模块结构图

• 设计目标： 设计目标：
– 模块内的联系越紧越好 – 模块间的联系越少越好 – 为什么？ 为什么？
7.2.3 模块的耦合
double CalculateAvg() { int n; double total, average, value; scanf(“输入个数：\n”, &n); 输入个数： 输入个数 total = sum(n); average=total/n; return(average); } 两个模块之间存在联系
5、通信内聚 、
当模块内的成分引用共同的数据， 当模块内的成分引用共同的数据 ，而不存在 其他联系时， 其他联系时，称为通信内聚
库存 购货单
修改库存
期末不及格统计 学籍表 留退名单
开发货单 累计不及格统计
A、销售模块
B 、产生留退名单模块
6、顺序内聚 、
模块中某个成分的输出是另一成分的输入。 模块中某个成分的输出是另一成分的输入。
2、逻辑内聚 、
将几个逻辑上相似的功能放在一个模块中
准备
Y
取平均成绩? 取平均成绩
N
算平均成绩
算最高成绩
返
回
比如常见的出错处理模块，工作模块发现错误后， 比如常见的出错处理模块，工作模块发现错误后，调用 错误处理模块，将错误号作为控制参数传入， 错误处理模块，将错误号作为控制参数传入，然后出错 处理模块根据不同的错误号执行相应的操作
A
平均/ 平均/最高 B 取平均成绩 或最高成绩 取平均成绩
取最高成绩 平均成绩
AHale Waihona Puke Baidu
最高成绩
成绩
(a)控制耦合 (a)控制耦合
(b)数据耦合 (b)数据耦合
来往信息的数量
• 模块间传递的信息量越大，它们之间的耦合 模块间传递的信息量越大， 程度越高。 程度越高。 • 一个模块最好只了解它确实需要使用的数据， 一个模块最好只了解它确实需要使用的数据， 而完全不知道其他数据的存在（独立性好） 而完全不知道其他数据的存在（独立性好）
内聚的好处
• 模块的内聚反映模块内部联系的紧密程度。 模块的内聚反映模块内部联系的紧密程度。 • 一个模块只需要做好一件事情，不要过分关 一个模块只需要做好一件事情， 心其它任务。 心其它任务。 • 高内聚性的好处是可以提高程序的可靠性。 高内聚性的好处是可以提高程序的可靠性。
– 有一个调查表明，50％的强内聚性子程序是没有 有一个调查表明， ％ 错误的， 错误的，而只有 18％的弱内聚性子程序才是无错 ％ 的，弱内聚性子程序的出错机会要比强内聚性出 错机会高 6 倍，而修正成本则要高 19 倍。摘自 代码大全》 《代码大全》
3、时间内聚 、
• 将在有限时间单元内处理的成分组合为同 一模块
比如在程序初始化时所作的处理： 比如在程序初始化时所作的处理： m_Medirecno = psPerson.Medirecno txtMedirecno = psPerson.Medirecno txtTel = psPerson.Tel txtContact = psPerson.Contact txtAddr = psPerson.Addr txtMedirecno.Enabled = False
1、偶然内聚 、
当同一个子程序中的操作之间无任何联系时， 当同一个子程序中的操作之间无任何联系时， 为偶然内聚性，也叫作“无内聚性” 为偶然内聚性，也叫作“无内聚性”。
比如只是为了将程序中某几处凑巧相同的一些语 句组合起来形成的一个模块： 句组合起来形成的一个模块： P Q R S
T
B=A; read(Cardfile); D=C;
第7章 结构化系统设计 章
本章主要内容
• 系统设计的任务 • 总体设计
– 结构化设计的概念、基本原则 结构化设计的概念、 – 从数据流图导出结构图
• 详细设计
– – – – – – 代码设计 输出设计 输入设计 人机对话设计 模块详细设计 数据库设计、 数据库设计、网络设计
• 系统设计说明书
7.2.1 模块的概念
一个完整的结构图
有效数据 EOF 有效数据
计算
EOF 结果 结果
获得有效数据
编辑数据 EOF 编辑数据 有效数据
生成报表
日期
打印报表
行 行
获得编辑数据
