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面向数据流的设计过程包含哪些步骤
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Yourdon等人于1974年提出，按一定的步骤映射成软件结构面向数据流的设计是以需求分析阶段产生的数据流图为基础，与结构化分析(SA)衔接.Constantine和E，简称SD)。该方法由美国IBM公司L，因此“又称结构化设计(Structured
Design，构 成了完整的结构化分析与设计技术，是目前使用最广泛的软件设计方法之一
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出门在外也不愁软件开发方法——结构化方法与面向对象方法比较_中华文本库
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科技信息ＯＩＴ论坛ｏ２０１１年第１３期
软件开发方法—一结构化方法与
面向对象方法比较
汪寒昊谢加胜邢跃
（绵阳师范学院数学与计算机科学学院四川
绵阳６２１０００）
【摘要】计算机软件在现代科学技术中有着十分重要地位和作用，已成为信息社会高技术竞争的关键领域＆－－。文章针对计算机软件２大开发方法：结构化方法与面向对象方法进行了梳理、对比．对学习软件开发方法或软件工程等课程有参考价值。
【关键词ｌ软件方法；软件工程；面向对象方；结构化方法；课程
ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄｓ－ＣｏｍｌｍｒｅＷｌ血ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＭｅｔｈｏｄａｎｄＯｂｊｅｃｔ－ｏｒｉｅｎｔｅｄＭｅｔｈｏｄ
ＷＡＮＧＨａｎ－ｈａｏＸｌＥＪｌａ－ｓｈｅｎｇＸ矾ＧＹｕｅ
Ｎｏｒｍａｌ（ＭｉａｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，ＭｉａｎｙａｎｇＳｌｃｈｕａｎ，６２１０００）【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｃｏｍｐｕｔｅｒ
ａｒｅａ８
ｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｍｏｄｅｍｓｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ａｔｔｈｅ
ｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｔａｔｕｓ
ｈｉｇｈｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ
ｆｏｒｌｅａｒｎｉｎｇ
ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ
ｏｆｏｎｅ．Ａｒｔｉｃｌｅ２ｆｏｒｃｏｍｐｕｔｅｒｓｏｆｔｗａｒｅ
ａｎｄｒｏｌｅ，ｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｃｉｅｔｙｏｆｔｈｅｋｅｙ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓ：ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｍｅｔｈｏｄａｎｄｏｂｊｅｃｔｏｒｉｅｎｔｅｄ
ｍｅｔｈｏｄ
ａｎｄｃｏｎｔｒａｓｔ．ｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｏｒｓｏｆｔｗａｒｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃ∞瑚ｈａｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅ．
【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］Ｓｏｆｔｗａｒｅｍｅｔｈｏｄ；Ｓｏｆｔｗａｒｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｏｂｊｅｃｔ－ｏｒｉｅｎｔｅｄｓｑｕａｒｅ；Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｍｅｔｈｏｄ；Ｃｏｕｒｓｅ
软件开发方法概述
计。ＳＤ的主要任务就是要在系统环境模型的基础上建立系统的行为和功能模型，完成系统内部行为的描述。实现系统行为和功能模型的主要工具有：数据字典、数据流图、状态变迁图和实体一联系模型等。（１）数据字典
数据字典是一个包含所有系统数据元素定义的仓库。数据元素的定义必须是精确的、严格的和明确的。一个实体一般应包括以下几个部分的内容：
