软件总体设计
软件工程总体设计
软件工程总体设计软件工程总体设计1. 引言在软件开发过程中,总体设计是一个重要的阶段。
通过总体设计,软件工程师可以定义系统的整体结构、功能模块的划分以及模块间的关系,从而为后续的详细设计和实现提供指导。
本文将介绍软件工程总体设计的基本概念、重要内容和步骤,并通过一个示例来说明如何进行总体设计。
2. 总体设计概述总体设计是在需求分析的基础上进行的,其目标是确定软件系统的整体结构和模块划分,并定义模块间的接口和交互规则。
总体设计要考虑系统的可扩展性、模块的复用性以及系统的性能等方面。
在总体设计过程中,需要完成以下几个主要任务:- 软件系统结构的定义:确定软件系统的整体结构,包括模块的层次关系、控制流程等。
- 模块划分:将系统划分为多个功能模块,每个模块负责完成特定的功能。
- 接口设计:定义模块间的接口和数据交互规则。
- 数据结构设计:设计系统中需要使用的数据结构,包括数据库表设计、数据流图等。
- 性能优化:考虑系统的性能需求,进行必要的性能优化设计。
3. 总体设计步骤总体设计的过程可以分为以下几个步骤:3.1 需求分析在进行总体设计之前,首先要对用户需求进行分析和理解。
这包括与用户进行需求沟通,澄清用户需求,明确系统的功能和性能需求等。
只有清楚了用户需求,才能进行后续的总体设计。
3.2 系统结构设计系统结构设计是总体设计的核心内容之一。
在这一阶段,需要确定系统的整体结构,包括模块和数据流之间的关系。
可以使用层次化的方式来设计系统结构,将系统分为若干个层次,每个层次负责不同的功能。
3.3 模块划分在系统结构确定之后,需要对系统进行模块划分。
每个模块负责完成特定的功能,并且模块之间要有清晰的接口和数据交互规则。
模块划分要考虑系统的可扩展性和模块的复用性,避免模块之间的耦合度过高。
3.4 接口设计接口设计是模块划分的基础,它定义了模块之间的接口和数据交互规则。
在接口设计中,需要明确定义每个模块暴露给其他模块的功能接口和输入输出参数。
软件需求分析与总体设计
软件需求分析与总体设计一、用户需求调研用户需求调研是软件需求分析的首要步骤。
这一阶段的主要任务是深入理解用户的具体需求,收集并分析用户在日常工作或生活中所遇到的问题和期望的解决方案。
通过与用户交流、问卷调查、现场观察等方式,获取一手的、真实的需求信息。
这些信息将作为后续功能需求定义和非功能需求分析的基础。
二、功能需求定义功能需求定义是对用户需求进行整理和提炼的过程,将用户需求转化为具体、明确、可衡量的软件功能。
这一过程中,需要与用户进行反复沟通,确保对需求的准确理解。
同时,还需要对功能进行优先级排序,确定哪些功能是软件的核心,哪些功能可以暂时不考虑。
三、非功能需求分析非功能需求分析主要包括对软件性能、稳定性、易用性、可维护性等方面的要求。
这一阶段需要综合考虑用户的使用习惯、系统环境、数据安全等因素,确保软件在满足功能需求的同时,也能满足非功能需求。
四、业务流程梳理业务流程梳理是对软件所涉及的业务流程进行梳理和优化的过程。
通过对业务流程的分析,可以发现潜在的问题和改进点,提高业务处理的效率和准确性。
同时,业务流程梳理也是数据流程设计的基础。
五、数据流程设计数据流程设计是对软件处理的数据进行设计和规划的过程。
这一阶段需要明确数据的来源、流向和处理方式,确保数据的准确性和一致性。
同时,还需要考虑数据的安全性和隐私保护。
六、系统架构设计系统架构设计是对软件整体结构进行设计的过程。
这一阶段需要综合考虑软件的功能需求、非功能需求、业务流程和数据流程等因素,设计出合理的系统架构。
系统架构应该具有可扩展性、可维护性和稳定性等特点。
七、模块划分与接口模块划分是将软件划分为不同的模块或组件的过程。
通过对软件的模块划分,可以提高软件的可维护性和可扩展性。
同时,还需要定义模块之间的接口和交互方式,确保模块之间的协同工作。
八、性能需求与安全性性能需求是对软件在运行速度、响应时间、并发处理能力等方面的要求。
在需求分析阶段,需要明确软件的性能指标,并在设计阶段进行相应的优化。
软件工程知识梳理3-总体设计
总体设计(概要设计)总体设计的基本目的是回答“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。
本阶段的工作讲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,这些黑盒子里面的具体内容将在后面的详细设计完成。
两个阶段:系统设计:确定系统具体实现方案结构设计:确定软件结构九个步骤:1.设想供选择的方案2.选取合理的方案3.推荐最佳方案——>进入下一个阶段结构设计4.功能分解:先进行结构设计确定软件结构,然后进行过程设计5.设计软件结构6.设计数据库7.制定测试计划8.书写文档:系统说明、用户手册、测试计划、详细的实现计划、数据库设计结果9.审查和复审设计原理1.模块化:把程序划分程独立命名且可独立访问的模块,每个模块完成一个子功能,再把这些模块集成起来构成一个整体,可以完成指定的功能以满足用户需求。
(分治)2.抽象:3.逐步求精:4.信息隐藏和局部化:5.模块独立:耦合、内聚启发规则:经验之谈!1.改进软件结构提高模块独立性2.模块规模应该适中3.深度、宽度、扇出和扇入都应适当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程度6.设计单入口单出口的模块7.模块功能应该可以预测描绘软件结构的图形工具1.层次图和HIPO图2.结构图面向数据流的设计方法在软件工程的需求分析阶段,信息流是一个关键考虑,通常用数据流图描绘信息在系统中加工和流动的情况。
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使用数据流图表示,所以面向数据流的设计方法在理论上可以设计任何软件结构。
