总体设计
系统设计(总体设计与详细设计)
数据库技术
选用高性能、高可用性的数据库技术， 如MySQL、Oracle、SQL Server等。
中间件技术
选用消息队列、分布式缓存、负载均 衡等中间件技术，提升系统性能和稳 定性。
安全技术
采用身份认证、访问控制、数据加密 等安全技术，保障系统的安全性。
多级缓存
构建多级缓存体系，包 括本地缓存、分布式缓 存和持久化存储等，实 现数据的分层管理和高 效利用。
代码优化及资源利用
代码重构
对代码进行重构和优化，消除性 能瓶颈和浪费的资源，提高代码 执行效率和系统性能。
资源复用
充分利用系统资源，如连接池、 线程池等，避免频繁创建和销毁 对象，降低系统开销。
分布式负载均衡
采用分布式架构，将请求分发到多个服务器上进行处理，避免单点 故障，提高系统的可扩展性和容错性。
缓存技术应用
本地缓存
在应用程序本地使用内 存或磁盘空间进行缓存， 减少对数据库等外部资 源的访问，提高系统性 能。
分布式缓存
使用分布式缓存技术， 如Redis、Memcached 等，实现数据的共享和 高速访问，降低数据库 负载，提高系统吞吐量。
THANKS
感谢观看
验收标准制定
根据需求和设计文档，制定明确的验收标准，包括功能 、性能、安全等方面的指标。
验收流程安排
安排验收人员和时间表，明确验收流程和步骤。
ABCD
验收环境准备
准备验收所需的硬件、软件和网络环境，确保验收环境 的稳定性和一致性。
验收结果反馈
将验收结果及时反馈给相关干系人，对未通过验收的部 分进行改进和优化。
遵循简洁、易用、美观的原则，设计符合用户习惯和期望的界 面。
总体设计(概要设计
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三种方案。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
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。本书第7章将仔细讨论软件测试的目的和设计测试方案的各种技术
方法。
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) 系统说明主要内容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(例如，PDL语言)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
第5章 总体设计
5.1 设计过程 5.2 设计原理 5.3 启发规则 5.4 描绘软件结构的图形工具 5.5 面向数据流的设计方法
5.6 小结 习题
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。通过这个阶段的工作将划分出组成系统的 物理元素——程序、文件、数据库、人工过程和文档等等，但是每个物理元素仍 然处于黑盒子级，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
总体设计
第 5 章 总体设计
a. 偶然内聚 如果一个模块完成一组任务， 如果一个模块完成一组任务，这些任务彼此之 间即使有关系，关系也是松散的， 间即使有关系，关系也是松散的，这种内聚称为偶 然内聚。 然内聚。 b. 逻辑内聚 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。 相似的一类，则称为逻辑内聚。 c. 时间内聚 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。 执行，就叫时间内聚。
第 5 章 总体设计 5.2.2 抽象
在现实世界中一定事物、 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， 间总存在着某些相似的方面，把这些相似 的方面集中和概括起来， 的方面集中和概括起来，暂时忽略它们之 间的差异，就是抽象。 间的差异，就是抽象。
第 5 章 总体设计
例 考虑适用于低级CAD的图形软件包 抽象Ⅰ 该CAD软件系统配有能与绘图员进行可 视化通信的图形界面，能用鼠标代替绘图工具，画 各种直线和曲线；能完成所有几何计算以及所有截 面视图和辅助视图的设计。图形设计的结果存在图 形文件中，图形文件可包含几何的、正文的和其他 各种补充设计信息。 抽象Ⅱ 软件任务： 用户界面任务； 创建二维图形任务； 显示图形任务； 管理图形文件任务。
第 5 章 总体设计
总体设计的目的： 总体设计的目的： 回答“概括地说，系统应该如何实现？ 回答“概括地说，系统应该如何实现？”。 总体设计的任务： 总体设计的任务： 1. 划分出组成系统的物理元素—— 程序、文件、 划分出组成系统的物理元素—— 程序、文件、 数据库、人工过程和文档。 数据库、人工过程和文档。 2. 设计软件结构，也就是要确定系统中每个程 设计软件结构， 序是由哪些模块组成的， 序是由哪些模块组成的，以及这些模块相互之间 的关系。 的关系。
