系统设计概述结构化设计原理模块化设计面向数据流的设计
论述系统设计的原理与方法
论述系统设计的原理与方法系统设计是一个复杂的过程，涉及多个方面的知识和技能。
以下是系统设计的原理和方法：原理：1. 分解原则：系统设计应该从整体到局部，逐步分解为各个子系统、模块和组件，以便更好地进行分析和设计。
2. 模块化原则：将系统划分为模块，每个模块有明确的功能和责任，便于设计、实现和维护。
3. 抽象原则：通过抽象来隐藏细节，提高系统的可理解性和可维护性。
4. 统一性原则：设计应该符合一致的标准和规范，以确保系统的一致性和可扩展性。
5. 可重用性原则：设计应该尽可能利用已有的组件和模块，提高效率和质量。
方法：1. 需求分析：明确系统的功能需求和非功能需求，用户需求和业务需求，确保设计满足实际需求。
2. 架构设计：确定系统的整体结构和组织方式，选择适当的架构模式和技术，确保系统的可扩展性、可维护性和可靠性。
3. 接口设计：定义各个模块和组件之间的接口，包括输入、输出、数据交互等，确保模块之间的协作和数据传输正确无误。
4. 数据设计：设计系统的数据结构、数据库模式和数据流程，确保数据的一致性、安全性和完整性。
5. 算法设计：设计系统的算法和逻辑流程，确保系统的高效性和正确性。
6. 用户界面设计：设计系统的用户界面，包括布局、交互和视觉设计，确保用户体验良好。
7. 性能设计：考虑系统的性能需求和限制，进行系统性能分析和优化，确保系统能够满足性能要求。
8. 安全设计：考虑系统的安全需求和威胁，设计系统的安全机制和控制措施，确保系统的安全性。
9. 测试与调试：进行系统的单元测试、集成测试和系统测试，发现和修复系统的错误和缺陷。
10. 文档和交付：撰写系统设计文档，并按照交付计划交付系统。
以上是系统设计的一般原理和方法，具体的系统设计过程还会受到项目的特定需求和约束条件的影响，在实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化。
结构化和面向对象的系统分析设计方法的对比
结构化方法和面向对象方法的对比1 结构化和面向对象的方法1.1 结构化方法结构化方法基于功能分解设计系统结构，通过不断把复杂的处理逐层分解来简化问题，它从内部功能上模拟客观世界。
用结构化开发能提高软件的运行效率，且能够增加软件系统的可靠性。
结构是指系统内各个组成要素之间的相互联系、相互作用的框架。
结构化的系统分析设计方法是一种传统的系统开发方法。
针对软件生存周期各个不同的阶段，有结构化分析(SA)、结构化设计(SD)和结构化程序设计(SP)等方法。
它的基本思想：把一个复杂问题的求解过程分阶段进行，而且这种分解是自顶向下，逐层分解，使得每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。
1.1.1 结构化分析结构化分析是面向数据流进行需求分析的方法，主要采用数据流图DFD (Data Flow Diagram)来描述边界和数据处理过程的关系。
结构化分析的主要工作是使用数据流程图、数据字典、结构化语言、判定表和判定树等工具，来建立一种新的、称为结构化说明书的目标文档-需求规格说明书。
1.1.2 结构化设计结构化设计是将数据流图表示的信息转换成程序结构的设计描述，和功能的实现方法，并且采用系统结构图表示系统所具有的功能和功能之间的关系。
结构化设计过程分两步完成，第一步以需求分析的结果作为出发点，构造出一个具体的系统设计方案，决定系统的模块结构(包括决定模块的划分、模块间的数据传递及调用关系)。
第二步详细设计，即过程设计。
在总体设计的基础上，确定每个模块的内部结构和算法，最终产生每个模块的程序流程图1.2 面向对象方法面向对象方法是从内部结构上模拟客观世界，其基本思想为：对象是对现实世界客观实体的描述，均由其属性和相关操作组成，是系统描述的基本单位。
面向对象方法更强调运用人类在日常的逻辑思维中经常采用的思想方法和原则，例如抽象、分类、继承、聚合、封装等，这使得软件开发者能更有效地思考问题，并以其他人也能看得懂的方式把自己的认识表达出来。
结构化系统设计 ppt课件
模块设计中模块控制域与作用域的设计原则：
1.对于任何一个内部存在判断调用的模块，它的判
断作用的范围应该是其控制范围的一个子集。 2.存在判断调用的模块，所在层次不要与那些属于判
断作用范围的模块所在的层次相隔太远。
4、模块的扇入和扇出原则
模块的扇出 模块扇出的原则 模块的扇入 模块的扇入原则 模块扇出扇入总原则