数据 EOF 数据
核对数据
编辑数据
打印表头
行
打印表尾
总 计
读入数据
编辑数据
显示无效 数据
打印一行
简单的模块结构图
• 凭证管理模块的下层模块： 凭证管理模块的下层模块：
影响耦合度的因素
• 如果使用模块 需要了解模块B，那么 和B是 如果使用模块A需要了解模块 ，那么A和 是 需要了解模块 耦合的。 耦合的。影响模块间耦合程度有三方面的因 素：
– 联系方式－－模块间通过什么方式联系 联系方式－－ －－模块间通过什么方式联系 – 来往信息的作用－－模块间来往信息作什么用 来往信息的作用－－ －－模块间来往信息作什么用 – 数量－－模块间来往信息的多少。 数量－－模块间来往信息的多少。 －－模块间来往信息的多少
比如显示期末成绩通知： 比如显示期末成绩通知：
读 入 学 号 读 取 成 绩 级 判 断 留 退 取 不 及 格 科 目 取 科 目 补 考 安 排 显 示 数 据
6、顺序内聚 、
• 顺序内聚有较强的内聚性 • 是步骤内聚和通信内聚的结合
• 例如：一个模块用于计算高于平均分的人数，步 例如：一个模块用于计算高于平均分的人数， 骤是先循环累计总分，然后计算得到平均分， 骤是先循环累计总分，然后计算得到平均分，最 后循环统计高于平均分的人数 • 有步骤的先后，而且前一个步骤的结果要用于后 有步骤的先后， 一步骤的运算中
结构图的画法
主调模块 主调模块
被调模块
被调模块
被调模块
被调模块 条件调用
循环调用
结构图无严格的模块调用顺序， 1、结构图无严格的模块调用顺序，但一般习惯从左至右 因为约定遵从从上向下的调用， 2、因为约定遵从从上向下的调用，调用关系也可以不使 用箭头，而直接使用直线 用箭头， 模块间传递的信息如果出现在数据字典中， 3、模块间传递的信息如果出现在数据字典中，则视为数 据，否则为控制信息
• 可视化程序设计中在窗口打开时初始化窗口中得控件内容， 可视化程序设计中在窗口打开时初始化窗口中得控件内容， 始化窗口中得控件内容 如列表框的项目、 如列表框的项目、文本框或单选钮的缺省取值 • 还比如：C++的构造函数、析构函数 还比如： 的构造函数、 的构造函数
4、步骤内聚 、
• 当子程序中的操作是按某一特定过程结构进 就是步骤内聚。 行的，就是步骤内聚。
PREP
PLANLOOP 部分结果、标签 部分结果、 等 TYPDECID
矩阵指示标记
• 模块PERP是一个初始化模块，属时间内聚。 模块PERP是一个初始化模块，属时间内聚。 PERP是一个初始化模块 • 模块PLANLOOP和TYPDECID都属于步骤内聚。前者的元素 都属于步骤内聚。 模块PLANLOOP和TYPDECID都属于步骤内聚 PLANLOOP 用于控制主循环， 用于控制主循环，后者的元素负责主循环的整个判定执 行过程
• 模块 模块(Module)一词使用很广泛。通常对应于 一词使用很广泛。 一词使用很广泛 用一个名字就可以调用的一段程序语句（ 用一个名字就可以调用的一段程序语句（子 程序或函数） 程序或函数） • 模块具有输入和输出、逻辑功能、运行程序、 模块具有输入和输出、逻辑功能、运行程序、 内部数据四种属性。 内部数据四种属性。 计算年龄
作用 混合 控制 数据
离坐标原点越远， 离坐标原点越远， 耦合程度越高
直接引用
0
少
数量
多
用过程 语句调用
方式
模块联系方式
• 直接引用：一个模块直接存取另一个模块的 直接引用： 某些信息，例如全程变量、 某些信息，例如全程变量、FORTRAN的 的 common量、Ｃ语言的 语言的extern量、共享的通 量、Ｃ语言的 量 也称为公共环境耦合(common 信区等 。也称为公共环境耦合 environment coupling)
耦合的类型
• 根据以上因素，对耦合分类如下： 根据以上因素，对耦合分类如下：
