【正文】 ? 為每種類型的模型內(nèi)聚舉一個(gè)例子?！? 二、任務(wù)概述 2． 1 目標(biāo) 2． 2 運(yùn)行環(huán)境 2． 3 需求概述 2． 4 條件與限制 三、總體設(shè)計(jì) 3． 1 處理流程 3. 2 總體結(jié)構(gòu)和模塊外部設(shè)計(jì) 3. 3 功能分配【表明各項(xiàng)功能與程序結(jié)構(gòu)的關(guān)系】 四、接口設(shè)計(jì) 4． 1 外部接口【包括用戶界面、軟件接口與硬件接口。 總體設(shè)計(jì)說明書的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)如下。這種設(shè)計(jì)方法由下述步驟組成： S1:分析和確定輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，并用 Warnier 圖描繪這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； S2:主要依據(jù)輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)出程序結(jié)構(gòu)，并用 Warnier 圖描繪程序的處理層次； S3:畫出程序流程圖并自上而下依次給每個(gè)處理框編序號； S4:分類寫出偽碼指令 S5:把前一步中分類寫出的指令按序號排序，從而得出描述處理過程的偽碼。 end 處理付款帳目和和用戶總帳目并給出會計(jì)報(bào)告 。 {write 總計(jì)行 } end 計(jì)算存款余額 。 （ 2）必要的可執(zhí)行操作和輔助操作說明： 打開文件： open 讀取文件數(shù)據(jù)： read 向文件寫數(shù)據(jù)： write 尋找數(shù)據(jù)項(xiàng)： finds 關(guān)閉文件： close （ 3）用 Jackson 偽代碼寫出過程性描述： ({ }內(nèi)為注釋部分 ) 處理付款帳目和和用戶總帳目并給出會計(jì)報(bào)告 seq open 會計(jì)報(bào)告 。 ? 對于在每個(gè)輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)單元，如果在輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中沒有對應(yīng)的數(shù)據(jù)單元，則為它在程序結(jié)構(gòu)中的適當(dāng)位置畫一個(gè)程序框。兩個(gè)輸入文件是以用戶帳號組織記錄的。前者記錄了每位用戶每次付款的日期，金額，由用戶的帳號 ,日期和交易金額組成。 S6:列出完成結(jié)構(gòu)圖各框處理功能的全部操作和條件，如打開文件、關(guān)閉文件等輔助性操作，分支條件和循環(huán)結(jié)束條件等條件，并且把它們分配到程序結(jié)構(gòu)圖的適當(dāng)位置。 S4:確定輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，并用 Jackson 圖描繪這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但是畫法容易引起混淆，因此在遇到上面這種順序結(jié)構(gòu)中混雜有重復(fù)結(jié)構(gòu)或選擇結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)將結(jié)構(gòu)圖改畫。 、 ‘ or39。 34 圖 440 用 Jackson 圖表示程序結(jié)構(gòu) 用 Jackson 圖表示程序結(jié)構(gòu)時(shí)，圖中每個(gè)方框不一定都代表模塊。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)也采用上述三種基本結(jié)構(gòu)。 圖 436 重復(fù)結(jié)構(gòu) (2) 改進(jìn)的 Jackson 圖 Jackson 圖的缺點(diǎn)是：用這種圖形工具表示選擇或重復(fù)結(jié)構(gòu)時(shí)，選擇條件或循環(huán)結(jié)束條件不能直接在圖上表示出來，影響了圖的表達(dá)能力，也不易直接把圖翻譯成程序，此外，框間連線為斜線，不易在行式打印機(jī)上輸出。 圖 (1) Jackson 圖表達(dá)基本結(jié)構(gòu) 對于在程序中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，各數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系只有順序 、選擇、重復(fù)三種，所以邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也只有三種。由于現(xiàn)實(shí)世界中的活動往往都是時(shí)序相關(guān)的，系統(tǒng)模型也應(yīng)當(dāng)反映這種關(guān)系 。 ? 沒有考慮時(shí)間因素開發(fā)并精化的軟件結(jié)構(gòu)； ? 