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  • 2018-04-01 16:22:03

    1、总体设计过程主要由两个阶段组成:系统设计阶段、结构设计阶段。

        1)设想供选择的方案:抛弃需求分析阶段得出的数据流图中在技术上行不通的分组方法,余下的方法作为可能的方案。

        2)选取合理的方案:至少选出低成本、中等成本和高成本三种方案,对于每种方案都要准备一下四份资料:

            ①系统流程图

            ②组成系统的物理元素清单

            ③成本/效益分析

            ④实现这个系统的进度计划

        3)推荐最佳方案:之后进入总体设计的一下阶段——结构设计

        4)功能分解:分析数据流图中的每一个处理的功能,若过分复杂,必须将其分解为一系列易于理解的简单功能。

        5)设计软件结构:对于程序的每个子功能,设计出对应的模块,并把模块组织成良好的层次系统,模块自顶向下调用模块,最下层模块完成最具体的功能,可用层次图或结构图来描绘。

        6)设计数据库

        7)制定测试计划:提高软件的可测试性。

        8)手写文档:记录总体设计的结果:

            ①系统说明

            ②用户手册

            ③测试手册

            ④详细地实现计划

            ⑤数据库设计结果

        9)审查和复审:经过严格的技术审查后,再由客户从管理的角度进行复审。

    2、设计原理

        1)模块化:即把程序划分为独立命名且可独立访问的模块,每个模块完成一个子功能。注意,随着模块数量的增加,每个模块的规模减小,使得开发单个模块的工作量减少,但是,设计模块间接口所需要的工作量也将增加。所以,模块数量要合理。模块化原理使软件结构清晰,易于设计和理解。

        2)抽象:当考虑任何问题的模块化解法时,可以提出许多抽象的层次。软件工程的每一步都是对软件解法的抽象层次的一次精化,下面讲的逐步求精也与抽象紧密相连。

        3)逐步求精:是人类解决复杂问题的基本方法,也是软件工程技术的基础,逐步求精可定义为“为了能集中精力解决主要问题而尽量推迟对问题细节的考虑”,是一个细化的过程。抽象和求精是互补的,抽象使得设计者能说明过程和数据,同时忽略底层细节;求精则帮助设计者在设计过程中逐步揭示出底层细节。

        4)信息隐藏和局部化:信息隐藏指出,设计一个模块时,使得其它模块不需要的一些信息不可访问。局部化即把一些关系密切的软件元素物理地放得彼此靠近,局部化有助于信息隐藏。如此,当软件需要维护时,信息隐藏使得引入的错误影响软件其它部分的可能性减小。

        5)模块独立:是模块化、抽象、信息隐藏和局部化概念的直接结果。模块独立度有两个定性指标

            ①耦合:衡量不同模块彼此间互相依赖的紧密程度,取决于模块间接口的复杂度,进入或访问一个模块的点,以及接口的数据。我们应追求耦合度弱的系统,耦合度强烈会加大软件复杂度。

            ②内聚:衡量一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度。我们应追求高内聚的系统,一个模块中的任务彼此间关系紧密。

    3、启发规则:开发人员在长期实践中积累起来的丰富经验。

        1)改进软件结构提高模块独立性。

        2)模块规模应当适中。

        3)深度、宽度、扇出和扇入都应适当:它们分别是软件结构中控制的层数、同一层次上的规模总数的最大值、一个模块直接调用的模块数目、直接调用一个模块的上级模块数目。

        4)模块的作用域应该在控制域之内。

        5)力争降低模块接口的复杂度

        6)设计单入口、单出口的模块

        7)模块功能应当可以预测

    4、描绘软件结构的图形工具:层次图和HIPO图、结构图。

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  • 本项目为网上图书销售管理系统,书写此文档是为了确定用户对本系统的真正需求,确定一份完整、准确、清晰、具体的系统要求及设计方案,从而有效...可作为用户需求的确定书和总体设计的依据,也是验证和维护系统的依据。
  • 软件工程——总体设计报告.pdf
  • 软件工程软件总体设计概述.pdf
  • 软件工程)-- 总体设计报告

    千次阅读 2020-12-08 12:18:36
    本阶段完成系统的大致设计并说明系统的数据结构与软件结构,本概要设计说明书的目的就是进一步细化软件设计阶段得出的软件概貌,把它加工成程序细节上非常接近与源程序开发的软件标识。 预期读者:软件测试人员、...

    1引言

    1.1编写目的

    本阶段完成系统的大致设计并说明系统的数据结构与软件结构,本概要设计说明书的目的就是进一步细化软件设计阶段得出的软件概貌,把它加工成程序细节上非常接近与源程序开发的软件标识。
    预期读者:软件测试人员、程序开发员、软件分析员。

    1.2背景

    说明:
    a.基于flask的健康管理系统
    b.列出此项目的任务提出者:Aurora
    c.本项目的开发者:Aurora
    d.用户:测试人员、即将使用本系统的所有用户
    e.运行该软件的计算站(中心):运行该系统的全体客户端

    1.3定义

    【热量消耗】:指用户每日摄入的食物热量经过身体供能消耗的热量。

    1.4参考资料

    a.《软件工程》齐治昌 谭庆平 宁洪 高等教育出版社 1997年第一版
    b.《实用软件工程》郑人杰 殷人昆 陶永雷 清华大学出版 1997年第二版
    c. GB/T 9385-2008计算机软件需求说明规范

    2总体设计

    2.1需求规定

    本系统输入用户自身的身体参数、身高体重等健康信息,系统会记录每位用户的情况并生成健康表单,同时会对每位用户的饮食做一个详细的记录和分析,通过用户的日常饮食为用户智能推荐不同的营养搭配餐,满足不同用户的需求。由于本系统每天都可以被使用,所以要严格注意系统的可靠性、安全性、具有定期备份数据功能,防止不可抗力的因素对系统的破坏。

