【正文】 模塊 ， 它 調(diào)用 下層模塊完成正文加工的 全部功能 ； 第二層 ：每個(gè)模塊控制完成正文加工的 一個(gè)主要功能 ， 如 “ 編輯 ” 模塊 調(diào)用 下屬模塊可以完成 6種編輯功能中的 任何一種； 層次圖 的用處： 在 自頂向下 設(shè)計(jì)軟件的過程中使用。 GO 138 (2)HIPO（ Hierarchy plus Input Process Output） 圖是美國 IBM公司發(fā)明的 “ 層次圖 加 輸入 /處理 /輸出圖 ” 的英文縮寫。 ? 為了便于管理每個(gè)模塊都加了 編號(hào) ， 帶編號(hào)的層次圖 (H圖 ) ? 和 H圖中 每個(gè)模塊 相對(duì)應(yīng)， 應(yīng)該有一張 IPO圖 描繪這個(gè)方框代表的 模塊的處理過程 。 ? 在每張 IPO圖 內(nèi)都應(yīng)該標(biāo)出該模塊在 H圖中的編號(hào) ， 以便知道 該模塊在軟件結(jié)構(gòu)中的位置 。 139 圖 帶編號(hào)的層次圖 (H圖 ) BACK 140 CD/VCD管理系統(tǒng) 會(huì)員管理 CD/VCD管理 費(fèi)用管理 添加 更新 刪除 檢索 系統(tǒng)名 CD/VCD管理系統(tǒng) 編號(hào) 日期 模塊名 CD/VCD管理 被調(diào)用： CD/VCD管理系統(tǒng) 調(diào)用：添加 、 更新 、 刪除 、 檢索 輸出： 輸入： 局部數(shù)據(jù)元素： 處理： H圖 IPO表 141 層次方框圖 和 層次圖 的異同點(diǎn)： 相同點(diǎn)：使用的 圖形符號(hào) 完全一樣。 矩形框 和 連線 不同點(diǎn) ： 層次方框圖 ： 用一系列 矩形框 描繪 數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)。 矩形框，代表 數(shù)據(jù) 連線 ，表示 組成關(guān)系 。 層次圖 ： 用一系列 矩形框 表示 軟件的層次結(jié)構(gòu)。 矩形框，代表 模塊 連線 ，表示 調(diào)用關(guān)系 。 GO 142 圖 層次方框圖的一個(gè)例子（ 組成關(guān)系 ） 計(jì)算機(jī)公司全部產(chǎn)品的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 用 層次方框圖 表示。 143 結(jié)構(gòu)圖 1974年 Yourdon(尤頓 )提出的結(jié)構(gòu)圖是進(jìn)行軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的另一個(gè)有力工具。 結(jié)構(gòu)圖 ：用來表示 軟件層次結(jié)構(gòu) ,描述模塊之間的 調(diào)用關(guān)系 。 既能表示 數(shù)據(jù)信息 、 控制信息 ,也能表示 選擇 調(diào)用和 循環(huán) 調(diào)用。 基本符號(hào) : 1） 模塊 ：一個(gè) 方框 代表一個(gè) 模塊 ， 框內(nèi)注明模塊的 名稱 ，名稱應(yīng)表達(dá)此模塊的 功能 ； 最低層的模塊 叫 基本模塊 或 功能模塊 ，必須有 明確的含義 。 如 “ 計(jì)算累加 ” 、 “ 求平方根 ”“ 按學(xué)號(hào)查詢 ” 等。 GO M 144 2） 調(diào)用 ：調(diào)用是模塊之間的 唯一的聯(lián)系 方式。 用 直線 表示模塊的 調(diào)用關(guān)系 。 只能是 上層 模塊調(diào)用 下層 模塊， 不允許 下層模塊 調(diào)用 上層 模塊。 通常也不允許 同層 模塊之間 調(diào)用。 3） 信息 ：模塊在調(diào)用過程中要互相傳送信息； 結(jié)構(gòu)圖用帶注釋的小箭頭表示傳送的信息。有 2種類型 1） 數(shù)據(jù) 信息，尾部是空心圓 2） 控制 信息，尾部是實(shí)心圓 結(jié)構(gòu)圖 用三種主要成分 (模塊 、 調(diào)用 、 信息 ) 表示軟件系統(tǒng)的 構(gòu)成 ， 模塊之間的 調(diào)用關(guān)系 以及模塊之間的通信情況 ——傳送的信息 。 145 結(jié)構(gòu)圖 SD方法在總體設(shè)計(jì)中的主要表達(dá)工具 約定： 編輯學(xué)生記錄 讀學(xué)生記錄 學(xué)生數(shù)據(jù) 無此學(xué)生 學(xué)號(hào) 調(diào)用關(guān)系 數(shù)據(jù)信息 控制信息 146 軟件結(jié)構(gòu) (變換型結(jié)構(gòu) ) 一般是由 輸入 部分、 變換 部分、 輸出 部分組成。 