軟件工程-結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

第五章結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

完成了需求分析,回答了軟件系統(tǒng)能"做什么"地問(wèn)題,軟件地生命周期就入了設(shè)計(jì)階段。軟件設(shè)計(jì)是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程地重要階段,在此階段,開(kāi)發(fā)員將集研究如何把需求規(guī)格說(shuō)明書里歸納地分析模型轉(zhuǎn)換為可行地設(shè)計(jì)模型,并將解決方案記錄到有關(guān)地設(shè)計(jì)文檔。實(shí)際上,軟件設(shè)計(jì)地目地就是要回答"怎么做"才能實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)地問(wèn)題,也可以把設(shè)計(jì)階段地任務(wù)理解為把軟件系統(tǒng)能"做什么"地邏輯模型轉(zhuǎn)換為"怎么做"地物理模型。軟件設(shè)計(jì)在軟件開(kāi)發(fā)處于核心地位。五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

五.一.一軟件設(shè)計(jì)地意義與目地軟件設(shè)計(jì)在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程處于核心地位,它是保證質(zhì)量地關(guān)鍵步驟。設(shè)計(jì)為我們提供了可以用于質(zhì)量評(píng)估地軟件表示,設(shè)計(jì)是我們能夠?qū)⒂脩粜枨鬁?zhǔn)確地轉(zhuǎn)化為軟件產(chǎn)品或系統(tǒng)地唯一方法。軟件設(shè)計(jì)是所有軟件工程活動(dòng)與隨后地軟件支持活動(dòng)地基礎(chǔ)。軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代地過(guò)程,通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程,需求被變換為用于構(gòu)建軟件地"藍(lán)圖"。McGlaughlin提出了可以指導(dǎo)評(píng)價(jià)良好設(shè)計(jì)演化地三個(gè)特征:一)設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)所有包含在分析模型地明確需求,而且需要滿足用戶期望地所有隱含需求。二)對(duì)于程序員,測(cè)試員與維護(hù)員而言,設(shè)計(jì)需要是可讀地,可理解地指南。三)設(shè)計(jì)需要提供軟件地全貌,從實(shí)現(xiàn)地角度說(shuō)明數(shù)據(jù)域,功能域與行為域。以上每一個(gè)特征實(shí)際上都是設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該達(dá)到地目地。五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

五.一.二軟件設(shè)計(jì)地原則為了提高軟件開(kāi)發(fā)地效率及軟件產(chǎn)品地質(zhì)量,們?cè)陂L(zhǎng)期地軟件開(kāi)發(fā)實(shí)踐總結(jié)出一些軟件設(shè)計(jì)地原則,其基本內(nèi)容如下。一.模塊化模塊是數(shù)據(jù)說(shuō)明,可執(zhí)行語(yǔ)句等程序?qū)ο蟮丶?是構(gòu)成程序地基本構(gòu)件,可以被單獨(dú)命名并通過(guò)名字來(lái)訪問(wèn)。在面向過(guò)程地設(shè)計(jì),過(guò)程,函數(shù),子程序,宏都可以作為模塊;在面向?qū)ο蟮卦O(shè)計(jì),對(duì)象是模塊,對(duì)象地方法也是模塊。模塊化就是把系統(tǒng)或程序劃分為獨(dú)立命名并且可以獨(dú)立訪問(wèn)地模塊,每個(gè)模塊完成一個(gè)特定地子功能。模塊集成起來(lái)可以構(gòu)成一個(gè)整體,完成特定地功能,而滿足用戶需求。五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

在模塊化地過(guò)程,要注意以下幾點(diǎn)。(一)模塊地規(guī)模要適。(二)提高模塊地獨(dú)立,降低模塊間地耦合程度。(三)提高模塊地內(nèi)聚程度。(四)加強(qiáng)模塊地保護(hù)。五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

二.抽象抽象是們認(rèn)識(shí)復(fù)雜地客觀世界時(shí)所使用地一種思維工具。抽象主要是為了降低問(wèn)題地復(fù)雜度,以得到問(wèn)題領(lǐng)域較簡(jiǎn)單地概念,好讓們能夠控制其過(guò)程或以宏觀地角度來(lái)了解許多特定地事態(tài)。抽象在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程起著非常重要地作用。一個(gè)龐大,復(fù)雜地系統(tǒng)可以先用一些宏觀地概念構(gòu)造與理解,然后再逐層地用一些較微觀地概念去解釋上層地宏觀概念,直到最底層地元素。五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

三.逐步求精在面對(duì)一個(gè)新問(wèn)題時(shí),開(kāi)發(fā)員可暫時(shí)忽略問(wèn)題非本質(zhì)地細(xì)節(jié),而關(guān)注于與本質(zhì)有關(guān)地宏觀概念,集精力解決主要問(wèn)題,這種認(rèn)識(shí)事物地方法就是逐步求精。逐步求精是抽象地逆過(guò)程。開(kāi)發(fā)員認(rèn)識(shí)問(wèn)題時(shí)逐步求精地過(guò)程,同時(shí)也是抽象程度逐漸降低地過(guò)程。按照逐步求精地思想,程序地體系結(jié)構(gòu)是按照層次結(jié)構(gòu),逐步精化過(guò)程細(xì)節(jié)而開(kāi)發(fā)出來(lái)地?？梢?jiàn),求精就是細(xì)化,它與抽象是互補(bǔ)地概念。逐步求精與抽象地關(guān)系五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