软件开发方法指：在项目投资规模和时间限制内。设计、实现符合用户需求的高质量软件，根据软件开发的特点，提出的多种软件开发策略。在计算机软件领域，很多新的方法与技术都起源于程序设计语言，这种发展趋势具有十分重要的意义，它使那些富有生命力的新方法和新技术就此形成自己系统化的技术体系。它极大地推动了计算机软件技术的发展。
结构化方法和面向对象方法都是计算技术中常用的软件开发方法。两种开发方法目前都非常流行，选择哪一种方法要根据分析者的熟练程度和项目的类型而定。就目前而言，十全十美的开发方法是不存在的，真正实用的系统开发方法往往是多种开发方法的结合。如何综合应用。要根据开发系统的规模、系统的复杂程度、系统开发方法的特点．以及所能使用的计算机软件等诸多因素综合考虑后决定。２结构化方法
结构化方法（ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｄＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ）是计算学科的一种典型的系统开发方法。它采用了系统科学的思想方法，从层次的角度，白顶向下地分析和设计系统。结构化方法包括结构化分析（ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｄＡｎａｌｙｓｉｓ，简称ＳＡ）、结构化设计（ＳｔｒｕｃｍｒｏｄＤｅｓｉｇｎ。简称ＳＤ）和结构化程序设计（ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｄＰｒｏｇｒａｍＤｅｓｉｇｎ，简称ｓＰ）－－部分内容。其中。ＳＡ和ＳＤ主要属于学科抽象的内容。ｓＰ则主要属于学科设计方面的内容。
在结构化方法中，有两大类典型方法，一类是以Ｙｏｕｒｄｏｎ的结构
①名字；②别名；③用途；④内容描述；⑤备注信息。
（２）数据流图
数据流图是ｓＡ和ＳＤ的核心技术，它采用面向处理过程的思想来描述系统。它是一种描述信息流和数据从输入到输出变换的应用图形技术。模拟系统的一个大致边界，并展示系统和外部的接口、数据的输入和输出以及数据的存储。
（３）状态变迁图
状态变迁图及时地描述了对象的状态，它着重系统的时间依赖行为。状态变迁图源于实时系统的建模。状态变迁图看起来非常像数据流图，然而。它们之间却存在着本质的不同。数据流图着重于数据流和数据转换的过程。而状态变迁图着重于状态的描述。如激励发生时的开始状态和系统执行响应后的结果状态。状态变迁图的条件和一个过程的输入数据流相对应，同时，还与控制流的流出相对应。
（４）实体一联系模型实体一联系模型被用来模拟系统数据部件之问的相互关系。实体一联系模型独立于当前的系统状态，并与具体的计算机程序设计语言无关。
３面向对象方法
面向对象（Ｏｂｊｅｃｔ－－ｏｒｌｅｎｔｏｄ，简称ｏｏ）方法是以面向对象思想为指导进行系统开发的一类方法的总称。这类方法以对象为中心，以类和继承为构造机制来抽象现实世界，并构建相应的软件系统。３．１面向对象方法的产生和发展
（１）面向对象程序设计语言
与结构化方法一样。面向对象方法也起源于面向对象程序语言（０ｂｉｅｃｔＯｒｉｅｎｔｅｄＰＩｏｇｒａｍｌａｎｇｕａｇｅ，简称ＯＯＰＬ）。面向对象程序语言始于２０世纪６０年代后期，第一个ＯＯＰＬ是挪威计算中心的ＫｒｌｓｔｅｎＤａｌｄ于１９６７年研制的Ｓｉｍｕｌａ语言，该语言引入
了许多面向对象的概念，如类和继承性等。受Ｓｉｍｕｌａ语言的影响。１９７２年．ＡｌａｎＫａｙ在Ｘｅｒｏｘ公司研制成功了Ｓｍａｌｌｔａｌｋ语言。并对面向对象的一些概念作了更精确的定义。１９８０年。Ｘｅｒｏｘ公司推出的
Ｎｙｇａａｒｄ和Ｏｌｅ＿Ｊｏｈａｎ
化设计、Ｇａｎｅ／Ｓｅｒｓｏｒ构化分析方法以及Ｄｅｍａｒｃｏ结构化分析方法为
代表的面向过程（面向数据流）的方法；另一类是以Ｊａｃｋｓｏｎ方法和Ｗａｍｉｅｒ－－Ｏｒｒ方法为代表的面向数据结构的方法。
１９６６年。Ｃ—ＢＯｈｍ和Ｇ－Ｊａｃｏｐｉｎｉ提出了关于“程序结构”的理论，并给出了任何程序的逻辑结构都可以用顺序结构、选择结构和循环结构来表示的证明。．在程序结构理论的基础上，１９６８年，戴克斯特拉提出了“ＧＯＴＯ语句是有害的”的问题，并引起普遍重视。ｓＰ逐渐形成，并成为计算机软件领域的重要方法。对计算机软件的发展具有重要的意义。伴随着ＳＰ的形成，相继出现了ＭｏｄＩｌ】８－２、Ｃ以及Ａｄａ等结构化程序设计语言。
２．１结构化方法遵循的基本原则
结构化方法的基本思想就是将待解决的问题看作一个系统。从而用系统科学的思想方法来分析和解决问题。结构化方法遵循以下基本原则。
（１）抽象原则，（２）分解原则，（３）模块化原则。２．２结构化方法的核心问题
模型问题是结构化方法的核心问题。建立模型（简称建模）是为了更好地理解要模拟的现实世界。建模通常是从系统的需求分析开始，在结构化方法中。就是使用ＳＡ方法构建系统的环境模型；然后使用ＳＤ方法，确定系统的行为和功能模型；最后用ｓＰ方法进行系统的设
Ｓｍａｌｌｔａｌｋ一８０语言标志着００ＰＬ进入实用化阶段。２０世纪８０年代，ＯＯＰＬ得到了极大地发展．相继出现了一大批实用的面向对象语言。
（２）面向对象设计和面向对象分析的形成
２０世纪８０年代中期，随着ＯＯＰＬ推广使用，面向对象技术很快被
