软件工程结构化设计优化原则
软件工程方案设计思路
软件工程方案设计思路一、引言随着信息技术的迅猛发展，软件应用已经成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分。
在这个背景下，软件工程方案设计显得尤为重要。
好的软件工程方案设计可以保证软件项目的顺利开发和成功上线，最终实现用户需求的满足和市场价值的最大化。
本文将从软件工程方案设计的基本思路入手，分析软件工程方案设计的基本原则和方法，并结合具体案例，探讨软件工程方案设计的具体逻辑和实施步骤。
二、软件工程方案设计的基本思路软件工程方案设计是在软件项目规划和需求分析的基础上，通过系统化的方法和技术，对软件系统进行全面设计和规划的过程。
一个成功的软件工程方案设计需要考虑以下几个方面的基本思路：1. 用户需求为中心：用户需求是软件工程项目的起点和终点，软件工程方案设计的首要任务是满足用户需求，因此，软件工程方案设计必须以用户需求为中心，深入了解用户需求，以用户体验为导向，确保设计出符合用户期望的软件产品。
2. 结构化设计原则：软件工程方案设计需要基于结构化设计原则进行，即将软件系统分解为若干个相互独立的子系统或模块，每个子系统或模块都有自己明确的功能和职责，使得软件系统的设计更加清晰和易于实施。
3. 模块化设计方法：在软件工程方案设计中，采用模块化设计方法是非常必要的，通过模块化设计，能够将复杂的软件系统分解成多个独立的模块，每个模块都有自己的独立性和可扩展性，可以更好地进行并行开发和维护。
4. 务实的设计策略：软件工程方案设计需要以务实的设计策略作为指导，充分考虑项目的实际情况和资源限制，设计出合理、可行的方案，避免过度设计和不切实际的要求。
5. 灵活的设计理念：在软件工程方案设计中，需要保持灵活的设计理念，充分考虑软件系统的可扩展性和适应性，以便未来能够应对用户需求的变化和技术发展的变革。
三、软件工程方案设计的具体原则和方法在软件工程方案设计中，需要遵循一些具体的原则和方法，以确保软件工程方案设计的合理性和有效性。
软件工程考点总结
3.软件生存周期：
软件生存周期是指从软件定义、开发、使用、维护到淘汰的全过程。
4．软件生存周期模型:是描述软件开发过程中各种活动如何执行的模型
Hale Waihona Puke 5.软件的特征：（1）非常复杂（逻辑复杂，开发复杂）（2）成本高（3）风险大（4）维护困难
6. 什么是软件过程?它与软件工程方法学有何关系?
2．产生软件危机的原因
(1) 开发人员方面，对软件产品缺乏正确认识，没有真正理解软件产品是一个完整的配置组成。造成开发中制定计划盲目、编程草率，不考虑维护工作的必要性。
(2) 软件本身方面，对于计算机系统来说，软件是逻辑部件，软件开发过程没有统一的、公认的方法论和规范指导，造成软件维护困难。
3.你在大作业中做了哪些工作，谈谈你对软件工程的认识.
软件工程 (Software Engineering，简称为SE)是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及到程序设计语言，数据库，软件开发工具，系统平台，标准，设计模式等方面。在现代社会中，软件应用于多个方面。典型的软件比如有电子邮件，嵌入式系统，人机界面，办公套件，操作系统，编译器，数据库，游戏等。同时，各个行业几乎都有计算机软件的应用，比如工业，农业，银行，航空，政府部门等。这些应用促进了经济和社会的发展，使得人们的工作更加高效，同时提高了生活质量。
7.需求分析的基本任务是什么?
