系统设计-模块划分
计算机软件的整体架构与模块划分
计算机软件的整体架构与模块划分一、引言计算机软件的整体架构和模块划分是软件开发过程中的重要环节。
它涉及到软件系统的设计、开发、测试和维护等方面，对于软件项目的成功实施具有决定性的影响。
在本文中，将重点介绍计算机软件的整体架构和模块划分的基本概念、原则以及常用的划分方法。
二、整体架构的概念和原则计算机软件的整体架构是指软件系统的整体结构和组成方式。
它包括了软件系统的各个模块之间的关系、数据流动的方式以及功能的分配等内容。
整体架构的设计需要符合一些基本原则，以确保软件系统具有高效、可靠以及可维护的特性。
1. 模块化原则模块化原则是指将软件系统按照一定的逻辑关系划分为若干相对独立的模块，每个模块负责一部分的功能。
通过模块化的设计，可以提高软件的可维护性和可重用性。
2. 层次化原则层次化原则是指将软件系统的功能划分为不同的层次，每个层次负责一种功能。
例如，将软件系统的用户界面、业务逻辑和数据存储等划分为不同的层次。
通过层次化的设计，可以降低系统的复杂性，并且提升系统的可扩展性。
3. 松耦合原则松耦合是指模块之间的依赖关系尽可能的降低。
各个模块之间通过接口进行通信，模块之间的耦合度降低，可以提高模块的独立性和复用性。
三、模块划分的常用方法模块划分是指将软件系统按照特定的规则划分为若干相互依赖的模块。
通过模块划分的方式，可以将复杂的软件系统分解为较小的模块，以提高软件的易读性、可测试性以及可维护性。
下面介绍几种常用的模块划分方法。
1. 功能模块划分功能模块划分是一种将软件系统按照功能进行划分的方法。
将软件系统的各个功能模块划分为独立的单元，每个模块负责一个具体的功能。
例如，一个电子商务系统可以划分为用户管理模块、商品管理模块、订单管理模块等。
2. 数据模块划分数据模块划分是一种将软件系统按照数据流动的方式进行划分的方法。
根据软件系统中的数据交互关系，将数据相关的模块进行划分。
例如，一个学生信息管理系统可以划分为学生信息录入模块、学生信息查询模块、学生成绩统计模块等。
软件系统详细设计方案
软件系统详细设计方案软件系统详细设计方案是在软件系统概要设计的基础上，对具体实现细节进行进一步详细的规划和设计，包括系统的模块划分、模块的功能描述、模块之间的交互设计、数据库设计、数据流程设计等。
本系统主要包括四个模块：用户管理模块、产品管理模块、订单管理模块和数据统计模块。
1. 用户管理模块：该模块实现用户的注册、登录、个人信息管理等功能。
其中，用户注册时需要输入用户名、密码、邮箱等信息，系统需要对用户输入进行合法性验证。
用户登录时需要输入用户名和密码，系统需要验证用户的登录信息，并根据权限设置用户的访问权限。
用户可以管理自己的个人信息，包括修改用户名、密码和邮箱等。
2. 产品管理模块：该模块实现对产品的增删改查功能。
管理员可以添加新的产品信息，包括产品名称、价格、库存等信息。
管理员还可以修改和删除已有的产品信息。
用户可以通过关键字搜索产品信息，并可以根据价格对产品排序。
3. 订单管理模块：该模块实现订单的生成、查看和取消功能。
用户可以将产品添加到购物车中，生成订单。
订单生成时需要用户确认订单信息，并输入收货地址等相关信息。
用户可以查看自己的订单信息，并可以取消未发货的订单。
4. 数据统计模块：该模块主要用于对系统中的数据进行统计和分析。
管理员可以查看产品的销售情况，包括某段时间内的销售量、销售额等。
管理员还可以查看用户的购买情况，包括某段时间内的用户注册量、下单量等。
数据库设计方面，可以使用关系型数据库，如MySQL。
数据库中可以定义用户表、产品表和订单表。
用户表包括用户名、密码、邮箱等字段，产品表包括产品名称、价格、库存等字段，订单表包括订单号、用户ID、产品ID、订单状态等字段。
数据流程设计方面，可以使用流程图表示系统的各模块之间的交互过程。
例如，用户登录流程包括用户输入用户名和密码、系统对用户输入进行验证、系统根据权限设置用户访问权限等步骤。
