软件工程软件设计
软件工程第4章 软件设计
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，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。
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。
高内聚也有两类：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)，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。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。
(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
9. 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。
为什么模块的独立性很重要呢?主要有两条理由： 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。这是由于能够分割功能而且接口 可以简化，便于多人分工合作开发同一个软件。
第二，独立的模块比较容易测试和维护。这是因为 相对说来，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。
（2）详细设计。详细设计阶段的根本目标是确定 应该怎样具体地实现所要求的系统，也就是说，经 过这个阶段的设计工作，应该得出对目标系统的精 确描述，从而在编码阶段可以把这个描述直接翻译 成用某种程序设计语言书写的程序。 详细设计阶段的任务还不是具体地编写程序，而是 要设计出程序的“蓝图”，结果基本上决定了最终 的程序代码的质量。
软件工程实验——软件设计
姓名ห้องสมุดไป่ตู้
学号
实验成绩
专业年级
计算机科学与技术
班级
实验日期
2023.12.8
课程名称
软件工程
任课教师
实验名称
软件设计
实验序号
4
实验室
S407
指导教师
实验目的
（1）加深理解软件系统的设计任务、过程及原则。
（2）能选择合适的方法与工具，设计软件项目的系统结构与软件结构。
（3）能设计软件项目界面。
5.参考国家相关的文档规范，通过不断地学习以及交流讨论，完善文档规范，编写更加完美的设计文档。
心得体会：
在完成注册登录模块设计的过程中，我深刻认识到系统设计的重要性。合理的模块划分和清晰的接口设计是确保整个系统协同工作的关键。
此外，对安全性的关注让我更加关注用户数据的保护，提高了系统的可信度。
团队合作也在这个过程中得到了锻炼，每个成员充分发挥了自己的专业优势，共同推动了软件设计的进展。
该实验的成功实施为我今后的软件工程项目打下了坚实的基础，也让我更加深刻地理解了系统设计和安全性的重要性。在不断优化和改进的过程中，我相信我的软件系统会更加健壮、安全、高效。
（4）设计相关模块的接口、数据（库）与界面。
（5）设计相关模块的过程、算法以及数据结构。
（6）其他相关方面的设计，比如性能、安全性等。
（7）撰写实验报告。实验报告应该包括实验目的、实验内容、实验方法及步骤、实验数据及分析，以及实验总结等内容。
（8）撰写软件设计文档。
实验结果（代码）
（可附页）
我负责的任务：任务分工，注册登录模块，安全性设计，成果汇总，撰写详细设计报告，所有任务成功完成，下面是成果（由于文字过多，以截图的形式展示）：
软件工程 软件设计方法(二)2024
软件工程软件设计方法（二）引言概述：软件设计方法是软件工程领域中至关重要的一部分，它涉及到软件系统架构、模块设计、接口设计等多个方面。
本文将着重介绍软件设计方法的五个主要方面，包括需求分析、系统架构设计、模块划分、接口设计和可重用性。
正文：1. 需求分析- 确定用户需求：通过与用户沟通，明确软件系统的功能需求和性能需求。
- 业务流程分析：了解用户的业务流程，以便设计出符合实际业务需求的软件。
- 数据模型设计：根据需求对数据进行建模，定义数据实体、属性和关系。
2. 系统架构设计- 划分子系统：将整个软件系统分解为多个相对独立的子系统，每个子系统负责特定的功能。
- 确定系统层次：定义子系统之间的层次结构和依赖关系，保证系统的稳定性和可扩展性。
