结构化软件设计
软件设计师结构化方法、原型化方法
软件设计师结构化方法、原型化方法1. 结构化方法是一种系统性的方法论，用于分析、设计和开发软件系统。
2. 结构化方法强调将软件系统分解为小的、可管理的模块，以便于理解和维护。
3. 结构化方法将软件系统的功能和数据定义分离，使得系统更具灵活性和可扩展性。
4. 结构化方法提供了一种规范化的设计和开发过程，使得团队成员可以更加协作和高效地工作。
5. 结构化方法通常包括需求分析、系统设计、模块设计和编码等阶段。
6. 需求分析阶段是结构化方法的起点，用于确定软件系统的功能和性能需求。
7. 系统设计阶段将需求分析结果转化为系统结构和模块之间的关系，通常使用流程图、数据流图和状态转换图等工具进行描述。
8. 模块设计阶段将系统设计结果继续细化，确定模块内部的数据结构、算法和接口规范。
9. 编码阶段是将模块设计结果转化为真正的代码实现，通常使用结构化编程语言和软件开发工具进行。
10. 结构化方法还包括整体测试和维护阶段，用于验证系统的正确性和完整性，并修复已发现的错误。
11. 结构化方法的优势是提供了一种基于模块化的开发框架，使得软件系统更易于理解、修改和扩展。
12. 结构化方法强调抽象和信息隐藏的原则，可以减少复杂系统的复杂性，提高代码的可读性和可维护性。
13. 结构化方法可以提高软件开发的生产效率和质量，降低项目风险和成本。
14. 结构化方法适用于中小型软件开发项目，特别是那些要求较高灵活性和可扩展性的项目。
15. 结构化方法常用的工具包括数据流图工具、流程图工具、结构化编程语言和软件开发环境等。
关于软件设计师原型化方法：16. 原型化方法是一种迭代的、快速开发的方法论，用于验证和优化软件系统的设计和界面。
17. 原型化方法强调通过创建原型来探索用户需求和验证设计思路，以提高系统的用户体验和性能。
18. 原型化方法可以减少需求分歧和风险，加快软件开发的速度和质量。
19. 原型化方法通常包括需求收集、原型设计、验证和修订等阶段。
结构化程序设计方法的基本思想和基本规则
结构化程序设计方法的基本思想和基本规则
结构化程序设计方法是一种以结构性和模块化为主要特征的通用的软件设计方法。
它
的核心思维是：将程序的问题逐层划分，依葫芦画瓢，以不断细化子问题的方式解决综合
性问题，从而形成一种可处理各种情况的通用设计算法。
它倾向于把复杂的问题划分为多
个简单的问题，简化程序复杂性，采用控制结构将清晰的程序结构转换成特定问题的程序，以及通过模块划分负责不同功能的程序，从而分解原来可能复杂的程序结构。
结构化程序设计方法的基本思想是：以分解和组合的理念，利用控制结构、分支、循环、函数、数据结构等技术把复杂的程序建模和实现，让程序写成有可读性、易维护性和
良好结构的模块化形式，从而降低程序设计和实现过程的复杂度，保证程序的可移植性和
可扩展性。
结构化程序设计方法也有一套严格的基本规则：首先，制定完整的思维框架，划分精
细任务，定义有序流程，在每一步得出明确的结果；其次，建立可重复的模块，使用封装
的数据结构和函数，增加模块的可复用性；再次，以宗旨解决单一问题，用控制结构管理
复杂的分支和循环；最后，建立统一的结构，确保所有子模块执行顺序准确，避免重复引
用和错误控制流程。
结构化程序设计方法可以大大改善重复任务、繁琐程序和复杂项目的开发过程，使程
序代码更加晰明简单、运行效率更高。
掌握这种程序设计方法，有助于开发出功能更强大、执行更精准的程序。
结构化软件设计的实施步骤
结构化软件设计的实施步骤1. 确定软件需求在进行结构化软件设计之前，首先需要明确软件的需求。
这包括理解用户的需求和问题，确定软件的功能和特性，以及评估软件的性能要求。
