[09]4.1系统的总体设计
系统总体设计教学课件
2
软件系统总体设计的要点
要考虑模块划分、接口设计、数据处理、性能优化等问题。
3
软件系总体设计的原则和方法
要符合系统总体设计的原则和方法，例如分层、模块化、标准化、可扩展、可重 用等。
系统总体设计案例解析
案例一：某电子商务网站 的总体设计
重点考虑用户需求，确定完整的 功能模块和流程，设计流畅、易 用的用户界面。
系统总体设计的作用
系统总体设计能够帮助工程师更 好地把握整个项目的总体规划， 从而提高工程设计的效率和质量。
系统总体设计与其他设计 的关系
系统总体设计是系统工程设计的 头等大事，同时也是其他设计的 前提和依据。
硬件系统总体设计
硬件系统总体设计的流 程
确定系统需求 -> 确定系统功 能 -> 确定系统体系结构 -> 设 计硬件方案 -> 验证和测试。
趋势
计的实践和探索
系统总体设计是系统工程 设计的头等大事，关系到 整个工程项目的质量和效 率。
随着科技的进步和市场的 需求，系统总体设计将越 来越注重用户体验和业务 效率。
需要注重与实际问题的结 合，借鉴其他领域的经验， 不断探索和提高。
硬件系统总体设计的要 点
要考虑功耗、电磁兼容、可 靠性、可维护性等问题。
硬件系统总体设计的原 则和方法
要符合系统总体设计的原则 和方法，例如分层、模块化、 标准化、可扩展、可重用等。
软件系统总体设计
1
软件系统总体设计的流程
确定系统需求 -> 确定系统功能 -> 确定系统体系结构 -> 设计软件方案 -> 验证和 测试。
案例二：某物流公司的总 体设计
通过标准化管理、自动化操作等 方式提高业务效率，最大限度地 满足顾客需求。
系统整体设计方案
系统整体设计方案系统整体设计方案：一、需求分析：根据用户的需求，设计一个能够实现多用户注册登录、发布文章、评论交流的系统。
具体的需求包括：用户注册登录功能、文章发布功能、文章评论功能等。
二、系统架构设计：系统采用三层架构，分为前端展示层、业务逻辑层和数据访问层。
1. 前端展示层：用户通过浏览器访问系统时，前端展示层负责接收用户请求，并将请求发送给业务逻辑层进行处理。
前端展示层使用HTML、CSS、JavaScript等技术，实现用户界面的展示和操作。
2. 业务逻辑层：业务逻辑层负责处理用户请求，并调用相应的业务逻辑进行处理，包括用户注册、登录、文章发布、评论等功能的实现。
业务逻辑层使用Java语言，利用Servlet技术实现请求的转发和处理，以及调用数据访问层的接口进行数据操作。
3. 数据访问层：数据访问层负责与数据库进行数据交互，包括用户信息、文章信息、评论信息等数据的存取。
数据访问层使用数据库存储用户数据，并提供接口供业务逻辑层调用。
三、系统具体功能设计：1. 用户注册登录功能：用户通过注册功能可以创建新的用户账号，并在登录功能中使用该账号进行登录。
注册功能需要进行用户的基本信息验证，包括用户名唯一性、密码的安全性等。
登录功能需要进行用户名和密码的验证，并生成相应的用户身份标识进行用户状态的维护。
2. 文章发布功能：登录用户可以使用文章发布功能创建新的文章，并进行内容的编辑和保存。
文章编辑界面提供丰富的编辑工具，包括富文本编辑器、图片上传等功能。
用户可以选择文章的分类、添加标签等，方便其他用户浏览和检索。
3. 文章评论功能：登录用户可以对其他用户发布的文章进行评论，可以提供对文章的喜欢、点赞等操作。
评论功能可以对评论进行回复和点赞操作，方便用户进行交流和互动。
四、系统主要模块设计：系统主要包括用户管理模块、文章管理模块和评论管理模块。
1. 用户管理模块：用户管理模块负责用户的注册、登录和个人信息的管理。
系统总体设计方案
系统总体设计方案1. 引言本文档旨在描述系统的总体设计方案，主要包括系统的架构设计、功能模块划分以及技术选型等内容。
通过对系统总体设计的规划，可以确保系统在功能上、性能上和可扩展性上都得到合理的保证。
2. 系统架构设计系统采用三层架构设计，分为表示层、业务逻辑层和数据访问层。
2.1 表示层表示层负责接收用户的请求并展示相应的结果。
我们选择使用Web前端技术栈来实现表示层，包括HTML、CSS和JavaScript等。
2.2 业务逻辑层业务逻辑层负责处理用户请求并进行相应的业务逻辑处理。
我们选择使用Java 语言来实现业务逻辑层，并采用Spring框架来支持业务逻辑的开发。
2.3 数据访问层数据访问层负责与数据库进行交互，实现数据的读写操作。
我们选择使用关系型数据库MySQL，并采用Spring Data JPA来简化数据库访问的开发工作。
3. 功能模块划分系统主要包含以下功能模块：3.1 用户管理模块用户管理模块负责用户的注册、登录以及个人信息的管理。
用户可以通过注册功能创建账号，并通过登录功能进行身份验证。
登录成功后，用户可以管理个人信息，包括修改密码、修改头像等。
3.2 文章管理模块文章管理模块负责对用户发布的文章进行管理。
用户可以发布、编辑和删除文章，同时可以根据关键字进行文章搜索。
文章包括标题、内容、作者和发布时间等信息。
3.3 评论管理模块评论管理模块负责对文章进行评论。
用户可以查看文章的评论，发表自己的评论以及对其他用户的评论进行回复。
3.4 文件管理模块文件管理模块负责对用户上传的文件进行管理。
用户可以上传、下载和删除文件，并可以将文件添加到个人收藏夹中。
3.5 消息通知模块消息通知模块负责向用户发送系统通知。
