【正文】 1 第 6章 總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)過程 設(shè)計(jì)原理 啟發(fā)性設(shè)計(jì)原則 描繪軟件結(jié)構(gòu)的圖形工具 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法 實(shí)例 習(xí)題 2/175 概述 ? 需求評(píng)審?fù)ㄟ^以后，軟件過程進(jìn)入到設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)結(jié)果又將是實(shí)現(xiàn)的直接依據(jù)； ? 設(shè)計(jì)包括總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)包括編程與測試； ? 圖 61是軟件開發(fā)過程活動(dòng)概要情況。 3/175 圖 61 開發(fā)過程及活動(dòng)概要情況 4/175 概述 ? 總體設(shè)計(jì)又稱為概要設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì) ? 該階段，著眼全局，回答 “ 怎么做？ ” 的問題 ? 全局上，首先要完成如下兩個(gè)任務(wù)： ? （ 1）方案設(shè)計(jì) ——包括軟 /硬實(shí)現(xiàn)方案 ? （ 2）軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ? 另外，在總體設(shè)計(jì)階段，也可以著手對(duì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 5/175 設(shè)計(jì)過程 通常由兩個(gè)主要階段組成： ①方案設(shè)計(jì)階段 確定系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案 ②軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 確定軟件結(jié)構(gòu)。 6/175 典型的總體設(shè)計(jì)過程包括以下 9個(gè)步驟： 1. 設(shè)想供選擇的方案 2. 選取合理的方案 3. 推薦最佳方案 4. 功能分解 5. 設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu) 6. 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫 7. 制定測試計(jì)劃 8. 書寫文檔 9. 審查和復(fù)審 方案設(shè)計(jì) 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 7/175 設(shè)計(jì)過程 ? 方案設(shè)計(jì) ? 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8/175 方案設(shè)計(jì) ? 方案設(shè)計(jì)考慮的因素 ? 設(shè)想供選擇的方案 ? 選擇合理的方案 ? 推薦最佳方案 9/175 方案設(shè)計(jì)考慮的因素 ? 主要考慮如下三方面： ?總體布局 ?系統(tǒng)的處理方式 ?計(jì)算模式選擇 10/175 因素 1：總體布局 ? 規(guī)劃新系統(tǒng)的總體布局方案時(shí)，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題：系統(tǒng)類型、處理方式、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及軟硬件配置。 ? 系統(tǒng)總體方案的選擇原則是：滿足功能需求、使用方便，可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、可變更性好，安全性、可靠性高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 ? 目前常見的總體布局方案有集中式和分布式兩種。 11/175 ? （ 1）集中式系統(tǒng)：集中式系統(tǒng)包括：單機(jī)批處理系統(tǒng)、單機(jī)多終端分時(shí)系統(tǒng)（終端無輔助處理功能）、主機(jī) ——智能終端系統(tǒng)（終端有輔助處理功能）。 ? （ 2）分布式系統(tǒng)：分布式結(jié)構(gòu)是一種利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源共享的結(jié)構(gòu)模式。分布在不同地理位置的可共享資源一般包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)等。 ? 具有分布結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)稱為分布式系統(tǒng)。 ? 分布式系統(tǒng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有局域網(wǎng) (LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)混合形式以及互聯(lián)網(wǎng)（ Inter）、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（ Intra）、外聯(lián)網(wǎng)(Extra)及其混合形式。 