以下是确定软件需求的几个关键步骤：•与用户进行需求讨论和沟通，了解用户的实际需求。
•分析用户需求，识别和记录关键功能和特性。
•确定软件的预期目标和目标用户。
•评估软件的性能需求，例如响应时间、吞吐量和稳定性要求。
2. 分析软件系统在进行结构化软件设计之前，必须对软件系统进行详细的分析。
这包括对软件系统的组成部分、功能模块和数据结构进行分析。
以下是分析软件系统的步骤：•确定软件系统的模块和子系统。
•分析每个模块的功能和职责，并记录这些信息。
•确定模块之间的接口和依赖关系。
•分析数据结构和算法，以便优化软件的性能。
3. 设计软件架构基于对软件需求和系统分析的理解，进行软件架构的设计。
软件架构是软件系统的骨架，它定义了软件的组织结构、模块之间的关系以及模块的功能。
以下是设计软件架构的步骤：•根据需求确定适当的软件架构风格，如客户端-服务器、分层、微服务等。
•设计模块之间的接口和依赖关系。
•确定模块的功能和职责，并将其组织成适当的层次结构。
•确定数据流和控制流，以及模块之间的通信机制。
4. 进行详细设计基于软件架构，进行详细设计以定义软件系统的具体实现。
以下是进行详细设计的步骤：•为每个模块定义详细的接口和实现细节。
•设计和实现数据结构和算法。
•确定测试策略和方法，以确保软件的正确性和稳定性。
•内容的表述应该准确、简洁，在句子的书写中尽量使用并列句和简单句。
5. 编码和测试在完成详细设计后，进行编码并进行相应的测试。
以下是在实施步骤中进行的主要任务：•根据详细设计的规范进行编码。
•利用适当的测试方法进行单元测试、集成测试和系统测试。
•随着代码的编写，进行持续集成和自动化测试，以提高软件质量。
•整理并记录测试结果，并确保代码没有错误和缺陷。
6. 部署和维护在经过严格的测试后，将软件部署到目标环境中，并维护软件的正常运行。
结构化程序设计与面向对象程序设计的简述
结构化程序设计与面向对象程序设计的简述结构化程序设计与面向对象程序设计的简述1. 简介结构化程序设计和面向对象程序设计是两种常用的软件开发方法学。
通过合理的软件结构化和程序设计，可以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
本文将对结构化程序设计和面向对象程序设计进行简单概述。
2. 结构化程序设计结构化程序设计是一种基于顺序、选择和循环的编程范式。
它的目标是通过合理的程序分解、模块化和控制流程设计，使程序更易于理解和维护。
结构化程序设计强调以下几个原则：2.1 分解结构化程序设计将复杂的问题分解为多个简单的子问题，通过将问题分解为模块化的部分，在模块内部解决小问题，并将这些模块组合起来解决整个问题。
2.2 模块化模块化是结构化程序设计的核心思想之一。
模块化将程序划分为独立的、可复用的模块，每个模块都有特定的功能，可以独立进行设计、编码和，提高代码的可读性、可维护性和可重用性。
2.3 控制流程设计结构化程序设计通过使用顺序、选择和循环结构，对程序的控制流程进行设计。
合理的控制流程设计可以使程序具有良好的结构，易于理解和维护。
3. 面向对象程序设计面向对象程序设计是一种以对象为基础的编程范式。
它从现实世界的对象角度出发，将对象抽象为类，通过类的封装、继承和多态性，实现软件的模块化、可复用和灵活性。
面向对象程序设计的主要特点包括：3.1 封装封装将数据和操作封装在类的内部，对外部提供公共接口。
封装可以隐藏内部实现细节，提供更好的安全性和可维护性。
3.2 继承继承可以创建新的类，并从现有的类继承属性和方法。
通过继承，可以实现类的层次结构，提高代码的复用性和可扩展性。
3.3 多态性多态性允许不同类的对象使用相同的接口，实现相同的方法。
通过多态性，可以在不修改原有代码的情况下，增加新的功能。