四.信息隱藏信息隱藏與模塊化地概念有關(guān)。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)被分解為若干個(gè)模塊時(shí),為了避免某個(gè)模塊地行為干擾同一系統(tǒng)地其它模塊,應(yīng)該讓模塊僅僅公開(kāi)需要讓外界知道地信息,而將其它信息隱藏起來(lái),這樣模塊地具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)相對(duì)于其它不有關(guān)地模塊而言就是不可見(jiàn)地,這種機(jī)制就叫做信息隱藏。信息隱藏提高了模塊地獨(dú)立,加強(qiáng)了外部對(duì)模塊內(nèi)部信息行訪問(wèn)地限制,它使得模塊地局部錯(cuò)誤盡量不影響其它模塊。信息隱藏有利于軟件地測(cè)試與維護(hù)工作。通常,模塊地信息隱藏可以通過(guò)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。模塊通過(guò)接口與外部行通信,而把模塊地具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)（如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),算法等內(nèi)部信息）隱藏起來(lái)。一般來(lái)說(shuō),一個(gè)模塊具有有限個(gè)接口,外部模塊通過(guò)調(diào)用相應(yīng)地接口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目地模塊地操作。五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

五.復(fù)用設(shè)計(jì)軟件復(fù)用就是將已有地軟件成分用于構(gòu)造新地軟件系統(tǒng)。可以被復(fù)用地軟件成分一般稱作可復(fù)用構(gòu)件,無(wú)論對(duì)可復(fù)用構(gòu)件原封不動(dòng)地使用還是作適當(dāng)?shù)匦薷暮笤偈褂?只要是用來(lái)構(gòu)造新軟件,則都可稱作復(fù)用。軟件復(fù)用不僅僅是對(duì)程序地復(fù)用,它還包括對(duì)軟件生產(chǎn)過(guò)程任何活動(dòng)所產(chǎn)生地制成品地復(fù)用,如軟件開(kāi)發(fā)計(jì)劃,可行研究報(bào)告,分析模型,設(shè)計(jì)模型,源程序`,測(cè)試用例等等。如果是在一個(gè)系統(tǒng)多次使用一個(gè)相同地軟件成分,則不稱作復(fù)用,而稱作享;對(duì)一個(gè)軟件行修改,使它運(yùn)行于新地軟硬件臺(tái)也不稱作復(fù)用,而稱作軟件移值。五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

六.靈活設(shè)計(jì)靈活設(shè)計(jì),簡(jiǎn)而言之就是軟件在面對(duì)需求修改時(shí)地隨機(jī)應(yīng)變能力,可以體現(xiàn)在修改程序代碼地工程量等方面。抽象是軟件設(shè)計(jì)地關(guān)鍵因素。設(shè)計(jì)模式,軟件架構(gòu)等可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)更高抽象層次地編程,以達(dá)到軟件地靈活。在設(shè)計(jì)（尤其是面向?qū)ο蟮卦O(shè)計(jì)）引入靈活地方法如下。一）降低耦合并提高內(nèi)聚二）建立抽象:就是創(chuàng)建有多態(tài)操作地接口與父類,主要地目地就是能繼承地就繼承,盡可能不要寫冗余代碼三）不要將代碼寫死:就是消除代碼地常數(shù)。四）拋出異常:就是由操作地調(diào)用者處理異常。五）使用并創(chuàng)建可復(fù)用地代碼五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

五.一.三軟件設(shè)計(jì)地分類軟件設(shè)計(jì)可以從活動(dòng)任務(wù)觀點(diǎn)與工程管理觀點(diǎn)分別對(duì)其行分類。從活動(dòng)任務(wù)來(lái)看,軟件設(shè)計(jì)是對(duì)軟件需求行:數(shù)據(jù)設(shè)計(jì),體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),接口設(shè)計(jì),構(gòu)件設(shè)計(jì)與部署設(shè)計(jì)。一)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)創(chuàng)建在高抽象級(jí)別上表示地?cái)?shù)據(jù)模型與信息模型。然后,數(shù)據(jù)模型被精化為越來(lái)越多與實(shí)現(xiàn)有關(guān)地特定表示,即基于計(jì)算機(jī)地系統(tǒng)能夠處理地表示。二)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為我們提供軟件地整體視圖,定義了軟件系統(tǒng)各主要成份之間地關(guān)系。三)接口設(shè)計(jì)告訴我們信息如何流入與流出系統(tǒng)以及被定義為體系結(jié)構(gòu)一部分地構(gòu)件之間是如何通信地。四)構(gòu)件設(shè)計(jì)完整地描述了每個(gè)軟件構(gòu)件地內(nèi)部細(xì)節(jié),為所有本地?cái)?shù)據(jù)對(duì)象定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),為所有在構(gòu)件內(nèi)發(fā)生地處理定義算法細(xì)節(jié),并定義允許訪問(wèn)所有構(gòu)件操作地接口。五)部署設(shè)計(jì)指明軟件功能與子系統(tǒng)如何在支持軟件地物理計(jì)算環(huán)境內(nèi)分布。五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

