系統(tǒng)分析與設(shè)計IBM-76軟件設(shè)計過程課件

軟件設(shè)計過程軟件設(shè)計過程1軟件設(shè)計元素數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法用戶人機界面軟件體系結(jié)構(gòu)構(gòu)件＋構(gòu)件接口其他軟硬件軟件交互設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計模塊設(shè)計與實現(xiàn)軟件設(shè)計元素數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用戶人機界面軟件體系結(jié)構(gòu)接口其他軟硬件2系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計是在需求分析的基礎(chǔ)上定義系統(tǒng)的設(shè)計目標，將整個系統(tǒng)劃分成若干子系統(tǒng)或模塊，建立整個系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并選擇合適的系統(tǒng)設(shè)計策略。明確系統(tǒng)設(shè)計目標確定子系統(tǒng)或模塊選擇系統(tǒng)部署方案定義設(shè)計方案評審系統(tǒng)設(shè)計方案系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計是在需求分析的基礎(chǔ)上定義系統(tǒng)的設(shè)計目3一個平面規(guī)劃的例子住宅設(shè)計的約束條件：適合一對夫妻與一個孩子共同生活有單獨學(xué)習(xí)和會客的空間住戶每天行走的路程要求最短臥室的白天采光量要求達到最大假設(shè)：住戶的大部分時間集中在客廳/餐廳和主臥室的區(qū)域內(nèi)活動如何給出滿足上述約束的平面規(guī)劃方案一個平面規(guī)劃的例子住宅設(shè)計的約束條件：4一個平面規(guī)劃的例子客廳/餐廳走廊樓梯盥洗室廚房書房大門主臥室臥室2Version

1臥室2客廳/餐廳走廊樓梯盥洗室廚房書房大門主臥室樓梯大門書房盥洗室臥室2廚房走廊客廳/餐廳主臥室Version

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3一個平面規(guī)劃的例子走廊樓梯大門Version1走廊樓梯大門5一個平面規(guī)劃的例子建筑結(jié)構(gòu)概念軟件工程概念構(gòu)件房間子系統(tǒng)或模塊接口門服務(wù)非功能需求生活區(qū)響應(yīng)時間功能需求住房用例（或用戶故事）返工代價移動墻壁改變子系統(tǒng)或模塊的接口與軟件工程概念的映射一個平面規(guī)劃的例子建筑結(jié)構(gòu)概念軟件工程概念構(gòu)件房間子系統(tǒng)或模6系統(tǒng)設(shè)計目標性能準則：響應(yīng)時間：系統(tǒng)響應(yīng)用戶請求的時間吞吐量：在一個固定時間內(nèi)系統(tǒng)完成的任務(wù)量存儲量：系統(tǒng)運行需要的存儲空間可靠性準則：健壯性：系統(tǒng)承受用戶無效輸入的能力可靠性：指定操作與所觀察行為之間的差別可用性：系統(tǒng)用于完成正常任務(wù)的時間容錯性：在錯誤條件下系統(tǒng)的運行能力安全性：系統(tǒng)抵御惡意攻擊的能力預(yù)防性：在出現(xiàn)錯誤和故障時系統(tǒng)避免威脅人類生命的能力系統(tǒng)設(shè)計目標性能準則：7系統(tǒng)設(shè)計目標維護準則：可擴展性：增加系統(tǒng)功能或新類的難易程度可修改性：更改系統(tǒng)功能的難易程度適應(yīng)性：將系統(tǒng)應(yīng)用到不同應(yīng)用域的難易程度可移植性：系統(tǒng)移植到不同平臺的難易程度可讀性：通過閱讀代碼理解系統(tǒng)的難易程度需求可追蹤性：將代碼映射到特定需求的難易程度最終用戶準則：效用：系統(tǒng)對用戶工作的支持程度易用性：用戶使用系統(tǒng)的難易程度系統(tǒng)設(shè)計目標維護準則：8系統(tǒng)設(shè)計目標成本準則：開發(fā)成本：開發(fā)初始系統(tǒng)的成本部署成本：安裝系統(tǒng)和培訓(xùn)用戶的成本升級成本：從原有系統(tǒng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)的成本維護成本：修復(fù)錯誤和增強系統(tǒng)的成本管理成本：對系統(tǒng)進行管理的成本說明：設(shè)計目標定義了系統(tǒng)應(yīng)該重點考慮的質(zhì)量要求性能、可靠性和最終用戶準則通?？梢詮姆枪δ苄枨蠡驊?yīng)用領(lǐng)域中推斷出來，維護和成本準則需要由用戶和開發(fā)人員識別。系統(tǒng)設(shè)計目標成本準則：9權(quán)衡設(shè)計目標空間與速度：如果響應(yīng)時間或吞吐量不滿足需求，怎么辦？如果軟件不滿足存儲空間的限制，怎么辦？交付時間與功能：如果開發(fā)進度發(fā)生落后，可能采取什么策略？合同軟件通常更強調(diào)功能性，成品軟件更側(cè)重于交付時間。交付時間與質(zhì)量：如果測試落后于進度，可能采取什么策略？交付時間與人員：如果開發(fā)進度發(fā)生落后，可能采取什么策略？權(quán)衡設(shè)計目標空間與速度：10確定子系統(tǒng)或模塊12策略5：將人機接口與實現(xiàn)模型分離軟件分解策略策略2：獨立配置數(shù)據(jù)策略3：獨立出特有的硬件構(gòu)件策略1：功能分解策略4：獨立出時間至上的構(gòu)件確定子系統(tǒng)或模塊12策略5：將人機接口與實現(xiàn)模型分離軟件分11確定子系統(tǒng)或模塊體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格（Architectural

