【正文】 ⑦ 設(shè)計(jì)應(yīng)具有容錯(cuò)性和異常處理能力。設(shè)計(jì)模型的抽象級(jí)別比源代碼高。 ⑤ 設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)能適應(yīng)未來(lái)可能的變更 。 ④ 設(shè)計(jì)應(yīng)具有一致性和集成性。 2/28/2023 9 軟件工程 ② 設(shè)計(jì)不必每次都從頭做起，可以復(fù)用已有的設(shè)計(jì)模式和數(shù)據(jù)模式。 ⑦ 設(shè)計(jì)模型應(yīng)當(dāng)通過(guò)使用軟件需求信息所驅(qū)動(dòng)的可重復(fù)的方法導(dǎo)出。 ⑤ 設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)建立具有獨(dú)立功能特征的構(gòu)件。 2/28/2023 8 軟件工程 ③ 設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)包含數(shù)據(jù)、體系結(jié)構(gòu)、接口和構(gòu)件（模塊）的清晰的視圖。 ? 可以用 演化的方式 實(shí)現(xiàn)。該結(jié)構(gòu)： ? 使用可識(shí)別的 設(shè)計(jì)模式 搭建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 ② 設(shè)計(jì)應(yīng)該給出軟件的全貌，包括從實(shí)現(xiàn)角度可看到的數(shù)據(jù)、功能、行為。 ? 衡量 設(shè)計(jì)過(guò)程 的技術(shù)原則： ① 設(shè)計(jì)必須實(shí)現(xiàn)分析模型中描述的所有顯式需求，必須滿足用戶希望的所有隱式需求。 ? 設(shè)計(jì)模型 首先描述目標(biāo)系統(tǒng)的整體架構(gòu)，然后逐步細(xì)化架構(gòu)得到構(gòu)造每個(gè)細(xì)節(jié)的指導(dǎo)原則，從而得到系統(tǒng)的一系列不同的視圖。 設(shè)計(jì) 編碼 測(cè)試 維護(hù) 測(cè)試 編碼 維護(hù) 有軟件設(shè)計(jì) 沒(méi)有軟件設(shè)計(jì) 2/28/2023 6 軟件工程 ? 軟件設(shè)計(jì)既是過(guò)程又是模型。 ? 詳細(xì)設(shè)計(jì) ?確立每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ?用適當(dāng)方法表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié) 2/28/2023 5 軟件工程 ? 軟件設(shè)計(jì)是后續(xù)開(kāi)發(fā)步驟及軟件維護(hù)工作的基礎(chǔ)。 2/28/2023 3 軟件工程 將分析模型轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)字典 數(shù) 據(jù) 流 圖 實(shí) 體 關(guān) 系 圖 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 加 工 規(guī) 格 說(shuō) 明 控 制 規(guī) 格 說(shuō) 明 數(shù) 據(jù) 對(duì) 象 描 述 過(guò)程設(shè)計(jì) 接口設(shè)計(jì) 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì) 2/28/2023 4 軟件工程 ? 從工程管理角度來(lái)看，軟件設(shè)計(jì)分兩步完成：概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。 ? 接口設(shè)計(jì) 根據(jù)數(shù)據(jù)流圖定義軟件內(nèi)部各成份之間、軟件與其它協(xié)同系統(tǒng)之間及軟件與用戶之間的交互機(jī)制。 ? 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì) 將實(shí)體關(guān)系圖中描述的對(duì)象和關(guān)系，以及數(shù)據(jù)字典中描述的詳細(xì)數(shù)據(jù)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。軟件工程 第三章 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)的概念 功能獨(dú)立性 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法 過(guò)程設(shè)計(jì) 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系 殷人昆 2/28/2023 1 軟件工程 軟件設(shè)計(jì)的概念 ? 軟件設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是 用比較抽象概括的方式確定目標(biāo)系統(tǒng)如何完成預(yù)定的任務(wù) ， 即軟件設(shè)計(jì)是確定系統(tǒng)的物理模型 。 ? 從技術(shù)觀點(diǎn)來(lái)看 ， 軟件設(shè)計(jì)包括 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì) 、 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 、 接口設(shè)計(jì) 、 過(guò)程設(shè)計(jì) 。 