（4）數(shù)據(jù)流圖畫法
畫數(shù)據(jù)流圖的基本步驟概括地說，就是自外向內(nèi)，自頂向下，逐層細化，完善求精。具體步驟可按如下來做。
①先找系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源點與匯點。它們是外部實體，由它們確定系統(tǒng)與外界的接口。②找出外部實體的輸出數(shù)據(jù)流與輸入數(shù)據(jù)流。③在圖的邊上畫出系統(tǒng)的外部實體。
④從外部實體的輸出數(shù)據(jù)流（即系統(tǒng)的源點）出發(fā)，按照系統(tǒng)的邏輯需要，逐步畫出一系列邏輯加工，直到找到外部實體所需的輸入數(shù)據(jù)流（即系統(tǒng)的匯點），形成數(shù)據(jù)流的封閉。⑤按照下面所給的原則進行檢查和修改。
⑥按照上述步驟，再從各加工出發(fā)，畫出所需的子圖。
（5）進行檢查和修改的原則
①數(shù)據(jù)流圖上所有圖形符號只限于前述四種基本圖形元素。②數(shù)據(jù)流的主圖必須包括前述4種基本元素，缺一不可。
③數(shù)據(jù)流圖的主圖上的數(shù)據(jù)流必須封閉在外部實體之間，外部實體可以不只一個。④每個加工至少有一個輸入數(shù)據(jù)流和一個輸出數(shù)據(jù)流。
⑤在數(shù)據(jù)流圖中，需按層給加工框編號。編號表明該加工處在哪一層，以及上下層的父圖與子圖的對應關系。
⑥任何一個數(shù)據(jù)流子圖必須與它上一層的一個加工對應，兩者的輸入數(shù)據(jù)流和輸出數(shù)據(jù)流必須一致。即父圖與子圖的平衡，它表明了在細化過程中輸入與輸出不能有丟失和添加。⑦圖上每個元素都必須有名字。表明數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)文件是什么數(shù)據(jù)，加工做什么事情。
⑧數(shù)據(jù)流圖中不可夾帶控制流。因為數(shù)據(jù)流圖是實際業(yè)務流程的客觀映象，說明系統(tǒng)“做什么”而不是要表明系統(tǒng)“如何做”，因此不是系統(tǒng)的執(zhí)行順序，不是程序流程圖。⑨初畫時可以忽略瑣碎的細節(jié)，以集中精力于主要數(shù)據(jù)流。
在需求分析期間，有時會要求修改系統(tǒng)的某些方面。使用數(shù)據(jù)流圖可以很容易地把需要修改的區(qū)域分離出來。只要清楚地了解穿過要修改區(qū)域邊界的數(shù)據(jù)流，就可以為將來的修改做好充分的準備，而且在修改時能夠不打亂系統(tǒng)的其他部分。
2.數(shù)據(jù)詞典
數(shù)據(jù)詞典的任務是對于數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的所有被命名的圖形元素在數(shù)據(jù)詞典中作為一個詞條加以定義，使得每一個圖形元素的名字都有一個確切的解釋。
數(shù)據(jù)詞典中所有的定義應是嚴密的、精確的，不可有半點含糊，不可有二義性。
（1）數(shù)據(jù)詞典的定義
對在數(shù)據(jù)流圖中每一個命名的圖形元素均給予定義，其內(nèi)容有圖形元素的名字、別名或編號、分類、描述、定義、位置等。以下是不同詞條應給出的內(nèi)容。
①數(shù)據(jù)流詞條描述
數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結構在系統(tǒng)內(nèi)傳播的路徑。一個數(shù)據(jù)流詞條應有以下幾項內(nèi)容:
數(shù)據(jù)流名:
說明:簡要介紹作用即它產(chǎn)生的原因和結果。
數(shù)據(jù)流來源:來自何方。
數(shù)據(jù)流去向:去向何方。數(shù)據(jù)流組成:數(shù)據(jù)結構。
每個數(shù)據(jù)量:數(shù)據(jù)量、流通量。
②數(shù)據(jù)元素詞條描述
