需求分析解决系统做什么_总体设计解决系统怎样做

念 和
顺序内聚 9分 逻辑内聚 1分
原
通信内聚 7分 偶然内聚 0分
理
过程内聚 5分
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启发式规则
主 要 内 容
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改进软件结构提高模块独立性 模块规模应该适中 深度、宽度、扇出和扇入应适当 模块的作用域应在控制域之内 尽量降低模块接口的复杂程度 设计单入口出口的模块 模块功能应该可以预测
同功能混在一起，合用部分程序代码，局部修
聚 改会影响全局，导致修改困难。
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时间内聚(Temporal Cohesion)：模块中，各
处理单元必须在一个有限的时间间隔内执行完 成。
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模块独立 – 内聚
几 中内聚 主要有两类：
种 类
过程内聚(Procedural Cohesion) 需要
阶段的任务，确定每个模块的处理过程。
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功能分解
为确定软件结构，首先需要从实现 角度把复杂的功能进一步分解。
功能分解导致数据流图进一步细化， 同时使用图形工具描述算法。
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设计软件结构
总 即结构设计，包括确定系统各模块 体 间的关系。
的 通常程序中的一个模块完成一个适
体 选取低成本、中等成本和高成本的三种
的
方案。对每个合理的方案分析员都应该 准备下列四份资料：
设 （1）系统流程图
计 （2）组成系统的物理元素的清单
过 程
（3）成本/效益分析
（4）实现这个系统的进度计划
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推荐最佳方案
总
体
分析员应该综合分析对比各种合理的方 案，推荐一个最佳的方案，并且为推荐的方
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抽象
处理复杂系统的唯一有效的方法是用层次 的方式构造和分析它。
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逐步求精
逐步求精和模块化的概念，与抽象是密切 相关的。
如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。可行性分析阶段，软 件作为完整的部件；需求阶段，软件解法 使用熟悉的问题描述；从总体设计到详细 设计，抽象程度降低，逐步精化。
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模块独立
模块的独立程度可以由两个定性标准
度量，这两个标准分别称为内聚和耦合，
内聚衡量一个模块内部各个元素彼此结合 的紧密程度；耦合衡量不同模块彼此间互 相依赖（连接）的紧密程度。
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软
模块独立 – 耦合
件 设 耦合 （Coupling）
计
耦合是对一个软件结构内不同模块之间
过
程
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书写文档
总
体
1.系统说明
的
2.用户手册
设
3.测试计划
计
4.详细的实现计划
过
5.数据库设计结果
程
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总
审核和复审
体
的
最后应该对总体设计的结果进
设
行严格的技术审查，通过之后再由 使用部门从管理和应用的角度进行
计 复审。
过
程
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块中一个处理单元的输出是另一个处理单
型 元的输入。
的 内 聚
功能内聚(Functional Cohesion) 模块
中所有处理单元共同完成同一功能。
功能内聚是最高程度的内聚。
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软
模块独立 – 内聚
件
设 计 的
高内聚 也有两类：顺序内聚、功 能内聚。对内聚的参考评价：
概
功能内聚 10分 时间内聚 3分
的 互联程度的度量。
概
在软件设计时应该追求松散耦合的系统。
念 和 原 理
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地存在，那么它们彼 此完全独立，这意味着模块间无任何连接， 耦合程度最低 。
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模块独立 – 耦合
几 种 类 型 的 耦 合
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数据耦合 (Data Coupling)：如果两个模块彼
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模块化与软件成本
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软 件 设 计 的 概 念 和 原 理
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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抽象 (Abstract)。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。
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模块独立
模块独立(Independence)的概念是模块化、 抽象、信息隐蔽和局部化概念的直接结果。
开发具有独立功能而且和其他模块之间没
有过多的相互作用的模块，就可以做到模块独 立。
模块独立性的优点：
第一，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。
第二，独立的模块比较容易测试和维护。
设
当的子功能，而一个程序包含若干个 模块，因此考虑把模块组织成良好的
计 层次系统。顶层模块调用它下层模块
过 以实现程序的完整功能，每个下层模
程
块再调用更下层的模块，从而完成程 序的一个子功能，最下层的模块完成
最具体的功能 。
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设计软件结构
顶层模块调用它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，从而完成程序的一个子功能，最下 层的模块完成最具体的功能 。
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模块独立 – 内聚
低内聚 有如下几类：偶然内聚、逻辑内聚、
几
时间内聚
种
偶然内聚(Coincidental Cohesion)：模块中，
类 元素之间没有实质的联系，在不同的场合需要
型 做不同的修改，导致出错概率高。
的 内
逻辑内聚(Logical Cohesion)：模块中，不
体 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
的 程序（特别是复杂的大型程序）的设计，通常
设 分为两个阶段完成：
计
结构设计(Structure Design) ：是总体设
计阶段的任务，确定程序由那些模块组
过
成，以及这些模块之间的关系。
程
过程设计(Process Design)：是详细设计
软件结构可以用层次图或结构图表示。
有些软件的结构可以通过细化的数据流图 映射得到。
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数据库设计
总
