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。
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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
27
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。