**结构化分析与设计（Structured Analysis and Design, SAD）**是一种传统的软件开发方法，强调**自顶向下、逐步求精**的结构化思维

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结构化分析与设计（Structured Analysis and Design, SAD）是一种传统的软件开发方法，强调自顶向下、逐步求精的结构化思维，通过清晰的阶段划分和规范化的文档，将复杂系统分解为可管理的模块。它适用于需求明确、流程稳定的项目（如企业资源规划系统、大型业务管理系统），尤其在早期软件开发中应用广泛。以下从核心思想、分析与设计过程、工具与方法、优缺点等方面展开说明：

一、核心思想与基本原则

自顶向下，逐步分解
- 将复杂系统逐层拆解为子系统、模块，直至可实现的最小单元（如流程图中的具体操作步骤）。
- 示例：将“电商系统”分解为订单管理、支付系统、库存管理等子系统，再进一步分解为“订单创建”“支付回调”等模块。
模块化设计
- 每个模块具有独立功能，通过明确的接口（如数据流、控制流）与其他模块交互，降低耦合度。
- 原则：高内聚、低耦合（模块内部功能紧密相关，模块间依赖松散）。
基于数据流建模
- 以数据流动为核心，分析系统如何接收输入、处理数据、产生输出，不强调对象的封装性（与面向对象方法的区别）。

二、结构化分析（Structured Analysis, SA）

目标

明确系统“做什么”，建立系统的逻辑模型，不涉及具体实现细节。

主要活动与工具

数据流图（Data Flow Diagram, DFD）
- 作用：描述数据在系统中的流动路径，分为4个基本元素：
  - 数据源/终点（如用户、外部系统）
  - 加工处理（如订单验证、库存更新）
  - 数据流（如“订单数据”“支付结果”）
  - 数据存储（如数据库、文件）
- 分层结构：
  - 顶层图：概括系统整体输入输出（如用户下单→系统处理→返回订单状态）。
  - 0层图：分解顶层图为主要加工模块（如订单处理、支付处理、库存处理）。
  - 细节图：逐层细化每个加工模块的子流程（如“订单处理”分解为“用户信息校验”“商品库存查询”）。
数据字典（Data Dictionary）
- 作用：对数据流图中的每个数据元素（如数据流、数据存储、加工处理）进行精确定义，确保需求无歧义。
- 内容示例：
  数据元素 描述 数据类型 来源/去向
  订单编号唯一标识订单的字符串 String(32) 由系统自动生成
  支付金额订单的实际支付金额 Decimal(10,2) 来源于支付接口返回
加工逻辑说明
- 用结构化语言（如“如果…那么…否则…”）、判定表（处理多条件逻辑）或判定树描述加工模块的具体逻辑。
- 示例（判定表）：
  条件订单金额≤100元订单金额>100元且≤300元订单金额>300元
  优惠策略 无折扣 9折优惠 8折优惠

数据元素	描述	数据类型	来源/去向
订单编号	唯一标识订单的字符串	String(32)	由系统自动生成
支付金额	订单的实际支付金额	Decimal(10,2)	来源于支付接口返回

条件	订单金额≤100元	订单金额>100元且≤300元	订单金额>300元
优惠策略	无折扣	9折优惠	8折优惠

三、结构化设计（Structured Design, SD）

目标

将分析阶段的逻辑模型转化为“怎么做”的物理模型，定义系统的模块结构和交互方式。

主要活动与方法

从数据流图导出模块结构
- 变换型设计：适用于具有明显“输入-处理-输出”流程的系统（如批处理系统）。
  - 步骤：
    1. 识别输入流、变换中心（核心处理）、输出流。
    2. 设计顶层模块（如“主控制器”），下层模块分别对应输入、处理、输出。
- 事务型设计：适用于处理多种事务类型的系统（如银行交易系统）。
  - 步骤：
    1. 识别事务源（如不同类型的交易请求）、事务中心（路由逻辑）、各事务处理模块。
    2. 设计“事务调度模块”根据输入类型调用相应处理模块。
模块结构图（Structure Chart, SC）
- 作用：描述模块间的调用关系和层次结构，用矩形表示模块，箭头表示调用方向（从上层模块指向下层模块）。
- 元素：
  - 调用：模块间的执行顺序（如“订单模块”调用“支付模块”）。
  - 数据传递：模块间传递的数据（如订单金额、支付状态）。
  - 控制信息：影响模块逻辑的标志（如“库存不足”信号）。
- 示例：
```
主程序  
├─ 订单处理模块  
│  ├─ 用户信息校验模块  
│  └─ 商品库存查询模块  
└─ 支付处理模块  
   ├─ 支付接口调用模块  
   └─ 支付结果解析模块  
```
模块设计原则
- 控制范围与作用范围：
  - 模块的“作用范围”（受该模块决策影响的区域）应在其“控制范围”（该模块及其下属模块）内，避免跨模块无效决策。
- 扇入与扇出：
  - 扇入：模块被上层模块调用的次数（扇入高表示复用性好，如“日志模块”被多个模块调用）。
  - 扇出：模块调用下层模块的数量（扇出一般不超过5，避免模块过于复杂）。

四、结构化分析与设计的优缺点

优点	缺点
1. 阶段清晰，文档规范，适合大型团队协作	1. 对需求变更的适应性差（需重新调整模型）
2. 强调逻辑分析，适合流程明确的业务场景	2. 缺乏对“对象”和“状态”的封装，复用性较低
3. 工具简单（如DFD、SC），易于学习掌握	3. 后期维护成本高（模块间可能隐含紧耦合）

五、与面向对象方法的对比

维度	结构化分析与设计	面向对象方法（如UML）
核心思想	基于数据流和功能分解	基于对象封装、继承、多态
建模重点	流程（怎么做）	实体（对象是什么）及其交互
需求变更	难（需修改多层模型）	易（通过类扩展实现）
典型工具	DFD、SC、数据字典	类图、用例图、顺序图
适用场景	流程固定、需求明确的系统（如传统企业软件）	复杂业务、需高复用性的系统（如互联网应用）