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5.2 结构化设计方法(SD方法)

SD方法的中心任务

把用DFD图表示的系统分析模型方便地转换 为软件结构的设计模型。

软件结构的描述工具

H图（层次图） SC图（软件结构图）

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层次图
通常使用层次图描绘软件的层次结构。在层 次图中一个矩形框代表一个模块，框间的连线表 示调用关系。
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HIPO图
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w,u
w,u ME
3、完成“第二级分解/分支分解”，分解SC图的各 个分支。对初始SC图的框架继续进行由顶向下的分 解，直至画出每个分支所需要的全部模块。 传入路径的处理:由变换中心外移，把传入路径中 每个处理映射成软件结构中输入处理的低一层模块 传出路径的处理:由变换中心外移，通路中各处理 直接映射成输出处理的低一层模块
e g f
F
h
J
k
b1
B
b2 b3
K
j
l
41
面 向 数 据 流 方 法 的 设 计 过 程
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5.2.5 结构化设计的优化规则
软件工程师们在开发计算机软件的长期实践 中积累了丰富的经验，总结这些经验得出了一些 启发规则。这些启发规则在许多场合能给软件工 程师有益的启示，往往能帮助他们找到改进软件 设计提高软件质量的途径，因此有助于实现有效 的模块化。 下面介绍几条常用的启发规则。
(3)高扇入结构的画法：调用线太多，交叉，乱。考虑用 编号代替功能方框，直接画在调用模块下。
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四、模块的作用域应该在控制域之内 1、两个范围的含义 控制范围：包括模块本身及其下属模块，不论这些模块 系由该模块直接调用，还是间接调用。 作用范围：是一个与条件判定相联系的概念，指模块内 的某条件判定涉及的直接调用和间接调用模块。 一般情况，一个判定作用范围内的模块可能会有3 种情况： 整个模块是否执行，依赖于判定的结果； 上述模块的下属模块； 模块内有部分功能的执行依赖于这一判定。
第五章 传统的设计方法

本章介绍了传统的设计模型，以及从分析模
型导出设计模型的一般方法。重点讲述了面
向数据流设计的结构化设计方法（包括结构
设计和过程设计）和面向数据结构设计的
Jackson设计方法。

重点掌握： 结构化设计模型，结构化设计 方法。
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结构化设计模型
结构化设计方法


