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公理设计—面向对象软件设计框架是设计公理应用于软件设计的主要成果,它在功能域和结构域之间自顶向下进行“之字形”分解映射。每层的分解映射过程,都要依据设计矩阵分析设计的耦合性,进而指导设计者进行正确的设计决策。但此框架对于如何根据设计矩阵得到耦合性信息没有进行深入讨论。
本课题针对分解映射过程中耦合性分析的模糊性,提出一种形式化分析和降解耦合性的方法。本课题的主要研究内容:
1. 对设计矩阵进行一系列变换,提出了判断循环耦合的方法。
2. 对于耦合设计,研究了消除设计矩阵非对角线元素的价值,进而提出了最优降耦策略及优化设计的最优集。
3. 针对要消除的设计矩阵元素所代表的基本耦合类型,运用设计模式,提出了解耦方案。
4. 开发辅助软件设计工具ExUmlTool,根据设计者输入的分解映射过程,自动生成设计矩阵;实现耦合判断算法和降耦算法,显示分析结果,对设计进行合理性判断,为设计者提供降耦建议。
5. 以创新设计软件为例,应用ExUmlTool 对其部分功能进行辅助设计,对每一层分解映射过程进行耦合性分析,最终得到完整设计矩阵和系统结构树,确定出软件的结构和模块之间的依赖关系,验证了该方法的有效性和实用性。
本课题提出的方法增强了公理设计过程的可操作性,提高了工作效率。