軟件工程第五章 概要設(shè)計(jì)

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1、第五章第五章 概要設(shè)計(jì)概要設(shè)計(jì)5.1 概要設(shè)計(jì)的任務(wù)及目標(biāo)概要設(shè)計(jì)的任務(wù)及目標(biāo)5.2 概要設(shè)計(jì)的概念和原理概要設(shè)計(jì)的概念和原理5.3 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則5.4 概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具5.1 概要設(shè)計(jì)的任務(wù)及目標(biāo)概要設(shè)計(jì)的任務(wù)及目標(biāo)5.1.1概要設(shè)計(jì)的任務(wù)概要設(shè)計(jì)的任務(wù)把總?cè)蝿?wù)分解為許多基本的、具體的任務(wù)。這些具體任務(wù)合把總?cè)蝿?wù)分解為許多基本的、具體的任務(wù)。這些具體任務(wù)合理地組織起來構(gòu)成總?cè)蝿?wù)，稱為總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，又稱為概要理地組織起來構(gòu)成總?cè)蝿?wù)，稱為總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，又稱為概要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其基本任務(wù)是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其基本任務(wù)是:將系統(tǒng)劃分為模塊，決定每個(gè)模塊將系統(tǒng)劃分為模塊，決定每

2、個(gè)模塊的功能，決定模塊的調(diào)用關(guān)系，決定模塊的界面，以及模塊的功能，決定模塊的調(diào)用關(guān)系，決定模塊的界面，以及模塊間信息的傳遞。間信息的傳遞。概要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)開發(fā)過程中很重要的一步。系統(tǒng)的質(zhì)量概要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)開發(fā)過程中很重要的一步。系統(tǒng)的質(zhì)量及一些整體特性基本上就是在這個(gè)階段決定的。系統(tǒng)越大，及一些整體特性基本上就是在這個(gè)階段決定的。系統(tǒng)越大，概要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響越大。概要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響越大。下一頁返回5.1 概要設(shè)計(jì)的任務(wù)及目標(biāo)概要設(shè)計(jì)的任務(wù)及目標(biāo)5.1.2概要設(shè)計(jì)的目標(biāo)概要設(shè)計(jì)的目標(biāo)McGlanghlin給出在將需求轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)時(shí)判斷設(shè)計(jì)好壞的給出在將需求轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)時(shí)判斷設(shè)計(jì)好壞的3條特征。條

3、特征。(1)設(shè)計(jì)必須實(shí)現(xiàn)分析模型中描述的所有顯式需求，必須滿足設(shè)計(jì)必須實(shí)現(xiàn)分析模型中描述的所有顯式需求，必須滿足用戶希望的所有隱式需用戶希望的所有隱式需(2)設(shè)計(jì)必須是可讀、可理解的，使得將來易于編程、易于測設(shè)計(jì)必須是可讀、可理解的，使得將來易于編程、易于測試并易于維打試并易于維打。(3)設(shè)計(jì)應(yīng)從實(shí)現(xiàn)角度出發(fā)，給出與數(shù)據(jù)、功能、行為相關(guān)的設(shè)計(jì)應(yīng)從實(shí)現(xiàn)角度出發(fā)，給出與數(shù)據(jù)、功能、行為相關(guān)的軟件全貌。軟件全貌。上一頁返回5.2 概要設(shè)計(jì)的概念和原理概要設(shè)計(jì)的概念和原理5.2.1軟件結(jié)構(gòu)和過程軟件結(jié)構(gòu)和過程概要設(shè)計(jì)過程要完成的工作概要設(shè)計(jì)過程要完成的工作(1)制定規(guī)范。制定規(guī)范。(2)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的