Styles）描述特定系統(tǒng)組織方式的慣用范例，強調(diào)軟件系統(tǒng)中通用的組織結(jié)構(gòu)確定子系統(tǒng)或模塊體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格12選擇系統(tǒng)部署方案系統(tǒng)部署方案是描述系統(tǒng)運行期間構(gòu)件和硬件節(jié)點之間的關(guān)系，在系統(tǒng)設(shè)計階段處理軟件/硬件的映射問題，可能會增加新的子系統(tǒng)或模塊的定義。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器微信服務(wù)器搶票應(yīng)用服務(wù)器微信/微信內(nèi)嵌瀏覽器PC端瀏覽器選擇系統(tǒng)部署方案系統(tǒng)部署方案是描述系統(tǒng)運行期間構(gòu)件和硬件節(jié)點13定義設(shè)計方案數(shù)據(jù)文件關(guān)系數(shù)據(jù)庫NoSQL數(shù)據(jù)庫內(nèi)存數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)文件是由操作系統(tǒng)提供的存儲形式，應(yīng)用系統(tǒng)將數(shù)據(jù)按照字節(jié)順序存儲，并定義如何以及何時檢索數(shù)據(jù)。采用關(guān)系模型作為數(shù)據(jù)組織方式的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)是以行和列組成的二維表的形式進行集中存儲、控制和管理。一種非關(guān)系型的分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，常用的是Key-Value存儲數(shù)據(jù)庫，其他還有文檔型數(shù)據(jù)庫、列存儲數(shù)據(jù)庫、圖形數(shù)據(jù)庫等。它是將數(shù)據(jù)直接放在內(nèi)存中進行操作的數(shù)據(jù)庫，可分成關(guān)系型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫和鍵值型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫兩種類型。定義設(shè)計方案數(shù)據(jù)文件關(guān)系數(shù)據(jù)庫NoSQL數(shù)據(jù)庫內(nèi)存數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)14定義設(shè)計方案確定訪問控制策略：哪些對象在參與者中共享？如何對參與者進行訪問控制？系統(tǒng)如何識別參與者的身份？如何對系統(tǒng)中選定的數(shù)據(jù)進行加密？識別用戶身份：用戶名／密碼：一個用戶對應(yīng)一個用戶名和密碼的組合，系統(tǒng)在存儲和傳輸密碼之前對其進行加密。智能卡：配合密碼同時使用。生物特征：指紋、虹膜等。定義設(shè)計方案確定訪問控制策略：15定義設(shè)計方案設(shè)計全局控制流：控制流是系統(tǒng)中動作的先后次序?？刂屏鲉栴}需要在設(shè)計階段考慮，其決策取決于操作者或隨時間推移所產(chǎn)生的外部事件?？刂屏鳈C制：過程驅(qū)動：在需要來自參與者的數(shù)據(jù)時，操作等待輸入。事件驅(qū)動：主循環(huán)等待外部事件，在外部事件到達時，系統(tǒng)根據(jù)與事件相關(guān)的信息將其分配給適當?shù)膶ο?。線程：系統(tǒng)創(chuàng)建任意數(shù)目的線程，每個線程對應(yīng)不同的事件。如果某個線程需要額外的數(shù)據(jù)，就等待參與者的輸入。定義設(shè)計方案設(shè)計全局控制流：16定義設(shè)計方案識別邊界條件：系統(tǒng)何時啟動、初始化、關(guān)閉？如何處理主要故障（如軟件錯誤、斷電、斷網(wǎng)等）？邊界用例：系統(tǒng)管理：對于不在普通用例中創(chuàng)建或銷毀的對象，增加一個系統(tǒng)管理員調(diào)用的用例進行管理。啟動與關(guān)閉：啟動、關(guān)閉和配置構(gòu)件。異常處理：通過對需求獲取中識別的一般用例進行擴展而得到，需要考慮用戶錯誤、硬件故障、軟件故障等因素。定義設(shè)計方案識別邊界條件：17軟件設(shè)計過程軟件設(shè)計過程18軟件設(shè)計元素數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法用戶人機界面軟件體系結(jié)構(gòu)構(gòu)件＋構(gòu)件接口其他軟硬件軟件交互設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計模塊設(shè)計與實現(xiàn)軟件設(shè)計元素數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用戶人機界面軟件體系結(jié)構(gòu)接口其他軟硬件19系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計是在需求分析的基礎(chǔ)上定義系統(tǒng)的設(shè)計目標，將整個系統(tǒng)劃分成若干子系統(tǒng)或模塊，建立整個系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并選擇合適的系統(tǒng)設(shè)計策略。明確系統(tǒng)設(shè)計目標確定子系統(tǒng)或模塊選擇系統(tǒng)部署方案定義設(shè)計方案評審系統(tǒng)設(shè)計方案系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計是在需求分析的基礎(chǔ)上定義系統(tǒng)的設(shè)計目20一個平面規(guī)劃的例子住宅設(shè)計的約束條件：適合一對夫妻與一個孩子共同生活有單獨學(xué)習(xí)和會客的空間住戶每天行走的路程要求最短臥室的白天采光量要求達到最大假設(shè)：住戶的大部分時間集中在客廳/餐廳和主臥室的區(qū)域內(nèi)活動如何給出滿足上述約束的平面規(guī)劃方案一個平面規(guī)劃的例子住宅設(shè)計的約束條件：21一個平面規(guī)劃的例子客廳/餐廳走廊樓梯盥洗室廚房書房大門主臥室臥室2Version

