軟件工程第四章-軟件設(shè)計工程

第四章軟件設(shè)計工程

設(shè)計工程概要介紹

1設(shè)計模型

4設(shè)計實例分析

5設(shè)計技術(shù)

3設(shè)計過程和質(zhì)量

2小結(jié)6本章學(xué)習(xí)目標(biāo)123能根據(jù)具體項目進(jìn)行模塊劃分和軟件架構(gòu)設(shè)計掌握軟件設(shè)計的主要技術(shù)、主要內(nèi)容和主要方法理解軟件設(shè)計和需求分析之間的相互關(guān)系設(shè)計工程概要介紹

軟件設(shè)計定義：在[IEEE610.12-90]中，軟件設(shè)計定義為軟件系統(tǒng)或組件的架構(gòu)、構(gòu)件、接口和其他特性的定義過程及該過程的結(jié)果。

理念：功在平時，受益最后分析設(shè)計編碼測試維護(hù)設(shè)計工程概要介紹

軟件設(shè)計軟件工程生命周期中的一個活動

進(jìn)行軟件編碼的基礎(chǔ)軟件需求分析被轉(zhuǎn)化為軟件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是連接用戶需求和軟件技術(shù)的橋梁用戶需求軟件技術(shù)軟件設(shè)計設(shè)計工程活動軟件架構(gòu)設(shè)計（有時稱為頂層設(shè)計）描述軟件的頂層架構(gòu)和組織，劃分不同的組件軟件詳細(xì)設(shè)計詳細(xì)描述各組件以便能夠編碼實現(xiàn)注意：軟件設(shè)計主要為分解設(shè)計D-design；可以包括系列模式設(shè)計FP-design；不包括創(chuàng)新設(shè)計I-design；因為創(chuàng)新設(shè)計被認(rèn)為是需求分析和需求規(guī)格定義的一部分。設(shè)計過程和質(zhì)量好的設(shè)計應(yīng)該具有如下三個特點設(shè)計必須實現(xiàn)在分析模型中包含的所有明確要求，必須滿足客戶所期望的所有隱含要求；設(shè)計必須是對編碼人員、測試人員及后續(xù)的維護(hù)人員必須是可讀可理解的；設(shè)計應(yīng)提供該軟件的完整視圖，以從實現(xiàn)的角度解決數(shù)據(jù)、功能及行為等各領(lǐng)域方面的問題設(shè)計過程和質(zhì)量設(shè)計指導(dǎo)原則設(shè)計應(yīng)該是一種架構(gòu)設(shè)計應(yīng)該是模塊化的設(shè)計應(yīng)該包含數(shù)據(jù)，體系結(jié)構(gòu)，接口和組件各個方面應(yīng)該設(shè)計出系統(tǒng)所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

應(yīng)該設(shè)計出展現(xiàn)獨立功能特性的各組件

應(yīng)該設(shè)計出各組件與外部環(huán)境連接的各接口設(shè)計由軟件需求分析過程中獲得信息驅(qū)動，采用可重復(fù)的方法導(dǎo)出

設(shè)計應(yīng)該采用正確清楚地表示設(shè)計過程和質(zhì)量設(shè)計質(zhì)量屬性功能性可用性可靠性性能可支持性包含三個屬性：擴(kuò)展性、適應(yīng)性、可維護(hù)性設(shè)計技術(shù)抽象含義：是“忽略具體的信息將不同事物看成相同事物的過程”抽象機(jī)制：參數(shù)化、規(guī)范化規(guī)范化抽象過程抽象數(shù)據(jù)抽象控制（迭代）抽象設(shè)計模式含義在給定上下文環(huán)境中一類共同問題的共同解決方案微觀結(jié)構(gòu)實體模式結(jié)構(gòu)模式行為模式模塊化含義軟件被劃分為命名和功能相對獨立的多個組件（通常稱為模塊），通過這些組件的集成來滿足問題的需求軟件的模塊性程序可被智能管理的單一屬性模塊化的理論依據(jù)基于人類解決問題觀測數(shù)據(jù)模塊化基于人類解決問題觀測數(shù)據(jù)對兩個問題p1和p2，如果有