4、總體設(shè)計(jì)。軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)。(3)處理方式設(shè)計(jì)。處理方式設(shè)計(jì)。(4)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(5)可靠性設(shè)計(jì)?？煽啃栽O(shè)計(jì)。(6編寫概要設(shè)計(jì)階段的文檔。編寫概要設(shè)計(jì)階段的文檔。(7)概要設(shè)計(jì)評審。概要設(shè)計(jì)評審。下一頁返回5.2 概要設(shè)計(jì)的概念和原理概要設(shè)計(jì)的概念和原理(1)概要設(shè)計(jì)的概念概要設(shè)計(jì)的概念自頂向下，逐步細(xì)化。自頂向下，逐步細(xì)化。(2)軟件結(jié)構(gòu)。軟件結(jié)構(gòu)包括兩部分軟件結(jié)構(gòu)。軟件結(jié)構(gòu)包括兩部分:程序的模塊結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)程序的模塊結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。(3)程序結(jié)構(gòu)。程序結(jié)構(gòu)表明了程序各個(gè)部件程序結(jié)構(gòu)。程序結(jié)構(gòu)表明了程序各個(gè)部件(模塊模塊)的組織情的組織情況，是軟件的過程表示。況

5、，是軟件的過程表示。軟件總體設(shè)計(jì)的過程如下。軟件總體設(shè)計(jì)的過程如下。從從DFD出發(fā)進(jìn)行任務(wù)分解，不同的劃分方法即對應(yīng)不同的出發(fā)進(jìn)行任務(wù)分解，不同的劃分方法即對應(yīng)不同的方案。方案。選擇最佳方案并制訂詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)計(jì)劃。選擇最佳方案并制訂詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)計(jì)劃。上一頁 下一頁返回5.2 概要設(shè)計(jì)的概念和原理概要設(shè)計(jì)的概念和原理5.2.2模塊化模塊化1.模塊化設(shè)計(jì)原理模塊化設(shè)計(jì)原理模塊是指具有相對獨(dú)立性的，由數(shù)據(jù)說明，執(zhí)行語句等程序模塊是指具有相對獨(dú)立性的，由數(shù)據(jù)說明，執(zhí)行語句等程序?qū)ο髽?gòu)成的集合。程序中的每個(gè)模塊都擊要單獨(dú)命名，通過對象構(gòu)成的集合。程序中的每個(gè)模塊都擊要單獨(dú)命名，通過名字可實(shí)現(xiàn)對指定模塊的訪問

6、。軟件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)正是模名字可實(shí)現(xiàn)對指定模塊的訪問。軟件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)正是模塊化的具體體現(xiàn)。就是說，整個(gè)軟件被劃分成若十單獨(dú)命名塊化的具體體現(xiàn)。就是說，整個(gè)軟件被劃分成若十單獨(dú)命名和可編址的部分，稱之為模塊。和可編址的部分，稱之為模塊。一個(gè)系統(tǒng)，即使不能按模塊劃分，必須以整體實(shí)現(xiàn)，但仍然一個(gè)系統(tǒng)，即使不能按模塊劃分，必須以整體實(shí)現(xiàn)，但仍然可以按照模塊化的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，只是程序可以逐行編寫，可以按照模塊化的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，只是程序可以逐行編寫，不劃分成了程序。雖然從程序上看不出模塊，但在程序設(shè)計(jì)不劃分成了程序。雖然從程序上看不出模塊，但在程序設(shè)計(jì)上應(yīng)用了模塊化原理，這樣的程序具有模塊化的優(yōu)點(diǎn)。上

7、應(yīng)用了模塊化原理，這樣的程序具有模塊化的優(yōu)點(diǎn)。上一頁 下一頁返回5.2 概要設(shè)計(jì)的概念和原理概要設(shè)計(jì)的概念和原理2.抽象抽象抽象抽象:忽略細(xì)節(jié)，分層理解問題，自頂向下層逐層加細(xì)。忽略細(xì)節(jié)，分層理解問題，自頂向下層逐層加細(xì)。(1)過程的抽象。過程的抽象。(2)數(shù)據(jù)抽象。數(shù)據(jù)抽象。(3)控制抽象?？刂瞥橄?。3.信息隱蔽信息隱蔽由由painas方法提倡的信息隱蔽是指，每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對方法提倡的信息隱蔽是指，每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對于其他模塊來說是隱蔽的。于其他模塊來說是隱蔽的。上一頁 下一頁返回5.2 概要設(shè)計(jì)的概念和原理概要設(shè)計(jì)的概念和原理4.模塊獨(dú)立性模塊獨(dú)立性模塊的獨(dú)立性，是指軟件系統(tǒng)中每個(gè)模

