第4章 总体设计_结构化软件设计_概要设计4-2

网络层 数据链路层 物理层
中继系统 网络层
数据链路层 物理层 物
数据链路层 物理层 理 介 质
优点：支持增量式开发。 缺点：系统构成，性能保证较困难。
五、控制摸型 考虑子系统之间的控制流。控制方式分为： 1.集中式控制
主程序
传感器进程
传动装置进程
系统控制器
程序1 程序2 程序3
程序11
程序12
程序31
1.2 软件体系结构
1 层次体系结构
OSI七层模型
会话层 应用层 表示层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
图4-1
2 C/S结构
图4-2
3 B/S 结构
图4-3
4 B/S和C/S比较 1. C/S的优点 (1)能充分发挥客户端PC的处理能力，很多工作可以在客户 端处理后再提交给服务器。对应的优点就是客户端响应 速度快。 (2)可以减轻服务器端压力，如果用户的需求特别复杂，用 C/S。 2. C/S的缺点： (1)只适用于局域网。而随着互联网的飞速发展，移动办公和 分布式办公越来越普及，这需要我们的系统具有扩展性 。这种方式远程访问需要专门的技术，同时要对系统进 行专门的设计来处理分布式的数据。 (2)客户端需要安装专用的客户端软件。系统软件升级时，每 一台客户机 需要重新安装，其维护和升级成本非常高。
第一级是数据库管理结点(database management node)。 第二级或中间级是“商业逻辑结点” (business logic node),是指具体应用中实施的 程序逻辑和法则。 第三级是用户界面级，强调高效、方便易用的用户界面。
ClientA
服 务 器 ClientB ClientC
模块之间的相互影响小，当一个模块出错时，
由于模块之间的联系小，其他模块受到的错误波及
也小，从而提高了系统的可靠性。
（3 ) 系统易于测试和维护。
模块的独立程度可以由两个定性标准衡量， 即模块间的耦合性和模块的内聚性。 耦合性（不同模块）： 衡量不同模块彼此间互相连接的紧密程度； 内聚性（一个模块）： 衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度
程序32
计算进程
用户界面
故障处理器
控制的调用—返回模型
实时系统的集中式模型
2.事件驱动系统 —由外部产生的事件来驱动系统
分为：
广播模型
中断驱动的模型
3.3 模块分解
软件设计是软件开发过程的重要阶段，对保证 软件系统的质量起着关键作用。但是如何保证软件 设计的质量呢？有以下经过长期考验的设计准则：
1.软件结构的准则
1. 两层客户机/服务器模型 Two Tier Client/Server Architectural Model
客户1 客户2 客户N 请求 网络 请求
结果
服务器1
服务器2
两层Client/Server结构
服务器M
C/S的工作模式是一种远程过程调用(RPC，Remote Procedure Call)模式，允许客户端和服务器端有不同的 软硬平台。
C/S结构是一种分布式模型，采用发请求、得结果 的模式： 客户机 向服务器发出请求(数据请求、网页请求、文件 传输请求等等)， 服务器 响应请求，进行相应的操作，将结果回传给客 户机，客户机再将格式化后的结果呈现给用户。
C/S结构的应用都由三个相对独立的逻辑部分组成：
用户界面 应用逻辑
数据访问
三种逻辑之间的关系
picture server digitised photograp hs
hypertext server hypertext web
电影图片库的系统的体系结构
完整的应用包含三个相对独立的逻辑部分，而两层 的C/S结构只有两个端应用。应用逻辑应该映射到哪一端 上呢？ 三种情况：
C/S应用1
客户端 用户界面 逻辑应用
2. 模块化准则
3.软件独立性准则 这些设计准则直接影响到体系结构的设计过 程的主要活动——系统分解和模块分解。
2 概要设计原则
2.1 结构化设计原则
1．模块化。 模块一般具有如下三个属性（功能、逻辑、状态）： （1）功能：指该模块实现什么功能，解决什么需求。该模 块本身的功能与它所调用的所有子模块功能之合。 （2）逻辑：即描述模块内部如何做，即模块内部的执行过 程。
• 模块之间具有较高的独立性是设计软件系统的一 个关键，其重要性主要体现在以下几个方面 : 系统容易开发、可靠性高、易于测试和维护
2.2 模块独立性
（1) 系统容易开发；
由于模块之间接口简单, 当许多人分工合作 开发同一个软件时, 可以简化合作者之间的协调 工作，提高系统开发的效率。
（2）系统可靠性高；
软件工程
E-mail:xu201@
一、设计的概述（结构化DFD 、面向对象） 二、设计模型 三、结构化设计方法 四、面向对象设计方法 五、案例分析
chapter__3
2
第4章总体设计_结构化软件设计
1 概要设计综述 1.1 概要设计的内容 结构化概要设计的步骤如下： （1）确定体系结构（层次、C/S、B/S）； （2）进行模块划分； （3）确定系统接口； （4）制定设计规范； （5）确定用户主界面； （6）确定主要的算法； （7）异常处理设计； （8）书写概要设计说明书
“对象(Object)”——提供服务的系统组件(System Component)。
每个对象在逻辑上是平等的，它们可以互相为对方提 供所需的服务。 提供服务的对象就是服务器，而提出服务请求的对象 就是客户。
O1 S(O1)
O2 … S(O2) 软件总线(ORB) 分布式对象结构
On S(On)
“软件总线(Software Bus)”的中间件(Middleware) 即对象请求代理(Object Request Broker，简称ORB) 分布式对象结构具有很好的开放性和透明性，用 户可以非常方便地在总线上添加、更新或删除组件对 象。
例：Two Tier Client/Server Architectural Model
client1 client2 client3 client4
Wide-bandwidth netwok
Catalogue server
catalogue
video server Film clip files
2. B/S的优点 (1)可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。只
要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。 (2)B/S架构的软件对一个稍微大一点单位来说，系统管理人员 不需要在几百甚至上千部电脑之间来回奔跑，只需要管理服 务器就行了，所有的客户端只是浏览器，根本不需要做任何 的维护。 (3) B/S 建立在广域网上, 面向不同的用户群, 分散地域, 这 是C/S无法作到的. 与操作系统平台关系最小. B/S架构的软件系统的扩展非常容易，只要能上网，系统管 理员分配一个用户名和密码，还可以在线申请等。
在模块设计时要尽量做到六个字： “高内聚低耦合”。
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在进行物理模型设计时就遵循这两条原则： （1）一个模块内部各个元素之间的联系越紧密越好，即 要使模块具有较高的内聚性。 （2）各个模块之间的信息联系要尽可能地减少，即模块 的耦合性要尽可能的低。
耦合是对一个软件结构内各个模块之间相互关联的度量。 模块间耦合的强弱取决于模块间接口的复杂程度、调用模 块的方式以及通过模块间接口的信息。
流行的ORB技术标准有： 1.CORBA(Common Object Request Broker Architecture) 公共对象请求代理体系结构。由对象管理组织OMG （Object Management Group）提出的应用软件体系结 构和对象技术规范。
(Distributed
ClientD
第三级
business logic node（商业逻辑结点）
客 户 机

