软件开发过程与质量保证4软件设计20093实用教案

1、场景(chng jng)互动 根据下列(xili)需求陈述给出对应的实现方式。 网上银行身份验证功能： 根据用户的银行客户号与密码进行登录，完成初步身份验证。系统将会随机向该用户手机发送动态密码。用户再根据接收到的动态密码再次进行登录，并确认合法身份。 请按照自己理解的方式描述出该功能的实现方式。第1页/共49页第一页，共49页。1.分析(fnx)过程第2页/共49页第二页，共49页。2.分解(fnji)结构第3页/共49页第三页，共49页。 银行计算机储蓄系统的工作过程大致如下：储户填写的存款单或取款单由业务员键入系统，如果是存款则系统记录存款人相关(xinggun)信息，并印出存款收据给用

2、户；如果是取款，则系统首先核对储户密码，若密码正确，则系统计算利率并印利息清单给储户。第4页/共49页第四页，共49页。第5页/共49页第五页，共49页。第6页/共49页第六页，共49页。 结构化设计过程 从软件的需求规格(gug)说明中弄清数据流加工的过程，修改数据流图，明确新系统做什么？确定新系统的逻辑模型复查满意精化数据流图类型区分事务中心和数据接收通路映射成事务结构区分输入和输出分支映射成变换结构“事务”“变换”优化软件结构导出软件结构详细设计不满意第7页/共49页第七页，共49页。四、结构化设计(shj)方法概述 结构化设计思想 主要是在20世纪70年代由Constantine和Yo

3、urdon等总结了一些优秀的程序设计(chn x sh j)实践而发展起来的。 其最大的好处就是极大的增加了代码的复用能力。它的主要表示方法是一种分层次的结构图。 认为一个程序、一组程序或者一组系统无非是由一组功能操作来构成的，并进而吸取了结构化分析的“黑盒子”的概念。 结构化设计的目标 将软件设计为结构互相独立、功能单一的模块，建立系统的模块结构图第8页/共49页第八页，共49页。 结构化设计(shj)模型从分析模型从分析模型(mxng)到设计模型到设计模型(mxng)之间的之间的对应关系对应关系第9页/共49页第九页，共49页。五、软件(run jin)结构图 软件结构图的组成 传入模块

4、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(xitio)模块 对所有下属模块进行协调(xitio)和管理的模块。第10页/共49页第十页，共49页。 软件结构图的类型(lixng) 软件结构图的类型(lixng)源于数据流图的类型(lixng)，根据不同的数据流类型(lixng)将会产生对应的软件结构图。 数据流图的类型(lix

5、ng) 变换型数据流图 事务性数据流图 对应的软件结构图 变换型软件结构图 事务性软件结构图1.软件(run jin)结构图类型第11页/共49页第十一页，共49页。（1）变换(binhun)型软件结构图 变换型软件结构 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(shr)、中心变换和输出等三部分组成。第12页/共49页第十二页，共49页。（2）事务(shw)型软件结构图 事务型系统结构 它接受一项事务，根据(gnj)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

6、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。第13页/共49页第十三页，共49页。事务中心TT1T2T3T4数据流事务流数据路径第14页/共49页第十四页，共49页。第15页/共49页第十五页，共49页。2.变换分析 变换分析步骤 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(shngcng)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。第16页/共49页第十六页，共49页。 进行变换分析时需注意的内容 在

7、选择模块设计的次序时，必须(bx)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。第17页/共49页第十七页，共49页。 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，可设中间层次。 如果出现了以下

8、情况，就停止模块的功能分解： 当模块不能再细分为明显的子任务时； 当分解成用户提供的模块或程序库的子程序时； 当模块的界面是输入输出设备传送的信息时； 当模块不宜再分解得过小时。 变换分析是软件系统结构设计的主要(zhyo)方法。第18页/共49页第十八页，共49页。例子例子(l zi)(l zi)第19页/共49页第十九页，共49页。1格式格式检查检查3产生产生收据收据2计算计算汇费汇费4记账记账汇款单汇款单合格的合格的汇款单汇款单处理后的处理后的汇款单汇款单收据收据明细账明细账变换中心变换中心输出输出输入输入业务业务数据数据练习(linx)第20页/共49页第二十页，共49页。汇款处理系统

9、汇款处理系统取得合格取得合格汇款单汇款单计算计算汇费汇费记账记账输出处理后输出处理后的汇款单的汇款单输入汇款单输入汇款单格式检查格式检查产生收据产生收据打印收据打印收据合格的合格的汇款单汇款单处理后的处理后的汇款单汇款单合格的合格的汇款单汇款单业务数据业务数据处理后的处理后的汇款单汇款单汇款单汇款单合格的合格的汇款单汇款单汇款单汇款单处理后的处理后的汇款单汇款单收据收据收据收据业务数据业务数据第21页/共49页第二十一页，共49页。3.事务(shw)分析 事务分析 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

10、析一样，事务分析也是从分析数据流图开始，自顶向下，逐步(zhb)分解，建立系统到结构图。第22页/共49页第二十二页，共49页。 事务分析(fnx)具体步骤 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(fnx)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(fnx)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

11、。 注意利用公用模块 在事务分析(fnx)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。第23页/共49页第二十三页，共49页。 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(cozu)模块 对操作(cozu)模块规定它们的全部细节模块 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。第24页/共49页第二十四页，共49页。例子例

