第三篇——軟件工程之結構化設計方法

   軟件工程有很大的一個章節介紹結構化分析方法。對於結構化分析，我認爲它是總體和細節的橋樑，把一個軟件總體分紅幾個塊，不一樣的塊負責不一樣的內容，好比數據輸入，數據處理，數據輸出；而後在塊的基礎上敲定細節，須要讀入哪些數據，數據的類型，怎麼讀入數據，數據輸入後的計算、查詢、添加、刪除、修改，數據輸出的格式等等。一個軟件多是一個很大的工程，可是它也是由許多小部件搭建起來的，如何肯定這些小部件，這時候就須要用到結構化分析方法。對於結構化的具體知識，結合書上的內容，作了一個整理。可能不完善，可是對於基本概念的掌握頗有幫助。

  結構化分析方法是在模塊化，自頂向下逐步細化及結構化程序設計基礎之上發展起來的，能夠分爲兩類：一類是根據系統系統的數據流進行設計，還有一類是根據系統的數據結構進行設計。

   軟件設計的5個原則：

1 分而治之：將大型複雜的問題分解成許多容易的小問題，軟件的體系設計，模塊化設計都是分而治之的具體策略。

2 模塊獨立性：指軟件系統中每一個模塊只設計軟件要求的具體子功能，與軟件系統中其餘模塊的藉口是簡單的。耦合性越高，模塊獨立性越若弱。

3 提升抽象層次：抽象是指護士一個主題中與當前目標無關的方面，以便更注意與當前目標有關的方面。軟件設計時，儘可能提升軟件的抽象層次，按抽象級別從高到低進行軟件設計，將軟件的體系結構，按自頂向下方式，對各個層次的過程細節和數據細節逐層細化，直到用程序設計的語句可以實現爲止。固然實現這個過程須要咱們對軟件的接口，模塊的運行等等有足夠的熟悉。

4 複用性設計：指在構造新的軟件的時候，沒必要從零作起，能夠直接使用已有的軟構件便可組裝成新的系統。

5 靈活性設計：引入靈活性的方法有，下降耦合並提升內聚（易於提升替換功能）；創建抽象（建立有多態操做的接口和父類）；不要將代碼寫死（消除代碼中的常數）；拋出異常（由操做的調用者處理異常）；使用並建立可複用的代碼。

   模塊結構及表示：

   一個軟件系統須要不少模塊（包括程序設計中的函數和子程序）組成，稱不能再分解的模塊爲原子模塊。若是一個軟件系統的所有實際加工（數據處理或計算）都有原子模塊來完成，而其餘全部非原子模塊僅僅執行控制或協調功能，這樣的系統就是徹底因子分解的系統，可是大多數系統作不到徹底因子分解。

模塊通常分爲四類：傳入模塊、傳出模塊、變換模塊（從上級調用模塊取得數據，進行特定的處理，轉換成其餘形式，再將加工結果返回給調用模塊）、協調模塊。

   傳入模塊：取得輸入數據，通過某些處理，再將其傳送給其餘模塊；

　傳出模塊：輸出數據，在輸出以前可能進行某些處理，數據可能被傳輸到系統的外部，也可能會輸出到其餘模塊進行進一步的處理，但最終目的是輸出到系統的外部；

　變換模塊：也叫加工模塊，從上級調用模塊取得數據，進行特定的數據處理，轉換成其餘形式，再將加工結果返回給調用模塊；

　協調模塊：經過調用，協調和管理其餘模塊來完成特定的功能；

模塊的結構有樹狀結構和網狀結構。

　在樹狀結構中，位於最上層的根部是頂層模塊，它是程序的主模塊，與其聯繫的有若干下屬模塊，各下屬模塊還能夠進一步引出更下一層的下屬模塊；

　網狀結構則徹底不一樣，在網狀結構中，任意兩個模塊之間均可以有調用關係，任何兩個模塊都是平等的，沒有從屬關係；

結構圖（SC）：清楚地反映軟件模塊之間的層次調用關係和聯繫，它不只嚴格地定義了各個模塊的名字，功能和接口，並且還集中地反映了設計思想。

　在結構圖中，兩個模塊之間用單向箭頭聯結。箭頭從調用模塊指向被調用模塊，表示調用模塊調用了被調用模塊，可是被調用模塊執行完成後，控制又返回到調用模塊；爲了表示在模塊之間傳遞的數據或者控制信息，在聯合模塊的箭頭旁邊給出短箭頭，而且用尾端帶有空心圓的短箭頭表示數據信息，用尾端帶有實心圓的短箭頭表示控制信息。一般在短箭頭的附近應注有信息的名字。當模塊A有條件地調用另外一個模塊B時，在模塊A的箭頭尾部標以一個菱形符號。當一個模塊A反覆地調用模塊C和模塊D時，在調用箭頭尾部則標以一個弧形符號。

　在多層次的結構圖中，模塊結構的層次數成爲結構圖的深度。結構圖的深度在必定意義上反映了程序結構的規模和複雜程度。對於中等規模程度的程序，其結構圖的深度約爲10左右。結構圖中同一層模塊的最大模塊數稱爲結構圖的寬度。模塊的扇入和扇出：扇出表示一個模塊直接調用或控制下屬模塊的數目，扇入則定義爲調用或控制一個給定模塊的調用模塊的數目。多扇入的模塊一般是公用模塊。

　在軟件工程這門課程中，結構化是比較實用的一章，掌握結構化設計的方法，對於咱們在軟件編程中有流程指導做用。