面向数据流设计方法详解：从DFD到软件结构

"软件工程课件第九章 面向数据流的设计方法" 面向数据流的设计方法是软件工程中一种重要的结构化设计方法，主要基于数据流图（Data Flow Diagram, DFD）来构建软件系统的结构。这种方法将复杂的系统分解为可管理的部分，通过两种主要的结构形式——变换型结构和事务型结构，来清晰地描述系统功能。 1. 基本概念 SD（结构化设计）以数据流图为工具，通过不同的映射策略将DFD转化为软件的模块结构。DFD描绘了系统中数据的流动路径和处理过程，分为两种类型：变换型数据流和事务型数据流。变换型结构通常用于数据的输入、处理和输出过程，而事务型结构则适用于处理一系列独立的、有选择性的事务。 2. 变换型结构与事务型结构 - 变换型结构：由输入、变换中心和输出三部分组成，核心是变换中心，它接收输入数据，进行处理，并产生输出。例如，一个文件格式转换系统，输入是某种格式的文件，经过转换处理后，输出为另一种格式的文件。 - 事务型结构：包含输入、事务中心和输出，主要用于处理多条可能的事务路径。事务中心接受输入，根据条件选择执行相应的操作，然后输出结果。例如，银行自动取款机系统，用户的选择（如存款、取款、查询余额等）就是事务，系统会根据用户的选择执行相应操作。 3. 设计步骤 面向数据流的设计方法通常包括以下步骤： - (1) 精化DFD：对初步的数据流图进行细化，增加细节，使其更准确地反映系统需求。 - (2) 确定DFD类型：识别数据流图中的变换型和事务型结构。 - (3) 映射到模块结构：将DFD的各个部分映射到软件的模块结构中，形成系统的上层模块设计。 - (4) 逐步分解：基于DFD逐步分解高层模块，设计出下层的子模块。 - (5) 精化模块结构：根据模块独立性原则优化模块设计，提高模块的内聚性和耦合度。 - (6) 模块接口描述：详细描述模块之间的交互，确保模块间的通信清晰无误。 4. 流类型 在设计过程中，需要区分不同类型的流，包括输入流、输出流、交换流以及内部和外部表示。这有助于明确数据的流向和处理过程，确保设计的合理性。 5. 启发式规则 在映射DFD到模块结构时，可能会用到一些启发式规则，这些规则可以帮助设计师更好地组织和分配功能，以达到良好的设计效果。 面向数据流的设计方法是一种系统化的设计流程，它利用数据流图的特性来指导软件结构的建立，使得设计更加有条理，有利于系统的理解和维护。通过这种方法，开发者能够更有效地理解并实现复杂系统的需求，确保软件质量。