- 选择适当的架构风格：根据软件系统的特点和需求，选择适合的架构风格，如客户端-服务器、分层或微服务等。
3. 模块划分- 确定模块功能：根据系统需求和架构设计，将系统功能划分为不同的模块。
- 设计模块接口：定义模块之间的接口规范，确保模块之间的协同工作和信息交互。
- 模块详细设计：对每个模块进行详细设计，包括内部数据结构和算法的设计。
4. 接口设计- 定义接口规范：确定模块之间的接口规范，包括输入输出参数、数据格式等。
- 接口协议设计：设计合适的接口协议，包括数据传输格式、访问控制等。
- 接口测试和验证：进行接口测试，确保接口的正确性和稳定性。
5. 可重用性- 模块复用：设计和实现可重用的模块，以提高软件的开发效率和质量。
- 组件库开发：建立组件库，将常用的功能模块抽象为可重用的组件，方便后续开发过程中的重用。
- 框架设计：设计通用的框架，提供开发的基础设施和通用功能。
总结：通过本文对软件设计方法的介绍，我们可以看到，在软件工程中，软件设计方法的重要性不可忽视。
通过需求分析、系统架构设计、模块划分、接口设计和可重用性等方面的综合考虑，可以设计出高效、可靠、可维护的软件系统。
软件工程 软件设计方法
软件工程软件设计方法软件工程: 软件设计方法软件设计是软件工程中至关重要的一部分，它涉及到将软件需求转化为可执行的软件系统的过程。
软件设计方法是一系列的原则、技术和工具，用于指导软件设计过程，并确保最终的软件系统能够满足用户需求。
1. 瀑布模型瀑布模型是软件工程中最经典的软件设计方法之一。
它将软件开发过程分为一系列的阶段，如需求分析、设计、编码、测试和维护等。
每个阶段都有明确的输入和输出，且顺序逐步推进。
瀑布模型的优势在于能够提供清晰的项目计划和可控的进度管理。
它的刚性顺序和缺乏反馈机制可能导致需求变更成本高昂，并且无法快速适应变化。
2. 敏捷方法敏捷方法是一组迭代和增量的软件设计方法，强调团队合作、灵活性和持续反馈。
敏捷方法包括Scrum、XP和Kanban等。
与瀑布模型相比，敏捷方法更加适应需求变化和快速迭代的工作环境。
它注重通过短周期的迭代开发来快速适应客户需求，也强调开发团队之间的协作和透明度。
，敏捷方法也存在一些挑战，需要高度的团队合作和协作能力，以及对变化的快速响应能力。
3. 面向对象设计面向对象设计是一种以对象为核心的软件设计方法。
它将软件系统看作由一系列相互关联的对象组成，并通过定义对象之间的属性和行为来描述系统的功能。
面向对象设计提供了一种结构化和模块化的方法来组织软件系统，使得系统更易于理解、扩展和维护。
它还提供了封装、继承和多态等特性，使得系统更具灵活性和可重用性。
4. UML建模UML（统一建模语言）是一种常用的图形化建模语言，用于描述软件系统的结构和行为。
UML提供了一系列的图形符号和标记，如用例图、类图、时序图和活动图等。
使用UML进行软件设计可以帮助开发团队更好地理解和沟通需求和设计方案。
它提供了一种标准化的表示方法，使得不同开发者可以共享相同的设计语言和视图。
5. 设计模式设计模式是在软件设计中经常使用的一种解决方案模板。
它通过提供一系列的设计模式，如单例模式、观察者模式和工厂模式等，来解决常见的设计问题。
软件工程中的软件设计原则
软件工程中的软件设计原则概述：在软件工程中，软件设计是整个开发过程中至关重要的环节。
好的软件设计可以提高软件的可靠性、可维护性和可扩展性，降低开发成本和风险。
为了实现这些目标，软件设计原则应该被遵循和应用。
本文将介绍软件工程中常用的软件设计原则，并探讨其在实际应用中的价值和效果。
一、单一职责原则（Single Responsibility Principle）单一职责原则是软件设计中的基本原则之一。
它要求一个类或模块应该有且只有一个责任，即一个类或模块只应该有一个引起变化的原因。
这个原则的核心思想是降低类之间的耦合度，提高代码的可读性和可维护性。
通过将不同的职责划分到不同的类中，可以使得每个类的职责更加明确，代码更加可靠。
二、开闭原则（Open-Closed Principle）开闭原则要求软件实体（类、模块、函数等）应该对拓展开放，对修改关闭。
这意味着在增加新功能时不应修改已有的代码，而是通过拓展现有的代码来实现。
通过遵循开闭原则，可以提高代码的可维护性和可扩展性，减少变更引起的风险。
三、里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）里氏替换原则是指在软件设计中，派生类（子类）对象可以替换其基类（父类）对象，而程序不会产生任何错误或异常。