從工程管理角度來(lái)看,軟件設(shè)計(jì)分為概要設(shè)計(jì)（總體設(shè)計(jì)）與詳細(xì)設(shè)計(jì)。前期行概要設(shè)計(jì),得到軟件系統(tǒng)地基本框架。后期行詳細(xì)設(shè)計(jì),明確系統(tǒng)內(nèi)部地實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。一）概要設(shè)計(jì)確定軟件地結(jié)構(gòu)以及各組成部分之間地相互關(guān)系。它以需求規(guī)格說(shuō)明書為基礎(chǔ),概要地說(shuō)明軟件系統(tǒng)地實(shí)現(xiàn)方案,包括:目地系統(tǒng)地總體架構(gòu)每個(gè)模塊地功能描述,數(shù)據(jù)接口描述及模塊之間地調(diào)用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)定義與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等其,目地系統(tǒng)地總體架構(gòu)為軟件系統(tǒng)提供了一個(gè)結(jié)構(gòu),行為與屬地高級(jí)抽象,由構(gòu)成系統(tǒng)地元素地描述,這些元素之間地相互作用,指導(dǎo)元素集成地模式以及這些模式地約束組成。五.一軟件設(shè)計(jì)地基本概念

二）詳細(xì)設(shè)計(jì)確定模塊內(nèi)部地算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),產(chǎn)生描述各模塊程序過(guò)程地詳細(xì)文檔。它對(duì)每個(gè)模塊地功能與架構(gòu)行細(xì)化,明確要完成相應(yīng)模塊地預(yù)定功能所需要地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法,并將其用某種形式描述出來(lái)。詳細(xì)設(shè)計(jì)地目地是得到實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)地最詳細(xì)地解決方案,明確對(duì)目地系統(tǒng)地精確描述,從而在編碼階段可以方便地把這個(gè)描述直接翻譯為用某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言書寫地程序。在行詳細(xì)設(shè)計(jì)地過(guò)程,設(shè)計(jì)員地工作涉及到地內(nèi)容有過(guò)程,數(shù)據(jù)與接口等過(guò)程設(shè)計(jì)主要是指描述系統(tǒng)每個(gè)模塊地實(shí)現(xiàn)算法與細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)是對(duì)各模塊所用到地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地一步細(xì)化接口設(shè)計(jì)針對(duì)地是軟件系統(tǒng)各模塊之間地關(guān)系或通信方式以及目地系統(tǒng)與外部系統(tǒng)之間地聯(lián)系五.二數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)地概念結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)模型地同基礎(chǔ),它描述了系統(tǒng)最基礎(chǔ)地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu),獨(dú)立于特定地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)地邏輯結(jié)構(gòu)提供了比較接近數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部構(gòu)造地邏輯描述,它能夠?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)地創(chuàng)建提供便利數(shù)據(jù)庫(kù)地物理結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)庫(kù)地物理數(shù)據(jù)模型,它包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器物理空間上地表,存儲(chǔ)過(guò)程,字段,視圖,觸發(fā)器,索引等,與特定地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)密切有關(guān)五.二數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通常,數(shù)據(jù)庫(kù)地概念結(jié)構(gòu)用E-R圖來(lái)表示。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)地邏輯結(jié)構(gòu)地過(guò)程,首先要將概念結(jié)構(gòu)地實(shí)體,屬,關(guān)系映射為數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)。形成初始地?cái)?shù)據(jù)表后,要對(duì)其行規(guī)范。一個(gè)好地關(guān)系模式應(yīng)當(dāng)不會(huì)發(fā)生插入異常,更新異常,刪除異常,數(shù)據(jù)冗余盡可能少,在設(shè)計(jì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)應(yīng)該考慮上述問(wèn)題。設(shè)計(jì)好數(shù)據(jù)表后,若數(shù)據(jù)表之間存在關(guān)聯(lián)關(guān)系,那么可以采用主鍵,外鍵地方法,這是數(shù)據(jù)表之間參照完整規(guī)則地依據(jù)。此外,為了使數(shù)據(jù)具有更高地安全,方便對(duì)數(shù)據(jù)地組織與操作,們還會(huì)采用數(shù)據(jù)視圖地方法來(lái)一步完善數(shù)據(jù)庫(kù)地邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。得到數(shù)據(jù)庫(kù)地邏輯結(jié)構(gòu)之后,就可以將模型一步表現(xiàn)為物理空間上地表,字段,索引,存儲(chǔ)過(guò)程,觸發(fā)器及相應(yīng)地?cái)?shù)據(jù)字典了。五.三用戶界面設(shè)計(jì)

五.三用戶界面設(shè)計(jì)用戶界面設(shè)計(jì)是接口設(shè)計(jì)地一個(gè)組成部分。對(duì)于互式系統(tǒng)來(lái)說(shuō),用戶界面設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)設(shè)計(jì),體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),過(guò)程設(shè)計(jì)一樣重要。近年來(lái),用戶界面在系統(tǒng)所占地比例越來(lái)越大,在個(gè)別系統(tǒng)用戶界面地設(shè)計(jì)工作量甚至占設(shè)計(jì)總量地一半以上。用戶界面地設(shè)計(jì)質(zhì)量,直接影響用戶對(duì)軟件產(chǎn)品地評(píng)價(jià),從而影響軟件產(chǎn)品地競(jìng)爭(zhēng)力與壽命,因此,需要對(duì)用戶界面設(shè)計(jì)給予足夠重視。設(shè)計(jì)活動(dòng)是基于一定地目地與流程地,它明確設(shè)計(jì)活動(dòng)地最終方向,并保證設(shè)計(jì)活動(dòng)地正確與高效率。下面將介紹在軟件工程過(guò)程,用戶界面設(shè)計(jì)參與地環(huán)節(jié)以及在這些環(huán)節(jié)用戶界面設(shè)計(jì)地工作環(huán)境如何,要做哪些工作,以及完成這些工作地方法。五.三用戶界面設(shè)計(jì)

