1、1計科系 段恩澤email: 2 3準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備知識(PreParation Knowledge)(PreParation Knowledge) 4任務(wù)任務(wù)(Tasks)(Tasks) 5軟件設(shè)計軟件設(shè)計(Software Design)(Software Design) 6“輸入”是需求分析各種模型元素“輸出”是軟件設(shè)計模型和表示軟件設(shè)計概述軟件設(shè)計概述(Overview)(Overview) 7分析需求規(guī)格說明模塊劃分，形成具有預(yù)定功能的模塊組成結(jié)構(gòu)表示出模塊間的控制關(guān)系給出模塊之間的接口設(shè)計模塊細(xì)節(jié)確定模塊所需的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等軟件設(shè)計的三類活動軟件設(shè)計的三類活動(Activities)

2、(Activities) 8軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計過程軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計過程(Software Structure Design Process)(Software Structure Design Process) 9軟件設(shè)計質(zhì)量原則軟件設(shè)計質(zhì)量原則(Quality of Software Design (Quality of Software Design Principle)Principle) 10概要設(shè)計說明書模板概要設(shè)計說明書模板(Summary Design Document Template)(Summary Design Document Template)1 范圍1.1系統(tǒng)目標(biāo)1.2 主要

3、軟件需求1.3 軟件設(shè)計約束、限制2 數(shù)據(jù)設(shè)計2.1 數(shù)據(jù)對象和形成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.2文件和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)外部文件結(jié)構(gòu) 邏輯結(jié)構(gòu) 邏輯記錄描述 訪問方法全局?jǐn)?shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)交叉索引3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 數(shù)據(jù)和控制流復(fù)審3.2 得出的程序結(jié)構(gòu)4 接口設(shè)計4.1 人機(jī)界面規(guī)約4.2 人機(jī)界面設(shè)計規(guī)約4.3 外部接口設(shè)計外部數(shù)據(jù)接口外部系統(tǒng)或設(shè)備接口4.4 內(nèi)部接口設(shè)計規(guī)約5 （每個模塊）過程設(shè)計5.1 處理說明5.2 接口描述5.3 設(shè)計語言描述5.4 使用的模塊5.5 內(nèi)部設(shè)計結(jié)構(gòu)5.6 注釋/約束/限制6 需求交叉索引7 測試部分7.1測試方針7.2 集成策略7.3 特殊考慮8 附錄（包括特殊注解）

4、 11詳細(xì)設(shè)計說明書模板詳細(xì)設(shè)計說明書模板(Detailed Design Document Template)(Detailed Design Document Template)1 引言1.1 編寫目的：闡明編寫詳細(xì)設(shè)計說明書的目的，指明讀者對象。1.2 項目背景：應(yīng)包括項目的來源和主管部門等。1.3 定義：列出本文檔中所用到的專門術(shù)語的定義和縮寫詞。 列出有關(guān)資料的作者、標(biāo)題、編號、發(fā)表日期、出版單位或資料來源 文檔所引用的資料、軟件開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。1.4 參考資料：項目經(jīng)核準(zhǔn)的計劃任務(wù)書、合同或上級機(jī)關(guān)的批文；項目開發(fā)計劃；需求規(guī)格說明書；概要設(shè)計說明書；測試計劃（初稿）；用戶操作手

5、冊。2 總體設(shè)計2.1 需求概述2.2 軟件結(jié)構(gòu)：如給出軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。3 程序描述3.1 逐個模塊給出以下說明： 性能 輸出項目 功能 輸入項目3.2 算法：模塊所選用的算法。3.3 程序邏輯：詳細(xì)描述模塊實(shí)現(xiàn)的算法，可采用：標(biāo)準(zhǔn)流程圖；PDL語言；N-S圖；判定表等描述算法的圖表。3.4 接口 限制條件 存儲分配3.5測試要點(diǎn)：給出測試模塊的主要測試要求。 12軟件模塊化設(shè)計軟件模塊化設(shè)計(Software Modular Design)(Software Modular Design) 13軟件模塊化軟件模塊化(Software Modularity)(Software Modular

6、ity) 14模塊數(shù)與開發(fā)工作量模塊數(shù)與開發(fā)工作量開發(fā)工作量模塊數(shù)最小成本區(qū)模塊成本接口成本總成本 15抽象抽象(Abstraction)(Abstraction) 16軟件體系結(jié)構(gòu)軟件體系結(jié)構(gòu)(Software Architecture)(Software Architecture) 17信息隱藏信息隱藏(Information Conceal)(Information Conceal) 18獨(dú)立的模塊由于分解了功能，簡化了接口，使得軟件比較容易開發(fā)；獨(dú)立的模塊比較容易測試和維護(hù)。模塊的獨(dú)立性模塊的獨(dú)立性(Module Independence)(Module Independence) 1

