软件概要设计(总体设计)课件.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,4.4概要设计(总体设计),概要设计确定：,软件系统的结构,各模块功能及模块间联系(接口),表示软件结构的图形工具,结构图,层次图,和,HIPO,图,概要设计的任务与步骤,概要设计的过程:,(1)设想可能的方案,(2)选取合理的方案,(3)推荐最佳方案,(4)功能分解,(5)设计软件结构,(6)数据库设计,(7)制定测试计划,(8)编写文档,(9)审查与复审,4.4.1结构图,(,SC,Structure Chart),SD方法在概要设计中的主要表达工具,约定：,编辑学生记录,读学生记录,学生数据,无此学生,学号,不加区分的数据,数据信息,控制信息,SC,中的选择调用,A,C,B,D,A,根据内,部判断决定是否调用B,A,按另一判,定结果选择调用,C,或,D,SC,中的循环调用,A,B,C,A,根据内在的循环重,复调用,B,、,C,等模块,结构图(,SC,)举例,医院管理系统,门诊,管理,药房,管理,药库,管理,病房,管理,财务,管理,处,方,挂号,处理,挂,号,费,总,计,挂,号,单,挂,号,费,总,计,出库,处理,进药,管理,病历,管理,处方,管理,常规,处理,酒店管理信息系统功能结构图,H M I S,收银管理子系统,收银管理子系统,收银管理子系统,客人登记,预定登记,客房处理,历史记录,客房查询,预定查询,餐桌安排,菜单作业,营业结帐,汇总打印,各类查询,初始设置,客帐处理,退房处理,夜审处理,客帐查询,报表打印,4.4.2 面向数据流的设计方法 (结构化设计方法,SD,),1.,面向数据流设计方法的基本概念,SD,以数据流图为基础，它定义了把,DFD,变换成,软件结构,的不同,映射,方法,映射,DFD,(问题结构),软件系统的结构,(程序结构),变换,中心,输入,输出,变换型结构,事务,中心,接受,路径,动,作,路,径,基本模型,特征,事务型,结构,由输入、变换中心和输出三部分组成,具有在多种事务中选择执行某类事物的能力,变换型数据流举例,输入,信息,物理,输入,格式,检查,处理,显示,正确,信息,结果,物理,输出,数据,变换中心,逻辑,输入,逻辑,输出,传入部分,传出部分,特点：具有明确的传入、变换(或称主加,工)和传出界面的,DFD,变换流示意图,信息,时间,信息流,输入流,输出流,交换流,外部,表示,内部,表示,事务型数据流图举例,I,M,L,N,O,A,B,C,D,F,E,G,H,大型系统DFD中,变换型,和事务型,结构往往共存:,T,事务中心,传入,变换,传出,2.面向数据流设计方法的设计步骤,(1)精化DFD,(2)确定DFD类型,(3)把DFD映射到系统模块结构设计,出模块结构的上层,(4)基于DFD逐步分解高层模块设计,出下层模块,(5)根据模块独立性原理，精化模,块结构,(6)模块接口描述,SD,方法的两种映射过渡方法,变换型,DFD,事务型,DFD,初始,SC,初始,SC,变换分析,事务分析,初始的,SC,主模块,输入模块,主加工模块,输入模块,事务控制模块,接受模块,动作发送模块,动作1模块,动作2模块,动作3模块,由变换分析产生,由事务分析产生,B,C,A,D,E,Q,P,R,W,U,V,a,b,c,e,d,r,p,u,w,v,变换中心,传入部分,传出部分,变换分析设计方法步骤,(2)第一级分解(,建立初始,SC,框架),设计顶层和第一层模块,第一级分解后的,SC,M,C,M,T,M,A,M,E,第一层,顶层,c,e,c,e,u,w,u,w,传入模块,传出模块,中心变,换模块,第一级分解后的,SC,(另一种画法),M,C,M,A1,c,e,u,w,c,p,Q,P,R,e,p,r,r,w,u,w,传入分,支模块,中心加工分支模块,传出分,支模块,M,A2,M,E1,M,E2,变换分析设计方法步骤,(3)第二级分解,(分解SC各分支),自顶向下分解，设计出每个分支的中、下层模块,传入分支的分解,(2),M,A,Get,C,b,a,c,Read,D,d,e,c,e,B,to,C,b,c,d,e,a,b,Get,E,Get,B,D,to,E,A,to,B,Read,D,传出分支的分解,M,E,W,Write,V,u,u,w,u,v,v,v,Put,U,U to V,M,E,U,Write,W,w,w,u,w,u,V,(1),(2),中心加工分支的分解,M,T,P,Q,R,e,c,p,r,u,w,p,r,任何情况下都可使用变换分析方法设计软件结构，但如数据流具有明显的事务特点时(有一个明显的事务中心),以采用事务分析方法为宜。