在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段選出最耗費(fèi)時(shí)間的那些模塊，設(shè)計(jì)它們的處理過程，以求提高效率； ? 使用高級程序設(shè)計(jì)語言編寫程序； ? 在軟件中孤立出那些大量占用處理機(jī)資源的模塊； 重新設(shè)計(jì)或用依賴于機(jī)器的語言重寫上述 大量占用資源的模塊的代碼，以求高效率 面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)方法 Jackson 系統(tǒng)開發(fā)方法 Jackson 系統(tǒng)開發(fā)方法（ JSD,Jackson System Development）是一種典型的面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)方法，它是由英國人 首先提出。 2．在設(shè)計(jì)的早期階段對軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行精化。 圖 433 事務(wù)型分析 同一個(gè)事務(wù)系統(tǒng)的動作路徑，不一定常有類似的操作與細(xì)節(jié)。 由事務(wù)流映射成的軟件結(jié)構(gòu)包括一個(gè)接收分支和一個(gè)發(fā)送分支。雖然在任何情況下都可以使用變換分析方法設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)，但是在數(shù)據(jù)流具有明顯的事務(wù)特點(diǎn)時(shí)，也就是有一個(gè)明顯的事務(wù)中心時(shí)，還是應(yīng)采用事務(wù)分析方法。完成“第二級分解”。 S4 劃分 DFD 圖的邊界。在軟件需求分析階段應(yīng)對上述每條要求以及系統(tǒng)的其他特點(diǎn)進(jìn)行全面的分析評價(jià)，建立起必要的文檔資料，特別是數(shù)據(jù)流圖。圖 429 顯示了有關(guān)模塊的調(diào)用與執(zhí)行過程。為了表示出這種變換，可以在圖中增添 3 個(gè)變換模塊（即 “ 變 A 為 B” 。 同第一級分解一樣，這一步的分解實(shí)質(zhì)上仍然是映射，即把 DFD 圖中的加工按照一定規(guī)則轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中的模塊。它的下一層（第一層 ）一般包括輸入、輸出和中心變換三個(gè)模塊，分別代表系統(tǒng)的三個(gè)相應(yīng)分支。除傳入部分外，在變換中心甚至傳出部分也可能從系統(tǒng)外接受某些輸入數(shù)據(jù)流，稱為二次輸入數(shù)據(jù)。用虛線表示的兩條分界線，標(biāo)出了這三個(gè)部分的邊界。 前已說明，變換結(jié)構(gòu)由傳入、傳出和變換中心三部分組成。 以上簡述了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的符號和畫法。用附表列出在模塊間傳送的數(shù)據(jù)流，以代替直接在調(diào)用線的兩側(cè)作標(biāo)注。源模塊是不調(diào)用其它模塊的傳入模塊，只用于傳入部分的始端。 圖 417 事務(wù)流 20 基于面向數(shù)據(jù)流方法的設(shè)計(jì)過程如圖 418 所示。 如圖 416 所示，信息沿輸入通路進(jìn)入系統(tǒng)，同時(shí)由外部形式變換成內(nèi)部形式，進(jìn)入系統(tǒng)的信息通過變換中心，經(jīng)加工處理以后再沿輸出通路變換成外部形式離開軟件系統(tǒng)。信息流從系統(tǒng)的輸入端向輸出端流動，要經(jīng)歷一系列的變換或處理。由于內(nèi)部存儲器對于上級模塊而言是不可見的，所以這樣的模塊不易理解、難于測試和維護(hù)。這種傳遞信息的方法不利于對這個(gè)模塊的理解，不僅在維護(hù)期間容易引起混淆，在開發(fā)期間也可能發(fā)生錯(cuò)誤。但是，如 果模塊 A 做出的判定同時(shí)還 影響模塊 G 中的處理過程，這樣的結(jié)構(gòu)使得軟件難于理解。當(dāng)然分解模塊或合并模塊必 須符合問題結(jié)構(gòu)，不能違背模塊獨(dú)立原理。如果層數(shù)過多，則應(yīng)該考慮是否有許多管理模塊過于簡單，需要適當(dāng)合并。例如，多個(gè)模塊公有的一個(gè)子功能可以獨(dú)立定義一個(gè)模塊，由這些模塊調(diào)用；有 時(shí)可以通過分解或合并模塊以減少控制信息的傳遞及對全程數(shù)據(jù)的引用，并降低接口的復(fù)雜程度。 重要的是設(shè)計(jì)時(shí)力爭做到高內(nèi)聚，并且能夠辨認(rèn)出低內(nèi)聚的模塊，通過修改設(shè)計(jì)提高模塊的內(nèi)聚程度，并降低模塊間的耦合程度，從而獲得較高的模塊獨(dú)立性。使用程序流程圖作為工具設(shè)計(jì)軟件時(shí)，常常通過研究流程圖確定模塊的劃分，這樣得到的往往是過程內(nèi)聚的模塊。 