4.5.Оценка корректности и эффективности структурного

разбиения программы на модули

В подразд. 4.2 – 4.5 рассмотрены методы проектирования модульных программ.

Для оценки корректности и эффективности структурного разбиения программы на модули необходимо оценить характеристики получившихся модулей. Существуют различные меры оценки характеристик модулей. В данном учебном пособии рассматриваются две характеристики модулей– связность и сцепление.

4.5.1. Связность модуля

Связность модуля определяется как мера независимости его частей. Чем выше связность модуля, тем больше отдельные части модуля зависят друг от друга и тем лучше результат проектирования.

Для количественной оценки связности используется понятиесилы связности модуля. Типы связности модулей и соответствующие им силы связности представляет таблица 4.3 [12].

Таблица 4.3 – Типы и силы связности модулей

Модуль с функциональной связностью не может быть разбит на два других модуля, имеющих связность того же типа. Он выполняет единственную

109

функцию и реализуется последовательностью операций в виде единого цикла.

только на исток, преобразователь и сток (так как он выполняет единственную функцию). Если модуль спроектирован так, чтобы изолировать выбранный алгоритм, он имеет функциональную связность.

Модуль, имеющий последовательную связность, может быть разбит на последовательные части, выполняющие независимые функции, но совместно реализующие единственную функцию. Модуль с последовательной связностью реализуется как последовательность циклов или последовательность операций.

Модуль, имеющий коммуникативную связность, может быть разбит на независимые модули, разделяющие общую структуру данных. Общая структура данных является основой его организации как единого модуля. Если модуль спроектирован так, чтобы упростить работу со сложной структурой данных, изолировать эту структуру, он имеет коммуникативную связность. Такой модуль предназначен для выполнения нескольких различных и независимо используемых функций (например, запоминание данных, поиск данных).

Модули высшего уровня иерархической структуры программы должны иметь функциональную или последовательную связность. Для модулей обслуживания предпочтительнее коммуникативная связность.

′

Если модули имеют процедурную, временную, логическую связность или связность по совпадению, это свидетельствует о недостаточно продуманном их

конструкции которого организованы так, как изображены на структурной схеме программы или схеме алгоритма. Такая структура модуля может возникнуть, например, при расчленении длинной программы на части в соответствии с передачами управления, но без определения каких-либо функций при выборе разделительных точек; при группировании альтернативных частей программы; если для уменьшения размеров модуль с функциональной связностью делится на два независимых модуля (например, исходный модуль содержит объявления, подпрограммы и раздел операторов для выполнения единой функции; после его

′

установок, имеет временную связность. Функции активации лучше разделить между другими модулями, выполняющими обработку соответствующих переменных или файлов. Если в начале выполнения программы необходимо

110

выполнить большое количество операций активации, то лучше включить их выполнение в управляющий модуль, чем в отдельный модуль.

Если в модуле объединены операторы только по принципу функционального подобия (например, все они предназначены для проверки правильности данных или для управления операциями обмена с внешними устройствами), а для настройки модуля применяется алгоритм переключения, то модуль имеет логическую связность. Его части ничем не связаны, а лишь похожи.

Модуль, состоящий из разнообразных подпрограмм обработки ошибок, имеет логическую связность. Но если с помощью этого модуля может быть

объединяются произвольным образом(например, по их непосредственному

планирования, связанного с переделкой модулей после их реализации.

Из вышесказанного следует вывод: следует добиваться функциональной связности проектируемых модулей.

содержит о другом никакой информации. Чем больше информации о другом модуле в них используется, тем менее они независимы и тем более сцеплены.

Чем очевиднее взаимодействие двух связных друг с другом модулей, тем проще определить необходимую корректировку одного модуля, зависящую от изменений, производимых в другом.

Таблица 4.4 содержит типы сцепления модулей и соответствующие им степени сцепления [12].

Независимое сцепление возможно только в том случае, если модули не вызывают друг друга и не обрабатывают одну и ту же информацию.

Модули сцеплены по данным, если они имеют общие простые элементы данных, которые передаются от одного модуля к другому как параметры. В вызывающем модуле известны только имя вызываемого модуля, а также типы и значения переменных, передаваемых как параметры. Вызываемый модуль о вызывающем может не содержать никакой информации. В этом случае изменения в структуре данных в одном из модулей не влияют на другой модуль

111

(например, структура – массив, а передается в качестве параметра элемент массива; при этом изменения в структуре данных не повлияют на другой модуль). Модули со сцеплением по данным не имеют общей области данных (глобальных переменных).

Таблица 4.4 – Типы и степени сцепления модулей

Если модули сцеплены по данным, то по изменениям, производимым в объявленных параметрах, легко можно определить модули, на которые эти изменения повлияют.

Модули сцеплены по образцу, если в качестве параметров используются структуры данных (например, в качестве параметра передается массив). Недостаток такого сцепления заключается в ,томчто оба модуля должны содержать информацию о внутренней структуре данных. Если модифицируется структура данных в одном из модулей, то необходимо модифицировать структуру данных и в другом. Следовательно, увеличивается вероятность появления ошибок при программировании и сопровождении программ.

Модули сцеплены по общей области, если они разделяют одну и ту же глобальную структуру данных. В этом случае возможностей для появления ошибок при модификации структуры данных в одном из модулей намного больше, поскольку труднее определить модули, нуждающиеся в корректировке.

Модули сцеплены по управлению, если какой-либо из них управляет решениями внутри другого с помощью передачи флагов, переключателей или кодов, предназначенных для выполнения функций управления. Таким образом, один из модулей содержит информацию о внутренних функциях другого.

Если модуль передает информацию о самом себе или об обработанных данных, то это не всегда служит проявлением сцепления по управлению (например, передается признак конца файла).

112

Например, если модуль имеет логическую связность и при его вызове используется переключатель требующейся функции, то вызываемый и вызывающий модули сцеплены по управлению.

Модуль сцеплен по внешним ссылкам, если у него есть доступ к данным другого модуля через внешнюю точку входа. Таким путем осуществляется неявное управление функционированием другого модуля. Сцепление этого типа возникает, когда внутренние процедуры одного модуля оперируют с глобальными переменными другого модуля.

Модули сцеплены по кодам, если коды их команд объединены друг с другом. Например, для одного из модулей доступны внутренние области другого модуля без обращения к его точкам входа, то есть модули используют общий участок памяти с командами. Это сцепление возникает, когда модули проектируются как отдельные подпрограммы, путь через которые начинается в различных точках входа, но приводит к общему сегменту кодов. Например,

одна подпрограмма реализует функции синуса и косинусаc учетом того, что cos(x) = sin(π/2 – x). Путь через точки входа SIN и COS ведет к общему участку команд подпрограммы (это возможно, например, в таком языке программирования, как ПЛ/1.

Следует иметь в виду, что, если модули косвенно обращаются друг к другу (например, связь между ними осуществляется с помощью передачи параметров через промежуточные модули), то между ними также существует сцепление.

Из вышесказанного может быть сделанвывод, что сцепление модулей зависит от спроектированной структуры данных и способов взаимодействия между модулями. Необходимо использовать простые параметры и не применять глобальных данных.

113