軟件工程的基本思想是面對復(fù)雜的問題，讓軟件的開發(fā)按照工程的概念、原理、技術(shù)和方法模式來實施，有計劃地按照要求分階段實現(xiàn)。針對大型項目開發(fā)，為了保證軟件產(chǎn)品質(zhì)量，提高軟件開發(fā)效率，在進行詳細設(shè)計、程序設(shè)計之前，必須先確定軟件總體結(jié)構(gòu)。軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法主要有結(jié)構(gòu)化設(shè)計、面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計，其中結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法是應(yīng)用最廣泛的一種，它是建立良好程序結(jié)構(gòu)的方法，提出了衡量模塊質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是“高內(nèi)聚、低耦合”。另外，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(StructuredDesign，SD)方法是一種面向過程的設(shè)計方法或面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法，它可以與結(jié)構(gòu)化分析(StructuredAnalysis，SA)方法、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(StructuredProgramming)方法前后呼應(yīng)，形成了統(tǒng)一、完整的系列化方法。結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法以需求分析階段獲得的數(shù)據(jù)流圖為基礎(chǔ)，通過一系列映射，把數(shù)據(jù)流圖變換為軟件結(jié)構(gòu)圖。
1數(shù)據(jù)流的類型
在需求分析階段，用SA方法產(chǎn)生了數(shù)據(jù)流圖。結(jié)構(gòu)化的設(shè)計能方便地將數(shù)據(jù)流圖(DataFlowDiagram，DFD)轉(zhuǎn)換成軟件結(jié)構(gòu)圖。DFD中從系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)流到系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)流的一連串連續(xù)變換形成了一條信息流。根據(jù)數(shù)據(jù)流類型不同，可分為變換型和事務(wù)型2類，事務(wù)型和變換型數(shù)據(jù)流的設(shè)計步驟基本是大同小異，它們之間主要差別就是從數(shù)據(jù)流圖到軟件結(jié)構(gòu)的映射方法不同。因此，在進行軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先對數(shù)據(jù)流圖進行分析，然后判斷屬于那一種類型，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)流類型，通過一系列映射，把數(shù)據(jù)流程圖轉(zhuǎn)換為軟件結(jié)構(gòu)圖?；玖鞒桃妶D1.
1.1變換型數(shù)據(jù)流
信息在沿著輸入通路進入系統(tǒng)，同時由外部形式變換成內(nèi)部形式進入系統(tǒng)的信息，通過變換中心經(jīng)加工處理，以后再沿著輸出通路變換成外部形式離開系統(tǒng)。當(dāng)數(shù)據(jù)流具有了信息流的這種特征時這種信息流就叫作變換型數(shù)據(jù)流。變換型數(shù)據(jù)流的DFD可明顯地分為三大部分：邏輯輸入、變換中心(主加工)、邏輯輸出。變換型數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)見圖2.邏輯輸入：可以從數(shù)據(jù)流圖上的物理輸入開始，一步一步向系統(tǒng)中間移動，一直到數(shù)據(jù)流不再被看作是系統(tǒng)的輸入為止，則其前一個數(shù)據(jù)流就是系統(tǒng)的邏輯輸入?？梢哉J為邏輯輸入就是離物理輸入端最遠的，且仍被看作是系統(tǒng)輸入的數(shù)據(jù)流。變換中心：多股數(shù)據(jù)流匯集的地方往往是系統(tǒng)的中心變換部分。
邏輯輸出：從物理輸出端開始，一步一步地向系統(tǒng)中間移動，就可以找到離物理輸出端最遠，且仍被看作是系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)流。
圖1數(shù)據(jù)流程圖轉(zhuǎn)換為軟件結(jié)構(gòu)圖基本流程
圖2變換型數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)
1.2事務(wù)型數(shù)據(jù)流
信息在沿著輸入通路進入系統(tǒng)，由外部形成內(nèi)部形式后到達事務(wù)中心。通常事務(wù)中心位于幾條處理路徑的起點，從數(shù)據(jù)流程圖上很容易標(biāo)識出來，因為事務(wù)處理中心一般會有“發(fā)射中心”的特征。因為事務(wù)流有明顯的事務(wù)中心，所以各式各樣活動流都以事務(wù)中心為起點呈輻射狀流出。事務(wù)型數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)見圖3.
