四、軟件結構的優化準則

　　首先應學會用圖形表示軟件結構，軟件結構圖反映了整個系統的功能實現，即將來編好程序中的控制層次體系。軟件結構往往用樹狀或網狀結構的圖形來表示。

　　請大家對照課本的解釋來看軟件結構圖包括哪些內容。

　　我們已經知道了軟件概要設計的主要任務就是軟件結構的設計，為了提高設計的質量，可以根據下面的設計優化準則進行優化：在這些準則中，都是針對模塊及模塊間關系來提出的。

　　1、模塊的劃分：要做到高內聚，低耦合，保持相對獨立性。

　　2、模塊的控制：模塊的作用范圍要在他的控制范圍內，判定所在的模塊應與受其影響的模塊在層次上盡量靠近)

　　3、形成的結構;軟件結構的深度、寬度、扇出、扇入要適當

　　4、模塊的大小: 要適中。

　　5、模塊的接口：模塊的接口要簡單、清晰、含義明確，便于理解、易于實現、測試與維護)。

　　五、概要設計的設計方法。

　　(一)面向數據流的設計方法(這是需要我們熟練掌握的方法)

　　面向數據流的設計方法是以需求階段產生的數據流圖為基礎，按一定的步驟映射成軟件結構，因此又稱為結構化設計(Structured Design SD)。這是目前使用最廣泛的軟件設計方法之一，應該熟練掌握它。

　　1、首先要研究數據流圖(DFD)的類型，無論何種軟件系統，DFD一般都可分為變換型和事務型兩類。(課本第51頁)

　　先來看變換型數據流圖，顧名思義，變換就是把輸入的數據處理后變成另外的數據輸出，所以變換型數據的工作過程就是三步：取得數據、變換數據和輸出數據。在圖4-6中，可以看到兩股數據流經過交換中心變成一股數據流進行輸出。虛線為標出的流界。

　　再來看事務型數據流圖，所謂事務也是一個處理，但不是數據變換，而是將輸入數據流分離成許多發散的數據流，形成許多加工路徑，并根據值選擇其中一個路徑來執行。舉個例子，好比有一個郵件分發中心，把收進的郵件根據其發送地址進行分流，有的用飛機郵送，有的用汽車來運輸等等。

　　在大型軟件系統中的DFD數據流圖中，這兩種類型特征都有可能存在。

　　2、SD方法設計過程

　　1)精化DFD。

　　2)確定DFD類型并進行相應的映射。

　　3)分解上層模塊，設計中下層模塊結構

　　4)根據優化準則對軟件結構求精。

　　5)描述模塊功能、接口及全局數據結構

　　6)復查，如果有錯則轉向2)修改完善，否則進入詳細設計。

　　下面我們通過例子來說明變換分析設計和事務分析設計方法。

　　3、變換分析設計

　　以課本53頁圖4-8為例說明變換分析設計。

　　根據面向數據流的設計方法，第一步是精化DFD，也就是研究分析這個數據流圖，我們可以看到圖中從A到H的數據流向和加工，圖形比較簡單。

　　第二步是確定DFD類型并確定加工中心，在這里已經說明為本圖為變換型，在實際分析中應該根據每個相關操作來確定其類型。在圖中，我們可以直觀地看到中間幾股數據流的匯合處是系統的變換中心。也可以通過雙向尋找法來確定,左邊是物理輸入端，從f1沿著單向路徑一直到f3,后面的f4是從C流出的，同時C還有f5流出，則可見f4,f5不能再看作是系統的輸入，因此可確定f4,f5前一個數據流f3就是系統的邏輯輸入，同樣，我們從右邊的物理輸出端往左邊沿數據流的反向尋找，可以發現f4,f6不能看作是整個系統的輸出，因此可以確定f7,f8是邏輯輸出端，然后在這兩個分界處添上虛線，這樣，DFD的三部份就確定了。

　　第三步 設計軟件結構的頂層和第一層，根據變換中心可以對應得到主模塊的位置，就可以畫出頂層模塊(即主模塊，在實際應用中，這個模塊的名字就是系統的名字，如銷售管理系統等)。然后在這個模塊下方根據劃分好的三個部分畫出三個功能模塊，即輸入、變換和輸出模塊，就是圖中的get f3,將f3變換成f7和f8模塊，put f7及put f8模塊，注意，這里應當為每個輸入和輸出設計一個模塊。然后將這些模塊與頂層模塊用連線連上表示所屬控制。畫上相應的數據傳送箭頭。

　　第四步 分解上層模塊，設計中下層模塊。 根據上面的方法，分解輸入模塊，圖中的get f3模塊的功能是向主模塊提供數據，而在DFD中可以看到f3是數據流f2經過B操作后流出的，因此這里有兩個部分，就是接收f2數據，再通過B轉換流出。所以在get f3模塊下畫出兩個子模塊 get f2 和B操作模塊。

　　就這樣一一分解,可以畫出所有的輸入和輸出子模塊，直到物理輸入和輸出為止。

　　對于變換中心的下屬模塊，根據數據流和變換操作，以每個基本加工建立一個功能模塊，可以畫出CDE三個子模塊。

　　整個過程并不復雜，畫好后根據實際情況對軟件結構進行優化，也就是進行必要的合并或分解。以求設計出高內聚低耦合的模塊組成的、具有良好特性的軟件結構。

　　4、事務分析設計，可以參見圖4-9為例。其設計方法大同小異，首先確定DFD類型，這里已指明是事務型，然后找出DFD中的事務中心和加式路徑。當DFD中時不要弄錯，然后在分解子模塊時在調度模塊上加一個菱形符號表示判斷處理。

　　5、綜合型數據流圖與分層數據流圖映射成軟件結構的設計

　　有了上面的基礎，對綜合型的數據流圖也可以一一分開來進行設計了。

　　6、設計后的處理，在軟件結構形成之后，我們知道，概要設計的基本任務還有文檔的編寫，在這個階段就是要編寫一些文檔，包括：

　　(1)為每個模塊寫一份處理說明

　　(2)為每個模塊提供一份接口說明

　　(3)數據結構說明

　　(4)給出設計約束或限制

　　(5)進行概要評審

　　(6)設計優化。

　　本節介紹的設計方法是本章的重點，要求熟練掌握。

　　(二)基于IDEF0圖的設計方法

　　(三)表示軟件結構圖的另一種圖形工具--HIPO圖。

　　HIPO圖清晰易讀，主要用于編寫概要設計文檔中的說明。

　　本章小結：根據上面的學習，我們可以知道，軟件概要設計的四個主要任務，知道評價軟件結構設計質量的原理和兩個標準即軟件模塊的耦合性及內聚性，根據這些原理提出了軟件結構設計的優化準則，并且詳細學習了軟件結構的面向數據流圖的設計方法。

　　　　　　　2010年下半年軟件水平考試答案