C(p1)>C(p2)(4-1a)則

E(p1)>E(p2)(4-1b)有如下結(jié)論：C(p1+p2)>C(p1)+C(p2)(4-2)E(p1+p2)>E(p1)+E(p2)(4-3)推論：無限分解任務(wù)，那開發(fā)該軟件的工作量將變成足夠小以至于可以忽略？？？模塊化模塊化和軟件成本如何確定最小代價區(qū)間M

？？模塊化模塊化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)模塊化分解性模塊化組合性模塊化可理解性模塊化連續(xù)性模塊化保護(hù)信息隱藏模塊化基本問題如何分解軟件系統(tǒng)以達(dá)最佳的模塊劃分信息隱藏原則模塊應(yīng)該具有彼此相互隱藏的特性即：模塊定義和設(shè)計時應(yīng)當(dāng)保證模塊內(nèi)的信息（過程和數(shù)據(jù)）不可以被不需要這些信息的其他模塊訪問特點抽象有助于定義構(gòu)成軟件的過程（或信息）實體。信息隱藏原則定義和隱藏了模塊內(nèi)的過程細(xì)節(jié)和模塊內(nèi)的本地數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。功能獨立含義每個模塊只解決了需求中特定的子功能并從程序結(jié)構(gòu)的其他部分看該模塊具有簡單的接口好處易于開發(fā)：功能被劃分，接口被簡化易于維護(hù)（和測試）：次生影響有限，錯誤傳遞減少，模塊重用定性衡量標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)聚性：模塊的功能相對強(qiáng)度耦合性：模塊之間的相互依賴程度細(xì)化含義逐步求精的過程與抽象的關(guān)系抽象使設(shè)計師確定過程和數(shù)據(jù)，但不局限于底層細(xì)節(jié)細(xì)化有助于設(shè)計者在設(shè)計過程中揭示底層細(xì)節(jié)重構(gòu)含義不改變組件功能和行為條件下簡化組件設(shè)計（或代碼）的一種重組技術(shù)方法檢查現(xiàn)有設(shè)計的冗余情況、未使用的設(shè)計元素、無效或不必要的算法、較差的構(gòu)建方式或不恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，或任何其他可更改并導(dǎo)致更好設(shè)計的錯誤設(shè)計技術(shù)基本概念小結(jié)抽象設(shè)計模式模塊化信息隱藏功能獨立細(xì)化重構(gòu)設(shè)計模型模型輸入軟件需求的數(shù)據(jù)模型、功能模型和行為模式分類數(shù)據(jù)設(shè)計架構(gòu)設(shè)計接口設(shè)計組件級設(shè)計設(shè)計模型分析模型轉(zhuǎn)換為軟件設(shè)計分析數(shù)據(jù)設(shè)計含義數(shù)據(jù)設(shè)計（有時也被稱為數(shù)據(jù)架構(gòu)）構(gòu)建高層抽象（客戶/用戶的數(shù)據(jù)視圖）的數(shù)據(jù)模型、信息模型相關(guān)概念數(shù)據(jù)建模數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)倉庫組件級別數(shù)據(jù)設(shè)計設(shè)計原則應(yīng)用于功能和行為系統(tǒng)分析的原則也應(yīng)適用于數(shù)據(jù)設(shè)計所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即其對應(yīng)的操作都應(yīng)該確定建立數(shù)據(jù)字典并在數(shù)據(jù)定義和程序設(shè)計中應(yīng)用低層次的數(shù)據(jù)設(shè)計應(yīng)該推遲到設(shè)計的后期過程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示應(yīng)該只對直接使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)的模塊可見開發(fā)有用