软件结构设计PPT课件

• 程序设计就是编程序，这是大家熟悉的，很多人印象 中的“做软件”就是编程序， 因此可能有人会把程 序设计和软件设计等同起来。这是不对的，软件设计 是宏观上的设计。而程序设计仅仅是软件设计的实现， 所以做软件决不简单等同与编程序。
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第4章 软件结构设计
4.2 软件结构设计的目标、任务和过程
• 目标：综合采用各种技术手段，将系统需求转换为数 据结构、模块结构（或对象/类结构）的表达形式， 并实现系统的性能、安全性、可靠性要求。取得最佳 方案。最佳方案的标准：(1)开发费用省；(2)资源消 耗低；(3)开发时间短；(4)生产效率高；(5)可靠性较 高；(6)可维护性好。
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第4章 软件结构设计 (1) 数据耦合。若两个模块之间仅通过模块参数交换信息，且 交换的信息全部为简单数据，则称这种耦合为数据耦合。数据 耦合的耦合性最低，通常软件中都包含有数据耦合。数据耦合 的例子如下所示：
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第4章 软件结构设计 sum(int a,int b) {int c;
c=a+b; return(c); } main() {int x,y;
第4章 软件结构设计
第4章 软件结构设计
4.1 软件结构设计概述
设计：应用各种技术和原理，对设备、过程或系统作 出足够详细的定义，使之能够在物理上得以实现。 软件结构设计：是一个把软件需求变换为软件表示的 过程，是对软件的整体结构、程序结构、数据结构、文 件结构、接口定义等的设计，是宏观上的设计。
C(P1)> C(P2) 即问题P1的复杂度比P2高，则显然有：
E(P1)> E(P2) 即解决问题P1比P2所需的工作量大。
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第4章 软件结构设计 在人们解决问题的过程中，发现存在有另一个有趣的规律：
C(P1+P2)> C(P1)+C(P2) 即解决由多个问题复合而成的大问题的复杂度大于单独解决各 个问题的复杂度之和。也就是说，对于一个复杂问题，将其分 解成多个小问题分别解决比较容易。由此我们可以推出：
E(P1+P2)> E(P1)+E(P2) 即将复杂问题分解成若干个小问题，各个击破，所需要的工作 量小于直接解决复杂问题所需的工作量。
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第4章 软件结构设计
根据上面的推理，我们可以得到这样一个结论，模块化可以 降低解决问题的复杂度，从而降低软件开发的工作量。虽然增 加程序中的模块数可以降低开发每个模块的工作量，但同时却 增加了设计模块接口的工作量。通过图4.1所示的模块数与软件 开发成本的关系图中可以看出，当划分的模块数处于最小成本 区时，开发软件的总成本最低。
1. 设想供选择方案； 2.选择合理的方案； 3.推荐最优方案； 4.功能分解； 5.设计软件结构； 6.设计数据库； 7.制订测试计划； 8.书写文档； 9.审查和复审；
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第4章 软件结构设计
4.3 软件设计中的基本概念和原理
1. 模块化 所谓模块，是指具有相对独立性的，由数据说明、执行语句 等程序对象构成的集合。程序中的每个模块都需要单独命名，通 过名字可实现对指定模块的访问。在高级语言中，模块具体表现 为函数、子程序、过程等。一个模块具有输入/输出(接口)、功能、 内部数据和程序代码四个特征。输入/输出用于实现模块与其他 模块间的数据传送，即向模块传入所需的原始数据及从模块传出 得到的结果数据。功能指模块所完成的工作。模块的输入/输出 和功能构成了模块的外部特征。内部数据是指仅能在模块内部使 用的局部量。程序代码用于描述实现模块功能的具体方法和步骤。 模块的内部数据和程序代码反映的是模块的内部特征。
结果：用模块结构图表达。
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第4章 软件结构设计
任务：
结构设计是一个自顶向下，逐步具体的综合性的设计过 程。主要内容： （1）综合分析系统的各种实现方案，提出最佳实现方案 的建议。 （2）制定设计规范、标准及约定原则。 （3）软件结构设计：采用某种软件设计方法，按照模块 的构造原则，逐步、逐层地设计软件的模块层次结构。
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第4章 软件结构设计
（4）数据结构以及接口的设计。 （5）系统性能设计。 （6）系统安全性能设计：系统的自保护设计；数据
一致性设计；容错设计。 （7）系统可靠性设计。 （8）设计文档的编写：结构设计说明书；用户手册；
系统初步的测试计划说明书。 （9）设计的审查和复审。
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第4章 软件结构设计
软件结构设计过程：
printf("x+y= %d",sum(x,y)); }/*主函数与sum函数之间即为数据耦合关系*/
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第4章 软件结构设计
模块化不但可以降低软件开发的难度，而且可以使程序结构 清晰，增加易读性和易修改性。此外，模块化还有利于提高代 码的可重用性及团队合作开发大型软件的可行性。
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第4章 软件结构设计
成本 (工 本
成本 /模块
模块数
图4.1 模块数与软件开发成本
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第4章 软件结构设计
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第4章 软件结构设计
模块化是指将整个程序划分为若干个模块，每个模块用于实 现一个特定的功能。划分模块对于解决大型复杂的问题是非常 必要的，可以大大降低解决问题的难度。为了说明这一点，我 们可对问题复杂性、开发工作量和模块数之间的关系进行以下 推理。
首先，我们设C(x)为问题x所对应的复杂度函数，E(x)为解决 问题x所需要的工作量函数。对于两个问题P1和P2，如果：
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第4章 软件结构设计
结构设计（总体设计）任务：制订系统实
软 件
现方案和设计规范并合理确定系统的整体 模块结构及接口关系。
设
结 结构化设计方法；
计
构 数据结构驱动的设计方法
设
计 面向对象的设计方法
详细设计（模块设计）任务：详细规定每 个模块功能的实现算法。
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第4章 软件结构设计
软件设计与程序设计的区别：
2. 模块独立性 1) 耦合性 耦合性是对一个软件结构内部不同模块间联系紧密程度的度 量指标。模块间的联系越紧密，耦合性就越高，模块的独立性 也就越低。由于模块间的联系是通过模块接口实现的，因此， 模块耦合性的高低主要取决于模块接口的复杂程度、调用模块 的方式以及通过模块接口的数据。模块间的耦合性主要可划分 为如下几种类型。