软件设计基本原理
软件设计的基本原理
软件设计的基本原理
软件设计的基本原理是指在开发软件的过程中，需要遵循的一些基本原则和思想。
这些原理包括：
1. 单一职责原则：一个类或模块应该只有一个责任，只负责一种类型的功能。
这样能提高代码的可读性和可维护性。
2. 开闭原则：软件实体（类、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。
即在修改现有代码时，尽量不要修改已有的代码，而是通过扩展来实现新的功能。
3. 里氏替换原则：子类对象能够替换父类对象，并且能够保持原有功能不变。
这样能够提高代码的复用性和可扩展性。
4. 接口隔离原则：客户端不应该依赖于它不使用的接口。
将不同的功能划分到不同的接口中，客户端只需要依赖需要的接口，这样能提高代码的灵活性和可复用性。
5. 依赖倒置原则：高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。
依赖关系应该建立在抽象的基础上，而不是具体的实现。
这样能提高代码的可维护性和可扩展性。
6. 迪米特原则：也称为最少知识原则，一个对象应该尽量少的了解其他对象。
减少对象之间的耦合度，提高代码的可维护性。
7. 组合/聚合复用原则：优先使用组合或聚合关系来实现代码
的复用，而不是继承关系。
组合和聚合关系更加灵活，能够避
免继承的一些问题，如紧耦合和缺乏可扩展性。
软件设计的基本原则旨在提高软件的可读性、可维护性、可扩展性和复用性，从而在开发过程中提高开发效率和质量。
软件工程的基本原理和理论
软件工程的基本原理和理论软件工程是一门涉及软件开发、运行和维护的学科，它旨在通过系统化的方法和工具，提高软件的质量，保证软件项目的成功实施。
软件工程的基本原理和理论是软件工程师必备的知识体系，以下是软件工程的基本原理和理论的介绍。
一、软件生命周期管理软件生命周期是指从软件项目的规划、需求分析、设计、编码、测试到运行和维护的整个过程。
软件生命周期管理是软件工程实践的基础，它通过阶段划分、活动规划和质量保证等手段，确保软件项目按时交付、质量可控。
二、需求工程需求工程是软件工程的第一步，它涉及对用户需求的收集、分析、规范和管理。
在需求工程中，软件工程师需要与客户密切合作，确保设计和实现的软件系统能够满足用户的需求。
三、软件设计原理软件设计是指将需求转化为可执行的软件系统的过程，软件设计原理是指在设计过程中需要遵循的基本原则和规范。
软件设计原理包括模块化、高内聚低耦合、迪米特法则等，这些原理帮助软件工程师设计出结构清晰、易于维护的软件系统。
四、编码与测试编码是将软件设计转化为可执行代码的过程，测试是验证代码是否符合需求和设计的过程。
在编码和测试阶段，软件工程师需要熟悉编程语言、掌握良好的编码风格，同时进行单元测试、集成测试和系统测试等各个层面的测试工作。
五、软件质量保证软件质量保证是软件工程中非常重要的环节，它包括质量规划、质量控制和质量评估等方面。
软件工程师需要通过制定质量计划、进行代码审查、进行性能测试和安全漏洞扫描等手段，确保软件系统的质量符合要求。
六、软件项目管理软件项目管理是指对软件项目进行计划、组织、协调和控制的过程。
软件工程师需要掌握项目管理的基本理论和方法，对资源进行合理分配、制定时间表和风险管理来确保软件项目的成功实施。
七、软件配置管理软件配置管理是对软件开发过程中进行的各种变更进行有效控制的过程。
软件工程师需要使用版本控制工具和配置管理工具，对软件的开发、测试和发布进行管理，确保软件版本的一致性和可追溯性。
软件工程的基本原理和开发流程
软件工程的基本原理和开发流程一、引言随着科技的快速发展和计算机技术的不断进步，软件成为了现代社会的重要组成部分，软件工程的发展也愈加迅速和海量，软件工程成为了一个重要的学科和行业，随之而来的是各种软件工程的开发流程，软件工程的基本原理也得到了更加系统、规范和完善的表述和说明。
二、软件工程的基本原理软件工程与其他工程不同，其产品并不是可见的物理实体，而是依托于计算机的软件系统，因此软件工程的基本原理也区别于其他工程领域。
软件工程的基本原理包括以下几个方面：1.模块化设计软件开发与其他工程领域相比，在整个开发过程中需要不断地进行生产和组合的工作，其组合的方式也是多种多样的，而模块化设计不仅可以提高软件开发的效率，更能够让软件产品变得更加规范和稳定。