Security
（安全）

Event
（事件）

Search
（搜索）
第二级
Database management node
（数据库管理结点）
第一级
在多层模型中，中间层会用到应用服务，包括事务服 务、消息服务等等。常见的事务服务器有Microsoft Transaction Server，消息服务器有Microsoft Message Queue。
客户端 用户界面
应用服务器1 应用服务器n
应用逻辑
…
服务器 数据访问
应用逻辑
网 络 多层应用模型
三、分布式对象结构(Distributed Objects Architecture) 在C/S模型中，客户和服务器在服务/请求上的差别， 在一定程度上限制了系统的灵活性和可扩展性。
采用分布式对象结构 ：
一、仓库模型（The repository model） 各子系统共享中央数据库中的数据—共享容器模型 各子系统有自己的数据库，子系统之间通过消息传 递实现数据交换。
设计编辑器 设计转换器 代码生成器 程序编辑器
项目存储
设计分析器
报告生成器
集成CASE工具集的体系结构
适宜命令控制系统、CAD系统
仓库模型的主要优缺点： 优点： 1.共享大数据量的有效方法。 2.子系统不必关心其它的子系统如何使用它所产生的数 据。 3.易于将新子系统集成，若新子系统也采用相同规范 。
•
3.2 模块结构图
模块名
模块：用矩形框表示，并用模块的名字标记。 调用关系：箭头从调用模块指被调用模块。 被调用模块执行完成后，控制又返回到调用模块。 模块间的数据传递：用尾端带有空心圆的短箭头表示数据信息。 模块间的控制信息传递：用尾端带有实心圆短箭头表示控制信息。