    2.2运行环境

    操作系统:window7及其以上版本的操作系统或手机端app。

    2.3基本设计概念和处理流程

    在这里插入图片描述

    2.4结构

    在这里插入图片描述

    2.5功能器求与程序的关系

    本条用一张如下的矩阵图说明各项功能需求的实现同各块程序的分配关系:
    在这里插入图片描述

    2.6人工处理过程

    需要时刻的备份数据,以防止不可抗拒因素导致数据的丢失。

    2.7尚未解决的问题

    暂无尚未解决的问题。

    3 接口设计

    3.1用户接口

    本产品的用户一般需要通过终端进行操作,进入主界面后点击相应的窗口,分别进入相对应的界面(如:输入界面、输出界面),用户对程序的维护,最好要有备份。

    3.2外部接口

    本产品的用户一般需要通过终端进行操作,进入主界面后点击相应的窗口,分别进入相对应的界面(如:输入界面、输出界面),用户对程序的维护,最好要有备份。

    3.3内部接口

    程序内的各个模块之间采用函数调用、参数传递、返回值的方法进行信息传递。在输入方面,对于键盘、鼠标的输入,在输出方面,对于打印机的连接及使用。

    4运行设计

    4.1运行模块组合

    输入时启动接收数据模块,通过各模块之间的调用,读入并对输入进行格式化。在接收数据模块得到充分的数据时,将调用网络传输模块,将数据通过网络送到服务器,并等待接收服务器返回的信息。接收到返回信息后随即调用数据输出模块,对信息进行处理,产生相应的输出。
    服务器程序的接收网络数据模块必须始终处于活动状态。接收到数据后,调用数据处理/查询模块对数据库进行访问,完成后调用网络发送模块,将信息返回客户机。

    4.2运行控制

    运行控制将严格按照各模块间函数调用关系来实现。在各事务中心模块中,需对运行控制进行正确的判断,选择正确的运行控制路径。
    在网络传方面,客户机在发送数据后,将等待服务器的确认收到信号,收到后,再次等待服务器发送回答数据,然后对数据进行确认。服务器在接到数据后发送确认信号,在对数据处理、访问数据库后,将返回信息送回客户机,并等待确认。

    4.3运行时间

    A.一般用户模块会经常运行,占用数据库使用时间的1/2
    B.操作员模块使用次之,占用数据库使用时间的1/3
    C.管理用模块使用的最少,占用数据库使用时间的1/6。

    5系统数据结构设计

    5.1逻辑结构设计要点

    A.用户信息表
    个人信息(用户名、密码、邮箱、手机号)
    B.身体参数表
    身体参数(身高、体重)
    C.饮食记录表
    饮食记录(所食用食物、食物热量、热量等级)

    5.2物理结构设计要点

    1.用户信息表
    在这里插入图片描述

    2.身体参数表
    在这里插入图片描述

    3.饮食记录表
    在这里插入图片描述

    5.3数据结构与程序的关系

    数据结构为关系型数据库,所以在程序中可以用标准的SQL语句与数据结构进行交互,交互过程中采用通用的数据反向接口。为了保持良好的程序架构,对数据库访问采用DAO设计模式实现,提高维护性和扩张性。

    6系统出错处理设计

    6.1出错信息

    在这里插入图片描述

    6.2补救措施

    a.后备技术,周期性的把错误信息记录在电脑硬盘上
    b.降效技术,人工输入数据,核对信息输入电脑
    c.对于软错误,需要在添加/修改操作中及时对输入数据进行验证,分析错误的类型,并且给出相应的错误提示语句,传送到客户端的浏览器上; 
    d.对于硬错误,错误类型不较少而且比较明确,所以可以在可能出错的地方中输出相应的出错语句,并将程序重置,最后返回输入阶段;

    6.3系统维护设计

    定期备份数据库,定期检测数据库的一致性,定期查看操作日志等;文件方面:对于下架商品等,定期删除相关文件,减少数据量。

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  • 软件工程 需求分析及总体设计 文档
  • 本文档是软件工程中软件设计的学习资料,主要包括总体设计和详细设计介绍PPT
  • 软件工程里面的总体设计,供各位老师和学生们参考,以共同进步
  • 软件工程设计中在总体设计这一步所使用的文档模板。。。。
  • 软件工程正式作业 软件工程导论 需求分析 总体设计
  • 软件工程总体设计说明书实验报告,应该包含的项都包括了,接近标准模板了。
  • 软件工程设计报告:可行性分析,需求分析,总体设计,详细设计,测试报告,测试分析和总结性报告。系统数据流图,用例图,层次图,流程图,数据结构设计等应有尽有。
  • 软件工程总体设计方案.pptx
  • 软件工程总体设计

    千次阅读 多人点赞 2020-10-21 21:31:47
    总体设计阶段的另一项重要任务是设计软件的结构,也就是要确定系统中每个程序是由哪些模块组成的,以及这些模块相互间的关系。 1,设计过程 1,设想供选择的方案 在总体设计阶段分析员应该考虑各种可能的...

    总体设计的基本目的就是回答“概括地说,系统应该如何实现”这个问题,因此,总体设计又称为概要设计或初步设计。

    总体设计阶段的另一项重要任务是设计软件的结构,也就是要确定系统中每个程序是由哪些模块组成的,以及这些模块相互间的关系。

    1,设计过程

    1,设想供选择的方案

    在总体设计阶段分析员应该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出的数据流图是总体设计的极好的出发点。设想供选择的方案的一种常用的方法是,设想把数据流图中的处理分组的各种可能的方法,抛弃在技术上行不通的分组方法(例如,组内不同处理的执行时间不相容),余下的分组方法代表可能的实现策略,并且可以启示供选择的物理系统。

    2,选取合理的方案

    应该从前一步得到的一系列供选择的方案中选取若干个合理的方案,通常至少选取低成本、中等成本和高成本的3种方案在判断哪些方案合理时应该考虑在问题定义和可行性研究阶段确定的工程规模和目标,有时可能还需要进一步征求用户的意见。

    对于每个合理方案,分析员都应该准备下列4份材料:(1)系统流程图(2)组成系统的物理元素清单(3)成本/效益分析(4)实现这个系统的进度计划

    3,推荐最佳方案

    用户和有关的技术专家应该认真审查分析员所推荐的最佳系统,如果该系统确实符合用户的需要,并且是在现有条件下完全能够实现的,则应该提请使用部门负责人进一步审批。在使用部门的负责人也接受了分析员所推荐的方案之后,将进入总体设计过程的下一个重要阶段——结构设计

    4,功能分解

    为了最终实现目标系统,必须设计出组成这个系统的所有程序和文件(或数据库)。对程序(特别是复杂的大型程序)的设计,通常分为两个阶段完成:首先进行结构设计,然后进行过程设计

    确定软件结构,首先需要从实现角度把复杂的功能进一步分解。分析员结合算法描述仔细分析数据流图中的每个处理,如果一个处理的功能过分复杂,必须把它的功能适当地分解成一系列比较简单的功能