圖中的每一個數(shù)據(jù)結構都是由數(shù)據(jù)元素構成的，數(shù)據(jù)元素是數(shù)據(jù)處理中最小的，不可再分的單位，它直接反映事物的某一特征。對于這些數(shù)據(jù)元素也必須在數(shù)據(jù)詞典中給出描述。其描述需要以下信息:
數(shù)據(jù)元素名
類型:數(shù)字（離散值，連續(xù)值），文字S（編碼類型）。
長度。
取值范圍。
相關的數(shù)據(jù)元素及數(shù)據(jù)結構。
數(shù)據(jù)元素的取值可分數(shù)字型與文字型。數(shù)字型又有離散值與連續(xù)值之分。離散值或是枚舉的，或是介于上下界的一組數(shù);連續(xù)值一般是有取值范圍的實數(shù)集。對于文字型，需給予編碼類型，文字值需加以定義。③數(shù)據(jù)文件詞條描述
數(shù)據(jù)文件是數(shù)據(jù)結構保存的地方。一個數(shù)據(jù)文件詞條應有以下幾項內(nèi)容。數(shù)據(jù)文件名。
簡述:存放的是什么數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)文件組成:數(shù)據(jù)結構。
存儲方式:順序、直接、關鍵碼。存取頻率。
④加工邏輯詞條描述
加工比較復雜，它到后來就是一段程序。加工的表達方式有判定表、判定樹和結構化英語等等，它們要全部寫在一個詞條中是有困難的。主要描述有:加工名。
加工編號:反映該加工的層次。簡要描述:加工邏輯及功能簡述。輸入數(shù)據(jù)流。輸出數(shù)據(jù)流。
加工邏輯:簡述加工程序、加工順序。⑤源點及匯（終）點詞條描述
對于一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來說，源點和匯點應當比較少。如果過多就缺少獨立性，人—機界面太復雜，這時就要考慮減少，提高系統(tǒng)獨立性。定義源點和匯點時，應包括:名稱:外部實體名。
簡要描述:什么外部實體。有關數(shù)據(jù)流。數(shù)目。
（2）數(shù)據(jù)詞典的使用
在結構化分析的過程中，可以通過名字，方便地查閱數(shù)據(jù)的定義:同時可按各種要求，隨時列出各種表，以滿足分析員的需要。還可以按描述內(nèi)容（或定義）來查詢數(shù)據(jù)的名字，通過檢查各個加工的邏輯功能，可以實現(xiàn)和檢查在數(shù)據(jù)與程序之間的一致性和完整性，在以后的設計與實現(xiàn)階段，以至于到維護階段。都需要參考數(shù)據(jù)詞典進行設計、修改和查詢。
（3）數(shù)據(jù)結構的描述
在數(shù)據(jù)詞典的編制中，分析員最常用的描述數(shù)據(jù)結構的方式有定義式和Warnier圖。①定義式
在數(shù)據(jù)流圖中，數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)文件都具有一定的數(shù)據(jù)結構。因此必須以一種清晰、準確、無二義性方式來描述數(shù)據(jù)結構。
這種定義方法是自頂向下，逐級給出定義式，直到最后給出基本數(shù)據(jù)元素為止。②Warnier圖
Warnier圖是表示數(shù)據(jù)層次結構的一種圖工具。它用樹形結構描繪數(shù)據(jù)結構，它還能指出某一類數(shù)據(jù)或某一數(shù)據(jù)元素重復出現(xiàn)的次數(shù)，并能指明某一特定數(shù)據(jù)在某一類數(shù)據(jù)中是否是有條件的出現(xiàn)。在進行軟件設計時，從Warnier圖入手，能夠很容易轉換成軟件的設計描述。
3.加工邏輯說明
在數(shù)據(jù)流圖中，每一個加工框只簡單地寫上了一個加工名，這顯然不能表達加工的全部內(nèi)容。隨著自頂向下逐層細化，功能越來越具體，加工邏輯也越來越精細。到最底一層，加工邏輯詳細到可以實現(xiàn)的程序，因此稱為“原子加工”或“基本加工”。如果能夠寫出每一個基本加工的全部詳細邏輯功能，再自底向上綜合，就能完成全部邏輯加工。在寫基本加工邏輯的說明時，應滿足如下的要求:
·對數(shù)據(jù)流圖的每一個基本加工，必須有一個加工邏輯說明;