2. 软件测试软件开发的过程中需要进行系统性的软件测试，其测试的目的就是为了发现软件系统中存在的潜在问题，以便及时进行修改和改进，让软件产品更加完美和稳定。
3. 软件文档化软件工程中，软件文档化是一个重要的环节，这是为了记录整个软件开发流程中的每一个环节，以便更好地进行工程管理和版本控制。
每一个阶段中所写的文档应该尽可能的详尽和规范，以对软件工程的开发过程进行有效的记录。
4. 软件维护软件开发结束并不代表着工程的结束，更多的则是针对已开发出的软件系统进行维护和更新以获得更好的稳定性和效率，同时也可以反馈软件开发中存在的问题和瓶颈，为下一次的软件开发做好充分的准备。
三、软件工程的开发流程在软件开发的整个过程中可以分为以下几个阶段：1. 需求分析需求分析阶段是整个软件开发流程的第一步，也是最重要的一步，开发人员需要与客户进行充分交流了解用户需要，明确需求并根据需求评估开发的难度和复杂程度。
2. 设计阶段在需求分析阶段完成后，会对已经确定的需求进行系统化的设计，这个过程是对之前的需求分析的进一步具体化和完善化，质量控制和设计规范是可改进的重要方向。
3. 开发阶段在设计阶段完成后，开发人员就可以进入软件开发的核心阶段，通过软件的编码、测试、修改等方式逐渐构筑出一个完整的软件系统。
软件设计过程中应该遵循的基本原理
软件设计过程中应该遵循的基本原理在进行软件设计过程中，有一些基本原理是必须遵循的。
这些原理涵盖了软件设计的各个方面，从需求分析到最终实现，都需要遵循这些原则。
本文将介绍一些软件设计过程中应该遵循的基本原理。
1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle）单一职责原则要求一个类或模块只负责一项功能或任务。
这样可以使代码更容易理解、测试和维护。
如果一个类或模块负责多个功能，会增加代码的复杂性，使得代码难以理解和修改。
2. 开放封闭原则（Open-Closed Principle）开放封闭原则要求软件实体应该对扩展开放，对修改封闭。
这意味着当需要对软件进行修改时，应该尽量通过扩展已有的代码来实现，而不是直接修改已有代码。
这样可以减少对已有代码的影响，提高代码的可维护性。
3. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle）依赖倒置原则要求高层模块不应该直接依赖低层模块，而应该通过抽象来进行依赖。
这样可以减少模块之间的耦合度，提高代码的可重用性和可测试性。
4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）接口隔离原则要求一个类应该只依赖它需要的接口，而不应该依赖其他不需要的接口。
这样可以减少对代码的依赖关系，提高代码的灵活性和可维护性。
5. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）里氏替换原则要求子类必须能够替换其父类而不产生任何错误或异常。
这意味着使用基类对象的地方，应该能够替换成其任何一个子类对象，而不会出现任何问题。
这可以保持代码的一致性和可扩展性。
6. 迪米特法则（Law of Demeter）迪米特法则要求一个对象应该尽量少与其他对象发生相互作用。
这样可以降低代码的耦合度，提高代码的可维护性和可测试性。
7. 组合复用原则（Composite Reuse Principle）组合复用原则要求尽量使用组合而不是继承来实现代码的复用。
软件工程的七条基本原理
软件工程的七条基本原理自从1968年提出“软件工程”这一术语以来，研究软件工程的专家学者们陆续提出了100多条关于软件工程的准则或信条。
美国著名的软件工程专家 Boehm 综合这些专家的意见，并总结了TRW公司多年的开发软件的经验，于1983年提出了软件工程的七条基本原理。
Boehm 认为，着七条原理是确保软件产品质量和开发效率的原理的最小集合。
它们是相互独立的，是缺一不可的最小集合；同时，它们又是相当完备的。
人们当然不能用数学方法严格证明它们是一个完备的集合，但是可以证明，在此之前已经提出的100多条软件工程准则都可以有这七条原理的任意组合蕴含或派生。
下面简要介绍软件工程的七条原理：1 用分阶段的生命周期计划严格管理这一条是吸取前人的教训而提出来的。