准确定义未来系统的目标，确定为了满足用户的需要系统必须做什么
8.需求分析的具体任务：（1） 确定对系统的综合要求---（功能需求、性能需求、可靠性和可用性需求、出错处理需求、接口需求、约束、 逆向需求、将来可能提出的要求。）（2） 分析系统的数据要求（3）导出系统的逻辑模型（4）修正系统开发计划
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—简答题
软件工程—简答题四、简答题1. 简述软件危机产生的缘故。
答案：软件危机产生的缘故有：(每点1分)(1)软件的规模越来越大，结构越来越复杂。
(2)软件开发的治理困难。
由于软件规模大，结构复杂，又具有无形性，导致治理困难，进度操纵困难，质量操纵困难，可靠性无法保证。
(3)软件开发费用不断增加。
软件生产是一种智力劳动，它是资金密集、人力密集的产业，大型软件投入人力多，周期长，费用上升专门快。
(4)软件开发技术、开发工具落后，生产率提高缓慢。
(5)生产方式落后。
软件仍旧采纳个体手工方式开发。
2. 简述需求分析的概念及需求分析的差不多任务。
答案：需求分析是指开发人员要准确明白得用户的要求，进行细致的调查分析，将用户非形式的需求陈述转化为完整的需求定义，再由需求定义转换到相应的形式功能规约(需求规格说明)的过程。
(3分)需求分析的差不多任务是要准确地定义新系统的目标，为了满足用户需要，回答系统必须〝做什么〞的问题。
(2分)3. 简述数据流图的分类及每一类的特点。
答案：数据流图有两类：变换型数据流图和事务型数据流图。
(1分)变换型数据流图是由输入、处理和输出三部分组成，(1分)因此变化型数据流图是一个顺序结构。
(1分)事务型数据流图特点：事务处理中心将它的输入流分离成许多发散的数据流，形成许多加工路径，(1分)并依照输入的值选择其中一个路径来执行。
(1分)4. 简述建立对象模型的过程。
答案：建立对象模型的步骤如下：(每点1分)(1)确定类：标出来自问题域的相关对象类。
(2)预备数据字典：为所有建模实体预备一个数据字典，准确描述各对象类的精确含义，描述当前问题中的类的范畴，包括对类的成员、用法方面的假设或限制；(3)确定关联：确定二个或多个类之间的相互依靠；(4)确定属性：只考虑与具体应用直截了当相关的属性(5)使用继承来细化类：使用继承来共享公共结构，以此来重新组织类__全国2020年1月1．简述软件工程面临的问题。
软件工程第五章结构化设计
服务注册中心
发现
注册
服务消费者 调用
服务提供者
并发系统的集中式控制模型
传感器进程 用户界面Fra bibliotek传动装置进程 系统控制器
计算进程 故障处理器
系统控制模型
事件驱动系统
广播模型：发生的事件广播到所有子系统，任何能处理 该事件的子系统都会响应。该模型适用于基于网络的分 布式系统。
广播模型中的子系统注册其感兴趣的特别事件 广播模型的优点是进化比较简单
软件模块化设计
模块是一个独立命名的，拥有明确定义的输入、输出 和特性的程序实体。
软件的模块化设计（Modular Design）。系统是有 一个个模块组装而成。
软件模块化设计优点
可以简化软件的设计和实现 提高软件的可理解性和可测试性 软件更容易得到维护。
软件模块化设计缺点
结构化设计阶段 数据流设计方法 面向数据的设计 结构化程序设计 案例分析
结构化设计概述
结构化设计方法（Structured Design, SD)是基于模 块化、自顶向下细化、结构化程序设计等程序设计技 术基础上发展起来的。
结构化设计方法用模块结构图来表达程序模块之间的 关系。
缺点是子系统都知道是否和什么时候处理事件，这可能会引 起冲突。
中断驱动模型：由中断处理器对来自外部的中断进行检 测，然后在其他组件中处理这些中断。该模型适用于对 定时有严格要求的实时系统。
只用在硬件实时系统中，要求对一些事件能做出及时响应
总线架构
像水管一样随意接入 像PCI总线一样即插即用
第三部分软件设计与建模
结构化软件设计
阳王东
回答问题
什么是软件设计？有哪些阶段和任务？ 什么是模块化设计？有哪些原理？ 什么是软件结构和体系结构？二者有什么区别？ 数据流有哪些类型？如何区分？ 数据流映射的步骤是什么？ 什么是结构化程序设计？有哪些工具？ 什么是JSD方法？具体步骤是什么？
软件工程的基本原则与要素
软件工程的基本原则与要素软件工程是指对软件开发、维护、测试和部署等方面进行规范、管理和优化的一种方法。
通常，软件工程包括以下几个基本要素：需求分析、设计、编码、测试、部署和维护。
在这些要素中，每个要素都有它自己的特点和原则，下面我们就来分别阐述。
需求分析软件工作的第一个阶段是需求分析。
需要在此阶段详细地定义软件将如何满足用户需求。
需求分析是软件工程的核心，必须进行仔细的规划，确定所有的需求，并且不断地改进其准确性与完整性。
需求分析的主要原则是谨慎与详细。
对于需要完成的任务进行详细描述，避免在后续的过程中遗漏重要的事项。
设计设计在软件工程中犹如建筑工程的蓝图，具有至关重要的地位。
软件设计是将需求分析结果转化为实际可执行的软件产品的过程。
设计时要注意准确把握需求分析结果，哪些是主要的功能，哪些是辅助的，哪些是技术实现。
设计时还要关注软件的可扩展性和可维护性，最终实现设计的目标是生成高质量、可扩展、可维护的软件系统。