这个原则的关键是子类应该保持对父类的接口兼容性，即子类在实现父类的方法时不应该改变方法的含义。
通过遵循里氏替换原则，可以提高代码的可复用性和可扩展性。
四、依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle）依赖倒置原则是指高层模块不应该依赖于底层模块，而是通过抽象来依赖。
这个原则的目的是降低模块之间的耦合度，提高代码的灵活性和可维护性。
通过依赖倒置原则，可以实现模块之间的解耦，使得系统更加稳定。
五、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）接口隔离原则要求一个类不应该依赖不需要的接口。
《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。
软件工程 软件设计方法
软件工程软件设计方法
软件工程软件设计方法
软件设计方法是软件工程中的重要组成部分，它是指在软件开发过程中，通过采用一定的方法论和技术，对软件系统进行设计的过程。
1. 结构化设计方法
结构化设计方法是指将软件系统划分为多个模块，在每个模块中定义合适的数据结构和算法，以实现系统的功能需求。
典型的结构化设计方法包括层次设计、数据流图和结构图等。
2. 面向对象设计方法
面向对象设计方法是基于面向对象编程思想的软件设计方法，它以对象作为软件开发的基本单位，通过定义对象之间的关系和交互，实现系统的功能需求。
常用的面向对象设计方法包括UML建模和设计模式等。
3. 原型设计方法
原型设计方法是通过快速构建系统原型来验证和改进需求，从而指导软件的设计和开发过程。
原型设计方法可以快速获取用户反馈，识别和修复潜在问题，缩短开发周期和降低开发风险。
4. 数据驱动设计方法
数据驱动设计方法强调以数据为中心进行软件设计，通过分析和理解数据的结构、特征和关系，设计出合适的数据模型和处理逻辑，以实现数据的有效管理和利用。
5. 敏捷设计方法
敏捷设计方法是一种迭代、协作和自适应的软件设计方法，其核心理念是响应变化、积极交付和持续改进。
敏捷设计方法通常采用迭代开发模式，强调团队合作和高效沟通，以快速、灵活地满足用户需求。
以上是几种常用的软件设计方法，不同的方法在不同的场景下有其适用性和优劣势。
软件工程师需要根据具体项目需求和团队情况，选取合适的设计方法，并结合实践经验进行不断改进和优化。
软件工程软件设计与建模
软件工程软件设计与建模软件工程是指运用系统化、规范化和可量化的方法开发、操作和维护软件。
在软件工程的开发过程中，软件设计与建模起着至关重要的作用。
本文将从软件设计的概念、软件设计过程、软件设计原则以及软件建模方法等方面进行探讨。
一、软件设计的概念软件设计是指确定软件的结构、功能和行为的过程。
在软件设计阶段，软件工程师会根据需求分析的结果，通过分析、设计和评审等工作，确定软件的整体框架和各个模块的详细设计。
软件设计旨在将需求转化为可以实现的软件系统。
它是连接需求分析和软件实现的桥梁，对于提高软件系统的可靠性、可维护性和可扩展性至关重要。
二、软件设计的过程软件设计的过程可以分为以下几个重要环节：1.需求分析：在软件设计开始之前，需要进行详细的需求分析，明确软件系统的功能和性能需求。
通过与客户的讨论和沟通，了解用户的实际需求，并将其转化为可操作的问题。
2.概要设计：在需求分析的基础上，进行系统的概要设计。
概要设计包括系统的结构设计、模块划分以及各个模块之间的关系等。
通过概要设计，可以确立软件系统的整体框架。
3.详细设计：在概要设计完成后，进行详细设计工作。
详细设计主要包括模块的详细设计、算法的设计和数据结构的设计等。
通过详细设计，可以进一步明确各个模块的功能和接口规范。
4.评审与修改：在设计过程中，进行评审与修改工作是非常重要的。
通过评审，可以发现设计中的问题和不足之处，并对其进行修改和优化。
评审过程中，可以邀请其他开发人员或专家进行参与，以提高设计质量。
5.设计文档编写：在设计过程中，需要编写相应的设计文档，将设计思路、设计方案以及各个模块的详细设计进行记录和总结。
设计文档包括概要设计文档、详细设计文档等。
三、软件设计的原则在进行软件设计时，有一些原则需要遵循，以确保设计的质量和可靠性。
1.单一职责原则（SRP）：一个模块或一个类应该只有一个单一的功能，只负责完成一个任务。