4. 结构化程序设计与面向对象程序设计的比较结构化程序设计和面向对象程序设计都是常用的软件开发方法学，但在某些方面有所不同。
软件工程结构化软件设计PPT
软件工程结构化软件设计PPT 在当今数字化的时代，软件已经成为了驱动社会发展和创新的重要力量。
而软件工程中的结构化软件设计则是确保软件质量、可维护性和可扩展性的关键环节。
本 PPT 将深入探讨软件工程结构化软件设计的相关概念、原则、方法和技术。
一、结构化软件设计的概念结构化软件设计是一种基于模块化、自顶向下、逐步细化的设计方法。
它将软件系统分解为多个相互独立、功能明确的模块，通过清晰的接口进行通信和协作。
这种设计方法有助于提高软件的可读性、可理解性和可维护性，降低开发成本和风险。
二、结构化软件设计的原则1、模块化原则将软件系统划分为若干个模块，每个模块具有独立的功能和明确的接口。
模块之间的耦合度要低，内聚度要高，以提高模块的独立性和可复用性。
2、自顶向下原则从软件系统的顶层开始，逐步向下分解和细化，直到最底层的模块。
这种方法有助于把握软件系统的整体结构和功能，避免出现混乱和遗漏。
3、信息隐藏原则模块内部的实现细节对其他模块隐藏，只通过公开的接口进行交互。
这样可以减少模块之间的相互影响，提高软件的稳定性和可修改性。
4、高内聚低耦合原则模块内部的元素之间具有紧密的联系，形成一个高度内聚的整体；模块之间的联系要尽量松散，降低耦合度。
这样可以使软件系统更容易理解和维护。
三、结构化软件设计的方法1、数据流图（DFD）用于描述软件系统中数据的流动和处理过程。
通过绘制 DFD，可以清晰地了解系统的功能需求和数据流程，为后续的设计提供依据。
2、结构图展示软件系统的模块结构和模块之间的层次关系。
结构图可以帮助开发人员直观地了解系统的整体架构，便于进行模块的划分和设计。
3、程序流程图用于描述程序的控制流程和逻辑结构。
通过绘制程序流程图，可以清晰地了解程序的执行过程，便于进行代码的编写和调试。
四、结构化软件设计的技术1、模块划分技术根据功能需求和设计原则，将软件系统划分为合理的模块。
在划分模块时，要考虑模块的大小、功能的独立性和复用性等因素。
软件工程结构化分析与设计
软件工程结构化分析与设计在当今数字化的时代，软件几乎无处不在，从我们日常使用的手机应用程序，到企业内部复杂的业务系统，软件已经成为推动社会发展和提高生活质量的重要力量。
而软件工程中的结构化分析与设计，作为软件开发过程中的关键环节，对于确保软件的质量、可维护性和可扩展性具有至关重要的意义。
首先，让我们来理解一下什么是软件工程结构化分析。
简单来说，结构化分析就是对软件系统进行详细的调查和研究，以确定系统的需求和功能。
这就好比在盖房子之前，我们需要清楚地知道要盖什么样的房子，有多少房间，每个房间的用途是什么等等。
在软件领域，结构化分析的主要任务包括收集用户需求、理解业务流程、识别系统的输入和输出、定义数据结构等。
在收集用户需求时，开发人员需要与用户进行充分的沟通和交流。
用户可能来自不同的背景和领域，他们对软件的期望和需求也各不相同。
因此，开发人员需要具备良好的沟通技巧和理解能力，能够将用户模糊的、不明确的需求转化为清晰、具体的软件功能描述。
比如，用户可能说“我希望这个软件能够快速处理大量数据”，开发人员就需要进一步询问“快速”的具体标准是什么，“大量数据”大概是多少，以及数据的类型和格式等。
理解业务流程也是结构化分析的重要部分。
不同的行业和组织都有其独特的业务流程，软件系统需要能够与之相适应和支持。
例如，在一个电子商务系统中，订单处理、库存管理、支付流程等都是关键的业务环节，开发人员需要深入了解这些流程的细节，以便设计出符合业务需求的软件。
