Моделирование архитектуры и управления. Модули и модульная декомпозиция. Оценка сложности программной системы

Особенности процесса синтеза программных систем (ПС)

Особенности этапа проектирования

Предварительное проектирование

Предварительное проектирование обеспечивает:
идентификацию подсистем;
определение основных принципов управления подсистемами, взаимодействия подсистем.
Предварительное

Структурирование системы
Три модели системного структурирования:
модель хранилища данных;
модель клиент-сервер;
трехуровневая модель.

Модель хранилища данных

Модель клиент-сервер

Трехуровневая модель

Моделирование управления
1 Модель централизованного управления:
Модель вызов-возврат,
Модель менеджера;
2 Модель событийного управления:
Широковещательная модель,
Модель,

Модель вызов-возврат

Модель менеджера

Широковещательная модель

Модель, управляемая прерываниями

Декомпозиция подсистем на модули

Два типа моделей декомпозиции:
Модель потока данных.
Модель объектов.

Модульность

Модуль – фрагмент программного текста, являющийся строительным блоком для физической структуры

Модульность

Пусть
C(x) – функция сложности решения проблемы,
T(x) – функция затрат времени на

Модульность

Из практики решения проблем человеком следует:
C(p1+p2) > C(p1) + C(p2).
Учитывая ранее

Модульность

Модульность

Оптимальный модуль должен удовлетворять двум критериям:
снаружи он проще чем внутри,
его проще

Информационная закрытость

Информационная закрытость

Информационная закрытость означает следующее:
все модули независимы, обмениваются только информацией, необходимой

Связность модуля

Связность модуля (внутренняя характеристика) – это мера зависимости его частей.
Семь

Характеристика связности модуля

Функциональная связность

Функционально связанный модуль содержит элементы, участвующие в выполнении одной и

Информационная связность

Элементы-обработчики модуля образуют конвейер для обработки данных – результаты одного

Коммуникативная связность

Элементы-обработчики модуля используют одни и те же данные, например внешние

Процедурная связность

Модуль состоит из элементов, реализующих независимые действия, для которых задан

Временная связность

Элементы-обработчики модуля привязаны к конкретному периоду времени (из жизни программной

Логическая связность

Элементы модуля принадлежат одной категории, и из этой категории клиент

Связность по совпадению

Элементы модуля вообще не имеют никаких отношений друг с

Определения связности модуля

Дополнительные правила определения типа связности

правило параллельной цепи. Если все действия модуля

Сцепление модулей

Сцепление модулей (внешняя характеристика) – это мера взаимозависимости модулей по

Сцепление по данным

Модуль А вызывает модуль Б. Все входные и выходные

Сцепление по образцу

В качестве параметров используются структуры данных.

Сцепление по управлению

Модуль А явно управляет функционированием модуля Б, посылая ему

Сцепление по внешним ссылкам

Модули А и Б ссылаются на один и

Сцепление по общей области

Модули разделяют одну и ту же глобальную структуру

Сцепление по содержанию

Один модуль прямо ссылается на содержание другого модуля.

Сложность программной системы

Автор: М. Холстед (1977)
Длина модуля:
N=n1·log2(n1)+n2·log2(n2)
n1 – число различных операторов,
n2

Сложность программной системы

Автор: Том МакКейб (1976)
Метрика цикломатической сложности:
V(G) = E –

Иерархическая структура программной системы

Характеристики ИС

Первичные:
Количество вершин (модули)
Количество ребер (связи между модулями)
Глобальные:
Высота – количество уровней

Невязка проектной структуры

n – количество вершин, e – количество ребер проектной