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  第33题      
  知识点:   结构化方法   结构化设计
  章/节:   软件工程基础知识       

 
结构化设计(Structured Design,SD)是一种面向数据流的系统设计方法,它以(32) 等文档为基础,是一个(33)、逐步求精和模块化的过程。SD方法的基本思想是将软件设计成由相对独立有单一功能的模块,其中(34)阶段的主要任务是确定软件系统的结构, 对软件系统进行校块划分,确定每个模块的功能、接口和模块之间的调用关系。
 
 
  A.  自底向上
 
  B.  自顶向下
 
  C.  原型化
 
  D.  层次化
 
 
 

 
  第31题    2018年上半年  
   66%
系统模块结构设计中,一个模块应具备的要素包括输入和输出、处理功能、(31)和(32)。
  第29题    2019年上半年  
   66%
耦合表示模块之间联系的程度。模块的耦合类型通常可分为7种。其中,一组模块通过参数表传递记录信息属于(29)。一个模块可直接访..
  第31题    2019年上半年  
   60%
耦合表示模块之间联系的程度。模块的耦合类型通常可分为7种。其中,一组模块通过参数表传递记录信息属于(29)。一个模块可直接访..
 
  第38题    2020年下半年  
   67%
在软件逆向工程的相关概念中,(38)是指在同一抽象级别上转换系统描述形式。(39)是指在逆向工程所获得信息的基础上,修改或重构已..
  第32题    2018年上半年  
   45%
系统模块结构设计中,一个模块应具备的要素包括输入和输出、处理功能、(31)和(32)。
  第30题    2015年上半年  
   48%
在系统开发中,原型可以划分为不同的种类。从原型是否实现功能来分,可以分为水平原型和垂直原型;从原型最终结果来分,可以分为..
   知识点讲解    
   · 结构化方法    · 结构化设计
 
       结构化方法
        结构化方法属于自顶向下的开发方法,其基本思想是“自顶向下,逐步求精”,强调开发方法的结构合理性及所开发软件的结构合理性。结构是指系统内各个组成要素之间的相互联系、相互作用的框架。结构化开发方法提出了一组提高软件结构合理性的准则,如分解与抽象、模块独立性、信息隐蔽等。针对软件生存周期各个不同的阶段,它包括了结构化分析(Structured Analysis, SA)、结构化设计(Structured Design, SD)和结构化程序设计(Structured Programing, SP)等方法。本章后续介绍的分析、设计、测试等内容,都是以结构化方法为基础的。
               结构化方法的基本原则
               为保证系统开发的顺利进行,结构化方法强调遵循以下几个基本原则:
               (1)面向用户的观点。在开发过程中,开发人员应该始终与用户保持联系,从调查研究入手,充分理解用户的信息需求和业务活动,不断地让用户了解工作的进展情况,校准工作方向。
               (2)严格区分工作阶段,每个阶段有明确的任务和应得的成果。
               (3)按照系统的观点,自顶向下地完成系统的开发工作。
               (4)充分考虑变化的情况。在系统设计中,把系统的可变更性放在首位。
               (5)工作成果文献化、文档化。
               结构化分析
               SA方法使用抽象模型的概念,按照软件内部数据传递、变换的关系,自顶向下、逐层分解,直至找到满足功能要求的所有可实现的软件为止。SA方法给出一组帮助系统分析人员产生功能规约的原理与技术。它一般利用图形表达用户需求,使用的手段主要有数据流图、数据字典、结构化语言、判定表及判定树等。
               SA方法的步骤如下:
               (1)分析当前的情况,做出反映当前物理模型的数据流图(Data Flow Diagram, DFD)。
               (2)推导出等价的逻辑模型的DFD。
               (3)设计新的逻辑系统,生成数据字典和基元描述。
               (4)建立人机接口,提出可供选择的目标系统物理模型的DFD。
               (5)确定各种方案的成本和风险等级,据此对各种方案进行分析。
               (6)选择一种方案。
               (7)建立完整的需求规约。
               结构化设计
               SD方法给出一组帮助设计人员在模块层次上区分设计质量的原理与技术。它通常与SA方法衔接起来使用,以数据流图为基础得到软件的模块结构。SD方法尤其适用于变换型结构和事务型结构的目标系统。在设计过程中,它从整个程序的结构出发,利用模块结构图表述程序模块之间的关系。
               SD方法的步骤如下:
               (1)评审和细化数据流图。
               (2)确定数据流图的类型。
               (3)把数据流图映射到软件模块结构上,设计出模块结构的上层。
               (4)基于数据流图逐步分解高层模块,设计中下层模块。
               (5)对模块结构进行优化,得到更为合理的软件结构。
               (6)描述模块接口。
               SD方法的设计原则是:
               (1)使每个模块执行一个功能(坚持功能性内聚)。
               (2)每个模块使用过程语句(或函数方式等)调用其他模块。
               (3)模块间传送的参数作为数据使用。
               (4)模块间共用的信息(如参数等)尽量少。
               结构化方法的缺点
               结构化方法是目前最成熟、应用较广泛的一种工程化方法。当然,这种方法也有不足和局限性:
               (1)开发周期长。一方面使用户在较长的时间内不能得到一个可实际运行的物理系统,另一方面难以适应环境变化。
               (2)早期的结构化方法注重系统功能,兼顾数据结构的方面不多。
               (3)结构化程度较低的系统,在开发初期难于锁定功能要求。
               这些问题在应用中有的已经解决,同时也产生了其他一些方法,例如原型法、面向对象方法等。
 
