GIS工程讲义 第四讲工程总体设计与详细设计.ppt

第四讲 GIS工程总体设计与详细设计 总体位置 第四部分：总体设计（software） ???? 总体设计的基本目的就是回答“概括地说，系统应该如何实现？”总体设计称为概要设计或初步设计。通过这个阶段的工作将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，但是每个物理元素仍然处理黑盒子级，这些黑盒子里的具体内容将在以后仔细设计。总体设计阶段的另一项重要任务是设计软件的结构，也就是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。 一、总体设计的过程 总体设计过程通常由两个主要阶段组成:：系统设计，确定系统的具体实现方案；结构设计，确定系统结构。 设想供选择的方案 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。数据流图中的某些处理可以逻辑地归并在一个子边界内作为组，另一些处理可放在另一个子边界内作为另一组，这些子边界通常意味着某种实现策略。 在总体设计的这个步骤中分析员仅仅一个边界一个边界地设想并且列出供选择的方案，并不评价这些方案。 1．2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。 对每个合理的方案分析员都应该准备下列四份资料： 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。 1．3 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。 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。 1．4 功能分解 为了最终实现目标系统，必须设计出组成这个系统的所有程序和文件（或数据库）。对程序（特别是复杂的大型程序）的设计，通常分为两个阶段完成；首先进行结构设计，然后进行过程设计。结构设计确定程序由哪些模块组成，以及这些模块之间的关系；过程设计确定每个模块的处理过程。结构设计是总体设计阶段的任务，过程设计是详细设计阶段的任务。 为确定软件结构，首先需要从实现角度把复杂的功能进一步分解。分析员结合算法描述仔细分析数据流图中的每个处理，如果一个处理的功能过分复杂，必须把它的功能适当地分解成一系列比较简单的功能，功能分析导致数据流图的进一步细化，同时还应该用IPO图或其他适当的工具简要描述细化后每个处理的算法。 1．5 设计软件结构 通常程序中的一个模块完成一个适当的子功能。应该把模块组织成良好的层次系统，顶层模块调用它的下层模块以实现程序的完整功能，每个下层模块再调用更下层的模块，从而完成程序的一个子功能，最下层的模块完成最具体的功能。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，后面将介绍这些图形工具。 如果数据流图已经细化到适当层次，则可以直接从数据流图映射出软件结构，这就是面向数据流的设计方法。 1．6 数据库设计 分析员应该在需求分析阶段对系统数据所做的分析的基础上进一步设计数据库。数据库设计通常包括下述四个步骤： 1） 模式设计 2） 子模式设计 3） 完整性和安全性设计 4） 优化 1．7制定测试计划 在软件开发的早期阶段考虑测试问题，能促使软件设计人员在设计时注意提高软件的可测试性。 1．8 书写文档 这个阶段应该完成的文档通常有下述几种： 1、 系统说明 主要内容包括用系统流程图描绘的系统构成方案，组成系统的物理元素清单，成本效益分析；对最佳方案的概括描述，精化的数据流图，用层次图或结构图描绘的软件结构、用IPO图或其他工具（例如，PDL语言）简要描述的各个模块的算法，模块间的接口关系以及需求、功能和模块三者之间的交叉参照关系等等。 2、 用户手册 根据总体设计阶段的结果，修改更正在需求分析阶段产生的初步的用户手册。 3、 测试计划 包括测试策略，测试方案，预期的测试结果，进度计划等等。 4、 详细的实现计划 5、 数据库设计结果 1．9审查和复审 二、软件设计的概念和原理 模块是数据说明、要执行语句等对象的集合，它是单独命名的而且可通过名字来访问，过程、函数、子程序、宏等等都可作为模块。模块化就是把程序划分成若干个模块，每个模块完成一个子功能，把这些模块集总起来组成一个整体，可以完成指定的功能，满足问题的要求 函数E（x）确定解决问题x需要的工作时（时间）。对于两