·加工邏輯說明必須描述基本加工如何把輸入數(shù)據(jù)流變換為輸出數(shù)據(jù)流的加工規(guī)則;
·加工邏輯說明必須描述實現(xiàn)加工的策略而不是實現(xiàn)加工的細節(jié)。
目前用于寫加工邏輯說明的工具有結構化語言、判定表和判定樹。下面分別介紹。
（1）結構化語言
結構化語言也稱為PDL，是一種介于自然語言和形式化語言之間的半形式化語言。它是在自然語言基礎上加了一些限制而得到的語言，是使用有限的詞匯和有限的語句來描述加工邏輯。結構化語言的詞匯表由英語命令動詞、數(shù)據(jù)詞典中定義的名字、有限的自定義詞和控制結構關鍵詞IF-THEN-ELSE、WHELE-DO、REPEAT-UNTIL、CASE-OF等組成。其動詞的含義要具體，盡可能少用或不用形容詞和副詞。
語言的正文用基本控制結構進行分割，加工中的操作用自然語言短語來表示。其基本控制結構有簡單陳述句結構、判定結構和重復結構。此外在書寫時，必須按層次橫向向右移行，續(xù)行也同樣向右移行，對齊。
要了解基本加工邏輯的來龍去脈、在數(shù)據(jù)流圖中的位置、加工的使用情況等有更清楚的了解，一般對結構化英語的描述加一些外層說明。
（2）判定表
在某些數(shù)據(jù)處理問題中，某數(shù)據(jù)流圖的加工需要依賴于多個邏輯條件的取值，就是說完成這一加工的一組動作是由于某一組條件取值的組合而引發(fā)的。這時使用判定表來描述比較合適。下面以“檢查發(fā)貨單”為例，說明判定表的構成。判定表由4個部分組成，雙線分割開的4部分是:
條件樁（Condition Stub）———左上部分:列出了各種可能的條件。除去某些問題中對各個條件的先后次序有特定的要求以外，通常判定表中對各條件的先后次序不要求。條件項（Condition Entry）———右上部分:給出各個條件的條件取值的組合。
動作樁（Action Stub）:———左下部分:列出了可能采取的動作。這些動作的排列順序沒有限制，但為便于閱讀也可令共按適當?shù)捻樞蚺帕小?
動作項（Action Entry）:———右下部分:是和條件項緊密相關的，它指出了在條件項的各種取值的組合情況下一步應采取什么動作。這里將任一條件取值組合及其相應要執(zhí)行動作作稱為規(guī)則，它在判定有中是縱貫條件項和動作項的一列。顯然，判定表中列出了多少個條件取值的組合，也就有多少條規(guī)則，即條件項一動作項有多少列。
在實際使用判定表時，常常先把它化簡。如果表中有兩條或更多的規(guī)則具有相同的動作，并且其條件項之間存在著某些關系，就可設法將它們合并。就是說要執(zhí)行的動作與第三條件的取值無關，這樣，便可將這兩條規(guī)則合并，合并后的第三條件取值用“—”表示，即與取值無關。類似地，無關條件項“—”，在邏輯上又可包含其他項值，具有相同動作的規(guī)則還可以進一步合并。判定表能夠把在什么條件下，系統(tǒng)應完成哪些操作，表達得十分清楚、準確、一目了然。這是用語言說明難以準確、清楚表達的，但是用判定表描述循環(huán)比較困難。有時，判定表可以和結構化語言結合起來使用。
（3）判定樹
判定樹也是用來表達加工邏輯的一種工具。有時候它比判定表更直觀，用它來描述加工，很容易為用戶接受。
沒有一種統(tǒng)一的方法來構造判定樹，也不可能有統(tǒng)一的方法。因為客觀存在是用結構化語言，甚至是自然語言寫成的敘述文作為構造樹的原始依據(jù)的，但可以從中找些規(guī)律。首先，應從文字資料中分清哪些是判定條件，哪些是判定做出的結論。
在表達一個基本加工邏輯時，結構化語言、判定表和判定樹常常交*使用，互相補充。因為這3種手段各有優(yōu)缺點。
總之，加工邏輯說明是結構化分析方法的一個組成部分，對每個加工都要加以說明。使用的手段，應當以結構化語言為主，對存在判斷問題的加工邏輯，可輔之以判定表和判定樹。
4.軟件需求說明
軟件需求規(guī)格說明書包括的主要內(nèi)容如下:
（1）概述
（2）數(shù)據(jù)描述①數(shù)據(jù)流圖②數(shù)據(jù)字典