圖3事務(wù)型數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)
事務(wù)中心主要完成下述任務(wù)：接收輸入數(shù)據(jù)(輸入數(shù)據(jù)又稱為事務(wù));分析每個事務(wù)以確定它的類型;根據(jù)事務(wù)類型選取一條活動通路。通常，事務(wù)中心前面的部分叫作接收路徑，發(fā)射中心后面各條發(fā)散路徑叫作事務(wù)處理路徑。對于每條處理路徑來講，還應(yīng)該確定它們自己的流特征。
2映射過程
任何一個設(shè)計過程都不是統(tǒng)一、固定不變的，設(shè)計的要求越高，往往需要設(shè)計者在方法上不但具有超強的判斷能力還要有規(guī)則性的創(chuàng)造精神。根據(jù)不同類型，分析其映射過程。
2.1變換型數(shù)據(jù)流到軟件結(jié)構(gòu)圖映射
(1)設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)的頂層和第1層。設(shè)計一個主模塊，并用系統(tǒng)的名字為它命名，作為系統(tǒng)的頂層。第1層為每個邏輯輸入設(shè)計一個輸入模塊，它的功能是為主模塊提供數(shù)據(jù);為每一個邏輯輸出設(shè)計一個輸出模塊，它的功能是將主模塊提供的數(shù)據(jù)輸出;為中心變換設(shè)計一個變換模塊，它的功能是將邏輯輸入轉(zhuǎn)換成邏輯輸出。主模塊控制和協(xié)調(diào)第1層的輸入模塊、變換模塊和輸出模塊的工作。
(2)設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)的下層結(jié)構(gòu)。每個邏輯輸入模塊有2個下屬模塊：一個接收數(shù)據(jù);另一個把數(shù)據(jù)變換成上級模塊所需要的數(shù)據(jù)格式。而接收數(shù)據(jù)模塊又是輸入模塊，又要重復(fù)上述工作。如此循環(huán)下去，直到輸入模塊已經(jīng)涉及到物理輸入端為止。同樣，每個邏輯輸出模塊有2個下屬模塊：一個是將上級模塊提供的數(shù)據(jù)變換成輸出的形式;另一個是將它們輸出。對于每一個邏輯輸出，在數(shù)據(jù)流程圖上向物理輸出端方向移動，遇到物理輸出為止。設(shè)計中心變換模塊的下層模塊沒有通用的方法，一般應(yīng)參照數(shù)據(jù)流程圖的中心變換部分和功能分解的原則來考慮如何對中心變換模塊進行分解。
變換型數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換后的初始軟件結(jié)構(gòu)圖見圖4.
圖4變換型數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換后的初始軟件結(jié)構(gòu)圖
2.2事務(wù)型數(shù)據(jù)流到軟件結(jié)構(gòu)圖映射
事務(wù)型數(shù)據(jù)處理問題的工作機理是接受一項事務(wù)，根據(jù)事務(wù)處理的特點和性質(zhì)，選擇分派一個適當(dāng)?shù)奶幚韱卧?，然后給出結(jié)果。
(1)設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)的頂層和第1層。軟件結(jié)構(gòu)圖的頂層是系統(tǒng)的事務(wù)控制模塊。第1層是由事務(wù)流輸入分支和事務(wù)分類處理分支映射得到的程序結(jié)構(gòu)。也就是說，第1層通常是由兩部分組成：取得事務(wù)和處理事務(wù)。
(2)設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)的下層結(jié)構(gòu)。設(shè)計事務(wù)流輸入分支的方法與變換分析中輸入流的設(shè)計方法類似，從事務(wù)中心變換開始，沿輸入路徑向物理輸入端移動。每個接收數(shù)據(jù)模塊的功能是向調(diào)用它的上級模塊提供數(shù)據(jù)，它需要有兩個下屬模塊：一個接收數(shù)據(jù);另一個把這些數(shù)據(jù)變換成它的上級模塊所需要的數(shù)據(jù)格式。接收數(shù)據(jù)模塊又是輸入模塊，也要重復(fù)上述工作。如此循環(huán)下去，直到輸入模塊已經(jīng)涉及到物理輸入端為止。
事務(wù)處理分支結(jié)構(gòu)映射成一個分類控制模塊，它控制下層的處理模塊。對每個事務(wù)建立一個事務(wù)處理模塊。如果發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)中有類似的事務(wù)，就可以把這些類似的事務(wù)組織成一個公共事務(wù)處理模塊。但是，如果組合后的模塊是低內(nèi)聚的，則應(yīng)該重新考慮組合問題。
事務(wù)中心模塊按所接受的事務(wù)的類型，選擇某一個事務(wù)處理模塊執(zhí)行。每個事務(wù)處理模塊可能要調(diào)用若干個操作模塊，而操作模塊又可能調(diào)用若干個細節(jié)模塊。不同的事務(wù)處理模塊可以共享一些操作模塊。不同的操作模塊又可以共享一些細節(jié)模塊。事務(wù)型數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換后的初始軟件結(jié)構(gòu)圖見圖5.
圖5事務(wù)型數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換后的初始軟件結(jié)構(gòu)圖
