面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法.ppt

1、面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法，又稱結(jié)構(gòu)化設(shè)計即SD(Structured Design) 。 結(jié)構(gòu)化設(shè)計的目標：將軟件設(shè)計為多個結(jié)構(gòu)合理、功能單一的模塊，建立系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖。它的主要表示方法是一種分層次的結(jié)構(gòu)圖。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,SD設(shè)計方法的主要思想： 認為一個程序、一組程序或一個系統(tǒng)，是由一組功能模塊來構(gòu)成的。 軟件設(shè)計者首先必須無視程序、模塊或過程的內(nèi)部情況，而只對它們之間的關(guān)系進行分析。將系統(tǒng)看作是邏輯功能的抽象集合功能模塊的集合。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,結(jié)構(gòu)化設(shè)計的優(yōu)點： （1）減少設(shè)計復(fù)雜性。將對大目標的實現(xiàn)轉(zhuǎn)化為一些小目標來實現(xiàn)。結(jié)構(gòu)化設(shè)計是一種減少設(shè)計復(fù)雜

2、性的技術(shù)。 （2）結(jié)構(gòu)獨立。結(jié)構(gòu)化設(shè)計將功能性程序劃分成多個相對獨立的程序模塊。 （3）單一的功能模塊，易于進行軟件修改，易于開發(fā)和維護。 （4）加強了代碼的可重用性。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,描述工具： 結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法提出了一種圖形工具結(jié)構(gòu)圖。 結(jié)構(gòu)圖是精確表達程序結(jié)構(gòu)的圖形表示方法。它作為軟件文檔的一部分，清楚地反映出程序中模塊之間的層次調(diào)用關(guān)系和聯(lián)系。它不僅嚴格地定義了各個模塊的名字、功能和接口，而且還集中反映了設(shè)計思想。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,結(jié)構(gòu)圖的主要內(nèi)容： 1、模塊：方框表示，并用名字標識該模塊。 2、模塊的調(diào)用關(guān)系：用單向箭頭或直線連接模塊間的控制關(guān)系。 3、模塊間的信息傳遞：用

3、帶注釋的短箭頭表示模塊間傳遞的信息。 4、兩個附加符號：弧形線表示循環(huán)調(diào)用，菱形表示選擇調(diào)用。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,模塊間的控制關(guān)系及信息傳遞,模塊間選擇調(diào)用,模塊間循環(huán)調(diào)用,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中有4種類型的模塊： 1、傳入模塊：從下屬模塊取得數(shù)據(jù)，經(jīng)過某些處理，再將其送給上級模塊。它傳送的數(shù)據(jù)叫做邏輯輸入數(shù)據(jù)流。 2、傳出模塊：從上級模塊取得數(shù)據(jù)，進行某些處理后，傳送給下屬模塊。它傳送的數(shù)據(jù)流叫做邏輯輸出數(shù)據(jù)流。 3、變換模塊：從上級模塊取得數(shù)據(jù)，進行特定處理后，送回原上級模塊。它加工的數(shù)據(jù)流叫做變換數(shù)據(jù)流。 4、協(xié)調(diào)模塊：對其下屬模塊進行控制和管理的模塊。在一個好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4、圖中，協(xié)調(diào)模塊應(yīng)在較高層出現(xiàn)。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中主要有4種類型的模塊：,Y,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,數(shù)據(jù)流圖的類型 SD方法是以數(shù)據(jù)流圖為基礎(chǔ)設(shè)計系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)的。不同類型的數(shù)據(jù)流圖設(shè)計的過程以及所導(dǎo)出的初始的軟件結(jié)構(gòu)不同。不管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖如何龐大和復(fù)雜，一般均可分為變換型、事務(wù)型和變換/事務(wù)混合型。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,變換型（IPO型） 變換型的數(shù)據(jù)流圖是一個線性結(jié)構(gòu)，由輸入、變換和輸出三部分組成。信息沿輸入通路進入系統(tǒng)，同時由外部形式變換成內(nèi)部形式。進入系統(tǒng)的信息通過變換中心，經(jīng)加工處理以后再沿輸出通路變換成外部形式離開軟件系統(tǒng)。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,物理輸入,物理

