【文章內容簡介】 通信內聚 —— 模塊內所有元素都使用 相同的輸入數據 或者產 生相同的輸出數據 。 例：產生職工工資報表并計算平均工資模塊 產生工資報表 計算平均工資 職工工 資記錄 職工工資報表 平均工資 設計原理 五 . 模塊獨立 —— (6) 順序內聚 (7) 功能內聚 ? 順序內聚 ——一個模塊中各個處理 元素 都密切相關于同一功能且必須順序執(zhí)行 ， 前一處理元素的輸出數據就是下一處理元素的輸入數據 。 ? 功能內聚 ——模塊內所有處理元素屬于一個整體 ，完成一個單一的功能 。 （ 最強的內聚 ！ ） 設計原理 五 . 模塊獨立 —— 內聚性：弱 ← ———————————————→ 強 模塊獨立性：弱 ← —————————————→ 強 1 2 3 4 5 6 7 低內聚 中內聚 高內聚 ⒈ 偶然內聚 0分 ： ⒉邏輯內聚 1分 ：合并處理、變換相同或相似的功能 ⒊時間內聚 3分 ：將因時序相同或接近的操作合并 ⒋過程內聚 5分 ：將 存在因果關系的功能 集成 ⒌通信內聚 7分 ：因數據的共用而合并 ⒍順序內聚 9分 ：將 存在因果關系的操作 集成 ⒎功能內聚 10分 ：將只完成一個明確功能的操作合并 設計原理 五 . 模塊獨立 —— 耦合性與內聚性是模塊獨立性的兩個定性標準，將軟件系統(tǒng)劃分模塊時，盡量做到高內聚，低耦合，提高模塊的獨立性。 內聚和耦合是密切相關的，模塊內的高內聚往往意味著模塊間的松耦合。內聚和耦合都是進行模塊化設計的有力工具，但是實踐表明內聚更重要，應該把更多注意力集中到提高模塊的內聚程度上。 設計原理 七條啟發(fā)式規(guī)則 模塊的劃分：高內聚，低耦合，保持相對獨立性 模塊的大小 : 模塊規(guī)模應該適中 形成的結構：深度、寬度、扇出和扇入都應適當 “ 頂層扇出較高，中間扇出較小，底層模塊高扇入 ” 模塊的控制：模塊的作用域應該在控制域之內 模塊的接口：簡單、清晰、含義明確 設計單入口單出口的模塊 模塊功能應該可以預測 啟發(fā)規(guī)則 分析初步設計結構，通過 合并 或 分解 以 降低模塊之間的耦合 、 提高模塊的內聚 。 例如，多個模塊公有的一個子功能可以獨立成一個模塊，由這些模塊調用；有時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據的引用，并且降低接口的復雜程度。 啟發(fā)規(guī)則 啟發(fā)式規(guī)則 軟件結構圖 反映了整個系統(tǒng)的功能實現，控制層次體系 , 往往用樹狀或網狀結構的圖形來表示。 A B C D E F G H I A B C D E A B C D (a) 樹狀結構 (b) 簡單網狀結構 (c)復雜網狀結構 ? 模塊規(guī)模過大，降低可理解程度；模塊過小，模塊開銷大于有效操作，且系統(tǒng)的接口復雜。 ? 過大模塊－ 進一步分解（保證模塊獨立性） 過小模塊－ 幾個合并（尤其只被一個模塊調用時） ? 每個模塊最好控制在 60行語句以內。 ?語句數超過 30以后，模塊可理解性迅速下降 啟發(fā)規(guī)則 軟件設計的兩個階段 設計原理 ? 模塊化 ? 抽象 ? 逐步求精 ? 信息隱藏和局部化 ? 模塊獨立 設計原理 五 . 模塊獨立 —— 耦合性：弱 ← ————————————————→ 強 模塊獨立性：強 ← ——————————————→ 弱 1 2 3 4 5 6 弱耦合 中耦合 較強耦合 強耦合 ⒈ 非直接耦合：無信息交換 ⒉數據耦合： 簡單數據 以 參數形式 進行交換 ⒊特征耦合： 數據結構 以 參數形式 進行交換 ?；蚬蚕頂祿Y構 ⒋控制耦合：參與交換的數據內包含 控制信息 ⒌公共耦合：一組模塊使用同一個 全局性數據結構 /公共區(qū) ⒍內容耦合：一個模塊可以直接訪問另一個模塊 內部 數據 設計原理 五 . 