12 圖 48 邏輯內(nèi)聚 圖 49 通信內(nèi)聚模塊 （ 3）時(shí)間內(nèi)聚 如果一個(gè)模塊包含的任務(wù)必須在同一段時(shí)間內(nèi)執(zhí)行，就叫時(shí)間內(nèi)聚。簡單地說，理想內(nèi)聚的模塊只做完成一個(gè)子功能。事實(shí)上許多高級程序設(shè)計(jì)語言已經(jīng)設(shè)計(jì)成不允許在程序中出現(xiàn)任何形式的內(nèi)容耦合。如果只有兩個(gè)模塊有公共環(huán)境，那么這種耦合有下述兩種可能，（參閱圖 44）。系統(tǒng)中至少必須存在這種耦合，因?yàn)橹挥挟?dāng)某些模塊的輸出數(shù)據(jù)作為另一些模塊的輸入數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)才能完成有價(jià)值的功能。在松散耦合的系統(tǒng)中測試或維護(hù)任何一個(gè)模塊，而不影響系統(tǒng)的其他模塊。 模塊獨(dú)立性的概念體現(xiàn)了模塊化、抽象、信息隱蔽和局部化概念。局部化的概念和信息隱蔽概念密切相關(guān)。 抽象層次 1 用問題所處環(huán)境的術(shù)語描述這個(gè)軟件 該軟件系統(tǒng)具有與可視化通信的圖形界面，能用鼠標(biāo)代替繪圖工具劃出各種曲線和直線。 當(dāng)考慮對任何問題的模塊化解法時(shí)，可以提出許多抽象的層次。因?yàn)樽儎油簧婕吧贁?shù)幾個(gè)模塊，所以模塊化能夠提高軟件的可修改性。 C（ P 1 +P 2 ）＞ C（ P 1 ）＋ C（ P 2 ）綜上所述，可得到下面的不等式： E（ P 1 +P 2 ）＞ E（ P 1 ）＋ E（ P 2 ） 由此可知，把 復(fù)雜的問題分解成許多容易解決的較小問題，原來的問題也就容易解決了，這就是模塊化提出的根據(jù)。 (3)怎樣統(tǒng)一衡量軟件設(shè)計(jì)的技術(shù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)結(jié)果。對需求分析階段編寫的用戶手冊進(jìn)一步修訂。 S6：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、文件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求，確定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、文件結(jié)構(gòu)。 3 S2：選取合理的方案 分析員在通過問題定義，可行性研究和需求分析后，產(chǎn)生了一系列可供選擇的方案，從中選取低成本，中成本，高成本三種方案，必要時(shí)再進(jìn)一步征求用戶意見。 ，用戶手冊，測試計(jì)劃，選用相關(guān)的軟件工具來描述軟件結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)圖是經(jīng)常使用的軟件描述工具。 總體設(shè)計(jì)過程首先尋找實(shí)現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)的各種不同的方案，需求分析階段得到的數(shù)據(jù)流圖是設(shè)想的各種方案的基礎(chǔ)與根據(jù)。軟件開發(fā)階段包括總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼和測試等。 總體設(shè)計(jì)的任務(wù)與步驟 總體設(shè)計(jì)任務(wù) 、軟件需求分析文檔，提出最佳推薦方案，用系統(tǒng)流程圖描述，組成系統(tǒng)物理元素清單，成本效益分析，系統(tǒng)的進(jìn)度計(jì)劃，供專家審定，審定后進(jìn)入設(shè)計(jì)。這些邊界代表某 種實(shí)現(xiàn)策略。功能的分解導(dǎo)致對數(shù)據(jù)流圖的進(jìn)一步細(xì)化，并選用相應(yīng)圖形工具來描述。這個(gè)階段的測試計(jì)劃僅從 I/O 功能做的黑盒法測試計(jì)劃，詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)才能做詳細(xì)的測試用例與計(jì)劃。詳細(xì)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)現(xiàn)計(jì)劃。 圖 41 總體設(shè)計(jì)過程 軟件設(shè)計(jì)的原則 軟件設(shè)計(jì)經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)總結(jié)出一些基本的軟件設(shè)計(jì)概念與原則，這些概念與原則經(jīng)過時(shí)間的考驗(yàn)成為軟件設(shè)計(jì)人員完成復(fù)雜的軟件設(shè)計(jì)問題的基礎(chǔ)。下面定量地描述模塊化的根據(jù)。 圖 42 模塊數(shù)目與工作量關(guān)系 雖然目前還不能精確地決定 M 的數(shù)值，但是在考慮模塊化的時(shí)候模塊數(shù)目與工作量關(guān)系曲線是有用的指南。 