总体设计概要设计
功能设计
根据总体结构规划，设计产品或 系统的功能模块，明确各模块的 功能需求和接口。
需求分析
对产品或系统的需求进行收集、 整理、分析和评估，明确需求内 容和优先级。
概要设计的工具与技术
文档编写
使用文档编写工具，如 Microsoft Office系列 软件，编写概要设计文 档，记录设计思路、方
法和结果。
联系
相互依赖
总体设计是概要设计的前提和基 础，概要设计需要在总体设计的 指导下进行。总体设计的成果可 以作为概要设计的输入和参考。
共同目标
总体设计和概要设计都是为了实 现产品或系统的功能和性能，两 者的工作成果都是为了满足用户 需求和提高产品质量。
相互影响
总体设计的调整和改变可能会影 响到概要设计的实现和具体细节。 同样，概要设计的成果也需要与 总体设计保持一致和协调。
原型设计
使用原型设计工具，如 Axure RP、Sketch等 ，制作产品或系统的原 型，以便更好地理解设 计意图和展示设计方案
。
思维导图
使用思维导图工具，如 XMind、
MindManager等，绘 制概要设计的思维导图 ，帮助梳理设计思路和
模块关系。
03
总体设计与概要设计的区别 与联系
区别
定义
总体设计通常是指对整个产品或系统的全面规划，包括功能、结构、外观等方面的设计。而概要 设计则是对产品或系统的高级设计，主要关注系统的总体结构、模块划分、接口设计等。
关注点
总体设计更注重整体性，强调对产品或系统的全面把握和整体规划。而概要设计更注重结构性和 模块化，强调对系统的高级设计和划分。
层次
总体设计通常是在更宏观的层面上进行，涉及到产品的整体特性和功能。而概要设计是在相对微 观的层面上进行，涉及到系统的具体实现和组成。
简述总体设计的作用
简述总体设计的作用总体设计是指在进行系统、产品或项目设计时，对整体结构、功能和性能进行规划和安排的过程。
它是设计过程中的一个重要环节，对于项目的成功实施和最终结果具有决定性的影响。
总体设计的作用主要体现在以下几个方面：1. 统一规划与指导：总体设计是对系统或产品的整体架构和功能进行规划，能够统一各个部分的设计思路和实施方案，确保各个部分之间的协调和一致性。
通过总体设计，可以明确项目的目标、范围和需求，为各个阶段的设计工作提供指导。
2. 确定关键技术与风险点：总体设计阶段需要对项目中的关键技术和风险点进行全面分析和评估。
通过对关键技术的选择和风险点的应对策略的确定，能够在项目实施过程中避免或减少一些潜在的问题和障碍。
3. 提高设计效率与质量：总体设计能够帮助设计团队在早期阶段就对系统或产品进行整体规划和设计，避免后期的重大修改和调整。
通过提前考虑系统的整体结构和功能，能够避免设计上的冲突和矛盾，提高设计效率和质量。
4. 优化资源配置与利用：总体设计可以对项目需要的资源进行合理配置和利用。
通过对系统或产品的整体需求和资源的分析，可以确定合理的资源配置方案，避免资源浪费和不必要的成本。
5. 为后续设计和实施提供基础：总体设计是后续详细设计和实施的基础。
在总体设计阶段，可以明确系统或产品的整体架构和功能，为后续的详细设计和实施提供基础和参考。
总体设计的过程通常包括以下几个步骤：1. 需求分析和规划：通过与用户和利益相关者的沟通和交流，明确项目的需求和目标。
在此基础上，进行项目的范围界定和规划，明确项目的具体目标和交付成果。
2. 系统结构设计：根据需求分析的结果，进行系统的整体结构设计。
包括确定系统的组成部分、模块划分和模块之间的关系。
通过系统结构设计，可以明确系统的整体框架和模块的功能划分。
3. 功能设计：在系统结构的基础上，对系统的各个功能进行设计。
通过分析和评估各个功能的实现方式和相互关系，确定功能的具体实现方案。
名词解释 总体设计
名词解释总体设计1. 嘿，总体设计啊，就好比是给一个大工程画蓝图！比如说盖一栋大楼，总体设计就是决定这楼要盖多高、啥形状、每个房间咋布局。
要是没有好的总体设计，那这楼不就盖得乱七八糟啦！2. 总体设计呀，就像导演拍电影一样！要想好整个故事怎么展开，角色怎么安排。
像那部超棒的《阿凡达》，它的总体设计多厉害呀，才能呈现出那么震撼的效果，不是吗？3. 你们知道吗，总体设计相当于给一场盛大的派对做策划！要考虑场地、装饰、流程啥的。
一场成功的派对可离不开好的总体设计呢，不然不就成了乱糟糟的一团啦！4. 总体设计呀，跟规划一次完美的旅行差不多！要定好路线、景点、住宿。
想想看，如果没有好的总体设计，旅行不就可能变得很糟糕嘛！5. 嘿，总体设计就好像给一支球队制定战术！每个球员的位置、配合都要想好。
就像那支冠军球队，不就是因为有超棒的总体设计战术嘛！6. 总体设计啊，好比是给一个大花园做布局！哪里种花、哪里种草、哪里放个亭子。
要是总体设计不好，那花园可就没那么美啦，对吧？7. 总体设计呀，跟设计一件超级时尚的衣服一样！款式、颜色、材质都得搭配好。
一件好看的衣服背后肯定有超厉害的总体设计呢，你说呢？8. 总体设计就像给一个游戏设定规则和关卡！得让玩家玩得过瘾又有挑战性。