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软件工程基础 第四章 总体设计 用面向数据流的方法设计第二章习题17系统的软件结构
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将节省大量的努力，概念建模）模型UML是一种面向对象的分析和设计方法，于未来。 的UML表达工具，面向过程的分析方法是可能的用例图，编码过程模型使用，序列图，可以覆盖面向过程的分析（业务建模，协作图，状态图;覆盖整个开发从需求分析到设计，包括用例图，面向对象的分析方法参与计划，类图，DFD数据流为导向的设计方法，面向对象的实现，活动图，表现很容易清除。 的DFD表达工具，活动图。课程UML功能，连同ER模型
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面向数据流的分析方法
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面向数据流的设计方法
4.4 面向数据流的设计方法&&&&面向数据流的设计是以需求分析阶段产生的数据流图为基础，按一定的步骤映射成软件结构，因此“又称结构化设计(Structured Design，简称SD)。该方法由美国IBM公司L.Constantine和E.Yourdon等人于1974年提出，与结构化分析(SA)衔接，构成了完整的结构化分析与设计技术，是目前使用最广泛的软件设计方法之一。4.4.1 数据流的类型&&&&要把数据流图（DFD）转化为软件结构，首先必须研究DFD的类型。各种软件系统，不论DFD如何庞大和复杂，一般可分为变换型和事务型。&&&&1 变换型数据流图&&&&变换型的DFD是由输入、变换和输出组成，如图4-6&&& 变换型数据处理的工作过程一般分为三步：取得数据、变换数据和给出数据，这三步体现了变换型DFD的基本思想。变换是系统的主加工，变换输入端的数据流为系统的逻辑输入，输出端为逻辑输出。&&&&2 事务型的数据流图&&&&若某个加工将它的输入流分离成许多发散的数据流，形成许多加工路径，并根据输入的值选择其中一条路径来执行，这种特征的DFD称为事务型的数据流图，这个加工称为事务处理中心。如图4-74.4.2 设计过程&&&&面向数据流设计方法的过程如下：&&&&(1)精化DFD。指把DFD转换成软件结构图前，设计人员要仔细地研究分析DFD并参照数据字典，认真理解其中的有关元素，检查有无遗漏或不合理之处，进行必要的修改。&&&&(2)确定DFD类型，如果是变换型，确定变换中心和逻辑输入、逻辑输出的界线，映射为变换结构的顶层和第一层；如果是事务型，确定事务中心和加工路径，映射为事务结构的顶层和第一层。&&&&(3)分解上层模块，设计中下层模块结构。&&&&(4)根据优化准则对软件结构求精。&&&&(5)描述模块功能、接口及全局数据结构。&&&&(6)复查，如果有错，转向(2)修改完善，否则进入详细设计。4.4.3 变换分析设计&&&&(1)确定DFD中的变换中心、逻辑输入和逻辑输出。&&&&(2)设计软件结构的顶层和第一层――变换结构。变换中心确定以后，就相当于决定了主模块的位置，这就是软件结构的顶层。其主要功能是主要完成所有模块的控制，它的名字应该是系统名称，以体现完成整个系统的功能。主要模块确定后，设计软件结构的第一层。第一层一般至少有三种功能的模块：输入、输出和变换模块。&&&&(3)设计中、下层模块。对第一层的输入、输出、变换模块自顶向下逐层分解。&&&&①输入模块下属的设计。输入模块的功能是向它的调用模块提供数据，所以必须有数据来源。每个输入模块可以设计成两个下属模块：一个接收，一个转换，用类似的方法一直分解下去，直到物理输入端。&&&&②输出模块下属模块的设计。&&&&输出模块的功能是将它的调用模块产生的数据送出。这样每个输出模块可以设计成两个下属模块：一个转换，一个发送，直到物理输出端。&&&&③变换模块下属模块的设计。&&&&④设计的优化。&&&&以上步骤设计出的软件结构仅仅是初始结构，还必须根据设计准则对初始结构精细和改进。&&&&总之，软件结构的求精，带来很大的经验性。一般往往形成DFD中的加工和SC中的模块之间是一对以的映射关系然后修改。4.4.4 事务分析设计&&&&对于具有事务型特征的DFD，则采用事务分析的设计方法。如图4-8&& &(1)确定DFD中事务中心和加工路径。&&&&(2)设计软件结构的顶层和第一层――事务结构。&&&&①接收分支：负责接收数据，它的设计与变换型DFD的输入部分设计方法相同。&&&&②发送分支：通常包含一个调度模块，它控制管理所有的下层的事务处理模块。当事务类型不多时，调度模块可与主模块合并。&&&&(3)事务结构中、下层模块的设计、优化等工作同变换结构。4.4.5 实例：将3.3.3 实例――销售管理系统的数据流图转化为软件结构&&&&分析该系统的0层图，它有四个主要功能：订货处理、进货处理、缺货处理和销售统计，这四个处理可平行工作，因此从整体上分析可按事务类型数据流图来设计，根据功能来选择四个处理中的一个。
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