    5,设计软件结构

    通常程序中的一个模块完成一个适当的子功能。应该把模块组织成良好的层次系统,顶层模块调用它的下层模块以实现程序的完整功能,每个下层模块再调用更下层的模块,完成程序的一个子功能,最下层的模块完成最具体的功能

    6,设计数据库

    对于需要使用数据库的那些应用系统,软件工程师应该在需求分析阶段所确定的系统数据需求的基础上,进一步设计数据库。

    7,制定测试计划

    在软件开发的早期阶段考虑测试问题,能促使软件设计人员在设计时注意提高软件的可测试性

    8,书写文档

    应该用正式的文档记录总体设计的结果,在这个阶段应该完成的文档通常有下述几种

    (1)系统说明(2)用户手册(3)测试计划(测试策略,测试方案,预期的测试结果,测试进度计划)(4)详细的实现计划(5)数据库设计结果

    9,复查和复审

    最后应该对总体设计的结果进行严格的技术审查,在技术审查通过之后再由客户从管理角度进行复审

    2,设计原理

    2.1,模块化-面向对象

    模块是由边界元素限定的相邻程序元素(例如,数据说明,可执行的语句)的序列,而且有一个总体标识符代表它。模块是构成程序的基本构件。

    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。

    模块化是为了使一个复杂的大型程序能被人的智力所管理,是软件应该具备的唯一属性

    设函数C(x)定义问题x的复杂程度,函数E(x)确定解决问题x需要的工作量(时间)。
    对于两个问题P1和P2,如果C(P1)>C(P2)
    E(P1)>E(P2)
    根据人类解决一般问题的经验,会出现
    C(P1+P2)>C(P1)+C(P2)
    那么可以得出
    E(P1+P2)>E(P1)+E(P2)

    把复杂的问题分解成许多容易解决的小问题,原来的问题也就容易解决了——这就是模块化的根据。

    如果无限地分割软件,最后为了开发软件而需要的工作量也就小得可以忽略了。事实上,还有另一个因素在起作用,从而使得上述结论不能成立。

    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)确实减少了;但是,随着模块数目增加,设计模块间接口所需要的工作量也将增加。根据这两个因素,得出了总成本曲线。每个程序都相应地有一个最适当的模块数目M,使得系统的开发成本最小。

    虽然目前还不能精确地决定M的数值,但是在考虑模块化的时候总成本曲线确实是有用的指南。

    采用模块化原理可以使软件结构清晰,不仅容易设计也容易阅读和理解。模块化也有助于软件开发工程的组织管理,一个复杂的大型程序可以由许多程序员分工编写不同的模块,并且可以进一步分配技术熟练的程序员编写困难的模块。

    2.2,抽象

    人类在认识复杂现象的过程中使用的最强有力的思维工具是抽象。人们在实践中认识到,在现实世界中一定事物、状态或过程之间总存在着某些相似的方面(共性)。把这些相似的方面集中和概括起来,暂时忽略它们之间的差异,这就是抽象。或者说抽象就是抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节。

    在抽象的最高层次使用问题环境的语言,以概括的方式叙述问题的解法;在较低抽象层次采用更过程化的方法,把面向问题的术语和面向实现的术语结合起来叙述问题的解法;最后,在最低的抽象层次用可以直接实现的方式叙述问题的解法。

    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的;当由总体设计向详细设计过渡时,抽象的程度也就随之减少了;最后,当源程序写出来以后,也就达到了抽象的最低层。

    2.3,逐步求精

    逐步求精定义为为了能集中精力解决主要问题而尽量推迟对问题细节的考虑

    逐步求精是一种自顶向下的设计策略。按照这种设计策略,程序的体系结构是通过逐步精化处理过程的层次而设计出来的。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

    求精实际上是细化的过程;抽象与求精是一队互补的概念。

    2.4,信息隐藏和局部化

    信息隐藏原理:应该这样设计和确定模块,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。

    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。

    如果在测试期间和以后的软件维护期间需要修改软件,使用信息隐藏原理作为模块化系统设计的标准就会带来极大好处。

    2.5,模块独立

    模块独立的重要性:

    • 有效的模块化(即具有独立的模块)的软件比较容易开发出来。
    • 独立的模块比较容易测试和维护

    模块独立性可以由两个定性标准度量:耦合和内聚

    耦合:耦合是对一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量。耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度,进入或访问一个模块的点,以及通过接口的数据

    数据耦合

    两个模块彼此间通过参数交换信息,而且交换信息仅仅是数据。

    数据耦合是低耦合,系统中至少必须存在这种耦合。

    控制耦合

    传递的信息中有控制信息(尽管有时这种控制信息以数据的形式出现)

    控制耦合是中等程度耦合。

    特征耦合

    当把整个数据结构作为参数传递而被调用的模块只需要使用其中一部分数据元素时,就出现了特征耦合。

    公共环境

    耦合

    当两个或多个模块通过一个公共数据环境相互作用时,它们之间的耦合称为公共环境耦合

    公共环境可以是全程变量、共享的通信区、内存的公共覆盖区、任何存储介质上的文件、物理设备等

    公共环境耦合的复杂程度随耦合的模块个数而变化,当耦合的模块个数增加时复杂程度显著增加

    只有两个模块有公共环境,耦合有下面两种可能。

    (1) 一个模块往公共环境送数据,另一个模块从公共环境取数据。这是数据耦合的一种形式,是比较松散的耦合。

    (2) 两个模块都既往公共环境送数据又从里面取数据,这种耦合比较紧密,介于数据耦合和控制耦合之间。

    内容耦合
    个模块访问另一个模块的内部数据。
    一个模块不通过正常入口而转到另一个模块的内部。
    两个模块有一部分程序代码重叠 ( 只可能出现在汇编程序中 )
    一个模块有多个入口 ( 这意味着一个模块有几种功能 )
    最高程度的耦合,应该坚决避免使用。

    尽量使用数据耦合,少用控制耦合和特征耦合,限制公共环境耦合的范围,完全不用内容耦合。

    内聚:衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。

    内聚标志着一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度,它是信息隐藏和局部化概念的自然扩展。简单地说,理想内聚的模块只做一件事情。

    低内聚偶然内聚一个模块完成一组任务,这些任务彼此间即使有关系,关系也是很松散的
    逻辑内聚一个模块完成的任务在逻辑上属于相同或相似的一类
    时间内聚一个模块包含的任务必须在同一段时间内执行
    中内聚过程内聚一个模块内的处理元素是相关的,而且必须以特定次序执行
    通信内聚模块中所有元素都使用同一个输入数据和()产生同一个输出数据
    高内聚顺序内聚