没有好的总体设计，游戏能好玩吗，肯定不能呀！9. 你们想想，总体设计相当于给一个新城市做规划！街道、建筑、公共设施都得安排好。
一个有魅力的城市可离不开出色的总体设计呀！10. 总体设计啊，就和编排一场精彩的舞台剧一样！场景、演员动作、台词都得设计好。
没有好的总体设计，舞台剧哪能吸引观众呀！我觉得总体设计真的太重要啦，它决定了一个事物最终呈现出来的效果和质量！。
总体设计的工作内容
在总体设计阶段，工作内容主要包括以下几个方面：
1. 需求分析：深入了解项目的需求和目标，与相关利益相关者沟通，并梳理出明确的需求列表。
2. 架构设计：基于需求分析的结果，设计系统的整体架构，包括系统的组成部分、模块划分、数据流程等。
同时考虑系统的可扩展性、稳定性、安全性等因素。
3. 数据设计：根据需求和架构设计，设计数据库的结构，包括表、字段、关系等。
确定数据的存储方式、访问权限等。
4. 接口设计：定义系统与外部系统或模块之间的接口规范，包括输入输出参数、数据格式等。
确保各个组件之间的信息交互顺畅和一致。
5. 系统流程设计：制定系统的运行流程图、状态转换图等。
明确各个模块之间的交互逻辑和业务流程，确保系统的正常运行。
6. 安全设计：考虑系统的安全性需求，设计相应的安全机制，包括身份认证、访问控制、数据加密等，以保护系统和用户的数据安全。
7. 性能设计：评估系统的性能需求，设计相应的性能优化方案，包括负载均衡、缓存策略、数据库优化等，以确保系统具有良好的性能表现。
8. 可用性设计：考虑用户的使用体验，设计友好的界面、操作流程和反馈机制，以提高系统的易用性和用户满意度。
9. 技术选型：根据需求和设计目标，评估选择合适的技术框架、开发工具和第三方库，以支持系统的实现和开发工作。
10. 文档编写：撰写总体设计文档，详细描述系统的设计理念、结构、流程等，为后续的开发、测试和运维工作提供参考。
以上是总体设计阶段的一般工作内容，具体工作内容可能会根据项目的规模、复杂性和行业特点等因素而有所不同。
总体设计
公共环境耦合是一种不良的连接关系，它给模块的维护和修改 带来困难。如公共数据要作修改，很难判定有多少模块应用了该 公共数据，故在模块设计时，一般不允许有公共连接关系的模块 存在。
软件工程
26
5．模块的耦合
(5) 内容耦合 如果一个模块和另一个模块的内部属性(即运行程序和内部数据)
有关，则称为内部耦合。 两个模块间发生内容耦的情况：
循环体
事务记录
累积销售额
累积订货量
计算累积
图4-8 过程内聚
软件工程
32
6．模块的内聚
(5) 通信内聚 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. 图4-9所示的是通信内聚模块的示意图。例如要完成两个工
作，这两个处理动作都使用相同的输入数据：
享了这个纪录，这就是标记耦合。在设计中应尽量避免这种耦合。
(7) 外部耦合 一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且
不是通过参数表传递该变量的信息，则称之为外部耦合。
软件工程
28
5．模块的耦合
一般模块之间的连接有七种，构成的耦合也有七种类型，如图45所示。
低←
耦合性
→高
非直接耦合 数据耦合 标记耦合 控制耦合 外部耦合 公共耦合 内容耦合
最小成本区
软件总成本
接口成本
成
M
本
或
工
作
量
成本/模块
模块接口
图4-1 模块化和软件成本的关系
软件工程
17
1．模块化
采用模块化原理的好处：
♦ 可以使软件结构清晰，不仅容易实现设计，也使设计出的软件的可
阅读性和可理解性大大增强。
简述总体设计
简述总体设计
总体设计是指在软件开发的生命周期中，通过对软件系统的需求分析、设计、编码、测试、部署和维护等各个阶段进行系统设计和优化，以确保软件系统能够满足用户需求和实现预期功能的一种技术手段。
在总体设计中，设计人员需要根据软件系统的需求和目标，结合软件工程的基本原理和技术，制定出符合规范和标准的总体设计方案。
总体设计方案主要包括软件系统的体系结构、模块划分、接口设计、数据结构设计和软件流程设计等方面的内容。
在体系结构设计中，设计人员需要根据软件系统的功能需求，设计出合理的系统架构和组件布局，以保证系统的可扩展性和可维护性。
在模块划分中，设计人员需要根据系统功能和用户需求，将系统划分为多个独立的模块，每个模块具有特定的功能和职责。
在接口设计中，设计人员需要定义清晰的接口和协议，以确保不同模块之间的交互和通信。
在数据结构设计中，设计人员需要设计出符合实际需求的数据结构和数据模型，以保证数据的完整性和正确性。
在软件流程设计中，设计人员需要根据软件系统的需求和目标，设计出合理的软件流程和交互流程，以保证软件系统的正常运行。
总体设计是软件开发中至关重要的一步，它关系到软件系统的质量和稳定性，也是软件工程中最为重要和复杂的一个环节。
设计人员需要充分理解软件系统的需求和目标，结合软件工程的基本原理和技术，制定出符合规范和标准的总体设计方案，并通过具体的实施和测试，确保软件系统能够达到预期的功能和性能要求。