系統(tǒng) 輸入 變換 輸出 f1 f1 f2 f2 BACK 147 1) 輸入模塊 下屬模塊的設(shè)計(jì) 輸入模塊 的功能是向它的 調(diào)用模塊 提供數(shù)據(jù) ， 輸入模塊 應(yīng)由 2部分組成： ① 接收模塊 ： 先 接收數(shù)據(jù) ② 轉(zhuǎn)換模塊 ： 后 轉(zhuǎn)換成調(diào)用模塊所需要的信息 輸入模塊 Get fi T fi fi fi+1 fi+1 BACK 148 2) 輸出模塊 下屬模塊的設(shè)計(jì) 輸出模塊 的功能是將它的 調(diào)用模塊 產(chǎn)生的 結(jié)果送出 ， 輸出模塊 由 2部分組成： ① 轉(zhuǎn)換模塊 ： 先 將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成發(fā)送模塊所需的形式 ② 發(fā)送模塊 ： 后 發(fā)送數(shù)據(jù) T Put fi+1 輸出模塊 fi fi+1 fi+1 BACK 149 3) 變換模塊 的下屬模塊的設(shè)計(jì) 根據(jù) DFD中 變換中心 的組成情況， 按照模塊獨(dú)立性原則來組織其結(jié)構(gòu)， 一般對(duì) DFD中 變換中心 的 每個(gè)基本處理 ， 建立一個(gè)個(gè) 同一層次的 、 單獨(dú)的 功能模塊 。 A B C 變換部分 變換模塊 A B C BACK 150 舉例：產(chǎn)生 最佳解 的 數(shù)據(jù)流圖 （ P103結(jié)構(gòu)圖 ） 編輯 輸入 計(jì)算 最佳解 結(jié)果 格式化 f1 f2 f3 f4 輸入 變換 輸出 151 f1 f1 f2 f2 f2 f3 f3 f3 f4 f4 Get f1 Get f2 Put f3 Put f4 圖 結(jié)構(gòu)圖的例子 ——產(chǎn)生最佳解的一般結(jié)構(gòu) 編輯結(jié)果 =好輸入 輸入 輸出 Go BACK 152 圖 判定為 真 時(shí)調(diào)用 A，為 假 時(shí)調(diào)用 B 選擇調(diào)用 153 圖 模塊 M循環(huán)調(diào)用模塊 A、 B、 C 循環(huán)調(diào)用 154 異同點(diǎn)比較 層次圖： 用來表示 軟件的層次結(jié)構(gòu) ，描述模塊之間的 調(diào)用關(guān)系 結(jié)構(gòu)圖 ： 用來表示 軟件的層次結(jié)構(gòu) ，描述模塊之間的 調(diào)用關(guān)系 既能表示 數(shù)據(jù)信息 、 控制信息 ， 也能表示 選擇 調(diào)用和 循環(huán) 調(diào)用。 155 注意： 和 結(jié)構(gòu)圖 并 不嚴(yán)格表示 模塊的 調(diào)用次序 。 從 左 到 右 畫模塊，但它并不代表調(diào)用次序。 一個(gè)模塊 調(diào)用 那些模塊 。 調(diào)整 結(jié)構(gòu)圖的位置 (為了避免交叉線，可以做重新調(diào)整）。 M A B C M C A B 156 A C B D G F E H A D C G E F H B 出現(xiàn)交叉線 不出現(xiàn)交叉線 調(diào)用關(guān)系清楚 157 ☆ 層次圖 ：沒有過多的符號(hào)，清晰易讀， 作為 總體設(shè)計(jì)的文檔 比較合適。 ☆ 結(jié)構(gòu)圖 ：能較好地反映軟件結(jié)構(gòu)的 控制關(guān)系 ，如： ① 重復(fù) 調(diào)用、 選擇 調(diào)用； ② 傳遞是 數(shù)據(jù) 還是 控制 信息， 有利于 評(píng)價(jià)軟件結(jié)構(gòu)質(zhì)量 。 Go Go1 158 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì) 方法（ Structured Design ,SD）， 也叫 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì) 方法。 是基于 模塊化 、 自頂向下逐步求精 、 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 等 基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 這種方法在國際上應(yīng)用很廣、技術(shù)上也較完善的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。 目前廣泛使用 面向?qū)ο蟮?設(shè)計(jì)方法， 也有 面向?qū)ο蠓椒?與 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法 配合使用 。 159 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì) 要解決的 任務(wù) ： 在需求分析的基礎(chǔ)上， 將 數(shù)據(jù)流圖 “ 映射 ” (mapping)(或轉(zhuǎn)換 )為 軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 。 即：把 數(shù)據(jù)流圖 中的 處理 ， 轉(zhuǎn)換為 軟件結(jié)構(gòu)圖 中合適的 模塊 。 為什么把 DFD轉(zhuǎn)換為 軟件結(jié)構(gòu) ？ 