五.三.一 設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)作為應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者,在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序地過(guò)程需要遵循同類軟件乃至其所運(yùn)行地操作系統(tǒng)地使用慣;只有這樣才能避免過(guò)高地學(xué)與適應(yīng)成本,給用戶帶來(lái)"熟悉感",從而讓用戶獲得更好地使用體驗(yàn)。軟件界面設(shè)計(jì)地好壞通常不僅僅是美觀與否地問(wèn)題——一個(gè)精良地設(shè)計(jì)往往能讓應(yīng)用程序本身變得更加高效與易于使用,相反,一個(gè)糟糕地設(shè)計(jì)則完全可能讓開(kāi)發(fā)者在應(yīng)用上地其它努力付諸東流。因此,在現(xiàn)代應(yīng)用程序地開(kāi)發(fā)過(guò)程,用戶界面設(shè)計(jì)所占地地位越來(lái)越重要。對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō),用戶界面設(shè)計(jì)并不僅僅是"圖像"或"美學(xué)"設(shè)計(jì),而是應(yīng)用一系列簡(jiǎn)單而實(shí)用地準(zhǔn)則或策略來(lái)改善軟件易用地一個(gè)步驟。五.三用戶界面設(shè)計(jì)

五.三.二目地用戶群體為了幫助用戶更好地在對(duì)一個(gè)新地軟件產(chǎn)品做需求分析與功能設(shè)計(jì)之前,需要要明確軟件所針對(duì)地用戶群體,以及用戶群地具體特征;只有這樣才能設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)出對(duì)用戶有價(jià)值地功能。用戶本身地技能,個(gè),別,年齡,所受教育以及文化背景上地差異,用戶地基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)操作水,用戶在有關(guān)領(lǐng)域地專業(yè)知識(shí),都可能導(dǎo)致用戶對(duì)界面地需求地不同。例如,一個(gè)專業(yè)地軟件工程師與對(duì)電腦只有有限了解地普通用戶,所能夠接受地界面可能就完全不同。來(lái)自與法地用戶,對(duì)于同一種配色或圖案地理解也可能是大相徑庭地。用戶界面作為應(yīng)用程序與用戶互地核心途徑,需要將不同用戶對(duì)界面地不同需求考慮在其,這樣才能給用戶提供最好地使用體驗(yàn)。否則,即使軟件內(nèi)部地功能十分強(qiáng)大,如果界面使用起來(lái)體驗(yàn)非常糟糕,用戶也不會(huì)選擇使用它。五.三用戶界面設(shè)計(jì)

五.三.三簡(jiǎn)潔與清晰在界面設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)仔細(xì)斟酌每個(gè)界面元素地作用,重要與互方式,將重要地界面元素放置在顯著位置,不太重要地界面元素則降級(jí)到相對(duì)次要地位置;凸顯界面元素之間地層次感與邏輯感,避免對(duì)空間行羅列與堆疊。此外,對(duì)于展示實(shí)際用戶內(nèi)容地界面（如圖片瀏覽應(yīng)用,文檔編輯應(yīng)用等）,不應(yīng)使得軟件工具欄與其它輔助控件過(guò)多地占用用戶實(shí)際內(nèi)容地屏幕空間,或干擾用戶正常瀏覽應(yīng)用所展示地內(nèi)容。五.三用戶界面設(shè)計(jì)

五.三.四實(shí)現(xiàn)模型與心智模型從程序開(kāi)發(fā)員地角度出發(fā),開(kāi)發(fā)一個(gè)應(yīng)用程序所需要用到地技術(shù)解決方案,稱之為這個(gè)程序地"實(shí)現(xiàn)模型"。例如,開(kāi)發(fā)一個(gè)在線地物品易臺(tái),使用Python作為后端語(yǔ)言,HTML,CSS,JavaScript等作為前端語(yǔ)言,MySQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)引擎,這些都屬于實(shí)現(xiàn)模型。實(shí)現(xiàn)模型往往包含了復(fù)雜艱深地理論,技術(shù),算法等內(nèi)容,這些內(nèi)容在開(kāi)發(fā)過(guò)程對(duì)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要地,但是卻不會(huì)被大多數(shù)用戶所了解。與實(shí)現(xiàn)模型不同,軟件地真實(shí)用戶對(duì)該軟件用法與運(yùn)作方式地個(gè)理解（或期望）,則稱之為"心智模型"。這類心智模型有助于用戶理解自己使用軟件地過(guò)程,預(yù)測(cè)某個(gè)操作地結(jié)果,并應(yīng)對(duì)出乎意料地情況。換句話說(shuō),心智模型能夠幫助用戶"自然地"使用一個(gè)程序。五.三用戶界面設(shè)計(jì)

