结构化软件设计全解

• SA、SD和SP构成完整的结构化方法体系
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 • 结构图的基本成分有：模块、调用和数据
B
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
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。 模块间通过参数传递基本类型的数据， 称为数据耦合。
B
• 数据耦合
• 非直接耦合 模块间没有信息传递时，属于非直接耦
合。
内容耦合举例 Entry1 …… Entry1 ……
多入口模块 B
– 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
• 在SD中，我们只关注模块的外部特征，而 忽略其内部特征
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
W B E G I H J 宽度 K 扇出 C L N O R M P 扇入 Q
A 深度 F D
B
相关指标的含义
• 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
A
B
A B
模块代码重叠
一模块直接访问 另一模块的内部 信息 (程序代码 或数据）
最不好的耦合形式 !!!
• 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 B 示
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
B
Biblioteka Baidu实世界
面 向 OOA 对 象 开 OOD 发 方 法 OOP
结 构 化 开 发 方 法
结构化 分析SA
结构化 设计SD
结构化 编程SP B
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 系统结构设计
技术观点
B
过程设计
软件设计方法分类
分 类
代 表
结构化设计方法
面向数据流的设计或者 过程驱动的设计 面向数据结构的设计或 者数据驱动设计 面向对象设计
• 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
软件设计中的概念
• 模块化 • 抽象信息局部化 • 模块独立性 • 耦合 • 内聚
Sc图
DFD
(问题结构)
映射
软件系统的结构 B
(程序结构)
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 – 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
B
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。
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。 • 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。 • 逐步求精与抽象是紧密相关的
B
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 类型，共有七种。
B
图示
紧密耦合－有 很多依赖关系 松散耦合－有 少量依赖关系
B
无耦合－没有依赖关系
耦合类型（高→低）
B
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
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
LCP,JSP,DSSD
Coad,Yourdon
结构化设计方法（Structured B Design ,SD）基于模块化、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。
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
• 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
为公共耦合。
B • 控制耦合一个模块在界面上传递一个信号（如开关值、
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。