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1、軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 1 第四章 總體設(shè)計(jì) 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 2 目標(biāo)：系統(tǒng)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn) 劃分出組成系統(tǒng)的物理元素：程序、文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、文檔 等 設(shè)計(jì)軟件的結(jié)構(gòu) 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 3 4.1 設(shè)計(jì)過(guò)程 系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段 確定系統(tǒng)的具體方案 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 確定軟件結(jié)構(gòu) 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與
2、工程學(xué)院 魏東 Slide 4 4.1 設(shè)計(jì)過(guò)程 設(shè)想供選擇的方案 設(shè)想數(shù)據(jù)流圖中處理分組的各種可能，并拋棄技術(shù)上不行的 選取合理的方案 推薦最佳方案 推薦并指定詳細(xì)計(jì)劃 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 5 4.1 設(shè)計(jì)過(guò)程 功能分解 從可實(shí)現(xiàn)的角度把復(fù)雜的功能進(jìn)一步分解 是數(shù)據(jù)流圖的進(jìn)一步細(xì)化 設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu) 注意典型的體系結(jié)構(gòu) 組織模塊成良好的層次關(guān)系 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù) 確定測(cè)試計(jì)劃 編寫設(shè)計(jì)文檔 內(nèi)容說(shuō)明、用戶手冊(cè)、測(cè)試計(jì)劃、詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè) 計(jì)說(shuō)明 審查和復(fù)查 軟件工程 (Software Engineering
3、) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 6 4.1 設(shè)計(jì)過(guò)程 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 7 4.2 設(shè)計(jì)原理 模塊化 模塊：由邊界元素限定的相鄰程序元素的序列，有一個(gè)總體標(biāo)識(shí)符 獨(dú)立命名的、可尋址的構(gòu)件 抽象：抽出事物的本質(zhì)特性而暫時(shí)不考慮它們的細(xì)節(jié) 求精： 細(xì)化的過(guò)程 信息隱藏 某個(gè)模塊中包含的信息不被不需要這些信息的其他模塊訪問(wèn)。 軟件體系結(jié)構(gòu) 軟件的整體結(jié)構(gòu)和這種結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)提供概念上完整性的方式 是程序構(gòu)件的結(jié)構(gòu)或組織，這些構(gòu)件交互的形式以及這些構(gòu)件所有數(shù)據(jù)的結(jié) 構(gòu) 軟件工程 (Software
4、 Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 8 4.2 設(shè)計(jì)原理 模塊獨(dú)立 模塊化、抽象、信息隱藏和局部化的結(jié)構(gòu) 耦合 軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊之間互連程度的度量 數(shù)據(jù)耦合：如果兩個(gè)模塊彼此間通過(guò)參數(shù)交換信息，而且交換的信息僅僅是數(shù)據(jù) 控制耦合：如果兩個(gè)模塊彼此間通過(guò)參數(shù)交換信息，且傳遞的信息中有控制信息 特征耦合：模塊只需要傳遞的參數(shù)中的部分?jǐn)?shù)據(jù) 公共耦合：兩個(gè)或以上的模塊通過(guò)一個(gè)公共數(shù)據(jù)環(huán)境相互作用 內(nèi)容耦合： （ 1）一個(gè)模塊訪問(wèn)另一個(gè)模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù) （ 2）一個(gè)模塊不通過(guò)正常入口二轉(zhuǎn)道另一個(gè)模 塊的內(nèi)部 （ 3）兩個(gè)模塊有一部分程序代碼重疊 （ 4）一個(gè)模塊
