Внутреннее проектирование (проектирование структуры) программного изделия

Внутреннее проектирование программного изделия начина­ется с изучения внешних спецификаций. Проверяется завершенность спецификаций программных средств и формально выявляются все противоре­чия. Далее формируются структура программного изделия и общие правила взаимодействия компонентов.

Программное изделие создается на основе модально-иерархической структуры, состоящей из отдельных модулей. Модуль обладает тремя основными признаками: реализует одну или несколько функций, имеет определенную логическую структуру и используется в одном или нескольких контекстах.

Целью проектирования является такое разделение програм­мы на модули, при котором каждый из них по возможности выполняет только одну функцию, т.е. обладает функциональ­ной связностью. Связность модуля определяется как мера неза­висимости его частей. Чем выше связность модуля, тем лучше результат проектирования. Типы связности модулей: по совпадению, логическая, временная, процедурная, коммуникативная, последовательная, функциональная. Модуль с функциональной связностью обладает высшей сте­пенью внутренней связности. Второй путь достижения независимости модулей состоит в минимизации связи между ними. Сцепление модулей, т.е. мера взаимозависимости модулей по данным, характеризуется как способом передачи данных, так и свойствами самих этих дан­ных. Независимые модули могут быть модифицированы без переделки каких-либо других модулей. Слабое сцепление более желательно, так как это означает высокий уровень их независимости. Модули являются полностью независимыми, если каждый из них не содержит о другом никакой информа­ции. Цель проектирования - определение интерфейсов модулей таким образом, чтобы все данные, передаваемые от одного модуля к другому, передавались в форме явных и простых параметров. Виды сцепления: по кодам, по внешним ссылкам, по управлению, по общей области, по образцу, по данным, независимое.

Степень сцепления и силу связности модулей можно исполь­зовать как руководящий принцип при проектировании ПИ. Высокая сила связности и слабое сцепление способствуют независимости модулей, поскольку они сводят к минимуму их взаимосвязи и взаимо­зависимость. Критерии проектирования мо­дулей:

1. Сложность взаимодействия модуля с другими модулями должна быть меньше сложности его внутренней структуры.

2. Хороший модуль снаружи проще, чем внутри.

3. Хороший модуль проще использовать, чем построить.

Кроме внутренней (по виду) связности и внешней (по виду сцепления) связности степень независимости модуля опреде­ляется следующими факторами: размер модуля, предсказуемые модули, структура принятия решений, минимизация доступа к данным, внутренние процедуры.

Связность, сцепление и другие пути достижения независи­мости модулей существенны при проектировании ПИ, но не определяют самого процесса проектирования. Процесс проек­тирования включает анализ и декомпозицию задач и данных в соответствии с принятым методом проектирования и завер­шается построением иерархической схемы, отражающей струк­турные взаимосвязи между всеми модулями, описанием функ­ций каждого модуля и интерфейса между модулями.

Правила формирования структуры и взаимодействия модулей в ПИ:

• структура ПИ и правила оформления описания каждого модуля должны быть унифицированы;

• каждый модуль должен характеризоваться функциональ­ной законченностью, автономностью и независимостью в оформ­лении от модулей, которые его используют и которые он вы­зывает;

• применяются стандартные правила организации связей с другими модулями по управлению и информации;

• структура ПИ должна быть представлена в виде совокуп­ности небольших (до 100 операторов) программных модулей, связанных иерархическим образом, что дает возможность полностью и относительно просто уяснить функцию и правила работы отдельных частей ПИ в целом;

• должен отсутствовать эффект последействия очередного исполнения программного модуля на последующие испол­нения.