第五章总体设计

思路决定出路！ 思路决定出路！
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无直接藕合
两个模块没有直接关系，模块独立性最强。 两个模块没有直接关系，模块独立性最强。
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数据耦合
属松散耦合。一模块访问另一模块时， 属松散耦合。一模块访问另一模块时，通过 数据参数交换输入、输出信息。 数据参数交换输入、输出信息。
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② 模块化的优点
模块化是软件解决复杂问题所具备的手段， 模块化是软件解决复杂问题所具备的手段， 可降低软件复杂性，减少开发工作量，从而 可降低软件复杂性，减少开发工作量， 降低开发成本，提高软件生产率， 降低开发成本，提高软件生产率，是模块化 的依据。 的依据。
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软件设计的两个阶段
第二阶段：详细设计（过程设计） 第二阶段：详细设计（过程设计） 确定模块内部的算法和数据结构； 确定模块内部的算法和数据结构；选定某种 过程的表达形式来描述各种算法； 过程的表达形式来描述各种算法；产生精确 描述各模块程序过程的详细文档， 描述各模块程序过程的详细文档，并进行评 审。
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5.2.2 抽象（ Abstraction )
什么是抽象？ ① 什么是抽象？ 认识复杂事物和现象 时，抽出事物本质的 共同特 性而暂不考虑 宜宾学院 它们的细节。 它们的细节。 宜宾学院计算机 ② 软件开发中的抽象 学院学生 过程的抽象 宜宾学院计算机 学院08级学生 学院 级学生 数据的抽象
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去除模块间控制耦合的方法
控制藕合增加了理解和编程的复杂性， 控制藕合增加了理解和编程的复杂性，调用 模块必须知道被调模块的内部逻辑，增加了 模块必须知道被调模块的内部逻辑， 相互依赖。解决方法： 相互依赖。解决方法： ( 1 ）将被调用模块内的判定上移到调用模块 中进行 ( 2 ）被调用模块分解成若干单一功能模块
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① 制定规范
为软件开发小组制定在进行软件设计， 为软件开发小组制定在进行软件设计，应该 共同遵守的标准，以便协调组内各员的工作。 共同遵守的标准，以便协调组内各员的工作。
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② 软件结构设计
包括： 包括： 将系统按功能划分成模块 确定每个模块的功能 确定模块之间的调用关系 确定模块之间的接口， 确定模块之间的接口，即模块之间传递的 信息 评价模块结构的质量
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③ 处理方式设计
包括： 包括： 功能设计：确定实现功能法， 功能设计：确定实现功能法，评估算法的性 能． 性能设计： 性能设计：确定实现性能需求必须的算法和 模块间的控制方式
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5.1 设计的过程
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5. 2 设计原理
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5. 2 . 5 模块独立
1 、什么是模块独立性（ module 什么是模块独立性（ independence) 模块只完成系统要求的相对独立的功能 符合信息隐蔽原则 模块间关联和依赖程度尽量小 2 、模块独立的优点 容易开发、 容易开发、测试和维护
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逐步求精的例子
外表
抽象
形体
衣着
性格 逐步求精
头发 脸形
领带
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自顶向下，逐步求精的基本思想
将功能、信息的说明分为多个层次， 将功能、信息的说明分为多个层次，最高 仅仅只是概念性 概念性地描述功能或 层也最抽象 ― 仅仅只是概念性地描述功能或 信息， 信息，不提供功能的内部工作情况或信息的 内部结构； 内部结构； 设计者从最高层开始，仔细推敲， 设计者从最高层开始，仔细推敲，进行功 能和信息的细化，给出下层实现的细节 层实现的细节； 能和信息的细化，给出下层实现的细节； 随着每个后续细化逐步的完成， 随着每个后续细化逐步的完成，提供越来 越多的细节， 越多的细节，最终得出用程序设计语言表达 的程序。 的程序。