用户可以查看系统通知，并可以选择是否接收某一类型的消息通知。
4. 技术选型根据系统的需求和设计方案，我们选择以下技术进行实现：•前端技术栈：HTML、CSS、JavaScript、Bootstrap•后端开发语言：Java•后端框架：Spring Boot、Spring MVC、Spring Data JPA•数据库：MySQL•版本控制工具：Git•项目构建工具：Maven5. 总结通过本文档对系统的总体设计方案进行了详细描述，包括系统架构设计、功能模块划分和技术选型等内容。
系统总体结构设计
一、系统设计的原则1、系统性从整个系统的角度进行考虑,系统的代码要统一,设计规范要标准,传递语言要尽可能一致,对系统的数据采集要做到数出一处、全局共享,使一次输入得到多次利用。
2、灵活性系统应具有较好的开放性与结构的可变性,采用模块化结构,提高各模块的独立性,尽可能减少模块间的数据偶合,使各子系统间的数据依赖减至最低限度。
3、可靠性可靠性就是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。
一个成功的管理信息系统必须具有较高的可靠性,如安全保密性、检错及纠错能力、抗病毒能力等。
4、经济性经济性指在满足系统需求的前提下,尽可能减小系统的开销。
一方面,在硬件投资上不能盲目追求技术上的先进,而应以满足应用需要为前提;另一方面,系统设计中应尽量避免不必要的复杂化,各模块应尽量简洁,以便缩短处理流程、减少处理费用。
二、系统设计的主要内容1、系统总体结构设计系统总体结构设计包括两方面的内容:系统网络结构设计;系统模块化结构设计。
2、代码设计代码设计就就是通过设计合适的代码形式,使其作为数据的一个组成部分,用以代表客观存在的实体、实物与属性,以保证它的唯一性便于计算机处理。
3、数据库(文件)设计根据系统分析得到的数据关系集与数据字典,再结合系统处理流程图,就可以确定出数据文件的结构与进行数据库设计。
4、输入/输出设计输入/输出设计主要就是对以纪录为单位的各种输入输出报表格式的描述,另外,对人机对话各式的设计与输入输出装置的考虑也在这一步完成。
5、处理流程设计处理流程设计就是通过系统处理流程图的形式,将系统对数据处理过程与数据在系统存储介质间的转换情况详细地描述出来。
6、程序流程设计程序流程设计就是根据模块的功能与系统处理流程的要求,设计出程序模框图,为程序员进行程序设计提供依据。
7、系统设计文档系统标准化设计就是指各类数据编码要符合标准化要求,对数据库(文件)命名、功能模块命名也要标准化。
描述系统设计结果就是指系统设计说明书,程序设计说明书,系统测试说明书以及各种图表等,要将她们汇集成册,交有关人员与部门审核批准;拟定系统实施方案设计就是在系统设计结果得到有关人员与部门认可之后,拟定系统实施计划,详细地确定出实施阶段的工作内容、时间与具体要求。
系统总体设计原则
系统总体设计原则系统总体设计是指在软件开发过程中，对于系统架构的整体规划和设计。
系统总体设计的目标是从整体上把控系统的功能和性能需求，确保系统的可靠性、可扩展性、可维护性和安全性。
下面是系统总体设计的原则及详细说明。
1.单一职责原则单一职责原则是指一个类或模块应该只具备一项责任。
在系统总体设计中，每个模块应该只关注一个特定的功能或者业务需求，保证模块的可维护性和可扩展性。
2.开闭原则开闭原则是指软件实体应该对扩展开放，对修改关闭。
在系统总体设计中，通过建立抽象接口和基于接口的编程方式，使得系统可以方便地进行扩展和修改，减少对已有代码的修改。
3.接口隔离原则接口隔离原则是指客户端不应该依赖于不需要的接口。
在系统总体设计中，应该根据业务需求和功能模块的关系，合理划分接口，避免接口设计的冗余和僵化。
4.依赖倒置原则依赖倒置原则是指高层模块不应该依赖于底层模块，二者都应该依赖于抽象。
在系统总体设计中，通过使用接口作为两个层次之间的抽象，实现高层模块与底层模块之间的松耦合。
5.里氏替换原则里氏替换原则是指子类对象应该能够替换其父类对象，并且不影响程序的正确性。
在系统总体设计中，子类应该继承父类的抽象行为，但可以有自己特定的实现。
6.迪米特法则迪米特法则是指一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解。
在系统总体设计中，模块之间的耦合应该尽量减少，每个模块只关注自己的职责和与外界的交互。
7.好莱坞原则8.最小知识原则最小知识原则是指一个对象或者模块应该尽可能地少与其他对象或者模块发生直接的相互作用。
在系统总体设计中，模块之间的交互应该尽量减少，避免过于复杂的依赖关系。
9.安全性原则在系统总体设计中，安全性是非常重要的一项要求，系统应该能够保护用户的数据和隐私，防止恶意的攻击和非法的访问。
10.可扩展性原则可扩展性是指系统应该能够方便地进行功能扩展和业务拓展，以适应不断变化的需求。
在系统总体设计中，应该预留出接口和扩展点，使得后续的扩展和升级变得更加容易。
系统总体设计
系统总体设计系统设计工作应该自顶向下地进行。
首先设计总体结构，然后再逐层深入，直至进行每一个模块的设计。
总体设计主要是指在系统分析的基础上，对整个系统的划分（子系统）、机器设备（包括软、硬设备）的配置、数据的存贮规律以及整个系统实现规划等方面进行合理的安排。