通常所说的结构化设计方法(SD方法)就是基于数据流的设计方法。
信息流—>软件结构,信息流的类型决定了映射的方法,信息流有两种:变换流和事务流。
变换分析: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。
《软件工程》第4章软件总体设计
《软件工程》第4章软件总体设计软件总体设计是软件工程的一个重要环节,它涉及到软件系统的整体结构和架构的定义,以及软件模块之间的关系和接口的设计。
软件总体设计的目标是确保软件系统能够满足用户需求,并且具有高性能和可扩展性,同时保证系统的可维护性和可测试性。
软件总体设计的过程包括以下几个步骤:1.确定系统的功能需求:根据用户需求和系统分析的结果,定义系统应该具备的功能和特性。
2.划分系统结构:将系统划分为多个模块和子系统,确定各个模块之间的关系和层次结构。
3.定义模块接口:对每个模块定义清晰的接口,包括输入参数、输出参数和功能描述,以便模块之间的协作和集成。
4.设计系统架构:选择合适的架构风格和模式,确定系统的整体结构和组成,包括数据流、控制流和模块之间的通信。
5.设计数据结构和算法:根据系统需求和性能要求,设计合适的数据结构和算法,以满足系统的功能和性能要求。
6.设计系统界面:设计系统与用户和外部系统的界面,包括图形界面、命令行界面和数据交换接口。
7.考虑系统安全性和可靠性:在设计阶段考虑系统的安全性和可靠性需求,设计对应的安全和可靠性机制。
8.进行评审和验证:对软件总体设计进行评审和验证,确保设计的可行性和完整性。
软件总体设计的核心是系统架构设计,系统架构设计要考虑系统的功能需求、性能要求、可扩展性、可维护性、可测试性等因素。
常用的软件架构风格包括层次架构、客户端-服务器架构、分布式架构、面向服务的架构等。
选择合适的架构风格可以提高系统的灵活性和可维护性。
在软件总体设计过程中,还需要考虑到软件的适应性和可移植性。
软件应该能够适应不同平台和操作系统的要求,并能够方便地移植到其他环境中。
为了提高软件的可移植性,可以采用标准化的接口和协议,避免使用具体的硬件和操作系统依赖。
此外,软件总体设计还需要考虑到系统的可维护性和可测试性。
软件系统通常需要进行修改和维护,因此设计时需要考虑到系统的可扩展性和模块之间的解耦。
软件总体设计的内容
软件总体设计的内容
软件总体设计是指在软件开发过程中,对整个软件系统进行全面规划和设计的过程。
它涉及到软件架构、模块设计、数据结构设计、接口设计等多个方面,是软件开发的重要阶段之一。
首先,软件总体设计需要考虑系统的整体架构。
这包括确定系统的模块划分、模块之间的关系、数据流向以及整体的运行逻辑。
在这个阶段,需要考虑系统的可扩展性、灵活性以及性能等方面,确保系统能够满足未来的需求。
其次,软件总体设计需要进行模块设计。
这包括对每个模块的功能、输入输出、数据结构、算法等进行详细设计,确保每个模块都能够独立工作并且与其他模块协调配合。
另外,数据结构设计也是软件总体设计的重要内容。
在这个阶段,需要设计系统中所涉及的数据结构,包括数据库设计、文件结构设计等,确保数据能够被有效地组织和管理。
此外,接口设计也是软件总体设计的一部分。
这包括内部模块之间的接口设计,以及系统与外部环境的接口设计,确保系统能够
与其他系统或者用户进行有效的交互。
总的来说,软件总体设计是软件开发过程中至关重要的一环,它直接影响着系统的可靠性、可维护性以及性能。
一个好的软件总体设计能够为软件开发的后续工作奠定良好的基础,提高软件开发的效率和质量。
软件工程总体设计
软件工程总体设计软件工程总体设计简介软件工程总体设计是软件开发过程中的重要阶段之一,用于定义软件系统的整体结构和框架。
本文档将从需求分析、结构设计、模块设计、接口设计等方面,详细介绍软件工程总体设计的内容和方法。
需求分析在软件工程总体设计的过程中,需要进行需求分析。
需求分析是确定软件系统功能和性能要求的过程,它包括对用户需求的调查和分析,形成软件需求规格说明书。
需求分析阶段的主要任务包括:- 收集用户需求:通过与用户的沟通和调研,获取用户对软件系统的需求和期望。
- 分析需求:对收集到的需求进行整理和分析,确保需求的准确性和一致性。
- 确定功能和性能要求:根据用户需求,确定软件系统需要实现的功能和性能要求。
结构设计在需求分析阶段确定了软件系统的功能和性能要求后,接下来就需要进行结构设计。
结构设计是软件工程总体设计的核心任务,它包括定义软件系统的整体结构和模块划分。
结构设计阶段的主要任务包括:- 定义软件系统的层次结构:确定软件系统的整体结构,将系统划分为各个模块,并确定各个模块之间的关系。
- 选择合适的架构风格:根据软件系统的需求和特点,选择合适的架构风格,如客户端-服务器架构、分层架构等。
- 设计系统的数据流和控制流:确定软件系统中数据的流动方式和控制的流程,确保系统能够按照预期的方式运行。
模块设计在结构设计阶段确定了软件系统的整体结构和模块划分后,接下来就需要进行模块设计。
模块设计是定义软件系统各个模块的具体实现方式和功能的过程。
模块设计阶段的主要任务包括:- 设计模块的接口:确定模块与模块之间的接口,包括输入参数、输出结果以及模块之间的调用关系。
- 设计模块的内部逻辑:定义模块内部的实现逻辑,包括算法、数据结构等。
- 确定模块的策略:设计模块的策略,确保模块的功能和性能能够满足需求和规格说明。
接口设计在进行模块设计的过程中,还需要进行接口设计。
接口设计是定义模块和外部环境之间的通信接口,确保模块能够与其他模块正确地进行交互。
软件总体设计的内容
软件总体设计的内容全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:软件总体设计是软件工程中非常重要的一个阶段,它直接决定了后续软件开发工作的方向和效果。