对于需要使用数据库的系统，
体 工程师需要对数据库进行设计。
的
设
计
过
程
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总
体
制定测试计划
的
在软件开发的早期阶段考虑测试
设 计
(Testing)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 。
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软
信息的隐蔽和局部化
件
信息隐藏：使得一个模块内包括的信
设 息(过程和数据）对于不需要这些信息的
计 模块来说，是不能访问的。
的 概 念
局部化：把一些关系密切的软件元素 物理地放得彼此靠近。
和
“隐蔽”(Hiding)意味着有效的模块
原 化可以通过定义一组独立的模块而实现，
理
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。
设计软件的结构
确定系统中每个程序是由哪些模块组成
确定模块相互间的关系
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本章主要内容
设计过程 设计原理 启发式规则 描述软件结构的图形工具 面向数据流的设计方法
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总体的设计过程
总体设计过程分为两个阶段 系统设计阶段：确定系统的实现方案 结构设计阶段：确定软件结构
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模块独立 – 耦合
几
公共环境耦合 (Common Coupling)：
种 当两个或多个模块通过一个公共数据环境
类 相互作用时，它们之间的耦合称为公共环 型 境耦合。
的
内容耦合(Contain Coupling)：最高程
耦 度的耦合是内容耦合。
合
原则：尽量使用数据耦合，少用控制耦
合，限制公共环境耦合的范围，完全不用
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总体的设计过程
设想供选择的方案 选取合理的方案 推荐最佳方案 功能分解 设计软件结构 数据库设计 制定测试计划 书写文档 审核和复审
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设想供选择的方案
总
分析员考虑各种可能的实现方案
体 (Project)，并且力求从中选出最佳方案。 的 在总体设计阶段开始时只有系统的逻辑模
软件设计的概念和原理
模块化
主 要 内 容
抽象 逐步求精 信息隐蔽和局部化 模块独立
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软 件
模块化
设 计 的 概 念 和 原 理
模块(Modular)是数据说明、可执 行语句等程序对象的集合，它是单独 命名的而且可通过名字来访问。模块 化就是把程序划分成若干个模块，每 个模块完成一个子功能，把这些模块 集总起来组成一个整体，可以完成指 定的功能满足问题的要求。
的 案制定详细的实现计划。
设
用户和有关的技术专家审查推荐的最佳
计
系统，如果确定该系统符合用户的需要，并 且是在现有条件下完全能够实现的，则请使
过 用部门负责人进一步审批。在接受分析员所
程
推荐的方案之后，系统设计完成，进入总体 设计过程的下一个重要阶段——结构设计。
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功能分解
总
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软
模块化
件
设 计
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
的
（时间），对于两个问题p1和p2，
概 念
If
C（p1）> C（p2）
和
Then E（p1）> E（p2）
原
C（p1＋p2）> C(P1) + C(p2)
理
E（p1＋p2）> E（p1）+ E（p2）
内容耦合 。
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软
模块独立 – 内聚
件 设
内聚(Cohesion)
计
内聚是一个模块内各个元素彼此结合的紧
的 密程度。设计时应该力求做到高内聚，通常中
概 等程度的内聚也是可以采用的。
念
内聚和耦合密切相关，模块内的高内聚意
和 味着模块间的松耦合。
原
理 按程度分类：低内聚 中内聚 高内聚
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。
控制耦合(Control Coupling) ：如果传递的信
息中有控制信息，则这种耦合称为控制耦合。
数据耦合是低耦合。系统必须存在这种 耦合，因为只有当某些模块的输出数据作为 另一些模块的输入数据时，系统才能完成有 价值的功能。
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图形工具
主
层次图和HIPO图
要
结构图
内
容
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层次图
图
层次图 用来描绘软件的层次结构，
形
层次图适合于在自顶向下设计软件的 过程中使用。
工
具
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层次图
层次图和层次方框图的区别 层次图中一个矩形表示一个模块，矩形框
之间的连线表示调用关系
层次方框图一个矩形表示一个数据集合， 矩形框之间的连线表示数据的层次
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正文加工系统的层次图
型 的
按特定顺序执行模块内的处理元素的称为过 程内聚。
内
通信内聚(Communication Cohesion) 模
聚 块中所有元素都使用同一个输入数据或输出
同一个数据，称为通信内聚。
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模块独立 – 内聚
高内聚 也有两类：顺序内聚 功能内聚
几
种 类
顺序内聚(Sequential Cohesion) 模
型，分析员有充分的自由分析比较不同的
设 物理实现方案，可以从需求分析得到的数 据流图入手。
计
常用的方法是：设想在数据流图中处
过 理分组的各种可能的方法，抛弃在技术上
程 行不通的方法，余下的方法作为可能实现 的策略，并且可以启发供选择的物理系统。
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选取合理方案
总 从上一步提供的方案中选取，至少
软件工程
（Software Engineering）
第五章 总体设计
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总体设计
需求分析解决：系统做什么？ 总体设计解决：系统怎样做？
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总体设计
总体设计(Summary Design)又称为概要设计 或初步设计。通过这个阶段的工作将划分出组成 系统的物理元素——程序(Program)、文件(File)、 数据库(Dada base)、人工过程和文档(Document) 等 等 ， 但 是 每 个 物 理 元 素 仍 然 处 于 黑 盒 子 (Black Box)级，这些黑盒子里的具体内容将在以后仔细 设计。总体设计阶段的另一项重要任务是：
抽象与求精互补。
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逐步求精
定义：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。
原因：人类认知过程的局限——Miller法则
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。
逐步求精的效果，把注意力集中在与当前 开发最相关的问题上，忽略暂时不需要考 虑的细节。