接下来，我们谈谈软件工程结构化设计。
结构化设计是在结构化分析的基础上，将系统的需求转化为软件的架构和模块设计。
这就像是根据房子的设计图纸，确定房子的框架结构、房间布局以及各个部分使用的材料等。
在结构化设计中，模块划分是一个关键步骤。
模块是软件系统中的独立组成部分，具有明确的功能和接口。
合理的模块划分可以提高软件的可维护性和可扩展性。
例如，将一个复杂的系统划分为用户界面模块、数据处理模块、业务逻辑模块等，每个模块都专注于完成特定的任务，并且可以独立地进行开发、测试和维护。
软件工程5(1)- 结构化设计原理
主函数main和子函数sum之间 为标记耦合关系
void output(flag) {if (flag) printf("OK! "); else printf("NO! "); }
D.作用范围与控制范围不受任何限制
重用率高的模块在软件结构图中的特征是
：(
)。
A.扇出数大
B.扇入数大
C.内聚性高
D.扇出数小
答案：B
在划分模块时，一个模块的作用范围应该在其 控制范围之内。若发现其作用范围不在其控制 范围内，则（ ）不是适当的处理方法。 A.将判定所在模块合并到父模块中，使判定处 于较高层次 B.将受判定影响的模块下移到控制范围内 C.将判定上移到层次较高的位置 D.将父模块下移，使判定处于较高层次
偶然内聚。偶然内聚即模块内部各元素之间的联系很少或者没有。
逻辑内聚。逻辑内聚将几种相关的功能组合在一起形成一个模块。
时间内聚。时间内聚是指模块内部各功能之间的执行与时间相关。
过程内聚。如果模块内各元素的执行是按照一定次序来进行的，即各 个元素的处理是相关的，则称其为过程内聚。
通信内聚。一个模块内部可以有几个功能部分，如果这些功能部分都 使用相同的数据输入，或者产生相同的数据输出，这不是通信内聚。
内容耦合：内容耦合是一种耦合性很强的耦合，这种耦合严重影响了模 块的独立性。
1. 函数fac和prt之间为非直接耦合关 系
2. 主函数main和子函数fac之间为数 据耦合关系
模块A将学生信息，即学生姓名、学号、手机号 等以参数形式传递给模块B。模块A和B之间的耦 合类型为（ A ）耦合。
软件工程结构化分析与设计
软件工程结构化分析与设计1. 简介软件工程结构化分析与设计是软件开发中非常重要的一门课程，通过对软件系统进行结构化分析和设计，可以提高软件的质量、可维护性和可扩展性。
本文将介绍软件工程结构化分析与设计的基本概念和主要内容。
2. 结构化分析结构化分析是软件工程中的一种分析技术，它主要用于对问题域进行分析，确定问题需求和对问题进行建模。
结构化分析主要包括以下几个步骤：确定问题领域和问题域边界；识别问题中的对象和它们之间的关系；划分问题域为子问题，建立问题域模型；确定问题的功能需求和非功能需求。
结构化分析的核心是数据流图，它可以表示问题域中的数据流和处理过程，帮助确定系统功能和数据流向。
3. 结构化设计结构化设计是在结构化分析的基础上进行的，它主要用于确定系统的结构和设计系统的组件。
结构化设计的主要内容包括以下几个方面：系统结构设计：确定系统的模块和模块之间的关系；数据结构设计：设计系统中的数据结构和数据存储组织方式；接口设计：设计系统与其他系统或外部设备之间的接口；过程设计：设计系统中的算法和处理过程。
结构化设计的目标是提高系统的可维护性、可扩展性和可重用性，满足系统的功能需求和非功能需求。
4. 工具与方法在软件工程结构化分析与设计过程中，有一些常用的工具和方法可以帮助完成任务。
其中一些常用的工具包括：UML：统一建模语言，用于描述系统的结构和行为；数据流图：用于表示数据流和处理过程；结构图：用于表示系统的模块和模块之间的关系；状态图：用于描述系统中对象的状态和状态转换。
