软件工程 4 总体设计.ppt

第四章 总体设计 第四章 总体设计 4.1 总体设计的任务 4.2 总体设计的概念和原理 4.3 设计准则 4.4 总体设计常用的方法和工具 4.5 数据库设计 4.1 总体设计的任务 软件设计 软件设计的任务是从软件需求规格说明书出发，形成软件的具体设计方案，即将需求模型转换为软件设计。 软件设计是一个把软件需求变换成软件表示的过程，即根据需求分析的“做什么”，确定系统应该“怎么做”。 软件设计的结果是软件设计规格说明书。 软件设计是后续开发步骤及软件维护工作的基础。 从技术观点来看，软件设计包括数据设计、体系结构设计、接口设计、过程设计。 通常将软件设计分为总体设计（概要设计）和详细设计（过程设计）两个阶段。 4.1 总体设计的任务 软件设计是后续开发步骤及软件维护工作的基础。如果没有设计，只能建立一个不稳定的系统结构。 4.1 总体设计的任务 总体设计阶段，具体任务如下： （1）制定规范 为软件开发组制定设计时应共同遵守的标准。以便协调组内各成员工作。通常包括： 阅读理解软件需求说明书，确认用户需求能否实现，进而确定设计目标及其优先级。 根据目标确定最合适的方案。 规定设计文档编制标准，包括文档体系、用纸及排版样式、记述的详细途径、图形画法等。 规定编码的信息形式（代码体系）、与硬件/操作系统的接口规约等。 制定编程规范，如命名规则、注释要求、质量保证要求、可读性要求、测试要求等。 4.1 总体设计的任务 （2）软件系统结构设计 软件系统结构设计即确定组成系统的程序及相互关系。具体内容为： 采用某种方法，将复杂系统按功能划分成模块。 确定每个模块的功能。 确定模块之间的调用关系。 确定模块之间的接口，即模块之间传递的信息。 评价模块结构的质量。 软件结构设计是以模块为基础的，需求分析阶段，已经把系统分解为层次结构，设计阶段要实现进一步的模块划分，并组成模块的层次结构。 4.1 总体设计的任务 （3）数据结构及数据库设计 数据结构设计 需求分析阶段，通过数据字典对数据的组成、操作约束、相互关系等方面进行描述，确定了数据的结构特征。 数据结构设计主要对数据字典的组成、操作约束、数据之间的相互关系等方面进行描述，确定数据的结构特征。 4.1 总体设计的任务 数据库设计 概念结构设计：及数据库的概念模式设计，一般指构造实体——关系模型（E-R，Entity-Relationship）模型。 逻辑结构设计：将E-R模型转换为DBMS支持的关系模型。 物理结构设计：设计数据库的物理细节，如存储形式、路径等。 4.1 总体设计的任务 （4）可靠性设计 质量设计，设计时考虑软件可靠性及其他质量指标，确保软件质量，易于修改维护。 （5）编写概要设计文档 概要设计说明书：集中于软件结构描述。 数据库设计说明书：主要内容为DBMS的选择、简介、数据库概念模型、逻辑设计结果等。 用户手册：对需求阶段编写的用户手册进行补充完善。 测试文档：修改需求分析阶段编写的测试文档，对测试策略、方法、步骤提出明确说明。 （6）设计审查和复审 对总体设计结果进行严格的技术审查，通过后再从管理角度进行严格审查。 4.2 总体设计的基本原理 4.2.1 软件结构和过程 4.2 总体设计的基本原理 树状结构中，整个系统只有一个顶层模块，下层模块只有一个上层模块，同一层模块之间不发生联系。 网状关系中，模块关系平等，自由调用。 网状关系模块之间联系的随意性使得系统结构复杂，难于处理，所以实际中一般采用树状结构。 4.2 总体设计的基本原理——结构 软件求解问题 软件结构由问题定义开始导出，当问题划分的各部分，分别由一个或多个软件模块解决的时候，也就得到了软件结构。这个过程代表了软件需求分析到设计的转换。 4.2 总体设计的基本原理——结构 不同结构的解法 4.2 总体设计的基本原理 结构的度量和术语 4.2 总体设计的基本原理——过程 过程 软件结构隐含着控制层次的关系，但并不表示软件过程关系，不考虑处理和判断的顺序。 4.2 总体设计的基本原理——模块化 4.2.2 模块化 模块（Module），又称“构件”，一般指程序中的数据说明、可执行语句等程序对象的集合，还可以是单独命名和编址的元素，如高级语言中的过程、函数、子程序、类等。在软件的体系结构中，模块是可组合、分解和更换的单元，一般有如下基本属性： 接口：指模块的输入与输出。 功能：模块实现的功能，应注意这里的功能是模块本身的功能和它调用的所有子模块功能的集合。 逻辑：描述内部如何实现要求的功能及所需数据。 状态：该模块的运行环境，即该模块的调用与被调用关系。 4.2 总体设计的基本原理——模块化 （1）模块化降低软件复杂度的简单证明 4.2 总体设计的基本原理——模块化 （2）抽象与逐步求精 抽象 抽象