【正文】 工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 11 不同級(jí)別的過(guò)程抽象 抽象 2 CAD 軟件任務(wù) 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 10 例 不同級(jí)別的過(guò)程抽象 例 3． 1 考慮適用于低級(jí) CAD 抽象 1 ? 該 CAD軟件系統(tǒng)配有能與作圖員進(jìn)行可視化通訊的圖形界面。 ? 編碼完成后 ， 達(dá)到了抽象的最低級(jí) 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 8 抽象與逐步求精 軟件工程過(guò)程的每一步都是對(duì)較高一級(jí)抽象的解作一次較具體化的描述 。 軟件設(shè)計(jì)過(guò)程是 ， 在不同抽象級(jí)別上考慮 、 處理問(wèn)題的過(guò)程 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 6 軟件設(shè)計(jì)基本概念 ? 軟件設(shè)計(jì)基本概念是過(guò)去三十年里陸續(xù)提出的 。 – 統(tǒng)計(jì)表明：設(shè)計(jì) 、 編碼和測(cè)試這三個(gè)活動(dòng)一般占用整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)費(fèi)用 (不包括維護(hù)階段 )的 75%以上 。 ? 過(guò)程設(shè)計(jì) 要完成每一部件的過(guò)程化描述 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 2 ? 軟件設(shè)計(jì)過(guò)程是對(duì) 程序結(jié)構(gòu) 、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和過(guò)程細(xì)節(jié)逐步求精 、 復(fù)審并編制文檔的過(guò)程 。2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 1 第 3章 ? 軟件設(shè)計(jì)是軟件需求分析的后續(xù)工作 ，是對(duì)軟件的需求模型的進(jìn)一步具體化 ，是軟件工程的重要階段 。 ? 軟件設(shè)計(jì) 將產(chǎn)生系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(architectural design)、 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì) (data design)和系統(tǒng)的過(guò)程設(shè)計(jì)(procedural design。 ? 軟件設(shè)計(jì)結(jié)果是編制代碼的依據(jù) 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 5 軟件設(shè)計(jì)過(guò)程 從工程管理的角度看 ， 軟件設(shè)計(jì)可分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩大步驟 。 ? 軟件設(shè)計(jì)者根據(jù)這組概念進(jìn)行設(shè)計(jì)決策 ,如 : 劃分子部件的標(biāo)準(zhǔn) 。 （ １ ） 在最高抽象級(jí)別上 ,用面向問(wèn)題域的語(yǔ)言敘述 “ 問(wèn)題 ” ,概括 “ 問(wèn)題解 ” 的形式 。 ? 在系統(tǒng)定義階段 , 軟件系統(tǒng)被描述為基于計(jì)算機(jī)的大系統(tǒng)的一個(gè)組成部分 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 9 抽象與逐步求精 在由高級(jí)抽象到低級(jí)抽象的轉(zhuǎn)換過(guò)程中 ,伴隨著一連串的 過(guò)程抽象和數(shù)據(jù)抽象 。 ? 能用鼠標(biāo)替代作圖板和直尺畫(huà)各種直線(xiàn)和曲線(xiàn)。 用戶(hù)界面任務(wù) 。 end CAD. 在這一抽象級(jí)別上 ,給出了組成 CAD軟件 任務(wù)的所有子任務(wù) ,術(shù)語(yǔ)與問(wèn)題域 有所不同 ,但仍然不是實(shí)現(xiàn)用的語(yǔ)言 。 ? END。 例 為 CAD軟件定義 drawing(圖 )的數(shù)據(jù)對(duì)象 : TYPE drawing IS STRUCTURE DEFINED number IS STRING LENGTH(12)。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 15 不同級(jí)別的數(shù)據(jù)抽象 抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 drawing定義完畢 ,即可用類(lèi)型名直接說(shuō)明數(shù)據(jù)對(duì)象 ,而不必涉及其內(nèi)部構(gòu)造的細(xì)節(jié) ,如 , blueprint IS INSTANCE OF drawing。 ? 以抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 drawing為例 ,可以定義擦除(erase)、 存儲(chǔ) (save)、 分類(lèi) (catalog)和拷貝 (copy)等操作 。 ? 層次結(jié)構(gòu)的上一層是下一層的抽象 ,下一層是上一層的求精 。 ? “ 模塊化是軟件唯一能使程序獲得智能化管理的一個(gè)屬性 ” ， 沒(méi)有模塊的程序控制路徑錯(cuò)綜復(fù)雜 ,變量被遠(yuǎn)距離引用等難于被人掌握 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 20 模塊化與信息隱藏 “ 分治法 ” 一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分割成若干個(gè)可管理的小問(wèn)題后更易于求解 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 21 模塊化與信息隱藏 ? 