总结：本系统的详细设计方案主要包括系统模块划分、模块功能描述、模块之间的交互设计、数据库设计和数据流程设计。
4_第三章系统的层次化设计和模块划分
系统的层次化设计和模块划分 Ø 3.2
层次结构和模块划分及修改
随着技术的发展，IC设计的规模越来越 大。系统设计公司为了降低整个系统的成本 ，提高设计的性能，总是希望把更多的电路 集成到单一的芯片里，即发展系统芯片（ System On Chip，简称SOC）。 IC系统设计中，层次化设计越来越广泛。
2
系统的层次化设计和模块划分
Ø
Ø
3.1.1 设计物体（Design Object）
1. 设计（Design）： 设计就是完成一定逻辑功能的电路描述，设计可以是单独的一个 描述也可以在内部包含其他的子设计，虽然子设计是当前设计的一部 分，但是Synopsys 将它们当作另外的设计来看待。 2. 端口（Port）： 一般就是指设计的输入、输出端，它是设计与外界联系的窗口。 [get_ports *] 3. 时钟（Clock）： 时钟的源可以是端口也可以是引脚，时钟的指定可以在库的内部也 可以用dc_shell 的命令来实现。[get_clocks *] 4. 连线（Net）： 连线可以将端口或引脚相互连接起来实现设计的组装和电路的连 通。 [get_nets *] 5. 单元（Cell）： 它是子设计在设计中的实例（instance）名，在Synopsys 术语中 单元和实例不区分对待，它们都是单元。[get_cells *] 6. 引脚（Pin） 它是设计内部单元的输入、输出端，与端口不同的是，端口是设计 用来对外联系的。[get_pins *]
系统的层次化设计和模块划分
Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
reset_design set_all_in_ex_clk [remove_from_collection \ [all_inputs] [get_ports Clk]] create_clock –period 8 [get_ports Clk] set_input_delay –max 4.8 –clock Clk $all_in_ex_clk set_output_delay –max 4.8 –clock Clk [all_outputs] set_operating_condition –max slow_125_1.62 set_wire_load_model –name 40KAGTES set_driving_cell –lib_cell inv1a1 $all_in_ex_clk set MAX_LOAD [expr [load_of \ ssc_core_slow/buf1a1/A] * 10 ] set_max_capacitance $ MAX_LOAD $all_in_ex_clk set_load [expr $MAX_LOAD * 4 ] [all_outputs] compile
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。
软件系统详细设计文档
软件系统详细设计文档软件系统详细设计文档是一份用于指导软件开发人员进行编码和实施工作的文档。
它包含了系统的架构设计、模块设计、数据流设计等详细信息，是软件开发过程中必不可少的一环。
以下是一个可能的软件系统详细设计文档的结构和内容，内容的详细程度可以根据实际情况进行调整。
1.引言-文档目的：简要介绍文档的目的和重要性。
-文档范围：明确文档所覆盖的软件系统的范围和要求。
2.系统概述-系统目标：概述软件系统所解决的问题和目标。
-系统架构：描述整个系统的架构，包括各个模块之间的关系、数据流图等。
3.模块设计-模块划分：将整个系统划分为若干个模块，每个模块负责特定的功能。
-模块功能：对每个模块进行详细描述，包括输入、输出、算法流程等。
-模块接口：描述模块与其他模块之间的接口和通信方式。
4.数据流设计-数据流图：绘制数据流图，展示数据在系统中的流动过程。