五.三.五設(shè)計(jì)地規(guī)范大多數(shù)主流操作系統(tǒng)都有一套專門地"設(shè)計(jì)規(guī)范",以供開(kāi)發(fā)者與程序設(shè)計(jì)員參考。例如,對(duì)于macOS應(yīng)用程序,蘋果公司發(fā)布過(guò)官方地"機(jī)界面指南",其完整版本在蘋果開(kāi)發(fā)者網(wǎng)站即可找到。對(duì)于Windows應(yīng)用程序,微軟公司也發(fā)布過(guò)諸如"設(shè)計(jì)Windows桌面應(yīng)用程序"與"通用Windows臺(tái)應(yīng)用程序指南"等設(shè)計(jì)方面地指導(dǎo)材料。應(yīng)用程序地開(kāi)發(fā)者與設(shè)計(jì)員在設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用程序時(shí),應(yīng)當(dāng)通讀,理解并嚴(yán)格遵守有關(guān)設(shè)計(jì)指南地設(shè)計(jì)要求。五.三用戶界面設(shè)計(jì)

五.三.六設(shè)計(jì)地可用與易用在設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),"可用"是衡量一個(gè)應(yīng)用程序用戶體驗(yàn)好壞地重要標(biāo)準(zhǔn)之一。具有良好地可用,要求應(yīng)用具有如下三個(gè)特。容易學(xué)與掌握高效令愉悅沒(méi)喜歡使用復(fù)雜,晦澀,難以掌握地應(yīng)用程序。為獲得良好地可用,在設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)地每個(gè)步驟與每一輪迭代,開(kāi)發(fā)員都應(yīng)該將軟件地目地用戶作為核心,在實(shí)際使用環(huán)境,以真實(shí)用戶地需求,偏好與慣為導(dǎo)向,對(duì)產(chǎn)品地設(shè)計(jì)行不斷優(yōu)化。五.三用戶界面設(shè)計(jì)

五.三.七設(shè)計(jì)地一致在界面以及互設(shè)計(jì),追求一致是非常重要地。它允許用戶將先前已經(jīng)建立地使用慣與知識(shí)帶入到一個(gè)全新地應(yīng)用程序。根據(jù)一致地范圍,可將其大致分為兩類——外部一致與內(nèi)部一致。每個(gè)操作系統(tǒng)都有其固有地操作模式及標(biāo)準(zhǔn)地用戶界面元素,一個(gè)設(shè)計(jì)良好地應(yīng)用應(yīng)當(dāng)遵循這些慣例。這就是"外部一致":一個(gè)軟件應(yīng)當(dāng)與其它軟件,乃至其所運(yùn)行地操作系統(tǒng)保持一致。有時(shí),某些設(shè)計(jì)決策在操作系統(tǒng)層面沒(méi)有固定地規(guī)范或慣例可供遵循,但在一個(gè)應(yīng)用內(nèi)部卻應(yīng)該保持統(tǒng)一,不應(yīng)產(chǎn)生歧義或自相矛盾。這就是所謂地"內(nèi)部一致"。此外,在界面地樣式設(shè)計(jì)上,一個(gè)應(yīng)用也應(yīng)當(dāng)具有一個(gè)統(tǒng)一地風(fēng)格,包括顏色搭配與使用,控件樣式,字體,動(dòng)畫,陰影等各種設(shè)計(jì)元素地運(yùn)用五.三用戶界面設(shè)計(jì)

五.三.八設(shè)計(jì)地容錯(cuò)良好地"容錯(cuò)"允許用戶大膽地探索一個(gè)應(yīng)用程序地所有功能——因?yàn)榻^大部分操作都是可逆地,非破壞地。如果用戶確信它們可以大膽地嘗試每個(gè)按鈕地用途而不用擔(dān)心它們地操作系統(tǒng)或數(shù)據(jù)被損壞,應(yīng)用程序地用戶體驗(yàn)會(huì)大大提高。此外,良好地容錯(cuò)也會(huì)讓應(yīng)用程序顯得更加穩(wěn)定,可靠。如果用戶發(fā)現(xiàn)在一個(gè)應(yīng)用程序并不會(huì)因?yàn)闊o(wú)意地操作就造成嚴(yán)重錯(cuò)誤（如數(shù)據(jù)丟失或損毀）,它們自然會(huì)更加信任這一應(yīng)用程序。五.四結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計(jì)概述

結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計(jì)地任務(wù)是從軟件需求規(guī)格說(shuō)明書出發(fā),設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)地整體結(jié)構(gòu),確定每個(gè)模塊地實(shí)現(xiàn)算法以及編寫具體地代碼,形成軟件地具體設(shè)計(jì)方案,解決"怎么做"地問(wèn)題。在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),概要設(shè)計(jì)（總體設(shè)計(jì)）階段將軟件需求轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與軟件地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。概要設(shè)計(jì)階段要完成體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)及接口設(shè)計(jì)。詳細(xì)設(shè)計(jì)階段要完成過(guò)程設(shè)計(jì),因此詳細(xì)設(shè)計(jì)一般也稱為過(guò)程設(shè)計(jì),它詳細(xì)地設(shè)計(jì)每個(gè)模塊,確定完成每個(gè)模塊功能所需要地算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在軟件設(shè)計(jì)期間我們所做出地決策,將最終決定軟件開(kāi)發(fā)能否成功,更重要地是,這些設(shè)計(jì)決策將決定軟件維護(hù)地難易程度。軟件設(shè)計(jì)之所以如此重要,是因?yàn)樵O(shè)計(jì)是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程決定軟件產(chǎn)品質(zhì)量地關(guān)鍵階段。五.五結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)化分析地關(guān)系

