第三课软件设计.ppt

主讲教师：李刚 第三章 软件设计 §3.1 软件设计的基本任务 §3.２ 总体设计（SD） §3.3 详细设计 (SD) §3.4 面向对象的设计 §3.5 用户界面设计 §3.6 设计质量的度量 §3.7 软件设计CASE工具 §3.1 软件设计的基本任务－总体设计 总体设计的基本任务 概要地回答系统应该如何实现 总体设计的两项任务： 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 设计软件的结构----确定每个程序的模块组成及模块之间的相互关系。 总体设计的过程： 系统设计：确定系统的具体实现方案。 结构设计：确定软件结构。 §3.1 软件设计的基本任务－总体设计（续） §3.1 软件设计的基本任务（续） 详细设计的基本任务 详细设计是总体设计的进一步具体化，主要确定每个模块的具体执行过程 具体任务如下： 1）为每个模块进行详细的算法设计 2）为模块内的数据结构进行设计 3）对数据库进行物理设计 4）界面设计 5）其他设计 6）编写文档 7）评审 §3.２ 总体设计（SD） 在软件设计中，要遵循一些基本的软件设计原理。 1 模块化 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，满足问题的求解。 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，而且有个总体标识符代表它。 §3.２ 总体设计（SD） 2 模块独立性 每个模块完成一个相对独立的子 功能，并且和其他模块之间的关 系很简单 耦合和内聚两个定性标准度量 耦合：一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量。 数据耦合：模块之间通过参数交换数据信息。 控制耦合：模块之间传递的参数含有控制信息。 公共环境耦合：两个或多个模块通过一个公共数据环境相互作用。 内容耦合：。。。。。。 耦合 §3.２ 总体设计（SD） 3 抽象与细化 在抽象的最高层次使用问题环境语言，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 在最低的抽象层次用可以直接实现的方式叙述问题的解法 细化与抽象是紧密相关的，在软件过程的每一步都是对软件解法的抽象层 次的一次细化 §3.２ 总体设计（SD） 3 信息隐蔽 在设计和确定模块时，使一个模块包含的信息（过程和数据）对于不需要 这些信息的模块来说，是不能访问的。 在面向对象方法中，对象的封装性很自然地支持了信息隐蔽地思想。 在结构化方法中，要求模块内地信息要局部化 4可重用性 同一事物不做修改或稍加修改就能够多次重复使用——重用（再生 复用） 软件复用：数据复用、模块复用、结构复用、设计复用和规格说明书复用 §3.２ 总体设计（SD） 启发式规则 人们在开发计算机软件的长期实践中积累了丰富的经验，总结这些经验得 出了一些启发式规则。这些启发式规则虽然不像上一节讲述的基本原理和 概念那样普遍适用，但是在许多场合仍然能给软件工程师以有益的启示， 往往能帮助他们找到改进软件设计提高软件质量的途径。 下面介绍几条启发式规则 改进软件结构提高模块独立性 模块规模应该适中 深度、宽度、扇入、扇出都应适当 模块的作用域应该在控制域之内 力争降低模块接口的复杂程度 设计单入口单出口的模块 模块的功能应该可以预测 §3.２ 总体设计（SD） 1. 改进软件结构提高模块独立性 设计出软件的初步结构以后，应该审查分析这个结构，通过模块分解或合 并，力求降低耦合提高内聚。例如，多个模块公有的一个子功能可以独立 成一个模块，由这些模块调用；有时可以通过分解或合并模块以减少控制 信息的传递及对全程数据的引用，并且降低接口的复杂程度。 2. 模块规模应该适中 经验表明，一个模块的规模不应过大，最好能写在一页纸内(通常不超过60 行语句)。有人从心理学角度研究得知，当一个模块包含的语句数超过30以 后，模块的可理解程度迅速下降。 过大的模块往往是由于分解不充分，但是进一步分解必须符合问题结构， 一般说来，分解后不应该降低模块独立性。 过小的模块开销大于有效操作，而且模块数目过多将使系统接口复杂。因 此过小的模块有时不值得单独存在，特别是只有一个模块调用它时，通常 可以把它合并到上级模块中去而不必单独存在。 §3.２ 总体设计（SD） 3. 深度、宽度、扇出和扇入都应适当 深度：表示软件结构中控制的层数。 它往往能粗略地标志一个系统的大小和复杂程度。深度和程序长度之间应 该有粗略的对应关系，当然这个