软件工程 5. 总体设计.ppt

第五章 总体设计 设计过程 设计原理 启发规则 描绘软件结构的图形工具 面向数据流的设计方法 5.1 设计过程 系统设计阶段：确定系统的具体实现方案 结构设计阶段：确定软件结构 典型的总体设计过程（一） 1. 设想供选择的方案 综合考虑各种可能的实现方案，并且力求从中选出最佳方案。 需求分析阶段得到的数据流图是极好的出发点。 2. 选取合理的方案 参考需求分析阶段确定的工程规模和目标，从可选方案中选择若干个合理的方案，通常至少选择低成本、中等成本、高成本三种方案。 对于每种方案应准备：系统流程图、组成系统的物理元素清单、成本/效益分析、实现系统的进度计划。 3. 推荐最佳方案 综合分析、对比各种合理方案的利弊，推荐一个最佳的方案，并为推荐的最佳方案制定一个详细的实现计划。 用户和有关人员评审所推荐的最佳方案。 典型的总体设计过程（二） 4. 功能分解 确定系统有哪些模块构成，以及这些模块之间的关系。 对于复杂的功能或模块，结合数据流图，进一步分解。 5. 设计软件结构 系统软件是由实现各个子功能的模块构成，软件结构是指模块组成的层次关系。 软件结构用层次图或结构图表示。 数据流图细化到适当的层次，可以映射出软件结构。 6. 设计数据库 结合需求分析阶段所确定的系统数据需求，进一步设计数据库。 典型的总体设计过程（三） 7. 制定测试计划 开发早期考虑并制定测试计划，有助于在设计时注意提高软件的可测试性。 8. 书写文档 系统说明：主要包括用系统流程图描绘的系统构成方案，组成系统的物理元素清单，成本/效益分析；对最佳方案的概括描述，精化的数据流图，用层次图或结构图描绘的软件结构，用IPO图或其他工具简要描述的各个模块的算法，模块间的接口关系，以及需求、功能和模块三者之间的交叉参照关系等。 用户手册：根据总体设计阶段的结果，更正在需求分析阶段产生的用户手册。 测试计划：包括测试策略，测试方案，预期的测试结果，测试进度计划等。 详细的实现计划 数据库设计结构 9. 审查和复审 技术审查－－系统开发方 管理复审－－系统使用者 5.2 设计原理 模块化 抽象 逐步求精 信息隐藏和局部化 模块独立 模块化（一） 定义：是指能够相对独立的实现一定功能的程序代码。简单的讲，模块化就是把程序划分成独立命名且可独立访问的模块，每个模块完成一个子功能，把这些模块集成起来构成一个整体，可以完成指定的功能满足用户的需求。“复杂的问题分解成许多容易解决的小问题”。 表现形式：过程、函数、子程序、宏；面向对象方法学中的对象、对象内的方法。 优点： 软件结构清晰，便于设计、交流 容易测试、调试，有助于提高软件的可靠性 提高软件的可修改性 有助于软件开发项目的组织与管理 模块化（二） 缺点：当模块数目增加时每个模块的规模将减小，开发单个模块需要的成本(工作量)减少了；但是，随着模块数目增加，设计模块间接口所需要的工作量将增加，并且在模块交互时易发生错误。 图5.1 模块化和软件成本 抽象 定义：是指抽出事物的本质特性并加以描述，但是不考虑它们的细节。 应用：一个复杂系统可以用一些高级的抽象概念构造和理解，这些高级概念又可以用一些较低级的概念构造和理解，如此进行下去，直至最低层次的具体元素。 软件工程过程的每一步都是对软件解法的抽象层次的一次精化。在可行性研究阶段，软件作为系统的一个完整部件；在需求分析期间，软件解法是使用在问题环境内熟悉的方式描述；当由总体设计向详细设计过渡时，抽象的程度随之减少；最后，当源程序实现，即达到抽象的最低层。 抽象与模块化的关系：软件结构顶层的模块，控制系统的主要功能并且影响全局；在软件结构底层的模块，完成对数据的一个具体处理，用自顶向下由抽象到具体的方式分配控制，简化软件的设计和实现，提高软件的可理解性和可测试性，并且使软件更容易维护。 逐步求精 定义：是一种自顶向下的设计策略：通过逐步分解对功能的宏观陈述而开发出层次结构，直至最终得出用程序设计语言表达的程序。 实质：求精就是细化的过程。 求精与抽象的关系：互补性：抽象使设计者说明过程和数据，但却忽略低层的细节；逐步求精则帮助设计者在设计过程中逐步揭示出低层的细节。 信息隐藏与局部化 定义：划分模块时，使得一个模块内包含的信息(过程和数据)对于不需要这些信息的模块来说，是不能访问的。即隐藏每个模块所包含的私有信息。 所谓局部化是指把一些关系密切的软件元素物理地放得彼此靠近。局部化有助于实现信息隐藏。 应用：在模块中，隐藏的是模块的实现细节；模块之间的交互是为了完成系统功能而必须交换的信息。 优点：易修改。 模块独立（一） 定义：是指每个模块完成一个相对独立的特定子功能，并且和其他模块之间的关系很简单。 优点： 容易设计和开发。功能分割相对独立，可以