8、塊只涉及軟件要求的模塊的獨(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的了功能，而和軟件系統(tǒng)中其他的模塊的接口是簡單的。具體的了功能，而和軟件系統(tǒng)中其他的模塊的接口是簡單的。一般采用兩個(gè)準(zhǔn)則度量模塊獨(dú)立性，即模塊間的藕合和模塊一般采用兩個(gè)準(zhǔn)則度量模塊獨(dú)立性，即模塊間的藕合和模塊的內(nèi)聚。的內(nèi)聚。(1)藕合性。耦合是模塊之間的相對獨(dú)立性的度量，它取決于藕合性。耦合是模塊之間的相對獨(dú)立性的度量，它取決于各個(gè)模塊之間接口的復(fù)雜程度、調(diào)用模塊的方式以及哪些信各個(gè)模塊之間接口的復(fù)雜程度、調(diào)用模塊的方式以及哪些信息通過接口。息通過接口。(2)內(nèi)聚性。內(nèi)聚是模塊功能強(qiáng)度內(nèi)聚性。內(nèi)聚是模塊功能強(qiáng)度(一個(gè)模塊

9、內(nèi)部各個(gè)元素彼一個(gè)模塊內(nèi)部各個(gè)元素彼此結(jié)合的緊密程度此結(jié)合的緊密程度)量量。上一頁返回5.3 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1.抽象化抽象化對軟件進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以有不同的抽象層次。在最對軟件進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以有不同的抽象層次。在最高的抽象層次上，可以使用問題所處環(huán)境的語言描述問題的高的抽象層次上，可以使用問題所處環(huán)境的語言描述問題的解法。而在較低的抽象層次上，則采用過程化的方法。解法。而在較低的抽象層次上，則采用過程化的方法。2.自頂向下，逐步細(xì)化自頂向下，逐步細(xì)化這是由這是由Niklaus Wirth提出的設(shè)計(jì)策略。將軟件的體系結(jié)構(gòu)提出的設(shè)計(jì)策略。將軟件的體系結(jié)構(gòu)按自頂向下方式，對各個(gè)層次的

10、過程細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)逐層細(xì)按自頂向下方式，對各個(gè)層次的過程細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)逐層細(xì)化，直到用程序設(shè)計(jì)語言的語句能夠?qū)崿F(xiàn)為止，從而最后確化，直到用程序設(shè)計(jì)語言的語句能夠?qū)崿F(xiàn)為止，從而最后確立整個(gè)體系結(jié)構(gòu)。立整個(gè)體系結(jié)構(gòu)。下一頁返回5.3 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3.模塊化模塊化 軟件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)正是模塊化的具體體現(xiàn)。就是說，整個(gè)軟件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)正是模塊化的具體體現(xiàn)。就是說，整個(gè)軟件被劃分成若十單獨(dú)命名和可編址的部分，稱之為模塊。軟件被劃分成若十單獨(dú)命名和可編址的部分，稱之為模塊。這些模塊可以被組裝起來以滿足整個(gè)問題的需求。這些模塊可以被組裝起來以滿足整個(gè)問題的需求。4.控制層次控制層次控制層次也叫做程序結(jié)