因素 1：總體布局 12/175 因素 2:系統(tǒng)的處理方式 ? 主要分為 : 批處理方式和聯(lián)機(jī)處理方式； ? 處理方式的選擇主要由處理對(duì)象的信息特點(diǎn)決定 ? 如售票系統(tǒng)，一般選擇聯(lián)機(jī)處理方式。 ? 統(tǒng)計(jì)類的信息系統(tǒng)則一般選擇批處理方式。 13/175 因素 3：計(jì)算模式選擇 ?常見的分布式系統(tǒng)的計(jì)算模式有資源共享方式、客戶機(jī) /服務(wù)器方式（ C/S）和瀏覽器 /服務(wù)器（ B/S）計(jì)算模式。 ?集中式系統(tǒng)的計(jì)算模式有單機(jī)和多用戶模式。 14/175 1. 設(shè)想供選擇的方案 在總體設(shè)計(jì)階段分析員應(yīng)該考慮各種可能的實(shí)現(xiàn)方案，并且力求從中選出最佳方案。 在總體設(shè)計(jì)階段開始時(shí)只有系統(tǒng)的邏輯模型，分析員有充分的自由分析比較不同的物理實(shí)現(xiàn)方案。 一旦選出了最佳的方案，將能大大提高系統(tǒng)的性能 /價(jià)格比。 15/175 ?需求分析階段得出的數(shù)據(jù)流圖是總體設(shè)計(jì)的極好的出發(fā)點(diǎn)。 ?設(shè)想供選擇的方案的一種常用的方法是，設(shè)想把數(shù)據(jù)流圖中的處理分組的各種可能的方法，拋棄在技術(shù)上行不通的分組方法 (例如，組內(nèi)不同處理的執(zhí)行時(shí)間不相容 )，余下的分組方法代表可能的實(shí)現(xiàn)策略，并且可以啟示供選擇的物理系統(tǒng)。 ?訂貨系統(tǒng)的例子。 16/175 圖 定貨系統(tǒng)的 TOP圖 17/175 定貨系統(tǒng)的功能級(jí)數(shù)據(jù)流圖 圖 18/175 把處理事務(wù)的功能進(jìn)一步分解后的數(shù)據(jù)流圖 圖 19/175 可以根據(jù)系統(tǒng)的邏輯模型考慮系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn) ? 當(dāng)用數(shù)據(jù)流圖輔助物理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，以圖中不同處理的定時(shí)要求為指南，能夠在數(shù)據(jù)流圖上畫出許多組自動(dòng)化邊界，每組自動(dòng)化邊界可能意味著一個(gè)不同的系統(tǒng)物理實(shí)現(xiàn)方案 。 20/175 ? 例如，圖 ， ? 考慮事務(wù)隨時(shí)可能發(fā)生，因此處理 (“接收事務(wù) ” )必須是聯(lián)機(jī)的； ? 采購員每天需要一次定貨報(bào)表，因此處理 2(“產(chǎn)生報(bào)表 ” )應(yīng)該以批量方式進(jìn)行。 ? 問題描述并沒有對(duì)其他處理施加限制，例如，可以聯(lián)機(jī)地接收事務(wù)并放入隊(duì)列中，然后更新庫存清單、處理定貨和產(chǎn)生報(bào)表以批量方式進(jìn)行 (圖 )。 ? 當(dāng)然，這種方案需要增加一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以存放事務(wù)數(shù)據(jù)。 21/175 圖 這種劃分自動(dòng)化邊界的方法暗示 以批量方式更新庫存清單 22/175 不需要保存聯(lián)機(jī)發(fā)生的“事件”數(shù)據(jù) 圖 另一種劃分自動(dòng)化邊界的方案 23/175 3. 選取合理方案 ? 從前一步得到的可供選擇的方案中選取若干個(gè)合理的方案，通常可考慮低成本、中等成本和高成本的三種方案。 ? 在判斷哪些方案合理時(shí)，應(yīng)該考慮在問題定義和可行性分析階段確定的工程規(guī)模和目標(biāo)，有時(shí)可能還需要進(jìn)一步征求用戶的意見。對(duì)每個(gè)合理的方案，分析師都應(yīng)該準(zhǔn)備下列 4份資料： ? (1) 系統(tǒng)流程圖； ? (2) 組成系統(tǒng)的物理元素（軟 /硬件）清單；實(shí)體布署圖； ? (3) 成本 /效益分析； ? (4) 實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)度計(jì)劃。 24/175 4. 推薦存佳方案 ? 分析員應(yīng)該綜合分析對(duì)比各種合理方案的利弊，推薦一個(gè)最佳的方案，并且為推薦的方案制定詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)計(jì)劃。 ? 用戶和有關(guān)的技術(shù)專家應(yīng)該認(rèn)真審查分析員所推薦的最佳系統(tǒng)，如果該方案確實(shí)符合用戶的需要，并且是在現(xiàn)有條件下完全能夠?qū)崿F(xiàn)的，則應(yīng)該提請(qǐng)使用部門負(fù)責(zé)人進(jìn)一步審批。