一、軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)主要是將實(shí)體關(guān)系轉(zhuǎn)化為文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)。至于體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是對軟件模塊之間的關(guān)系進(jìn)行定義。而接口設(shè)計(jì)則是以數(shù)據(jù)流圖對系統(tǒng)內(nèi)部中的各種關(guān)系及交互機(jī)制進(jìn)行定義。最后，過程設(shè)計(jì)則是對軟件各組成部分的算法以及內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)確定下來，并采取某種形式對算法進(jìn)行描述。如果從工程管理這一角度出發(fā)的話，則軟件設(shè)計(jì)則可以分為概要設(shè)計(jì)以及詳細(xì)設(shè)計(jì)這兩部分，其中概要設(shè)計(jì)主要包含軟件需求到軟件體系結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)級接口的確定等。至于詳細(xì)設(shè)計(jì)則是對每個模塊的實(shí)現(xiàn)算法以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定、采取合理的方法對算法以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)進(jìn)行表示。

二、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的具體實(shí)施方法

1、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)流程

（1）對數(shù)據(jù)流圖進(jìn)行研究、分析及審查，這主要可以幫助我們從軟件需求規(guī)格說明中掌握數(shù)據(jù)流加工過程。

（2）以數(shù)據(jù)流圖為依據(jù)對數(shù)據(jù)處理的類型進(jìn)行確定，需要注意的是，針對事務(wù)型及變換型，我們要對其進(jìn)行分別分析及處理。

（3）通過數(shù)據(jù)流圖對系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行推導(dǎo)。

（4）采取啟發(fā)式原則對系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行改進(jìn)，直到結(jié)構(gòu)圖滿足我們的要求為止。

（5）利用數(shù)據(jù)字典以及分析模型ER圖對數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這又包括數(shù)據(jù)文件設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。

（6）以狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、加工規(guī)格說明為依據(jù)，進(jìn)行過程設(shè)計(jì)。

2、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

（1）基于數(shù)據(jù)流方法設(shè)計(jì)過程。這一設(shè)計(jì)方法也被稱之為過程驅(qū)動設(shè)計(jì)方法，在使用這一方法的過程中，主要是和軟件需求分析階段的SA進(jìn)行銜接，然后將數(shù)據(jù)流圖所表示的信息轉(zhuǎn)化為程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)描述。

（2）典型數(shù)據(jù)流及典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。對于典型數(shù)據(jù)流類型來說在，主要包括事務(wù)型數(shù)據(jù)流以及變換型數(shù)據(jù)流，在數(shù)據(jù)流的類型存在區(qū)別的時(shí)候，其所獲得的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也會存在差異。一般來說，我們會把系統(tǒng)中的全部數(shù)據(jù)流認(rèn)作變換流，數(shù)據(jù)沿輸入通道進(jìn)到系統(tǒng)中，經(jīng)歷數(shù)據(jù)變化，把數(shù)據(jù)外部形勢轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)部表示，再利用變化中心進(jìn)行處理，最后沿輸出通道離開系統(tǒng)，而這種數(shù)據(jù)就被稱之為變換流。不過，在遇到明顯帶有事務(wù)特性數(shù)據(jù)流的時(shí)候，則最好采取事務(wù)型映射方法設(shè)計(jì)。具體來說，變換流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖主要包括了輸入、變換中心以及輸出這三個部分。至于事務(wù)流，其數(shù)據(jù)則會沿輸入通道到達(dá)事務(wù)中心，然后事務(wù)中心將以輸入數(shù)據(jù)的類型為依據(jù)選擇一個動作進(jìn)行執(zhí)行，在事務(wù)流中，事務(wù)中心是明顯存在的，各種活動流將以事務(wù)中心作為起點(diǎn)按照輻射的形狀流出。

（3）變換映射方法。所謂變換分析，主要是從數(shù)據(jù)流圖中將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖導(dǎo)出，其具體的步驟為：首先，對數(shù)據(jù)流圖進(jìn)行重畫；其次，對有效輸入、有效輸出以及變換中心部分進(jìn)行區(qū)分；第三，進(jìn)行一級分解及二級分解。具體來說，在對數(shù)據(jù)流圖進(jìn)行重畫的過程中，為建立好系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，要對數(shù)據(jù)流圖進(jìn)行平鋪，其中物流輸入在左邊，物理輸出在右邊。至于確定有效輸入、有效輸出以及變換中心的過程中，則要注意程序的核心功能為變換中心，輸入屬于邏輯輸入流，而輸出屬于邏輯輸出流。而第一級分級中，頂層模塊負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)功能，它又可以分為輸入控制模塊、變換控制模塊以及輸出控制模塊。第二級分解則可以分為輸入控制模塊的分解、輸出模塊的分級以及有效控制模塊的分解。

（4）事務(wù)型映射方法。在事務(wù)分析的過程中，其流程也是由數(shù)據(jù)流圖的分析開始，從頂?shù)较拢M(jìn)行逐步的分解，最終建立起系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。其具體步驟可以總結(jié)為：首先，對事務(wù)中心以及每條活動流流特性進(jìn)行確定；其次，將數(shù)據(jù)流圖映射為高層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；第三，進(jìn)行進(jìn)一步的分解，將事務(wù)處理模塊中全面的下層操作模塊確定下來。

（5）模塊結(jié)構(gòu)改進(jìn)的方法。首先，模塊功能的完善。對于一個完整的模塊來說，其主要應(yīng)包含以下幾個部分：對規(guī)定功能的部分進(jìn)行執(zhí)行；在模塊難以完成規(guī)定功能的時(shí)候，則要對出錯標(biāo)志進(jìn)行回送，在需要的時(shí)候可以將數(shù)據(jù)返回給其調(diào)用者。其次，將重復(fù)內(nèi)容消除，對軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善。具體來說，針對一些結(jié)構(gòu)完全相似的情況，可以使用完全合并的方法。至于局部相似，我們則要找到相同的部分，將其分離出去，然后進(jìn)行一個獨(dú)立下層模塊的重新定義，當(dāng)然，也可以使其和上級模塊進(jìn)行合并。第三，對模塊作用范圍進(jìn)行控制。針對設(shè)計(jì)過程中作用范圍并不在控制范圍之中的情況，我們可以采取以下措施實(shí)現(xiàn)作業(yè)范圍的轉(zhuǎn)移：把判定所在模塊合并至父模塊之中，使判定處在比較高的層次之中；對受到判定影響的模塊進(jìn)行下移，使其轉(zhuǎn)移至控制范圍中；把判定上移到層次高的位置。第四，盡量降低高扇結(jié)構(gòu)，在一個模塊中，如果存在的扇出數(shù)比較大，則表示這一模塊存在著比較復(fù)雜的情況，我們要對下屬模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制，并盡量多增加一些中間層次的控制模塊。第五，確保模塊大小合適。一般來說，在衡量模塊大小的時(shí)候，我們主要以模塊中所含的語句數(shù)量作為依據(jù)，一般來說，語句的行數(shù)要控制在50到100的范圍內(nèi)，而且應(yīng)保持在一頁紙中，最大的時(shí)候也不得超過500行。

三、結(jié)語

本文關(guān)于結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法的研究雖然具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)作用，但是受制于篇幅的限制，也還存在很多不足之處，基于此，還希望各位程序設(shè)計(jì)人員能夠加強(qiáng)這方面的學(xué)習(xí)和探索，為提升軟件設(shè)計(jì)的水平而共同努力。

作者：劉薇 單位：同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院