这样可以提高模块的内聚性，减少模块之间的耦合性。
软件工程中的需求分析和软件设计
软件工程中的需求分析和软件设计软件工程是一门综合性比较强的学科，而其中最重要的两个环节便是需求分析和软件设计。
这两个环节相互衔接，而且又是整个软件工程中最重要和最繁琐的部分，但同样也是整个系统中最容易出现问题和矛盾的部分。
下文将逐一介绍需求分析和软件设计的思路和技巧。
一、需求分析需求分析是整个软件工程的基础和核心，而且是整个系统的最初阶段，它的正确性和完整性直接影响到后续环节的开展和整体质量的保障。
因此，任何一个有经验的软件工程师都要十分认真和细致地对需求进行分析，保证对用户的需求做到尽量准确的把握和理解。
那么一个完整的需求分析应该包括哪些内容呢？首先是用户需求分析，这一部分是整个需求分析最为重要的一部分，所包含的内容包括：用户需求及其背景、用户需求的基本要求、用户需求与目前市场产品的对比等。
而对于用户需求的准确性和完整性的保证，一个有效的建议是要逐步深入的沟通，比如采用工作坊的方式互动，或者针对性的用户访谈出现的问题进行深入挖掘，或者采用问卷调查的方式广泛征求用户的意见。
接下来是功能需求分析，这一部分主要涉及到软件的基本功能需求，包括系统的基本用户需求，以及整个系统的需求的基本技术方案。
对于功能需求的分析，则需要引入目标、实现、约束、模型等关键因素。
其中，需求建模（UML）和功能模块设计也是比较重要的阶段，在这个阶段需要尽量明确表达整个系统中的各个关键功能模块，同时尽可能多地利用 UML 工具，标注并建立好整个系统各个关键步骤之间的依赖和承接关系。
最后还有性能需求分析，这一部分涉及到整个系统部署环境的资源限制，以及应用中出现的性能瓶颈等。
性能需求分析是对整个系统后期运行的质量保证，因此也是一次贯彻始终的工作，从技术实现和目标精确化方面进行考虑和设计，保证在后期开发调整和系统优化时能够尽量避免出现因性能瓶颈而引发的 bug。
二、软件设计在对需求进行了深入的分析后，软件设计的实现部分，就是按照客户提出的需求，采用一些合适的设计方法和技术，将实现方案装配到整个产品中的过程。
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。
软件工程概论 第5讲：软件设计
图 9 机 房
第5讲 软件设计
2. 物理设备设计
●物理设备设计是根据软件的设计要求，确定系 统物理设备方案。 ●设计的物理设备方案应能满足软件系统功能需 要。
●满足系统的效率、可靠性、安全性和适应性等
性能要求。 ● 具有较高的性价比。
第5讲 软件设计
5.2.3 软件平台设计
1. 操作系统 大型操作系统：UNIX、Windows NT、OS/2、 Macintosh等； 微机操作系统：Windows 95、Windows 98、
对象基本操作设计、关系设计、优化类和建立业务对象 模型等工作。
第5讲 软件设计
3 提取业务对象
业务对象来源于业务领域中的业务实体； 用类的简化形式把提取的业务对象描述出来。
书店业务中提取的部分业务对象
第5讲 软件设计
4 对象属性设计
属性用来表示对象的静态特性，对提取的对象应该设 计其属性。
第5讲 软件设计
第5讲 软件设计
2．文件服务器模式
文件服务器模式是由PC机或工作站通过网络与文 件服务器相连接所形成的一种计算模式。
图13 文件服务器模式
第5讲 软件设计
优点:
◆ 利用PC机和网络技术; ◆ 实现了非集中处理。 不足: ◆ 处理的效率完全由客户机决定；
◆ 文件服务器成为整个系统的瓶颈；
◆ 网络的传输开销过大； ◆ 数据的完整性和安全性难以保证。
第5讲 软件设计
图19 书店书务系统软件结构
第5讲 软件设计
案例分析
书务系统支撑结构
书务系统 应用层
Java.awt
Java.swing
Java.rmi
中间件层
Java虚拟机
软件工程 软件设计方法(一)
软件工程软件设计方法（一）引言概述:软件设计方法是软件工程中的一个重要环节，它涉及到软件系统的整体结构设计、模块划分、算法选择等内容。
本文将介绍五种常用的软件设计方法，包括结构化设计、面向对象设计、面向服务设计、领域驱动设计和反应式设计。
正文内容:1. 结构化设计方法a. 分层设计：将软件系统划分为不同层次，每个层次有明确的功能和职责。
b. 模块化设计：将软件系统划分为多个独立的模块，并规定它们之间的接口和依赖关系。
c. 自顶向下设计：从整体系统开始，逐步细化设计，直到最底层模块。