       结构化设计
        结构化设计包括体系结构设计、接口设计、数据设计和过程设计等任务。它是一种面向数据流的设计方法,是以结构化分析阶段所产生的成果为基础,进一步自顶而下、逐步求精和模块化的过程。
        在结构化方法中,模块化是一个很重要的概念,它是指将一个待开发的软件分解成为若干个小的简单部分——模块。每个模块可以独立地开发、测试。这是一种复杂问题的“分而治之”原则,其目的是使程序的结构清晰、易于测试与修改。
        具体来说,模块是指执行某一特定任务的数据结构和程序代码。通常将模块的接口和功能定义为其外部特性,将模块的局部数据和实现该模块的程序代码称为内部特性。在模块设计时,最重要的原则就是实现信息隐蔽和模块独立。模块通常具有连续性,也就意味着作用于系统的小变动将导致行为上的小变化,同时规模说明的小变动也将影响到小部分模块。
               抽象化
               对软件进行模块设计的时候,可以有不同的抽象层次。在最高的抽象层次上,可以使用问题所处环境的语言描述问题的解法。而在较低的抽象层次上,则宜采用过程化的方法。抽象化包括对过程的抽象、对数据的抽象和对控制的抽象。
               (1)过程抽象。在软件工程过程中,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案的抽象化过程的一次细化。在从概要设计到详细设计的过程中,抽象化的层次逐渐降低,当产生源程序时到达最低的抽象层次。
               (2)数据抽象。数据抽象与过程抽象一样,允许设计人员在不同层次上描述数据对象的细节。
               (3)控制抽象。控制抽象可以包含一个程序控制机制而无须规定其内部细节。
               自顶向下,逐步求精
               将软件的体系结构按自顶向下的方式,对各个层次的过程细节和数据细节逐层细化,直到用程序设计语言的语句能够实现为止,从而最后确立整个体系的结构。最初的说明只是概念性地描述了系统的功能或信息,但并未提供有关功能的内部实现机制或有关信息的内部结构的任何信息。设计人员对初始说明仔细推敲,进行功能细化或信息细化,给出实现的细节,划分出若干成分。然后再对这些成分,施行同样的细化工作。随着细化工作的逐步展开,设计人员就能得到越来越多的细节。
               信息隐蔽
               信息隐蔽是开发整体程序结构时使用的法则,即将每个程序的成分隐蔽或封装在一个单一的设计模块中,并且尽可能少地暴露其内部的处理过程。通常会将困难的决策、可能修改的决策、数据结构的内部连接,以及对它们所做的操作细节、内部特征码、与计算机硬件有关的细节等隐蔽起来。
               通过信息隐蔽可以提高软件的可修改性、可测试性和可移植性,它也是现代软件设计的一个关键性原则。
               模块独立
               模块独立是指每个模块完成一个相对独立的特定子功能,并且与其他模块之间的联系最简单。保持模块的高度独立性,也是在设计时的一个很重要的原则。通常用耦合(模块之间联系的紧密程度)和内聚(模块内部各元素之间联系的紧密程度)两个标准来衡量,我们的目标是“高内聚、低耦合”。
               模块的内聚类型通常可以分为7种,根据内聚度从高到低的排序如下表所示。
               
               模块的内聚类型
               模块的耦合类型通常也分为7种,根据耦合度从低到高排序如下表所示。
               
               模块的耦合类型
               除了满足以上两大基本原则之外,通常在模块分解时还需要注意:保持模块的大小适中;尽可能减少调用的深度;直接调用该模块的次数应该尽量多,但调用其他模块的次数则不宜过多;保证模块是单入口、单出口的;模块的作用域应该在模块之内;功能应该是可预测的。
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