【正文】 。 主講教師：李剛 對象設(shè)計 對象設(shè)計是對分析和系統(tǒng)設(shè)計成果的進一步細化，在需求分析中，我們獲得了系統(tǒng)的對象模型、動態(tài)模型和功能模型。對象模型系統(tǒng)中的對象和類，包括它們的屬性和操作。對象模型中的信息必須以某種形式在設(shè)計中呈現(xiàn)出來，通常最簡單和最好的方法就是把分析得到的類直接帶到設(shè)計中。而對象設(shè)計僅僅是一個添加細節(jié)并做出實現(xiàn)決策的過程。功能模型描述系統(tǒng)中必須實現(xiàn)的操作。在對象設(shè)計過程中，我們必須確定如何實現(xiàn)每一個操作，選擇操作的算法，并把復(fù)雜的操作分解成簡單的操作。這種分解是一個必須在相關(guān)低級抽象層次上反復(fù)迭代的過程。動態(tài)模型描述了系統(tǒng)如何響應(yīng)外部事件，程序的控制結(jié)構(gòu)是從動態(tài)模型中導(dǎo)出來的。 主講教師：李剛 對象設(shè)計 具體步驟大致如下： ①組合三種模型 (對象模型、動態(tài)模型、功能模型 )以獲得類中的操作。 ②實現(xiàn)操作的設(shè)計算法。 ③優(yōu)化數(shù)據(jù)的訪問。 ④實現(xiàn)外部交互式地控制。 ⑤調(diào)整類結(jié)構(gòu)以提高繼承性。 ⑥設(shè)計關(guān)聯(lián)。 ⑦確定對象屬性的精確表示。 ⑧把類和關(guān)聯(lián)封裝成模塊。 上述 8個步驟用 UML表達時，就是對用例圖、狀態(tài)圖、順序圖、類圖及對象圖等的反復(fù)細化。從各個側(cè)面來不斷求精系統(tǒng)，直至得到一個能夠?qū)崿F(xiàn)的、精確的系統(tǒng)描述。 主講教師：李剛 設(shè)計模式 有經(jīng)驗的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)人員 (和其他一些軟件開發(fā)人員 )建立了一套一般原則和常用解決方案的 “ 指令集 ” ，用來指導(dǎo)軟件設(shè)計。這些原則和慣用法如果用格式編纂成文，文中描述了所要解決的問題和對應(yīng)的解決方案，并且被賦予名字，那么這些原則和慣用就被稱為模式 (pattern)。 一個設(shè)計模式通常可用四個信息來描述： 1) 模式名。 2) 所解決的問題。 3) 解決方案。 4) 應(yīng)用設(shè)計模式的效果。 主講教師：李剛 面向?qū)ο笤O(shè)計中 23種常用的設(shè)計模式 1)Abstract Factory。 2) Adapter。 3) Bridge。 4) Builder。 5) Visitor。 6) Command。 7) Composite。 8) Decorator。 9) Factory Method。 10) Facade。 11) Flyweight。 12) Interpreter。 13) Iterator。 14) Mediator。 15) Memento。 16) Observer。 17) Prototype。 18) Proxy。 19) Singleton。 20) State。 21) Template Method。 22) Strategy。 23) Chain of Responsibility。 主講教師：李剛 人機界面的設(shè)計 研究的必要性 人機界面設(shè)計是接口設(shè)計的一個重要組成部分，人機界面的設(shè)計質(zhì)量，直接影響了用戶對 軟件產(chǎn)品的評價，從而影響軟件產(chǎn)品的競爭力和壽命。 一、設(shè)計問題 系統(tǒng)響應(yīng)時間：從用戶完成某個控制動作到軟件給出預(yù)期響應(yīng)之間的時間。 重要屬性：長度、易變性 用戶幫助設(shè)施： 集成的用戶幫助設(shè)施 附件的用戶幫助設(shè)施 注意的問題：幫助內(nèi)容，請求、顯示、返回方式等等 出錯處理：出錯信息、警告信息應(yīng)具有以下屬性：可理解、建設(shè)性、警告性、顯著等等 命令交互： 主講教師：李剛 二、設(shè)計過程 創(chuàng)建設(shè)計模型 原型法實現(xiàn) 用戶試用和評估 用戶界面 方案 用戶評估及評估標準： (1) 系統(tǒng)及其界面的規(guī)格說明書的長度和復(fù)雜程度，預(yù)示了用戶學(xué)習(xí)使用該系統(tǒng)所需要的工作量。 (2) 命令或動作的數(shù)量、命令的平均參數(shù)個數(shù)或動作中單個操作的個數(shù)，預(yù)示了系統(tǒng)的交互時間和總體效率。 (3) 設(shè)計模型中包含的動作、命令和系統(tǒng)狀態(tài)的數(shù)量，預(yù)示了用戶學(xué)習(xí)使用該系統(tǒng)時需要記憶的內(nèi)容的多少。 (4) 界面風(fēng)格、幫助設(shè)施和出錯處理協(xié)議，預(yù)示了界面的復(fù)雜程度及用戶接受該界面的程度。 三、人機界面設(shè)計指南 1一般交互指南 2 信息顯示指南 3 數(shù)據(jù)輸入指南 主講教師：李剛 利用軟件設(shè)計的基本原理和概念可以定性的衡量軟件模塊的質(zhì)量。但定量的度量 程序復(fù)雜程度的方法很有價值： ? 估算程序中軟件故障的數(shù)量； ? 估算軟件開發(fā)的工作量； ? 比較兩個不同的設(shè)計或兩個不同算法的友劣； ? 作為模塊規(guī)模的精確上限。 程序定量度量方法是一個有待進一步研究的重要領(lǐng)域。 一、 McCabe 方法 程序圖 – 把程序流程圖中每個處理符號都退化成一個點，原來連接不同處理符號 的箭頭變成連接不同點的有向弧，這樣得到的有向圖就稱為程序圖。 程序圖僅僅描述程序內(nèi)部的控制流程，完全不表現(xiàn)對數(shù)據(jù)的具體操作以及分 支或循環(huán)的具體條件。 入口點：程序圖中開始點后面的那個節(jié)點。 出口點：程序圖中停止點前面的那個節(jié)點。 用 McCabe方法度量得出的結(jié)果稱為程序的環(huán)形復(fù)雜度。 167。 設(shè)計質(zhì)量的度量 主講教師：李剛 環(huán)形復(fù)雜度的計算方法 （ 1）流圖中的區(qū)域數(shù)等于環(huán)形復(fù)雜度 （ 2）流圖 G的環(huán)形復(fù)雜度 V(G) = E – N + 2 其中： E 是 有向圖 G 中的弧數(shù) N是 G 中的節(jié)點數(shù)。 （ 3）流圖 G的環(huán)形復(fù)雜度 V(G) ＝ P+1, 其中 P是流圖中判定結(jié)點的數(shù)目 環(huán)形復(fù)雜度的用途： 程序的環(huán)形復(fù)雜度與程序控制流的復(fù)雜程度，也就是與程序結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度 有關(guān)。程序內(nèi)分支數(shù)或循環(huán)個數(shù)增加時，環(huán)形復(fù)雜度就增加，因此它是對測試難 度的一種度量，也能對軟件最終的可靠性給出某種預(yù)測。 McCabe 發(fā)現(xiàn)：環(huán)形復(fù)雜度高的程序往往是最困難、最容易出問題的程序。 實踐表明： 模塊規(guī)模以 V（ G） ≤ 10 為宜。也就是說， V（ G） = 10 是模塊 規(guī)模的一個更科學(xué)更精確的上限。 主講教師：李剛 開始 K=0 L=0 TOTAL=0 輸入 A Do while TOTAL ≤ 1000 and A≠ 0 A＞ 0 TOTAL=TOTAL+A K=K+1 輸入 A L=L+1 輸出 K,L, TOTAL 停止 a b c d e f g h i j k a b c d e f g h j i k V(G)=1211+2=3 12 條弧 11 個節(jié)點 主講教師：李剛 二． HalsCead 方法 HalsCead 方法是根據(jù)程序中運算符和操作數(shù)的總數(shù)來度量程序的復(fù)雜程度的一種方法。 令 N1為程序中運算符總現(xiàn)的總次數(shù) N2為操作數(shù)出現(xiàn)的總次數(shù)。 則程序長度 N定義為 N=N1+N2 當詳細設(shè)計完成之后，就可以獲得程序中使用不同運算符（包括關(guān)鍵字）的個數(shù) n，以及不同操作數(shù)（變量和常量）的個數(shù) n， Halsteed給出預(yù)測程序長度的公式為： H=n1 log2 n1+n2 log2 n2 Halsteed還給出出預(yù)測程序中包含錯誤的個數(shù)據(jù)公式為： E=N log2 (n1+n2)/3000 Halsteed方法的優(yōu)點是直接與工作量掛鉤，比源程序代碼行度量法要精確得多。但在未編碼之前無法衡量。給出算法后并不能計算，這一點不如 MeCabe的方法。 主講教師：李剛 軟件設(shè)計 CASE工具 目前市場上有許多支持設(shè)計的 CASE工具，在 這些 CASE設(shè)計工具中 比較流行的產(chǎn)品 有：Microsoft Visio、 PowerDesigner、 IBM Rational Rose、 ERwin和 ER／ Studio等。 上述這些產(chǎn)品都是國外的 CASE工具，國內(nèi)有一款 輕量級 CASE工具 PlayCASE，它全面支持軟件生命各個周期，兼容結(jié)構(gòu)化方法和面向?qū)ο蠓椒ǎС?UML語言，能自動生成業(yè)務(wù)調(diào)查表、需求分析說明書、軟件設(shè)計說明書和程序框架等，是一款相當不錯的免費的CASE工具。 