清华大学殷仁昆教授讲授《软件工程》讲义-03.ppt

软件工程第三章软件设计
软件设计的概念
功能独立性
结构化设计方法
过程设计
清华大学计算机系殷人昆
6/12/2018
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软件工程
软件设计的概念
软件设计的基本目标是用比较抽象概括的方式确定目标系统如何完成预定的任务,即软件设计是确定系统的物理模型。
从技术观点来看,软件设计包括数据设计、体系结构设计、接口设计、过程设计。
数据设计将实体关系图中描述的对象和关系,以及数据字典中描述的详细数据内容转化为数据结构的定义。
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软件工程
体系结构设计定义软件系统各主要成份之间的关系。
接口设计根据数据流图定义软件内部各成份之间、软件与其它协同系统之间及软件与用户之间的交互机制。
过程设计则是把结构成份转换成软件的过程性描述。
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软件工程
将分析模型转换为设计
数据字典
数
据
流
图
实
体
关
系
图
状态转换图
加
工
规
格
说
明
控
制
规
格
说
明
数
据
对
象
描
述
过程设计
接口设计
体系结构设计
数据设计
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软件工程
从工程管理角度来看,软件设计分两步完成:概要设计和详细设计。
概要设计
将软件需求转化为软件体系结构
确定系统级接口
全局数据结构或数据库模式。
详细设计
确立每个模块的实现算法和局部数据结构
用适当方法表示算法和数据结构的细节
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软件工程
软件设计是后续开发步骤及软件维护工作的基础。如果没有设计,只能建立一个不稳定的系统结构。
设计
编码
测试
维护
测试
编码
维护
有软件设计没有软件设计
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软件工程
软件设计既是过程又是模型。
设计过程是一系列的迭代步骤,使设计人员能够描述目标系统的各个侧面。
设计模型首先描述目标系统的整体架构,然后逐步细化架构得到构造每个细节的指导原则,从而得到系统的一系列不同的视图。
良好的设计原则可为设计过程导航。
衡量设计过程的技术原则:
设计必须实现分析模型中描述的所有显式需求,必须满足用户希望的所有隐式需求。
衡量软件设计的原则
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软件工程
对于开发者和未来的维护者而言,设计必须是可读的、可理解的,使得将来易于编程、易于测试、易于维护。
设计应该给出软件的全貌,包括从实现角度可看到的数据、功能、行为。
衡量设计模型的技术原则
设计模型应该是一个分层结构。该结构:
使用可识别的设计模式搭建系统结构。
用显示良好设计特征的构件构成。
可以用演化的方式实现。
设计应当模块化。
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软件工程
设计应当包含数据、体系结构、接口和构件(模块)的清晰的视图。
设计应当根据将要实现的对象和数据模式导出合适的数据结构。
设计应当建立具有独立功能特征的构件。
设计应当建立能够降低模块与外部环境之间复杂连接的接口。
设计模型应当通过使用软件需求信息所驱动的可重复的方法导出。
Davis的软件设计原则
设计应具有可跟踪性,能回溯到软件需求;
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软件工程
设计不必每次都从头做起,可以复用已有的设计模式和数据模式。
设计应当缩小软件与现实世界中问题的“智力距离”,尽量逼近问题领域的结构;
设计应具有一致性和集成性。整个系统应具有统一的风格和格式,具有良好的接口。
设计结果应能适应未来可能的变更;
设计不是编码,编码也不是设计。设计模型的抽象级别比源代码高。在编码级别上唯一的设计决策是补充一些实现细节。
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软件工程