1) 雖然 DFD分析系統(tǒng)時(shí)很有價(jià)值 ,但它 不便于 直接用于編寫程序 。 2) 軟件結(jié)構(gòu)描述 模塊之間的 調(diào)用關(guān)系 ， 便于 過渡到編寫程序 。 3) DFD中的 處理 和軟件結(jié)構(gòu)中的 模塊 有 對(duì)應(yīng)關(guān)系 ， 但不一定有 一一對(duì)應(yīng)關(guān)系 。 在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法中，軟件的結(jié)構(gòu)一律用 結(jié)構(gòu)圖 (SC圖 )來描述。 Go1 Go2 160 映射 DFD (問題結(jié)構(gòu) ) 軟件結(jié)構(gòu) (程序結(jié)構(gòu) ) 處理 模塊 BACK 161 5． 5． 1 概念 ① 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法把 數(shù)據(jù)流 映射成 軟件結(jié)構(gòu) 。 ② 數(shù)據(jù)流的類型 決定了 映射的方法 。 數(shù)據(jù)流有 變換流 和 事務(wù)流 2種。 ③ 因此，常見的 軟件結(jié)構(gòu) 有兩種： 變換型 和 事務(wù)型 。 當(dāng)然更一般的情況是 二種類型的混合 。 162 數(shù)據(jù)流圖 的類型 1．變換型結(jié)構(gòu) 因?yàn)?SD方法以 DFD圖為基礎(chǔ)，所以： 1) 變換型結(jié)構(gòu)的 DFD圖基本上 呈線性形狀 ； 2) 可以比較明顯地分為 輸入 、 變換 （或加工）、 輸出 三部分 。 3) 其中 變換部分 是系統(tǒng)的 主要工作 。 正確性 檢查 處理 顯示 或打印 輸入信息 正確信息 結(jié)果 數(shù)據(jù) 輸入部分 變換部分 輸出部分 163 2．事務(wù)型結(jié)構(gòu) 事務(wù)型結(jié)構(gòu)是一個(gè) 特殊的變換型結(jié)構(gòu) 。 1）事務(wù)型結(jié)構(gòu)的 DFD圖經(jīng)常 呈輻射形狀 ； 2）有一個(gè) 事務(wù)中心 ， 把輸入數(shù)據(jù)分離成 若干條輸出 通路。 3）然后根據(jù) 輸入值 ， 選擇 其中的一條路徑 處理。 T=90， 100， 110 事務(wù)中心 T100 降溫 T=100 恒溫 T100 升溫 ⊕ ⊕ 溫控系統(tǒng) 關(guān)鍵 中心 顯示里程 顯示油耗 顯示溫度 GO 164 DFD中， 事務(wù)中心 要完成三個(gè)任務(wù)： 1) 接收 輸入數(shù)據(jù)（輸入數(shù)據(jù)又稱為事務(wù)）； 2) 分析每個(gè)事務(wù)以 確定它的類型 ； 3) 根據(jù)事務(wù)類型 選取 一條 活動(dòng)通路 。 在一個(gè)大型系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖中， 變換型 和 事務(wù)型 2種結(jié)構(gòu)往往 同時(shí)存在 （ 混合型 ） 系統(tǒng)的 整體結(jié)構(gòu) 是 事務(wù)型 ，但 局部 是 變換型 ； 系統(tǒng)的 整體結(jié)構(gòu) 是 變換型 ，但 局部 是 事務(wù)型。 關(guān)鍵 165 事務(wù) 中心 輸入 變換 輸出 ⊕ ⊕ 混合型結(jié)構(gòu)： 整體 :事務(wù)型 局部 :變換型 166 精化數(shù)據(jù)流圖 區(qū)分 事務(wù)中心 和 數(shù)據(jù)接收路徑 映射成變換結(jié)構(gòu) 流類型 區(qū)分 輸入 和 輸出 分支 映射成事務(wù)結(jié)構(gòu) 用啟發(fā)式設(shè)計(jì)規(guī)則精化軟件結(jié)構(gòu) 導(dǎo)出接口描述和全程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 復(fù)查 詳細(xì)設(shè)計(jì) “ 事務(wù) ” “ 變換 ” 事務(wù)分析 變換分析 確定流類型 確定 變換中心 167 變換分析 是一系列 設(shè)計(jì)步驟 的總稱 ， 經(jīng)過這些步驟把具有 變換流特點(diǎn) 的 數(shù)據(jù)流圖 ， 映射成 軟件結(jié)構(gòu) 。 1. 例子 用軟件來開發(fā) 汽車數(shù)字儀表板控制系統(tǒng) 。 (出租汽車前面的各種儀表板 ) 假設(shè)儀表板完成下列 功能 ： 變換分析 168 169 BACK 170 (1) 通過 模 /數(shù) 轉(zhuǎn)換 實(shí)現(xiàn)傳感器和微處理機(jī)接口 ； 把傳感器讀出的 汽車車輪的轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào) 和 燃料流信號(hào) (耗油量 ) 轉(zhuǎn)換成 數(shù)字量 ； (2) 在發(fā)光二極管面板上 (各種儀表板 )顯示數(shù)據(jù) ； （里程、