12、子(l zi)(l zi)第25页/共49页第二十五页，共49页。第26页/共49页第二十六页，共49页。 调整(tiozhng)后的软件结构图第27页/共49页第二十七页，共49页。要求类要求类型处理型处理图书管理要求图书管理要求无效输入无效输入1.11.1新书入库新书入库1.21.2还还入库单入库单罚款单罚款单1.51.5注销图书注销图书1.31.3还书还书1.41.4目录文件目录文件借书单借书单书书单单注销单注销单借书借书借书文件借书文件罚款单罚款单事务事务中心中心第28页/共49页第二十八页，共49页。图书处理系统图书处理系统取得图书取得图书处理要求处理要求修改目修改目录文件录文件操作

13、层操作层细节层细节层新书入库新书入库注销图书注销图书借书借书还书还书打印罚打印罚款单款单修改借修改借书文件书文件图书管图书管理要求理要求入库单入库单借书单借书单还书单还书单注销单注销单第29页/共49页第二十九页，共49页。4.优化设计(shj) 优化设计 将初始结构图根据模块独立性原则进行精化，对模块进行合并、分解(fnji)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，产生设计文档的系统最终结构图。第30页/共49页第三十页，共49页。 优化设计基本原则(yunz) 合理控制系统的深度与宽度 合理控制模块的扇出数（扇出数57） 模块的大小要适当 消除重复的

14、功能 作用范围要在控制范围之内 设计单入口单出口模块第31页/共49页第三十一页，共49页。例子(l zi)步骤(bzhu)1：评审和精化软件的数据流图。住宅安全系统顶层图（第0层图）控制面板传感器控制面板显示器报警器电话线用户命令和数据传感器状态显示信息警报类型电话号码音住宅安全系统第32页/共49页第三十二页，共49页。控制面板传感器用户命令和数据监控传感器用户操作配置系统处理密码启动/停止系统显示信息和状态控制面板显示器报警器电话线配置信息密码配置请求启动/停止有效的ID 信息。配置数据配置数据配置数据A/D信息传感器信息传感器状态警报类型电话号码音住宅安全系统的第1层DFD图第33页/

15、共49页第三十三页，共49页。步骤步骤2：确定：确定DFD含有变换流还是含有变换流还是(hi shi)事务流事务流第34页/共49页第三十四页，共49页。读取传感器获取反馈信息建立报警环境选择电话号码与电话线路建立联系生成脉冲格式化显示内容生成显示内容生成报警信号配置信息配置数据传感器ID类型，位置格式化的ID，类型，位置传感器信息警报类型警报数据传感器状态传感器ID，设置警报状况代码，传感器ID，时间信息数字列表电话号码电话号码音就绪电话号码音具有边界的监视传感器加工的第3层DFD图步骤步骤3：刻画输入和输出流的边界：刻画输入和输出流的边界(binji),隔离变换中心。隔离变换中心。 输入流

16、被描述成信息从外部形式变换为内部信输入流被描述成信息从外部形式变换为内部信 息的路径。息的路径。 输出流是信息从内部形式变换为外部形式的路径。输出流是信息从内部形式变换为外部形式的路径。第35页/共49页第三十五页，共49页。步骤步骤4：完成：完成(wn chng)软件结构的顶层模块和第一层结构图软件结构的顶层模块和第一层结构图第36页/共49页第三十六页，共49页。步骤步骤5：完成：完成(wn chng)软件结构的第二层结构转化软件结构的第二层结构转化第37页/共49页第三十七页，共49页。完成完成(wn chng)软件结构的第一软件结构的第一次迭代次迭代第38页/共49页第三十八页，共49

17、页。监视传感器主控模块警报输出控制模块产生显示信息生成报警信号与电话线路建立联系生成脉冲获取反馈信息读取传感器建立报警环境步骤步骤6：用提高软件质量的启发：用提高软件质量的启发(qf)信息，精化第一次迭信息，精化第一次迭 代得到的程序结构代得到的程序结构第39页/共49页第三十九页，共49页。 事务分析 事务分析方法的具体步骤 重画数据流图 确定事务流和变换流 标识事务中心、事务接收路径和事务处理路径 设计(shj)软件结构的顶层和第一层 设计(shj)软件结构的第二层第40页/共49页第四十页，共49页。具有边界的用户(yngh)交互子系统的第2层DFD步骤步骤(bzhu)1：评审和精化软件

18、的数据流图：评审和精化软件的数据流图步骤步骤(bzhu)2：确定：确定DFD含有变换流还是事务流特征。含有变换流还是事务流特征。步骤步骤(bzhu)3：标识事务中心和每条动作路径上的流特征。：标识事务中心和每条动作路径上的流特征。软件结构第一层图软件结构第二层图第41页/共49页第四十一页，共49页。事务映射事务映射(yngsh)过程过程步骤步骤4：将：将DFD映射到一个适合映射到一个适合(shh)于进行事务处理的程序结构上于进行事务处理的程序结构上第42页/共49页第四十二页，共49页。用户(yngh)交互子系统的第一层软件结构图第43页/共49页第四十三页，共49页。用户用户(yngh)交互子系统的第一次迭代软件结构图交互子