数据耦合
sum(int a,int b) {int c; c=a+b; return(c); } main() { int x,y; printf(“x+y=%d”,sum(x,y))}
控制耦合
模块之间交换信息中包含有控制信息（有时控制信息以数 据的形式出现）
void output(flag) {if (flag) printf(“ok!”);
else printf(“no!”); } main() { int flag;
output(flag); }
公共耦合
如果两个或多个模块都和同一个公用数据域有关 1)系统可理解性降低(模块间存在错综复杂的连系) (2)系统可维护性差(修改变量名或属性困难) (3)系统可靠性差(公共数据区及全程变量无保护措施)
标准：
1.信息系统的功能：是否满足用户的需求 2.系统的效率：响应时间、操作的方便性 3.系统的可靠性：抗干扰能力、故障恢复 4.系统的工作质量：准确性、使用效果 5.系统的可变更性：修改和维护的难易程度 6.系统的经济性：系统收益与支出比
结构化系统设计的特点：
(1) 对一个复杂的系统，应用自顶向下、逐步求精的方法 予以分解和化简。
的直属下级模块的控制范围模 块。扇出系数是指其直属下级模块的个数。 扇出原则： -模块的扇出直接影响着系统的宽度 -模块的扇出过大，控制与协调困难，模块的聚合可能较低 -模块的扇出过小，说明上下级模块或本身过大，应进行分解 -一个系统的平均扇出系数通常是3至4，一般不应超过7
模块化设计有哪些原理与原则
模块化设计有哪些原理与原则模块化设计的目的是为了降低程序复杂度，使程序设计、调试和维护等操作简单化。
以下是由店铺整理的模块化设计的内容，希望大家喜欢!模块化设计的介绍模块化设计，简单地说就是程序的编写不是开始就逐条录入计算机语句和指令，而是首先用主程序、子程序、子过程等框架把软件的主要结构和流程描述出来，并定义和调试好各个框架之间的输入、输出链接关系。
逐步求精的结果是得到一系列以功能块为单位的算法描述。
以功能块为单位进行程序设计，实现其求解算法的方法称为模块化。
模块化的目的是为了降低程序复杂度，使程序设计、调试和维护等操作简单化。
所谓的模块化设计，简单地说就是将产品的某些要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统，将这个子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合，构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品。
模块化设计是绿色设计方法之一，它已经从理念转变为较成熟的设计方法。
将绿色设计思想与模块化设计方法结合起来，可以同时满足产品的功能属性和环境属性，一方面可以缩短产品研发与制造周期，增加产品系列，提高产品质量，快速应对市场变化;另一方面，可以减少或消除对环境的不利影响，方便重用、升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收和处理。
模块化设计的原则① 力求以少量的模块组成尽可能多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉，模块间的联系尽可能简单;②模块的系列化，其目的在于用有限的产品品种和规格来最大限度又经济合理地满足用户的要求。
模块化设计的原理模块化产品是实现以大批量的效益进行单件生产目标的一种有效方法。
产品模块化也是支持用户自行设计产品的一种有效方法。
产品模块是具有独立功能和输入、输出的标准部件。
这里的部件，一般包括分部件、组合件和零件等。
模块化产品设计方法的原理是，在对一定范围内的不同功能或相同功能、不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合构成不同的顾客定制的产品，以满足市场的不同需求。
第九章 面向数据流的设计方法
• 上述七个步骤的目标是给出软件的一个整 体的描述。一旦有了这样的描述，设计人员就 可以从整体角度评价和精化软件的总体结构， 此时修改所需耗费不多，却能够大大低提高软 件质量。
aa b
Read D
A to B .
传出分支的分解
w,u
ME
w
u
w,u
ME
w
u
W
U Write W Put U
v
uvv
V
(1)
U to V Write V
.
(2)
中心加工分支的分解
MT
ep
r
u,w
c,p r
Q
P
R
.