一、系统设计的任务1.系统设计的概念系统设计又称为物理设计，是开发管理信息系统的第二阶段，系统设计通常可分为两个阶段进行，首先是总体设计，其任务是设计系统的框架和概貌，并向用户单位和领导部门作详细报告并认可，在此基础上进行第二阶段――详细设计，这两部分工作是互相联系的，需要交叉进行，本章将这两个部分内容结合起来进行介绍。
系统设计是开发人员进行的工作，他们将系统设计阶段得到的目标系统的逻辑模型转换为目标系统的物理模型，该阶段得到工作成果――系统设计说明书是下一个阶段系统实施的工作依据。
2.系统设计的主要内容系统设计的主要任务是进行总体设计和详细设计。
下面分别说明它们的具体内容。
(1) 总体设计总体设计包括系统模块结构设计和计算机物理系统的配置方案设计。
<1>系统模块结构设计系统模块结构设计的任务是划分子系统，然后确定子系统的模块结构，并画出模块结构图。
在这个过程中必须考虑以下几个问题：如何将一个系统划分成多个子系统；每个子系统如何划分成多个模块；如何确定子系统之间、模块之间传送的数据及其调用关系；如何评价并改进模块结构的质量。
<2>计算机物理系统配置方案设计在进行总体设计时，还要进行计算机物理系统具体配置方案的设计，要解决计算机软硬件系统的配置、通信网络系统的配置、机房设备的配置等问题。
计算机物理系统具体配置方案要经过用户单位和领导部门的同意才可进行实施。
开发管理信息系统的大量经验教训说明，选择计算机软硬件设备不能光看广告或资料介绍，必须进行充分的调查研究，最好应向使用过该软硬件设备的单位了解运行情况及优缺点，并征求有关专家的意见，然后进行论证，最后写出计算机物理系统配置方案报告。
系统的总体设计方案
a
7
数据存储设计
文件设计 数据库设计
a
8
文件设计
文件的类型主要有： 1．主文件 2．业务文件 3．输入文件 4．输出文件 5．工作文件 6．转存文件
a
9
文件设计的步骤：
1．了解已有的或可提供的计算机系统功能 2．确定文件设计的基本指标 3．确定合适的文件组织方式、存取方法和介质 4．编写文件设计说明书
3．数据库管理系统的选择
4．软、硬件选择
a
4
• 1．计算机处理方式的选择和设计
• 计算机处理方式可以根据系统功能，业务 处理的特点，性能/价格比等因素，选择批 处理、连机实时处理、连机成批处理、分 布式处理等方式。在一个管理信息系统中， 也可以混合使用各种方式。
• 2．计算机网络系统的设计
• 计算机网络系统的设计主要包括中、小型
• 1．采用某种设计方法，将一个复杂的系统 按功能划分成模块的层次结构。
• 2软．件确需定求每的个对模应块关的系功。能，建立与已确定的 • 3．确定模块间的调用关系。
a
12
以下介绍几种描述软件结构的工 具
1． HIPO图
• HIPO图（Hierarchy plus Input/Output）是一种用图形 方法表达系统结构和模块内部处理功能的工具。
a
15
• （4）选择调用 • 在分类查询模块的箭头尾部标有一个菱形
符号。表示选择调用，如果条件为真，则 调用按A模块，为假时调用B模块。如图520所示。
M
A
B
a
16
• （5）循环调用 • 当一个模块M反复地调用模块A和模块B时，
在调用箭头尾部则标以一个弧形符号。如 图5-21所示。
系统总体结构设计
一、系统设计的原则1、系统性从整个系统的角度进展考虑，系统的代码要统一，设计规要标准，传递语言要尽可能一致，对系统的数据采集要做到数出一处、全局共享，使一次输入得到屡次利用。
2、灵活性系统应具有较好的开放性和构造的可变性，采用模块化构造，提高各模块的独立性，尽可能减少模块间的数据偶合，使各子系统间的数据依赖减至最低限度。
3、可靠性可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。
一个成功的管理信息系统必须具有较高的可靠性，如平安性、检错及纠错能力、抗病毒能力等。
4、经济性经济性指在满足系统需求的前提下，尽可能减小系统的开销。
一方面，在硬件投资上不能盲目追求技术上的先进，而应以满足应用需要为前提；另一方面，系统设计中应尽量防止不必要的复杂化，各模块应尽量简洁，以便缩短处理流程、减少处理费用。
二、系统设计的主要容1、系统总体构造设计系统总体构造设计包括两方面的容：系统网络构造设计；系统模块化构造设计。
2、代码设计代码设计就是通过设计适宜的代码形式，使其作为数据的一个组成局部，用以代表客观存在的实体、实物和属性，以保证它的唯一性便于计算机处理。
3、数据库〔文件〕设计根据系统分析得到的数据关系集和数据字典，再结合系统处理流程图，就可以确定出数据文件的构造和进展数据库设计。
4、输入/输出设计输入/输出设计主要是对以纪录为单位的各种输入输出报表格式的描述，另外，对人机对话各式的设计和输入输出装置的考虑也在这一步完成。
5、处理流程设计处理流程设计是通过系统处理流程图的形式，将系统对数据处理过程和数据在系统存储介质间的转换情况详细地描述出来。
6、程序流程设计程序流程设计是根据模块的功能和系统处理流程的要求，设计出程序模框图，为程序员进展程序设计提供依据。
7、系统设计文档系统标准化设计是指各类数据编码要符合标准化要求，对数据库〔文件〕命名、功能模块命名也要标准化。
描述系统设计结果是指系统设计说明书，程序设计说明书，系统测试说明书以及各种图表等，要将他们聚集成册，交有关人员和部门审核批准；拟定系统实施方案设计是在系统设计结果得到有关人员和部门认可之后，拟定系统实施方案，详细地确定出实施阶段的工作容、时间和具体要求。