5、有多個(gè)入口 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 9 4.2 設(shè)計(jì)原理 內(nèi)聚標(biāo)志一個(gè)模塊內(nèi)各個(gè)元素彼此結(jié)合的緊密程度 ，它是信息隱蔽和局部化概念的自然擴(kuò)展。簡(jiǎn)單地 說(shuō)，理想內(nèi)聚的模塊只做一件事情 低內(nèi)聚有：偶然內(nèi)聚、邏輯內(nèi)聚、時(shí)間內(nèi)聚 中內(nèi)聚有：過(guò)程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚 高內(nèi)聚有：順序內(nèi)聚、功能內(nèi)聚 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 10 4.2 設(shè)計(jì)原理 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide
6、11 4.3 啟發(fā)規(guī)則 改進(jìn)軟件結(jié)構(gòu)提高模塊獨(dú)立性 模塊規(guī)模適中 深度、寬度、扇出、扇入應(yīng)適中 模塊的作用域應(yīng)在控制域之內(nèi) 降低模塊接口的復(fù)雜程度 設(shè)計(jì)單入口單出口模塊 模塊功能應(yīng)可以預(yù)測(cè) 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 12 4.4 描述軟件結(jié)構(gòu)的工具 層次圖和 HIPO圖（ P96） 結(jié)構(gòu)圖（ P97） 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 13 4.5 變換流與事物流 變換流 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息
7、科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 14 4.5 變換流與事物流 事物流 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 15 4.5 變換流與事物流 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 16 4.5 變換流與事物流 變換分析 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 17 4.5 變換流與事物流 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 18
8、 4.5 變換流與事物流 事物分析 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 19 4.6 舉例 客 戶 1 選 擇 航 班 日 期 和 機(jī) 場(chǎng) 日 期 和 機(jī) 場(chǎng) 日 期 和 機(jī) 場(chǎng) 代 碼 2 顯 示 可 用 航 班 D 1 航 班 可 用 航 班 屏 幕 D 2 航 班 詳 情 可 用 航 班 詳 情 航 空 公 司 3 選 擇 航 班 可 用 航 班 詳 情 4 選 擇 可 用 的 座 位 所 選 的 航 班 和 座 位 信 息 客 戶 航 班 屏 幕 航 班 價(jià) 格 和 可 用 性 5 預(yù) 定 航 班 作 為 選 擇 所
9、 選 的 航 班 客 戶 信 息 信 用 拒 絕 6 用 客 戶 信 用 卡 支 付 信 用 卡 信 息信 用 確 認(rèn) 信 用 卡 系 統(tǒng) 信 用 卡 信 息 信 用 確 認(rèn) 7 更 新 航 空 公 司 航 班 信 息 航 班 信 息 航 空 公 司 機(jī) 票 購(gòu) 買 D 3 客 戶 主 文 件 D 4 航 班 預(yù) 定 客 戶 信 息 航 班 信 息 8 產(chǎn) 生 電 子 機(jī) 票 航 班 信 息 電 子 機(jī) 票 電 子 郵 件 確 認(rèn) 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 20 4.6 舉例 某時(shí)裝郵購(gòu)供應(yīng)商?？蛻敉ㄟ^(guò)電話、傳真和
10、郵寄一個(gè)包含 每種商品目錄的定貨單，或通過(guò) WEB站點(diǎn)下定單 把新客戶添加到客戶文件。把客戶文件添加到主文件中時(shí) ，為他們分配一個(gè)客戶編號(hào)，在下一次定貨時(shí)使用。 執(zhí)行查詢，讓客戶知道某個(gè)商品當(dāng)前的銷售價(jià)格和可供銷 售的數(shù)量 處理客戶定單。驗(yàn)證所有定單的信息都是正確的，并且定 貨的客戶都有一個(gè)記錄，如果客戶記錄不存在，則把他加 入主文件。輸入定單時(shí)，更新客戶和商品主記錄字段 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 21 4.6 舉例 如果客戶訂購(gòu)的商品數(shù)量大于庫(kù)存，則把已訂購(gòu)的商品信 息發(fā)給庫(kù)存控制部門，從供應(yīng)商處接收到訂購(gòu)的商品
