【正文】 ? 上述優(yōu)化方法遵守了一句格言： “ 先使它能工作，然后再使它快起來(lái)。 ” 141/175 設(shè)計(jì)過(guò)程 ?總體設(shè)計(jì)中，從數(shù)據(jù)流圖導(dǎo)出模塊結(jié)構(gòu)圖的過(guò)程，包括： ?（ 1）分析數(shù)據(jù)流圖，確定類型。 ?（ 2）映射出第一張結(jié)構(gòu)圖。 ?（ 3）參照數(shù)據(jù)流圖，對(duì)結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行分解、細(xì)化。 ?（ 4）運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)原則，對(duì)結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行修改、優(yōu)化。 142/175 實(shí)例 ? 當(dāng)數(shù)據(jù)流圖具有明顯的變換中心特征時(shí)，可以使用變換中心策略映射出結(jié)構(gòu)圖。 ? 下面以一個(gè)實(shí)例說(shuō)明設(shè)計(jì)過(guò)程。 143/175 確定變換中心 ? 如果設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)豐富，則容易識(shí)別出變換中心。識(shí)別變換中心的技巧是跟蹤數(shù)據(jù)流。如圖 ： ? 第一步，首先從數(shù)據(jù)流正向和逆向跟蹤數(shù)據(jù)流。所有從同一個(gè)外部數(shù)據(jù)源傳入到系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流所經(jīng)過(guò)的路徑幾乎是相同的，當(dāng)經(jīng)過(guò)某個(gè)加工時(shí)，如果只是對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行形式上的轉(zhuǎn)換，并沒有實(shí)際的加工處理，則所經(jīng)過(guò)的加工都屬于傳入部分，稱 “ 傳入子系統(tǒng) ” ，一直跟蹤到數(shù)據(jù)被真正處理為止。 ? 第二步，從輸出端接收數(shù)據(jù)的外部項(xiàng)開始，逆向跟蹤數(shù)據(jù)流，直到數(shù)據(jù)被真正的生出來(lái)為止，沿途所經(jīng)過(guò)的加工都屬于“ 傳出子系統(tǒng) ” 。 ? 第三步，根據(jù)前兩步分析結(jié)果，除了傳入子系統(tǒng)和傳出子系統(tǒng)以外的部分就是變換中心部分。 144/175 145/175 ? 第一步，首先從數(shù)據(jù)流正向和逆向跟蹤數(shù)據(jù)流。所有從同一個(gè)外部數(shù)據(jù)源傳入到系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流所經(jīng)過(guò)的路徑幾乎是相同的，當(dāng)經(jīng)過(guò)某個(gè)加工時(shí)，如果只是對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行形式上的轉(zhuǎn)換，并沒有實(shí)際的加工處理，則所經(jīng)過(guò)的加工都屬于傳入部分，稱 “ 傳入子系統(tǒng) ” ，一直跟蹤到數(shù)據(jù)被真正處理為止。 146/175 ? 第二步，從輸出端接收數(shù)據(jù)的外部項(xiàng)開始，逆向跟蹤數(shù)據(jù)流，直到數(shù)據(jù)被真正的生出來(lái)為止，沿途所經(jīng)過(guò)的加工都屬于 “ 傳出子系統(tǒng) ” 。 147/175 ? 第三步，根據(jù)前兩步分析結(jié)果，除了傳入子系統(tǒng)和傳出子系統(tǒng)以外的部分就是變換中心部分 148/175 確定主控制模塊，產(chǎn)生第一張結(jié)構(gòu)圖 ? 變換中心確定以后，還需要確認(rèn)一個(gè)主控模塊，原則是： ? 如果變換中心只有一個(gè)加工，這個(gè)加工自然就是核心變換模塊，這時(shí)主控模塊需要 “ 指派 ” 一個(gè)模塊來(lái)?yè)?dān)當(dāng)，它的名稱一般就是系統(tǒng)的名稱。 ? 如果變換中心有若干個(gè)加工，設(shè)置主控模塊的方法有二，一是 “ 任命 ” ，即在若干加工中選出一個(gè)適合擔(dān)任 “ 領(lǐng)導(dǎo) ” 重任的加工 “ 出任 ” 主控模塊；二是當(dāng)沒有適合 “ 人選 ” 時(shí)，仍然需要 “ 指派 ” 。 149/175 ? 分析如圖 ，中心變換只有一個(gè)，這是一種比較簡(jiǎn)單的情況，因此需要 “ 指派 ” 主控模塊 “ 修改主文件記錄 ” ，得到的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 。 150/175 產(chǎn)生第一張結(jié)構(gòu)圖 151/175 分解與優(yōu)化 ? 對(duì)產(chǎn)生的第一張結(jié)構(gòu)圖分析評(píng)價(jià)，用模塊的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析與優(yōu)化。 ? 這些原則包括模塊間的耦合、內(nèi)聚、分解、扇入 /扇出、控制范圍與判斷作用范圍等。 ? 為了產(chǎn)生一個(gè)較好的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，進(jìn)行分解、優(yōu)化時(shí)注意如下幾點(diǎn)： 152/175 ? 為了產(chǎn)生一個(gè)較好的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，進(jìn)行分解、優(yōu)化時(shí)注意如下幾點(diǎn)： ? ① 分解和重組 “ 傳入子系統(tǒng) ” 和 “ 傳出子系統(tǒng) ” 的模塊，并要保持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的勻稱。 ? ② 分解變換中心，尤其要參考各層次的數(shù)據(jù)流圖，它有助于對(duì)模塊的分解。 ? ③ 確保每個(gè)模塊的名稱的概括抽象程度，符合它所處的層次地位和作用。 ? ④ 必要時(shí)，適當(dāng)增加讀、寫、初始化、終止、出錯(cuò)和例外處理模塊。 ? ⑤ 對(duì)于由數(shù)據(jù)流圖直接轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)又不符合模塊設(shè)計(jì)原則的模塊，試著進(jìn)行重新分解，反復(fù)修改，綜合運(yùn)用各項(xiàng)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)原則。 153/175 下面以圖 、評(píng)價(jià)和優(yōu)化。 ? 圖 ，較低層的模塊是參照數(shù)據(jù)流圖直接轉(zhuǎn)換出來(lái)的。套用本章講過(guò)的設(shè)計(jì)原則，會(huì)發(fā)現(xiàn)這張圖存在許多問(wèn)題。 154/175 （ 1）考察傳入子系統(tǒng)。 ? 考察傳入分支的第一個(gè)模塊 “ 獲得合格事務(wù)記錄和主文件記錄 ” ，不難發(fā)現(xiàn)： ? ① 它是 “ 通信內(nèi)聚 ” 模塊。先獲得合格事務(wù)記錄，再根據(jù)事務(wù)記錄中包含的主文件的 “ 關(guān)鍵字 ” 檢索主文件。 ? ② 此模塊與上下級(jí)模塊存在 “ 控制耦合 ” 。當(dāng)事務(wù)記錄讀完，或經(jīng)檢索事務(wù)記錄不存在或不合格，都會(huì)傳遞 “ 標(biāo)志 ” 。 ? 優(yōu)化辦法是分離功能，即變一個(gè)通信內(nèi)聚模塊為兩個(gè)功能內(nèi)聚模塊。進(jìn)一步分解產(chǎn)生下層模塊。結(jié)果如圖 。 155/175 156/175 （ 2）考察傳出子系統(tǒng)。 ? “ 寫主文件記錄并打印事務(wù)記錄 ” 包含兩個(gè)互不相干的功能，僅僅是因?yàn)樗鼈兌际禽敵龉δ?，把它們放在一起了，因此，此模塊為邏輯內(nèi)聚模塊。 ? 優(yōu)化辦法同樣是分離。結(jié)構(gòu)如圖 示。 157/175 158/175 一個(gè)抽象的例子 ? 下面以一個(gè)抽象的例子，說(shuō)明使用以變換為中心的策略的一般規(guī)律，如圖 。 159/175 步驟 1：跟蹤數(shù)據(jù)流，尋找變換中心。 ? 從圖 ，不難發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)流 X1經(jīng)過(guò)加工 A、 B之后仍然是 X3，但本質(zhì)上還是 X，沒有發(fā)生實(shí)質(zhì)變化。但再往后跟蹤，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)加工 E以后，產(chǎn)生了新的數(shù)據(jù)流 Z1和 Z2。 ? 同理，跟蹤數(shù)據(jù)流 Y1，也會(huì)得出同樣的結(jié)論。因此，斷定加工 E之前的部分屬于 “ 傳入子系統(tǒng) ” 部分。 160/175 ? 同理，跟蹤數(shù)據(jù)流 Y1，也會(huì)得出同樣的結(jié)論。因此，斷定加工 E之前的部分屬于 “ 傳入子系統(tǒng) ” 部分。 161/175 反向跟蹤數(shù)據(jù)流 ? 從圖 S3，發(fā)現(xiàn)追溯到加工 J、 L之前，數(shù)據(jù)流沒有發(fā)生本質(zhì)變化，仍然是 S。但再往前，追溯到 H之前，發(fā)現(xiàn)了新的數(shù)據(jù)流 Z3和 Z4。因此，斷定加工 H往后的部分為“ 傳出子系統(tǒng) ” 。 162/175 中心變換 ? 通過(guò)上述跟蹤可以得出結(jié)論，即中心變換部分由四個(gè)加工構(gòu)成： E、 F、 G、 H。 163/175 步驟 2：確定主控模塊，映射軟件結(jié)構(gòu) ? 變換中心包含多個(gè)加工邏輯，這時(shí)確定主控模塊的策略應(yīng)該是 “ 任命 ” 一個(gè)可以擔(dān)當(dāng)此任的模塊。 ? 經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)加工 E跟相鄰加工的數(shù)據(jù)流聯(lián)系最多，另外，它又是靠近傳入端的一個(gè)加工，因此確定主控模塊應(yīng)由包括 E的加工功能的模塊擔(dān)任。 ? 直接映射軟件結(jié)構(gòu)如圖 。 164/175 直接映射軟件結(jié)構(gòu) 165/175 步驟 3：分解與優(yōu)化 ? 分析傳入部分。參照數(shù)據(jù)流圖，分解 “ 獲得 X3”、“ 獲得 Y3”，結(jié)果如圖 。 166/175 ② 分解變換部分。 ? 參照數(shù)據(jù)流圖的變換部分，分解 “ 產(chǎn)生 S1”功能，如圖 。 167/175 ? 參照數(shù)據(jù)流圖的傳出部分，分解傳出子系統(tǒng) “ 發(fā)送S1”，如圖 。 168/175 經(jīng)過(guò)分解優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)圖如圖 169/175 本章小結(jié) ? 總體設(shè)計(jì)階段的基本目標(biāo)是概括出擬建系統(tǒng)的藍(lán)圖，包括系統(tǒng)配置、物理布署和軟件結(jié)構(gòu)方案。 ? 主要由兩個(gè)小階段組成：首先是系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從數(shù)據(jù)流圖出發(fā)設(shè)想完成系統(tǒng)功能的若干種合理的物理方案，仔細(xì)分析比較這些方案，并且和用戶共同選定一個(gè)最佳方案。然后進(jìn)行軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定軟件由哪些模塊組成以及模塊之間的動(dòng)態(tài)調(diào)用關(guān)系。 ? 層次圖和結(jié)構(gòu)圖是描繪軟件結(jié)構(gòu)的常用工具。 170/175 ? 在軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該遵循主要原則是追求模塊獨(dú)立，模塊功能盡量單一、直觀、可預(yù)測(cè)，模塊間接口盡量簡(jiǎn)單。 171/175 ? 抽象和求精是一對(duì)互補(bǔ)的概念，也是解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)最常用的有效方法。 ? 在軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一種有效的方法就是，由抽象到具體地構(gòu)造出軟件的層次結(jié)構(gòu)。 ? 軟件模塊化設(shè)計(jì)的啟發(fā)式規(guī)則，往往能對(duì)如何改進(jìn)軟件設(shè)計(jì)給出寶貴的提示，既要充分重視和利用這些啟發(fā)式規(guī)則，又要從實(shí)際情況出發(fā)避免生搬硬套。 172/175 ? 自頂向下逐步求精是軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常用途徑；但是，如果已經(jīng)有了詳細(xì)的數(shù)據(jù)流圖，也可以使用面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法，由數(shù)據(jù)流圖映射出軟件結(jié)構(gòu)。 ? 應(yīng)該記住，這樣映射出來(lái)的只是軟件的初步結(jié)構(gòu)，還必須根據(jù)設(shè)計(jì)原理并參考啟發(fā)式規(guī)則，認(rèn)真分析和改進(jìn)軟件的初步結(jié)構(gòu)，以得到質(zhì)量更高的模塊和更合理的軟件結(jié)構(gòu)。 173/175 ? 在過(guò)程設(shè)計(jì)和編程之前，首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣可以在軟件開發(fā)的早期，站在全局高度對(duì)軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。 ? 在這個(gè)時(shí)期進(jìn)行優(yōu)化付出的代價(jià)不高，卻可以使軟件質(zhì)量得到重大改進(jìn)，取得事半功倍的效果。 174/175 思考題 ?61 模塊間的耦合形式有哪幾種，分別舉例。 ?62 模塊內(nèi)聚形式有哪幾種，分別舉例。 175/175 ? 63 某大學(xué)共有 200名教師，校方與教工會(huì)簽訂一項(xiàng)協(xié)議。按照協(xié)議，年薪超過(guò) 46 000元（含 46000）的教師，工資將保持不變，年薪資少于 46 000元的教師將增加工資，所增加的工資數(shù)按下述方法計(jì)算：給每個(gè)由此教師所贍養(yǎng)的人(包括教師本人 )每月補(bǔ)助 100元，此外，教師按工齡每年再多補(bǔ)助 50元，但是，增加后的年薪總額不能多于 46 000元。教師的工資檔案儲(chǔ)存在勞資處的數(shù)據(jù)庫(kù)中，檔案中有目前的年薪、贍養(yǎng)的人數(shù)、雇用日期等信息。需要寫一個(gè)程序計(jì)算并打印每名教師的原有工資和調(diào)整后的新工資。 ? 要求： ? 畫出此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖。 ? 對(duì)核心加工邏輯，用 IPO圖表述其細(xì)節(jié)。