1臥室2客廳/餐廳走廊樓梯盥洗室廚房書房大門主臥室樓梯大門書房盥洗室臥室2廚房走廊客廳/餐廳主臥室Version

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3一個平面規(guī)劃的例子走廊樓梯大門Version1走廊樓梯大門22一個平面規(guī)劃的例子建筑結(jié)構(gòu)概念軟件工程概念構(gòu)件房間子系統(tǒng)或模塊接口門服務(wù)非功能需求生活區(qū)響應(yīng)時間功能需求住房用例（或用戶故事）返工代價移動墻壁改變子系統(tǒng)或模塊的接口與軟件工程概念的映射一個平面規(guī)劃的例子建筑結(jié)構(gòu)概念軟件工程概念構(gòu)件房間子系統(tǒng)或模23系統(tǒng)設(shè)計目標性能準則：響應(yīng)時間：系統(tǒng)響應(yīng)用戶請求的時間吞吐量：在一個固定時間內(nèi)系統(tǒng)完成的任務(wù)量存儲量：系統(tǒng)運行需要的存儲空間可靠性準則：健壯性：系統(tǒng)承受用戶無效輸入的能力可靠性：指定操作與所觀察行為之間的差別可用性：系統(tǒng)用于完成正常任務(wù)的時間容錯性：在錯誤條件下系統(tǒng)的運行能力安全性：系統(tǒng)抵御惡意攻擊的能力預(yù)防性：在出現(xiàn)錯誤和故障時系統(tǒng)避免威脅人類生命的能力系統(tǒng)設(shè)計目標性能準則：24系統(tǒng)設(shè)計目標維護準則：可擴展性：增加系統(tǒng)功能或新類的難易程度可修改性：更改系統(tǒng)功能的難易程度適應(yīng)性：將系統(tǒng)應(yīng)用到不同應(yīng)用域的難易程度可移植性：系統(tǒng)移植到不同平臺的難易程度可讀性：通過閱讀代碼理解系統(tǒng)的難易程度需求可追蹤性：將代碼映射到特定需求的難易程度最終用戶準則：效用：系統(tǒng)對用戶工作的支持程度易用性：用戶使用系統(tǒng)的難易程度系統(tǒng)設(shè)計目標維護準則：25系統(tǒng)設(shè)計目標成本準則：開發(fā)成本：開發(fā)初始系統(tǒng)的成本部署成本：安裝系統(tǒng)和培訓(xùn)用戶的成本升級成本：從原有系統(tǒng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)的成本維護成本：修復(fù)錯誤和增強系統(tǒng)的成本管理成本：對系統(tǒng)進行管理的成本說明：設(shè)計目標定義了系統(tǒng)應(yīng)該重點考慮的質(zhì)量要求性能、可靠性和最終用戶準則通?？梢詮姆枪δ苄枨蠡驊?yīng)用領(lǐng)域中推斷出來，維護和成本準則需要由用戶和開發(fā)人員識別。系統(tǒng)設(shè)計目標成本準則：26權(quán)衡設(shè)計目標空間與速度：如果響應(yīng)時間或吞吐量不滿足需求，怎么辦？如果軟件不滿足存儲空間的限制，怎么辦？交付時間與功能：如果開發(fā)進度發(fā)生落后，可能采取什么策略？合同軟件通常更強調(diào)功能性，成品軟件更側(cè)重于交付時間。交付時間與質(zhì)量：如果測試落后于進度，可能采取什么策略？交付時間與人員：如果開發(fā)進度發(fā)生落后，可能采取什么策略？權(quán)衡設(shè)計目標空間與速度：27確定子系統(tǒng)或模塊12策略5：將人機接口與實現(xiàn)模型分離軟件分解策略策略2：獨立配置數(shù)據(jù)策略3：獨立出特有的硬件構(gòu)件策略1：功能分解策略4：獨立出時間至上的構(gòu)件確定子系統(tǒng)或模塊12策略5：將人機接口與實現(xiàn)模型分離軟件分28確定子系統(tǒng)或模塊體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格（Architectural

