软件工程总体设计

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模块独立（一）


定义：是指每个模块完成一个相对独立的特定子功能， 并且和其他模块之间的关系很简单。 优点： 容易设计和开发。功能分割相对独立，可以简化 接口，并且便于分工合作开发。 独立的模块比较容易测试和维护。 度量标准： 耦合：衡量不同模块彼此间互相依赖(连接)的紧 密程度。 内聚：衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧 密程度。
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信息隐藏与局部化



定义：划分模块时，使得一个模块内包含的信息(过程和 数据)对于不需要这些信息的模块来说，是不能访问的。 即隐藏每个模块所包含的私有信息。 所谓局部化是指把一些关系密切的软件元素物理地 放得彼此靠近。局部化有助于实现信息隐藏。 应用：在模块中，隐藏的是模块的实现细节；模块之间 的交互是为了完成系统功能而必须交换的信息。 优点：易修改。
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逐步求精

定义：是一种自顶向下的设计策略：通过逐步分解 对功能的宏观陈述而开发出层次结构，直至最终得 出用程序设计语言表达的程序。 实质：求精就是细化的过程。 求精与抽象的关系：互补性：抽象使设计者说明过 程和数据，但却忽略低层的细节；逐步求精则帮助 设计者在设计过程中逐步揭示出低层的细节。
8. 书写文档


பைடு நூலகம்

9. 审查和复审


技术审查－－系统开发方 管理复审－－系统使用者
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5.2 设计原理
模块化 抽象 逐步求精 信息隐藏和局部化 模块独立

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模块化（一）



定义：是指能够相对独立的实现一定功能的程序代码。 简单的讲，模块化就是把程序划分成独立命名且可独 立访问的模块，每个模块完成一个子功能，把这些模 块集成起来构成一个整体，可以完成指定的功能满足 用户的需求。“复杂的问题分解成许多容易解决的小 问题”。 表现形式：过程、函数、子程序、宏；面向对象方法 学中的对象、对象内的方法。 优点： 软件结构清晰，便于设计、交流 容易测试、调试，有助于提高软件的可靠性 提高软件的可修改性 有助于软件开发项目的组织与管理
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模块独立（二）：耦合分类




数据耦合：两个模块间通过参数交换的信息仅是必须的 数据。 控制耦合：传递的交换信息中有控制信息，有时这种控 制信息以数据的形式出现。 特征耦合：整个数据结构作为参数传递而被调用的模块 只需要使用其中的一部分数据元素。即：被调用的模块 可以使用的数据多于它确实需要的数据，这将导致对数 据的访问失去控制。 公共环境耦合：两个或多个模块通过一个公共数据环境 相互作用。公共环境可以是全程变量、共享的通信区、 内存的公共覆盖区、存储介质上的文件、物理设备等。 内容耦合：下列情况之一 一个模块访问另一个模块的内部数据 一个模块不通过正常入口而转到另一个模块的内部 两个模块有一部分程序代码重叠 一个模块有多个入口(这意味着一个模块有几种功能)
综合分析、对比各种合理方案的利弊，推荐一个最佳的方案， 并为推荐的最佳方案制定一个详细的实现计划。 用户和有关人员评审所推荐的最佳方案。
3. 推荐最佳方案

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典型的总体设计过程（二）
4. 功能分解

确定系统有哪些模块构成，以及这些模块之间的关 系。 对于复杂的功能或模块，结合数据流图，进一步分 解。 系统软件是由实现各个子功能的模块构成，软件结 构是指模块组成的层次关系。 软件结构用层次图或结构图表示。 数据流图细化到适当的层次，可以映射出软件结构。 结合需求分析阶段所确定的系统数据需求，进一步 设计数据库。
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模块独立（二）（续） 耦合应用原则
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模块化（二）

缺点：当模块数目增加时每个模块的规模将减小， 开发单个模块需要的成本(工作量)减少了；但是， 随着模块数目增加，设计模块间接口所需要的工作 量将增加，并且在模块交互时易发生错误。 图5.1 模块化和软件成本
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抽象


定义：是指抽出事物的本质特性并加以描述，但是不考 虑它们的细节。 应用：一个复杂系统可以用一些高级的抽象概念构造和 理解，这些高级概念又可以用一些较低级的概念构造和 理解，如此进行下去，直至最低层次的具体元素。 软件工程过程的每一步都是对软件解法的抽象层次 的一次精化。在可行性研究阶段，软件作为系统的一个 完整部件；在需求分析期间，软件解法是使用在问题环 境内熟悉的方式描述；当由总体设计向详细设计过渡时， 抽象的程度随之减少；最后，当源程序实现，即达到抽 象的最低层。 抽象与模块化的关系：软件结构顶层的模块，控制系统 的主要功能并且影响全局；在软件结构底层的模块，完 成对数据的一个具体处理，用自顶向下由抽象到具体的 方式分配控制，简化软件的设计和实现，提高软件的可 理解性和可测试性，并且使软件更容易维护。
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5. 设计软件结构



6. 设计数据库
典型的总体设计过程（三）
7. 制定测试计划

开发早期考虑并制定测试计划，有助于在设计时注意提高软件的可测 试性。 系统说明：主要包括用系统流程图描绘的系统构成方案，组成系统的 物理元素清单，成本/效益分析；对最佳方案的概括描述，精化的数 据流图，用层次图或结构图描绘的软件结构，用IPO图或其他工具简 要描述的各个模块的算法，模块间的接口关系，以及需求、功能和模 块三者之间的交叉参照关系等。 用户手册：根据总体设计阶段的结果，更正在需求分析阶段产生的用 户手册。 测试计划：包括测试策略，测试方案，预期的测试结果，测试进度计 划等。 详细的实现计划 数据库设计结构
5.1 设计过程
系统设计阶段：确定系统的具 体实现方案 结构设计阶段：确定软件结构

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典型的总体设计过程（一）
1. 设想供选择的方案

综合考虑各种可能的实现方案，并且力求从中选出最佳方案。 需求分析阶段得到的数据流图是极好的出发点。
2. 选取合理的方案


参考需求分析阶段确定的工程规模和目标，从可选方案中选择 若干个合理的方案，通常至少选择低成本、中等成本、高成本 三种方案。 对于每种方案应准备：系统流程图、组成系统的物理元素清单、 成本/效益分析、实现系统的进度计划。