2. 面向对象设计方法a. 类与对象设计：将问题领域中的实体和行为抽象为类和对象，通过定义它们的属性和方法来描述系统。
b. 继承与多态：利用继承和多态特性来复用代码和增强系统的灵活性。
c. 封装与信息隐藏：通过将数据和行为封装在类中，隐藏内部实现细节，提高系统的安全性和可维护性。
3. 面向服务设计方法a. 服务识别：识别问题领域中的服务，并定义服务的接口和功能。
b. 服务组合：将不同的服务组合在一起，构建出完整的软件系统。
c. 服务管理：管理服务的生命周期，包括发布、部署、监控和维护。
4. 领域驱动设计方法a. 领域建模：通过理解和分析问题域，抽象出核心业务概念，构建领域模型。
b. 截获和解决领域问题：通过与领域专家的紧密合作，识别并解决领域中的问题。
c. 持续迭代和验证：与领域专家和用户不断进行交流和改进，保持领域模型的准确性和实时性。
5. 反应式设计方法a. 异步编程：利用事件驱动和回调机制来处理并发和高响应性的问题。
b. 高可伸缩性：通过采用集群和分布式系统设计来应对大规模用户和复杂系统的需求。
c. 容错性设计：考虑系统的容错机制，包括数据备份、故障恢复等。
总结:软件设计方法在软件工程中起着至关重要的作用。
结构化设计、面向对象设计、面向服务设计、领域驱动设计和反应式设计是五种常用的软件设计方法。
不同的设计方法具有不同的优势和适用场景，开发人员可以根据具体需求选择合适的设计方法来构建高质量和可维护的软件系统。
软件工程软件详细设计
例1 程序P为： t:=x; x:=y; y:=t
那么，对于任意给定旳初始数据状态 X：（x, y, t），P旳最终数据状态将为 Y：（y,x,x）。因而，程序函数[P]为：
{（（x,y,t），（y,x,x））}
程序函数是对程序功能旳一种精确描述。假如 两个程序有相同旳程序函数，那么它们所完毕 旳功能一定是相同旳。
– [定理6-2]：假如不增长辅助变量、不增长额外计算 或不变化程序旳执行顺序，那么必然存在不能用 if—while表达旳构造。
– [定理6-3] ：在定理一旳假设条件下，if—while构造 旳充分必要条件是：该构造不包括两个（或两个以 上）旳出口循环。
图6—13（a）所示，是一种非构造化旳流程图。 经过变化构造旳执行顺序，形成了图6—13（b）所示 与图6—13（a）等价旳构造化流程图。在图6—13（b） 中，使用了组合判断A1和A2，“”表达 A1“非”与
A2“非”。
图6—13变化构造执行顺序
– [定理4] ：若允许增长辅助变量、或增长额外计算、 或变化程序旳执行顺序，问题解旳任何算法都能够 表达为构造化构造。
图6—14（a）所示旳构造化流程图中有10个元 素。是一种非构造化流程图程序。因为，它旳两个 选择构造出现重叠，造成了程序段D有两个入口， 一种出口，破坏了单入口单出口这项构造化原则。
图6---7 非正规程序
因为正规程序有一种入口线和一种出口，因而一种正 规程序总能够抽象为一种函数结点。这个函数结点概 括了该正规程序对数据进行旳运算和测试旳总旳作用。
正规子程序
[定义6-2]假如一种正规程序旳某部分依然是正规程序， 那么称其为该正规程序旳正规子程序。
图6--8正规程序旳抽象过程
3．组织形式
软件工程 软件设计方法
引言概述：软件工程是一门综合性学科，涉及软件开发的各个方面。
软件设计是软件工程中非常重要的一环，它涉及到软件系统的整体架构、模块设计以及算法设计等方面。
软件设计方法是指在软件设计过程中，采用的一系列可以帮助开发人员完成设计工作的方法和技术。
本文将介绍几种常见的软件设计方法，并对每种方法的优缺点进行详细分析。
正文内容：1.结构化设计方法1.1功能分解1.2数据流图设计1.3控制流图设计1.4层次化设计1.5模块化设计结构化设计方法是一种将软件系统划分为若干个层次的方法，可以帮助开发人员将复杂的系统分解为可管理的模块。
其中，功能分解是将系统划分为若干个功能模块的过程，数据流图和控制流图则用于描述模块之间的数据流和控制流。
层次化设计则是将系统划分为多个层次，并通过接口进行层次间的通信。
模块化设计则是将系统分解为相互独立的模块，可以独立实现和测试。
2.面向对象设计方法2.1类图设计2.2对象图设计2.3继承和多态设计2.4设计模式应用2.5UML建模面向对象设计方法是一种以对象为中心的设计方法，强调对象之间的关系和交互。
在面向对象设计中，类图和对象图是常用的设计工具，它们用于描述系统中的类和对象及其之间的关系。