– – 数据耦合：采用子程序调用， 数据耦合：采用子程序调用，调用模块将需要进行处理 的数据传递给被调模块。数据耦合是不可避免的。 的数据传递给被调模块。数据耦合是不可避免的。 标记耦合： 标记耦合：如果调用模块将整个数据记录传递给被调模 而被调模块只使用了部分数据项， 块，而被调模块只使用了部分数据项，则称为标记耦合 或特征耦合。 或特征耦合。 控制耦合：一个模块将控制信息传递给另一个模块， 控制耦合：一个模块将控制信息传递给另一个模块，以 控制被调模块的内部处理逻辑。（可以分解） 。（可以分解 控制被调模块的内部处理逻辑。（可以分解） 公共环境耦合：如果两个模块共享同一全局数据， 公共环境耦合：如果两个模块共享同一全局数据，称为 公共耦合。 公共耦合。 内容耦合：两个模块之间的内部属性有直接关联， 内容耦合：两个模块之间的内部属性有直接关联，也称 病态耦合。（某些GOTO语句） 。（某些 语句） 病态耦合。（某些 语句
内聚的类型
• 模块的内聚可以分以下七类： 模块的内聚可以分以下七类：
偶然内聚(coincidental cohesion) １、偶然内聚 逻辑内聚(Logical cohesion) ２、逻辑内聚 时间内聚(temporal cohesion) ３、时间内聚 步骤内聚(procedural cohesion) ４、步骤内聚 通信内聚(communicational cohesion) ５、通信内聚 顺序内聚(Sequential cohesion) ６、顺序内聚 ７、功能内聚(functional_cohesion) 功能内聚
– 降低这种耦合程度的办法是使数据局部化，即使 降低这种耦合程度的办法是使数据局部化， 用局部变量
• 过程语句调用：一个模块调用另一个模块， 过程语句调用：一个模块调用另一个模块， 所有数据来往都以参数或返回值方式传递并 使用
来往信息的作用
• 模块间的来往信息可以作数据用，也可以作 模块间的来往信息可以作数据用， 控制信息用
– – –
减低耦合的设计原则
结构化设计要求模块间的耦合程度尽可能小。 结构化设计要求模块间的耦合程度尽可能小。 • 为此应： 为此应：
– 用过程语句调用其它模块 – 模块间的参数作数据用 – 模块间的参数尽可能少
7.2.4 模块的内聚
double CalculateAvg() { int n; double total, average, value; scanf(“input value:”, &value); while value<=0.0 { n=n+1; total=total+value; scanf(“\ninput value:”, &value); } average=total/n; return(average); } 模块内部各元素（变量、语句） 模块内部各元素（变量、语句）之间存在联系
• 例如：用户想按一定的顺序打印告，子程序设计 例如：用户想按一定的顺序打印告， 成是用于按顺序打印销售收入、开支、 成是用于按顺序打印销售收入、开支、雇员电话 表的。 表的。
• 步骤内聚在时间内聚的基础上增加了次序的 约束
模块划分示例
绘制划分后的模块图
STMRO （主模块） 主模块）
准备好的矩阵指示标记 准备好的矩阵指示标记
模块的图形表示方法 int computeAge(date birthday) 模块的函数接口表示
7.2.2 模块结构图
• 结构图 结构图(Structured Chart)描述系统的模块结 描述系统的模块结 构及模块间的联系 • 结构图中的主要成分有： 结构图中的主要成分有：
– 模块：用长方形表示 模块： – 调用：从一个模块指向另一模块的箭头表示前一 调用： 个模块调用后一个模块。 个模块调用后一个模块。有循环调用和条件调用 – 数据：用带圆圈的小箭头表示从一个模块传递给 数据： 另一模块的数据（有实义） 另一模块的数据（有实义） – 控制信息：带涂黑圆圈的小箭头表示一个模块传 控制信息： 送给另一模块的控制信息
– 凭证输入、凭证审核、凭证查询打印、凭证汇 凭证输入、凭证审核、凭证查询打印、 总、记账
模块设计的度量标准
• 为了衡量模块的相对独立性，提出了模块间 为了衡量模块的相对独立性， 的耦合(Coupling)与模块的内聚 与模块的内聚(Cohesion) 的耦合 与模块的内聚 两个标准
– 耦合：模块和模块之间的联系程度 耦合： – 内聚：模块内部各元素之间的联系程度 内聚：