5、輸出,輸入流,變換中心,輸出流,邏輯輸出,邏輯輸入,變換型DFD圖,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法, 事務(wù)型 事務(wù)型的數(shù)據(jù)流圖中，數(shù)據(jù)沿輸入通路到達一個加工處理（如下圖中的C），這個處理將輸入分為許多相互平行的加工路徑，并根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的類型，選擇某一加工路徑。其中C為事務(wù)處理中心，其任務(wù)是得到輸入數(shù)據(jù)(輸入數(shù)據(jù)又稱為事務(wù))、分析每個事務(wù)以確定它的類型、根據(jù)事務(wù)類型選取一條活動通路。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,事務(wù)型DFD圖,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,面向數(shù)據(jù)流設(shè)計方法的過程： 1、精化DFD。去除數(shù)據(jù)流圖中的數(shù)據(jù)存儲等信息，對數(shù)據(jù)流圖進行精化。 2、確定DFD類型，和邏輯輸入、邏輯輸出的界限，映射出變換結(jié)構(gòu)的頂

6、層合第一層；如果為事務(wù)型，確定事務(wù)中心和加工路徑，映射出事務(wù)結(jié)構(gòu)的頂層合第一層。 3、分解上層模塊，設(shè)計中下層模塊結(jié)構(gòu)。 4、根據(jù)優(yōu)化準則對軟件結(jié)構(gòu)求精。 5、描述模塊功能、接口及全局數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 6、復(fù)查，如有錯轉(zhuǎn)向2、修改完善，否則進入詳細設(shè)計。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,變換分析設(shè)計： 1、確定DFD中的變換中心，邏輯輸入、邏輯輸出。 通常幾股數(shù)據(jù)流的匯合處就是系統(tǒng)的加工中心，也可用以下方法確定加工中心：從物理輸入（出）端開始，沿（逆）數(shù)據(jù)流方向向系統(tǒng)中心尋找，直到有這樣的數(shù)據(jù)流，它不能再被看作是系統(tǒng)的輸入（出）時，則它的前一數(shù)據(jù)流就是系統(tǒng)的邏輯輸入（出）。介于邏輯輸入和邏輯輸出間的加工就是加

7、工中心。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,2、設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)的頂層和第一層變換結(jié)構(gòu)。 頂層就是主模塊的位置，其功能是完成對所有模塊的控制，其名稱就是系統(tǒng)名稱； 第一層一般至少有輸入、變換、輸出三種功能模塊。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,3、設(shè)計中、下層模塊。對第一層模塊自頂向下逐層分解。 輸入模塊下屬模塊的設(shè)計：為每個輸入模塊設(shè)計兩個下屬模塊，一個接受數(shù)據(jù)，一個將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成調(diào)用模塊所需的信息。用類似的方法一直分解下去，直至物理輸入端。 輸出模塊下屬模塊的設(shè)計：為每個輸出模塊設(shè)計兩個下屬模塊，一個將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成下屬模塊所需的信息，一個發(fā)送數(shù)據(jù)。用類似的方法一直分解下去，直至物理輸出端。 變換模塊下屬模塊的設(shè)計：根據(jù)

8、變換中心的組成情況，按照模塊獨立性原則，為每個基本加工建立一個功能模塊。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,4、設(shè)計優(yōu)化：根據(jù)優(yōu)化準則對初始結(jié)構(gòu)進行細化和改進。 根據(jù)設(shè)計準則，對模塊進行合并和調(diào)整，為每個物理輸入和物理輸出設(shè)計專門模塊，以體現(xiàn)系統(tǒng)的外部接口。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,變換型分析設(shè)計,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,變換型分析設(shè)計,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,事務(wù)分析設(shè)計： 1、確定DFD中的事物中心和加工路徑。 通常當DFD中的某個加工具有明顯的將一個輸入數(shù)據(jù)流分解成多個發(fā)散的輸出數(shù)據(jù)流時，該加工就是系統(tǒng)的事務(wù)中心，從事務(wù)中心輻射出去的數(shù)據(jù)流就是各個加工路徑。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,2、設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)的頂層和

9、第一層事務(wù)結(jié)構(gòu)。 頂層就是主模塊的位置，有兩個功能，一是接收數(shù)據(jù)，二是根據(jù)事務(wù)類型調(diào)度相應(yīng)的處理模塊。因此事務(wù)型軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)包括兩個部分，接收分支和發(fā)送分支。 接收分支：負責(zé)接收數(shù)據(jù)，其設(shè)計方法與變換型DFD的輸入部分相同。 發(fā)送分支：通常包含一個調(diào)度模塊，控制管理所有的下層事務(wù)處理模塊。 3、設(shè)計中、下層模塊并優(yōu)化。 具體過程同變換結(jié)構(gòu)設(shè)計。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,A,B,加工路徑,輸入流,事務(wù)處理中心,事務(wù)分析設(shè)計,C,D,f1,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,事務(wù)分析設(shè)計,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,舉 例,事務(wù)分析 舉例,結(jié)構(gòu)圖的形態(tài)特征： 深度表示控制的層數(shù)。 寬度表示控制的總分布。 扇出是對由某一模