软件总体设计包括对软件系统整体结构、模块划分、接口设计、数据设计、性能要求等方面进行详细规划和设计。
下面将就软件总体设计的内容进行详细介绍。
一、整体结构设计在软件总体设计阶段,首先需要对整体结构进行设计。
整体结构设计是指确定系统的各个功能模块之间的关系和层次结构,建立模块之间的调用关系和数据传递方式。
需要考虑到系统的可拓展性、可维护性以及模块之间的耦合度等因素。
在确定整体设计的过程中,通常采用模块化设计的方法,将整个系统分解为多个独立的功能模块,每个模块负责一个明确的功能或任务。
要考虑到整体结构的灵活性,以便在后续的开发过程中能够方便地进行模块的增加、修改或删除。
二、模块划分设计模块划分设计是软件总体设计的核心部分之一。
在模块划分设计阶段,需要根据系统的功能需求和业务流程,将整个系统划分为若干个相对独立的模块。
每个模块负责完成系统中的一个功能或一组功能,并且具有清晰的接口和数据通信方式。
模块划分的设计应该考虑到模块之间的逻辑关系和依赖关系,使得每个模块的职责清晰明确,功能独立完整。
还应该避免模块之间的循环依赖和耦合,以确保系统的稳定性和可扩展性。
三、接口设计接口设计是软件总体设计中非常重要的一个环节。
接口设计涉及到模块之间的数据通信方式、消息传递格式、参数传递规范等方面。
一个好的接口设计可以提高模块之间的协同工作效率,降低开发和测试的难度。
在进行接口设计时,需要考虑到接口的简洁性、可读性和易用性。
接口应该具有清晰的功能定义和参数说明,使得开发人员能够快速地理解和使用。
还需要考虑到接口的稳定性和兼容性,以确保模块之间的通信能够顺利进行。
四、数据设计数据设计是软件总体设计中不可忽视的一个环节。
数据设计涉及到系统中的数据结构、数据库设计、数据存储方式等方面。
一个好的数据设计可以提高系统的性能和稳定性,减少数据处理的复杂度。
软件工程——总体设计报告简版范文
软件工程——总体设计报告软件工程——总体设计报告1. 引言本文档为软件工程的总体设计报告,旨在详细描述软件系统的总体设计方案。
本报告将包括软件系统的整体架构、关键模块设计、数据流程图以及方案等内容,以确保软件系统的可靠性和稳定性。
2. 软件系统概述本软件系统是一个(在此填写软件系统的概述,包括系统的主要功能、目标用户群等)。
3. 总体设计方案3.1 软件系统架构软件系统的总体架构采用(在此填写所采用的架构设计,如MVC模式、分层架构等),以实现系统的可扩展性和可维护性。
3.2 关键模块设计本软件系统中的关键模块包括(在此填写关键模块的设计方案,如模块功能、接口设计等)。
3.3 数据库设计软件系统将使用数据库来存储和管理数据。
数据库的设计将包括(在此填写数据库的表结构设计、数据关系图等)。
3.4 数据流程图为了清晰地展示软件系统中数据的流转过程,我们设计了数据流程图。
具体的数据流程图如下所示:插入数据->处理数据->输出结果3.5 系统性能设计为了保证软件系统的性能,我们将采取(在此填写系统性能设计的相关方案,如优化算法、并发处理等)。
4. 方案为了保证软件系统的质量,我们将制定详细的方案。
方案将包括单元、集成、系统等,以确保系统在各种场景下的稳定性和正确性。
5. 风险分析在软件开发过程中,存在一定的风险。
为了应对潜在的风险,我们将进行风险分析,并提出相应的应对策略。
6. 开发计划为了合理安排软件系统的开发进度,我们将制定详细的开发计划。
开发计划将包括需求分析、设计、编码、等阶段的时间安排。
7. 结论本文档详细描述了软件系统的总体设计方案,包括系统架构、关键模块设计、数据库设计、方案等。
通过合理的设计和,我们将确保软件系统的稳定性和可靠性,满足用户的需求。
软件整体设计方案(一)2024
软件整体设计方案(一)引言概述:软件整体设计方案是在软件开发过程中非常重要的一部分,它定义了软件系统的整体结构、组件之间的关系以及功能模块的划分。
本文将详细介绍软件整体设计方案的各个方面,包括系统的总体架构、关键模块的设计思路、数据流程的管理等。
正文内容:一、系统总体架构1. 系统架构的选择:根据项目需求和技术特点,选择合适的系统架构,如客户端/服务器架构、分布式架构等。
2. 系统模块的划分:将系统按功能划分为不同的模块,每个模块负责一个明确的功能,模块之间相互独立。
3. 模块间的通信方式:确定各模块之间的通信方式,如使用消息队列、远程调用等技术实现模块间的数据传递和交互。
4. 大规模数据的处理:对于需要处理大规模数据的模块,设计合适的数据处理策略,如利用分布式计算来加速数据处理速度。
二、关键模块的设计思路1. 模块功能的定义:对于系统中的关键模块,明确其功能和需求,确保设计与实现的一致性。
2. 模块的接口设计:设计模块间的接口,包括输入输出格式、参数传递方式等,以确保不同模块的兼容性和通用性。
3. 组件的选择与设计:选择合适的组件来实现功能,如选择合适的数据库、消息队列等。
4. 模块的性能优化:对于性能要求较高的模块,进行优化设计,如并发处理、缓存机制等,以提高系统的性能和吞吐量。
5. 模块的可扩展性考虑:考虑未来需求的变化,设计模块的可扩展性,使系统能够容易地进行功能扩展和升级。
三、数据流程的管理1. 数据的流向和存储:设计数据的流向和存储方式,如合理划分数据库表结构、使用合适的缓存策略等。
2. 数据的处理流程:设计数据的处理流程,包括数据的采集、清洗、计算和存储等环节,确保数据的完整性和准确性。
3. 异常处理机制:设计异常处理机制,对于异常情况及时捕获和处理,确保系统的稳定性和可靠性。
4. 数据库事务管理:对于需要保证数据一致性的操作,设计合适的事务管理策略,确保数据的正确性和可靠性。
5. 数据备份与恢复:设计合适的数据备份和恢复策略,以应对系统异常和故障,保证数据的可靠性和安全性。
软件工程总体设计
软件工程
5.2.5 模块独立
