第4章总体设计课件.ppt

第四章 总体设计 第4章 总体设计 可行性分析 -- Why? Who? 需求分析 -- What? 设计 -- How do? 总体设计 (概要设计)确定软件的结构以及 各组成成分(子系统或模块)之间的相互关系 设计 详细设计确定模块内部的算法和数据结构， 产生描述各模块程序过程的详细文档。 总体设计的任务 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，但是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以后仔细设计。 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。 总体设计的必要性：可以站在全局高度上，花较少成本，从较抽象的层次上分析对比多种可能的系统实现方案和软件结构，从中选出最佳方案和最合理的软件结构，从而用较低成本开发出较高质量的软件系统。 4.1 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9个步骤： 1. 设想供选择的方案 2. 选取合理的方案 3. 推荐最佳方案 4. 功能分解 5. 设计软件结构 6. 设计数据库 7. 制定测试计划 8. 书写文档 9. 审查和复审 总体设计所书写的文档 (1) 总体设计说明 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，测试进度计划等等。 (4) 详细的实现计划 (5) 数据库设计结果 概要设计说明书（GB8567—88） 4.2 设计原理 模块化 抽 象 逐步求精 信息隐藏和局部化 模块独立 4.2.1 模块化 模块是由边界元素限定的相邻程序元素（例如，数据说明，可执行的语句）的序列，而且有一个总体标识符代表它。 -- 如：过程、函数、子程序、宏、对象等，都可作为模块。 模块化就是把程序划分成独立命名且可独立访问的模块，每个模块完成一个子功能，把这些模块集成起来构成一个整体，可以完成指定的功能满足用户的需求。 问题：模块该如何划分？ 设：C(x)为复杂程度函数 E(x)为决定解决问题x所需的 工作量(时间)函数 对于两个问题P1和P2， 如果 C(P1)C(P2) 则： E(P1)E(P2) 如果 C(P1+P2)C(P1)+C(P2) 则： E(P1+P2)E(P1)+E(P2) 这个不等式导致“各个击破”的结论—把复杂的问题分解成许多容易解决的小问题，原来的问题也就容易解决了。这就是模块化的根据。 4.2.2 抽象 人类在认识复杂现象的过程中使用的最强有力的思维工具是抽象。 -- 就是抽出事物的本质特性（共性），而暂时不考虑它们的细节。 处理复杂系统的惟一有效的方法是用层次的方式构造和分析它。 -- 在抽象的最高层次使用问题环境的语言，以概括的方式叙述问题的解法；在较低抽象层次采用更过程化的方法，把面向问题的术语和面向实现的术语结合起来叙述问题的解法；最后在最低的抽象层次用可直接实现的方式叙述问题的解法。 软件工程过程的每一步都是对软件解法的抽象层次的一次精化。 在可行性研究阶段，软件作为系统的一个完整部件；在需求分析期间，软件解法是使用在问题环境内熟悉的方式描述的；当由总体设计向详细设计过渡时，抽象的程度也就随之减少了；最后，当源程序写出来以后，也就达到了抽象的最低层。 4.2.3 逐步求精 逐步求精是人类解决复杂问题时采用的基本方法，也是许多软件工程技术（例如，规格说明技术，设计和实现技术）的基础。 逐步求精定义为：“为了能集中精力解决主要问题而尽量推迟对问题细节的考虑。” 抽象与求精是一对互补的概念。 抽象使得设