7、9模塊獨(dú)立性的度量標(biāo)準(zhǔn)模塊獨(dú)立性的度量標(biāo)準(zhǔn)(Measure Standards)(Measure Standards)模塊自身的內(nèi)聚（Cohesion），也稱為塊內(nèi)聯(lián)系或模塊強(qiáng)度，模塊之間的耦合（Coupling)，也稱為塊間聯(lián)系。 20 內(nèi)聚性是從功能的角度對模塊內(nèi)部聚合能力的量度。 高內(nèi)聚是模塊獨(dú)立性追求的目標(biāo)。 分類：偶然性內(nèi)聚：模塊內(nèi)的各個任務(wù)在功能上沒有實(shí)質(zhì)性聯(lián)系，純屬“偶然”因素組合了塊內(nèi)各個互不相關(guān)的任務(wù)。邏輯性內(nèi)聚：模塊通常由若干個邏輯功能相似的任務(wù)組成，通過模塊外引入的一個開關(guān)量選擇其一執(zhí)行。這種內(nèi)聚增大了模塊間的耦合。時間性內(nèi)聚：模塊內(nèi)的各個任務(wù)由相同的執(zhí)行時間聯(lián)系在一起。

8、例如，初始化模塊。過程性內(nèi)聚：模塊內(nèi)的各個任務(wù)必須按照某一特定次序執(zhí)行。模塊的內(nèi)聚性模塊的內(nèi)聚性( (Cohesion) 21通信性內(nèi)聚：模塊內(nèi)部的各個任務(wù)靠公用數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，即都使用同一個輸入數(shù)據(jù)，或者產(chǎn)生同一個輸出數(shù)據(jù)。順序性內(nèi)聚：模塊內(nèi)的各個任務(wù)是順序執(zhí)行的。通常，上一個任務(wù)的輸出是下一個任務(wù)的輸入。功能性內(nèi)聚：模塊各個成分結(jié)合在一起，完成一個特定的功能。顯然，功能性模塊具有內(nèi)聚性最強(qiáng)、與其他模塊聯(lián)系少的特點(diǎn)。模塊的內(nèi)聚性模塊的內(nèi)聚性( (Cohesion) ) 22內(nèi)聚性分類內(nèi)聚性分類( (Cohesion Classifying) )偶然性內(nèi)聚弱邏輯性內(nèi)聚時間性內(nèi)聚過程性內(nèi)聚通信性

9、內(nèi)聚順序性內(nèi)聚功能性內(nèi)聚強(qiáng)低內(nèi)聚中內(nèi)聚高內(nèi)聚 23 耦合性是對一個軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊之間互連程度的度量。 耦合性的強(qiáng)弱取決于模塊間接口的復(fù)雜程度，以及通過接口的數(shù)據(jù)類型和數(shù)目。 分類： 非直接耦合：同級模塊相互之間沒有信息傳遞，屬于非直接耦合。 數(shù)據(jù)耦合：調(diào)用下屬模塊時，如果交換的都是簡單變量，便構(gòu)成數(shù)據(jù)耦合。 特征耦合：調(diào)用下屬模塊時，如果交換的是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，便構(gòu)成特征耦合。由于傳遞的是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不僅數(shù)據(jù)量增加，而且會使模塊的相關(guān)性增加。模塊耦合性（模塊耦合性（Coupling)Coupling) 24 控制耦合：模塊間傳遞的信息不是一般的數(shù)據(jù)，而是作為控制信息的開關(guān)值或標(biāo)志量。例如，邏輯性內(nèi)

10、聚的模塊調(diào)用就是典型的控制耦合。外部耦合：若允許一組模塊訪問同一個全局變量，可稱它們?yōu)橥獠狂詈?。公共耦合：若允許一組模塊訪問同一個全局性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則稱它們?yōu)楣柴詈稀Ｈ中缘臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以是共享的通信區(qū)、公共的內(nèi)存區(qū)域、任何存儲介質(zhì)文件、物理設(shè)備等。內(nèi)容耦合：若一個模塊可以直接調(diào)用另一個模塊中的數(shù)據(jù)，或者直接轉(zhuǎn)移到另一個模塊中去，或者一個模塊有多個入口，則稱為內(nèi)容耦合。模塊耦合性模塊耦合性（Coupling) 25耦合性分類耦合性分類（Coupling Classifying)非直接耦合弱數(shù)據(jù)耦合 特征耦合 控制耦合 外部耦合 公共耦合 內(nèi)容耦合強(qiáng)弱耦合中耦合強(qiáng)耦合較強(qiáng)耦合 26 逐步求精，或稱逐步細(xì)化，是一種自頂向下的設(shè)計策略。 逐步求精是人類采用抽象到具體的過程把一個復(fù)雜問題趨于簡單化控制和管理的有效策略。 抽象和精化是互補(bǔ)的概念。逐步求精逐步求精(Stepwise Refinement)(Stepwise Refinement) 27 重構(gòu)是一種重新組織的技術(shù)，可以簡化構(gòu)件或模塊的設(shè)計或編碼而無需改變其功能或行為。 重構(gòu)是一種改進(jìn)程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)但不改變代碼或設(shè)計的外部行為。 “先使它轉(zhuǎn)起來，再使它快起來”。重構(gòu)（重構(gòu)（RefactoringRefactoring） 28 設(shè)計的基本原理和概念包括模塊化、抽象、體系結(jié)構(gòu)、信息隱蔽、模塊獨(dú)立、逐步求