理解软件设计过程、抽象与逐步求精.ppt

教学目的：理解软件设计过程、抽象与逐步求精、 模块化与信息隐藏等概念。 教学重点：几个软件设计的基本概念。 教学难点： 模块划分与软件损耗的关系。 教 具：多媒体教室、电子教案 作 业： 第8章 软件设计基础 软件设计阶段的工作是以需求分析阶段的成果为前提和基础的，即经过系统分析小组签字认可的需求规格说明书及有关技术文档。经过软件工程师们多年的努力，一些软件设计技术、质量评估标准和设计表示法逐步形成并用于软件工程实践。 软件设计是软件工程的重要阶段。软件设计过程是对程序结构、数据结构和过程细节逐步求精、复审并编制文档的过程，本章讨论与软件设计有关的主要概念。 8.1 软件设计基本概念 8.1.1 软件设计过程 一般认为，软件开发阶段由设计、编码和测试三个基本活动组成，其中“设计”活动是获取高质量、低耗费、易维护软件的一个最重要环节。 需求分析阶段获得的需求规格说明书包括对将要实现的系统在信息、功能和行为等各个方面的描述，这是软件设计的基础。对此不论采用何种软件设计方法都将产生: 系统的总体结构设计（architectural design）； 系统的数据设计（data design）； 系统的过程设计（procedural design）。 8.1.1 软件设计过程 图8-1-1 开发阶段的信息流 8.1.1 软件设计过程 软件设计也可看作将需求规格说明逐步转换为软件源代码的过程。 从工程管理的角度软件设计可分为概要（preliminary）设计和详细（detail）设计两大步骤。 概要设计是根据需求确定软件和数据的总体框架，详细设计是将其进一步精化成软件的算法表示和数据结构。 而在技术上，概要设计和详细设计又由若干活动组成，除总体结构设计、数据结构设计和过程设计外，许多现代应用软件，还包括一个独立的界面设计活动。 8.1.2 抽象与逐步求精 抽象是控制复杂性的基本策略。“抽象” 要求人们将注意力集中在某一层次上考虑问题，而忽略那些低层次的细节。 软件设计过程应当是在不同抽象级别上考虑和处理问题的过程。最初，应在最高抽象级别上，用面向问题域的语言叙述“问题”，概括“问题解”的形式，而后不断地具体化，不断地用面向过程的语言描述问题，最后，在最低的抽象级别上给出可直接实现的“问题解”，即程序。 8.1.2 抽象与逐步求精 软件工程过程的每一步都是对较高一级抽象的解作一次进一步具体化的描述。 在系统定义阶段，软件系统被描述为基于计算机的大系统的一个组成部分； 在软件规划和需求分析阶段，软件用问题域约定的习惯用语表达； 从概要设计过渡到详细设计时，抽象级再一次降低； 编码完成后达到了抽象的最低级。 在上述由高级抽象到低级抽象的转换过程中，伴随着一连串的过程抽象和数据抽象。 过程抽象把完成一个特定功能的动作序列抽象为一个过程名和参数表； 数据抽象把一个数据对象的定义（或描述）抽象为一个数据类型名。 【例8.1】考虑适用于低级CAD的图形软件包 抽象Ⅰ 该CAD软件系统配有能与绘图员进行可视化通信的图形界面，能用鼠标代替绘图工具，画各种直线和曲线；能完成所有几何计算以及所有截面视图和辅助视图的设计。图形设计的结果存在图形文件中，图形文件可包含几何的、正文的和其他各种补充设计信息。 显而易见，在这一抽象级别上，用问题域本身的术语来描述问题的解。 【例8.1】考虑适用于低级CAD的图形软件包 抽象Ⅱ CAD软件任务； 用户界面子任务； 创建二维图形子任务； 显示图形子任务； 管理图形文件子任务； end CAD. 在这一抽象级别上，给出了组成CAD软件任务的所有主要子任务，尽管术语已与问题域有所不同，但仍然不是实现所用的语言。 【例8.1】考虑适用于低级CAD的图形软件包 抽象Ⅲ（仅以“创建二维图形子任务”为例） PROCEDURE 创建二维图形 REPEAT UNTIL 创建图形任务终止 DO WHILE 出现与数字仪的交互时 数字仪接口任务； 判断作图请求： 线：画线任务； 圆：画圆任务； ┇ END； 【例8.1】考虑适用于低级CAD的图形软件包 DO WHILE 出现与键盘的交互时 键盘接口任务；