處理復(fù)雜系統(tǒng)的有效的方法是用層次的方式構(gòu)造和分析它。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。信息隱蔽原理指出：每一個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對于其他模塊來說是隱蔽的，也就是說，模塊中所包括的信息不允許其它不需要這些信息的模塊調(diào)用。因?yàn)榻^大多數(shù)數(shù)據(jù)和過程對于軟件的其他部分而言是隱蔽的，也就是看不見的，在修改期間由于疏忽而引入的錯(cuò)誤傳播到軟件的其他部分的機(jī)會就很少。 耦合是對一個(gè)軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)各個(gè)模塊之間互連程度的度量。但是，在一個(gè)軟件系統(tǒng)中不可能所有模塊之間都沒有任何連接，因?yàn)槟K之間的聯(lián)系是通過模塊的控制和調(diào)用來實(shí)現(xiàn)的。 圖 43 控制耦合 （ 4）公共環(huán)境耦合 當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)模塊通過一個(gè)公共數(shù) 據(jù)環(huán)境相互作用時(shí)，這種耦合稱為公共環(huán)境耦合。 圖 44 公共環(huán)境耦合 10 圖 45 內(nèi)容耦合 （ 5）內(nèi)容耦合 最高程度的耦合是內(nèi)容耦合?？傊?，耦合是影響軟件復(fù)雜程度的一個(gè)重要因素。例如在寫完某一個(gè)程序之后，發(fā)現(xiàn)一些語句在兩處或多處出現(xiàn)，于是把這些語句作為一個(gè)模塊，這樣模塊為偶然內(nèi)聚的模塊。因此，這類模塊的修改也比較困難。 圖 410 信息內(nèi)聚 圖 411 內(nèi)聚的七種類型 （ 7）功能內(nèi)聚 14 如果模塊內(nèi)所有處理元素屬于一個(gè)整體，完成一個(gè)單一的功能，則稱為功能內(nèi)聚。提高模塊的內(nèi)聚程度降低模塊間的耦合程度是一個(gè)評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。因此過小的模塊有時(shí)不值得單獨(dú)存在，特別是只有一個(gè)模塊調(diào)用它時(shí)，通?？梢园阉喜⒌缴霞壞K 中去而不必單獨(dú)存在。經(jīng)驗(yàn)表明，一個(gè)設(shè)計(jì)得好的典型系統(tǒng)的平均扇出通常是 3 或 4。例如，在圖 415中模塊 A 的控制域是 A、 B、 C、 D、 E、 F 等模塊的集合。應(yīng)該設(shè)計(jì)模塊接口使得信息傳遞簡單并且和模塊的功能一致。在結(jié)構(gòu)上模塊頂部有單入口，模塊底部單出口，這樣的結(jié)構(gòu)比較容易理解、比較容易維護(hù)。 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法屬于面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法。 為了有效地實(shí)現(xiàn)從 DFD 圖到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的映射，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)（ SD）方法的步驟如下： S1：復(fù)審 DFD 圖，必要時(shí)可再次進(jìn)行修改或細(xì)化； S2：鑒別 DFD 圖所表示的軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，確定它所代表的軟件結(jié)構(gòu)是屬于變換型還是事務(wù)型； S3：按照 SD 方法規(guī)定的一組規(guī)則，把 DFD 圖映射為初始的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； S4：按照設(shè)計(jì)改進(jìn)原則細(xì)化和改進(jìn)初始的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，獲得最終系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。事務(wù)型結(jié)構(gòu)至少有一條接受路徑 ,一個(gè)事務(wù)中心 ,與若干條動作路徑組成。如果一個(gè)系統(tǒng)的全部實(shí)際加工由原子模塊來完成，而其它非原子模塊只是執(zhí)行控制和協(xié)調(diào)工作，那么這種系統(tǒng)就稱為完全因子分解的系統(tǒng)。調(diào)用 B 時(shí)， A 向它傳送數(shù)據(jù)流 X 與 Y， B 向 A 返回?cái)?shù)據(jù)流動調(diào)用 C 時(shí)， A 僅向 C 傳送數(shù)據(jù)流動。右方的菱形則表示 A 按照另一判定的結(jié)果，選擇調(diào)用模塊 C 或者模塊 D。圖 423 簡明的說明了變換分析與事務(wù)分析各自的功