【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 公共數(shù)據(jù)耦合 ,杜絕內(nèi)容耦合 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 29 軟件總體結(jié)構(gòu) (software architecture)應(yīng)該包括兩方面內(nèi)容 （ １ ） 由系統(tǒng)中所有過(guò)程性部件 (即模塊 )構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu) , 亦稱為程序結(jié)構(gòu) 。 （ ２ ） 輸入輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 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 30 軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 程序結(jié)構(gòu) 、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是逐步求精 、 分而治之的結(jié)果 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 31 軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ? 依據(jù)任何一種軟件設(shè)計(jì)方法總能推導(dǎo)出一個(gè)軟件結(jié)構(gòu) 。 ? 模塊內(nèi)聚度和耦合度 是判斷結(jié)構(gòu)好壞的主要標(biāo)準(zhǔn) 。 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 。 ? 模塊的 “ 扇出率 ” (Fan— out)指 ，該模塊直接控制的其他模塊數(shù) 。 ? 模塊的 “ 扇入 率 ” (Fan— in)指 ， 能直接控制該模塊的模塊數(shù) 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 34 程序結(jié)構(gòu)的術(shù)語(yǔ) ? 如果一個(gè)模塊控制另一模塊 ,稱前者為 “ 主控 ” 模塊 ,后者為 “ 從屬 ” 模塊 。 ? 軟件結(jié)構(gòu)的可見(jiàn)域和連通域 。 模塊的可見(jiàn)域指 ， 該模塊 可直接或間接引用 的一組模塊 。 模塊的連通域指 ， 模塊可 直接引用 的模塊 。 ? 軟件的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)該在考慮每個(gè)模塊的細(xì)節(jié)前就確定下來(lái) 。 ? 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) 。 ? 每一種方法導(dǎo)出總體結(jié)構(gòu)的具體方式不盡相同 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 35 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述各數(shù)據(jù)分量之間的邏輯關(guān)系 ,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一經(jīng)確定 ,數(shù)據(jù)的組織形式 、訪問(wèn)方法 、 組合程度及處理策略基本上隨之確定 。 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序結(jié)構(gòu)一樣 ,也可以在不同的抽象級(jí)別上表示 。 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 。 ? 無(wú)論采用哪一種軟件設(shè)計(jì)技術(shù) ,沒(méi)有良好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ， 不可能導(dǎo)出良好的程序結(jié)構(gòu) 。 ? 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)是為在需求規(guī)格說(shuō)明中定義的那些數(shù)據(jù)對(duì)象選擇合適的邏輯表示 。 ? 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)方案不是唯一的 ,有時(shí)需進(jìn)行算法復(fù)雜性分析后才能從多種候選中找出最佳者 。 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 。 ?過(guò)程設(shè)計(jì)緊跟在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后 ,基本任務(wù)是描述這方面的信息 。 ?過(guò)程設(shè)計(jì) ， 即模塊算法的具體設(shè)計(jì) ， 包括有關(guān)處理的精確說(shuō)明 ,如事件的順序 、 確切的判斷位置 、 循環(huán)操作以及數(shù)據(jù)的組成等等 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 38 圖 模塊 A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 39 圖 過(guò)程的層次結(jié)構(gòu) 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 40 過(guò)程設(shè)計(jì)的任務(wù)是描述算法的細(xì)節(jié) ， 下面討論過(guò)程設(shè)計(jì)的技術(shù)和工具 。 ? 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。 Bohm和 Jacopini證明了僅用 “ 順序 ” 、 “ 分枝 ”和 “ 循環(huán) ” 三種基本的控制構(gòu)件即能構(gòu)造任何單入口單出口程序 ,這個(gè)結(jié)論奠定了結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ) 。 第八章 軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 41 過(guò)程設(shè)計(jì)技術(shù)和工具 ?結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)定義 – 采用自頂向下逐步求精的設(shè)計(jì)方法 – 和單入口單出口的控制構(gòu)件 。 ?自頂向下逐步求精 的方法是人類解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)常用的方法 ,采用這種先整體后局部 ,先抽象后具體的步驟開(kāi)發(fā)的軟件具有較清晰的層次 。 ?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 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 42 過(guò)程設(shè)計(jì)技術(shù)和工具 ? 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的思想 ， 應(yīng)該在軟件設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來(lái) ,但這并不排除為效率或其他原因 ,對(duì)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)作一點(diǎn)修正 。 ? 隨著面向?qū)ο?、 軟件重用等新的軟件開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)的發(fā)展 ,更現(xiàn)實(shí) 、 更有效的開(kāi)發(fā)途徑可能是自頂向下和自底向上兩種方法的有機(jī)結(jié)合 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 43 流程圖 、 盒圖 （ NS圖 ） 是描述過(guò)程細(xì)節(jié)的工具 。 流程圖 (也稱為程序框圖 )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 。 流程圖中方框表示處理步 ,菱形框表示判斷步 ,有向線段表示控制流 。 順序 、 分枝 、 循環(huán) 三個(gè)基本控制構(gòu)件用流程圖表達(dá)的形式如圖 8． 8所示 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 44 圖形表示法 Case結(jié)構(gòu)是 if— then— else結(jié)構(gòu)的推廣 , do— while循環(huán)與 repeat循環(huán)的區(qū)別僅在于測(cè)試循環(huán)條件與執(zhí)行循環(huán)體的先后次序 。 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 。 如果對(duì)流程圖中每一構(gòu)件用 “ 邊框 ” 圈起來(lái) ,邊界之間不出現(xiàn)交叉 ,則說(shuō)明所有構(gòu)件都為單入口單出口 ,稱此程序?yàn)榻Y(jié)構(gòu)化程序 (structured program)。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 45 流程圖構(gòu)件 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 46 結(jié)構(gòu)化程序的流程圖 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 47 過(guò)程設(shè)計(jì)技術(shù)和工具 由 Nassi和 Sheiderman提出的盒圖 ,也稱為 N— S圖 ,它強(qiáng)迫程序員以結(jié)構(gòu)化方式思考和解決問(wèn)題 ,三種基本控制構(gòu)件用盒圖表達(dá)的形式如圖8． 10所示 。 圖 8． 10盒圖的構(gòu)件 圖 8． 9表示的過(guò)程用盒圖表示形如圖 8． 11。 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 。 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 48 盒圖的構(gòu)件 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 49 盒 圖 2022/2/16 安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 50 判定表（自學(xué)） ? 當(dāng)模塊中包