❖ 1 、什么是模块独立性( module independence)
❖ 模块只完成系统要求的相对独立的功能 ❖ 符合信息隐蔽原则 ❖ 模块间关联和依赖程度尽量小 ❖ 2 、模块独立的优点 ❖ 容易开发、测试和维护
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软件工程
3 、衡量模块独立性的两个准则
❖ ① 耦合性( coupling ) ❖ ② 内聚性( cohesion )
软件工程 结合了模块化和逐步细化思想建立的软件结构图
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5.2.4 信息隐蔽和局部化
❖ 信息隐蔽:在设计和确定模块时,使得一个 模块内包含的信息(过程或数据),不允许 其它不需要这些信息的模块访问,独立的模 块间仅仅交换为完成系统功能而必须交换的 信息。
❖ 局部化:将一些关系密切的软件元素物理地 放得彼此靠近。
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内容耦合
❖ 有下列情况之一的。是最不好的耦合形式!
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模块间耦合强度
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耦合强度依赖的因素:
❖ 一模块对另一模块的引用 ❖ 一模块向另一模块传递的数据量 ❖ 一模块施加到另一模块的控制的数量 ❖ 模块间接口的复杂程度
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降低耦合度的设计原则
❖ 1、根据问题特点,选择合适的 耦合类型。 尽量使用数据耦合,少用控制耦合和特征耦 合,限制公共耦合的范围,完全不用内容耦 合
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软件设计的两个阶段
❖ 第一阶段:概要设计(总体设计) ❖ 根据软件需求,设计软件系统结构和数据结
构,确定程序的组成模块及模块之间的相互 关系。 ❖ 回答“概括地说,系统应该如何实现?”。 ❖ 其重要性是:站在全局高度,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。
软件工程-总体设计(概要设计)
第五章总体设计软件设计的目标和任务›软件需求:解决“做什么”›软件设计:解决“怎么做”›软件设计的任务:以软件需求规格说明书为依据,着手实现软件的需求›软件设计的重要性:是软件开发阶段的第一步,最终影响软件实现的成败和软件维护的难易程度。
第五章总体设计总体设计的基本目的⚫回答“概括地说,系统应该如何实现?”这个问题。
⚫总体设计又称为概要设计或初步设计。
总体设计阶段的任务⚫这个阶段将划分出组成系统的物理元素——程序、文件、数据库、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。
把对象当作一个黑盒子,不需要知道里面是怎么处理的。
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5.1 设计过程总体设计过程通常由两个主要阶段组成:系统设计:确定系统的实现方案。
结构设计:确定软件结构。
5.1 设计过程1.设想供选择的方案各种可能的实现方案,并且力求从中选出最佳方案;数据流图是总体设计的出发点;2.选择合理的方案至少选取低成本、中等成本和高成本三种方案。
对每个合理的方案要提供:A.系统流程图B.组成系统的物理元素清单C.成本/效益分析5.1 设计过程3.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。
⚫负责人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,如功能分解、结构设计。
5.1 设计过程4. 功能分解通过程序实现功能,程序的设计(特别是复杂的大型程序)通常分为两个阶段完成:结构设计:结构设计是总体设计阶段的任务。
为确定软件结构,需要从实现角度把复杂的功能进一步分解,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。
软件总体设计
软件总体设计•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.•设计系统的结构,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•表达层: 控制怎样把数据通过用户界面显示给用户,同时接受用户的交互输入•业务层: 把跟这个应用相关的业务流程和业务规则集中在一起形成一个独立部分•数据层: 负责与数据库打交道,把数据库中的表,记录等细节隐藏起来,使业务层见到的是普通的函数或者数值对象关系:表达层(表达逻辑)<---->业务层(业务逻辑)<---->数据层(数据存•从坚实的内核做起: 雪球起点不是一堆散雪而是捏了又捏的很紧密的雪核•从小到大慢慢来: 一点一点由小变大,而不是通过一次性组装变大•边滚边看边调整: 不能朝一个方向一直滚下去,往往是看着哪个缺了,重新换个方向继续滚•任何时候都接近圆: 任何时候滚出来的都是圆(及早集成,这样在开发中遇到的困难就越小)•提供多种可能实现的方案.•选取合理的方案.•推荐最佳的方案•对程序的结构设计:确定程序由那些模块组成,模块需要完成那些适当的子功能,以及模块之间的关系(至于过程设计属于详细设计阶段的任务.