11、構(gòu)，它表明了程序構(gòu)件控制層次也叫做程序結(jié)構(gòu)，它表明了程序構(gòu)件(模塊模塊)的組織的組織情況。情況。5.結(jié)構(gòu)劃分結(jié)構(gòu)劃分程序結(jié)構(gòu)可以按水平方向或垂直方向進(jìn)行劃分。程序結(jié)構(gòu)可以按水平方向或垂直方向進(jìn)行劃分。上一頁 下一頁返回5.3 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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)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)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)確定數(shù)據(jù)的組織、存取方式、相關(guān)程度以及信據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)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。息的不同處理方法。7.軟件過程軟件過程程序結(jié)構(gòu)描述了整個(gè)程序的控制層次關(guān)系和各個(gè)部分的接口程序結(jié)構(gòu)描述了整個(gè)程序

12、的控制層次關(guān)系和各個(gè)部分的接口清況。清況。上一頁返回5.4 概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具5.4.1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)方法結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法是在模塊化、自頂向下細(xì)化以及結(jié)構(gòu)化程序結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法是在模塊化、自頂向下細(xì)化以及結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)等程序設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。該方法實(shí)施的要點(diǎn)設(shè)計(jì)等程序設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。該方法實(shí)施的要點(diǎn)是是:建立數(shù)據(jù)流的類型建立數(shù)據(jù)流的類型;指明流的邊界指明流的邊界;將數(shù)據(jù)流圖映射將數(shù)據(jù)流圖映射到程序結(jié)構(gòu)到程序結(jié)構(gòu);用用“因子化因子化”方法定義控制的層次結(jié)構(gòu)方法定義控制的層次結(jié)構(gòu);用用設(shè)計(jì)測量和一些啟發(fā)式規(guī)則對結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)化。設(shè)計(jì)測量

13、和一些啟發(fā)式規(guī)則對結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)化。1.在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(sc)中的模塊中的模塊在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中不能再分解的底層模塊為原子模塊。如果一在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中不能再分解的底層模塊為原子模塊。如果一個(gè)軟件系統(tǒng)的全部實(shí)際加工個(gè)軟件系統(tǒng)的全部實(shí)際加工(數(shù)據(jù)計(jì)算或處理數(shù)據(jù)計(jì)算或處理)都由底層的原都由底層的原子模塊來完成，而其他所有非原子模塊僅執(zhí)行控制或協(xié)調(diào)功子模塊來完成，而其他所有非原子模塊僅執(zhí)行控制或協(xié)調(diào)功能，這樣的系統(tǒng)就是完全因子分解的系統(tǒng)。能，這樣的系統(tǒng)就是完全因子分解的系統(tǒng)。下一頁返回5.4 概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具2.變換流與變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變換流與變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變換型數(shù)據(jù)處理

14、問題的工作過程大致分為變換型數(shù)據(jù)處理問題的工作過程大致分為3步，即取得數(shù)據(jù)，步，即取得數(shù)據(jù)，變換數(shù)據(jù)和給出數(shù)據(jù)。變換數(shù)據(jù)和給出數(shù)據(jù)。3.事務(wù)流與事務(wù)型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖事務(wù)流與事務(wù)型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖事務(wù)型數(shù)據(jù)處理問題的工作機(jī)理是接受一項(xiàng)事務(wù)，根據(jù)事務(wù)事務(wù)型數(shù)據(jù)處理問題的工作機(jī)理是接受一項(xiàng)事務(wù)，根據(jù)事務(wù)處理的特點(diǎn)和性質(zhì)，選擇分派一個(gè)適當(dāng)?shù)奶幚韱卧?，然后給處理的特點(diǎn)和性質(zhì)，選擇分派一個(gè)適當(dāng)?shù)奶幚韱卧?，然后給出結(jié)果。出結(jié)果。4.變換映射變換映射變換映射是體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種策略。運(yùn)用變換映射方法建變換映射是體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種策略。運(yùn)用變換映射方法建立初始的變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，然后對它做進(jìn)一步的改進(jìn)，最立初始的變換型系