总体设计(概要设计)
１ . 非直接耦合(No Direct Coupling)
如果两模块中任一个都不依赖对方能独 立工作，则称这两模块为非直接耦合， 这类耦合度最低。 ２ . 数据耦合(Data Coupling)
如果两模块间通过参数交换信息，而信 息仅限于数据，则称这两模块为数据耦 合。 ３ . 特征耦合(Stamp Coupling)
§ 4 . 1 总体设计的过程
总体设计过程通常由两个主要阶段组成： 1.系统设计，确定系统的具体实现方案； 2.结构设计，确定软件结构。
总体设计的过程：
一、设想供选择的方案
确定方案二、选择合理的方案
三、推荐最佳方案 四、功能分解
确定结构五、设计软件结构
六、数据库设计 七、制定测试计划 八、书写文档
如果一个模块完成的任务逻辑上相关（例如，一 个产生所有与类型无关的输出），则称为逻辑性 内聚。 ３. 时间性内聚(Temporal Cohesion)
如果一个模块内包含的任务必须在一个时间段内 执行（例如一个初始化模块），则称之为时间性 内聚。 ４. 过程性内聚(Procedural Cohesion)
的，即每一步分解仅较其前一步增加“少量” 的细节。这样在相连两步之间只有微小的变 化，不难验证它们的内容是否等效。
•例：求五边形的面积，边长由L1~L7由键盘读入 解：一级抽象（求精）
1. 输入长度L1~L7; 2. 由L1、L5、L6求三角形面积S1； 3. 由L2、L6、L7求三角形面积S2； 4. 由L3、L4、L6求三角形面积S3； 5. S=S1+S2+S3； 6. 输出S； 二级求精：已知三边a、b、c，
1). 模块的表示符号
2 ) . 简单调用
3 ) . 选择调用
总体设计
5.1 设计过程 5.2 设计原理 5.3 启发规则 5.4 描绘软件结构的图形工具 5.5 面向数据流的设计方法 补充：数据库设计
1
2•
【基本目的】：是“系统应该如何实现?”，而 不是“做什么”，因此，总体设计又称为概要设 计或初步设计。
【设计内容】：划分出组成目标系统的物理元 素——程序、文件、数据库、人工过程和文档等 等，但是每个物理元素仍然处于黑盒子级，黑盒 子里的具体内容将在以后仔细设计。
• 17
(2) 用户手册：根据总体设计阶段的结果，修改 更正在需求分析阶段产生的初步的用户手册。 (3) 测试计划：包括测试策略，测试方案，预期 的测试结果，测试进度计划等等。 (4) 详细的实现计划 (5) 数据库设计结果 11. 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，在技术审查通过之后再由使用部门的负责 人从管理角度进行复审。
功能分解导致数据流图的进一步细化， 同时还应该用IPO图或其他适当的工具简要描 述细化后每个处理的算法。
• 136. 设计软Fra bibliotek结构基于功能层次结构建立软件结构。
采用层次图或结构图设计方法，将系统按功 能划分成模块的层次结构
确定每个模块的功能 建立与已确定的软件需求的对应关系 确定模块间的调用关系、接口
使软件设计人员在设计时注意提高软件的可测试 性。
• 16
10. 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) 系统说明书：主要内容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(如：PDL语言)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。
总体设计的主要设计原理
总体设计的主要设计原理一、引言总体设计是指对系统或产品进行整体构思与规划的阶段，它是项目成功的关键。
在总体设计过程中，确定系统的整体结构、功能划分和模块组织，以及处理系统的关键问题和技术难点。
本文将探讨总体设计的主要设计原理，帮助读者理解总体设计的核心思想和方法。
二、总体设计的重要性总体设计是项目的基础，它直接影响项目的质量、成本和效益。
正确的总体设计可以提高项目的稳定性、可维护性和可扩展性，降低开发风险和成本。
总体设计决策的不合理或不完善可能导致系统功能不完备、性能不满足需求、代码质量低下等问题。
三、总体设计原则1. 模块化设计原则模块化设计是将系统功能划分为相互独立的模块，每个模块都有明确的接口和职责。
模块化设计的原则是高内聚、低耦合，即模块内部功能紧密相关，模块之间的交互尽量少。
这样可以提高系统的可维护性和可扩展性，同时也方便测试和调试。
2. 分层设计原则分层设计是将系统划分为多个层次，每个层次都有明确的职责和功能。
通常可以分为展示层、业务层、数据访问层等。
分层设计的原则是上层调用下层，每层只关注自己的职责和功能。
这样可以提高系统的可维护性和可扩展性，也方便团队的协作开发。
3. 接口设计原则接口设计是模块间的约定，它定义了模块的功能、输入和输出。
接口设计的原则是简单、稳定和易于使用。