过程设计:确定每个模块的处理过程)•设计数据库•制定测试计划•书写文档:计入总体设计的结果(文档总类: 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)结构设计简单明确体系结构:在保证色戒能够完成系统目标的前提下,减少不必要的中间层次和模块,能够直接通话的尽量直接通话,除非非常有必要.别人的东西不要在重复一遍,吧系统的规模保持在最小的程度.同时注意除去多余的联系和耦合类结构:类结构的设计的继承关系应该经过仔细推敲,真正反映普遍和特殊的关系,同时在数量上是精简的,在继承结构上是扁平化的数据结构:数据结构做到精简成员变量意义明确,提高算法效率高减少功能作用类似的局部变量概念的一致性:在整个设计中使用统一,连贯的系统分析法,角度,和一致性的平衡尺度,直到在每个部分使用同样的类比和词汇•基于逻辑关系(例:分层结构的层次间的依赖关系)•基于功能2)判断划分的好坏:看模块之间的耦合程度和方式,越少越好,越简单越好.有适当的依赖是件好事,证明模块之间有共享和复用,但不可取的是"你中有我,我中有你",以致模块如一堆乱麻彼此分不开来.做到能不耦合在一起就尽量分开来,能不相互依赖就不要相互依赖把程序划分为若干个独立的访问且完成一个子功能的模块,且把这些模块集合起来变可以满足用户所需求的功能.2.模块化好处:•使软件结构清晰,不仅容易设计也容易阅读和理解.•容易测试和调试,提高软件的可靠性.•提高软件的可修改性.•有助于软件开发工程的组织管理.3.抽象: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.或者说抽象就是考虑事物间被关注的特性而不考虑它们其他的细节.4.逐步求精: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.因为每次面临的因素太多,是不可能做出精确思维的.处理复杂系统的唯一有效的方法是用层次的方法构造和分析它,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必要的,然而目前还不需要的细节.每一步对软件解法的抽象层次的一次精化.5.信息隐藏和局部化:应该这样设计模块,使得一个模块内包含的信息对于不需要这些信息的模块来说,是不能访问的.把一些关系密切的软件元素物理地放得彼此靠近.优点---如果在测试期间和以后的软件维护期间需要修改软件不会把影响扩散到别的模块.6.为何软件设计中应该追求尽可能松散的系统?这样的系统中可以研究、测试和维护任何个模块,不需要对系统的其他模块有很多了解.模块间的偶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.耦合定义:是指不同模块彼此间互相依赖的紧密程度;耦合的分类(五类):•数据耦合: 如果两个模块通过参数交换信息,而且交换的信息仅仅是数据,那么这种耦合就是数据耦合.•控制耦合:如果两个模块通过参数交换信息,交换的信息有控制信息,那么这种耦合就是控制耦合.•特征耦合: 如果被调用的模块需要使用作为参数传递进来的数据结构中的所有数据时,那么把这个数据结构作为参数整体传送是完全正确的.但是,当把整个数据结构作为参数传递而使用其中一部分数据元素时,就出现了特征耦合.在这种情况下,被调用的模块可以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,从而给计算机犯错误提供机会.•公共环境耦合: 当两个或多个模块通过公共数据环境相互作用时,他们之间的耦合称为公共环境耦合.•内容耦合: 有下列情形之一,两个模块就发生了内容耦合•一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•一个模块有多个入口在进行软件结构设计时,应该采用的原则: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,完全不用内用耦合.是指在模块内部各个元素彼此结合的紧密程度.内聚的分类(大三类,小七类):•低内聚•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,关系也比较松散,就叫做偶然内聚.•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.•时间内聚:如果一个模块包含的任务必修在同一段时间内执行,就叫时间内聚.•中内聚•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,则称为过程内聚.•通信内聚:如果模块中所有元素都使用同一个输入数据和产生一个输出数据,则成为通信内聚.•高内聚•顺序内聚:如果一个模块内的处理元素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.•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,则称为功能内聚.内聚在设计中的要求:设计时力争做到高内聚,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降低模块间的耦合程度•深度: 表示软件结构中控制的层数,它往往能够粗略的标志一个系统的大小和复杂程度.•宽度: 是软件结构在同一层次上的模块总数的最大值.一般来说,宽度越大系统就越复杂.•扇出: 指一个模块直接调用的模块的数目,经验表明,一个设计的好的典型系统的平均扇出通常是3或4个,太多或太少都不好.•扇入: 指一个模块被别的多少个模块直接调用.扇入越大越好.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程度6、设计单入口单出口的模块7、模块功能应该可以预测:如果一个模块可以当作一个黑盒子,也就是说,只要输入相同的数据就能产生同样的的输出,这个模块的功能就是可以预测的.带有内部“存储器”的模块的功能可能是不可预测的,因为它的输出取决于内部存储器的状态.由于内部存储器对于上级模块是不可见的,所以这样的模块既不易理解又难于测试和维护.************************************************************************以上的启发式规则多数是经验规律,对改进设计,提高软件质量,往往有重要的参考价值;但是,他们既不是设计的目标也不是设计时应该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数据结构.4、优化时遵守一句格言:“先使它能工作,然后再使它快起来.”。