怎樣保證模塊數(shù) “ 在 M附近 ” ? ? 依據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)劃分模塊 ? 高內(nèi)聚 ， 底藕合 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 22 1 模塊獨(dú)立的概念 ? 模塊應(yīng)該設(shè)計(jì)得使其所含信息 (過(guò)程和數(shù)據(jù) )對(duì)于那些不需要這些信息的模塊不可訪問(wèn) 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 23 2 內(nèi)聚度 模塊內(nèi)部各成分彼此結(jié)合的緊密程度 。 （ ２ ） 邏輯性?xún)?nèi)聚 (Logical Cohesion) 模塊完成的諸任務(wù)邏輯上相關(guān) ， 如 ,一個(gè)模塊產(chǎn)生所有與類(lèi)型無(wú)關(guān)的輸出 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 25 模塊化與信息隱藏 高內(nèi)聚度 （ １ ） 順序性?xún)?nèi)聚 (Sequential Cohesion) 模塊內(nèi)的各處理成份均與同一功能相關(guān) ,且這些處理必須順序執(zhí)行 ,則稱(chēng)順序內(nèi)聚 。 ? 設(shè)計(jì)軟件應(yīng)追求盡可能松散耦合的系統(tǒng) 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 27 模塊化與信息隱藏 耦合度也分為七級(jí) : （ １ ） 非直接耦合 (Nodirect Coupling) 兩模塊中任一個(gè)都不依賴(lài)對(duì)方能獨(dú)立工作 , 這類(lèi)耦合度最低 。 （ ４ ） 特征耦合 (Stamp Coupling)。 （ ７ ） 內(nèi)容耦合 (Content Coupling) 一個(gè)模塊使用另 一模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)或控制信息；一個(gè)模塊直接轉(zhuǎn)移到另一模塊內(nèi)部等等 。 軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是產(chǎn)生一個(gè)模塊化的程序結(jié)構(gòu)并明確各模塊之間的控制關(guān)系 ,此外還要通過(guò)定義界面 ,說(shuō)明程序的輸入輸出數(shù)據(jù)流 ,進(jìn)一步協(xié)調(diào)程序結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 32 軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 表示程序結(jié)構(gòu)的工具 類(lèi)樹(shù)圖 (Tree－ like diagram) Warnier— Orr圖 Jackson 圖等 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 33 程序結(jié)構(gòu)的術(shù)語(yǔ) ? 軟件的深度 (Depth)和寬度 (Width)分別說(shuō)明控制的層數(shù)和跨度 。 ? 軟件結(jié)構(gòu)的可見(jiàn)域和連通域 。 ? 軟件設(shè)計(jì)方法鼓勵(lì)人們首先致力于軟件總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ,而后再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì) 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 36 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)程序結(jié)構(gòu)和過(guò)程復(fù)雜性有直接的影響 ,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很重要 ,在很大程度上決定軟件的質(zhì)量 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 37 ?程序結(jié)構(gòu)僅考慮軟件總體結(jié)構(gòu)中模塊之間的控制分層關(guān)系 ,而不關(guān)心模塊內(nèi)各處理元素和判斷元素的順序 。 ? 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) ,理由是 GOTO語(yǔ)句對(duì)程序的可讀性、可測(cè)試性和可維護(hù)性帶來(lái)極大的危害 ,應(yīng)該用更可維護(hù)的控制結(jié)構(gòu)替代它。 ?僅 使用單入口單出口 的控制構(gòu)件 ， 程序有良好的結(jié)構(gòu)特征 ,能降低程序的復(fù)雜性 ,增強(qiáng)程序的可讀性 、 可維護(hù)性和可驗(yàn)證性 ,提高軟件的生產(chǎn)率 。 流程圖 (也稱(chēng)為程序框圖 )是最常用的一種表示法 ,它能直觀地描述過(guò)程的控制流程 ,最便于初 學(xué)者掌握 。 嵌套使用這些控制結(jié)構(gòu)能逐步形成更復(fù)雜的控制流程描述 。 圖 8． 11盒圖 盒圖的功能域 (指分枝和循環(huán)結(jié)構(gòu)的邊界 )比流程圖更清晰 ,控制不能隨意轉(zhuǎn)移 ,并且數(shù)據(jù)的作用域容易確定 。 ? 若采用固定價(jià)格方式收費(fèi) ,對(duì)每月耗電 100千瓦小時(shí)以下的用戶(hù)只征收