过程设计
Jackson方法
事务控制
事务控制 事务
接收
发送
分析发送
…
…
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3、分解和细化接受和发送 分支，完成初始的SC图 接受分支一般具有变换特性， 可对其进行变换分析； 动作分支典型的可映射为4 层：P-处理层、T-事务层、 A-操作层、D-细节层。A、D 常可被P、T共享。
P
T1 A1 T2 A2 D2 A3 Ti Aj Dk
A
X,Y Z Z
A C B C
选择调用
A D B
循环调用
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B
C
简单调用
在结构图中通常还用带注释的箭头表示模块调用过程 中来回传递的信息。如果希望进一步标明传递的信息 是数据还是控制信息，则可以利用注释箭头尾部的形 状来区分：尾部是空心圆表示传递的是数据，实心圆 表示传递的是控制信息
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注意： 层次图和结构图并不严格表示模块的调用次序。 层次图和结构图并不指明什么时候调用下层模 块。 通常用层次图作为描绘软件结构的文档。结 构图作为文档并不合适。但是，利用IPO图和数 据字典中的信息得到模块调用时传递的信息，从 而由层次图导出结构图的过程，却可以作为检察 设计正确性和评价模块独立性的好方法。
26
27
2、完成“第一级分解”，建立初始SC图的框架。 包括顶层控制模块和第一层模块。 两种画法： a.顶层控制模块+传入、传出和中心变换3个一层 模块 b.顶层控制模块+按照传入、传出实际数据流数 和中心变换模块数确定数量的模块
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Mc
c,e MA c,e MT Mc c MA1 MA2 e e Q p c,p r r P w,u R w u ME1 ME2
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一、改进软件结构提高模块独立性 通过模块分解或合并，力求降低耦合提高内聚。 二、模块规模应该适中 一页纸内(≤60行)。 过大，可考虑继续分解模块功能；过小，可考虑合 并到上层模块。
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三、深度、宽度、扇出和扇入都应适当 1、概念 深度：软件结构中控制的层数，往往粗略的标志一个系 统的大小和复杂程度。越大，意味着模块功能可能过分 简单，软件的程序控制复杂。 宽度：软件结构内同一个层次上的模块总数的最大值。 宽度越大系统越复杂。(主要受扇出影响) 扇出：模块直接调用的下级模块数目，也称模块的控制 宽度。 扇入：直接调用它的上级模块数。
GetC b b c GetB a a ReadA BtoC b AtoB
WriteW
u
PutU
v UtoV v WriteV
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5.2.4 事务映射
虽然在任何情况下都可以使用变换分析方法 设计软件结构，但是在数据流具有明显的事务特 点时，也就是有一个明显的“发射中心”(事务 中心)时，还是以采用事务分析方法为宜。 事务：引发、触发或启动某一动作或一串动 作的任何数据、控制、信号、事件或状态变化
D1
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在大型系统的DFD中，变换型和事务型两类 结构往往同时存在。对于一个大系统，常常把变 换分析和事务分析应用到同一个数据流图的不同 部分，由此得到的子结构形成“构件”，可以利 用它们构造完整的软件结构。
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混合结构一例
总体为变换型结构 传入路径为事务型结构
C1
c1
D
G
c2
C2
d c3
C3 E
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为了显式的表示在传入/传出路径上的数据变换， 在分支分解中可考虑增加变换模块，功能为 Read/Get 和 Write/Put。 传 入 路 c 径 处 C 理 b
B c,e MA e E d D c GetC b b c GetB a a ReadA BtoC b c,e MA e GetE d d e ReadD DtoE
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事务分析步骤： 1、在DFD图上确定事务中心、接受部分(包 括接受路径)和发送部分(包含全部动作路径) 事务中心通常位于DFD图中多条动作路径的起点； 向事务中心提供信息的路径，是系统的接受路径； 动作路径通常不止一条，切每条均具有自己的结 构特性(变换或事务型)。
36
37
2、画出SC图框架，把DFD图的三个部分分别映射 为事务控制模块、接受模块和动作发送模块
HIPO图是美国IBM公司发明的“层次图+输入/处 理/输出图”的英文缩写。为了使HIPO图具有可追踪 性，在H图(即层次图)里除了顶层的方框之外，每个 方框都加编号。
12
基本的IPO图
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表格式的IPO图（IPO表）
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5.2.1 SC图 (Structure Chart)
用于表达软件的组成模块及其调用关系。
取得工 资数据
计时工人 实发工资
计薪工人 实发工资
编外人员 实发工资
计时制 工资额
税收 扣款
常规 扣款
薪金制 工资额
编外人 员工资
编外人 员税款
编外人 员扣款
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3、高扇入结构 (1)一个模块的扇入越高，则共享这一模块的上级模块数 目越多，消除重复代码的效果就越明显。 (2)底层高扇入结构：可共享的底层功能多，形成“瓮形” 或“清真寺”结构。
入信息。

分析模型的每个元素都提供了创建设计模型时
所需要的信息。
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图5.1 将分析模型转换为软件的设计模型
8
数据设计把分析阶段创建的信息域模型转变成实现 软件所需要的数据结构。 体系结构设计确定了程序的主要结构元素(即程序构 件)之间的关系。 接口设计的结果描述了软件内部、软件与协作系统 之间以及软件与使用者之间的通信方式。 过程设计把程序体系结构中的结构元素，变换成对 软件构件的过程性描述。 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 件维护的难易程度。
鉴别DFD图的结构特征:事务？变换？
按照规则，把DFD图为初始的SC图
改进初始的SC图，获得最终SC图。
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两种映射方法

变换映射 事务映射
变换映射
变换型DFD图 事务型DFD图
初始SC图 初始SC图
事务映射
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5.2.3 变换映射
适用于将变换型结构的DFD图转换为初始软 件结构图。步骤如下： 1、区分传入、传出和变换中心三个部分，在DFD 图上标明它们的分界线 (1)变换中心的任务：通过计算或处理，把系统 的逻辑输入变换(或加工)为系统的逻辑输出。 (2)逻辑输入(传入数据项)：离物理输入端(输入 始端)最远，但仍可以被看作系统输入的那些数 据流。
4
5.1.1 面向数据流设计和面向数据设计

面向数据流设计

将信息流映射成软件结构
数据流是考虑一切问题的出发点 最终目的

给出设计软件结构的一个系统化的途径 变换流 事务流

数据流的类型决定映射方法


该方法适用于概要设计阶段
常称为结构化设计（SD）方法
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面向数据设计

该方法不明显的使用软件结构的概念，模块是设 计过程的副产品。对于模块独立性也没有给予应 有的重视。


SC图的组成符号 矩形框来表示模块 带箭头的连线表示模块间的调用关系 在调用线的两旁标出传入和传出模块的数据流 SC图中的模块符号 传入 传出 P88实物投影解释 变换 源 漏 控制