接口应该尽量设计成简单易懂的形式，对于不同的模块应该有明确的输入输出约定，以保证系统的稳定性和兼容性。
4. 可扩展性设计原则可扩展性是指系统能够在不改变核心结构和功能的情况下方便地进行功能扩展。
可扩展性设计的原则是开闭原则、依赖倒置原则和单一职责原则。
开闭原则要求系统对扩展是开放的，对修改是关闭的；依赖倒置原则要求依赖抽象而不依赖具体实现；单一职责原则要求每个模块只负责一项职责。
5. 性能设计原则性能设计是指通过优化算法、数据结构和资源利用来提高系统的性能。
性能设计的原则是合理利用硬件资源、减少资源占用和优化算法。
总体设计与详细设计
总体设计与详细设计总体设计是在需求分析的基础上，对系统进行整体规划和概括性的设计。
在总体设计阶段，我们需要确定系统的模块划分、模块之间的关系和接口，以及系统的整体架构。
这个阶段需要考虑系统的可扩展性、可维护性、性能等方面的因素。
首先，我们需要进行系统的模块划分和模块之间的关系设计。
根据需求和功能的不同，将系统划分成若干个模块，每个模块负责一个特定的功能或一组相关的功能。
模块之间的关系可以是串行的，也可以是并行的，还可以是同步的或异步的。
通过设计模块之间的关系，可以确保系统的协调运行。
其次，我们需要确定系统的整体架构。
根据需求和功能的复杂程度，可以选择适当的架构类型，比如分层架构、客户端-服务器架构、面向服务架构等。
通过确定系统的整体架构，可以确保系统的稳定性和可靠性。
在总体设计阶段，我们还需要考虑系统的可扩展性和可维护性。
可扩展性是指系统能够根据需求的变化进行扩展和修改的能力，可以通过设计可插拔的组件或使用设计模式等方式来提高系统的可扩展性。
可维护性是指系统能够方便进行维护和修改的能力，可以通过良好的代码结构和注释、合理的命名规范等方式来提高系统的可维护性。
详细设计阶段是在总体设计的基础上，对系统的具体实现进行详细规划和设计。
在详细设计阶段，我们需要对系统的各个模块进行详细设计，确定每个模块的数据结构、算法、功能实现等具体细节。
首先，我们需要确定每个模块的接口和功能。
根据模块之间的关系和依赖，确定每个模块的输入和输出接口，以及功能的实现逻辑。
这个过程需要考虑系统的功能需求和性能要求，确保每个模块能够按照预期的方式进行工作。
其次，我们需要设计每个模块的数据结构和算法。
根据模块的功能和数据处理的需求，选择合适的数据结构和算法来实现功能。
这个过程需要考虑数据的组织方式和处理的效率，确保系统能够高效地运行。
在详细设计阶段，我们还需要考虑系统的安全性和可靠性。
安全性是指系统能够保护用户的信息和数据不被非法获取或篡改，可以通过设计安全的用户认证和权限控制等机制来提高系统的安全性。
总体设计名词解释
总体设计名词解释
总体设计：
总体设计是指将项目任务、过程、结构和表示等分解为具体的任务和步骤，然后按照一定的步骤和步骤实现项目的方法。
它是软件和系统设计的一种方法，该方法通常通过分析、设计和评估，描述系统的设计和实施，最终实现项目的目标。
设计文档：
设计文档是指软件设计的一种描述书，用于记录软件设计的所有步骤、设计说明、工具使用、数据库架构等信息，以及项目的实施步骤和测试结果等。
设计模式：
设计模式是一套可重复使用的、多数人称之为最佳实践的模式，用于描述软件设计的基本概念，并且可以方便地用于软件设计。
它可以帮助开发者更轻松地理解软件设计的原则，减少重复的设计工作，并避免常见的设计错误。
测试计划：
测试计划是一种正式文档，用于详细描述软件开发的测试任务、测试技术、验收标准以及相关的责任和时间要求等内容。
它有助于保证软件开发过程的质量，并确保软件的正确性和可用性。
- 1 -。
什么是工程总体设计方案
什么是工程总体设计方案1.工程总体设计方案的基本内容 工程总体设计方案包括以下基本内容： (1) 工程总体布局方案：包括工程的地理位置、用地面积、建筑物的布局、道路、绿化等方面的规划与设计。
(2) 工程结构方案：包括工程建筑物的结构类型、结构形式、结构材料、结构计算等方面的设计。
(3) 工程设备方案：包括工程所需要的各种设备的类型、数量、规格、布置、选型等方面的设计。
(4) 工程材料方案：包括工程所需的各种材料的品种、规格、质量要求等方面的设计。
(5) 工程工艺流程方案：包括工程的施工工艺流程、生产工艺流程等方面的设计。
(6) 工程环保与安全方案：包括工程的环境保护和安全生产方面的规划和设计。
(7) 工程经济性、可行性分析：包括工程的投资估算、经济效益分析、可行性研究等方面的设计。
2.工程总体设计方案的编制步骤 (1)了解工程的基本情况 在进行工程总体设计方案编制之前，需要对工程的基本情况进行了解。
包括工程的性质、规模、用途、所处的环境等方面的情况。
只有充分了解了工程的基本情况，才能够编制出合理、科学的总体设计方案。
(2)确定设计目标与要求 在进行工程总体设计方案编制之前，需要根据工程的需要和要求，确定设计的目标和要求。
包括工程的功能需求、经济性要求、可行性要求、安全性要求等方面的要求。
只有明确了设计的目标与要求，才能够有依据地进行设计方案的制定。