③系統(tǒng)接口說明④內(nèi)部接口說明
（3）功能描述①功能②處理說明③設計的限制
（4）性能描述①性能指標②測試種類
③預期的軟件響應性能④其它
（5）參考文獻目錄
（6）附錄
其中概述是從系統(tǒng)的角度描述軟件的目標和任務。軟件需求文檔的生成方法有以下兩種。
（1）計算機輔助生成:由于需求文檔的規(guī)模較大，并且需要經(jīng)常查詢、維護，所以使用計算機輔助的軟件需求分析工具，來實現(xiàn)軟件需求文檔的自動生成，是非常有意義的。1977年最先推出了需求陳述語言RSL（RSL中的語句是計算機可以處理的）。同年美國密執(zhí)安大學開發(fā)了PSL/PSA（問題陳述語言/問題陳述分析程序）系統(tǒng)。它是信息系統(tǒng)開發(fā)自動化支持環(huán)境1SDOS的一個組成部分。其中PSL是用來描述系統(tǒng)的形式語言，它可以對系統(tǒng)需求的一致性進行檢查，并可根據(jù)開發(fā)者的需要，隨時生成需求文檔。
（2）手工與半手工方式:這種方法難以保證文檔質(zhì)量。半手工方式是利用正文編輯程序及其他實用程序輔助手工方式來生成文檔，這類方法難以保證文檔的正確性、一致性和完整性。
（四）軟件設計
在明確了用戶的需求以后，下一步的任務就是對未來的軟件系統(tǒng)進行設計。軟件設計通�？煞譃楦乓O計和詳細設計。概要設計的任務是確定軟件系統(tǒng)的結構，進行模塊劃分，確定每個模塊的功能、接口以及模塊間的調(diào)用關系。詳細設計的任務是為每個模塊設計實現(xiàn)的細節(jié)。此外，在概要設計階段還應對全局數(shù)據(jù)結構進行設計，詳細設計階段還應對局部數(shù)據(jù)結構進行設計。有的設計方法不區(qū)分概要設計和詳細設計，統(tǒng)稱為軟件設計。
人們在開發(fā)過程中，總結出許多軟件設計的概念和原則，這些概念和原則對提高軟件的設計質(zhì)量有很大的幫助。
1.抽象
抽象是指忽視一個主題中與當前目標無關的那些方面，以便更充分地注意與當前目標有關的方面。抽象是認識復雜問題的過程中人類使用的最有力的思維工具，它抽取出事物的本質(zhì)特性而暫時不考慮它的細節(jié)。
軟件工程中從軟件定義到軟件開發(fā)要經(jīng)歷多個階段，在這個過程中每前進一步都可看作是對軟件的抽象層次的一次細化。抽象的最低層次就是實現(xiàn)該軟件的源程序代碼。在進行模塊化設計時可以有多個抽象層次，最高抽象層次的模塊用概括的方式敘述問題的解法，較低抽象層次的模塊是對較高的抽象層次模塊對問題解決描述的細化。過程抽象和數(shù)據(jù)抽象是常用的兩種主要抽象手段。
過程抽象是指任何一個完成明確功能的操作都可被使用者當作單個的實體看待，盡管這個操作實際上可能由一系列更低級的操作來完成。過程抽象常常也稱為功能/子功能抽象。例如函數(shù)、子程序。
數(shù)據(jù)抽象定義了數(shù)據(jù)類型和施加于該類型的操作，并限定了對象值的范圍，只能通過使用這些操作修改和觀察這些數(shù)據(jù)，例如抽象數(shù)據(jù)類型。
2.模塊化
模塊化是指將一個待開發(fā)的軟件分解成若干個小的簡單的部分———模塊，每個模塊可獨立地開發(fā)、測試，最后組裝成完整的程序。這是一種復雜問題的“分而治之”的原則，模塊化的目的是使程序的結構清晰，容易閱讀，容易理解，容易測試，容易修改。
模塊是指執(zhí)行某一特定任務（也可以是實現(xiàn)某一特定的抽象數(shù)據(jù)類型）的數(shù)據(jù)結構和程序代碼。一個模塊有它的外部特征和內(nèi)部特征。外部特征包括模塊的接口（即它的輸入/輸出參數(shù)，引用的全局變量和它需調(diào)用的其他模塊）和模塊的功能，內(nèi)部特征包括模塊的局部數(shù)據(jù)和實現(xiàn)該模塊的程序代碼。調(diào)用一個模塊只需知道它的外部特征，而不必了解其內(nèi)部特征。
3.信息隱蔽
信息隱蔽是開發(fā)整體程序結構時使用的法則，即將每個程序的成分隱蔽或封裝在一個單一的設計模塊中，定義每一個模塊時盡可能少地顯露其內(nèi)部的處理。
