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计算机软件结构

计算机软件结构是指一种层次表况，由软件组成成分构造软件的过程、方法和表示。它主要包括程序结构和文档结构。

一、程序结构

程序结构是软件结构的核心部分，它主要关注程序的内部构造和组织方式。程序结构有两层含义：

数据结构和控制结构：

数据结构定义了程序中数据的组织方式，包括数据的类型、存储方式以及数据之间的关系。

控制结构则定义了程序中指令的执行顺序和逻辑流程，包括顺序结构、选择结构和循环结构等。

模块结构：

模块是指具有相对独立性的、由数据说明、执行语句等程序对象构成的集合。

程序中的每个模块都需要单独命名，通过名字可实现对指定模块的访问。

模块之间通过接口进行通信，实现数据的传送和功能的调用。

模块结构在程序设计中具有重要意义，它有助于降低程序的复杂性、提高代码的可读性和可维护性。同时，模块化设计还支持程序的并行开发和测试，提高了开发效率。

在模块结构中，具有代表性的是块结构和嵌套结构两种：

块结构：比较自然，各个部分之间通过一些公用变量取得联系。

嵌套结构：在嵌套分程序的基础上引进局部性和动态性，以减少程序的初始信息量。嵌套结构不如块结构直观，调试不方便。

此外，由一组模块组成的大型程序可有三种结构，即顺序结构、并发结构和分布结构：

顺序结构：最古老的程序结构，所采用的程序设计语言是顺序程序设计语言，如ALGOL、FORTRAN、C等。

并发结构：由若干个可以同时执行的模块组成，可以在多台处理机上并行执行，也可以在同一台处理机上交叉执行，所采用的程序设计语言是并发程序设计语言，如并发PASCAL、Modula-2等。

分布结构：由若干个可独立运行的模块组成，这些模块可以分布于一个分布式系统中，在几台计算机上同时运行，所采用的程序设计语言是分布式程序设计语言。

二、文档结构

文档结构是软件结构的另一重要组成部分，它主要关注软件文档的组织和编写方式。软件文档是软件开发过程中产生的各种文档的总称，包括需求文档、设计文档、测试文档等。

良好的文档结构有助于确保文档的可读性和可维护性，提高软件开发的质量和效率。在文档结构中，需要关注文档的层次结构、目录结构、命名规范等方面，以确保文档的清晰易懂和易于管理。

三、软件结构设计原则

在进行软件结构设计时，需要遵循一些基本的原则，以确保软件结构的合理性和有效性。这些原则包括：

模块功能的完善化：每个模块应具有明确的功能和职责，包括执行规定功能部分、出错处理部分以及返回给调用者数据的正确性检查等。

消除重复功能：避免在多个模块中实现相同或相似的功能，以减少代码的冗余和提高代码的可重用性。

模块的影响限制在模块的控制范围内：每个模块应尽可能减少对其他模块的影响和依赖，以提高模块的独立性和可维护性。

深度、宽度、扇出和扇入适中：模块的深度、宽度（即模块的层次和大小）、扇出（即一个模块直接调用的模块数）和扇入（即调用一个模块的模块数）应适中，以确保软件结构的平衡和稳定性。

计算机软件结构是软件开发过程中的重要组成部分，它关注程序的内部构造和组织方式以及软件文档的组织和编写方式。通过合理的软件结构设计，可以提高软件的可读性、可维护性和开发效率，为软件的高质量开发提供有力保障。