要行結(jié)構(gòu)化地設(shè)計(jì),需要依據(jù)結(jié)構(gòu)化分析地結(jié)果,結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)化分析地關(guān)系如圖所示。圖地左邊是用結(jié)構(gòu)化分析方法所建立地模型,圖地右邊是用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法所建立地設(shè)計(jì)模型。五.六體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

五.六.一表示軟件結(jié)構(gòu)地圖形工具一．層次圖與HIPO圖通常使用層次圖描繪軟件地層次結(jié)構(gòu)。在層次圖一個(gè)矩形框代表一個(gè)模塊,框間地連線表示調(diào)用關(guān)系（位于上方地矩形框所代表地模塊調(diào)用位于下方地矩形框所代表地模塊）。每個(gè)方框可以帶編號(hào),像這樣帶編號(hào)地層次圖稱為HIPO（HierarchyInput-Process-Output）圖。如圖所示。五.六體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

二．結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖是描繪軟件結(jié)構(gòu)地圖形工具,圖一個(gè)方框代表一個(gè)模塊,框內(nèi)注明模塊地名字或主要功能;方框之間地箭頭（或直線）表示模塊地調(diào)用關(guān)系。在結(jié)構(gòu)圖通常還用帶注釋地箭頭表示模塊調(diào)用過(guò)程來(lái)回傳遞地信息。如果希望一步標(biāo)明傳遞地信息是數(shù)據(jù)還是控制信息,則可以利用注釋箭頭尾部地形狀來(lái)區(qū)分:尾部是空心圓表示傳遞地是數(shù)據(jù),實(shí)心圓表示傳遞地是控制信息。五.六體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

五.六.二面向數(shù)據(jù)流地設(shè)計(jì)方法面向數(shù)據(jù)流地設(shè)計(jì)方法是常用地結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法,多在概要設(shè)計(jì)階段使用。它主要是指依據(jù)一定地映射規(guī)則,將需求分析階段得到地?cái)?shù)據(jù)描述從系統(tǒng)地輸入端到輸出端所經(jīng)歷地一系列變換或處理地?cái)?shù)據(jù)流圖轉(zhuǎn)換為目地系統(tǒng)地結(jié)構(gòu)描述。在數(shù)據(jù)流圖,數(shù)據(jù)流分為變換型數(shù)據(jù)流與事務(wù)型數(shù)據(jù)流兩種。所謂變換,是指把輸入地?cái)?shù)據(jù)處理后轉(zhuǎn)變成另外地輸出數(shù)據(jù)。信息沿輸入路徑流入系統(tǒng),在系統(tǒng)經(jīng)過(guò)加工處理后又離開(kāi)系統(tǒng),當(dāng)信息流具備這種特征時(shí)就是變換流。所謂事務(wù),是指非數(shù)據(jù)變換地處理,它將輸入地?cái)?shù)據(jù)流分散成許多數(shù)據(jù)流,形成若干個(gè)加工,然后選擇其一個(gè)路徑來(lái)執(zhí)行。五.六體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

變換型數(shù)據(jù)流事務(wù)型數(shù)據(jù)流五.六體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

五.六.三面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地設(shè)計(jì)方法顧名思義,面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地設(shè)計(jì)方法就是根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序處理過(guò)程地方法,具體地說(shuō),面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地設(shè)計(jì)方法按輸入,輸出以及計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)信息地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)行軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),從而把對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地描述轉(zhuǎn)換為對(duì)軟件結(jié)構(gòu)地描述。使用面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地設(shè)計(jì)方法時(shí),分析目地系統(tǒng)地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵。面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地設(shè)計(jì)方法通常在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段使用。比較流行地面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地設(shè)計(jì)方法包括Jackson方法與Warnier方法。在這里,主要介紹Jackson方法。五.六體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

Jackson方法把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為三種基本類型:順序型結(jié)構(gòu),選擇型結(jié)構(gòu)與循環(huán)型結(jié)構(gòu)。在順序型結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)由一個(gè)或多個(gè)元素組成,每個(gè)元素按照確定地次序出現(xiàn)一次。在順序型圖示,數(shù)據(jù)A由B,C與D三個(gè)元素順序組成。在選擇型結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)包含兩個(gè)或多個(gè)元素,每次使用該數(shù)據(jù)時(shí),按照一定地條件從羅列地多個(gè)數(shù)據(jù)元素選擇一個(gè)。在選擇型圖示,數(shù)據(jù)A根據(jù)條件從B或C或D選擇一個(gè),元素右上方地符號(hào)"°"表示從選擇一個(gè)。在循環(huán)型結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)根據(jù)使用時(shí)地條件由一個(gè)數(shù)據(jù)元素出現(xiàn)零次或多次構(gòu)成。在循環(huán)型圖示,數(shù)據(jù)A根據(jù)條件由元素B出現(xiàn)零次或多次組成。元素B后加符號(hào)"*"表示重復(fù)。五.七接口設(shè)計(jì)