在使用部門的負(fù)責(zé)人也接受了分析員所推薦的方案之后，將進(jìn)入總體設(shè)計(jì)過程的下一個(gè)重要階段 ——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 25/175 設(shè)計(jì)過程 ? 方案設(shè)計(jì) ? 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26/175 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ? 1. 功能分解 ? 2. 軟件的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27/175 1. 功能分解 ? 為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備 ? 設(shè)計(jì)通常分兩步完成：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和過程設(shè)計(jì)。 ? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定程序由哪些模塊組成，以及這些模塊之間的關(guān)系； ? 過程設(shè)計(jì)確定每個(gè)模塊的內(nèi)部處理過程。 ? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是總體設(shè)計(jì)階段的任務(wù)，過程設(shè)計(jì)是詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的任務(wù)。 28/175 分析數(shù)據(jù)流圖，進(jìn)一步分解功能 ? 為確定軟件結(jié)構(gòu)，首先需要從實(shí)現(xiàn)角度把復(fù)雜的功能進(jìn)一步分解。 ? 分析師結(jié)合算法描述，仔細(xì)分析數(shù)據(jù)流圖中的每個(gè)“ 加工 ” ，如果一個(gè) “ 加工 ” 的功能過分復(fù)雜，必須把它的功能適當(dāng)?shù)胤纸獬梢幌盗斜容^簡單的功能。 ? 一般說來，經(jīng)過分解之后應(yīng)該使每個(gè)功能對(duì)大多數(shù)程序員而言都是明顯易懂的，即所謂 “ 足夠具體 ” 。 ? 功能分解導(dǎo)致數(shù)據(jù)流圖的進(jìn)一步細(xì)化，同時(shí)還應(yīng)該用IPO圖或其他適當(dāng)?shù)墓ぞ吆喴枋黾?xì)化后每個(gè)處理的算法。 29/175 2. 軟件的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ? 通常程序中的一個(gè)模塊完成一個(gè)適當(dāng)?shù)淖庸δ堋? ? 應(yīng)該把系統(tǒng)組織成良好的層次結(jié)構(gòu)，頂層模塊調(diào)用它的下層模塊以實(shí)現(xiàn)程序的完整功能，每個(gè)下層模塊再調(diào)用更下層的模塊，從而完成程序的一個(gè)子功能，最下層的模塊完成最具體的功能。 ? 軟件結(jié)構(gòu)主要使用結(jié)構(gòu)圖來描繪。 ? 如果數(shù)據(jù)流圖已經(jīng)細(xì)化到適當(dāng)?shù)膶哟?，則可以直接從數(shù)據(jù)流圖映射出軟件結(jié)構(gòu)，這就是 “ 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法 ” ，在 。 30/175 這是一個(gè)由數(shù)據(jù)流圖映射出結(jié)構(gòu)圖的實(shí)例 圖 具有“變換中心”特點(diǎn)的數(shù)據(jù)流圖 31/175 直接映射的模塊化結(jié)構(gòu) 32/175 進(jìn)一步分解后的結(jié)構(gòu)圖 33/175 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) ? 對(duì)于需要使用數(shù)據(jù)庫的那些應(yīng)用系統(tǒng)，軟件工程師應(yīng)該在需求分析階段所確定的系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。 ? 在數(shù)據(jù)庫課中已經(jīng)詳細(xì)講述了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的方法，本書不再贅述。 34/175 制定測試計(jì)劃 ? 在軟件開發(fā)的早期階段考慮測試問題，能促使軟件設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)注意提高軟件的可測試性。 ? 總體設(shè)計(jì)結(jié)束，完成集成測試計(jì)劃； ? 本書第 7章將仔細(xì)討論軟件測試的目的和設(shè)計(jì)測試方案的各種技術(shù)方法。 35/175 書寫文檔 ? 應(yīng)該用正式的文檔記錄總體設(shè)計(jì)的結(jié)果 ? 根據(jù)需要，可選擇完成的文檔包括： ? (1) 系統(tǒng)說明主要內(nèi)容包括用系統(tǒng)流程圖描繪的系統(tǒng)構(gòu)成方案，組成系統(tǒng)的物理元素清單，成本 /效益分析；對(duì)最佳方案的概括描述，精化的數(shù)據(jù)流圖，用層次圖或結(jié)構(gòu)圖描繪的軟件結(jié)構(gòu)，用 IPO圖或其他工