11、時(shí)， 發(fā)給客戶 定單發(fā)給倉(cāng)庫(kù)，那里供應(yīng)訂購(gòu)的商品 發(fā)貨單附加到已填寫的定單上，準(zhǔn)備郵件標(biāo)簽，并把定單 發(fā)給客戶 定單信息用來(lái)產(chǎn)生所有客戶的計(jì)帳表單，把購(gòu)貨金額計(jì)到 他們?cè)诠镜膸羯?定貨信息用來(lái)為財(cái)務(wù)部門產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)收帳戶報(bào)表 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 22 4.6 舉例 客 戶 會(huì) 計(jì) 部 門 0 訂 單 處 理 系 統(tǒng) 庫(kù) 存 控 制 部 門 客 戶 倉(cāng) 庫(kù) 客 戶 訂 單 應(yīng) 收 帳 戶 信 息 新 客 戶 信 息 備 訂 的 商 品 已 發(fā) 貨 的 訂 單 客 戶 計(jì) 帳 表 單 商 品 信 息 訂 單 挑
12、 選 列 表 訂 購(gòu) 貨 物 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 23 4.6 舉例 客 戶 會(huì) 計(jì) 部 門 庫(kù) 存 控 制 部 門 客 戶 倉(cāng) 庫(kù) D 2 商 品 主 文 件 1 增 加 客 戶 訂 單 商 品 記 錄 備 訂 的 商 品 客 戶 訂 單 2 增 加 客 戶 記 錄 新 客 戶 信 息 D 1 客 戶 族 文 件客 戶 記 錄 3 產(chǎn) 生 選 擇 卡 片 未 完 成 的 訂 單 4 準(zhǔn) 備 發(fā) 貨 通 知 單 未 完 成 的 訂 單 訂 單 選 擇 列 表 5 發(fā) 送 客 戶 訂 購(gòu) 的 貨 物 訂 購(gòu) 貨
13、 物 客 戶 發(fā) 貨 通 知 單 7 產(chǎn) 生 應(yīng) 收 帳 戶 6 創(chuàng) 建 客 戶 表 單 D 1 客 戶 族 文 件 客 戶 名 和 地 址 客 戶 記 錄 發(fā) 送 訂 購(gòu) 的 貨 物 客 戶 計(jì) 帳 表 單 客 戶 記 錄 客 戶 記 錄 應(yīng) 收 帳 戶 報(bào) 表 未 完 成 的 記 錄 未 完 成 的 記 錄 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 24 4.6 舉例 客 戶 會(huì) 計(jì) 部 門 庫(kù) 存 控 制 部 門 客 戶 倉(cāng) 庫(kù) D 2 商 品 主 文 件 1 增 加 客 戶 訂 單 商 品 記 錄 備 訂 的 商 品 客
14、戶 訂 單 2 增 加 客 戶 記 錄 新 客 戶 信 息 D 1 客 戶 族 文 件客 戶 記 錄 3 產(chǎn) 生 選 擇 卡 片 未 完 成 的 訂 單 4 準(zhǔn) 備 發(fā) 貨 通 知 單 未 完 成 的 訂 單 訂 單 選 擇 列 表 5 發(fā) 送 客 戶 訂 購(gòu) 的 貨 物 訂 購(gòu) 貨 物 客 戶 發(fā) 貨 通 知 單 7 產(chǎn) 生 應(yīng) 收 帳 戶 6 創(chuàng) 建 客 戶 表 單 D 1 客 戶 族 文 件 客 戶 名 和 地 址 客 戶 記 錄 發(fā) 送 訂 購(gòu) 的 貨 物 客 戶 計(jì) 帳 表 單 客 戶 記 錄 客 戶 記 錄 應(yīng) 收 帳 戶 報(bào) 表 未 完 成 的 記 錄 未 完 成 的 記 錄 軟
15、件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 25 Example 開發(fā)一個(gè)學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng) 學(xué)生可以隨時(shí)查詢自己的成績(jī)單 教務(wù)人員可以通過(guò)該系統(tǒng)維護(hù)學(xué)生信息、課程信息和 成績(jī)信息 系統(tǒng)必須提供必要的安全措施以防非法存取 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 26 Structured Analysis Process (1) 數(shù)據(jù)建模 實(shí)體：學(xué)生、課程、成績(jī) 屬性： 學(xué)生： 學(xué)號(hào)、姓名、性別、出生日期、入學(xué)年月 課程：課程編號(hào)、課程名稱、課程學(xué)分、課程描述 成績(jī)：學(xué)號(hào)
