软件工程 教学课件 作者 张海藩 第四章.ppt

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1、第4章结构化设计传统的软件工程方法学采用结构化设计(StructuredDesign,SD)技术，完成软件设计工作，通常把软件设计工作划分为概要设计和详细设计这样两个阶段。概要设计的主要任务是，通过仔细分析软件规格说明，适当地对软件进行功能分解，从而把软件划分为模块，并且设计出完成预定功能的模块结构。详细设计阶段详细地设计每个模块，确定完成每个模块功能所需要的算法和数据结构。退出4.1结构化设计与结构化分析的关系4.2软件设计的概念和原理4.3模块独立4.4启发规则4.5表示软件结构的图形工具4.6面向数据流的设计方法4.7人机界面设计

2、4.8过程设计4.9过程设计的工具4.10面向数据结构的设计方法4.11小结4.1结构化设计与结构化分析的关系软件设计必须依据对软件的需求来进行，结构化分析的结果为结构化设计提供了最基本的输入信息。分析模型(见3.3节)的每个元素都提供了创建设计模型时所需要的信息。图4.1描绘了软件设计过程中的信息流。由数据模型、功能模型和行为模型清楚地表示的软件需求被传送给软件设计者，他们使用适当的设计方法完成数据设计、体系结构设计、接口设计和过程设计。在软件设计期间我们所做出的决策，将最终决定软件开发能否成功，更重要的是，这些设计决策将决定软件维护的难

3、易程度。图4.1把分析模型转变成软件4.2软件设计的概念和原理4.2.1模块化模块是由边界元素限定的相邻的程序元素(例如，数据说明，可执行的语句)的序列，而且有一个总体标识符来代表它。像Pascal或Ada这样的块结构语言中的Begin…end对，或者C，C++和Java语言中的｛…｝对，都是边界元素的例子。因此，过程、函数、子程序和宏等，都可作为模块。面向对象范型中的对象(见第6章)是模块，对象内的方法也是模块。模块是构成程序的基本构件。图4.2模块化和软件成本模块化就是把程序划分成独立命名且可独立访问的模块，每个模块完成一个子功能

4、，把这些模块集成起来构成一个整体，可以完成指定的功能满足用户的需求。Meyer提出了五条标准，我们可以用这五条标准来评价一种设计方法定义有效的模块系统的能力。下面列出这五条标准。(1)模块可分解性如果一种设计方法提供了把问题分解为子问题的系统化机制，它就能降低整个问题的复杂性，从而可以实现一种有效的模块化解决方案。(2)模块可组装性如果一种设计方法能把现有的(可重用的)设计构件组装成新系统，它就能提供一种并非一切都从头开始做的模块化解决方案。(3)模块可理解性如果可以把一个模块作为一种独立单元(无需参考其他模块)来理解，那么，这样的模

5、块是易于构造和易于修改的。(4)模块连续性如果对系统需求的微小修改只导致对个别模块，而不是对整个系统的修改，则修改所引起的副作用将最小。(5)模块保护性如果在一个模块内出现异常情况时，它的影响局限在该模块内部，则由错误引起的副作用将最小。采用模块化原理可以使软件结构清晰，不仅容易设计也容易阅读和理解。因为程序错误通常局限在有关的模块及它们之间的接口中，所以模块化使软件容易测试和调试，因而有助于提高软件的可靠性。因为变动往往只涉及少数几个模块，所以模块化能够提高软件的可修改性。模块化也有助于软件开发工程的组织管理，一个复杂的大型程序

6、可以由许多程序员分工编写不同的模块，并且可以进一步分配技术熟练的程序员编写困难的模块。4.2.2抽象人类在认识复杂现象的过程中使用的最强有力的思维工具是抽象。人们在实践中认识到，在现实世界中一定事物、状态或过程之间总存在着某些相似的方面(共性)。把这些相似的方面集中和概括起来，暂时忽略它们之间的差异，这就是抽象。或者说抽象就是抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节。4.2.3逐步求精逐步求精是人类解决复杂问题时采用的基本技术，也是许多软件工程技术(例如，规格说明技术，设计和实现技术、测试和集成技术)的基础。可以把逐步求精定义为：“为了能

7、集中精力解决主要问题而尽量推迟对问题细节的考虑。”求精实际上是细化过程。我们从在高抽象级别定义的功能陈述(或信息描述)开始。也就是说，该陈述仅仅概念性地描述了功能或信息，但是并没有提供功能的内部工作情况或信息的内部结构。求精要求设计者细化原始陈述，随着每个后续求精(细化)步骤的完成而提供越来越多的细节。抽象与求精是一对互补的概念。抽象使得设计者能够说明过程和数据，同时却忽略低层细节。事实上，可以把抽象看作是一种通过忽略多余的细节同时强调有关的细节，而实现逐步求精的方法。求精则帮助设计者在设计过程中揭示出低层细节。这两个概念都有助于设计者在设

8、计演化过程中创造出完整的设计模型。4.2.4信息隐藏应用模块化原理时，自然会产生的一个问题是：“为了得到最好的一组模块，应该怎样分解软件”。信息隐