,(2),事务分析设计方法,事务分析设计方法步骤：,(1)在DFD上确定事务中心、接收部,分和发送部分。,(2)画出SC框架，把DFD上的三部分,分别映射为事务控制模块、接收,模块和动作发送模块。,(3)分解细化接收分支和发送分支，,完成初始SC。,用户命令交互子系统,读用户,命令,密码命令,密码,显示信息,系统参数数据,用户,命令,读系统,数据,配置信息,显示信息,和状态,命令,分析处理,读,密码,命令类型,开/关,命令,建立配,置文件,原配置,数据,激活/非活动系统,与文件中,密码比较,格式化,配置数据,配置,命令,检验信,息过程,重试信息,四位数字,检验信息,检验信息,A/D信息,格式化配置,数据,格式化,配置数据,初始的,SC,主模块,输入模块,主加工模块,输入模块,事务控制模块,接受模块,动作发送模块,动作1模块,动作2模块,动作3模块,由变换分析产生,由事务分析产生,事务分析的映射方法,总控,调度,C路径,B路径,A路径,A路径,B路径,C路径,接收,路径,用户命令交互子系统,初始的SC,用户执行模块,读用户命令,命令处理,密码处理,控制器,现用/非现用,系统,系统设置,控制器,用户命令交互子系统,读用户,命令,密码,显示信息,系统参数数据,用户,命令,读系统,数据,配置信息,显示信息,和状态,命令,分析处理,读,密码,命令类型,建立配,置文件,原配置,数据,激活/非活动系统,与文件中,密码比较,格式化,配置数据,检验信,息过程,重试信息,四位数字,检验信息,检验信息,A/D信息,格式化配置,数据,格式化,配置数据,密码命令,开/关,命令,配置,命令,用户命令交互子系统,的,SC,用户执行模块,读用户命令,命令处理,密码处理,控制器,现用/非现用,系统,系统设置,控制器,读系统,数据,建立配,置文件,显示信息,与状态,用户命令交互子系统,读用户,命令,密码,显示信息,系统参数数据,用户,命令,读系统,数据,配置信息,显示信息,和状态,命令,分析处理,读,密码,命令类型,建立配,置文件,原配置,数据,激活/非活动系统,与文件中,密码比较,格式化,配置数据,检验信,息过程,重试信息,四位数字,检验信息,检验信息,A/D信息,配置,数据,格式化配置,数据,密码命令,开/关,命令,配置,命令,用户命令交互子系统,的,SC,用户执行模块,读用户命令,命令处理,密码处理,控制器,现用/非现用,系统,系统设置,控制器,读系统,数据,建立配,置文件,显示信息,与状态,读,密码,用文件,比较密码,密码输出,控制器,产生,无效信息,事务流设计举例,I,M,L,N,A,B,C,D,F,E,G,事务中心,事务流设计举例,取 A,总控,A,L,M,N,G,D,B,C,F,E,（主模块）,事务加工模块,动作分支的典型结构,P,T,2,T,1,T,i,A,2,D,2,A,1,D,1,A,3,A,j,D,k,事务层,操作层,细节层,处理层,主模块,事务加,工模块,操作,模块,细节,模块,事务流设计举例,取 A,总控,A,L,M,N,G,D,B,C,F,E,动作1,动作n,.,细节模块1,细节模块2,.,（操作模块）,（细节模块）,事务型数据流图举例,I,M,L,N,O,A,B,C,D,F,E,G,H,事务流设计举例,(另一种画法),输入 