软件工程_总体设计
软件工程_总体设计在软件开发的进程中,总体设计是一个至关重要的环节。
它就像是为一座大厦勾勒出整体的框架结构,为后续的详细设计和编码工作奠定基础。
总体设计的主要目标是确定软件系统的整体结构和模块划分,定义各个模块之间的接口和交互方式,同时还要考虑系统的性能、可靠性、可维护性等非功能性需求。
简单来说,就是要回答“软件要做成什么样”和“怎么做”这两个关键问题。
在进行总体设计之前,我们需要对软件系统的需求有一个清晰而全面的理解。
这包括对功能需求、性能需求、数据需求、安全需求等方面的详细分析。
只有充分了解了用户的期望和要求,我们才能设计出符合实际需求的软件系统。
模块划分是总体设计中的一个重要工作。
模块是软件系统中的一个相对独立的单元,具有明确的功能和接口。
好的模块划分应该遵循高内聚、低耦合的原则。
高内聚意味着模块内部的元素之间联系紧密,共同完成一个明确的功能;低耦合则表示模块之间的依赖关系尽可能少,这样当一个模块发生变化时,对其他模块的影响最小。
例如,一个在线购物系统可以划分为用户管理模块、商品管理模块、订单管理模块、支付模块等。
每个模块都有自己明确的职责,相互之间通过定义好的接口进行通信。
接口设计也是总体设计中不可忽视的一部分。
接口是模块之间进行交互的通道,它规定了模块之间传递的数据和控制信息的格式和内容。
清晰、简洁、规范的接口设计可以提高软件系统的可维护性和可扩展性。
比如,在一个数据处理系统中,数据输入模块和数据处理模块之间的接口应该明确规定输入数据的格式、数据的来源以及处理结果的输出方式。
系统架构的选择对软件的性能、可扩展性和可维护性有着深远的影响。
常见的系统架构有客户端服务器架构、浏览器服务器架构、分布式架构等。
选择哪种架构取决于软件的应用场景、用户数量、数据量等因素。
例如,对于一个小型的内部管理系统,客户端服务器架构可能就足够了;而对于一个大型的电子商务网站,分布式架构可能更能满足高并发和大数据处理的需求。
软件工程_软件总体设计
软件工程_软件总体设计在软件工程领域中,软件总体设计是一个至关重要的环节。
它就像是为一座大厦绘制蓝图,为后续的详细设计、编码、测试等工作提供了基础和指导。
那么,什么是软件总体设计呢?简单来说,软件总体设计就是在综合考虑软件需求、软件功能、软件性能、软件可靠性等各种因素的基础上,确定软件的总体架构、模块划分、接口设计等关键内容。
软件总体设计的首要任务是确定软件的总体架构。
这就好比决定大厦是采用框架结构、砖混结构还是钢结构。
常见的软件架构模式有分层架构、客户端服务器架构、微服务架构等。
分层架构将软件系统分为不同的层次,如表示层、业务逻辑层、数据访问层等,每层专注于特定的功能,层与层之间通过接口进行通信。
这种架构模式具有良好的可扩展性和可维护性。
客户端服务器架构则将软件系统分为客户端和服务器端两部分,客户端负责与用户进行交互,服务器端负责处理业务逻辑和数据存储。
微服务架构则将一个大型的应用拆分成多个小型的服务,每个服务可以独立部署、扩展和维护。
模块划分是软件总体设计的另一个重要内容。
模块就像是大厦中的一个个房间,每个房间都有其特定的功能。
合理的模块划分可以提高软件的可理解性、可维护性和可复用性。
在进行模块划分时,需要遵循高内聚、低耦合的原则。
高内聚是指一个模块内部的各个元素之间联系紧密,共同完成一个特定的功能。
低耦合是指模块之间的联系尽量少,模块之间的依赖关系简单明了。
例如,一个订单处理模块应该专注于处理订单相关的业务逻辑,而不应该涉及用户管理、库存管理等其他模块的功能。
接口设计也是软件总体设计中不可忽视的一部分。
接口就像是大厦中各个房间之间的门,它规定了模块之间进行通信的方式和规则。
良好的接口设计可以使模块之间的通信更加高效、稳定。
接口设计需要考虑数据格式、参数传递、错误处理等多个方面。
例如,在设计一个数据访问接口时,需要明确规定数据的格式、查询条件的传递方式以及可能出现的错误类型和处理方式。
在软件总体设计过程中,还需要考虑软件的性能、可靠性、安全性等非功能性需求。
软件工程总体设计
软件工程总体设计软件工程总体设计1. 引言软件工程总体设计是软件开发过程中非常重要的一个阶段。
在这个阶段,软件工程师将根据需求分析的结果,对软件系统进行整体的设计,确定系统的组成部分、结构和交互方式。
本文档将详细介绍软件工程总体设计的相关内容。
2. 总体设计原则在进行软件工程总体设计时,需要遵循以下原则:- 模块化设计原则:将系统划分为独立的模块,每个模块负责完成一个特定的功能,并与其他模块进行合作;- 高内聚低耦合原则:模块内部的各个组件之间关联紧密,模块之间的耦合度要尽量降低;- 可拓展性原则:设计系统时应考虑到将来的需求变化,使系统能够容易地进行拓展和修改;- 可维护性原则:设计系统时应尽量使代码易于维护,方便进行错误修复和功能扩展;- 可重用性原则:尽可能地设计可重用的组件,提高开发效率和代码质量。
3. 系统架构设计系统架构是软件工程总体设计的核心部分,它定义了系统的整体结构和模块之间的关系。
在系统架构设计中,我们采用了分层架构模式。
3.1. 分层架构模式分层架构模式将系统划分为不同的层,每一层负责完成特定的功能。