    一个模块内的处理元素和同一个功能密切相关,而且这些处理必须顺序执行

    (通常一个处理元素的输出数据作为下一个处理元素的输入数据)

    功能内聚模块内所有处理元素属于一个整体,完成一个单一的功能

    事实上,没有必要精确确定内聚的级别。重要的是设计时高内聚,并且能够辨认出低内聚的模块,有能力通过修改设计提高模块的内聚程度并且降低模块间的耦合程度,从而获得较高的模块独立性。

    3,启发规则

    1,改进软件结构提高模块独立性:设计出软件的初步结构以后,应该审查分析这个结构,通过模块分解或合并,力求降低耦合提高内聚。

    2,模块规模应该适中:一个模块的规模不应过大,最好能写在一页纸内(通常不超过60行语句)

    3,深度、宽度、扇出和扇入都应适当

    • 深度:软件结构中控制的层数
    • 宽度:软件结构内同一个层次上的模块总数的最大值
    • 扇出:一个模块直接控制(调用)的模块数目
    • 扇入:一个模块被多少个上级模块直接调用的数目

    4,模块的作用域应该在控制域之内

    • 作用域:受该模块内一个判定影响的所有模块的集合。
    • 控制域:模块本身以及所有直接或间接从属于它的模块的集合。

    5,力争降低模块接口的复杂程度:模块接口复杂是软件发生错误的一个主要原因。应该仔细设计模块接口,使得信息传递简单并且和模块的功能一致。

    6,设计单入口单出口的模块:这条启发式规则警告软件工程师不要使模块间出现内容耦合。当从顶部进入模块并且从底部退出来时,软件是比较容易理解的,因此也是比较容易维护的。

    7,模块功能应该可以预测:模块的功能应该能够预测,但也要防止模块功能过分局限。反例:模块使用全局变量或是静态变量,则可能导致不可预测。

    4,描绘软件结构的图形工具

    4.1,层次图和HIPO图

    层次图用来描绘软件的层次结构。数据结构的层次方框图相同,但是表现的内容却完全不同。层次图很适于在自顶向下设计软件的过程中使用。

    层次图表示的层次为软件的结构而非数据结构

    层次图每个矩形所代表的是一个模块,连线所表示的是“调用”而非“组成”。

    层次图是调用关系,层次方框图是组成关系。

    4.2,结构图

    结构图是进行软件结构设计的工具

    方框模块,框内注明模块的名字或主要功能
    方框之间的箭头模块的调用关系
    空心圆传递的是数据
    实心圆控制信息

    5,面向数据流的设计方法

    5.1,概念

    面向数据流的设计方法把信息流映射成软件结构,信息流的类型决定了映射的方法。

    变换流

    信息沿输入通路进入系统,由外部形式变换成内部形式,进入系统的信息通过变换中心,经加工处理以后再沿输出通路变换成外部形式离开软件系统。当数据流图具有这些特征时,这种信息流就叫作变换流

    事务流

    数据沿输入通路到达一个处理T,这个处理根据输入数据的类型在若干个动作序列中选出一个来执行。这类数据流应该划为一类特殊的数据流,称为事务流。

    当信息流有明显的“发射中心”时,可以归结为事物流

    设计过程

    5.2,变换分析(例子)

    变换分析是一系列设计步骤的总称,经过这些步骤把具有变换流特点的数据流图按预先确定的模式映射成软件结构。

    例子 :汽车数字仪表板的设计,假设的仪表板将完成下述功能。

    • 通过模数转换实现传感器和微处理机接口。
    • 在发光二极管面板上显示数据。
    • 指示每小时英里数(mph),行驶的里程每加仑油行驶的英里数(mpg)等。
    • 指示加速或减速。
    • 超速警告:如果车速超过55英里/小时,则发出超速警告铃声。
    第一步:复查基本系统模型
    复查的目的是确保系统的输入数据和输出数据符合实际
    第二步:复查并精化数据流图
    应该对需求分析阶段得出的数据流图认真复查,并且在必要时进行精化。

    第三步:去诶定数据流图具有变化特性还是事务特性
    一般来说,一个系统中的所有信息流都可以认为是变换流,但是当遇到明显事务特性的信息流时,建议采用实务分析方法进行设计。在这一步,设计人员应该根据数据流图中占优势的属性,确定数据流的全局特性。
    第四步:确定输入流和输出流的边界,从而孤立出变换中心。
    
    第五步:完成“第一级分解”
    分解就是分配控制的过程。对于变换流的情况,数据流图被映射成一个特殊的软件结构,这个结构控制输入、变换和输出等信息处理过程。

    第六步:完成“第二级分解”
    从变换中心的边界开始逆着输入通路向外移动,把输入通路中每个处理映射成软件结构中Ca控制下的一个低层模块;然后沿输出通路向外移动,把输出通路中每个处理映射成直接或间接受模块Ce控制的一个低层模块;最后把变换中心内的每个处理映射成受Ct控制的一个模块。

    第七步:使用设计度量和启发式规则对第一次分割得到的软件结构进一步精化。

    事务分析:事务分析的设计步骤和变换分析的设计步骤大部分相同或类似,主要差别仅在于由数据流图到软件结构的映射方法不同。由事务流映射成的软件结构包括一个接收分支和一个发送分支。

    设计优化

    • 在不考虑时间因素的前提下开发并精化软件结构。
    • 在详细设计阶段选出最耗费时间的那些模块,仔细地设计它们的处理过程(算法),以求提高效率。
    • 使用高级程序设计语言编写程序。
    • 在软件中孤立出那些大量占用处理机资源的模块。
    • 必要时重新设计或用依赖于机器的语言重写上述大量占用资源的模块的代码,以求提高效率。
    展开全文
  • 软件工程导论—总体设计

    千次阅读 多人点赞 2020-05-08 16:21:53
    1. 设计过程 2. 设计原理 3. 启发规则 4. 描绘软件结构的图形工具 5. 面向数据流的设计方法

    Mitch Kapor曾经就软件设计发表过宣言:“什么是设计?设计是你站在两个世界——技术世界和人类的目标世界,而你尝试将这两个世界结合在一起……”。

    1. 设计过程

    1.1. 软件设计简述

    软件设计阶段从不同的角度有不同的划分方法,下面举三个典型的设计阶段划分的例子:

    1. 从工程管理的角度,可以将软件设计分为概要设计阶段和详细设计阶段;
    2. 从技术的角度,传统的结构化方法将软件设计划分为体系结构设计、数据设计、接口设计和过程设计4部分;
    3. 面向对象软件设计方法,则将软件设计划分为体系结构设计、类设计/数据设计、接口设计和构件级设计4部分。

    在这里插入图片描述
    结构化分析和设计是最常用的软件需求分析和软件设计方法,他们的关系可以用下面的一张图表示:
    在这里插入图片描述
    对于总体设计来说,它的设计过程按照如下的步骤进行:首先寻找实现目标系统的各种不同的方案;然后分析员从这些供选择的方案中选取若干个合理的方案,从中选出一个最佳方案向用户和使用部门负责人推荐;分析员应该进一步为这个最佳方案设计软件结构,进行必要的数据库设计,确定测试要求并且制定测试计划。

    总体设计可以站在全局高度上,花较少成本,从较抽象的层次上分析对比多种可能的系统实现方案和软件结构,从中选出最佳方案和最合理的软件结构,从而用较低成本开发出较高质量的软件系统。

    1.2. 设计过程

    典型的总体设计过程由两个主要阶段组成:

    1、系统设计阶段,确定系统的具体实现方案

    • 设想供选择的方案
      根据需求分析阶段得出的数据流图考虑各种可能的实现方案,力求从中选出最佳方案.
    • 选取合理的方案
      从前一步得到的一系列供选择的方案中选取若干个合理的方案。对每个合理的方案分析员都应该准备下列4份资料:(1)系统流程图;(2)组成系统的物理元素清单;(3)成本/效益分析;(4)实现这个系统的进度计划。
    • 推荐最佳方案
      分析员应该综合分析对比各种合理方案的利弊,推荐一个最佳的方案,并且为推荐的方案制定详细的实现计划。

    2、结构设计阶段,确定软件结构

    • 功能分解
      首先进行结构设计,然后进行过程设计。结构设计确定程序由哪些模块组成,以及这些模块之间的关系,属于总体设计阶段的任务;过程设计确定每个模块的处理过程,属于详细设计阶段的任务。
    • 设计软件结构
      通常程序中的一个模块完成一个适当的子功能,应该把模块组织成良好的层次系统,可以用层次图或结构图来描绘软件结构。如果数据流图已经细化到适当的层次,则可以直接从数据流图映射出软件结构,这就是面向数据流的设计方法。
    • 设计数据库
      对于需要使用数据库的那些应用系统,软件工程师应该在需求分析阶段所确定的系统数据需求的基础上,进一步设计数据库。
    • 制定测试计划
      在软件开发的早期阶段考虑测试问题,能促使软件设计人员在设计时注意提高软件的可测试性。
    • 书写文档
      应该用正式的文档记录总体设计的结果,在这个阶段应该完成的文档通常有下述五种:(1) 系统说明 ;(2) 用户手册;(3) 测试计划;(4) 详细的实现计划;(5) 数据库设计结果
    • 审查和复审
      最后应该对总体设计的结果进行严格的技术审查和管理复审。

    2. 设计原理

    2.1. 模块化

    模块是由边界元素限定的相邻程序元素的序列,有一个总体标识符代表它。

    所谓模块化,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。

    之所以提倡模块化,是因为它可以使一个复杂的大型程序,能被人的智力所管理;相反,如果一个大型程序仅由一个模块组成,它将很难被人所理解。总的来说,模块化有以下四个作用:

    1. 采用模块化原理可以使软件结构清晰,不仅容易设计也容易阅读和理解;
    2. 模块化使软件容易测试和调试,因而有助于提高软件的可靠性;
    3. 模块化能够提高软件的可修改性;
    4. 模块化有助于软件开发工程的组织管理。

    以上四个作用都有助于减少软件开发的工作量,进而降低软件开发成本

    设问题 P P P的复杂程度为 C ( P ) C(P) C(P),解决问题 P P P所需的工作量为 E ( P ) E(P) E(P) ,如果有 C ( P 1 ) > C ( P 2 ) C(P_1)>C(P_2) C(P1)>C(P2),则显然有 E ( P 1 ) > E ( P 2 ) E(P_1)>E(P_2) E(P1)>E(P2)
    根据人类解决一般问题的经验: C ( P 1 + P 2 ) > C ( P 1 ) + C ( P 2 ) C(P_1+P_2)>C(P_1)+C(P_2) C(P1+P2)>C(P1)+C(P2)可得: E ( P 1 + P 2 ) > E ( P 1 ) + E ( P 2 ) E(P_1+P_2)>E(P_1)+E(P_2) E(P1+P2)>E(P1)+E(P2)这个公式说明了模块化对于减少工作量有着积极的作用。

    在长期实践的过程中,开发者们总结出了模块化和软件成本之间的关系,如下图所示:
    在这里插入图片描述
    从图中可以看出,每个程序都相应地有一个最适当的模块数目 M M M,使得系统的开发成本处于最小成本区间。

    对于一个设计方法来说,可以从以下五个方面评价它的定义模块能力:

    1. 模块可分解性;
    2. 模块可组装性 ;
    3. 模块可理解性;
    4. 模块连续性 ;
    5. 模块保护性。

    2.2. 抽象

    Grady Boach:“抽象是人类处理复杂问题的基本方法之一。”

    现实世界中一定事物、状态或过程之间总存在着某些相似的方面(共性)。把这些相似的方面集中和概括起来,暂时忽略它们之间的差异,这就是抽象。

    简而言之,抽象就是抽出事物本质特性而暂时不考虑细节。

    处理复杂系统的惟一有效的方法是用层次的方式构造和分析它。一个复杂的动态系统首先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,例如过程抽象和数据抽象的过程。

    将上面的抽象过程应用到软件工程中,可以看到,软件工程抽象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的;当由总体设计向详细设计过渡时,抽象的程度也就随之减少了;最后,当源程序写出来以后,也就达到了抽象的最低层。