统计表明，50%以上的失败项目是由于计划不周而造成的。
在软件开发与维护的漫长生命周期中，需要完成许多性质各异的工作。
这条原理意味着，应该把软件生命周期分成若干阶段，并相应制定出切实可行的计划，然后严格按照计划对软件的开发和维护进行管理。
Boehm 认为，在整个软件生命周期中应指定并严格执行6类计划：项目概要计划、里程碑计划、项目控制计划、产品控制计划、验证计划、运行维护计划。
2 坚持进行阶段评审统计结果显示：大部分错误是在编码之前造成的，大约占63%; <2> 错误发现的越晚，改正它要付出的代价就越大，要差2到3个数量级。
因此，软件的质量保证工作不能等到编码结束之后再进行，应坚持进行严格的阶段评审，以便尽早发现错误。
3 实行严格的产品控制开发人员最痛恨的事情之一就是改动需求。
但是实践告诉我们，需求的改动往往是不可避免的。
这就要求我们要采用科学的产品控制技术来顺应这种要求。
也就是要采用变动控制，又叫基准配置管理。
当需求变动时，其它各个阶段的文档或代码随之相应变动，以保证软件的一致性。
4 采纳现代程序设计技术从六、七时年代的结构化软件开发技术，到最近的面向对象技术，从第一、第二代语言，到第四代语言，人们已经充分认识到：方法大似气力。
软件概要设计的基本原理(一)
软件概要设计的基本原理(一)软件概要设计的基本原理什么是软件概要设计软件概要设计是软件开发过程中的关键阶段，旨在定义软件系统的整体架构和组成部分。
它起到桥梁的作用，将需求规格说明书转化为可实施的系统架构和模块设计。
软件概要设计为软件开发提供了蓝图，指导开发人员进行模块划分、接口设计、数据结构定义等工作。
软件概要设计的基本原则软件概要设计的过程中需要遵循一些基本原则，确保设计的可靠性、可扩展性、可维护性等方面的要求：1.模块化：将系统划分为相互独立、高内聚低耦合的模块，每个模块具有清晰的职责和功能，便于开发和维护。
2.接口设计：定义模块之间的接口，确保模块之间的交互符合规范，提高系统的可靠性和可复用性。
3.数据结构设计：根据系统需求，选择合适的数据结构来组织和存储数据，提高数据的操作效率和存储空间利用率。
4.可扩展性：考虑到系统可能的功能扩展和需求变化，设计具有良好的可扩展性，方便后续的改进和升级。
5.性能和效率：在设计过程中考虑系统的性能需求，选择合适的算法和数据结构，确保系统能够高效运行。
6.安全性：保障系统的数据安全和隐私，考虑系统可能面临的安全威胁，采取相应的安全措施进行设计。
7.可维护性：设计清晰易懂的代码结构和文档，方便后续的维护和升级工作。
软件概要设计的步骤软件概要设计的过程一般包括以下几个步骤：1.需求分析：了解用户需求和系统功能，明确软件系统的整体目标和功能要求。
2.系统建模：根据需求分析的结果，进行系统的建模工作，主要包括数据流图、流程图、用例图等的绘制。
3.模块划分：根据系统功能划分模块，并定义模块之间的接口和关系。
4.接口设计：定义模块之间的接口，明确输入和输出数据的格式和规范。
5.数据结构设计：根据系统功能需求和数据处理要求，设计合适的数据结构来存储和操作数据。
6.算法设计：选择合适的算法来实现系统功能，考虑算法的效率和性能。
7.安全设计：根据系统的安全需求，设计合适的安全措施和机制，保障系统的安全性。
软件工程的七条基本原理
软件工程的七条基本原理软件工程作为一门科学和技术的交叉学科，旨在通过系统化的方法和过程来开发、维护和管理软件。
在软件工程的实践中，有七条基本原理被广泛接受和应用。
本文将对这七条基本原理进行详细介绍。
一、分离关注点原则分离关注点原则是指在软件开发过程中，将不同的功能和关注点分离开来，每个关注点专注于自己的业务逻辑，避免功能与功能之间的相互干扰和耦合。
通过分离关注点，可以实现软件开发过程的模块化和可维护性的提升。
例如，在采用MVC（Model-View-Controller）模式的软件系统中，将数据处理、界面展示和用户交互分别作为独立的关注点进行处理，实现关注点的分离。
二、开闭原则开闭原则是指软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。
这意味着当需要对软件进行扩展时，应该通过新增代码来实现，而不是修改已有的代码。
通过遵守开闭原则，可以提高软件的可扩展性、可维护性和可重用性。