-数据结构：描述系统中使用的各种数据结构，包括类、表、文件等。
-数据处理：对数据的处理过程进行描述，包括输入验证、数据转换等。
5.用户界面设计-界面布局：设计用户界面的布局和组件的摆放位置。
-功能描述：详细描述每个界面上的功能和操作逻辑。
-用户交互：描述用户与界面之间的交互方式，包括输入和输出的格式要求。
6.系统性能设计-系统性能要求：列举系统的性能指标和要求，如响应时间、并发处理能力等。
-性能优化：描述为了满足性能要求所进行的系统设计和优化手段。
7.安全性设计-安全考虑：描述系统在设计过程中考虑的安全因素，如用户认证、权限控制等。
-安全措施：介绍系统中采取的安全措施，如数据加密、防止代码注入等。
8.测试设计-测试策略：描述系统的测试策略和方法。
-测试用例设计：列举系统各个功能的测试用例。
9.部署设计-系统部署：描述系统的部署方式和环境要求。
-系统维护：介绍系统的维护和升级策略。
10.总结-总结设计文档的主要内容和目标。
以上是一个可能的软件系统详细设计文档的结构和内容，具体的设计文档可以根据实际项目的需求进行调整。
系统模块划分：如何合理划分系统模块,实现模块化、高内聚、低耦合的设计
系统模块划分：如何合理划分系统模块，实现模块化、高内聚、低耦合的设计介绍系统模块划分是软件开发中非常重要的一环，它决定了软件系统的设计结构和组织方式。
合理划分系统模块可以带来诸多好处，如增强代码的可读性和可维护性，提高开发效率，降低系统复杂度等。
本文将探讨如何进行合理的系统模块划分，以实现模块化、高内聚、低耦合的设计。
什么是系统模块划分系统模块划分是将大型软件系统划分为若干相互独立、可复用的模块的过程。
每个模块都有特定的功能和责任，通过模块之间的协作和交互来完成系统的各项任务。
模块的划分需要考虑系统的需求、功能和架构，以及具体的开发环境和资源限制。
模块化的优势模块化设计具有许多优势。
首先，模块化能够提高代码的可读性和可维护性。
模块化将系统划分为多个小模块，每个模块负责特定的功能。
这样一来，每个模块的代码将更加简洁明了，易于理解和维护。
在修改系统时，我们只需要关注特定的模块，而不用担心影响其他模块的功能。
其次，模块化可以提高开发效率。
模块化将大型系统划分为多个小模块，可以将开发任务分配给多个开发人员或团队并行处理。
这种并行开发的方式可以节省开发时间，并提高开发效率。
模块化还可以促进代码的复用，减少重复开发的工作量，提高开发的重复利用率。
系统模块划分的原则为了实现模块化、高内聚、低耦合的设计，我们需要遵循一些原则进行系统模块的划分。
下面是一些常用的系统模块划分原则。
单一职责原则单一职责原则是指每个模块应该只负责完成一个单一的功能或任务。
一个模块的功能应该尽量单一而独立，避免一个模块承担过多的责任。
这样可以保证每个模块的代码简洁清晰，易于理解和维护。
例如，在一个电商系统中，可以将购物车模块、订单模块和用户模块等划分为独立的模块，每个模块负责自己的功能。
高内聚原则高内聚原则是指一个模块内部的各个组成部分之间应该紧密相关，协同工作。
一个模块内的各个组件应该具有高内聚性，即功能相关，相互依赖，共同完成一个任务。
软件体系结构设计中的系统模块划分与关系设计方法研究
软件体系结构设计中的系统模块划分与关系设计方法研究在软件体系结构设计中，系统模块的划分和关系设计是确保软件系统高效运行和易于维护的重要步骤。
本文将探讨系统模块的划分和关系设计方法，旨在为软件开发人员提供指导和参考。
一、系统模块划分方法1. 功能模块划分功能模块划分是按照系统的不同功能需求将软件系统划分为独立的模块。
将整个系统拆分为多个功能模块，每个模块负责完成特定的功能，提高系统的可维护性和可扩展性。
划分功能模块时，可以根据业务逻辑、用户需求和功能独立性进行划分。
2. 数据模块划分数据模块划分是根据系统中涉及的数据类型、数据结构和数据处理方式将软件系统划分为独立的模块。
通过将数据和功能相关的模块划分放在一起，提高了系统的内聚性和模块的重用性。
