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软件工程第8章面向过程的结构化设计第一页，共五十七页。 软件设计是后续开发步骤及软件维护工作的基础。如果没有设计，只能建立一个不稳定的系统结构。第二页，共五十七页。 1 抽象 软件系统进行模块设计时，可有不同的抽象层次。 在最高的抽象层次上，使用问题所处环境的语言概括的描述问题的解法； 在较低的抽象层次上，将提供更详细的解决方案。8.1 软件设计的基本概念和原理第三页，共五十七页。 （1）过程抽象 过程抽象是指具有明确和有限功能的指令序列。过程抽象的命名暗示了这些功能，但隐藏了具体的细节。 在软件工程中，从系统定义到实现，每进展一步都可以看做是对软件解决方法的抽象化过程的一次细化。第四页，共五十七页。 （2）数据抽象 数据抽象是描述数据对象的冠名数据集合。 在不同层次上描述数据对象的细节，定义与该数据对象相关的操作。第五页，共五十七页。 2 体系结构 体系结构是程序构件（模块）的结构或组织、这些构件交互的形式以及这些构件所用数据的结构。 结构图：反映程序中模块之间的层次调用关系和联系：它以特定的符号表示模块、模块间的调用关系和模块间信息的传递。第六页，共五十七页。 ① 模块：模块用矩形框表示，并用模块的名字标记它。② 模块的调用关系和接口：模块之间用单向箭头联结，箭头从调用模块指向被调用模块。第七页，共五十七页。 ③ 模块间的信息传递：当一个模块调用另一个模块时，调用模块把数据或控制信息传送给被调用模块，以使被调用模块能够运行。而被调用模块在执行过程中又把它产生的数据或控制信息回送给调用模块第八页，共五十七页。 系统结构图第九页，共五十七页。 3 模块化 软件被划分为独立命名的构件，称之为模块。这些模块可以被组装起来以满足整个问题的需求。经验1：工作量E(P1+P2)>E(P1)+E(P2)经验2：成本成本 / 模块最小成本区接口成本软件总成本模块数目第十页，共五十七页。 4 信息隐蔽 信息隐蔽是指，每个模块的实现细节对于其它模块来说是隐蔽的。也就是说，模块中所包含的信息（包括数据和过程）不允许其它不需要这些信息的模块使用。第十一页，共五十七页。 5 模块独立性 模块独立性, 是指软件系统中每个模块只涉及软件要求的具体的子功能, 而和软件系统中其它的模块的接口是简单的。 例如, 若一个模块只具有单一的功能且与其它模块没有太多的联系, 则称此模块具有模块独立性。 一般采用两个准则度量模块独立性。即模块间耦合和模块内聚。第十二页，共五十七页。 耦合是模块之间的互相连接的紧密程度的度量。内聚是模块功能强度(一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度)的度量。模块独立性比较强的模块应是高内聚、低耦合的模块。第十三页，共五十七页。 6 求精 求精是一个细化的过程。精化使设计者在原始陈述上细化，并持续提供更多的细节。 抽象和精化是互补的，抽象使得设计人员能够说明过程和数据而忽略低层细节；精化有助于设计人员在设计过程中揭示低层的细节。 第十四页，共五十七页。 8.2 软件总体设计的任务和目标在总体设计阶段中应从系统开发的角度出发，将系统逐次分割成层次结构，系统被表达为一个结构清晰层次分明的模块组合，每个模块完成各自相对简单的功能，并且他们之间都保持一定的联系，另外还定义这个系统与外部系统的接口。这一阶段要从需求分析转化到设计模型 第十五页，共五十七页。 8.2 软件总体设计的任务和目标从分析模型转化到设计模型的元素对应关系 分析模型元素转化成设计模型的元素状态转换图、控制规格说明、处理规格说明过程设计数据流图接口设计数据流图体系结构设计实体联系图、数据对象描述、数据字典数据设计第十六页，共五十七页。 8.3 软件体系结构设计根据数据变换的性质，我们可以把数据流图分为变换型和事务型两类，所以，结构化设计也被分为变换设计、事务设计以及两者相结合的综合设计。第十七页，共五十七页。 8.3.1 基本概念面向数据流的设计方法，把信息流映射成软件体系结构，不同的信息流选用不同的映射方法，总体来说，有以下两种类型的数据流：变换流 事务流 第十八页，共五十七页。 8.3.1 基本概念变换流变换流体现的是数据从输入到加工，再到输出的一般步骤，数据首先需要输入过程，由外部形式变换成内部形式，这种内部形式适合进行加工处理；然后经过变换中心，将输入的数据加工成一种新的数据形态；接着再通过输出通道变换成外部形式。当数据流图具备这些特性时，这种信息流我们就称为变换流。 第十九页，共五十七页。 8.3.1 基本概念变换流第二十页，共五十七页。 8.3.1 基本概念事务流 当输入的信息流可以引发多个不同的事务活动流程，并且数据流图中有一个事务调度中心