第五章总体设计

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1、 总体设计的两项任务：划分出组成系统的物理元素划分出组成系统的物理元素-程序、文件、数据库、人工过程程序、文件、数据库、人工过程和文档和文档 设计软件的结构设计软件的结构-确定每个程序的模块组成及模块之间的相互确定每个程序的模块组成及模块之间的相互关系。关系。总体设计的过程（两个主要阶段）：系统设计：确定系统的具体实现方案。系统设计：确定系统的具体实现方案。结构设计：确定软件结构。结构设计：确定软件结构。设想供选择的方案数据流图选 取 合理的方案 系统流程图 组成系统的物理元素清单 成本/效益分析 实现系统的进度计划 功能分解设计软件结构制订测试计划数据库设 计书写文档 系统说明 用户手册 测

2、试计划 详细的实现计划 数据库设计结果 审查和复 审推荐最佳方案模块 是数据说明、可执行语句等程序对象的说明。模块化：把程序划分成若干个模块，每个模块完成一个子功能，把这些模块集总起来组成一个整体，可以完成指定的功能，满足问题的功能。C(P1+P2)C(P1)+C(P2)E(P1+P2)E(P1)+E(P2)成本模块数目成本/模块接口成本最小成本区模块化和软件成本 抽象 在抽象的最高层次使用问题环境语言，以概括的方式叙述问题的解法 在较低抽象层次采用更过程化的方法，把面向问题的术语和面向实现的 术语结合起来叙述问题的解法 在最低的抽象层次用可以直接实现的方式叙述问题的解法 逐步求精 通过逐步分

3、解对功能的宏观陈述而开发出层次结构，直至最终得出用程序设计语言表达的程序信息隐蔽和局部化 要求一个模块内包含的信息（过程和数据）对于不需要这些信息的模块来说是不能访问的。局部化与信息隐蔽是密切相关的l 模块独立-每个模块完成一个相对独立的子 功能，并且和其他模块之 间的关 系很简单。设计原则：尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共环境耦合，完全不用内容耦合。数据耦合 控制耦合 公共环境耦合 内容耦合低高耦合：一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量。数据耦合：模块之间通过参数交换数据信息。控制耦合：模块之间传递的参数含有控制信息。公共环境耦合：两个或多个模块通过一个公共数据环境相互作用。内容

4、耦合：。耦合耦合1.非直接耦合2.数据耦合3.特征耦合4.控制耦合5。公共环境耦合6。内容耦合弱耦合中耦合较强耦合强耦合模块1模块2模块3模块4数据耦合通过简单变量交换数据特征耦合通过数据结构交换数据非直接耦合模块之间没有信息传递模块A模块B模块C模块D模块L模块NFlag=1?S1S2模块1控制耦合模块之间传递的是控制信息TF模块A 模块B内容耦合 访问其它模块的内部数据 直接跳到其他模块内部执行公共环境耦合通过公共数据环境相互作用内聚：一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度。偶然内聚：一个模块完成一组任务，任务之间的关系很松散。公共语句。逻辑内聚：若干个逻辑功能类似的任务组成一个模块。时间内

5、聚：若干个任务必须在同一段时间内执行。如初始化工作。低内聚中内聚高内聚过程内聚：模块内的处理元素是相关的，且必须以特定次序执行。通信内聚：模块中所有元素都使用同一个输入数据，和/或产生同一个 输出数据。顺序内聚：模块中所有处理元素和同一个功能密切相关，且这些处理必 须顺序执行。功能内聚：所有处理元素属于一个整体，完成一个单一的功能。模块A模块B模块CS1;S2;模块A模块B模块C模块D模块A模块B模块C 改进软件结构提高模块独立性 模块规模应该适中 深度、宽度、扇入、扇出都应适当 模块的作用域应该在控制域之内 力争降低模块接口的复杂程度 设计单入口单出口的模块 模块的功能应该可以预测3 启发式

6、规则 层次图和HIPO图层次图用来描述软件结构，层次图+IPO图=HIPO图正文加工系统输入输出编辑加标题存储检索编目录格式化添加删除插入修改合并列表 结构图方框之间的箭头表示模块的调用关系，带注释的箭头表示模块间来回传递的信息：空心圆数据，实心圆控制信息。结构图还可以表示模块的选择调用或循环调用参见：P64 概念1）变换流2）事务流3）设计过程时间输入流输出流变换流事务外部表示内部表示信息T事务中心活动通路事务中心 T 完成下述任务：接受输入数据（事务）分析每个事务以确定它的类型根据事务类型选取一条活动通路精化数据流图区分事务中心和数据接收通路映射成事务结构区分输入和输出分支映射成变换结构用

7、启发式设计规则精化软件结构导出接口描述和全程数据结构复查详细设计事务分析变换分析流类型？变换分析：汽车数字仪表板功能：1）通过A/D 转换实现传感器和微处理器接口，2）在发光二极管面板上显示数据，3）指示每小时英里数（mph)，行驶的里程，每加伦油行驶的英里数(mpg)等等。4）指示加速或减速；5）超速警告：如果车速超过55英里/小时，则发出超速警告铃声。A/D转数计数器流量传感器微处理机里程表车速表油效表油管系统加速/减速指示超速报警读旋转信号收集和求平均转换成转/分（rpm）计算里程确定加速/减速产生加速/减速显示产生里程显示计算mph和超速值计算燃料消耗发出铃声产生mph显示产生 mpg

8、显示读和校核计算gph旋转信号信号/秒 SPSSPSSPSrpmrpm箭头指示上箭头水平线下箭头英里超速值显示铃声mphmphmpggph燃料流燃料流传感器信号Mpg 显示数字仪表板 控 制接受传感器 信 号数据转换控制驱动仪表 板输入控制变换控制输入控制设计步骤：复查基本系统模型复查并精化数据流图确定数据流图具有变换特性还是事务特性确定输入流和输出流的边界，划分变换或事务中心完成“第一级分解”进行“第二级”分解CmCaCtCe设计步骤：复查基本系统模型复查并精化数据流图确定数据流图具有变换特性还是事务特性确定输入流和输出流的边界，划分变换或事务中心完成“第一级分解”CmCaCtCe第一级分解

9、的方法ADBCCmCaCBDA接受传感器 信 号转换成rpm收集SPS读旋转信号计算gph读燃料流数字仪表板 控 制确 定加/减速计算mph计算gpg计算里程驱动仪表板加速/减速显示显示mpg显示mph显示里程发出铃声发光二极管显示数字仪表板 控 制接受传感器 信 号转换成rpm读旋转信号计算gph读燃料流数字仪表板 控 制确 定加/减速计算mph计算gpg计算里程驱动仪表板加速/减速显示显示mpg显示mph显示里程发出铃声发光二极管显示数字仪表板软件系统经过调整后的结构图注意：红色模块的位置有所调整 事务分析432总 控接收通路C通路B通路A通路调 度A_CTL1 4 2+1 3 2 1 B_CTLC_CTL 设计优化先使系统工作起来，然后使它快起来。数据流图软件结构