继承和多态是面向对象的两个重要概念，可以提高代码的复用性和扩展性。
设计模式是一套被广泛接受和应用的设计经验总结，可以解决软件设计中的一些常见问题。
UML是一种常用的面向对象建模语言，可以帮助开发人员在设计过程中进行可视化建模。
3.原型设计方法3.1快速原型设计3.2用户界面原型设计3.3迭代设计方法3.4用户反馈和迭代改进3.5原型与最终产品之间的转换原型设计方法是一种通过创建可演示的原型来快速验证设计想法的方法。
快速原型设计是一种快速搭建出系统原型的方法，可以帮助开发人员快速了解用户需求和系统交互。
用户界面原型设计则着重于用户界面的设计和交互效果的展示。
迭代设计方法是一种逐步完善和改进设计的方法，通过用户反馈和迭代改进，逐步推进系统的发展。
软件工程中的软件设计
软件工程中的软件设计软件工程是一门从计算机科学中发展而来的学科。
软件工程是指对软件进行设计、开发、测试、维护和管理的过程。
软件工程中的软件设计是软件工程的一个核心活动，是软件开发的重要组成部分。
在软件设计中，我们需要进行模块化设计、面向对象设计、数据结构设计、算法设计等等。
软件设计的主要目标是产生一个高质量的软件系统，这个系统能够在其生命周期的所有阶段中保持一致性和可维护性。
因此，软件设计是整个软件工程过程中最重要的一个环节。
软件设计也涉及到软件开发过程中的所有方面，包括需求分析、架构设计、接口设计、程序设计等。
下面我们来具体了解一下软件设计中的一些主要内容。
1. 软件需求分析软件需求分析是软件设计的第一步，也是软件开发的关键步骤。
在这个步骤中，我们需要了解客户的需求，理解客户的问题，以及如何解决这些问题。
一般而言，我们需要和客户进行面对面的沟通，了解他们的需求，同时也需要对需求进行分析和验证。
在这个步骤中，我们需要生成各种不同类型的文档，如需求规格说明文档、用例文档、功能性和非功能性需求规格文档等，这些文档需要清晰地描述软件的需求和用途。
2. 软件架构设计软件架构设计是软件设计的第二步，也是软件开发的关键步骤之一。
在这个步骤中，我们需要设计软件的整体架构，包括组织结构、模块化、接口设计、非功能性需求等方面。
软件设计的目标是设计出一个能够满足用户需求，并能够扩展和修改的软件系统。
因此，软件架构设计需要考虑系统的可伸缩性、可扩展性和可维护性等方面。
3. 软件模块化设计软件模块化设计是软件设计的第三步，也是软件开发的重要部分之一。
在这个步骤中，我们需要将软件系统分成多个独立的模块，每个模块解决一个特定的问题。
通过模块化设计，我们可以降低软件的复杂度，并提高软件的可维护性。
同时，软件模块化设计还可以促进软件的复用，通过模块化的方法，我们可以在不同的软件系统中重复使用已有的模块，降低开发成本。
4. 软件数据结构和算法设计软件数据结构和算法设计是软件设计的第四步，也是软件开发的核心部分。
软件工程 软件设计方法
软件工程软件设计方法软件工程软件设计方法1. 简介软件设计是软件工程中的重要阶段，指的是根据需求分析的结果和软件架构，将软件系统的需求转化为实际可执行的设计方案。
软件设计方法是指在软件设计过程中所采用的一系列方法和技术，用于组织和规划软件的结构和行为，确保软件系统能够满足用户需求并具有良好的可维护性和可扩展性。
2. 软件设计方法的意义软件设计方法的正确选择和应用对于软件系统的质量和效率有着重要影响。
合理的软件设计方法可以帮助开发人员更好地理解软件需求，提高软件系统的可靠性和可维护性，减少开发时间和成本，提高开发效率，降低风险。
3. 常用的软件设计方法3.1 面向对象设计方法面向对象设计方法是常用的软件设计方法之一，它将软件系统看作是由一系列相互关联的对象组成的。
面向对象设计方法强调将系统划分为若干个独立的对象，每个对象拥有自己的属性和方法，并与其他对象进行交互，实现系统的功能。
面向对象设计方法具有良好的可扩展性和可重用性，能够较好地处理复杂系统的设计。
3.2 结构化设计方法结构化设计方法是一种基于模块化的设计方法，它通过将系统划分为若干个独立的模块，并定义模块之间的接口和关系来实现系统的功能。
结构化设计方法注重模块的设计和模块之间的数据流控制，能够提高软件系统的可维护性和可测试性。
3.3 数据驱动设计方法数据驱动设计方法是一种基于数据流的设计方法，它将软件系统看作是一系列数据的处理过程，通过定义数据的输入、输出和转换方式来实现系统的功能。
数据驱动设计方法注重数据的处理和传递，能够提高软件系统的性能和可扩展性。
