（35）的开发过程一般是先把系统功能视作一个大的模块，再根据系统分析与设计的要求对..

2019年上半年上午试卷综合知识

第 35 题


知识点	结构化方法开发过程对象模型、动态模型和功能模型建模
关键词	对象模型建模开发过程模块分解系统分析对象开发模块
章/节	软件工程基础知识

（35）的开发过程一般是先把系统功能视作一个大的模块，再根据系统分析与设计的要求对其进行进一步的模块分解或组合。（36）使用了建模的思想，讨论如何建立一个实际的应用模型，包括对象模型、动态模型和功能模型，其功能模型主要用（37）实现。

A. 面向对象方法

B. OMT方法

C. 结构化方法

D. Booch方法

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知识点讲解

· 结构化方法

· 开发过程

· 对象模型、动态模型和功能模型

· 建模

结构化方法

结构化方法属于自顶向下的开发方法，其基本思想是“自顶向下，逐步求精”，强调开发方法的结构合理性及所开发软件的结构合理性。结构是指系统内各个组成要素之间的相互联系、相互作用的框架。结构化开发方法提出了一组提高软件结构合理性的准则，如分解与抽象、模块独立性、信息隐蔽等。针对软件生存周期各个不同的阶段，它包括了结构化分析（Structured Analysis, SA）、结构化设计（Structured Design, SD）和结构化程序设计（Structured Programing, SP）等方法。本章后续介绍的分析、设计、测试等内容，都是以结构化方法为基础的。

结构化方法的基本原则

为保证系统开发的顺利进行，结构化方法强调遵循以下几个基本原则：

（1）面向用户的观点。在开发过程中，开发人员应该始终与用户保持联系，从调查研究入手，充分理解用户的信息需求和业务活动，不断地让用户了解工作的进展情况，校准工作方向。

（2）严格区分工作阶段，每个阶段有明确的任务和应得的成果。

（3）按照系统的观点，自顶向下地完成系统的开发工作。

（4）充分考虑变化的情况。在系统设计中，把系统的可变更性放在首位。

（5）工作成果文献化、文档化。

结构化分析

SA方法使用抽象模型的概念，按照软件内部数据传递、变换的关系，自顶向下、逐层分解，直至找到满足功能要求的所有可实现的软件为止。SA方法给出一组帮助系统分析人员产生功能规约的原理与技术。它一般利用图形表达用户需求，使用的手段主要有数据流图、数据字典、结构化语言、判定表及判定树等。

SA方法的步骤如下：

（1）分析当前的情况，做出反映当前物理模型的数据流图（Data Flow Diagram, DFD）。

（2）推导出等价的逻辑模型的DFD。

（3）设计新的逻辑系统，生成数据字典和基元描述。

（4）建立人机接口，提出可供选择的目标系统物理模型的DFD。

（5）确定各种方案的成本和风险等级，据此对各种方案进行分析。

（6）选择一种方案。

（7）建立完整的需求规约。

结构化设计

SD方法给出一组帮助设计人员在模块层次上区分设计质量的原理与技术。它通常与SA方法衔接起来使用，以数据流图为基础得到软件的模块结构。SD方法尤其适用于变换型结构和事务型结构的目标系统。在设计过程中，它从整个程序的结构出发，利用模块结构图表述程序模块之间的关系。

