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第5章 总体设计 5.1 设计过程 5.2 设计原理 5.3 启发规则 5.4 描绘软件结构的图形工具 5.5 面向数据流的设计方法 5.6 小结 习题 本章目标与要求 深刻理解软件总体设计的基本任务，软件设计的基本原理。 理解模块化、抽象、信息隐蔽、模块独立性等概念。 掌握度量模块独立性的标准-----耦合性与内聚性。 熟练掌握结构化设计方法，能划分数据流的类型，将其 能转换成软件结构图，并能根据优化准则将其优化。 (重点和难点) 怎么做 系统设计的基本目的----系统应该如何实现？ 每个物理单元仍然是黑盒子级别 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 软件设计的目标和任务 根据用信息域表示的软件需求，以及功能和性能需求，进行： －－ 数据设计 －－－系统结构设计 －－－－过程设计。 数据设计侧重于数据结构的定义。 系统结构设计定义软件系统各主要成份之间的关系,系统由哪些模块组成及模块间的关系。 过程设计则是把结构成份转换成软件的过程性描述。在编码步骤，根据这种过程性描述，生成源程序代码，然后通过测试最终得到完整有效的软件。确定每个模块的处理过程（详细设计阶段） 软件设计任务 从工程管理的角度来看，软件设计分两步完成。 总体设计（概要设计） 将软件需求转化为数据结构和软件的系统结构。 详细设计 即过程设计。通过对结构表示进行细化，得到软件的详细的数据结构和算法。 总体设计阶段两个任务: 1、划分出组成系统的物理元素——程序、文件、数据库、人工过程和文档等等，但每个物理元素仍然处于黑盒子级，这些黑盒子里的具体内容将在详细设计时设计。 2、设计软件的结构-----要确定系统中每个程序是由哪些模块组成的，以及这些模块相互间的关系。 5.1 设计过程 总体设计过程通常由两个主要阶段组成： 系统设计阶段，确定系统的具体实现方案； 结构设计阶段，确定软件结构。 典型的总体设计过程包括下述11个步骤：1. 设想供选择的方案 在总体设计阶段分析员应该考虑各种可能的实现方案，并且力求从中选出最佳方案。在总体设计阶段开始时只有系统的逻辑模型，分析员有充分的自由分析比较不同的物理实现方案，一旦选出了最佳的方案，将能大大提高系统的性能/价格比。 需求分析阶段得出的数据流图是总体设计的极好的出发点。 2. 选取合理的方案 应该从前一步得到的一系列供选择的方案中选取若干个合理的方案，通常至少选取低成本、中等成本和高成本的三种方案。在判断哪些方案合理时应该考虑在问题定义和可行性研究阶段确定的工程规模和目标，有时可能还需要进一步征求用户的意见。 对每个合理方案分析员都应该准备下列4份资料： (1) 系统流程图； (2) 组成系统的物理元素清单； (3) 成本/效益分析； (4) 实现这个系统的进度计划。 3. 推荐最佳方案 分析员应该综合分析对比各种合理方案的利弊，推荐一个最佳的方案，并且为推荐的方案制定详细的实现计划。制定详细实现计划的关键技术是本书第13章中将要介绍的工程网络。 用户和有关的技术专家应该认真审查分析员所推荐的最佳系统，如果该系统确实符合用户的需要，并且是在现有条件下完全能够实现的，则应该提请使用部门负责人进一步审批。在使用部门的负责人也接受了分析员所推荐的方案之后，将进入总体设计过程的下一个重要阶段——结构设计。 4.制定规范 为软件开发组制定在设计时应共同遵守的标准，在文档编制，接口等命名等方面 例：各部门文档统一编号，各部门机器接口等统一编号，等等，例：6位数，厂内统一A打头，厂外B、各处室、销X打头，厂办Y打头等。 5. 设计软件结构 1）采用某种设计方法，将一个复杂的系统按功能划分成模块；(复杂变简单） 2）确定每个模块的功能； 3）确定模块之间的调用关系； 4)确定模块之间的接口即模块之间传递的信息； 5）评价模块结构质量--模块的划分及结构规定 软件结构(即由模块组成的层次系统)可以用层次图或结构图来描绘. 6. 处理方式设计 1)确定为实现软件系统的功能需求所必需的算法； 2)确定为满足软件系统的性能需求、必需的算法和模块的控制方式。 性能主要有：周转时间、相应时间、吞吐量、精度等。 3）确定外部信号的接收发送形式。 7. 数据结构及数据库设计 1)数据结构的设计 数据设计是把分析模型中的信息描述转换为实体软件所需 要的数据结构。数据结构确定了信息的存放方式、组织形式、 访问方式、组合程度及处理策略等。 用逐步