3.4 基于组件的设计方法基于组件的设计方法是一种将软件系统划分为多个独立组件，并通过组件之间的接口和交互来实现系统的功能。
基于组件的设计方法注重组件的设计和组件之间的协作，能够提高软件系统的可复用性和可扩展性。
4. 如何选择适合的软件设计方法在选择适合的软件设计方法时，需要考虑以下几个方面：项目规模和复杂度：对于小型和简单的项目，可以选择结构化设计方法或数据驱动设计方法；对于大型和复杂的项目，应该选择面向对象设计方法或基于组件的设计方法。
软件工程软件设计
软件工程软件设计在当今数字化的时代，软件如同无处不在的精灵，融入我们生活的方方面面。
从手机中的各类应用程序，到企业的管理系统，软件的身影无处不在。
而软件工程中的软件设计，就是赋予这些精灵生命和灵魂的关键环节。
软件设计，简单来说，就是在软件开发过程中，规划和构思软件的架构、模块、接口以及各种功能的实现方式。
它就像是为一座大厦绘制蓝图，决定了软件的结构是否稳固，功能是否实用，用户体验是否良好。
一个好的软件设计，首先要明确用户的需求。
这可不是一件简单的事情，因为用户的需求往往是模糊的、多变的。
设计师需要通过与用户的沟通、市场调研等方式，深入理解用户到底想要什么。
比如，一个购物软件，用户可能希望界面简洁美观，搜索功能强大，支付过程安全便捷。
只有准确把握了这些需求，软件设计才有了正确的方向。
在明确需求的基础上，设计师要进行总体架构的设计。
这就好比规划大厦的整体框架，要考虑软件的可扩展性、可维护性和性能等方面。
比如，是采用集中式架构还是分布式架构？是使用传统的关系型数据库还是新兴的 NoSQL 数据库？这些决策都会对软件的未来发展产生深远影响。
模块划分是软件设计中的重要一环。
就像把大厦分成不同的房间和功能区，每个模块都要有明确的职责和边界。
良好的模块划分可以提高代码的复用性，降低模块之间的耦合度，使得软件的开发和维护更加高效。
比如，将用户管理模块、商品管理模块、订单管理模块等清晰地划分开来，各自独立开发和测试，最后再进行集成。
接口设计也是不容忽视的。
接口就像是不同模块之间的桥梁，它规定了模块之间如何进行数据交换和通信。
一个清晰、简洁、稳定的接口设计，可以让各个模块之间协同工作得更加顺畅，减少因为接口不匹配而导致的问题。
在软件设计中，还要充分考虑软件的安全性和可靠性。
安全性包括防止数据泄露、防止恶意攻击等。
可靠性则要求软件在各种异常情况下都能正常运行，比如网络中断、服务器故障等。
这就需要在设计阶段就制定相应的策略和机制。
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客户端 用户界面
应用服务器1
应用服务器n
应用逻辑 … 应用逻辑
网络 多层应用模型
服务器 数据访问
三、分布式对象结构(Distributed Objects Architecture)
在C/S模型中，客户和服务器在服务/请求上的差别， 在一定程度上限制了系统的灵活性和可扩展性。
采用分布式对象结构 ： “对象(Object)”——提供服务的系统组件(System Component)。 每个对象在逻辑上是平等的，它们可以互相为对 方提供所需的服务。 提供服务的对象就是服务器，而提出服务请求的 对象就是客户。
第三章
3.1 软件设计概述
软件设计是软件开发的关键步骤，直接影响软件 质量。软件设计阶段要解决“如何做”的问题。 一、软件设计阶段的任务与目标
设计任务：将分析阶段获得的需求说明转换为计 算机中可实现的系统。
设计阶段主要任务是:
软件体系结构的设计 用户界面的设计 数据结构的设计 算法的设计
软件设计的目标就是构造一个高内聚低耦合的 软件模型。
高可靠 性
高效率
软件 设计
软件设计的目标
高可维 护性 高可理 解性
3.1.1 软件体系结构设计
软件体系结构确定了系统的组织结构和拓扑结构， 显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系， 提供了一些设计决策的基本原理。
体系结构的设计过程的主要活动： 1.系统分解—将系统分解为若干相互作用的子系统。 2.控制建模—建立系统各部分间控制关系的一般模型。 3.模块分解 — 将子系统进一步划分为模块。
第一级是数据库管理结点(database management node)。 第二级或中间级是“商业逻辑结点” (business logic node),是 指具体应用中实施的 程序逻辑和法则。ห้องสมุดไป่ตู้第三级是用户界面级，强调高效、方便易用的用户界面。