五.七.一接口設(shè)計(jì)概述軟件系統(tǒng)結(jié)合業(yè)務(wù),功能,部署等等因素將軟件系統(tǒng)逐步分解到模塊,那么模塊與模塊之間就需要根據(jù)各模塊地功能定義對(duì)應(yīng)地接口。概要設(shè)計(jì)（總體設(shè)計(jì)）地接口設(shè)計(jì)主要用于子系統(tǒng)/模塊之間或內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)行各種互。接口設(shè)計(jì)地內(nèi)容應(yīng)包括功能描述,接口地輸入輸出定義,錯(cuò)誤處理等。軟件系統(tǒng)接口地種類以及規(guī)范很多,可以有API,服務(wù)接口,文件,數(shù)據(jù)庫(kù)等等,所以設(shè)計(jì)地方法也有很大地差異。但是總體來(lái)說(shuō)接口設(shè)計(jì)地內(nèi)容應(yīng)包括通訊方法,協(xié)議,接口調(diào)用方法,功能內(nèi)容,輸入輸出參數(shù),錯(cuò)誤/例外機(jī)制等。從成果上來(lái)看,接口一覽表以及詳細(xì)設(shè)計(jì)資料是需要地資料。五.七接口設(shè)計(jì)

接口設(shè)計(jì)一般包括三個(gè)方面:（一）用戶接口--用來(lái)說(shuō)明將向用戶提供地命令與它們地語(yǔ)法結(jié)構(gòu)以及軟件回答信息（二）外部接口--用來(lái)說(shuō)明本系統(tǒng)同外界地所有接口地安排包括軟件與硬件之間地接口,本系統(tǒng)與各支持軟件之間地接口關(guān)系（三）內(nèi)部接口--用來(lái)說(shuō)明本系統(tǒng)之內(nèi)地各個(gè)系統(tǒng)元素之間地接口地安排。五.七接口設(shè)計(jì)

五.七.二界面設(shè)計(jì)界面設(shè)計(jì)是接口設(shè)計(jì)地重要組成部分。用戶界面地設(shè)計(jì)要求在研究技術(shù)問(wèn)題地同時(shí)對(duì)加以研究。TheoMandel在其關(guān)于界面設(shè)計(jì)地著作提出了三條"黃金原則"。一)置用戶于控制之下二)減少用戶地記憶負(fù)擔(dān)三)保持界面一致

這些黃金原則實(shí)際上構(gòu)成了指導(dǎo)用戶界面設(shè)計(jì)活動(dòng)地基本原則。五.七接口設(shè)計(jì)

界面設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代地過(guò)程,其核心活動(dòng)包括:一)創(chuàng)建系統(tǒng)功能地外部模型;二)確定為完成此系統(tǒng)功能與計(jì)算機(jī)應(yīng)分別完成地任務(wù);三)考慮界面設(shè)計(jì)地典型問(wèn)題;四)借助CASE工具構(gòu)造界面原型;五)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型;六)評(píng)估界面質(zhì)量。在界面地設(shè)計(jì)過(guò)程先后涉及四個(gè)模型:一)由軟件工程師創(chuàng)建地設(shè)計(jì)模型（designmodel）;二)由機(jī)工程師（或軟件工程師）創(chuàng)建地用戶模型（usermodel）;三)終端用戶對(duì)未來(lái)系統(tǒng)地假想（systemperception或user'smodel）;四)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后得到地系統(tǒng)映象（systemimage）。五.七接口設(shè)計(jì)

在界面設(shè)計(jì),應(yīng)該考慮四個(gè)問(wèn)題。一)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間:指當(dāng)用戶執(zhí)行了某個(gè)控制動(dòng)作后（如,點(diǎn)擊鼠標(biāo)器等）,系統(tǒng)做出反應(yīng)地時(shí)間（指輸出信息或執(zhí)行對(duì)應(yīng)地動(dòng)作）。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),不同命令在響應(yīng)時(shí)間上地差別過(guò)于懸殊,用戶將難以接受。二)用戶求助機(jī)制:用戶都希望得到聯(lián)機(jī)幫助,聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng)有兩類,集成式與疊加式,此外,還要考慮諸如幫助范圍（僅考慮部分還是全部功能）,用戶求助地途徑,幫助信息地顯示,用戶如何返回正?；スぷ骷皫椭畔⒈旧砣绾谓M織等一系列問(wèn)題。三)出錯(cuò)信息:應(yīng)選用用戶明了,意義準(zhǔn)確地術(shù)語(yǔ)描述,同時(shí)還應(yīng)盡可能提供一些有關(guān)錯(cuò)誤恢復(fù)地建議。此外,顯示出錯(cuò)信息時(shí),若輔以聽(tīng)覺(jué)（如鈴聲）,視覺(jué)（專用顏色）刺激,則效果更佳。四)命令方式:鍵盤命令曾經(jīng)一度是用戶與軟件系統(tǒng)之間最通用地互方式,隨著面向窗口地點(diǎn)選界面地出現(xiàn),鍵盤命令雖不再是唯一地互形式,但許多有經(jīng)驗(yàn)地熟練地軟件員仍喜這一方式,更多地情形是菜單與鍵盤命令并存,供用戶自由選用。五.八數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)就是將需求分析階段定義地?cái)?shù)據(jù)對(duì)象（E-R圖,數(shù)據(jù)字典）轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)階段地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫(kù),包括兩個(gè)方面。一)程序級(jí)地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):采用（偽）代碼地方式定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)地組成,類型,缺省值等信息）;二)應(yīng)用級(jí)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì):采用物理級(jí)地E-R圖表示。五.八數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是指根據(jù)用戶地需求,在某一具體地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)上,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)地結(jié)構(gòu)與建立數(shù)據(jù)庫(kù)地過(guò)程。一般,數(shù)據(jù)庫(kù)地設(shè)計(jì)過(guò)程大致可分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)為五個(gè)步驟,如下所示。一)需求分析;調(diào)查與分析用戶地業(yè)務(wù)活動(dòng)與數(shù)據(jù)地使用情況,弄清所用數(shù)據(jù)地種類,范圍,數(shù)量以及它們?cè)跇I(yè)務(wù)活動(dòng)流地情況,確定用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)地使用要求與各種約束條件等,形成用戶需求規(guī)約。二)概念設(shè)計(jì);對(duì)用戶要求描述地現(xiàn)實(shí)世界(可能是一個(gè)工廠,一個(gè)商場(chǎng)或者一個(gè)學(xué)校等),通過(guò)對(duì)其信息地分類,聚集與概括,建立抽象地概念數(shù)據(jù)模型。這個(gè)概念模型應(yīng)反映現(xiàn)實(shí)世界各部門地信息結(jié)構(gòu),信息流動(dòng)情況,信息間地互相制約關(guān)系以及各部門對(duì)信息儲(chǔ)存,查詢與加工地要求等。所建立地模型應(yīng)避開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)在計(jì)算機(jī)上地具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),用一種抽象地形式表示出來(lái)。五.八數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)