变换分析设计方法
• 7）采用启发式设计策略，精化所得程序结构 雏形，改良软件质量
变换
输入
输出
图 9.1
(2)事务型数据流图
• 事务型数据流(事务流):由于基本系统呈现变换流，所以任意系 统中的信息均可以用变换流刻画。但是如果数据流如图9.2所示， 则称为事务流。此时，单个数据项(事务)沿传入路径(接受通道) 进入系统,由外部形式变换为内部形式后到达事务中心,事务中心 根据数据项计算结果从若干动作路径中选定一条继续执行.
.
面向数据流方法的设计过程
精化数据流图
“事务” 流类型
区分事务中心 和数据接收路径
“变换”
区分输入和 输出分支
映射成事务结构
映射成变换结构
事务分析 用启发式设计规则精化软件结构
导出接口描述和全程数据结构
提取控制结构
系统设计概述
系统设计说明书
• 1引言 • 1.1编写目的 • 1.2背景 • 1.3定义 • 1.4参考资料 • 2总体设计 • 2.1需求规定 • 2.2运行环境 • 2.3基本设计概念和处理流程 • 2.4结构 • 2.5功能器求与程序的关系 • 2.6尚未解决的问题 • 3接口设计 • 3.1用户接口 • 3.2外部接口 • 3.3内部Байду номын сангаас口
• 4运行设计 • 4.1运行模块组合 • 4.2运行控制 • 4.3运行时间 • 5系统数据结构设计 • 5.1逻辑结构设计要点 • 5.2物理结构设计要点 • 5.3数据结构与程序的关系 • 6系统出错处理设计 • 6.1出错信息 • 6.2补救措施 • 6.3系统维护设计
统开发方法，在系统开发中得到了广泛的应用和推广，尤其在开发复 杂的大系统时，显示了无比的优越性。它也是迄今为止开发方法中应 用最普遍最成熟的一种。 • 它将软件工程学和系统工程的理论和方法引入计算机系统的研制开发 中，按照用户至上的原则，采用结构化、模块化自顶向下对系统进行 分析和设计。具体来说，它将整个信息系统开发过程划分为独立的六 个阶段，包括系统分析、程序设计、系统测试、运行和维护以及系统 评估。
• （3）面向对象方法。 • 面向对象方法(Object-Oriented Method)是一种把面向对象的思想应用
于软件开发过程中，指导开发活动的系统方法，简称OO (ObjectOriented)方法，是建立在“对象”概念基础上的方法学。对象是由数 据和容许的操作组成的封装体，与客观实体有直接对应关系，一个对 象类定义了具有相似性质的一组对象。而每继承性是对具有层次关系 的类的属性和操作进行共享的一种方式。所谓面向对象就是基于对象 概念，以对象为中心，以类和继承为构造机制，来认识、理解、刻画 客观世界和设计、构建相应的软件系统。
系统架构设计及原理 基本处理流程 模块划分 数据结构设计
系统架构设计及原理基本处理流程模块划分数据结构设计系统架构设计是构建一个信息系统或软件产品的基础，它涉及到系统的整体结构规划，包括软件、硬件、网络、数据和用户界面等方面。
以下是一些关于系统架构设计的基本概念、处理流程、模块划分和数据结构设计的概述：一、系统架构设计原理：1. 模块化：将系统划分为多个独立的模块，每个模块负责系统的某一功能部分。
模块化可以提高系统的可维护性和可扩展性。
2. 分层：系统架构通常采用分层设计，如表现层、业务逻辑层和数据访问层。
每一层负责不同的系统功能，且相互独立。
3. 组件化：使用预先设计和测试的软件组件来构建系统，这些组件可以在不同的系统中重用。
4. 服务化：将系统的各个功能抽象为服务，通过网络进行调用，实现系统的分布式处理。
5. 标准化：遵循行业标准和规范进行系统架构设计，以确保系统的互操作性和可集成性。
二、基本处理流程：1. 需求分析：理解并 document 用户需求和系统功能。
2. 系统设计：根据需求分析的结果，设计系统的总体结构。
3. 模块设计：细化系统设计，定义各个模块的功能和接口。
4. 技术选型：选择合适的技术栈和工具来实现系统架构。
5. 实现与测试：编码实现系统模块，并进行测试。
6. 部署与维护：将系统部署到生产环境，并进行持续的维护和优化。
三、模块划分：模块划分是系统架构设计的核心部分，它涉及到如何将系统的功能划分为多个独立的模块。
模块划分的一般原则包括：1. 单一职责原则：每个模块应该有一个单一的责任，并且该责任应该被完整地封装在一个模块中。
2. 最小化模块间耦合：尽量减少模块间的依赖关系，使得一个模块的变更对其他模块的影响最小。
3. 最大化模块内聚：模块内部的元素应该紧密相关，共同完成一个单一的任务。
四、数据结构设计：数据结构设计是系统架构设计中关于数据存储和管理的部分。
它包括：1. 数据模型设计：根据系统的业务需求，设计数据库模型，包括表、关系、索引等。
《软件工程》复习提纲