例如，在设计一个图形绘制软件时，可以通过定义一个抽象的图形类，然后通过新增具体的图形子类来扩展软件的功能，而不需要修改已有的代码。
三、单一责任原则单一责任原则要求每个软件模块或类都应该只有一个单一的功能或责任。
这样可以保证软件的聚合性和内聚性，降低模块之间的耦合度，提高代码的可维护性和可读性。
例如，在一个邮件发送系统中，将邮件发送功能和邮件接收功能分别设计成独立的类，每个类只负责自己的功能，实现单一责任的原则。
四、接口隔离原则接口隔离原则是指软件中的接口应该精简、高内聚，不应该强迫依赖于那些不需要的接口。
通过接口的细化拆分，可以减少模块之间的依赖关系，提高软件的灵活性和可维护性。
例如，在设计一个商品管理系统时，可以根据不同的功能需求，设计多个细化的接口，每个接口仅包含特定功能所需的方法，实现接口隔离的原则。
五、依赖倒置原则依赖倒置原则是指高层模块不应该依赖于低层模块，而是应该通过抽象进行依赖关系的倒置。
通过采用依赖抽象而非依赖具体实现，可以降低模块之间的耦合度，并且能够更灵活地进行扩展和替换。
软件工程的基本原理和核心概念
软件工程的基本原理和核心概念软件工程是一门研究如何设计、开发和维护高质量软件的学科。
它涵盖了一系列的原理和概念，这些基本原理和核心概念对于软件开发过程中的各个环节都至关重要。
本文将介绍软件工程的基本原理和核心概念，帮助读者更好地理解和应用软件工程。
一、软件生命周期软件生命周期是软件工程的核心概念之一。
它描述了软件在其开发、部署、维护和退役的整个过程。
常用的软件生命周期模型有瀑布模型、迭代模型和敏捷模型等。
瀑布模型将软件开发过程分为需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段，每个阶段有明确的输入和输出。
迭代模型和敏捷模型则强调开发过程的迭代和增量特性，以适应需求的变化和及时反馈。
二、需求工程需求工程是软件工程的起点，它涉及确定和记录软件系统对功能和性能的需求。
在需求工程中，需求的获取、分析、规范和验证是关键步骤。
需求工程的目标是确保软件系统与用户需求一致，并为后续的设计和开发提供准确而清晰的基础。
三、软件设计原则软件设计原则是软件工程的基本指导原则，它提供了设计高质量软件的指导方针。
其中，开闭原则要求软件实体对扩展开放而对修改关闭；单一职责原则要求一个类只负责一个职责；里氏替换原则要求子类可以替换父类并且不改变程序的正确性等等。
遵循这些原则可以提高软件的可维护性、可扩展性和可重用性。
四、软件测试软件测试是检验软件质量的重要手段。
它通过对软件系统进行验证和验证，发现和修复其中的缺陷。
常见的测试方法包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试等。
测试覆盖率、边界测试和性能测试是有效提高测试效果的方法。
通过充分的测试，可以提高软件的健壮性和稳定性。
五、软件项目管理软件项目管理是成功开发和交付软件的关键。
它包括项目计划、资源分配、进度控制和风险管理等方面。
项目管理工具如甘特图和PERT 图可以辅助制定计划和跟踪进度。
敏捷项目管理方法如SCRUM和看板法则适应需求的变化和提高团队的协作效率。
六、版本控制和配置管理版本控制和配置管理是软件工程在团队协作开发中的重要支撑。
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耦合
非直接耦合：两个模块之间没有直接联系，只有 控制和调用 数据耦合：一个模块访问另一个模块时通过数据 参数来交换信息 标记耦合：一组模块通过参数表传递记录信息 控制耦合：一个模块通过控制信息控制另一个模 块 外部耦合：一组模块都访问同一全局变量 公共环境耦合：一组模块都访问同一个公共数据 环境（如共享通信区、文件、内存公共缓冲区） 内容耦合：一个模块直接访问另一个模块的内部 数据；一个模块不通过正常入口转入另一模块； 多个模块有部分代码重叠
4. 信息隐蔽与局部化
信息隐蔽（又称信息隐藏）：一个模块内 包含的信息(过程或数据) 对于不需要这些 信息的其他模块来说不可见（不能访问） 局部化：将关系密切的软件元素的位置尽 量靠近 信息隐蔽与局部化有利于软件的可维护性， 可以防止误操作和误修改
5. 自顶向下逐步求精
