软件工程7-面向过程的系统设计
面向过程的系统设计
总体设计
- 首先研究、分析和审查数据流图。从软件的需求规格说明中弄清数 据流加工的过程，对于发现的问题及时解决。
- 然后根据数据流图决定问题的类型。数据处理问题典型的类型有 两种：变换型和事务型。针对两种不同的类型分别进行分析处理。
- 由数据流图推导出系统的初始结构图。
- 利用一些启发式原则来改进系统的初始结构图，直到得到符合要 求的结构图为止。
- 修改和补充数据词典。
系统结构图
模块
- 传入模块：从下属模块取得数据，经过某些处理，再将其传送给上级模块。 它传送的数据流叫做逻辑输入数据流。
- 传出模块：从上级模块获得数据，进行某些处理，再将其传送给下属模块。 它传送的数据流叫做逻辑输出数据流。
- 变换模块：它从上级模块取得数据，进行特定的处理，转换成其它形式，再 传送回上级模块。它加工的数据流叫做变换数据流。
- 协调模块：对所有下属模块进行协调和管理的模块。
变换分析
变换型数据处理问题的工作过程大致分为三步，即取得数据，变换数据和给出数据。
相应于取得数据、变换数据、给出数据，变换型系统结构图由输入、中心变换和输出等三部分组成。
变换分析方法由以下四步组成：
- 重画数据流图；
- 区分有效（逻辑）输入、有效（逻辑） 输出和中心变换部分；
- 进行一级分解，设计上层模块；
- 进行二级分解，设计输入、输出和中心 变换部分的中、下层模块。
注意：
- 在选择模块设计的次序时，必须对 一个模块的全部直接下属模块都设计完 成之后，才能转向另一个模块的下层模 块的设计；
- 在设计下层模块时，应考虑模块的 耦合和内聚问题，以提高初始结构图的 质量。
- 使用“黑箱”技术: 在设计当前模块时，先把这个模块的所有下层模块定义成“黑 箱”，在设计中利用它们时，暂时不考虑其内部结构和实现。在这一步定义好的“黑 箱”，在下一步就可以对它们进行设计和加工。这样，又会导致更多的“黑箱”。最 后，全部“黑箱”的内容和结构应完全被确定。
- 在模块划分时，一个模块的直接下属模块一般在5个左右。如果直接下属模块超过 10个，可设立中间层次。
- 如果出现了以下情况，就停止模块的功能分解：
- 模块不能再细分为明显的子任务；
- 分解成用户提供的模块或程序库的子程序；
- 模块的界面是输入／输出设备传送的信息；
- 模块不宜再分解得过小。
事务分析
接受一项事务，根据事务处理的特点和性质，选择分派一个适当的处理单元，然后给出结果。
在事务型系统结构图中，事务中心模块按所接受的事务 的类型，选择某一事务处理模块执行。各事务处理模块 并列。每个事务处理模块可能要调用若干个操作模块， 而操作模块又可能调用若干个细节模块。
在很多软件应用中，存在某种作业 数据流，它可以引发一个或多个处 理，这些处理能够完成该作业要求 的功能。这种数据流就叫做事务。
与变换分析一样，事务分析也是从 分析数据流图开始，自顶向下，逐 步分解，建立系统结构图。
过程：
- 识别事务源：利用数据流图和数据词典，从问题定义和需求分析的结果中，找出各种需要处理的事 务。通常，事务来自物理输入装置。有时，设计人员还必须区别系统的输入、中心加 工和输出中产生的事务。
- 规定适当的事务型结构：在确定了该数据流图具有事务型特征之后，根据模块划分理论，建立适当的事务型结 构。
- 识别各种事务和它们定义的操作：从问题定义和需求分析中找出的事务及其操作所必需的全部信息，对于系统内部产生 的事务，必须仔细地定义它们的操作。