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改控制藕合为数据藕合举例
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特征耦合
两个模块通过传递数据结构加以联系， 两个模块通过传递数据结构加以联系，或都 数据结构加以联系 与一个数据结构有关系，则称这两个模块间 与一个数据结构有关系， 数据结构有关系 存在特征耦合。 存在特征耦合。 可能出现的情况：当把整个数据结构作为参 可能出现的情况：当把整个数据结构作为参 传递时， 数传递时，被调用的模块虽然只需要使用其 中的一部分数据元素， 中的一部分数据元素，但实际可以使用的数 据多于它真正需要的数据， 据多于它真正需要的数据，这将导致对数据 访问失去控制， 访问失去控制，
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3 、衡量模块独立性的两个准则
耦合性（ ① 耦合性（ coupling ) 内聚性（ ② 内聚性（ cohesion )
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① 耦合性（ coupling )
也称块间的联系。是对软件系统结构中， 也称块间的联系。是对软件系统结构中，各 模块间相互联系紧密程度的一种度量。 模块间相互联系紧密程度的一种度量。 设计目标： 设计目标：低耦合
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③ 模块化与软件成本的关系
接口
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④ 模块的基本属性
接口：指模块的输入与输出。 接口：指模块的输入与输出。 功能：指模块实现什么功能。 功能：指模块实现什么功能。 模块化好处: 模块化好处 模块化使软件容易测试和调试，因而有助 模块化使软件容易测试和调试， 提高软件的可靠性。 提高软件的可靠性。 模块化能提高软件的可修改性。 模块化能提高软件的可修改性。 模块化有助于软件开发工程的组织管理。 模块化有助于软件开发工程的组织管理。
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软件设计的两个阶段
第一阶段：概要设计（总体设计） 第一阶段：概要设计（总体设计） 根据软件需求，设计软件系统结构和数据结 根据软件需求， 构，确定程序的组成模块及模块之间的相互 关系。 关系。 回答“概括地说，系统应该如何实现？ 回答“概括地说，系统应该如何实现？”。 其重要性是：站在全局高度， 其重要性是：站在全局高度，从较抽象的层 次上分析对比多种可能的系统实现方案和软 件结构， 件结构，从中选出最佳方案和最合理的软件 结构， 结构，从而用较低成本开发出较高质量的软 件系统。 件系统。
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特征耦合举例
Leabharlann Baidu
说明： 说明： “住户情况”是一个数据结构，图中模块都与此 数据结构有关。 数据结构有关。 计算水费” 计算电费”本无关， “计算水费”和“计算电费”本无关，由于引用 了此数据结构产生依赖关系，它们之间也是标记偶 了此数据结构产生依赖关系，它们之间也是标记偶 合。
5.2.1模块化 模块化 5.2.2抽象 抽象 5.2.3逐步求精 逐步求精 5.2.4信息隐蔽和局部化 信息隐蔽和局部化 5.2.4模块独立 模块独立
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5 . 2 . 1 模块化(Modularity )
什么是模块和模块化思想？ ① 什么是模块和模块化思想？ 采取自顶向下的方式， 采取自顶向下的方式，逐层把软件系统划分 成若干可单独命名和可编址的部分－ 成若干可单独命名和可编址的部分－ “ 模 每个模块完成一个特定的子功能； 块” ，每个模块完成一个特定的子功能；所 有模块按某种方法组成一个整体， 有模块按某种方法组成一个整体，完成整个 系统所要求的功能。 系统所要求的功能。 软件系统就是通过这些模块的组合来实现。 软件系统就是通过这些模块的组合来实现。
软件工程
总体设计
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第五章总体设计
5 . 1 设计过程 5 . 2 设计原理 5 . 3 启发规则 5 . 4 描绘软件结构的图形工具 5 . 5 面向数据流的设计方法 5 . 6 小结 习题
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学习要求