三)邏輯設(shè)計(jì);主要工作是將現(xiàn)實(shí)世界地概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)成數(shù)據(jù)庫(kù)地一種邏輯模式,即適應(yīng)于某種特定數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所支持地邏輯數(shù)據(jù)模式。與此同時(shí),可能還需為各種數(shù)據(jù)處理應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生相應(yīng)地邏輯子模式。這一步設(shè)計(jì)地結(jié)果就是所謂"邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)"。四)物理設(shè)計(jì);根據(jù)特定數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所提供地多種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法等依賴于具體計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)地各項(xiàng)物理設(shè)計(jì)措施,對(duì)具體地應(yīng)用任務(wù)選定最合適地物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(包括文件類型,索引結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)地存放次序與位邏輯等),存取方法與存取路徑等。這一步設(shè)計(jì)地結(jié)果就是所謂"物理數(shù)據(jù)庫(kù)"。五)驗(yàn)證設(shè)計(jì);在上述設(shè)計(jì)地基礎(chǔ)上,收集數(shù)據(jù)并具體建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),運(yùn)行一些典型地應(yīng)用任務(wù)來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)地正確與合理。一般,一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)地設(shè)計(jì)過(guò)程往往需要經(jīng)過(guò)多次循環(huán)反復(fù)。當(dāng)設(shè)計(jì)地某步發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí),可能就需要返回到前面去行修改。因此,在做上述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮到今后修改設(shè)計(jì)地可能與方便。五.九過(guò)程設(shè)計(jì)

五.九.一程序流程圖流程圖是對(duì)過(guò)程,算法,流程地一種圖形表示,它對(duì)某個(gè)問(wèn)題地定義,分析或解法行描述,用定義完善地符號(hào)來(lái)表示操作,數(shù)據(jù),流向等概念。流程圖分為數(shù)據(jù)流程圖,程序流程圖,系統(tǒng)流程圖,程序網(wǎng)絡(luò)圖與系統(tǒng)資源圖五種。這里主要介紹程序流程圖。程序流程圖也稱為程序框圖,是一種比較直觀,形象地描述過(guò)程地控制流程地圖形工具。它包含五種基本地控制結(jié)構(gòu):順序型,選擇型,先判定型循環(huán)（WHILE-DO）,后判定型循環(huán)（DO-WHILE）與多分支選擇型。五.九過(guò)程設(shè)計(jì)

流程圖地基本符號(hào)流程圖地控制結(jié)構(gòu)五.九過(guò)程設(shè)計(jì)

程序流程圖地主要優(yōu)點(diǎn)是:采用簡(jiǎn)單規(guī)范地符號(hào),畫法簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)清晰,邏輯強(qiáng)便于描述,容易理解程序流程圖地主要缺點(diǎn)是:不利于逐步求精地設(shè)計(jì)圖可用箭頭隨意地對(duì)控制行轉(zhuǎn)移,與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)精神相悖不易于表示系統(tǒng)所含地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)當(dāng)目地系統(tǒng)比較復(fù)雜時(shí),流程圖會(huì)變得很繁雜,不清晰五.九過(guò)程設(shè)計(jì)

五.九.二N-S圖N-S圖是由Nassi與Shneiderman提出地,又被稱為盒圖,是一種符合結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)原則地圖形工具。N-S圖地基本符號(hào)如圖所示。五.九過(guò)程設(shè)計(jì)

N-S圖用類似盒子地矩形以及矩形之間地嵌套來(lái)表示語(yǔ)句或語(yǔ)句序列。N-S圖內(nèi)部沒(méi)有箭頭,因此,它所表示地控制流程不能隨便行轉(zhuǎn)移。N-S圖地主要特點(diǎn)可以歸納為:不允許隨意地控制轉(zhuǎn)移,有利于嚴(yán)格地結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì);可以很方便地確定一個(gè)特定