(3)进行规划和设计 在明确了设计的目标和要求之后，需要进行规划和设计工作。
包括进行工程总体布局方案的设计、工程结构方案的设计、工程设备方案的设计、工程材料方案的设计、工程工艺流程方案的设计、工程环保与安全方案的设计等方面的设计工作。
(4)进行可行性研究 在进行规划和设计工作之后，需要进行工程的可行性研究。
包括对工程的投资估算、经济效益分析、可行性分析等方面的研究。
只有通过了可行性研究，才能够判断工程设计方案的可行性。
(5)编制工程总体设计方案书 在完成了规划和设计工作以及可行性研究之后，需要编制工程总体设计方案书。
第05章 总体设计
下面看人类解决问题的一般规律： 下面看人类解决问题的一般规律：
设函数C（ ）为定义问题x的复杂程度 的复杂程度， 设函数 （x）为定义问题 的复杂程度， 函数 E(x)为解决问题 的工作量 。 对于两个问题 1 为解决问题x的工作量 为解决问题 的工作量。 对于两个问题P 和P2，如果 C(P1) >C(P2) 显然 E (P1) >E (P2) 量也大） 量也大） （即复杂程度大，工作 即复杂程度大，
2011-4-2
（8）书写文档 ） 编写总体设计文档（包括系统构成方案、 ※ 编写总体设计文档（包括系统构成方案、 物理元素清单、成本/效益分析 效益分析、 物理元素清单、成本 效益分析、最佳方案的概 括描述、数据流图、软件结构、 括描述、 数据流图 、软件结构、各个模块的算 模块间的接口关系） 法，模块间的接口关系）。 ※ 用户手册 测试计划（测试策略，测试方案， ※ 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） 测试结果，测试进度计划） ※ 详细的实现计划 （9）审查和复审 审查和复审 应该进行严格的技术审查和管理复审。
2011-4-2
结构设计是总体设计阶段的任务； 结构设计是总体设计阶段的任务； 的任务 过程设计是详细设计阶段的任务。 过程设计是详细设计阶段的任务。 的任务 为确定软件结构， 为确定软件结构 ， 首先把复杂的功能进一 步分解成一系列简单的功能。 步分解成一系列简单的功能 。 功能分解导致数 据流图的进一步细化， 并用IPO图或其他工具 据流图的进一步细化 ， 并用 图或其他工具 来描述细化后每个处理的算法。 来描述细化后每个处理的算法。
2011-4-2
局部化的概念和信息隐蔽概念是密切相关的。 局部化的概念和信息隐蔽概念是密切相关的。 所谓局部化 局部化是指把一些关系密切的软件元素物理 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。 地放得彼此靠近。在模块中使用局部数据元素是 局部化的一个例子。显然， 局部化的一个例子。显然，局部化有助于实现信 息隐蔽。 息隐蔽。 信息隐蔽和局部化的概念是由Parnas提出的。 提出的。 信息隐蔽和局部化的概念是由 提出的 Parnas提出在总体设计时就要注意软件的可维护性和 提出在总体设计时就要注意软件的可维护性和 可靠性的设计措施。这就是信息隐蔽的原则。 可靠性的设计措施。这就是信息隐蔽的原则。 信息隐蔽的原则 为了适应软件在生命周期中的多次修改， 为了适应软件在生命周期中的多次修改， 在模块划分的总体设计阶段就要尽量设法将 可变性因素隐蔽在一个或几个局部的模块中。 可变性因素隐蔽在一个或几个局部的模块中。 2011-4-2
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二、内聚 内聚标志一个模块内各元素彼此结合的紧密程度,它是信 息隐蔽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. 设计时应该力求作到高内聚,通常中等程度的内聚也是可 以采用的,而且效果和高内聚差不多;但是,低内聚很坏, 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。内聚和耦合都是进行模块化设计的 有利工具，但是实践表明内聚更重要，应该把更多的 精力放在内聚上。
2、控制耦合：如果两个模块传递的信息中有控制信息； 属于中等程度的耦合，它增加了系统复杂程度，控制 耦合往往是多余的，在把模块适当分解之后通常可以 用数据耦合代替它。 3、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；公共环境耦合可以是全程变量、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。该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然 增加。如果只有两个模块有公共环境耦合，则有下面 两种可能：