Styles）描述特定系統(tǒng)組織方式的慣用范例，強調(diào)軟件系統(tǒng)中通用的組織結(jié)構(gòu)確定子系統(tǒng)或模塊體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格29選擇系統(tǒng)部署方案系統(tǒng)部署方案是描述系統(tǒng)運行期間構(gòu)件和硬件節(jié)點之間的關(guān)系，在系統(tǒng)設(shè)計階段處理軟件/硬件的映射問題，可能會增加新的子系統(tǒng)或模塊的定義。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器微信服務(wù)器搶票應(yīng)用服務(wù)器微信/微信內(nèi)嵌瀏覽器PC端瀏覽器選擇系統(tǒng)部署方案系統(tǒng)部署方案是描述系統(tǒng)運行期間構(gòu)件和硬件節(jié)點30定義設(shè)計方案數(shù)據(jù)文件關(guān)系數(shù)據(jù)庫NoSQL數(shù)據(jù)庫內(nèi)存數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)文件是由操作系統(tǒng)提供的存儲形式，應(yīng)用系統(tǒng)將數(shù)據(jù)按照字節(jié)順序存儲，并定義如何以及何時檢索數(shù)據(jù)。采用關(guān)系模型作為數(shù)據(jù)組織方式的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)是以行和列組成的二維表的形式進行集中存儲、控制和管理。一種非關(guān)系型的分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，常用的是Key-Value存儲數(shù)據(jù)庫，其他還有文檔型數(shù)據(jù)庫、列存儲數(shù)據(jù)庫、圖形數(shù)據(jù)庫等。它是將數(shù)據(jù)直接放在內(nèi)存中進行操作的數(shù)據(jù)庫，可分成關(guān)系型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫和鍵值型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫兩種類型。定義設(shè)計方案數(shù)據(jù)文件關(guān)系數(shù)據(jù)庫NoSQL數(shù)據(jù)庫內(nèi)存數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)31定義設(shè)計方案確定訪問控制策略：哪些對象在參與者中共享？如何對參與者進行訪問控制？系統(tǒng)如何識別參與者的身份？如何對系統(tǒng)中選定的數(shù)據(jù)進行加密？識別用戶身份：用戶名／密碼：一個用戶對應(yīng)一個用戶名和密碼的組合，系統(tǒng)在存儲和傳輸密碼之前對其進行加密。智能卡：配合密碼同時使用。生物特征：指紋、虹膜等。定義設(shè)計方案確定訪問控制策略：32定義設(shè)計方案設(shè)計全局控制流：控制流是系統(tǒng)中動作的先后次序。控制流問題需要在設(shè)計階段考慮，其決策取決于操作者或隨時間推移所產(chǎn)生的外部事件?？刂屏鳈C制：過程驅(qū)動：在需要來自參與者的數(shù)據(jù)時，操作等待輸入。事件驅(qū)動：主循環(huán)等待外部事件，在外部事件到達時，系統(tǒng)根據(jù)與事件相關(guān)的信息將其分配