A,XX,系统,变换控制,A,L,M,A,G,D,B,C,F,E,输出,E,、,F,、,G,E,、,F,、,G,E,、,F,、,G,输出,H,O,E,、,F,、,G,H,H,N,要求类,型处,理,有效图书管理要求,当前日期,2.1,新书入库,2.2,借,入库单,罚款单,一层数据流图(a),借书,2.3,注销图书,2.5,借书,2.4,目录文件,借书单,书,单,注销单,3,4,1,2,6,7,5,8,10,9,11,变换中心,传,入,传,出,事务型,(3),混合流设计举例,混合流设计举例,T,事务,中心,传入,变换,传出,接收部分,发送,部,分,AB,T,1,变换中心,传入,传出,T,2,T,3,a,b,b,1,b,2,b,3,c,1,c,2,c,3,d,e,g,f,j,m,事务流子系统,BC,CD,DE,EH,HK,FJ,KL,LM,h,混合流设计举例,k,混合流设计举例,输入,D,XX,系统,变换控制,输出,K,输入,C,d,c,输出L,CD,DE,FJ,EH,HK,KL,c,d,d,k,k,k,L,L,输出,M,LM,m,m,L,事务子系统,SafeHomede的第0层,SafeHomede,软件系统,用户命令,和数据,显示信息,控制面板,传感器,传感器,状态,警铃,电话线,警告类型,电话号码,拨音,控制面板显示,SafeHomede的第1层,控制,面板,与用户,交互,控制,面板,显示,密码,电话号码拨音,传感器状态,显示信息,配置请求,用户命令,和数据,配置,系统,警,铃,电,话,线,传感器,配置信息,显示信息,和状态,监控,传感器,激活不,激活系统,传感器信息,密码,处理,警告类型,检验id信息,开始,停止,状态信息,监控传感器的第2层,电话号码拨音,传感器状态,配置数据,显示格式,配置信息,产生警告,信息,拨号,评估设置,传感器信息,读传感器,警告类型,传感器id类型,传感器id,类型定位,4.4.3 体系结构设计优化,将初始,SC,根据模块独立性原,则进行精化,对模块进行合并、分,解修改、调整，得到高内聚、低,耦合模块，得到易于实现、易于,测试和易于维护的软件结构，产,生设计文档的最终,SC,。,改进软件结构设计的指导原则,(软件结构设计的启发式规则),(1)模块功能的完善化,(2)消除重复功能,(3),将模块的影响限制在模块的控制范围内,(4)深度、宽度、扇出和扇入适中,(5)模块大小适中,(6)降低模块接口的复杂性,(7)模块功能可预测,(8)避免模块的病态连接,(9),根据设计约束和可移植性要对软件打包,(1)模块功能的完善化,完整的模块应包括三部分：,(1)执行规定功能部分,(2)出错处理部分,(3)需返回给调用者数据时，,返回是否正确结束标志。,(2)消除重复功能,Q1,C,Q2,C,Q1,Q2,C,改进前,Q1、Q2功能相似,X,Y,Q,X,Y,X,Y,重复部分,改进方法1：,将Q1、Q2,合并为Q,不可取,改进方法2：,将Q1、Q2的公共,部分分离出来,C,H,D,E,G,X,F,(3),将模块的影响限制,在模块的控制范围内,A,I,L,J,K,B,模块C的控制范围:,C,、,D,、,E、F、G、H,如果模块,C,作出的决策影响了模块,L,，,L,超出了,C,的控制范围,(4)减少高扇出争取高扇入,高扇出的模块结构举例：,编外,人员,工资,取得,工资,数据,计时,制工,资额,薪金,制工,资额,编外,人员,税款,编外,人员,扣款,常规,扣款,税收,扣款,计算实发工资,避免平铺结构,增加中间层降低扇出,编外,人员,工资,取得工资数据,计时,制工,资额,薪金,制工,资额,编外,人员,税款,编外,人员,扣款,常规,扣款,税收,扣款,计算实发工资,计时工人实发工资,计薪工人实发工资,编外人员实发工资,(5)模块大小适中,模块过大：可理解程度下降,模块过小：开销大于有效操作,系统接口复杂,(6)降低模块接口的复杂性,接口传递信息应简单且和模块功能一致。,(7)模块功能可预测,模块看成黑盒子，相同输入产生,相同输出，其功能为可预测的。,模块带有内部状态其功能可能是,不可预测的。难理解、难测试、,难维护。,防止模块功能过分局限,功能单一的模块具有高内聚。,但如任意限制局部数据结构的,大小，过分限制控制流中可做的选,择或外部接口的模式，模块功能就,过分局限，使用范围过分狭窄，缺,乏灵活性和可扩充性。