来说，经过分解之后应该使每个功能对大多数程序员而 言都是明显易懂的。功能分解导致数据流图的进一步 细化，同时还应该用IPO图或其它适当的工具简要描述 细化后每个处理的算法。 五、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，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。软件结构可以使用层次图或 结构图来描述。
（1）在这样的系统中可以研究、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的了解； （2）模块间的联系简单，发生在一处的错误传播到整个 系统的可能性小。 因此，模块减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。 怎样具体区分模块见耦合程度的强弱？ 1、数据耦合：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；是低耦合，系统中至少 必须存在着重耦合，因为只有当某些模块的输出数据 作为另一个模块的输入数据时，系统才能完成有价值 的功能。一般来说，一个系统内可以只包含数据耦合。
总体设计的必要性：可以站在全局高度上，花较少的成本， 从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。 4.1 总体设计的过程 总体设计过程通常由两个主要阶段组成： 系统设计：确定系统的具体实现方案； 结构设计：确定软件结构 典型的过程如下： 一、设想供选择的方案
3、完整和安全性设计 4、优化：主要目的是改进模式和子模式以优化数据的存 取。 七、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。 八、书写文档 1、系统说明：主要内容包含：用系统流程图描述的系统 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图或其它工具简要描 述的各个模块的酸法，模块间的借口关系以及需求、 功能和模块三者之间的交叉参照关系等。
2、中内聚： （1）过程内聚：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。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。 （2）通信内聚：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。 3、高内聚 （1）顺序内聚：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（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）。根据数据流程图划分模块时，通常得到顺序内 聚的模块，着重模块彼此间的连接比较简单。
第四章 总体设计
目的和任务：掌握总体设计的目的及任务、分析过程和方法，能够区分 不同类型的数据流并完成软件结构的设计。（共10学时） 重点：1、模块化、抽象、信息隐蔽和局部化、模块独立的概念； 2、2、启发式原则； 3、3、面向数据流的两种分析方法； 4、能够根据需求分析获得的数据流图进行软件结构的设计； 教学内容： 总体设计的任务 总体设计的基本目的：是回答“概括地说，系统应该如何实现？”；因此 总体设计又成为概要设计或初步设计。 重要的工作： 设计数据结构：通过本阶段的设计工作面将划分出组成系统的物理元素---程序、文件、数据库、人工过程和文档等，但是每个物理元素仍然处 于黑盒子级，这些黑盒子里的具体内容将在详细设计中设计。 设计软件结构：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，以及这些模块相互间的关系。
模块独立程度的度量标准： 耦合：衡量不同模块彼此之间的相互依赖（连接）的紧 密程度； 内聚：衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。 一、耦合 耦合是对一个软件结构内不同模块之间连接程度的度量。 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，以及通过借口的数据。 在软件设计中对模块耦合的要求： 在软件设计中应该追求尽可能松散耦合的系统。原因是：
内聚的种类： 1、低内聚： （1）偶然内聚：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。有时在写完 一个程序之后，发现一组语句在两处或多处出现，于 是把这些语句作为一个模块以节省内存，这样就出现 了偶然内聚的模块。 （2）逻辑内聚：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（如：一个模块产生各种类型的全 部输出）。 （3）时间内聚：如果一个模块包含的任务必须在同一段 时间内执行（如，模块完成各种初始化工作）。
