面向数据流的设计方法

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1、软件工程教材：主编曹哲高诚中国水利水电出版社教案：河北工业大学廊坊分院计算机系黄南川第8章面向数据流的设计方法本章所述技术用于软件的概要设计描述，包括模块、界面和数据结构的定义，这是所有后续开发的基础。面向数据流的设计方法，即通常所说的结构设计法（StructureDesign，简称SD方法），由Yourdon和Constantine等人于1874年提出的，与结构化分析（SA）相衔接，根据对数据流的分析设计软件结构。SD方法突出考虑的是如何建立一个结构良好的程序系统，它的基本思想是将系统设计成相对独立、单一功能的

2、模块组成的结构。整个设计是以数据流为基础，由于数据流图和模块结构图之间有着一定的联系，结构化设计方法可以和需求分析中采用的结构化分析方法很好地衔接。结构化设计方法能恰当地划分模块，按功能由顶向下、由抽象到具体逐步细化，把系统分解为一个多层次的具有独立功能的许多模块组成，一直分解到能简便地用程序实现的一种模块为止。所以，SD方法还能和结构化程序设计(SP)相适应。SD方法是根据数据流图来设计，最终目标是建立软件体系结构的描述，即软件模块的层次结构图。此方法用于软件系统的概要设计，尤其适用于大中型的数据处理系统。因此

3、结构化设计方法得到了广泛的应用。软件工程ZLL8.1SD方法的设计过程和有关概念SD方法能方便地将数据流图转换为软件结构，其过程分为五步：1． 确定信息流的类型；2． 划定流界；3． 将数据流图映射为程序结构；4． 提取层次控制结构；5． 通过设计复审和使用启发式策略进一步精化所得到的结构。在软件设计开始之前，首先要分析数据流图DFD图的系统特性。数据流图一般有两种典型的结构：变换型结构和事务型结构，即变换流和事物流。软件工程ZLL1）变换流在数据处理问题中，通常会遇到这样一类问题，即从(程序)“外部”取得数据(

4、例如从键盘、磁盘文件等)。对取得的数据进行某种变换，然后再将变换得到的数据传回给“外部“。其中取得数据这一过程称为传人信息(数据)流程，变换数据的过程称为变换信息(数据)流程，传回数据过程称为传出信息(数据)流程。变换流—在基本系统模型（即顶级数据流图）中信息通常以“外部世界”所具有的形式进入系统，经过处理后又以这种形式离开系统。变换型结构是一种线性状的结构，它可以明显地分成输人、主加工（或称变换、处理）和输出三部分。输入流外部表示内部表示信息时间信息流输出流变换流软件工程ZLL1）变换流典型的变换流变换流的特点

5、是：经过变换B的数据流一部分先经过变换C到达变换E，然后另一部分经过变换D到达E；即C和D是顺序结构。ABCDEF软件工程ZLL2）事务流事务流——单个数据项称为事务（transaction）沿传入路径（也称接受通道）进入系统，由外部形式变换为内部形式后到达事务中心，事务中心根据数据项计值结果从若干动作路径中选定一条继续执行。可见它是一个选择结构。事务中心TB事务CA事务流软件工程ZLL图面向数据流的设计精化数据流图流的类型确定事务中心和各动作路径确定输入输出流界映射为事务结构映射为变换结构提取控制结构利用启发式

6、策略精化软件结构描述接口和全局数据结构事务分析变换分析复审详细设计通过“变换”“事务”软件工程ZLL8.2变换分析下面以“家庭保安系统”的传感器监测子系统为例说明变换分析的各个步骤。步骤一、复审基本系统模型基本系统模型指顶级DFD和所有由外部提供的信息。这一设计步骤是对系统规格说明书和软件需求规格说明书进行评估。这两个文档描述软件界面上信息的流程和结构。软件工程ZLL“家庭保安系统”的顶级数据流图警报类别家庭保安系统软件控制面板显示器警报器电话线传感器用户命令显示信息传感数据电话拨号音频软件工程ZLL“家庭保安系

7、统”的第一级DFD电话拨号音频配置数据配置数据配置数据用户命令处理显示信息和状态传感器监测系统配置控制面板显示器警报器电话线传感器配置信息配置命令启动/停止命令原口令有效口令传感器信息报警类别传感数据显示信息用户命令口令启动/停止系统和状态启动或停止消息口令核对用户交互子系统图8-5软件工程ZLL8.2变换分析步骤二、复审和精化软件数据流图这一步主要是对软件需求规格说明书中的分析模型进行精化，直至获得足够详细的DFD。例如，由“传感器监测子系统”的第一级和第二级DFD进一步推导出第三级数据流图，此时，每个变换对应

8、一个独立的功能，可以用一个具有较高内聚度的模块实现，至此已有足够的信息可用于设计“传感器监测子系统”的程序结构，精化过程亦可结束。软件工程ZLL“传感器监测子系统”的第二级DFD传感器信息传感器标志的类型和位置传感数据警报类别警报数据显示格式产生警报信号电话拨号异常数据判别读取传感数据配置信息配置数据传感器标识类型电话号码电话拨号音频图8-6软件工程ZLL“传感器监测子系