10、塊直接控制的模塊數(shù)目的度量。 扇入指出有多少個模塊直接控制一個給定的模塊。 如果一模塊控制另一個模塊便稱前者“統(tǒng)帥”后者； 反之，稱后者“從屬”于前者。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,畫結(jié)構(gòu)圖應(yīng)注意的事項： 1、同一名字的模塊在結(jié)構(gòu)圖中僅出現(xiàn)一次。 2、調(diào)用關(guān)系只能從上到下。 3、結(jié)構(gòu)圖不嚴格表示模塊的調(diào)用次序，習(xí)慣上從左到右。有時為了減少連線的交叉，適當?shù)卣{(diào)整同一層模塊的左右位置，以保持結(jié)構(gòu)圖的清晰。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,例1：高考錄取統(tǒng)分子系統(tǒng)有如下功能： 1）計算標準分：根據(jù)考生原始分計算，得到標準分，存入考生分數(shù)文件； 2）計算錄取線：根據(jù)標準分、招生計劃文件中的招生人數(shù)，計算錄取線存入錄取

11、線文件。 要求：對以上問題畫出數(shù)據(jù)流圖。 畫出該子系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)圖,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,例2：某培訓(xùn)中心要研制一個計算機管理系統(tǒng)。它的業(yè)務(wù)是：將學(xué)員發(fā)來的信件收集分類后，按幾種不同情況處理： 1）如果是報名的，則將報名數(shù)據(jù)負責(zé)給報名事務(wù)的職員，他們將查閱課程文件，檢查該課程是否額滿，然后在學(xué)生文件、課程文件上登記，并開出報名單交財務(wù)部門，財務(wù)人員開出發(fā)票給學(xué)生。 2）如果是想注銷原來已選修的課程，則由注銷人員在課程文件、學(xué)生文件和帳目文件上做相應(yīng)的修改，并給學(xué)生注銷單。 3）如果是付款的，則由財務(wù)人員在帳目文件上登記，也給學(xué)生一張收費收據(jù)。 要求：對以上問題畫出數(shù)據(jù)流圖。 畫出該培訓(xùn)管理系統(tǒng)

12、的軟件結(jié)構(gòu)圖的主圖。,面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法,在實際的軟件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)流圖往往是變換型和事務(wù)型的混合體。 綜合設(shè)計方法： 一般以“變換分析”為主，“事務(wù)分析”為輔進行設(shè)計。即先找出子加工，設(shè)計出結(jié)構(gòu)圖的上層，然后根據(jù)數(shù)據(jù)流圖的各個部分的結(jié)構(gòu)特點適當?shù)剡\用“變換分析” 或“事務(wù)分析”進行處理，可得到初始的結(jié)構(gòu)圖。,綜合設(shè)計,1、概要設(shè)計說明書（參考標準文檔） 2、詳細設(shè)計說明書（參考標準文檔）,軟件設(shè)計文檔,其他設(shè)計方法,面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法是根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計程序處理過程的方法。 目前比較成熟的有 MAJackson提出的Jackson系統(tǒng)開發(fā)方法（JSD，Jackson System Deve

13、lopment）和JDwarnier提出的程序邏輯構(gòu)造方法LCP( Logical Construction of Programs )。,Jackson方法 Jackson方法思想 面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計是根據(jù)某些過程，從一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中導(dǎo)出程序結(jié)構(gòu)，著重于問題域數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到問題解的程序結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換，而不強調(diào)模塊定義。 首先要充分了解所涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而且用工具清晰地描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu); 然后按一定的步驟根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)出解決問題的程序結(jié)構(gòu)，完成設(shè)計。,其他設(shè)計方法,(2) Jackson圖 Jackson圖表示的三種基本結(jié)構(gòu)，由方框、連線和一些附加標記組成。標記“o”代表選擇，標記“*”代表重復(fù)。連線可以理解為“包含”或“由組成”。,順序,選擇,重復(fù),其他設(shè)計方法,Jackson方法