,(8)避免模块的病态连接,防止指向模块中间的分支或引用,（针对内容耦合）,(9)根据设计约束和可移植性,需求对软件打包,打包指用来为特定环境组装软件的技术,4.4.4 层次图和,HIPO,图,IBM公司发明的HIPO图：,层次图,+,输入/处理/输出图,(,H,图,)(,IPO,图,),(,H,ierachy,I,nput,P,rocess,O,utput),1.层次图(,H,图),表示软件的层次结构,正文加工系统,输入,输出,编辑,加标题,存储,检索,编目录,添加,删除,插入,修改,合并,列表,带编号的层次图(,H,图),正文加工系统,输入,1.0,输出,2.0,编辑,3.0,加标题,4.0,存储,5.0,检索,6.0,编目录,7.0,添加,3.1,删除,3.2,插入,3.3,修改,3.4,合并,3.5,列表,3.6,2.,HIPO,图,H,图中每一方框(模块)均有一张,IPO,图对应,航线调度系统HIPO图举例,H图:,命令监控器,1.0,取得输入,1.1,输入确认,1.2,请求确认,1.3,更新处理,1.4,传统的,IPO,图举例,输入,处理,输出,读口令请求,口令文件,1取得输入,2口令确认,3请求确认,请求记录,权限文件,4更新处理,权限记录,状态报告,响应,命令监控器(1.0)的IPO图,改进的IPO图格式,IPO图,系统：,模块：,编号：,作者：,日期,：,被调用：,调用：,输出：,输入：,输入：,局部数据元素：,注释：,4.5,详细设计,(过程设计,、,模块设计),主要任务：,编写详细设计说明书,为此，设计人员应：,(1)确定每个模块的算法，用工具,表达算法的过程，写出模块的,详细过程性描述。,(2)确定每一模块的数据结构。,(3)确定模块接口细节。,详细设计是编码的先导。,4.5.1,结构化程序设计(SP)方法,传统的设计技术和旧观念:,强调设计的随意性,具有浓厚的个人色彩.,追求程序效率和个人设计技巧,新的设计思想和风格:,清晰第一,使用标准的、规范的控制结构,逐步细化,4.5.2,详细设计的描述方法,详细设计工具：,(1)图形工具,(2)表格工具,(3)语言工具,1.程序流程图,2.盒图(N-S图),3.问题分析图(PAD),4.过程设计语言(PDL),(伪码),5.判定表,2.盒图(N-S图),用方框图代替传统的流程图,描述五种基本控制结构的图形构件,(1)顺序型,A,B,C,(2)选择型,（,If then else）,If then else If then,A,B,F,条件,T,A,F,T,条件,then,部分,then,部分,else,部分,(3)多分支选择型(,CASE,型),A,1,值1,A,2,A,n,.,.,条件,值2,值n,(4)WHILE重复型(5)UNTIL重复型,S,（循环体）,DO-WHILE P,S,（循环体）,REPEAT UNTIL P,(先测试循环),(后测试循环),循环条件,(6)并行结构,A1,A2,An,.,(7)移出标记,A,C,B,F,X6,T,A:,D,(调用结构),3.问题分析图(PAD),(P,roblem,A,nalysis,D,iagram,),基本控制结构:,(1)顺序结构 (2)选择结构,A,B,C,A,B,T,F,条件,(3)重复结构,WHILE,C,S,UNTIL,C,S,(先测试循环),(后测试循环),等价的PASCAL语言：,REPEAT,C,UNTIL,S,等价的PASCAL语言：,WHILE,C,DO,S,(4)多分支选择型(CASE型),A1,值1,值2,值n,A2,An,.,.,.,.,.,.,条件,系统流程图,早于DFD的一种建模工具。,以图形方式说明系统中的控制流和数据流。,系统流程图示例,初始处理,数据检查、库存,询问、库存分配,定货处理,帐单处理,启动定货销售,工作结束,定货或询问,显示,数据,顾客,文卷,库存,文卷,库存,文卷,接受的,定货文卷,临时,定货文件,显示选择,查问库存,的初始显示,输入查询,输入错,询问回答,检查定货单,说明定货单,发票,询问,定货,可行性研究报告,项目开发计划,需求规格说明书,概要设计说明书,详细设计说明书,数据库设计说明书,测试计划,测试分析报告,项目总结报告,操作手册,用户手册,开发进度周报,课程设计,提交文档：,