主講教師：李剛 本章小結(jié) 軟件設(shè)計是軟件開發(fā)過程中用以保證質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。軟件設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)用戶需求也即需求規(guī)格說明導(dǎo)出系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。在進行軟件設(shè)計時應(yīng)該遵循一些基本原則，其中最主要的原則是模塊獨立性和可重用性原則。軟件設(shè)計又分為總體設(shè)計和詳細設(shè)計兩個階段。 總體設(shè)計將軟件需求轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)并建立接口。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化總體設(shè)計中，利用變換分析和事務(wù)分析技術(shù)把數(shù)據(jù)流圖變換成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，這是一種面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法。在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計中總體設(shè)計通常稱為系統(tǒng)設(shè)計。面向?qū)ο蟮脑O(shè)計是對分析模型的進一步精化，分析與設(shè)計本質(zhì)上是一個多次反復(fù)迭代的過程，因此面向?qū)ο蠓治雠c面向?qū)ο笤O(shè)計的界限尤為模糊。在系統(tǒng)設(shè)計中 定義子系統(tǒng)處于系統(tǒng)設(shè)計的中心地位。子系統(tǒng)的設(shè)計可以用 UML包圖來描述。 軟／硬件的映射可以用 UML配置圖來描述。 主講教師：李剛 本章小結(jié) 詳細設(shè)計階段的任務(wù)是在總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，確定怎樣具體地實現(xiàn)所要求的目標系統(tǒng)，也就是要為每一個模塊或?qū)ο笤O(shè)計相應(yīng)的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟和得到了廣泛的運用。它使用的詳細設(shè)計的描述工具有程序流程圖、盒圖 (NS圖 )、 PAD圖、 PDL語言、判定表和判定樹等。 JSP方法是一種面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，它的最終目標是得出程序的過程性描述，它并不明確地提出軟件應(yīng)該劃分為模塊的概念，模塊只是設(shè)計過程中的副產(chǎn)品。 用戶界面設(shè)計是接口設(shè)計的一個重要的組成部分。對于交互式系統(tǒng)來說，用戶界面設(shè)計和數(shù)據(jù)設(shè)計、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計及過程設(shè)計一樣重要。在設(shè)計人機界面的過程中，必須遵循用戶界面設(shè)計的一般原則，以及前人在設(shè)計人機界面過程中積累的經(jīng)驗，這有助于設(shè)計出友好、高效的人機界面。人機界面設(shè)計是一個迭代過程，通常，先創(chuàng)建設(shè)計模型，接下來用原型實現(xiàn)這個設(shè)計模型并由用戶試用和評估原型，然后根據(jù)用戶意見修改原型，直到用戶滿意為止。 主講教師：李剛 本章小結(jié) 目前，對軟件設(shè)計的質(zhì)量進行定量度量還處在發(fā)展過程中，技術(shù)還不太成熟。其中程序復(fù)雜性定量度量的McCabe方法比較成熟和使用廣泛。使用環(huán)形復(fù)雜度可以定量度量程序的復(fù)雜程度，實踐表明，環(huán)形復(fù)雜度V(G)=10是模塊規(guī)模的合理上限。 為了保證設(shè)計的質(zhì)量和效率，需要有一些 CASE工具來支持軟件設(shè)計工作。目前市場上有許多支持設(shè)計的CASE工具，在這些 CASE設(shè)計工具中比較流行的產(chǎn)品有： Microsoft Visio、 PowerDesigner、 IBM Rational Rose、 ERwin和 ER／ Studio等。國內(nèi)有一款輕量級 CASE工具 PlayCASE，是一款相當不錯的免費的 CASE工具。