下面是我们设计的分层架构模式:1. 用户界面层:负责与用户进行交互,接收用户的输入,并将结果显示给用户。
2. 业务逻辑层:处理用户输入的数据,进行处理和计算,并将结果传递给数据访问层。
3. 数据访问层:负责与数据库进行通信,进行数据的读写操作。
3.2. 模块设计在系统架构设计的基础上,我们将系统进一步划分为不同的模块,每个模块负责完成一个特定的功能。
下面是我们设计的模块:1. 用户管理模块:负责用户的注册、登录和权限管理。
2. 商品管理模块:负责商品的上架、下架和库存管理。
3. 订单管理模块:负责订单的创建、查询和支付功能。
4. 数据库设计在软件工程总体设计中,数据库设计是一个重要的环节,它决定了系统的数据存储方式和数据之间的关系。
我们采用了关系型数据库来进行数据的存储。
4.1. 数据库表设计根据系统需要存储的数据,我们设计了以下数据库表:- 用户表:用于存储用户的基本信息,如用户名、密码和权限等。
软件工程——总体设计报告
软件工程——总体设计报告软件工程——总体设计报告1. 引言本总体设计报告旨在描述对于软件工程项目的整体设计方案。
软件工程是一个复杂而综合性强的学科,对于软件开发项目的成功至关重要。
在本报告中,我们将介绍软件工程的总体设计过程和相关的设计原则,以便为项目的成功实施提供指导。
2. 项目概述本项目旨在开发一个功能强大、易于使用的软件应用程序。
该应用程序旨在满足用户的需求,并提供易于理解和易于操作的界面。
本项目的主要目标是开发一款高效、稳定、可扩展和可测试的软件。
3. 总体设计过程总体设计是软件工程中的重要阶段,它将需求分析阶段的结果转换为软件系统的整体设计。
在总体设计过程中,我们将以下步骤:3.1. 确定架构风格在设计过程中,我们将选择合适的架构风格。
架构风格是指软件系统在组织结构上的风格,对于软件系统的可维护性、可重用性和可扩展性有着重要影响。
我们将选择一种适合本项目需求的架构风格,并对其进行详细的描述。
3.2. 划分子系统在划分子系统阶段,我们将软件系统划分为多个具有独立功能的子系统。
每个子系统将负责一个或多个相关的功能模块,并与其他子系统进行交互。
通过划分子系统,我们可以更好地组织软件系统的结构,并提高软件系统的可维护性和可重用性。
3.3. 定义接口规范在定义接口规范阶段,我们将明确定义每个子系统之间的接口规范。
接口规范包括接口的输入参数、输出结果以及接口的使用方式。
通过定义清晰的接口规范,我们可以确保不同子系统之间的正常交互,并提高软件系统的可扩展性。
3.4. 确定数据流和控制流在确定数据流和控制流阶段,我们将分析软件系统中的数据流和控制流程。
数据流描述了信息在软件系统中的流动方式,而控制流描述了软件系统中的控制逻辑和流程。
通过对数据流和控制流的分析,我们可以更好地理解软件系统的行为和操作方式。
3.5. 进行软件架构设计在软件架构设计阶段,我们将根据之前的分析结果,制定软件系统的整体结构和组织方式。
简述软件总体设计阶段的基本任务
软件总体设计阶段是软件开发过程中的重要阶段,它是在需求分析和软件架构设计之后的必要步骤,旨在为软件开发提供全面的指导和规划。
在此阶段,软件总体设计的基本任务包括:1. 确定软件系统的整体结构和模块划分。
在软件总体设计阶段,首先需要对软件系统进行整体把握和分析,确定软件系统的整体结构和模块划分。
这包括对系统功能、模块之间的交互关系和数据流进行分析和设计,以确保软件系统具有良好的可扩展性和灵活性。
2. 确定模块间的接口和数据流。
在软件总体设计阶段,需要明确定义各个模块之间的接口和数据流,以确保模块之间能够正确地交互和通信。
这需要对模块的功能、输入输出、数据结构等进行深入分析和设计,以确保系统能够正确、高效地运行。
3. 确定系统的安全性和可靠性设计。
在软件总体设计阶段,需要对软件系统的安全性和可靠性进行全面考量和设计。
这包括对系统的数据安全、网络安全、系统稳定性等方面进行分析和设计,以确保系统能够抵御各种安全攻击和故障,保障系统的正常运行和数据的完整性。
4. 确定系统的性能和扩展性设计。
在软件总体设计阶段,需要对系统的性能和扩展性进行综合考量和设计。
这包括对系统的响应时间、吞吐量、并发能力等方面进行分析和设计,以确保系统能够满足用户的性能要求,并具有良好的扩展性,能够适应未来的业务发展和需求变化。
5. 确定系统的用户界面和交互设计。
在软件总体设计阶段,需要对系统的用户界面和交互方式进行详细设计。
这包括对系统的界面布局、交互逻辑、用户操作流程等方面进行分析和设计,以确保系统能够提供良好的用户体验和友好的交互界面。
软件总体设计阶段的基本任务是确立软件系统的整体结构和模块划分,明确定义模块间的接口和数据流,设计系统的安全性和可靠性,考量系统的性能和扩展性,以及设计系统的用户界面和交互方式。
通过对这些基本任务的全面考量和设计,能够为软件开发提供全面的指导和规划,确保软件系统具有良好的可维护性、可扩展性和可靠性。
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扇入 (调用一个给定模
块的模块个数)
宽度
(同一层最大模块数)
2020/6/25
9
结构图(SC Structure Chart)
结构图主要成分(page 69)
模块——用方框表示,方框中写有模块的名字,一个模 块的名字应适当地反映这个模块的功能,这就在某种 程度上反映了块内联系;
调用——从一个模块指向另一个模块的箭头表示前一模 块中含有对后一模块的调用;
2020/6/25
4
软件总体设计基础(P67)
▲ 模块
模块就是程序对象的有名字的集合或者说是一 系列过程的总称.
▲ 软件结构
软件的结构就是软件内部各模块之间的关系表 示.
▲ 总体设计
总体设计是软件总体结构的设计.
▲ 详细设计
详细设计是软件模块内部的过程设计.