    2.3. 逐步求精

    一个人在任何时候都只能把注意力集中在(7±2)个知识块上。——Miller法则

    为了能集中精力解决主要问题而尽量推迟对问题细节的考虑。逐步求精是人类解决复杂问题时采用的基本方法,也是许多软件工程技术的基础。

    逐步求精能帮助软件工程师把精力集中在与当前开发阶段最相关的那些方面上,而忽略那些对整体解决方案来说虽然是必要的,然而目前还不需要考虑的细节。

    逐步求精方法确保每个问题都将被解决,而且每个问题都将在适当的时候被解决,但是,在任何时候一个人都不需要同时处理7个以上知识块。

    其实逐步求精在软件工程中很好理解也很常见,例如先写伪代码再实现为真实代码,先写设计框架再逐步完善等等。

    展开来说就是,对一个复杂的问题不应该立刻用计算机指令、数字和逻辑符号来表示,而应该用较自然的抽象语句来表示,从而得出抽象程序。

    抽象程序对抽象的数据进行某些特定的运算并用某些合适的记号(可能是自然语言)来表示。对抽象程序做进一步的分解,并进入下一个抽象层次,这样的精细化过程一直进行下去,直到程序能被计算机接受为止。这时的程序可能是用某种高级语言或机器指令书写的。

    2.4. 信息隐藏和局部化

    信息隐藏可以使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。

    局部化的概念和信息隐藏概念是密切相关的。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。显然,局部化有助于实现信息隐藏。

    信息隐藏和局部化意味着有效的模块化可以通过定义一组独立的模块而实现,这些独立的模块彼此间仅仅交换那些为了完成系统功能而必须交换的信息。使用信息隐藏原理作为模块化系统设计的标准就会带来极大好处。因为绝大多数数据和过程对于软件的其他部分而言是隐藏的,在修改期间由于疏忽而引入的错误就很少可能传播到软件的其他部分。

    2.5. 模块独立

    模块独立的概念是模块化、抽象、信息隐藏和局部化概念的直接结果。希望这样设计软件结构,使得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。

    有效模块化(即具有独立的模块)的软件比较容易开发出来。这是由于能够分割功能而且接口可以简化,当许多人分工合作开发同一个软件时,这个优点尤其重要。相对说来,独立的模块比较容易测试和维护,单个模块修改设计和程序需要的工作量比较小,错误传播范围小,需要扩充功能时能够“插入”模块。

    模块独立程度有两个定性标准度量:

    1. 耦合,衡量不同模块彼此间互相依赖(连接)的紧密程度。耦合要低,即每个模块和其他模块之间的关系要简单;
    2. 内聚,衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。内聚要高,每个模块完成一个相对独立的特定子功能。
    2.5.1. 耦合

    耦合是对一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量。在软件设计中应该追求尽可能松散耦合的系统。

    模块间的耦合程度强烈影响系统的可理解性、可测试性、可靠性和可维护性。 模块间联系简单,发生在一处的错误传播到整个系统的可能性就很小,联系简单可以方便研究、测试或维护任何一个模块,而不需要对系统的其他模块有很多了解;

    耦合程度分为以下几个度量等级:

    1. 非直接耦合/完全独立(no direct coupling)
      如果两个模块中的每一个都能独立地工作而不需要另一个模块的存在,那么它们完全独立。这是一个理想等级,在一个软件系统中不可能所有模块之间都没有任何连接。
      在这里插入图片描述
    2. 数据耦合(data coupling)
      如果两个模块彼此间通过参数交换信息,而且交换的信息仅仅是数据,那么这种耦合称为数据耦合。数据耦合是理想的目标,系统中至少必须存在这种耦合。一般说来,一个系统内可以只包含数据耦合。它维护更容易,对一个模块的修改不会是另一个模块产生退化错误。
      在这里插入图片描述
    3. 控制耦合(control coupling)
      如果两个模块彼此间传递的信息中有控制信息,这种耦合称为控制耦合。 被调用的模块需知道调用模块的内部结构和逻辑,降低了重用的可能性 。但一般来说控制耦合往往是多余的,把模块适当分解之后通常可以用数据耦合代替它。
      在这里插入图片描述
    4. 特征耦合(stamp coupling)
      当把整个数据结构作为参数传递而被调用的模块只需要使用其中一部分数据元素时,就出现了特征耦合。被调用的模块可使用的数据多于它确实需要的数据,这将导致对数据的访问失去控制,从而给计算机犯罪提供了机会,当把指针作为参数进行传递时,应该仔细检查该耦合。
    5. 公共环境耦合(common coupling)
      当两个或多个模块通过一个公共数据环境相互作用时,它们之间的耦合称为公共环境耦合。公共环境可以是全程变量、共享的通信区、内存的公共覆盖区、任何存储介质上的文件、物理设备等等。
      公共环境耦合有两种类型: (1)一个模块往公共环境送数据,另一个模块从公共环境取数据。数据耦合的一种形式,是比较松散的耦合;(2)两个模块都既往公共环境送数据又从里面取数据,这种耦合比较紧密,介于数据耦合和控制耦合之间。
      在这里插入图片描述
      公共环境耦合的模块难于重用,必须提供一个全局变量的清单。如果在一个模块中对一个全局变量的声明进行修改,必须修改能够访问该全局变量的每一个模块。并且它潜在的危险很大,模块暴露出必需要更多的数据,难以控制数据存取,甚至会导致计算机犯罪。即使模块本身不改变,它和产品中其他模块之间公共环境耦合的实例数也会变化非常大。最重要的是,公共环境耦合与结构化编程矛盾,生成的代码完全不可读,只有在少数的特殊情况下公共环境耦合才可以发挥比较好的效果。
    6. 内容耦合(content coupling)
      最高程度的耦合是内容耦合。如果出现下列情况之一,两个模块间就发生了内容耦合:(1)一个模块访问另一个模块的内部数据;(2)一个模块不通过正常入口转到另一个模块的内部;(3)两个模块有一部分程序代码重叠;(4)一个模块有多个入口。
      在这里插入图片描述

    耦合是影响软件复杂程度的一个重要因素,在实际设计中,应该采取下述设计原则:(1)尽量使用数据耦合;(2)少用控制耦合和特征耦合;(3)限制公共环境耦合的范围;(4)完全不用内容耦合。

    2.5.2. 内聚

    内聚标志一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度,它是信息隐藏和局部化概念的自然扩展。简单地说,理想内聚的模块只做一件事情。设计时应该力求做到高内聚,通常中等程度的内聚也是可以采用的,而且效果和高内聚相差不多;但是,低内聚不要使用。

    内聚和耦合是密切相关的,模块内的高内聚往往意味着模块间的松耦合。实践表明内聚更重要,应该把更多注意力集中到提高模块的内聚程度上。

    内聚程度分为以下几个度量等级:

    1. 偶然内聚(coincidental cohesion)
      如果一个模块完成一组任务,这些任务彼此间即使有关系,关系也是很松散的,就叫做偶然内聚。
      在偶然内聚这个等级,模块内各元素之间没有实质性联系,很可能在一种应用场合需要修改这个模块,在另一种应用场合又不允许这种修改,从而陷入困境。这导致程序的可理解性差,可维护性产生退化,模块也是不可重用的。
      在这里插入图片描述

    2. 逻辑内聚(logical cohesion)
      如果一个模块完成的任务在逻辑上属于相同或相似的一类,则称为逻辑内聚。但逻辑内聚完成多个操作的代码互相纠缠在一起,即使局部功能的修改有时也会影响全局,导致严重的维护问题,难以重用。同时导致接口难以理解,造成整体上不易理解。
      在这里插入图片描述
      要解决代码纠缠的问题,可以进行模块分解。
      在这里插入图片描述

    3. 时间内聚(temporal cohesion)
      如果一个模块包含的任务必须在同一段时间内执行,就叫时间内聚。
      时间关系在一定程度上反映了程序某些实质,所以时间内聚比逻辑内聚好一些;模块内操作之间的关系很弱,与其他模块的操作却有很强的关联,并且时间内聚的模块不太可能重用。

    4. 过程内聚(procedural cohesion)
      如果一个模块内的处理元素是相关的,而且必须以特定次序执行,则称为过程内聚。使用程序流程图作为工具设计软件时,常常通过研究流程图确定模块的划分,这样得到的往往是过程内聚的模块。过程内聚比时间内聚要好一些,至少操作之间是过程关联的,仍是弱连接,不太可能重用模块。

    5. 通信内聚(communicational cohesion)
      如果模块中所有元素都使用同一个输入数据和(或)产生同一个输出数据,则称为通信内聚。即在同一个数据结构上操作。模块中各操作紧密相连,比过程内聚更好,但是它会导致模块不能重用。

    6. 顺序内聚(sequential cohesion)
      如果一个模块内的处理元素和同一个功能密切相关,而且这些处理必须顺序执行,则称为顺序内聚。根据数据流图划分模块时,通常得到顺序内聚的模块,这种模块彼此间的连接往往比较简单。

    7. 功能内聚(functional cohesion)
      如果模块内所有处理元素属于一个整体,完成一个单一的功能,则称为功能内聚。功能内聚是最高程度的内聚。功能内聚可隔离错误,使得维护更容易,也更易扩展。

    所有的内聚类型可以分为:高内聚、中内聚和低内聚三种类型

    1. 高内聚:功能内聚、 顺序内聚;
    2. 中内聚:通信内聚、过程内聚;
    3. 低内聚:时间内聚、逻辑内聚、偶然内聚。

    设计时力争做到高内聚,并且能够辨认出低内聚的模块。

    3. 启发规则

    1. 改进软件结构提高模块独立性
      通过模块分解或合并,降低耦合提高内聚。主要从两个方面改进:(1)模块功能完善化。一个完整的模块包含:执行规定的功能的部分、出错处理的部分、返回一个“结束标志”;(2)消除重复功能,改善软件结构,这里要区分完全相似和局部显示的功能。
      在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    2. 模块规模应该适中
    经验表明,一个模块的规模不应过大,最好能写在一页纸内。通常规定50~100行语句,最多不超过500行。数字只能作为参考,根本问题是要保证模块的独立性。

    过大的模块往往是由于分解不充分,但是进一步分解必须符合问题结构,一般说来,分解后不应该降低模块独立性。过小的模块开销大于有效操作,而且模块数目过多将使系统接口复杂。
    3. 深度、宽度、扇出和扇入都应适当
    深度:软件结构中控制的层数,它往往能粗略地标志一个系统的大小和复杂程度;
    宽度:软件结构内同一个层次上的模块总数的最大值;
    在这里插入图片描述
    扇出:一个模块直接控制(调用)的模块数目;
    扇入:有多少个上级模块直接调用它。
    在这里插入图片描述

    1. 模块的作用域应该在控制域之内
      模块的作用域定义为受该模块内一个判定影响的所有模块的集合。
      模块的控制域是这个模块本身以及所有直接或间接从属于它的模块的集合。
      在一个设计得很好的系统中,所有受判定影响的模块应该都从属于做出判定的那个模块,最好局限于做出判定的那个模块本身及它的直属下级模块,例如:
      在这里插入图片描述
    2. 力争降低模块接口的复杂程度
      模块接口复杂是软件发生错误的一个主要原因。应该仔细设计模块接口,使得信息传递简单并且和模块的功能一致。
      例如解一元二次方程的函数QUAD_ROOT(TBL,X);,其中数组TBL传送方程的系数、数组X送回求得的根,这样是不够合理的,应该写成:QUAD_ROOT(A,B,C,ROOT1,ROOT2);
    3. 设计单入口单出口的模块
      警告软件工程师不要使模块间出现内容耦合。当从顶部进入模块并且从底部退出来时,软件是比较容易理解的,因此也是比较容易维护的。
    4. 模块功能应该可以预测
      模块的功能应该能够预测,但也要防止模块功能过分局限。功能可预测是指如果一个模块可以当做一个黑盒子,只要输入的数据相同就产生同样的输出,那就可以说这个模块的功能是可以预测的。

    4. 描绘软件结构的图形工具

    4.1. 层次图和HIPO图

    层次图(H图)

    层次图用来描绘软件的层次结构。很适于在自顶向下设计软件的过程中使用。

    层次图和层次方框图的区别:

    层次图层次方框图
    作用描绘软件结构描绘数据结构
    矩形框模块数据元素
    连线调用关系组成关系

    例如下面是一个"正文加工系统的层次图"
    在这里插入图片描述
    HIPO图
    HIPO图是美国IBM公司发明的“层次图+输入/处理/输出图”的英文缩写。为了能使HIPO图具有可追踪性,在H图(层次图)里除了最顶层的方框之外,每个方框都加了编号。

    例如下面是一个"正文加工系统的HIPO图"
    在这里插入图片描述
    和H图中每个方框相对应,应该有一张IPO图描绘这个方框代表的模块的处理过程。模块在H图中的编号便于追踪了解这个模块在软件结构中的位置。

    4.2. 结构图

    Yourdon提出的结构图是进行软件结构设计的另一个有力工具。结构图和层次图类似,也是描绘软件结构的图形工具。

    基本符号:

    1. 方框代表一个模块;
    2. 方框之间的直线表示模块的调用关系;
    3. 尾部是空心圆箭头表示传递的是数据;
    4. 尾部实心圆箭头表示传递的是控制信息。

    在这里插入图片描述
    附加符号:

    1. 选择调用:判定为真时调用A,为假时调用B;
    2. 循环调用:模块M循环调用模块A、B、C。

    在这里插入图片描述
    层次图和结构图并不严格表示模块的调用次序,多数人习惯按调用次序从左到右画模块;也不指明何时调用下层模块,只表明一个模块调用那些模块,没有表示模块内还有没有其他成分;通常用层次图作为描绘软件结构的文档;由层次图导出结构图的过程,可以作为检查设计正确性和评价模块独立性的好方法。

    5. 面向数据流的设计方法

    5.1. 概述

    面向数据流的设计方法定义了一些不同的“映射”,利用这些映射可以把数据流图变换成软件结构。

    因为任何软件系统都可以用数据流图表示,所以面向数据流的设计方法理论上可以设计任何软件的结构。通常所说的结构化设计方法(简称SD方法),也就是基于数据流的设计方法。

    信息流有两种类型:

    1. 变换流
      信息沿输入通路进入系统,同时由外部形式变换成内部形式,进入系统的信息通过变换中心,经加工处理以后再沿输出通路变换成外部形式离开软件系统。
      在这里插入图片描述
    2. 事务流
      数据沿输入通路到达一个处理T,T根据输入数据的类型在若干个动作序列中选出一个来执行。处理 T T T称为事务中心,它可以完成这些任务:(1)接收输入数据;(2)分析每个事务以确定它的类型;(3)根据事务类型选取一条活动通路。
      在这里插入图片描述

    5.2. 变换分析

    变换分析是一系列设计步骤的总称,经过这些步骤把具有变换流特点的数据流图按预先确定的模式映射成软件结构。

    变换分析步骤如下:

    1. 复查基本系统模型
      确保系统的输入数据和输出数据符合实际。
    2. 复查并精化数据流图
      对需求分析阶段得出的数据流图认真复查,并且在必要时进行精化。
      不仅要确保数据流图给出了目标系统的正确的逻辑模型,而且应该使数据流图中每个处理都代表一个规模适中相对独立的子功能。
    3. 确定数据流图具有变换特性还是事务特性
      一个系统中的所有信息流都可以认为是变换流,但是,当遇到有明显事务特性的信息流时,建议采用事务分析方法进行设计。确定数据流的全局特性和局部特性。
    4. 确定输入流和输出流的边界,从而孤立出变换中心
      输入流和输出流的边界和对它们的解释有关,不同设计人员可能会在流内选取稍微不同的点作为边界的位置。
    5. 完成“第一级分解”
      位于软件结构最顶层的控制模块 C m C_m Cm协调下述从属的控制功能:(1)输入信息处理控制模块 C a C_a Ca,协调对所有输入数据的接收;(2)变换中心控制模块 C t C_t Ct,管理对内部形式的数据的所有操作;(3)输出信息处理控制模块 C e C_e Ce,协调输出信息的产生过程。
      在这里插入图片描述
    6. 完成“第二级分解”
      处理映射成软件结构中一个适当的模块。完成第二级分解的方法是:(1)从变换中心的边界开始沿着输入通路向外移动,把输入通路中每个处理映射成软件结构中 C a C_a Ca控制下的一个低层模块;(2)然后沿输出通路向外移动,把输出通路中每个处理映射成直接或间接受模块 C e C_e Ce控制的一个低层模块;(3)最后把变换中心内的每个处理映射成受 C t C_t Ct控制的一个模块。
      在这里插入图片描述
    7. 使用设计度量和启发式规则对第一次分割得到的软件结构进一步精化
      为了产生合理的分解,得到尽可能高的内聚、尽可能松散的耦合,为了得到一个易于实现、易于测试和易于维护的软件结构,应该对初步分割得到的模块进行再分解或合并。

    5.3. 事务分析

    虽然在任何情况下都可以使用变换分析方法设计软件结构,但是在数据流具有明显的事务特点时,也就是有一个明显的事务中心时,还是以采用事务分析方法为宜。

    事务分析的设计步骤和变换分析的设计步骤大部分相同或类似,主要差别仅在于由数据流图到软件结构的映射方法不同:

    1. 由事务流映射成的软件结构包括一个接收分支和一个发送分支;
    2. 映射出接收分支结构的方法和变换分析映射出输入结构的方法很相像,即从事务中心的边界开始,把沿着接收流通路的处理映射成模块;
    3. 发送分支的结构包含一个调度模块,它控制下层的所有活动模块;然后把数据流图中的每个活动流通路映射成与它的流特征相对应的结构。

    在这里插入图片描述
    举个例子,设计一个产品,它将一个文件名作为输入,并返回文件中的字数。
    数据流图:
    在这里插入图片描述

    软件结构:
    在这里插入图片描述
    一般说来,如果数据流不具有显著的事务特点,最好使用变换分析;反之,如果具有明显的事务中心,则应该采用事务分析技术。

    机械地遵循变换分析或事务分析的映射规则,可能会得到一些不必要的控制模块,如果它们确实用处不大,那么可以而且应该把它们合并。

    如果一个控制模块功能过分复杂,则应该分解为两个或多个控制模块,或者增加中间层次的控制模块。

    5.4. 设计优化

    设计优化应该力求做到在有效的模块化的前提下使用最少量的模块,以及在能够满足信息要求的前提下使用最简单的数据结构。

    软件开发人员应该认识到,程序中相对说比较小的核心部分(10%~20%),通常占用全部处理时间的大部分(50%~80%)。

    对于时间是决定性因素的应用场合,可能有必要在详细设计阶段,也可能在编写程序的过程中进行优化。

    对时间起决定性作用的软件进行优化应该遵循如下规则:

    1. 在不考虑时间因素的前提下开发并精化软件结构;
    2. 在详细设计阶段选出最耗费时间的那些模块,仔细地设计它们的处理过程,以求提高效率;
    3. 使用高级程序设计语言编写程序;
    4. 在软件中孤立出那些大量占用处理机资源的模块;
    5. 必要时重新设计或用依赖于机器的语言重写上述大量占用资源的模块的代码,以求提高效率。
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  • 软件工程第五章——总体设计

    千次阅读 2021-04-21 10:03:25
    总体设计阶段的另一项重要任务是设计软件的结构,也就是要确定系统中每个程序是由哪些模块组成的,以及这些模块相互间的关系。 5.1 设计过程 总体设计过程 系统设计阶段 设想供选择的方案(需求分析阶段得出的...
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空空如也

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软件工程总体设计报告

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