软件设计的基本原则：可扩展性、可维护性、可故障处理性、可靠性以及易用性。
编码编码是将设计的结构化软件实现为计算机程序的过程。
编程是软件开发过程的重要部分，需要程序员具备良好的编程技能，以及对设计原则、算法和数据结构的深入理解。
规范的编程习惯和方式很重要，可以提高代码的质量，并减少不必要的错误和复杂性。
编码的基本原则：清晰、简洁、可读性、可维护性和可重用性。
测试测试是软件开发过程中必不可少的部分。
通过测试可以检查软件是否符合需求规格说明书及其它设计要求，修改和优化软件缺陷，保证软件质量符合标准。
软件测试的基本原则：全面性，包容性，有效性，重复性，以及可重复性。
部署部署是将软件交付到目标环境中，使其能够在该环境中正常运行。
软件部署通常涉及安装、配置、调试和文档编写等一系列任务。
部署后，必须对系统进行完整性检查，以确保它具有一致性和稳定性。
部署的基本原则：可重复性、可配置性、可定制性、可监测性。
软件工程常见问题
1、需求分析：需求分析是指开发人员要准确理解用户的需求，进行细致的调查分析，将用户非形式的需求陈述转化成完整的需求定义，再由需求定义转换到相应的形式功能规约（需求规格说明）的过程。
2、白盒法：该方法把测试对象看作一个打开的盒子，测试人员须了解程序的内部结构和处理过程，以检查处理过程的细节为基础，对程序中尽可能多的逻辑路径进行测试，检查内部控制结构和数据结构是否有错，实际的运行状态与预期的状态是否一致。
白盒法也不可能进行穷举测试。
3、黑盒法：该方法把被测试对象看成一个黑盒子，测试人员完全不考虑程序的内部结构和处理过程，只在软件接口处进行测试，依照需求规格说明书，检查程序是否满足功能要求。
因此，黑盒测试又称为功能测试或数据驱动测试。
9、面向对象设计：是把分析阶段得到的需求转变成符合成本和质量要求的、抽象的系统实现方案的过程。
或者说，面向对象设计就是用面向对象观点建立求解域模型的过程。
10、结构化设计：面向数据流的设计是以需求分析阶段产生的数据流图为基础，按一定的步骤映射成软件结构，因此又称结构化设计（SD）。
11、结构化分析：是根据分解与抽象的原则，按照系统中数据处理的流程，用数据图来建立系统的功能模型，从而完成需求分析工作。
14、JSP方法：定义了一组以数据结构为指导的映射过程，他根据输入、输出的数据结构，按一定的规则映射成软件的过程描述，即程序结构，而不是软件的体系结构，因此该方法适于详细设计阶段。
15、软件概要设计：进入了设计阶段，要把软件“做什么”的逻辑模型变换为“怎么做”的物理模型，即着手实现软件的需求，并将设计的结果反应在“设计规格说明书”文档中，所以软件设计是一个把软件需求转换为软件表示的过程，最初这种表示只是描述了软件的总的体系结构，称为软件的概要设计或结构设计。
17、系统流程图：是描述物理系统的传统工具，它用图形符号来表示系统中的各个元素，例如人工处理、数据处理、数据库、文件、设备等。
软件工程结构化设计
软件工程结构化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，到企业级的复杂业务系统，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。
什么是软件工程结构化设计呢？简单来说，它是一种将软件系统分解为若干个模块，并明确这些模块之间的关系和交互方式的设计方法。
其目的是为了使软件系统具有清晰的结构，便于开发人员理解、实现和维护。
在结构化设计中，模块是基本的组成单位。
模块应该具有高内聚和低耦合的特性。
高内聚意味着模块内部的各个部分紧密相关，共同完成一个明确的功能；低耦合则表示模块之间的依赖关系尽可能少，相互之间的影响较小。
这样的设计能够使得每个模块都相对独立，当需要对某个模块进行修改或优化时，不会对其他模块产生过多的影响，从而降低了软件维护的成本和风险。
为了实现良好的结构化设计，通常会采用一些原则和方法。
比如，自顶向下的设计方法，先从系统的整体功能出发，逐步细化到各个子系统和模块；还有逐步求精的原则，不断对设计进行完善和优化，逐步增加细节和精度。
在进行结构化设计时，数据结构的设计也是非常重要的一部分。
合理的数据结构能够提高数据的存储和访问效率，为软件的性能提供有力的支持。
同时，还要考虑到数据的完整性和一致性，确保数据在整个软件系统中的准确性和可靠性。
另外，接口设计也是不容忽视的环节。
清晰、简洁的接口能够让不同的模块之间更好地进行通信和协作。
良好的接口设计可以减少模块之间的误解和错误，提高软件系统的稳定性和可靠性。
软件工程结构化设计的好处是显而易见的。
首先，它能够提高软件开发的效率。
清晰的结构和明确的分工，使得开发人员能够更加专注于自己负责的模块，减少了不必要的沟通和协调成本。
其次，有利于软件的维护和升级。
当软件需要进行修改或扩展时，能够快速定位到相关的模块，并且由于模块之间的低耦合性，降低了修改带来的风险和影响。
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4.3.5 软件模块结构的改进方法
(2) “检查密码”模块的作用范围不在其控制范围之内（即“ 输入密码”模块不在“检查密码”模块的控制范围之内） ，需对其进行调整，如图所示。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