三种内聚的比较： （1）在偶然内聚的模块中，各种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 一种场合又不允许着重修改，从而陷入困境。事实上， 偶然内聚的模块出现修改错误的概率比其他类型的模 块高得多； （2）在逻辑内聚的模块中，不同功能混在一起，合用部 分程序代码，即使局部功能的修改有时也会影响全局。 因此着类模块的修改也比较困难； （3）时间关系在一定程度上反映了程序的某些实质，所 以时间内聚比逻辑内聚好一些。
从数据流图出发，划分不同的自动化边界，处理分组的 各种可能，抛弃技术上行不通的分组方法，设想出供 选择实现的物理实现方案，但不评价这些方案。 二、选取合理的方案 一般来说，从上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、中等趁本 和高成本的三种方案。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。 对每个合理的方案分析员都应该准备下列四份资料： （1）系统流程图
4.2.4 模块独立 模块独立是模块化、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，就可以作到模块独立。换句话说，希望 这样设计软件结构，使得每个模块完成相对独立的特 定子功能，并且和其他模块之间的关系很简单。 为什么模块独立很重要？ （1）有效的模块化的软件比较容易开发出来； （2）独立的模块比较容易测试和维护；
（2）功能内聚：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，功能内聚是最高程度的内聚。 耦合和内聚的概念是Constantine,Yourdon,Myers和 Stevens等人提出来的。按照他们的观点，如果给上述 七种内聚的优劣评分，将得到如下结果： 功能内聚 10分 时间内聚 3分 顺序内聚 9分 逻辑内聚 1分 通信内聚 7分 偶然内聚 0分 过程内聚 5分 在设计时，没有必要精确确定内聚的级别。重要的是设 计时力争作到高内聚，并且能够辨认出低内聚的模块，
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。 六、数据库设计 对需要数据库的应用领域，分析员应该在需求分析阶段 对系统数据要求所做的分析的基础上进一步设计数据 库，数据库设计通常包含以下四个步骤： 1、模式设计：目的是确定物理数据库结构。第三范式形 式的实体及关系数据模型是模式设计过程的输入，模 式设计的主要问题是处理具体的数据库管理系统的结 构约束。 2、子模式设计：用户使用的数据视图
（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； 三、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，推荐出 一个最佳的方案，并为推荐的方案指定详细的实现计 划。 四、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。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。一般
总上所述，得E(P1+P2)>E(P1)+E(P2) 因此这个不等式导致“各个击破”的结论。 根据以上结论，是否可以将模块无限地划分下去，软件 开发工作是否就小得忽略不记？否，原因是当模块数 量多了，但设计模块间接口所需要的工作两增加，因 此开发工作两由这两个因素决定。 4.2.2 抽象 抽象：抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节。 在任何问题的模块化解法时，可以提出许多抽象的层次， 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
（1）一个模块往公共环境送数据，另一个模块从公共环 境中取数据。这是数据耦合的一种形式，是比较松散 的一种耦合。 （2）两个模块都既往公共环境中送数据又从里面取数据， 着重耦合比较紧密，介于数据耦合和控制耦合之间。 如果两个模块共享的数据很多，都通过参数传递可能不 方便，这时可以利用公共环境耦合。 4、内容耦合：如果出现下列情况之一，则两个模块间属 于内容耦合： （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而转到另一个模块的内部；
模块化的根据：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。 原因：（论证） 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) 显然：E(p1)>E(P2) 根据人类解决一般问题的经验，一个规律是： C(P1+P2)>C(P1)+C(P2) （复杂度） 即是说，如果一个问题由P1和P2两个问题组合而成，那 么它的复杂程度大于分别考虑每个问题时的复杂程度 之和。