2020/6/25
5
控制结构(程序结构)
E(P1+P2) > E(P1)+E(P2)
"各个击破"理论
2020/6/25
19
模块度
软件总成本
成
本 或
最小成本区域
集成成本
工
M
作
量
成本/模块
2020/6/25
模块数量
20
模块的特征(P72)
▲ 抽象 抽象是抽出事物的本质特性而暂时不考 虑他们的细节.
▲ 信息隐蔽 模块所包含的信息,不允许其它不需要 这些信息的模块访问,独立的模块间仅 仅交换为完成系统功能而必须交换的信 息。
11
SC中的四种模块
A 传入模块
A
B 传出模块
B
CD 变换模块
协调模块
EE F F
(a)
2020/6/25
(b)
(c)
(d)
12
SC中的选择调用
A根据内
部判断决定
是否调用B
A
A按另一判 定结果选择调 用C或D
B
C
D
2020/6/25
13
SC中的循环调用
A
BC
A根据内在的循环重 复调用B、C等模块
2020/6/25
14
结构图(SC)举例
处方 挂号ຫໍສະໝຸດ 费总计门诊 管理
挂挂
号号
单费
总
挂号 处理
计病管历理
处方 管理
医院管理系统
药库 管理
药房 管理
出库 处理
常规 处理
进药 管理
2020/6/25
病房 管理
财务 管理
15
结构图的优点
结构图具有很高的可读性,容易使人理解,也 容易和用户讨论
结构图是自顶向下逐层扩展,能够表达总体一 级的软件结构
2020/6/25
22
衡量独立性标准(P73)
▲ 聚合 聚合是衡量一个模块内部各个元素之间
的彼此结合的紧密程度. ▲ 耦合
耦合是衡量不同模块之间相互依赖的紧 密程度.
2020/6/25
23
独立性理想目标
理想目标: 低耦合、高聚合
2020/6/25
24
块内联系(聚合)
偶然聚合 逻辑聚合 时间聚合 通信聚合 顺序聚合 功能聚合
概述(P66)
需求分析解决系统“做什么”的问 题,软件设计解决系统“怎么做” 的问题,分为总体设计(概要设计) 和详细设计.软件设计是把软件需求 变换成为软件的具体解决方案.
2020/6/25
1
剩下的阶段
▲ 总体设计 ▲ 详细设计 ▲ 编码 ▲ 调试 ▲ 维护
2020/6/25
2
软件设计分为两个阶段:
数据——调用箭头旁边的小箭头表示调用时从一个模块 传入送给另一个模块的数据,小箭头也指出了传送的 方向。
2020/6/25
10
结构图(SC Structure Chart)
SD方法在概要设计中的主要表达工具
约定:
不加区分的数据 数据信息
编辑学生记录
学号
学生数据 无此学生
控制信息
2020/6/25
读学生记录
2020/6/25
25
偶然聚合(巧合聚合)
例: P
Q
S
T MOVE A TO B READ CARD FILE MOVE C TO D
模块T中的三个语句没有任何联系 缺点:可理解性差, 可修改性差
2020/6/25
26
逻辑聚合
把几种相关功能(逻辑上相似的功能) 组合在一模块内,每次调用由传给模块 的参数确定执行哪种功能。
分解
问题,隐蔽细节
复杂问题
较小问题
分解
可减小解题所需的总的工作
2020/6/25
18
例:将问题(P1+P2)分解为P1,P2
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 对问题P1和P2,如:
C(P1) > C(P2) 显然: E(P1) > E(P2) 有规律:C(P1+P2) > C(P1)+C(P2)
例如:初始化系统模块、 系统结束模块、 紧急故障处理模块等均是时间性聚合 模块.
控制结构是软件模块间 关系的表示
2020/6/25
6
控制结构图示(P68)
2020/6/25
7
控制结构的层次规则
❖ 只有一个顶层(0层)模块 ❖ 0层外任一模块都会在它的邻层存在一模块与
它有关 ❖ 同层模块间不发生联系
2020/6/25
8
软件结构度量术语
深 度
(模块的 层数)
(一个模块
扇出 直接调用
(1)总体设计(概要设计) 确定软件的结构以及各组成成分 (子系统或模块)之间的相互关系。
(2)详细设计 确定模块内部的算法和数据结构,产生描 述各模块程序过程的详细文档。
2020/6/25
3
总体设计的任务
将系统划分成模块 决定每个模块的功能 决定模块的调用关系 决定模块的界面,即模块间传递的数据
结构图既有严密性,又有灵活性 结构图易于维护和修改
2020/6/25
16
模块
模块是具有一定功能的可以用名词调用的程序 语句集合,如:
独立的汇编程序 COBOL的段和节 Pascal过程 FORTRAN的子程序 汇编的宏
2020/6/25
17
模块化(Modularity)
模块化是好的软件设计的一个基本准则 从整体上把握
2020/6/25
21
模块独立性度量(P73)
▲ 模块独立的概念 模块独立是指该模块能完成一个相对独立的特 定子功能,并且与其他模块之间的接口很简单. 模块独立是软件设计模块化、抽象和信息隐蔽 的直接结果.
▲ 独立的优势 1.具有独立模块的软件比较容易开发,接口简 化,有利于团队合作. 2.独立的模块比较容易测试和维护.
2020/6/25
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逻辑聚合模块
A
B
C
公用代码段
E
F
G
E、F、G逻辑 功能相似,组
A1 B1 C1
成新模块EFG
A
B
C
公用代码段
EFG
EFG模块内部逻辑
缺点:增强了耦合程度(控制耦合)
不易修改,效率低
2020/6/25
28
时间聚合(经典聚合)
模块完成的功能必须在同一时间 内执行,这些功能只因时间因素 关联在一起。