(3) 提高模块的独立性 ，并对“输入事务 ”模块进行细化。 也可以将“检查密 码”功能合并到其 上级模块中。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
第3步：确定 输入流和 输出流的 边界，如 图所示。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
第4步：完成第一级分解。分解后的结构图如图所示。
储蓄系统
输入数据
调度
输出数据
4.3.5 软件模块结构的改进方法
第5步：完成第二级分解。对上图中的“输入数据”、“ 输出数据”和“调度”模块进行分解，得到未经精化的输 入结构、输出结构和事务结构，分别如图(a)、(b)和(c)所示 。
数目越多。 ➢ 但如果一个模块的扇入数太大，如超过8，而它又
不是公用模块，说明该模块可能具有多个功能。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
(5) 避免或减少使用病态连接。 ➢ 应限制使用如下3种病态连接。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
(6) 模块的大小要适中。 ➢ 模块的大小，可以用模块中所含语句的
(a) 未经精化的输入结构
(b) 未经精化的输出结构
(c) 未经精化的事务结构
4.3.5 软件模块结构的改进方法
第5步：完成第二级分解。将上面的3部分合在一起， 得到初始的软件结构，如图所示。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
第6步：对软件结构进行精化。 (1) 由于调度模块下只有两种事务，因此，可以将调度模块合
在模块的控制范围之内，则这种结构是简单 的。
(a)
4.3.5 软件模块结构的改进方法
(3) 模块的作用范围应在控制范围之内。 ➢ 图(b)表明作用范围不在控制范围之内。模块G
做出一个判定之后，若需要模块 C工作，则必 须把信号回送给模块D，再由D把信号回送给 模块B。图中加黑框表示判定的作用范围。
小结
• 本次课主要讲述软件设计优化的基本原则。重 点掌握软件结构模块优化的具体应用。
下课了。。。
休息一会儿。。。
谢谢大家！
软件工程结构化设计优化原则
概述：
• 一、主要内容 • 讲述软件结构模块的优化。
• 二、目的与要求 • 了解软件设计的基本原理，理解软件设计 的优化原则。
• 三、重点与难点 • 如何进行软件结构模块优化。
思考：
• 提问： • 1) 软件设计优化的原则是什么？ • 2) 如何进行软件结构模块优化？
4.3.5 软件模块结构的改进方法
(b)
4.3.5 软件模块结构的改进方法
(3) 模块的作用范围应在控制范围之内。 ➢ 如果在设计过程中，发现作用范围不在控制范
围内，可采用如下办法把作用范围移到控制范 围之内。 ① 将判定所在模块合并到父模块中，使判定处于 较高层次。 ② 将受判定影响的模块下移到控制范围内。 ③ 将判定上移到层次中较高的位置。
① 完全相似。 ② 局部相似。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
(3) 模块的作用范围应在控制范围之内。 ➢ 模块的控制范围包括它本身及其所有的从属
模块。 ➢ 模块的作用范围是指模块内一个判定的作用
范围，凡是受这个判定影响的所有模块都属 于这个判定的作用范围。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
(3) 模块的作用范围应在控制范围之内。 ➢ 如果一个判定的作用范围包含在这个判定所
4.3.5 软件模块结构的改进方法
(4) 尽可能减少高扇出结构，随着深度增大扇 入。
➢ 模块的扇出数是指模块调用子模块的个数。 如果一个模块的扇出数过大，就意味着该模 块过分复杂，需要协调和控制过多的下属模 块。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
(4) 尽可能减少高扇出结构，随着深度增大扇入。 ➢ 一个模块的扇入数越大，则共享该模块的上级模块
(1) 模块功能的完善化。一个完整的功能模块 ，不仅能够完成指定的功能，而且还应当 能够告诉使用者完成任务的状态，以及不 能完成的原因。一个完整的模块由以下几 部分。
① 执行规定的功能的部分。 ② 出错处理的部分。 ③ 返回一个“结束标志”。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
(2) 消除重复功能，改善软件结构。
数量的多少来衡量。 ➢ 通常规定其语句行数为100，保持在
一页纸之内，最多不超过500行。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
• 实例研究 第1步：对银行储蓄系统的数据流图进行 复查并精化，得到如图所示的数据流图。
4.3.5 软件模块结构的改进方法
第2步：确定数据流图具有变换特性还是事务特 性。 通过对精化后的数据流图进行分析，可以看到 整个系统是对存款及取款两种不同的事务进行 处理，因此具有事务特性。