在設計時首先列出一些可能發(fā)生變化的因素，在劃分模塊時將一個可能發(fā)生變化的因素隱蔽在某個模塊的內(nèi)部，使其他模塊與這個因素無關。在這個因素發(fā)生變化時，我們只需修改含有這個因素的模塊，而與其他模塊無關。
隱蔽的對象可以有:什么樣的決策、可能修改的決策、數(shù)據(jù)結構的內(nèi)部連接以及對它所做的操作細節(jié)、內(nèi)部特征碼、與計算機硬件有關的細節(jié)等。
信息隱蔽原則對提高軟件的可修改性、可測試性和可移植性都有重要的作用。
4.模塊獨立
模塊獨立是指每個模塊完成一個相對獨立的特定子功能，并且與其他模塊之間的聯(lián)系簡單。衡量模塊獨立程序的度量標準有兩個:耦合和內(nèi)聚。耦合是指模塊之間聯(lián)系的緊密程度。耦合度越高則模塊的獨立性越差。內(nèi)聚是指模塊內(nèi)部各元素之間聯(lián)系的緊密程度。例如一個完成多個功能的模塊的內(nèi)聚度就比完成單一功能的模塊的內(nèi)聚度低。內(nèi)聚度越低模塊的獨立性越差。因此，模塊獨立就是希望每個模塊都是高內(nèi)聚低耦合的。
（1）耦合
兩個模塊之間的耦合方式通常有如下7種，下面按它們的耦合度從低到高的次序依次作介紹。①非直接耦合:非直接耦合是指兩個模塊沒有直接的聯(lián)系，它們中的任一個都能不依賴于對方而獨立地工作。
②數(shù)據(jù)耦合:數(shù)據(jù)耦合是指兩個模塊借助于參數(shù)表傳遞簡單數(shù)據(jù)。
③標記耦合（stamp coupling）:當一個數(shù)據(jù)結構的一部分（如記錄的一部分）借助于模塊接口被傳遞時就發(fā)生標記耦合。
④控制耦合:控制耦合指兩個模塊間傳遞的信息中包含用于控制模塊內(nèi)部邏輯的控制信息。⑤外部耦合:當模塊與軟件以外的環(huán)境有關時就發(fā)生外部耦合。例如，輸入/輸出把一個模塊與特定的設備、格式、通信協(xié)議耦合在一起。
⑥公共耦合:多個模塊引用一全局數(shù)據(jù)區(qū)的模式稱為公共耦合。例如FORTRAN語言中的COMMON語句、C語言中的external數(shù)據(jù)類型、一個磁盤文件等都是全局數(shù)據(jù)區(qū)。⑦內(nèi)容耦合:內(nèi)容耦合指兩上模塊之間出現(xiàn)了下列情況之一:
·一個模塊訪問另一個模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù);
·一個模塊不通過正常入口轉到另一模塊的內(nèi)部;·兩個模塊有一部分程序代碼重疊;
·一個模塊有多個入口。
（2）內(nèi)聚
模塊的內(nèi)聚種類通�？煞殖�7種，下面按內(nèi)聚度從低到高的次序依次作介紹。
①偶然內(nèi)聚:如果一個模塊完成一組任務，這組任務彼此間即使有關系，其關系也是很松散的，這個模塊屬于偶然內(nèi)聚。
②邏輯內(nèi)聚:如果一個模塊完成邏輯上相關的一組任務，這個模塊是邏輯內(nèi)聚的。例如，產(chǎn)生與類型無關的全部輸出的模塊。
③瞬時內(nèi)聚（temporal cohesion）:如果一個模塊所包含的任務必須在同一時間間隔內(nèi)執(zhí)行，這個模塊屬于瞬時內(nèi)聚。例如初始化模塊。
④過程內(nèi)聚:如果一個模塊的處理元素是相關的，而且必須按特定的次序執(zhí)行，這個模塊屬于過程內(nèi)聚。
⑤通信內(nèi)聚:如果一個模塊的所有處理元素集中在一個數(shù)據(jù)結構的區(qū)域上，該模塊屬于通信內(nèi)聚。例如，一個模塊中的所有處理元素使用同一輸入數(shù)據(jù)。
⑥順序內(nèi)聚:如果一個模塊的處理元素是相關的，而且必須順序執(zhí)行，這個模塊屬于順序內(nèi)聚。⑦功能內(nèi)聚:如果一個模塊完成一個單一的功能，模塊中的各部分在此目標下協(xié)同工作，而且都是為完成這一功能而不可缺少的，那么這個模塊是功能內(nèi)聚的。
文章責編：ak47
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