模塊獨立 —— 內聚性：弱 ← ———————————————→ 強 模塊獨立性：弱 ← —————————————→ 強 1 2 3 4 5 6 7 低內聚 中內聚 高內聚 ⒈ 偶然內聚 0分 ： ⒉邏輯內聚 1分 ：合并處理、變換相同或相似的功能 ⒊時間內聚 3分 ：將因時序相同或接近的操作合并 ⒋過程內聚 5分 ：將 存在因果關系的功能 集成 ⒌通信內聚 7分 ：因數據的共用而合并 ⒍順序內聚 9分 ：將 存在因果關系的操作 集成 ⒎功能內聚 10分 ：將只完成一個明確功能的操作合并 設計原理 七條啟發(fā)式規(guī)則 模塊的劃分：高內聚，低耦合，保持相對獨立性 模塊的大小 : 模塊規(guī)模應該適中 形成的結構：深度、寬度、扇出和扇入都應適當 “ 頂層扇出較高，中間扇出較小，底層模塊高扇入 ” 模塊的控制：模塊的作用域應該在控制域之內 模塊的接口：簡單、清晰、含義明確 設計單入口單出口的模塊 模塊功能應該可以預測 啟發(fā)規(guī)則 、寬度、扇入、扇出都應該適中 啟發(fā)規(guī)則 主模塊 A C B D E F I H G J 深 度 寬度 扇出 扇入 模塊的 層數 (同一層最大模塊數 ) (一個模塊直接調用的模塊數 ) (調用一個給定模 塊的模塊個數 ) ( ) 平均扇出：3～ 4個為宜 越大越好但不違背模塊獨立原理 、寬度、扇入、扇出都應該適中 分解或合并模塊以調整扇入、扇出數 啟發(fā)規(guī)則 A B A1 A2 B A B A B1 B2 減少扇入數 減少扇出數 ? 作用域：受該模塊內的一個判定影響的所有模塊的集合 ? 控制域：模塊本身及所有直接或間接從屬于它的模塊的集合 A的控制域為： {A, B, C, D, E, F} 啟發(fā)規(guī)則 最差 ， 作用域不在控制域內 控制路徑過長 W A B C D G H ◇ E F I J ◇ W B G H I J “◇ ”表示判定條件，它可 影響另一個模塊 中用到 的 全局變量 或靜態(tài)變量 例 1： 例 2： 較好 最好 W B G ◇ H I J W ◇ A C D F E 例 3： 例 4： 啟發(fā)規(guī)則 作用域不在控制域內的修改方法： 1. 將 判定點上移到 足夠高的位置 上移 判定點 A’=A+D ◇ A’ B C E F A B C ◇ D E F 啟發(fā)規(guī)則 X ◇ A ◇ A X 移動 2. 將那些在作用域內但不在控制域內的模塊下移 到控制域內 。 啟發(fā)規(guī)則 目標： 仔細設計模塊接口，使得信息傳遞簡單并且和模塊的功能一致 標記耦合 數據耦合 啟發(fā)規(guī)則 每個模塊只有唯一入口和唯一出口 啟發(fā)規(guī)則 ? 同樣的輸入可以產生同樣的輸出 ?帶有 內部“存儲器”（如：靜態(tài)變量） 的模塊，其 輸出可能取決于內部存儲器的狀態(tài)（當前值） ?即： 靜態(tài)變量的當前值 ==》 模塊的功能不可預測。 ? 如上例： 在 另一個類的方法 中 創(chuàng)建一個 counter類的對象。這個方法的功能就不可預測 ? 但不應過分強調功能的可預見性而使模塊失去靈活性（無法重用模塊） 啟發(fā)規(guī)則 一 . 層 次 圖 描繪軟件結構的圖形工具 層次圖用來描繪軟件的層次結構， 矩形框代表模塊 ， 方框之間的 連線表示調用關系 。 圖 正文加工系統(tǒng)的層次圖 一 . 層 次 圖 層次圖 ? 層次方框圖 層次圖 : ? 模塊方框之間的連線表示 調用關系。 ? 用于設計階段 層次方框圖 : ? 模塊方框之間的連線表示 組成關系。 ? 用于需求分析階段， 第 描繪軟件結構的圖形工具 二 . HIPO 圖（ Hierarchy InputProcess