常见的数据模块划分方法包括按照数据类型（如用户数据、产品数据）、按照数据处理方式（如数据输入模块、数据处理模块）等。
3. 面向对象模块划分面向对象模块划分是基于面向对象的软件设计思想，将软件系统划分为独立的对象模块。
每个对象模块都包含了数据和操作数据的方法，模块之间通过消息传递实现交互。
面向对象模块划分方法能够提高系统的灵活性和可维护性，并且易于拓展和复用。
二、系统模块关系设计方法1. 依赖关系设计依赖关系是指一个模块对其他模块的功能有依赖性。
在模块关系设计时，需要明确模块之间的依赖关系，将依赖的模块放在被依赖的模块之前。
这样可以确保模块按照正确的顺序加载和初始化。
依赖关系的设计是系统模块之间顺利协作的基础。
2. 接口设计接口设计是为了确保模块之间能够正确地进行数据传递和交互。
每个模块都应该明确定义接口，包括输入输出参数、函数调用规范等。
接口设计的好处是降低模块之间的耦合性，提高系统的可维护性和可扩展性。
3. 组合关系设计组合关系是指一个模块由多个更小的模块组合而成。
通过将模块组合起来，可以提高系统的复杂性管理和代码复用性。
在组合关系的设计中，需要注意模块之间的关系和依赖，并确保模块之间的功能清晰分离，减少模块之间的耦合性。
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。
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变换中心（central transform）：在DFD中除输入臂和输 出臂之外的、包含系统主要本质处理的部分称之为变换中 心。
(3)对系统的每一股输入和输出，都用上面的 方法找出相应的逻辑输入、输出
(4)确定主加工——位于逻辑输入和逻辑输出 之间的加工，就是系统的主加工。
(5)注意： 有的系统只有输入和输出两部分，没有主
加工 根据经验，几股数据流的汇合处往往是 系统的主加工 每个人都可以有自己的看法，找出来的主
①简况 变换分析法也称为数据流方法（data flow
method）或以变换为中心的设计方法 （transform-centered design），是一种面 向过程的结构化设计方法。该方法是1974 年由Yourdon和Constantine等人提出的， 也称之为Yourdon方法。
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1.变换分析法（transform analysis）
物理模型
系统设计的任务与目标
任务
总体设计：子系统划分或模块设计 详细设计：代码、数据库、I/O、处理设计
目标
工作质量好 工作效率高 可靠性高 可扩充性和可维护性好 性价比高
子系统划分或模块设计
系统流图层次的转换
数据流图与模块结构
书上实例：
顾客ID
验证结果
饭菜信息
验证顾客 身份
挑选饭菜 窗体
订购数量
计算订单 费用
消费额
订单登记窗体
订单细节
检查顾客 信用
记录订单
订单ID
订单细节 付款信息
处理订单 交易窗体
产生确认 信息窗体
数据库 管理系统
在线信用 验证
在线交易 服务
模块及其层次分解
模块，就是可以组合、分解和更换的单元，是组 成系统、易于处理的基本单位。
第五章 系统设计
--结构化设计方法
系统 维护
系统 评价
开发 设计
初步 调查
可行性 研究
验收
系统运行和维护
系统规划
审批
系统
转换
系统实施
详细
系统分析
调查
编程 调试
审查
系统设计
详细 设计
总体 设计
逻辑 设计
审计
阶段
回答的中心问题
成果
系统分析 “做什么” 明确系统功能 逻辑模型
系统设计
“怎么做”
如何实现系统说明 书规定的系统功能
系统中的任何一个处理功能都可以看作是一个模 块。
结构化设计就是根据模块设计的原则把数据流程 图转化为结构图（即系统的控制结构图或模块结 构图）,而结构图是描述系统功能层次和功能模块 关系的图,通常为树形结构。
结构化设计方法
变换分析法 事务分析法 混合结构分析方法