《软件工程》课程要点●每章教学课件中的“本章小结”列出了需要掌握的内容●教学过程中的例题和习题也是课程重点一、软件工程与软件过程概述1．概念：（1）软件的概念（组成成分、作用）；答：计算机软件是程序、数据和相关文档的集合；用于实现计算机系统所需要的逻辑方法和控制过程（2）软件危机的含义、表现、产生原因（客观、主观）答：计算机软件开发和维护过程中遇到的一系列严重问题。
软件危机的表现：①对软件开发成本和进度的估计很不准确②已完成的软件不能满足用户需求③软件质量差④软件不可维护⑤软件没有开发文档⑥软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升⑦软件生产率跟不上硬件的发展和计算机迅速普及的趋势与软件的特点有关（客观原因）：①软件是计算机系统中的逻辑部件，缺乏“可见性”，管理和控制软件开发过程相当困难②软件在使用期间不存在机械磨损和老化问题，一旦发现错误，通常意味着修改原来的设计，因此软件难维护③软件规模庞大，程序复杂性增加，需多人分工合作（不能保证每个人完成的工作合在一起构成一个高质量的大型软件系统）与软件开发和维护的方法不正确有关（主观原因）：①开发无计划②忽视软件需求分析的重要性③轻视软件维护④无过硬评测手段⑤缺乏有力的开发方法和工具⑥不重视开发文档等软件配置（3）软件工程学科包括的内容（三要素）、解决的主要问题答：（1）软件工程定义：1）软件工程是指导计算机软件开发和维护的工程学科 2）采用工程化的概念、原理、技术和方法来开发和维护软件3）将经过时间考验而证明正确的管理技术和开发技术结合起来，以较经济的手段开发出高质量的软件并有效维护它2）软件工程方法学的三要素：①方法：完成软件开发各项任务的技术方法②工具：为方法的高效运用，而提供的自动或半自动的软件支撑环境③过程：为了获得高质量的软件所需要完成的一系列任务的框架，它规定了完成各项任务的工作步骤（4）软件生命周期的含义、组成阶段及各阶段主要任务答：软件生命周期：一个软件从定义、开发、运行维护，直到最终被废弃要经历一个漫长的时期，这个时期称为软件生命周期。
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——系统中硬件及其组织结构 ——计算机处理过程的设计质量
中间文件的数量 文件的存取方法 子程序的安排及软件编制质量
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6.1 系统设计概述
系统设计的目标—可靠性
系统的可靠性是指系统运行过程中，抵抗异 常情况（人为的和机器的故障）的干扰、保证 系统正常工作的能力
系统的运行效率包括三个方面的内容，即：
——处理能力 指在单位时间内能够处理的事务 个数
——处理速度 指处理单个事务的平均时间 ——响应时间 指从发出处理要求到给出回答所
用的时间
不同处理方法的系统，其运行效率有不同的 含义。不同计算模式；对请求的不同响应方式
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6.1 系统设计概述
系统设计的目标—运行效率
——平均维护时间（MTTR）：指发生故障后 平均每次所用的修复时间，它反映系统可维护 性的好坏
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6.1 系统设计概述
系统设计的目标—可靠性
系统的有效性： 系统的有效性 = MTBF / (MTBF+MTTR)
提高系统可靠性的途径主要有： ——设计中尽可能地避免出错 ——对可能出现的错误，系统要有完善的检、 纠错功能和对安全的考虑 ——对可能的错误进行出错冗余设计
设计思想： ——基本思想是对问题要有一个总的看法，由 概括到具体、逐层分解问题
——强调把一个系统设计成具有层次式的模块 化结构，并且用一组标准的准则和工具帮助系 统设计人员确定组成系统的模块及相互关系
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6.2 结构化设计原理
结构化设计方法
设计思想： 结构化系统设计（structured system design） 方法体现了自顶向下、逐步求精的原则，采用 先全局后局部、先总体后细节、先抽象后具体 等过程开发系统，从而使系统结构清晰，可读 性、可修改性、可维护性等指标优异
系统设计过程中，始终要明确应用计算机处 理和人工处理的界线
系统设计中要避免这样两种倾向： ——一味地追求计算机处理，将许多只能由人完成的
工作交计算机去干，从而造成设计的复杂和不够科学
——把本该由计算机完成的工作交由人去处理，从而
使新系统的功能、性能以及用户的目标得不到体现
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6.1 系统设计概述
系统设计的目标—划分计算机处理与人工处理
两种处理过程的不同特点：