自顶向下 vs 自底向上 自顶向下、逐步求精、各个击破 分解步骤
正文加 工系统
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8. 启发式规则
改进软件结构提高模块独立性 模块规模应该适中：一页（30，<60行） 模块的深度、宽度、扇出和扇入都应适当：扇 出3/4，<5/9；扇入较高 降低模块接口的复杂程度：简单、清晰、含义 明确 设计单入口单出口的模块：避免“病态连接” 模块功能应该可以预测：避免内部存储器（记 忆效应）
第三讲 软件设计基本原理
本讲目的： 了解软件设计的基本原理 作为设计工作指南
1. 软件设计的基本原理
放之四海而皆准的原则
– 抽象 – 自顶向下逐步求精 – 模块化 – 信息隐蔽与局部化 – 模块独立性 – 启发式规则
2. 模块化
模块
可以组合、分解、更换的单元，如过程、函数、 子程序、宏等 完成特定的子功能
10. 面向对象设计方法(OOD) 面向对象设计方法(
运用问题域的思考方式，解放程序员的生产力 软件重用（软件复用）（Reuse） 主要概念：类和对象（属性+方法）、消息机 制、继承、多态性 对象与抽象数据类型（ ADT） 主要产品：CORBA、OLE/COM(ActiveX Control)等 主要平台：MS Visual C/C++(MFC)、 C++Builder等
内聚
巧合内聚（偶然内聚）：一个模块内各元素之间没有 任何联系或者联系很松散 逻辑内聚：模块内执行几个逻辑上相似的功能，并通 过参数确定该模块完成哪一个功能 时间内聚：把需要同时执行的动作组合在一起 过程内聚：一个模块中各元素密切相关且顺序执行 通信内聚：一个模块内各功能使用了相同的输入数据 或产生相同的输出数据 顺序内聚：模块内各元素与同一功能相关且顺序执行， 通常一个元素的输出是另一个元素的输入 功能内聚：模块内所有元素共同完成一个功能，模块 已不可再分
首先对设计的系统要有一个全面的理解 然后从顶层开始，连续地逐层向下分解 直至系统的所有模块都小到便于掌握为止
6. 模块独立性
模块独立性：模块化、抽象、信息隐蔽和 局部化直接结果 模块独立的好处：
使软件开发更容易、适合分工合作 使软件测试和维护更容易
模块独立的度量
内聚：一个模块内部各元素之间彼此结合的紧密 程度的度量 耦合：不同模块之间互连程度的度量
模块评价标准：
模块可分解性：把问题分解为子问题的系统化机 制 模块可组装性 ：把现有的可重用模块组装成新 系统 模块可理解性 ：一个模块作为独立单元无需参 考其他模块来理解 模块连续性：系统需求的微小修改只导致对个别 模块，而不是对整个系统的修改 模块保护性 ：一个模块内出现异常情况时，它 的影响局限在该模块内部
9. 结构化设计方法(SD) 结构化设计方法(
E.W.Dijkstra：
可以从高级语言中取消goto语句，程序质量与程 序中的goto语句的数量成反比
Bohm & Jacopini：
只用三种基本结构（顺序、选择、循环）就能实 现任何单入口单出口的程序
结构化设计
自顶向下、逐步求精 单入口单出口 三种基本结构
3. 抽象
抽象是一种思维方法：忽略细节，把握本质 软件工程过程的每一步，都是对软件解法的抽象 层次的一次细化 抽象的层次
可行性研究阶段：抽象的最高层，软件被看作一个完整的系 统 需求分析阶段：使用问题环境的术语来描述软件的解法 总体设计阶段：使用计算机环境的术语来描述软件的解法 编程序阶段：抽象的最低层，对计算机底层软硬件依赖性强
高内聚的耦合原则
尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共环 境耦合，不用内容耦合 力求高内聚（信息内聚、功能内聚），可用中内 聚（过程内聚、通信内聚），不用低内聚（巧合 内聚、逻辑内聚、时间内聚）
7. 模块层次化
层次结构：树状结构 上层模块调用下层模块 不允许下层模块调用上层模块 避免上层模块越级调用下层模块
模块化
解决一个复杂问题时，自顶向下逐层将软件分解 成若干模块的过程
软件总成本 最小成本区 M 成本或工作量 接口成本
成本/模块
模块数目
– (p1)>C(p2)
E(p1)>E(p2) – C(p1+p2)>C(p1)+C(p2) E(p1+p2)>E(p1)+E(p2) – 结论：分解软件可以减少工作量，但增加接口成本