结构化软件设计

示
B
A
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结构图的几个概念
• 深度：程序结构图中控制的层数，例如图中所示的结构图的 深度是5
• 宽度：程序结构图中同一层次上模块总数的最大值，例如图 中所示的结构图的宽度为7
• 扇出(fan out)：该模块直接调用的模块数目。例如，例如图中 模块M的扇出是4，模块A的是2，模块B的扇出是1
• 扇入(fan in)：能直接调用该模块的模块数目。例如图中模块 G的扇入是1，模块I的扇入是2，模块R的扇入是4
面向数据结构的设计或 LCP,JSP,DSSD 者数据驱动设计
面向对象设计
Coad,Yourdon
A
结构化设计方法（Structured Design ,SD）基于模块化、B自 顶向下逐层细化、结构化程序 设计等程序设计技术上发展起 来的。
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结构化设计
• 结构化设计(Structured Design，简称SD)是一种 将结构化分析得到的数据流图映射成软件体系 结构的设计方法
W 扇出
A
B
C
B
深度
D
E
K
L
M
F
G
H
NOPQ
I
J
R 扇入
宽度
A
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相关指标的含义
Βιβλιοθήκη Baidu
• 深度和宽度在一定程序上反映了程序的规模和 复杂程度
– 相对而言，如果程序结构图的深度和宽度较大，则说明程
序的规模和复杂程度都较大。
– 模块的扇入扇出会影响结构图的深度和宽度，例如减少模 块的扇出，可能导致宽度变小而深度增加
• 软件工程过程的每一步都是对问题的软件解法 抽象层次的一次精化。
B
• 逐步求精与抽象是紧密相关的
A
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模块独立性
• 模块独立性是软件系统中每个模块只涉
及软件要求的具体子功能，而和软件系 统中其他的模块接口是简单的。
• 模块独立的概念是模块化、抽象、信息
隐蔽和局部化概念的直接结果。
B
• 重要概念：耦合、内聚
为公共耦合。
• 控制耦合一个模块在界面上传递一个信号（如开关值B、
标志量等）控制另一个模块，接收信号的模块动作根据 信号值进行调整，称为控制耦合。
A
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耦合类型
• 标记耦合 模块间通过参数传递复杂的内部数据结
构，称为标记耦合。此数据结构的变化将使相关的模 块发生变化。
• 数据耦合 模块间通过参数传递基本类型的数据，
• 结构图的基本成分有：模块、调用和数据
B
A
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模块
• 模块(module)：指具有一定功能的可以用 模块名调用的一组程序语句，如函数、子 程序等
• 它们是组成程序的基本单元
• 一个模块具有其外部特征和内部特征
– 外部特征包括：模块的接口(模块名、输入/输出参数、返
回值等)和模块的功能
B
– 内部特征包括：模块的内部数据和完成其功能的程序代码
A
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模块独立性的度量
模块独立性取决于模块的内部和外部特征。
SD方法提出的定性的度量标准：
• 模块之间的耦合性 • 模块自身的内聚性
B
A
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耦合
• 耦合是对一个软件结构内各个模块之间互连程 度的度量。
• 耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度，调用 模块的方式，以及通过接口的信息。
• 根据模块间耦合程度的强弱的标准，划分耦合B 类型，共有七种。
• 耦合
B
• 内聚
A
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模块化
• 模块是数据说明、可执行语句等程序对象的集
合，模块可以单独被命名，可通过名字访问。 例如，过程、函数、子程序、宏等等都可作为 模块。
• 模块化就是把程序划分为若干个模块，每个
模块具有独立子功能，再把各个模块集成后，
B
实现指定功能，满足问题要求。
A
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抽象化
• 抽象就是抽出事务的本质特性而暂不考虑细节 问题，是人类在认识复杂现象中使用的最强有 力工具。
• 在SD中，我们只关注模块的外部特征，而 忽略其内部特征
A
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调用和数据
• 调用(call)：用从一个模块指向另一个模块的 箭头来表示，其含义是前者调用了后者
– 为了方便，有时常用直线替代箭头，此时，表示位于上方 的模块调用位于下方的模块
• 数据(data)：模块调用时需传递的参数可通过 在调用箭头旁附加一个小箭头和数据名来表
称为数据耦合。
B
• 非直接耦合 模块间没有信息传递时，属于非直接耦
合。
A
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内容耦合举例
AB
一模块直接访问 另一模块的内部 信息 (程序代码
或数据）
A B
模块代码重叠
Entry1 ……
Entry1 ……
多入口模块
B
最不好的耦合形式 !!!
A
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公共耦合举例
ＡB C
公共数据区 B
A
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图示
紧密耦合－有
很多依赖关系
B
松散耦合－有
少量依赖关系
无耦合－没有依A赖关系
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耦合类型（高→低）
• 内容耦合 当一个模块直接修改或操作另一个模块的数
据，或者直接转入另一个模块时，就发生了内容耦合。 此时，被修改的模块完全依赖于修改它的模块。
• 公共耦合两个以上的模块共同引用一个全局数据项就称
– 详细设计是对模块实现细节的设计，采用结构化程 序设计(Structured Programming，简称SP)方法
• SA、SD和SP构成完整的结构化方法体系
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结构图（SC）
• 用结构图(Structure Chert)来描述软件系统 的体系结构
• 描述一个软件系统由哪些模块组成，以及 模块之间的调用关系
• 一个模块的扇出过大通常意味着该模块比较复 杂，然而扇出太少，可能导致深度的增加
– 一般情况，一个模块的扇出以3～9为宜
B
• 一个模块的扇入表示有多少模块可直接调用它， 它反映了该模块的复用(reuse)程度，因此模块的 扇入越大越好
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软件设计中的概念
• 模块化
• 抽象信息局部化
• 模块独立性
映射 DFD
(问题结构)
Sc图
软件系统的结构 B (程序结构)
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结构化设计
• 强调模块化、自顶向下逐步求精、信息隐 蔽、高内聚低耦合等设计准则
• 分为概要设计和详细设计两大步骤
– 概要设计是对软件系统的总体设计，采用结构化设 计方法，其任务是：将系统分解成模块，确定每个 模块的功能、接口(模块间传递的数据)及其调用关系， 并用模块及其对模块的调用来构建软件的体系结构B
B
A
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现实世界
面
OOA
向 对
象
开 OOD 发
方
OOP 法
结构化
结 分析SA 构 化 结构化 开 设计SD 发 方 结构化 法 编程SBP
计算机世界
软件设计任务
管理观点
概要设计 详细设计
数据设计
技术观点
系统结构设计
B
过程设计
A
3
软件设计方法分类
分类
代表
面向数据流的设计或者 结构化设计方法 过程驱动的设计