掌握： 掌握： 1 、软件设计过程中应遵循的基本原理和相 关概念； 关概念； 2 、描绘软件结构的图形工具的运用； 描绘软件结构的图形工具的运用； 3 、面向数据流设计方法概念；变换分析、 面向数据流设计方法概念；变换分析、 事务分析法过程和应用。 事务分析法过程和应用。 理解： 理解： 1 、典型的总体设计过程包括的步骤； 典型的总体设计过程包括的步骤； 2 、设计中的启发式规则； 设计中的启发式规则；
软件开发实际上就是一个从高层次抽象到 软件开发实际上就是一个从高层次抽象到低 高层次抽象 层次抽象逐步过渡的过程 逐步过渡的过程。 层次抽象逐步过渡的过程。 一个复杂的系统先用一些高级的抽象概念构 造和理解， 造和理解，这些高级概念又用较低级的概念 构造和理解，如此进行下去，直到具体元素。 构造和理解，如此进行下去，直到具体元素。
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结合了模块化和逐步细化思想建立的软件结构图
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5 . 2.4信息隐蔽和局部化
信息隐蔽：在设计和确定模块时， 信息隐蔽：在设计和确定模块时，使得一个 模块内包含的信息（过程或数据），不允许 模块内包含的信息（过程或数据），不允许 ）， 其它不需要这些信息的模块访问 不需要这些信息的模块访问， 其它不需要这些信息的模块访问，独立的模 块间仅仅交换为完成系统功能而必须交换的 信息。 信息。 局部化： 局部化：将一些关系密切的软件元素物理地 放得彼此靠近。 放得彼此靠近。
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抽象
什么是抽象思想? 什么是抽象思想
在认识事物、分析和解决问题的过程中， 在认识事物、分析和解决问题的过程中，忽略 那些与当前研究目标不相关的部分, 不相关的部分 那些与当前研究目标不相关的部分 以便将注 意力集中于与当前目标相关 集中于与当前目标相关的方面 意力集中于与当前目标相关的方面
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抽象例子
外表 抽象 形体 衣着 性格
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5 . 2. 3 逐步求精
逐步求精： 逐步求精：为了能集中精力解决主要问题而 尽量推迟对问题细节的考虑。 尽量推迟对问题细节的考虑。 可把逐步求精看作是一项把一个时期内必须 解决的种种问题按优先级排序的技术。 按优先级排序的技术 解决的种种问题按优先级排序的技术。 逐步求精是一种自顶向下的设计策略， 自顶向下的设计策略 逐步求精是一种自顶向下的设计策略，按这 种设计策略， 种设计策略，程序的体系结构是通过逐步精 化处理过程的层次而设计出来的。 化处理过程的层次而设计出来的。
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重点和难点
重点: 重点 软件设计过程中应遵循的基本原理； 软件设计过程中应遵循的基本原理； 面向数据流的设计方法 难点: 难点 变换分析、 变换分析、事务分析法的过程和应用
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软件设计的目标和任务
软件需求：解决“做什么” 软件需求：解决“做什么” 软件设计：解决“怎么做” 软件设计：解决“怎么做”． 软件设计的任务： 软件设计的任务：以软件需求规格说明书为 依据，着手实现软件的需求， 依据，着手实现软件的需求，并将设计的结 果反映在“设计规格说明书”文档中。 果反映在“设计规格说明书”文档中。 软件设计的重要性： 软件设计的重要性：是软件开发阶段的第一 步，最终影响软件实现的成败和软件维护的 难易程度。 难易程度。
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将需求分析摸型转换为软件设计
软件结构设计以需求分析中得到的数据流图 为基础而进行。 为基础而进行。
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SA与SD的关系
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第一个阶段总体设计的任务
① 制定规范 设计软件系统结构（简称软件结构） ② 设计软件系统结构（简称软件结构） ③ 处理方式设计 ④数据结构及数据库设计 ⑤ 可靠性设计 ⑥ 编写概要设计文档 ⑦ 概要设计评审
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控制藕合
模块之间传递的是控制信息（如开关、标志、 模块之间传递的是控制信息（如开关、标志、 名字等），控制被调用模块的内部逻辑。 ），控制被调用模块的内部逻辑 名字等），控制被调用模块的内部逻辑。
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控制耦合举例
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