ClientA
ClientB
ClientC
ClientD
子系统1
子系统2
子系统n
中央数据仓库(Repository)
仓库结构
一、仓库模型（The repository model）
各子系统共享中央数据库中的数据—共享容器模型 各子系统有自己的数据库，子系统之间通过消息传 递实现数据交换。
设计转换器
设计编辑器
代码生成器
项目存储
程序编辑器
设计分析器
报告生成器
digitised photographs
hypertext server
hypertext web
电影图片库的系统的体系结构
完整的应用包含三个相对独立的逻辑部分，而两层的 C/S结构只有两个端应用。应用逻辑应该映射到哪一端上 呢？ 三种情况：
客户端
C/S应用1 用户界面 逻辑应用
C/S应用2 用户界面 客户端逻
辑应用 网络
C/S应用3 用户界面
服务器
数据访问
服务端逻辑 应用
数据访问
逻辑应用 数据访问
应用逻辑层的映射情况
两层C/S架构将数据表示和处理逻辑分开 ，但应用逻 辑和两端之一是紧耦合的 ，不适宜多用户、多数据库、 非安全的网络环境。
2.三层/多层应用模型(Three/Multi Tier Model)
O1 S(O1)
O2
On
…
S(O2)
S(On)
软件总线(ORB) 分布式对象结构
“软件总线(Software Bus)”的中间件(Middleware) 即对象请求代理(Object Request Broker，简称ORB)
注意:往往子系统与模块之间没有明显界限.
体系结构设计是软件设计的第一个阶段，该阶段侧 重于系统宏观结构的设计，而不关心模块的内部算法。
分为集中式的仓库模型、分布式结构等
一、仓库模型（The repository model）
也称“容器模型 ”，是一种集中式的模型。中央 数据仓库存储各个子系统共享的数据，其它的子系统 可以直接访问这些共享数据。子系统之间紧密耦合。
二、 客户机/服务器模型（Client/Server Architectural Model） C/S结构是一种分布式模型，采用发请求、得结
果的模式： 客户机 向服务器发出请求(数据请求、网页请求、 文件传输请求等等)， 服务器 响应请求，进行相应的操作，将结果回传给 客户机，客户机再将格式化后的结果呈现给用户。 C/S结构的应用都由三个相对独立的逻辑部分组成：
第三级
服
务
器
business logic node（商业逻辑结点）
第二级
Security
（安全）
Event
（事件）
Search
（搜索）
客
户
机
Database management node
（数据库管理结点）
第一级
在多层模型中，中间层会用到应用服务，包括事务服 务、消息服务等等。常见的事务服务器有Microsoft Transaction Server，消息服务器有Microsoft Message Queue。
集成CASE工具集的体系结构
适宜命令控制系统、CAD系统
仓库模型的主要优缺点： 优点：
1.共享大数据量的有效方法。 2.子系统不必关心其它的子系统如何使用它所产生的数
据。 3.易于将新子系统集成，若新子系统也采用相同规范 。
缺陷： 1.为了共享数据 ,各子系统必须有一致的数据视图 ，不 可避免地会影响了整个系统的性能。 2.子系统的改变，使产生的数据结构也可能发生改变。 3.统一的数据库 结构(备份、安全、访问控制和恢复的 策 ),将影响子系统的效率 。
用户界面
应用逻辑
数据访问
三种逻辑之间的关系
1. 两层客户机/服务器模型 Two Tier Client/Server Architectural Model
客户1 结果 请求
服务器1
客户2 网络 服务器2
客户N 请求
服务器M
两层Client/Server结构
C/S的工作模式是一种远程过程调用(RPC，Remote Procedure Call)模式，允许客户端和服务器端有不同 的软硬平台。
例：Two Tier Client/Server Architectural Model
client1
client2 client3 client4
Catalogue server
catalogue
Wide-bandwidth netwok
video server
Film clip files
picture server