- 注意利用公用模块 在事务分析的过程中，如果不同事务的一些中间模块可由具有类似的语法和语义的若 干个低层模块组成，则可以把这些低层模块构造成公用模块
- 对每一事务，或对联系密切的一组事务，建立一个事务处理模块；如果发现在系 统中有类似的事务，可以把它们组成一个事务处理模块；
- 对事务处理模块规定它们全部的下层操作模块
- 对操作模块规定它们的全部细节模块
混合结构分析
变换分析是软件系统结构设计的主要方法。
一般，一个大型的软件系统是变换型结构和事务型结构的混合结构。
所以，我们通常利用以变换分析为主、事务分析为辅的方式进行软件结构设计
组件设计
结构化组件设计
组件级设计也称为过程设计，位于数据设计、体系结构设计和接口设计完成之后；
任何程序总可以用三种结构化的构成元素来设计和实现
- 顺序：任何算法规约中的核心处理步骤
- 条件：允许根据逻辑情况选择处理的方式
- 重复：提供了循环
详细设计工具可以分为以下三类：
- 图形设计符号：流程图、盒图等
- 表格设计符号：决策表等
- 程序设计语言：PDL等
流程图
利用各种方块图形、线条及箭头等符号来表达解决问题的步骤及进行的顺序；
流程图是算法的一种表示方式。
标准作业流程是企业界常用的一种作业方法，其目的在使每一项作业流程均能清楚呈现，任何人只要看 到流程图，便能一目了然，有助于相关作业人员对整体工作流程的掌握。
优点
- 所有流程一目了然，工作人员能掌握全局。
- 更换人手时，按图索骥，容易上手。
- 所有流程在绘制时，很容易发现疏失之处，可适时予以调整更正，使各项作业更为 严谨。
基本符号
基本结构
- 顺序结构：处理程序顺序进行
- 选择结构：包括0二元选择，多重选择，流程依据某些条件，依条件是否成立，分别进行不同处理程序。
- 循环结构
- while-do结构，依据条件是否成立，决定执行的情况。当条件 成立时，不断重复执行处理程序，直到停止执行的条 件成立后，即离开重复执行，至下一个流程。
- do-while结构，：重复执行处理程序，直到条件变成假（false）为止。
绘制原则
- 各项步骤有选择或决策结果，如“可/否”、“通过/不通过”或其他相对文字时，请检查校正流程是否 有遗漏，以避免悬而未决的状况。
- 流程图符号绘制排列顺序，为由上而下，由左而右。
- 处理程序可用阿拉伯数字，从1开始，依处理程序排列顺序编号，并以文字依处理程序功能命名。
- 相同流程图符号宜大小一致。
- 路径符号宜避免互相交叉。
- 同一路径符号的指示箭头应只有一个。
- 开始符号在流程图中只能出现一次，但结束符号则不限。若流程图能一目了然，则开始符号和结束符号 可省略。
- 选择结构与重复结构的选择或决策条件，文字叙述应简明清晰，路径加注“是”、“否”或其它相对性 文字指示说明。
- 流程图中若有参考到其他已定义流程，可使用已定义处理程序符号，不必重复绘制。
- 流程图若一页绘制不下，可以使用分级分页绘制方式，并在处理程序编号上表示其级别
盒图（N-S图）
五种基本控制结构有五种图形构件表示：
决策表
- 判定表用于表示程序的静态逻辑
- 在判定表中的条件部分给出所有的两分支判断的列表，动作部分给出相应的处理
- 要求将程序流程图中的多分支判断都改成两分支判断
PDL(伪代码)
PDL是一种用于描述功能模块的算法设计和加工细节的语言，称为程序设计语言。它是一种伪码。
伪码的语法规则分为“外语法”和“内语法”。
- PDL具有严格的关键字外语法，用于定义控制结构和数据结构
- 同时它的表示实际 操作和条件的内语法又是灵活自由的，可使用自然语言的词汇。