是基于数据流的设计方法。 4.4.1 概念 面向数据流的设计方法把信息流映射成软件结构，信息流的类型决定了映射的方法。信息流有下述两种类型。 1. 变换流 参看下图 。当数据流图具有这些特征时，这种信息流就叫作变换流。 图4.8 变换流 2. 事务流 基本系统模型意味着变换流，因此，原则上所有信息流都可以归结为这一类。 当数据流是“以事务为中心的”，也就是说，数据沿输入通路到达一个处理T，这个处理根据输入数据的类型在若干个动作序列中选出一个来执行。这类数据流应该划为一类特殊的数据流，称为事务流。如下中的处理T称为事务中心，它完成下述任务： （1）接收输入数据(输入数据又称为事务)； (2) 分析每个事务以确定它的类型； (3) 根据事务类型选取一条活动通路。 图4.9 事务流 3. 设计过程 图5.10说明了使用面向数据流方法逐步设计的过程。 应该注意，任何设计过程都不是机械地一成不变的，设计首先需要人的判断力和创造精神，这往往会凌驾于方法的规则之上。 4.4.2 变换分析 变换分析是一系列设计步骤的总称，经过这些步骤把具有变换流特点的数据流图按预先确定的模式映射成软件结构。下面通过一个例子说明变换分析的方法。 1. 例子 我们已经开始进入“智能”产品时代。在这类产品中把软件做在只读存储器中，成为设备的一部分，从而使设备具有某些“智能”。因此，这类产品的设计都包含软件开发的任务。作为面向数据流的设计方法中变换分析的例子，考虑汽车数字仪表板的设计。 假设的仪表板将完成下述功能： (1) 通过模数转换实现传感器和微处理机接口； (2) 在发光二极管面板上显示数据； (3) 指示每小时英里数(mph)，行驶的里程，每加仑油行驶的英里数(mpg)等等； (4) 指示加速或减速； (5) 超速警告：如果车速超过55英里/小时，则发出超速警告铃声。 在软件需求分析阶段应该对上述每条要求以及系统的其他特点进行全面的分析评价，建立起必要的文档资料，特别是数据流图。 2. 设计步骤 第1步 复查基本系统模型。 复查的目的是确保系统的输入数据和输出数据符合实际。 第2步 复查并精化数据流图。 应该对需求分析阶段得出的数据流图认真复查，并且在必要时进行精化。不仅要确保数据流图给出了目标系统的正确的逻辑模型，而且应该使数据流图中每个处理都代表一个规模适中相对独立的子功能。 假设在需求分析阶段产生的数字仪表板系统的数据流图如图5.11所示。 这个数据流图对于软件结构设计的“第一次分割”而言已经足够详细了，因此不需要精化就可以进行下一个设计步骤。 第3步 确定数据流图具有变换特性还是事务特性。 一般地说，一个系统中的所有信息流都可以认为是变换流，但是，当遇到有明显事务特性的信息流时，建议采用事务分析方法进行设计。在这一步，设计人员应该根据数据流图中占优势的属性，确定数据流的全局特性。此外还应该把具有和全局特性不同的特点的局部区域孤立出来，以后可以按照这些子数据流的特点精化根据全局特性得出的软件结构。 从图5.11看出，数据沿着两条输入通路进入系统，然后沿着5条通路离开，没有明显的事务中心。因此可以认为这个信息流具有变换流的总特征。 第4步 确定输入流和输出流的边界，从而孤立出变换中心。 输入流和输出流的边界和对它们的解释有关，也就是说，不同设计人员可能会在流内