系统总体设计教学课件PPT
模块化设计方法
总结词
模块化设计方法是一种将系统划分为独立、可复用的模块的设计方法。
详细描述
模块化设计方法将系统划分为一系列独立的模块，每个模块具有明确定义的输入 和输出，并实现特定的功能。这种方法有助于提高代码的可维护性和可扩展性， 降低系统的耦合度。
层次化设计方法
总结词
层次化设计方法是一种将系统划分为 不同层次的模块，并按照层次结构进 行组织的设计方法。
04
系统总体设计实践案例
案例一：电子商务网站系统总体设计
总结词
电子商务网站系统总体设计是系统总体设计的重要实践之一，涉及前台和后台的设计，包括用户界面 设计、数据库设计、系统架构设计等。
详细描述
电子商务网站系统总体设计需要考虑用户需求和用户体验，同时需要保证系统的稳定性和安全性。在 设计过程中，需要分析系统的功能需求和数据流程，进行数据库设计和系统架构设计，并选择合适的 开发语言和框架进行实现。
系统总体设计的法律问题
遵守相关法律法规是系统总体设计的必要条件，如知识 产权保护、数据保护等。
THANKS
感谢观看
案例三：移动应用系统总体设计
总结词
移动应用系统总体设计是针对移动设备使用的系统设计，需要考虑移动设备的特性和用 户使用习惯。
详细描述
移动应用系统总体设计需要针对移动设备的屏幕大小、操作方式等特点进行设计，同时 需要考虑用户的使用习惯和场景。在设计过程中，需要进行用户需求分析和市场调研， 选择合适的开发平台和工具，进行界面设计和功能开发，并保证系统的性能和稳定性。
详细描述
层次化设计方法将系统划分为多个层 次，每个层次具有不同的功能和职责。 这种方法有助于提高系统的可扩展性 和可维护性，降低系统的复杂性。
系统总体结构设计
一、系统设计的原则1、系统性从整个系统的角度进行考虑，系统的代码要统一，设计规范要标准，传递语言要尽可能一致，对系统的数据采集要做到数出一处、全局共享，使一次输入得到多次利用。
2、灵活性系统应具有较好的开放性和结构的可变性，采用模块化结构，提高各模块的独立性，尽可能减少模块间的数据偶合，使各子系统间的数据依赖减至最低限度。
3、可靠性可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。
一个成功的管理信息系统必须具有较高的可靠性，如安全保密性、检错及纠错能力、抗病毒能力等。
4、经济性经济性指在满足系统需求的前提下，尽可能减小系统的开销。
一方面，在硬件投资上不能盲目追求技术上的先进，而应以满足应用需要为前提；另一方面，系统设计中应尽量避免不必要的复杂化，各模块应尽量简洁，以便缩短处理流程、减少处理费用。
二、系统设计的主要内容1、系统总体结构设计系统总体结构设计包括两方面的内容：系统网络结构设计；系统模块化结构设计。
2、代码设计代码设计就是通过设计合适的代码形式，使其作为数据的一个组成部分，用以代表客观存在的实体、实物和属性，以保证它的唯一性便于计算机处理。
3、数据库（文件）设计根据系统分析得到的数据关系集和数据字典，再结合系统处理流程图，就可以确定出数据文件的结构和进行数据库设计。
4、输入/输出设计输入/输出设计主要是对以纪录为单位的各种输入输出报表格式的描述，另外，对人机对话各式的设计和输入输出装置的考虑也在这一步完成。
5、处理流程设计处理流程设计是通过系统处理流程图的形式，将系统对数据处理过程和数据在系统存储介质间的转换情况详细地描述出来。
6、程序流程设计程序流程设计是根据模块的功能和系统处理流程的要求，设计出程序模框图，为程序员进行程序设计提供依据。
7、系统设计文档系统标准化设计是指各类数据编码要符合标准化要求，对数据库（文件）命名、功能模块命名也要标准化。
描述系统设计结果是指系统设计说明书，程序设计说明书，系统测试说明书以及各种图表等，要将他们汇集成册，交有关人员和部门审核批准；拟定系统实施方案设计是在系统设计结果得到有关人员和部门认可之后，拟定系统实施计划，详细地确定出实施阶段的工作内容、时间和具体要求。
系统总体结构设计样本
一、系统设讣原则1、系统性从整个系统角度进行考虑，系统代码要统一，设计规范要原则，传递语言要尽量一致，对系统数据采集要做到数出一处、全局共享，使一次输入得到多次运用。
2、灵活性系统应具备较好开放性和构造可变性，采用模块化构造，提高各模块独立性, 尽量减少模块间数据偶合，使各子系统间数据依赖减至最低限度。
3、可靠性可靠性是指系统抵抗外界干扰能力及受外界干扰时恢复能力。
一种成功管理信息系统必要具备较高可靠性，如安全保密性、检错及纠错能力、抗病毒能力等。
4、经济性经济性指在满足系统需求前提下，尽量减小系统开销。
一方面，在硬件投资上不能盲口追求技术上先进，而应以满足应用需要为前提；另一方面，系统设计中应尽量避免不必要复杂化，各模块应尽量简洁，以便缩短解决流程、减少解决费用。
二、系统设讣重要内容1、系统总体构造设计系统总体构造设讣涉及两方面内容:系统网络构造设讣；系统模块化构造设讣。
2、代码设计代码设讣就是通过设计适当代码形式，使其作为数据一种构成某些，用以代表客观存在实体、实物和属性，以保证它唯一性便于计算机解决。
3、数据库（文献）设计依照系统分析得到数据关系集和数据字典，再结合系统解决流程图，就可以拟定出数据文献构造和进行数据库设计。
4、输入/输出设计输入/输出设讣重要是对以纪录为单位各种输入输出报表格式描述，此外，对人机对话各式设计和输入输出装置考虑也在这一步完毕。