——处理速度不同。（阅卷；编目） ——概念的精确程度不同。（涉及语义的工作） ——对处理的信息的结构化程度要求不同 ——工作效率的稳定性不同 ——意外情形的处理 ——费用的考虑
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6.1 系统设计概述
系统设计的目标—划分计算机处理
——复杂的科学计算，大量重复的数学运算、统计、 汇总、报表、数据库检索、分类、文字处理、图形图 象基本处理、有关数据的采集、通信等应由计算机完 成
——传统的人工判定，目前没有成熟的技术可以应用， 或代价太高，则仍用人工处理
——决策性问题中，计算机尽可能提供决策依据，由 人进行最后决策
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6.1 系统设计概述
系统设计的任务
计算机系统及其它硬设备的选择 系统的分解与组织 原始数据的组织和输入 输出信息的方式和管理 文件与数据库的组织和管理 代码的设计与确定 通信网络的设计 系统的安全保密性设计 系统实施计划 其它
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6.1 系统设计概述
系统设计的目标
——计算机技术的发展及领域的不断扩大与复 杂，使得程序流程图不能满足设计的需要
—— 70年代以来，出现了多种设计方法，其 中 有 代 表 性 的 是 结 构 化 设 计 方 法 、 Jackson 方 法、Warnier方法和Parnas方法
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6.2 结构化设计原理
结构化设计方法
更快、更准、更多地提供资料 更多、更细的处理功能 更有效、更科学的管理方法
系统设计的目标是：在保证实现逻辑模型的
基础上，尽可能地提高系统的各项指标，即系 统的运行效率、可靠性、可修改性、灵活性、 通用性和实用性。正确划分人工处理与计算机 处理。
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6.1 系统设计概述
系统设计的目标—运行效率
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6.1 系统设计概述
系统设计的目标—可修改性
这些变化包括：
——系统需求和环境的变化 ——现代信息技术如计算机技术、管理决策
方法等的发展 ——系统本身总是处于不断地完善之中，不
适应或错误在所难免
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6.1 系统设计概述
系统设计的目标—划分计算机处理与人工处理
——设计人机接口，考虑时间的匹配，代码的统一、 格式的协调等
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◆ 系统设计概述 ◆ 结构化设计原理 ◆ 模块化设计 ◆ 面向数据流的设计 ◆ 面向数据结构的设计 ◆ HIPO图
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6.2 结构化设计原理
结构化设计方法
历史沿革：
——早期的计算机应用，由于受到硬、软件的 限制，只是编制了一些简单程序，其设计工具 是程序流程图
——软件可靠性：随着软件工具水平而提高 ——硬件可靠性：冗余设计
系统的可靠性包括：检、纠错的能力，对错 误的容忍能力，排除错误的能力等
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6.1 系统设计概述
系统设计的目标—可靠性
衡量系统可靠性的重要指标：
——平均故障间隔时间（MTBF）：指平均的 系统前后两次发生故障的时间，这反映了系统 安全运行的时间
◆ 系统设计概述 ◆ 结构化设计原理 ◆ 模块化设计 ◆ 面向数据流的设计 ◆ 面向数据结构的设计 ◆ HIPO图
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系统设计（System Design）就是为实现 系统分析提出的系统逻辑模型所作的各种 技术考虑和设计
系统设计又称为系统的物理设计，即是 根据新系统逻辑模型建立系统的物理模型
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6.1 系统设计概述
系统设计的目标—可修改性
系统的可修改性是指系统容易修改程度，没 有一个定量的标准，而是通过比较得出的结果
应用合理的系统设计原则，能够对系统的可 修改性产生积极的影响。（系统分解的好坏）
系统的可修改性之所以重要，是因为一个系 统从设计到建成运行，总是处于不断的变化之 中，这就必然引起修改和维护