第四章

总体（概要）设计的内容是什么。

• 将系统划分成模块

• 决定每个模块的功能

• 决定模块的调用关系

• 决定模块的界面，即模块间传递的数据

模块的定义，模块化设计的重要指导思想是什么。为什么采用模块化进行软件设计？

模块的定义

模块(module)是数据说明和可执行语句等程序对象的集合，每个模块单独命名并且可以通过名字对模块进行访问。

模块化设计的重要指导思想

分解、信息隐蔽、确保模块独立性

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采用模块化进行软件设计的原因

降低系统的开发难度，增加系统的可维护性

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什么是耦合，具体由哪些耦合方式，每种的含义是什么？

耦合是对一个软件结构内不同模块之间互联程度的度量。

强弱取决于

1. 模块间接口的复杂程度。

2. 进入或访问一个模块的点。

3. 通过接口的数据。

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非直接耦合

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数据耦合

输入输出是最简单的数据结构，且全部被 被调用者使用。

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标记耦合（特征耦合）

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控制耦合

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解决方法：

• 面向过程的修改方法：

  • 在调用点进行条件判断；

  • 将B函数按照子功能拆分：

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• 面向对象的修改方法：

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外部耦合

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公共耦合

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{width="6.3in" height="3.8259853455818025in"}公共耦合存在的问题：

• 公共部分的改动将影响所有调用它的模块；

• 公共部分的数据存取无法控制；

• 复杂程度随耦合模块的个数增加而增加。

解决方法:

• 通过使用信息隐藏来避免公共耦合。

内容耦合

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模块之间联系的原则

• 尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共耦合的范围，完全不用内容耦合。

• 模块间相互调用时，传递参数最好只有一个。

例题

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什么是内聚，内聚有哪些类型。设计时应追求什么内聚，哪种类型内聚性最差？

• 内聚是指模块内部各组成部分为了执行处理功能而组合在一起的相关程度

• 内聚标志着一个模块内部各个元素间彼此结合的紧密程度。简单地说，理想内聚的模块只做一件事情。设计时应该力求做到高内聚，通常中等程度的内聚也是可以采用的，而且效果和高内聚相差不多。但是，坚决不要使用低内聚。

• 内聚和耦合是密切相关的，模块内的高内聚往往意味着模块间的低耦合。内聚和耦合都是进行模块化设计的有力工具。实践表明，内聚更重要，应该把更多注意力集中到提高模块的内聚程度上。

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偶然内聚

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逻辑内聚

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时间内聚

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过程内聚

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通信内聚

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顺序内聚

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功能内聚

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模块化的基本原则

• 高内聚，低耦合。

模块的评价标准

高内聚、低耦合为 基本准则。

• 可分解；可组装；可理解；连续性；保护性；

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什么是模块的深度广度

• 深度 = 分层的层数。过大表示分工过细。

• 宽度 = 同一层上模块数的最大值。过大表示系统复杂度大。

什么是扇入扇出

• 扇出 = 一个模块直接调用\控制的模块数。 3 ≤ fan-out ≤ 9

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• 扇入 = 直接调用该模块的模块数

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• 在不破坏独立性的前提下，fan-in 大的比较好，扇入越大说明复用性越好。

• 尽可能减少高扇出结构，随着深度增大扇入如果一个模块的扇出数过大，就意味着该模块过分复杂，需要协调和控制过多的下属模块。应当适当增加中间层次的控制模块。

• 一般来说，顶层扇出高，中间扇出少，低层高扇入。

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什么是控制域、作用域

• 控制域指该模块本身以及所有直接或间接从属于它的模块。

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• 作用域是指该模块中一个判断所影响的所有其它模块；

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• 模块的作用范围应保持在该模块的控制范围内

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模块设计时的启发式规则有哪些

1. 改进软件结构提高模块独立性

2. 深度、宽度、扇出和扇入应适中

3. 模块的作用域应该在控制域之内

4. 力争降低模块接口的复杂程度

5. 设计单入口、单出口的模块

6. 模块功能应该可以预测

什么是变化流，什么是事务流；会进行甄别

变换流（ Transform flow ）

根据基本系统模型，信息通常以"外部世界"的形式进入软件系统，经过处理以后再以"外部世界"的形式离开系统。信息沿输入通路进入系统，同时由外部形式变换成内部形式，进入系统的信息通过变换中心，经加工处理以后再沿输出通路变换成外部形式离开软件系统。当数据流图具有这些特征时，这种信息流就叫做变换流。

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事务流（Transaction Flow）

原则上所有信息流都可以归结为变换流，但是当数据流图"以事务为中心"，也就是说：

数据沿输入通路到达一个处理T，这个处理根据输入数据的类型在若干个动作序列中选出一个来执行。这类系统的特征，是具有在多种事务中选择执行某种事务的能力。事务型结构由至少一条接受路径、一个事务中心和若干条动作路径组成。这类数据流应该划为一类特殊的数据流，称为事务流。

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如何画层次图，结构图

层次图

在总体设计中常用，用于描述软件的整体层次结构。

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结构图

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注意点

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如何从数据流图导出系统初始结构。

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一般导出为 输入模块 -> 计算模块 -> 输出模块 即可。

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习题

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