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即其對應(yīng)操作的程序庫軟件設(shè)計和編程語言應(yīng)該支持抽象數(shù)據(jù)類型的定義與實現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計含義及內(nèi)容系統(tǒng)需要執(zhí)行的函數(shù)功能組件集（如數(shù)據(jù)庫、計算模塊）組件之間通信、協(xié)同和合作的連接器組件集成構(gòu)成系統(tǒng)的約束設(shè)計人員通過分析其組成部分的已知特性理解系統(tǒng)整體特性的語義模型分析風(fēng)格和模式簡要分類數(shù)據(jù)中心架構(gòu)風(fēng)格和模式簡要分類數(shù)據(jù)流體系架構(gòu)風(fēng)格和模式簡要分類調(diào)用和返回架構(gòu)風(fēng)格和模式簡要分類面向?qū)ο蠹軜?gòu)系統(tǒng)組件封裝數(shù)據(jù)和處理該數(shù)據(jù)的操作。組件之間的通信和協(xié)作通過消息傳遞實現(xiàn)層次架構(gòu)體系結(jié)構(gòu)組織與細(xì)化兩個基本問題控制結(jié)構(gòu)在架構(gòu)內(nèi)部如何實現(xiàn)管理控制？是否有不同的控制架構(gòu)存在？數(shù)據(jù)傳遞組件之間如何進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞？數(shù)據(jù)流是否連續(xù)，或者傳遞給系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對象是否零散？界面設(shè)計高效用戶界面設(shè)計有三條重要原則：用戶控制系統(tǒng)（用戶為中心）減少用戶記憶負(fù)擔(dān)保持界面一致環(huán)境分析確定了用戶接口操作的物理結(jié)構(gòu)和社會結(jié)構(gòu)組件設(shè)計三種不同類型組件或模塊控制模塊問題域模塊基礎(chǔ)模塊面向?qū)ο蟮慕M件級設(shè)計以類設(shè)計為基礎(chǔ)原則：開閉原則、依賴倒置原則概念：耦合、內(nèi)聚傳統(tǒng)的組件級設(shè)計結(jié)構(gòu)化編程部署設(shè)計含義以部署環(huán)境創(chuàng)建開始，在整個生命周期階段中處于邏輯設(shè)計和技術(shù)需求階段包含整個解決方案的邏輯架構(gòu)和服務(wù)質(zhì)量（QoS）需求項目審批部署設(shè)計輸出部署架構(gòu)實施規(guī)范實施計劃遷移計劃安裝計劃用戶管理計劃測試計劃滾動淘汰計劃災(zāi)難恢復(fù)計劃操作計劃（運行書）培訓(xùn)計劃部署設(shè)計的影響因素邏輯體系結(jié)構(gòu)服務(wù)質(zhì)量要求使用情況分析用例服務(wù)水平協(xié)議總體擁有成本業(yè)務(wù)目標(biāo)部署設(shè)計方法一般方法估計處理器需求估計安全運輸?shù)奶幚砥餍枨罂捎眯院涂蓴U(kuò)展性的復(fù)制服務(wù)設(shè)計分析識別瓶頸優(yōu)化資源管理風(fēng)險設(shè)計實例分析設(shè)計實例在線招聘系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)在線招聘系統(tǒng)的模塊設(shè)計網(wǎng)上招聘系統(tǒng)管理端客戶端登錄管理用戶管理題庫管理問卷管理職位管理簡歷管理面試管理在線招聘系統(tǒng)模塊之間的關(guān)系圖用戶登錄管理端頁面用戶管理題庫管理問卷管理職位管理簡歷管理面試管理職位查詢填寫簡歷問卷回答客戶端頁面在線招聘系統(tǒng)中的表關(guān)系圖本章小結(jié)設(shè)計是軟件工程技術(shù)核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)、接口和軟件組件的過程細(xì)節(jié)在設(shè)計中逐步細(xì)化、開發(fā)、評審和記錄模塊化（包括程序和數(shù)據(jù)）和抽象概念能夠使設(shè)計人員簡化和