16、、課程編號(hào)、分?jǐn)?shù)、考核日期 ERD 學(xué)生 成績(jī) 課程選課 M N 1 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 27 Structured Analysis Process (2) 功能建模 第 0層 DFD 教務(wù)人員維護(hù)學(xué)生信息和課程信息 ， 并登錄學(xué)生的選課成績(jī)； 學(xué)生查詢自己的成績(jī)單 。 教務(wù)人員 0 學(xué)生 成績(jī)管理 學(xué)生 查詢請(qǐng)求 查詢結(jié)果 學(xué)生信息 課程信息 成績(jī) 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 28 Structured Analysis Pro
17、cess (3) 第 1層 DFD 對(duì)第 0層 DFD圖中的一個(gè)加工 “ 學(xué)生成績(jī)管理 ” 進(jìn)行展開。 教務(wù)人員 1 錄入 學(xué)生信息 學(xué)生 2 錄入 課程信息 課程 3 登記 學(xué)生成績(jī) 成績(jī) 4 查詢 學(xué)生成績(jī) 學(xué)生 查詢請(qǐng) 求 查詢結(jié)果 學(xué)生信息 課程信息 成績(jī) 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 29 Structured Analysis Process (4) 第 2層 DFD 對(duì)第 1層 DFD圖中的一個(gè)加工 “ 查詢學(xué)生成績(jī) ” 進(jìn)行展開。 學(xué)生 4.1 合法性 檢查 4.2 查詢成績(jī) 查詢 請(qǐng)求 查詢條件 學(xué)生
18、 課程 成績(jī) 查詢結(jié)果 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 30 Structured Analysis Process (6) 編寫數(shù)據(jù)字典 學(xué)生 數(shù)據(jù)項(xiàng)名： 學(xué)生 描述： 包括學(xué)生的主要信息 別名： 無(wú) 定義： 學(xué)號(hào) + 姓名 + 性別 + 出生日期 + 入學(xué)年月 數(shù)據(jù)量： 10000 左右 峰值： 隨時(shí)，經(jīng)常在新生入學(xué)時(shí)期 其他說(shuō)明： 在系統(tǒng)功能擴(kuò)充時(shí)可能增加定義項(xiàng) 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 31 Structured Analysis P
19、rocess (7) 學(xué)號(hào) 數(shù)據(jù)項(xiàng)名： 學(xué)號(hào) 描述： 唯一標(biāo)識(shí)學(xué)生的編號(hào) 別名： 無(wú) 類型： 字符串 長(zhǎng)度： 6 位字符 其他說(shuō)明： 學(xué)號(hào)不能重復(fù) 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 32 Structured Analysis Process (8) 學(xué)生成績(jī)查詢 數(shù)據(jù)流名： 學(xué)生成績(jī)查詢 描述： 系統(tǒng)處理的一個(gè)命令 別名： 無(wú) 頻率： 10000 次左右 峰值： 隨時(shí)，經(jīng)常在學(xué)期開學(xué) 其他說(shuō)明： 在系統(tǒng)功能擴(kuò)充時(shí)可能增加種類 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 S
20、lide 33 Structured Analysis Process (9) 行為建模 學(xué)生成績(jī)信息需要采取安全措施，可以采取登錄方法避免非法使用系統(tǒng)。這樣 ，該系統(tǒng)存在 “ 登錄 ” 、 “ 正常 ” 和 “ 出錯(cuò) ” 等狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。 正常 成功 出錯(cuò)處理 失敗 處理完畢 登錄 退出 取消 退出 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 34 劃分 建立體系結(jié)構(gòu) 軟件工程 (Software Engineering) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 魏東 Slide 35 車輛跟蹤系統(tǒng)分析 車輛附加 GPS/GPRS終端 接收系統(tǒng)接收 GPRS通信信息 解讀 GPS位置信息，車輛運(yùn)行信息 系統(tǒng)保存歷史數(shù)據(jù) 在電子地圖上顯示車輛運(yùn)行位置 可以查詢車輛相關(guān)信息 可以查詢車輛運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)
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