而一些常用的方法包括：数据字典：记录系统中的数据元素和数据流，帮助理清数据之间的关系；面向对象分析与设计：通过对象的抽象和分类，设计系统的结构和行为；结构化设计方法：采用自顶向下和自底向上的设计方法，将系统划分为模块并确定模块之间的关系。
5.软件工程结构化分析与设计是软件开发中非常重要的一环，它通过对问题域进行分析和设计，帮助构建高质量、可维护和可扩展的软件系统。
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B
实用文档
模块
• 模块(module)：指具有一定功能的可以用 模块名调用的一组程序语句，如函数、子
程序等
• 它们是组成程序的基本单元
• 一个模块具有其外部特征和内部特征
–外部特征包括：模块的接口(模块名、输入/输出参数、返
回值等)和模块的功能BFra bibliotek–内部特征包括：模块的内部数据和完成其功能的程序代码
• 一个模块的扇出过大通常意味着该模块比较复
杂，然而扇出太少，可能导致深度的增加
–一般情况，一个模块的扇出以3～9为宜
B
• 一个模块的扇入表示有多少模块可直接调用它 ，它反映了该模块的复用(reuse)程度，因此模 块的扇入越大越好
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软件设计中的概念
• 模块化
• 抽象信息局部化
• 模块独立性
–详细设计是对模块实现细节的设计，采用结构化程 序设计(Structured Programming，简称SP)方法
• SA、SD和SP构成完整的结构化方法体系
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结构图（SC）
• 用结构图(Structure Chert)来描述软件 系统的体系结构
• 描述一个软件系统由哪些模块组成，以及 模块之间的调用关系
• 软件工程过程的每一步都是对问题的软件解法 抽象层次的一次精化。
B
• 逐步求精与抽象是紧密相关的
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模块独立性
• 模块独立性是软件系统中每个模块只涉
及软件要求的具体子功能，而和软件系 统中其他的模块接口是简单的。
• 模块独立的概念是模块化、抽象、信息
隐蔽和局部化概念的直接结果。
B
• 重要概念：耦合、内聚
W 扇出
A
B
C
B
深度
D
E
K
L
M
F
G
H
NOPQ
I
J
R 扇入
宽度
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相关指标的含义
• 深度和宽度在一定程序上反映了程序的规模和 复杂程度
–相对而言，如果程序结构图的深度和宽度较大，则说明
程序的规模和复杂程度都较大。
–模块的扇入扇出会影响结构图的深度和宽度，例如减少 模块的扇出，可能导致宽度变小而深度增加
面向数据结构的设计或 LCP,JSP,DSSD 者数据驱动设计
面向对象设计
Coad,Yourdon
实用文档
结构化设计方法（Structured Design ,SD）基于模块化、B自 顶向下逐层细化、结构化程序 设计等程序设计技术上发展起 来的。
结构化设计
• 结构化设计(Structured Design，简称SD)是一 种将结构化分析得到的数据流图映射成软件体 系结构的设计方法
实用文档
图示
紧密耦合－有 很多依赖关系
B
松散耦合－有 少量依赖关系
无耦合－没有依实赖用文档关系
耦合类型（高→低）
• 内容耦合 当一个模块直接修改或操作另一个模块的数
据，或者直接转入另一个模块时，就发生了内容耦合。 此时，被修改的模块完全依赖于修改它的模块。