5、解决流程设计解决流程设计是通过系统解决流程图形式，将系统对数据解决过程和数据在系统存储介质间转换状况详细地描述出来。
6、程序流程设计程序流程设计是依照模块功能和系统解决流程规定，设讣出程序模框图，为程序员进行程序设讣提供根据。
7、系统设计文档系统原则化设计是指各类数据编码要符合原则化规定，对数据库（文献）命名、功能模块命名也要原则化。
描述系统设讣成果是指系统设讣阐明书，程序设讣阐明书，系统测试阐明书以及各种图表等，要将她们汇集成册，交关于人员和部门审核批准；拟定系统实行方案设讣是在系统设讣成果得到关于人员和部门承认之后，拟定系统实行筹划，详细地拟定出实行阶段工作内容、时间和详细规定。
我的系统总体设计培训资料
我的系统总体设计培训资料在当今数字化的时代，系统设计成为了构建高效、可靠和用户友好的应用程序或平台的关键环节。
系统总体设计不仅涉及到技术层面的考量，还需要综合考虑业务需求、用户体验、可扩展性以及维护性等诸多方面。
接下来，就让我们一起深入了解系统总体设计的相关知识。
一、系统总体设计的概念和重要性系统总体设计是指在开发一个系统之前，对其进行全面的规划和设计。
它就像是为一座大厦绘制蓝图，决定了系统的架构、功能模块、数据流程、界面设计等关键要素。
一个好的系统总体设计能够为后续的开发工作提供清晰的指导，减少不必要的返工和错误，提高开发效率，同时确保系统能够满足用户的需求和期望，并具有良好的性能和可维护性。
如果没有进行充分的总体设计，可能会导致系统在开发过程中出现各种问题。
比如，功能模块之间的接口不清晰，导致数据传递错误或效率低下；系统架构不合理，无法应对业务的增长和变化；用户界面设计不友好，影响用户的使用体验等等。
因此，系统总体设计是系统开发过程中至关重要的一步，不容忽视。
二、系统总体设计的流程系统总体设计通常包括以下几个主要步骤：1、需求分析这是系统设计的基础，需要与用户、业务部门等进行充分的沟通，了解他们的需求和期望。
需求分析不仅要明确系统需要实现的功能，还要考虑到性能、安全性、可用性等非功能需求。
通过需求分析，可以为后续的设计工作提供明确的目标和方向。
2、系统架构设计根据需求分析的结果，设计系统的整体架构。
这包括选择合适的技术栈、确定系统的层次结构、划分功能模块等。
系统架构的设计要考虑到系统的可扩展性、可维护性和性能等方面的要求。
3、数据设计确定系统中需要处理的数据类型、数据结构和数据存储方式。
合理的数据设计能够提高数据的访问效率和数据的一致性。
4、界面设计设计系统与用户交互的界面，包括界面布局、颜色搭配、控件使用等。
界面设计要遵循用户友好的原则，方便用户操作和使用。
5、流程设计描绘系统中各种业务流程的处理过程，包括流程的起点、终点、中间环节以及可能的异常情况处理。
4.1系统的总体设计
[课程要求]系统设计是把需求转化为软件系统的最重要的环节。
系统设计的优劣在根本上决定了软件系统的质量。
就象“一切帝国主义都是纸老虎〞那样可以断定“差的系统设计必定产生差的软件系统。
〞所以我们要努力保证系统设计“根正苗红〞，把一切左倾、右倾的设计思潮消灭在萌芽状态。
[教学过程]Windows NT的一位系统设计师拥有8辆法拉利跑车，让Microsoft公司的一些程序员十分眼红。
但你只能羡慕而不能愤怒，因为并不是每个程序员都有本领成为复杂软件系统的设计师。
系统设计要比纯粹的编程困难得多。
即便你清楚客户的需求，却未必知道应该设计什么样的软件系统——既能挣最多的钱又能让客户满意。
“天下西湖三十六，最美是XX〞，千年前苏东坡大学士对西湖精采绝伦的系统设计，使XX荣升为“天堂〞，让后人只剩下赞叹和破坏的份了。
本章讲述系统设计的四方面内容：体系构造设计、模块设计、数据构造与算法设计、用户界面设计。
如果将软件系统比喻为人体，那么：〔1〕体系构造就如同人的骨架。
如果某个家伙的骨架是猴子，那么无论怎样喂养和美容，这家伙始终都是猴子，不会成为人。
〔2〕模块就如同人的器官，具有特定的功能。
人体中最出色的模块设计之一是手，手只有几种动作，却能做无限多的事情。
人体中最糟糕的模块设计之一是嘴巴，嘴巴将最有价值但毫无相干的几种功能如吃饭、说话、亲吻混为一体，使之无法并行处理，真乃人类之不幸。
〔3〕数据构造与算法就如同人的血脉和神经，它让器官具有生命并能发挥功能。
数据构造与算法分布在体系构造和模块中，它将协调系统的各个功能。
人的耳朵和嘴巴虽然是相对独立的器官，但如果耳朵失聪了，嘴巴就只能发出“啊〞“呜〞的声音，等于丧失了说话的功能〔所以聋子天生就是哑巴〕，可人们却又能用手势代替说话。
人体的数据构造与算法设计真是十分神奇并且十分可笑。
〔4〕用户界面就如同人的外表，最容易让人一见钟情或一见恶心。
象人类追求心灵美和外表美那样，软件系统也追求〔内在的〕功能强大和〔外表的〕界面友好。
系统设计—总体设计
三、系统设计的原则 1.系统的观点 2.采用模块化的设计
采用模块化设计可以带来以下好处： （1）模块化使系统结构清晰，容易设计也容易 阅读和理解。 （2）模块化能使系统容易测试和调试，从而有 助于提高系统的可靠性。 （3）模块化还能够提高系统的可修改性。 （4）模块化有助于系统开发工程的组织管理。 （5）模块化还有利于提高程序代码的可重用性。
系统设计的依据 系统分析说明书 现行技术 现行的信息管理和信息技术的标准、规范 用户需求 系统运行环境
二、系统设计的内容