SD方法的步骤如下：

（1）评审和细化数据流图。

（2）确定数据流图的类型。

（3）把数据流图映射到软件模块结构上，设计出模块结构的上层。

（4）基于数据流图逐步分解高层模块，设计中下层模块。

（5）对模块结构进行优化，得到更为合理的软件结构。

（6）描述模块接口。

SD方法的设计原则是：

（1）使每个模块执行一个功能（坚持功能性内聚）。

（2）每个模块使用过程语句（或函数方式等）调用其他模块。

（3）模块间传送的参数作为数据使用。

（4）模块间共用的信息（如参数等）尽量少。

结构化方法的缺点

结构化方法是目前最成熟、应用较广泛的一种工程化方法。当然，这种方法也有不足和局限性：

（1）开发周期长。一方面使用户在较长的时间内不能得到一个可实际运行的物理系统，另一方面难以适应环境变化。

（2）早期的结构化方法注重系统功能，兼顾数据结构的方面不多。

（3）结构化程度较低的系统，在开发初期难于锁定功能要求。

这些问题在应用中有的已经解决，同时也产生了其他一些方法，例如原型法、面向对象方法等。

开发过程

嵌入式系统软件的开发过程可以分为项目计划、可行性分析、需求分析、概要设计、详细设计、程序建立、下载、调试、固化、测试及运行等几个阶段。

项目计划、可行性分析、需求分析、概要设计及详细设计等几个阶段，与通用软件的开发过程基本一致，都可按照软件工程的方法来进行，如采用原型化方法、结构化方法等。

由于嵌入式软件的运行和开发环境不同，开发工作是交叉进行的，所以每一步都要考虑到这一点。

程序建立阶段的工作是根据详细设计阶段中产生的文档来进行的，主要是源代码编写、编译链接等子过程，这些工作都在宿主机上进行，不需要用到目标机。产生应用程序的可执行文件后，就要用到交叉开发环境中进行调试，根据实际情况可以选用4.6.2节中的调试方法之一或其有效组合来进行。由于嵌入式系统对安全性和可靠性的要求比通用计算机系统要高，所以，在对嵌入式系统进行白盒测试时，要求有更高的代码覆盖率。

最后，要将经调试后正确无误的可执行程序固化到目标机上。根据嵌入式系统硬件配置的不同，可以固化在EPROM和Flash等存储器中，也可固化在DOC（DiskOnChip）等电子盘中，通常还要借助一些专用编程器进行。

对象模型、动态模型和功能模型

1）对象模型

OMT的对象模型中除了对象、类、继承外，还有一些其他的概念。

.链和关联。链表示实例对象间的物理或概念上的连接。关联描述具有公共结构和公共语义的一组链。

.泛化。泛化是一个类与它的一个或多个细化类之间的关系，即一般与特殊的关系。被细化的类称为父类，每个细化的类称为子类，子类可以继承父类的特性。

.聚集。聚集是一种整体与部分的关系，在这种关系中表示整体的对象与表示部分的对象关联。

.模块。模块是组和类、关联和泛化的一种逻辑结构，模块给出了某个主题的视图。

2）动态模型

动态模型描述与时间和操作顺序有关的系统特征，包括激发事件、事件序列、确定事件先后关系以及事件和状态的组织。

3）功能模型

功能模型描述与值的变换有关的系统特征，包括功能、映射、约束和函数依赖。

对象模型、动态模型和功能模型之间具有下述关系。

（1）与功能模型的关系。对象模型展示了功能模型中的动作者、数据存储和流的结构，动态模型展示了执行加工的顺序。

（2）与对象模型的关系。功能模型展示了类上的操作和每个操作的变量，因此它也表示了类之间的"供应者一客户"关系；动态模型展示了每个对象的状态以及它接收事件和改变状态时所执行的操作。

（3）与动态模型的关系。功能模型展示了动态模型中未定义的不可分解的动作和活动的定义，对象模型展示了是谁改变了状态和承受了操作。

建模

建模是在计算机上创造三维形体的过程，建模是三维动画的基础，没有一个好的模型，其他好的效果都难以表现。三维建模的基本方法主要有：利用二维形体的技术、直接进行三维物体建模、造型组合等。

利用二维形体进行建模的技术的主要思想是首先创建简单的二维形体，如样条线和形状等，然后对这些创建的二维形体进行挤压、旋转、放样等操作以创建三维造型。

直接进行三维物体建模的常用方法有多边形建模、面片建模、NURBS建模等。

造型组合是把已有的物体组合成新的物体，其中布尔运算是最重要的组合技术。

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