• 公共耦合两个以上的模块共同引用一个全局数据项就称
为公共耦合。
• 控制耦合一个模块在界面上传递一个信号（如开关值B、
标志量等）控制另一个模块，接收信号的模块动作根据 信号值进行调整，称为控制耦合。
实用文档
耦合类型
• 标记耦合 模块间通过参数传递复杂的内部数据
结构，称为标记耦合。此数据结构的变化将使相关的 模块发生变化。
• 数据耦合 模块间通过参数传递基本类型的数据
• 在SD中，我们只关注模块的外部特征，而 忽略其内部特征
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调用和数据
• 调用(call)：用从一个模块指向另一个模块 的箭头来表示，其含义是前者调用了后者
–为了方便，有时常用直线替代箭头，此时，表示位于上 方的模块调用位于下方的模块
• 数据(data)：模块调用时需传递的参数可通 过在调用箭头旁附加一个小箭头和数据名来
B
实用文档
现实世界
面
OOA
向 对
象
OOD
开 发
方
OOP 法
结构化
结 分析SA
构
化 结构化
开 设计SD
发
方 结构化
法
编程SP
B
计算机世界
软件设计任务
管理观点
概要设计 详细设计
数据设计
技术观点
系统结构设计
B
过程设计
实用文档
软件设计方法分类
分类
代表
面向数据流的设计或者 结构化设计方法 过程驱动的设计
实用文档
模块独立性的度量
模块独立性取决于模块的内部和外部特征。
SD方法提出的定性的度量标准：
• 模块之间的耦合性 • 模块自身的内聚性
B
实用文档
耦合
• 耦合是对一个软件结构内各个模块之间互连程 度的度量。
• 耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度，调用 模块的方式，以及通过接口的信息。
B
• 根据模块间耦合程度的强弱的标准，划分耦合 类型，共有七种。
• 耦合
B
• 内聚
实用文档
模块化
• 模块是数据说明、可执行语句等程序对象的集
合，模块可以单独被命名，可通过名字访问。 例如，过程、函数、子程序、宏等等都可作
为模块。
• 模块化就是把程序划分为若干个模块，每个
模块具有独立子功能，再把各个模块集成后，B 实现指定功能，满足问题要求。
实用文档
抽象化
• 抽象就是抽出事务的本质特性而暂不考虑细节 问题，是人类在认识复杂现象中使用的最强有 力工具。
，称为数据耦合。
B
• 非直接耦合 模块间没有信息传递时，属于非直接
耦合。
实用文档
内容耦合举例
A
B
一模块直接访问 另一模块的内部 信息 (程序代码
或数据）
A B
模块代码重叠
Entry1
…… Entry1 多入…口…B 模块
最不好的耦合形式 !!! 实用文档
表示
B
实用文档
结构图的几个概念
• 深度：程序结构图中控制的层数，例如图中所示的结构图的 深度是5
• 宽度：程序结构图中同一层次上模块总数的最大值，例如图 中所示的结构图的宽度为7
• 扇出(fan out)：该模块直接调用的模块数目。例如，例如 图中模块M的扇出是4，模块A的是2，模块B的扇出是1
• 扇入(fan in)：能直接调用该模块的模块数目。例如图中模 块G的扇入是1，模块I的扇入是2，模块R的扇入是4
DFD 映射
(问题结构)
Sc图
软件系统的结B构
(程序结构)
实用文档
结构化设计
• 强调模块化、自顶向下逐步求精、信息隐 蔽、高内聚低耦合等设计准则
• 分为概要设计和详细设计两大步骤
–概要设计是对软件系统的总体设计，采用结构化设 计方法，其任务是：将系统分解成模块，确定每个 模块的功能、接口(模块间传递的数据)及其调用关 系，并用模块及其对模块的调用来构建软件的体系B 结构