总体设计：（概要设计）——任务分解 －模块划分 －决定模块功能 －决定模块调用关系 －决定模块的接口 详细设计：——具体任务的技术方案 －代码设计 －数据库设计 －输入、输出设计 －人机对话设计（界面设计） －处理过程设计
A
B
C
循环调用
A
B
C
A根据循环条件重复调用B、C等模块
循环调用的例子: A
A( ) { : while { B( : } : }
(条件..) ); ;
B
2.模块设计 （3）模块间的联系
结构化设计的基本思想，就是把系统设计成由相 对独立、功能单一的模块组成的层次结构 为了衡量模块的相对独立性，提出了模块间的耦 合与模块的内聚两个概念
变换中心
变换分析
① 首先根据数据流程图的处理框，找出主要处理功能，即变 换中心，把系统划分为逻辑输入、主加工和逻辑输出。 ② 设计顶层模块和第一层模块。 ③ 设计中、下层模块。自顶向下，逐步细化地对输入、输出 和变换再逐个向下分解，便可得到初始结构图，
变换中心
输入
加工
输出
总控模块
输入模块
加工模块
映射
系统总体设计报告
系统总体设计报告系统总体设计报告软件工程:需求分析、设计、编码和测试软件需求的分析方法(功能需求,非功能需求,设计约束)1)结构化分析(Structured Analysis):是面向数据流的分析方法,(分层的)数据流图,数据字典,描述加工逻辑的结构化语言判定表判定树是SA的工具数据流图描述了对数据的处理流程,用来建立系统的逻辑模型数据字典在需求分析阶段建立,通常作为数据流图的补充说明数据字典最重要的作用是作为分析阶段的工具。
在结构化分析,数据字典的作用是给数据流图上每个成分加以定义和说明E-R 通常在需求分析后建立的实体关系模型,可用于描述数据流图数据存储及其之间的关系需求分析阶段会用到层次方图,用例图,IPO图,不会用到N-S图IPO 图:模块的输入输出,处理内容,模块的内部书库和调用关系N-S盒图,程序流程图,PAD图用于表示软件模块的执行过程,而E-R 图不适用软件需求说明书是需求分析阶段最后的成果之一,包含数据描述功能描述,性能描述,不包含系统结构描述SRS(Software Requirements Specification), 软件需求说明书的编制是为了使用户和软件开发者双方对该软件的初始规定有一个共同的理解,使之成为整个开发工作的基础。
包含硬件、功能、性能、输入输出、接口需求、警示信息、保密安全、数据与数据库、文档和法规的要求一个软件系统的生命周期包含可行性分析和项目开发计划,需求分析,设计(概要设计和详细设计),编码,测试维护程序流程设计在详细设计和实现阶段,软件的总体结构设计在概要设计,并在概要设计说明说进行说明详细设计:程序流程设计,代码设计,数据库设计,人机界面设计软件设计包软件的结构设计,数据设计,接口设计和过程设计结构设计:定义软件系统各主要部件之间的关系软件测试的对象包括源程序,目标程序,数据及相关文档软件的完全测试是不可能的原因:输入输出量太大,输出结果太多以及路径组合太多,测试依据没有同统一的标准软件测试可以分为单元测试,集成测试,(确认测试),系统测试,验收测试白盒测试:根据程序内部结构进测试,对程序的所有逻辑分之进行测试,逻辑覆盖属于典型的白盒测试,,在进行动态测试时,需要测试软件内部的结构和处理过程,不需要测试产品功能;在进行静态测试时有静态结构分析法,静态质量度量法,代码检查法白盒测试的覆盖标准有逻辑覆盖,循环覆盖和基本路径测试,其逻辑覆盖包括语句覆盖,判定覆盖,条件覆盖,判断/条件覆盖,条件组合覆盖和路劲覆盖黑盒测试注重于测试软件的功能性需求,程序控制结果错误不能检查出来Alpha Beta 测试属于验证测试软件工程管理包括了启动和范围定义,软件项目计划,软件项目实施,评审和评价,关闭,软件工程度量6个方面。
系统总体设计原则汇总
1.1系统总体设计原则为确保系统的建设成功与可持续发展，在系统的建设与技术方案设计时我们遵循如下的原则：1、统一设计原则统筹规划和统一设计系统结构。
尤其是应用系统建设结构、数据模型结构、数据存储结构以及系统扩展规划等内容，均需从全局出发、从长远的角度考虑。
2、先进性原则系统构成必须采用成熟、具有国内先进水平，并符合国际发展趋势的技术、软件产品和设备。
在设计过程中充分依照国际上的规范、标准，借鉴国内外目前成熟的主流网络和综合信息系统的体系结构，以保证系统具有较长的生命力和扩展能力。
保证先进性的同时还要保证技术的稳定、安全性。
3、高可靠/高安全性原则系统设计和数据架构设计中充分考虑系统的安全和可靠。
4、标准化原则系统各项技术遵循国际标准、国家标准、行业和相关规范。
5、成熟性原则系统要采用国际主流、成熟的体系架构来构建，实现跨平台的应用。
6、适用性原则保护已有资源，急用先行，在满足应用需求的前提下，尽量降低建设成本。
7、可扩展性原则信息系统设计要考虑到业务未来发展的需要，尽可能设计得简明，降低各功能模块耦合度，并充分考虑兼容性。
系统能够支持对多种格式数据的存储。
1.2业务应用支撑平台设计原则业务应用支撑平台的设计遵循了以下原则：1、遵循相关规范或标准遵循J2EE、XML、JDBC、EJB、SNMP、HTTP、TCP/IP、SSL等业界主流标准2、采用先进和成熟的技术系统采用三层体系结构，使用XML规范作为信息交互的标准，充分吸收国际厂商的先进经验，并且采用先进、成熟的软硬件支撑平台及相关标准作为系统的基础。
3、可灵活的与其他系统集成系统采用基于工业标准的技术，方便与其他系统的集成。