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1.变换分析法（transform analysis）
变换分析法通常用于将底层的DFD转换成系统模块 结构图。
适合于变换分析的DFD是一个线性的顺序结构，由 输入臂、输出臂和变换中心3部分组成。其中变换 中心使系统数据发生本质的变化，输入臂将物理 输入变换成逻辑输入，而输出臂将逻辑输出变换 成物理输出。
变换中心型DFD的特点：线状结构；可明显地分成
15
确定方法
(1)确定逻辑输入——离物理输入端最远的，但仍可被看作 系统输入的那个数据流。
输入臂
输入 信息
格式 检查
变换中心
正确 信息
处理
结果
输出臂
显示
数据
物理 输入
逻辑 输入
逻辑 输出
物理 输出
方法：从物理输入端开始，一步步向系统的中间移动，
直至达到这样一个数据流：它已不能再被看作为系统的输 入，则其前一个数据流就是系统的逻辑输入。
输入臂
处理中心
输出臂
22
由于处理D的输入d和k分别来自处理B和处理C，而其 输出中只有一个e；处理E将一个输入e变成f和h，因此， 可以断定DFD中的输入臂、输出臂和变换中心。如下 图所示。
1.变换分析法（transform analysis）
其次，构造初步的结构图。关键是确定主控模块（最高模 块）
第二种方法是先识别变换中心，向变换中心提供输入的部 分即为输入臂，接受变换中心处理结果的部分即为输出臂。 确定一个处理泡泡是否属于变换中心，可以根据数据流经 过该处理泡泡处理后有无发生本质变化，如果发生了本质 变化，则该泡泡就属于变换中心，否则就不属于变换中心。
21
1.变换分析法（transform analysis）
加工可能也不同，但一般不会相差太远。
1.变换分析法（transform analysis）
实例: 将如图所示的抽象的数据流程图转换为 结构图
20
1.变换分析法（transform analysis）
首先，识别上述DFD中的输入臂、输出臂和变换中心。识 别方法有两种：
第一种方法是先确定输入臂和输出臂，剩下的就是变换中 心；
主控模块的功能主要是协调控制、进行决策。 主控模块的确定有两种方法： 雇佣（hiring-a-boss）和提升（promoting-a-boss）。 以雇佣方法构造结构图时，假想一个主控模块，然后将输
输入、中心加工、输出三部分。 输 入 路
输
变换
出
中心
路
径
径
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例如：
输入臂Leabharlann 变换中心输入正确
信息
信息
格式
检查
结果
处理
输出臂
数据
显示
物理 输入
逻辑 输入
逻辑 输出
物理 输出
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输入臂、输出臂和变换中心
输入臂（afferent）：在DFD中将物理输入转换成逻辑输 入的部分。物理输入指驻留在文件中的记录或数据项，物 理输入包括数据的输入介质和设备等。物理输入在处理之 前首先必须去掉其物理特征，然后对其进行编辑、检验、 排序、格式转换等。
(2)确定逻辑输出——离物理输出端最远的，但仍可被看作 系统输出的那个数据流
输入臂
输入 信息
格式 检查
变换中心
正确 信息
处理
结果
输出臂
显示
数据
物理 输入
逻辑 输入
逻辑 输出
物理 输出
方法：从物理输出端开始，一步步向系统的中间反方向移动，
直至达到这样一个数据流：它已不能再被看作为系统的输出， 则其后一个数据流就是系统的逻辑输出。
变换分析法是建立在模块化、自顶向下逐步求精 和结构化程序设计基础之上的,
其实质是从系统分析中所构造的业务系统过程模 型（即DFD）来导出软件的总体结构。
也就是说，该方法是从处理过程的角度建立了问 题结构与软件结构之间的对应关系。
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1.变换分析法（transform analysis）