15、統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，然后對它做進(jìn)一步的改進(jìn)，最后得到系統(tǒng)的最終結(jié)構(gòu)圖。后得到系統(tǒng)的最終結(jié)構(gòu)圖。上一頁 下一頁返回5.4 概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具5.事務(wù)映射事務(wù)映射在很多應(yīng)用中，存在某種作業(yè)數(shù)據(jù)流，它可以引發(fā)一個(gè)或多在很多應(yīng)用中，存在某種作業(yè)數(shù)據(jù)流，它可以引發(fā)一個(gè)或多個(gè)處理。這種數(shù)據(jù)流就叫做事務(wù)。與變換映射類似，事務(wù)映個(gè)處理。這種數(shù)據(jù)流就叫做事務(wù)。與變換映射類似，事務(wù)映射也是從分析數(shù)據(jù)流圖開始，自頂向下，逐步分解，建立系射也是從分析數(shù)據(jù)流圖開始，自頂向下，逐步分解，建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。所不同的是由數(shù)據(jù)流圖映射成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖不同。統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。所不同的是由數(shù)據(jù)流圖映射成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖不同。5

16、.4.2面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)方法面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)方法Jackson方法是一種典型的面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)方法。方法是一種典型的面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)方法。早期的早期的Jackson方法用于小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，稱為方法用于小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，稱為Jackson結(jié)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)方法，簡稱構(gòu)程序設(shè)計(jì)方法，簡稱JSP方法。方法。上一頁 下一頁返回5.4 概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具1.JSD方法的步驟方法的步驟Jackson系統(tǒng)開發(fā)方法把分析的重點(diǎn)放在構(gòu)造與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)系統(tǒng)開發(fā)方法把分析的重點(diǎn)放在構(gòu)造與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)實(shí)世界，并建立現(xiàn)實(shí)世界的信息域的模型上。使用的現(xiàn)實(shí)世界，并建立現(xiàn)實(shí)世界

17、的信息域的模型上。使用JSD方法的步驟如下。方法的步驟如下。(1)實(shí)體動作分析實(shí)體動作分析(2)實(shí)體結(jié)構(gòu)分析實(shí)體結(jié)構(gòu)分析(3)定義初始模型定義初始模型(4)功能描述功能描述(S)決定系統(tǒng)時(shí)間特性決定系統(tǒng)時(shí)間特性(6)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)上一頁 下一頁返回5.4 概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具概要設(shè)計(jì)的常用方法及工具2.Jackson程序設(shè)計(jì)方法程序設(shè)計(jì)方法JSPJSP的本質(zhì)就是的本質(zhì)就是“問題應(yīng)當(dāng)被分解為可以用問題應(yīng)當(dāng)被分解為可以用3種結(jié)構(gòu)形式表示種結(jié)構(gòu)形式表示的構(gòu)件的層次結(jié)構(gòu)。的構(gòu)件的層次結(jié)構(gòu)?！盝ackson所說的所說的“結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式”就是指順就是指順序、選擇和重復(fù)，實(shí)際上，它們就是過程性構(gòu)造，并成為結(jié)序、選擇和重復(fù)，實(shí)際上，它們就是過程性構(gòu)造，并成為結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)。構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)。用用JSP方法得到的程序或進(jìn)程結(jié)構(gòu)圖，一般都需要求精和優(yōu)方法得到的程序或進(jìn)程結(jié)構(gòu)圖，一般都需要求精和優(yōu)化。因?yàn)檫@種方法是從輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)出程序結(jié)構(gòu)圖，化。因?yàn)檫@種方法是從輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)出程序結(jié)構(gòu)圖，因此，有些中間處理過程在結(jié)構(gòu)圖中反映不出來。在求精過因此，有些中間處理過程在結(jié)構(gòu)圖中反映不出來。在求精過程中，可以對結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行改進(jìn)和細(xì)化，使之完整和易于實(shí)現(xiàn)。程中，可以對結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行改進(jìn)和細(xì)化，使之完整和易于實(shí)現(xiàn)。上一頁返回