4、快速开发/快速修改的原则系统提供了灵活的二次开发手段，在面向组件的应用框架上，能够在不影响系统情况下快速开发新业务、增加新功能，同时提供方便地对业务进行修改和动态加载的支持，保障应用系统应能够方便支持集中的版本控制与升级管理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
[课程要求]系统设计是把需求转化为软件系统的最重要的环节。
系统设计的优劣在根本上决定了软件系统的质量。
就象“一切帝国主义都是纸老虎”那样可以断定“差的系统设计必定产生差的软件系统。
”所以我们要努力保证系统设计“根正苗红”，把一切左倾、右倾的设计思潮消灭在萌芽状态。
[教学过程]Windows NT的一位系统设计师拥有8辆法拉利跑车，让Microsoft公司的一些程序员十分眼红。
但你只能羡慕而不能愤恨，因为并不是每个程序员都有本事成为复杂软件系统的设计师。
系统设计要比纯粹的编程困难得多。
即便你清楚客户的需求，却未必知道应该设计什么样的软件系统——既能挣最多的钱又能让客户满意。
“天下西湖三十六，最美是杭州”，千年前苏东坡大学士对西湖精采绝伦的系统设计，使杭州荣升为“天堂”，让后人只剩下赞叹和破坏的份了。
本章讲述系统设计的四方面内容：体系结构设计、模块设计、数据结构与算法设计、用户界面设计。
如果将软件系统比喻为人体，那么：（1）体系结构就如同人的骨架。
如果某个家伙的骨架是猴子，那么无论怎样喂养和美容，这家伙始终都是猴子，不会成为人。
（2）模块就如同人的器官，具有特定的功能。
人体中最出色的模块设计之一是手，手只有几种动作，却能做无限多的事情。
人体中最糟糕的模块设计之一是嘴巴，嘴巴将最有价值但毫无相干的几种功能如吃饭、说话、亲吻混为一体，使之无法并行处理，真乃人类之不幸。
（3）数据结构与算法就如同人的血脉和神经，它让器官具有生命并能发挥功能。
数据结构与算法分布在体系结构和模块中，它将协调系统的各个功能。
人的耳朵和嘴巴虽然是相对独立的器官，但如果耳朵失聪了，嘴巴就只能发出“啊”“呜”的声音，等于丧失了说话的功能（所以聋子天生就是哑巴），可人们却又能用手势代替说话。
人体的数据结构与算法设计真是十分神奇并且十分可笑。
（4）用户界面就如同人的外表，最容易让人一见钟情或一见恶心。
象人类追求心灵美和外表美那样，软件系统也追求（内在的）功能强大和（外表的）界面友好。
但随着生活节奏的加快，人们已少有兴趣去品味深藏不露的内在美。
如果把Unix系统比作是健壮的汉子和妇人，那么Windows系统就象妩媚的小白脸和狐狸精。
想不到Windows系统竟然能兴风作浪，占去大半市场。
有鉴于此，我们应该鼓励女士多买化妆品（男士付钱）以获得更好的界面。
在进行系统设计时，我们要深情地关注软件的质量因素，如正确性与精确性、性能与效率、易用性、可理解性与简法性、可复用性与可扩充性等等。
即使把系统设计做好了，也并不意味着就能产生好的软件系统。
在程序设计、测试、维护等环节还要做大量的工作，无论哪个环节出了差错，都会把好事搞砸了。
据说上帝把所有的女士都设计成天使，可是天使们在下凡时有些双脚先着地，有些脸先着地。
上帝的这一疏忽让很多女孩伤透了心。
我们在开发软件时，一定要吸取这个教训。
5.1 体系结构设计杨叔子院子曾这样指点其弟子：文学中有科学，音乐中有数学，漫画中有现代数学的拓扑学。
漫画家可以“几笔”就把一个人画出来，不管怎么美化或丑化，就是活像。
为什么？因为那“几笔”不是别的，而是拓扑学中的特征不变量，这是事物最本质的东西。
体系结构是软件系统中最本质的东西：（1）体系结构是对复杂事物的一种抽象。
良好的体系结构是普遍适用的，它可以高效地处理多种多样的个体需求。
一提起“房子”，我们的脑中马上就会出现房子的印象（而不是地洞的印象）。
“房子”是人们对住宿或办公环境的一种抽象。
不论是办公楼还是民房，同一类建筑物（甚至不同类的建筑物）之间都具有非常相似的体系结构和构造方式。
如果13亿中国人民每个人都要用特别的方式构造奇异的房子，那么960万平方公里的土地将会变得千疮百孔，终日不得安宁。
（2）体系结构在一定的时间内保持稳定。
只有在稳定的环境下，人们才能干点事情，社会才能发展。
科学告诉我们，宇宙间万物无时无刻不在运动、飞行。
由于我们的生活环境在地球上保持相对稳定，以致于我们可以无忧无虑地吃饭和睡觉，压根就意识不到自己是活生生的导弹。
软件开发最怕的就是需求变化，但“需求会发生变化”是个无法逃避的现实。
人们希望在需求发生变化时，最好只对软件做些皮皮毛毛的修改，可千万别改动软件的体系结构。
就如人们对住宿的需求也会变动，你可以经常改变房间的装璜和摆设，但不会在每次变动时都要去折墙、拆柱、挖地基。
如果当需求发生变化时，程序员不得不去修改软件的体系结构，那么这个软件的系统设计是失败的。
良好的体系结构意味着普适、高效和稳定。
本节将论述两种非常通用的软件体系结构：层次结构和客户机/服务器（Client/Server）结构。
5.1.1 层次结构层次结构表达了这么一种常识：有些事情比较复杂，我们没法一口气干完，就把事情分为好几层，一层一层地去做。
高层的工作总是建立在低层的工作之上。
层次关系主要有两种：上下级关系和顺序相邻关系。
一、上下级关系的层次结构我们从小学一直读到博士研究生毕业，要读20多年，可以分为五个层次。
而范进的知识结构只有两层：“私塾”和“秀才”，但读了五十多年，如图5.1所示。
一般地处于较高层次的学生应该懂得所有低层次的知识，而处于低层次学生无法懂得所有高层次的知识。
图5.1的层次结构存在上下级关系，如同在军队中，上级可以命令下级，而下级不能命令上级。
如果把图5.1的层次结构当成是一个软件系统的结构，那么上层子系统可以使用下层子系统的功能，而下层子系统不能够使用上层子系统的功能。
二、顺序相邻关系的层次结构顺序相邻关系的层次结构表明通讯只能在相邻两层之间发生，信息只能被一层一层地顺序传递。
这种层次结构的经典之作是计算机网络的OSI 参考模型，如图5.2所示。
为了减少设计的复杂性，大多数网络都按层（Layer ）或级（Level ）的方式组织。
每一层的目的都是向它的上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。
一台机器上的第n 层与另一台机器上的第n 层进行对话。
通话的规则就是第n 层的协议。
数据不是从一台机器的第n 层直接传送到另一台机器的第n 层。
发送方把数据和控制信息逐层向下传递。
最低层是物理介质，它进行实际的通讯。
接收方则将数据和控制信息逐层向上传递。
每一对相邻层之间都有接口。
接口定义了下层提供的原语操作和服务。
当网络设计者在决定一个网络应包含多少层，每一层应当做什么的时候，其中很重要的工作是在相邻层之间定义清晰的接口。
接口可以使得同一层能轻易地用某一种实现（Implementation ）来替换另一种完全不同的实现（如用卫星信道来代替所有的电话线），只要新的实现能向上层提供同一组服务就可以了。
[Tanenbaum 1998]考上“举人”时已五十多岁了复习报考“举人”用了几十年图5.1（b ）范进的知识结构主举人图5.2 计算机网络的OSI 参考模型三、其它的层次结构目前在大型商业应用软件系统中还流行一种包含中间件（Middleware ）的层次结构，如图 5.3所示[Jacobson 1997]。
中间件支持与平台无关的分布式计算，可以用DCOM 和CORBA 对象来实现。
图5.3 包含中间件的层次结构5.1.2 客户机/服务器结构让我们先回顾一下早期的电话系统。
贝尔（Alexander Graham Bell ）于1876年申请了电话专利。
那时期的电话必须一对一对地卖，用户自己在两个电话之间拉一根线。
如果一个电话用户想和其它几个电话用户通话，他必须拉n 根单独的线到每个人的房子里。
于是在很短的时间内，城市里到处都是穿过房屋和树木的混乱的电话线。
很明显，企图把所有的电话完全互联（如图5.4（a ）所示）是行不通的。
主 机 B贝尔电话公司在1878年开办了第一个交换局。
公司为每个客户架设一条线。
打电话时，客户摇动电话的曲柄使电话公司办公室的铃响起来，操作员听到铃声以后根据要求将呼叫方和被呼叫方用跳线手工连接起来。
这种集中交换式的模型如图5.4（b ）所示。
很快地，贝尔系统的交换局就出现在各地。
人们又要求能打城市间的长途电话，就出现了二级交换局，以后进一步发展为多个二级交换局。
[Tanenbaum 1998]5.4（a ）完全互联的电话系统 5.4（b ）集中交换式的电话系统如果将图5.4（b ）中的电话看成是客户程序，将中心的交换局看成是服务程序，那么图5.4（b ）就是典型的客户机/服务器结构。
注意这里客户机和服务器都是指软件而不是指硬件（一台计算机可以放多个客户机和服务器软件）。
客户机/服务器结构存在两个显然的优点：（1）以集中的方式高效率地管理通讯。
前面讲电话系统的故事就是要说明这一点。
（2）可以共享资源。
比如在信息管理系统中，服务器将信息集中起来，任何客户机都可以通过访问服务器而获得所需的信息。
客户机和服务器之间的通讯以“请求——响应”的方式进行。
客户机先向服务器发起“请求”（Request ），服务器再响应（Response ）这个请求，如图5.5所示。
请求图5.5 Client 和Server 之间的通讯以“请求——响应”的方式进行采用“请求——响应”这种通讯方式的基本动机是为了解决“聚集”（Rendezvous ）问题。
为了理解这一个问题，设想一个人试图在分离的机器上启动两个程序并让它们进行通讯。
还需记住，计算机的运行速度要比人的操作速度高出许多数量级。
在他启动第一个程序后，该程序开始执行并向对等程序发送消息。
在几个微秒内，它便发现对等程序还不存在，于是就发出一条错误消息，然后退出。
此后，他启动了第二个程序。
不幸的是，当第二个程序开始执行时，它也找不到第一个程序（早已退出）。
即使这两个程序连续地重新试着通讯，但由于它们的执行速度那么高，以致于它们在同一瞬间联系上的概率非常低。
在客户机/服务器结构中，服务器在启动后必须（无限期地）等待客户机的“请求”，因此就形成了“请求——响应”的通讯方式。
在Internet/Intranet领域，目前“浏览器—Web 服务器—数据库服务器”结构是一种非常流行的客户机/服务器结构，如图5.6所示。
这种结构最大的优点是：客户机统一采用浏览器，这不仅让用户使用方便，而且使得客户机端不存在维护的问题。
当然，软件开发布和维护的工作不是自动消失了，而是转移到了Web 服务器端。
在Web 服务器端，程序员要用脚本语言编写响应页面。
例如用Microsoft的ASP语言查询数据库服务器，将结果保存在Web 页面中，再由浏览器显示出来。
[作业]根据课程内容，对自己选择的系统进行总体设计。