2/28/2023 2 軟件工程 ? 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 定義軟件系統(tǒng)各主要成份之間的關(guān)系。 ? 過(guò)程設(shè)計(jì) 則是把結(jié)構(gòu)成份轉(zhuǎn)換成軟件的過(guò)程性描述。 ? 概要設(shè)計(jì) ?將軟件需求 轉(zhuǎn)化為軟件體系結(jié)構(gòu) ?確定系統(tǒng)級(jí)接口 ?全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫(kù)模式。如果沒(méi)有設(shè)計(jì)，只能建立一個(gè)不穩(wěn)定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 ? 設(shè)計(jì)過(guò)程 是一系列的迭代步驟，使設(shè)計(jì)人員能夠描述目標(biāo)系統(tǒng)的各個(gè)側(cè)面。 ? 良好的設(shè)計(jì)原則可為設(shè)計(jì)過(guò)程導(dǎo)航。 衡量軟件設(shè)計(jì)的原則 2/28/2023 7 軟件工程 ① 對(duì)于開(kāi)發(fā)者和未來(lái)的維護(hù)者而言，設(shè)計(jì)必須是可讀的、可理解的，使得將來(lái)易于編程、易于測(cè)試、易于維護(hù)。 ? 衡量 設(shè)計(jì)模型 的技術(shù)原則 ① 設(shè)計(jì)模型應(yīng)該是一個(gè)分層結(jié)構(gòu)。 ? 用顯示良好設(shè)計(jì)特征的 構(gòu)件 構(gòu)成。 ② 設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)模塊化。 ④ 設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)根據(jù)將要實(shí)現(xiàn)的對(duì)象和數(shù)據(jù)模式導(dǎo)出合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 ⑥ 設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)建立能夠降低模塊與外部環(huán)境之間復(fù)雜連接的接口。 ? Davis的軟件設(shè)計(jì)原則 ① 設(shè)計(jì)應(yīng)具有 可跟蹤性 ，能回溯到軟件需求 。 ③ 設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)縮小軟件與現(xiàn)實(shí)世界中問(wèn)題的“智力距離”，盡量逼近問(wèn)題領(lǐng)域的結(jié)構(gòu) 。整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)具有統(tǒng)一的風(fēng)格和格式，具有良好的接口。 ⑥ 設(shè)計(jì)不是編碼，編碼也不是設(shè)計(jì)。在編碼級(jí)別上唯一的設(shè)計(jì)決策是補(bǔ)充一些實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。對(duì)于異常數(shù)據(jù)、事件、操作條件等能夠平滑處理。 ⑨ 應(yīng)堅(jiān)持設(shè)計(jì)評(píng)審，減少概念性（語(yǔ)義性）的錯(cuò)誤。 軟件設(shè)計(jì)的主要手段 2/28/2023 11 軟件工程 ? 過(guò)程抽象 是指在軟件設(shè)計(jì)中將處理過(guò)程的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏在數(shù)據(jù)抽象中，可以直接通過(guò)模塊接口使用這些處理操作 。 2. 設(shè)計(jì)應(yīng)遵循 自頂向下 、 逐步細(xì)化 的原則，建立一個(gè)層次的結(jié)構(gòu)。 2/28/2023 12 軟件工程 4) 設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循 模塊化 的原則 。 ? 其出發(fā)點(diǎn)是本著將一種復(fù)雜問(wèn)題 “ 分而治之 ”的原則 。 ? Meyer的 良好模塊設(shè)計(jì)方法的標(biāo)準(zhǔn) a) 模塊可分解性 可將系統(tǒng)按問(wèn)題／子問(wèn)題分解的原則分解成系統(tǒng)的模塊層次結(jié)構(gòu) 。 2/28/2023 13 軟件工程 c) 模塊可理解性 一個(gè)模塊可不參考其他模塊而被理解； d) 模塊連續(xù)性 對(duì)軟件需求的一些微小變更只導(dǎo)致對(duì)某個(gè)模塊的修改而整個(gè)系統(tǒng)不用大動(dòng) 。 ? Patnas主張?jiān)陂_(kāi)發(fā)時(shí) ， 將每個(gè)程序的成分隱藏在模塊內(nèi) ， 定義每一個(gè)模塊時(shí)盡可能少地顯露其內(nèi)部的處理 。 ? 在可預(yù)見(jiàn)將來(lái)可能修改的場(chǎng)合 ， 信息隱蔽可以提高軟件的可修改性 、 可測(cè)試性和可移植性 。如果一個(gè)模塊能夠獨(dú)立于其他模塊被編程、測(cè)試和修改，則該模塊具有功能獨(dú)立性。 ? 內(nèi)聚性 ：內(nèi)聚是一個(gè)模塊內(nèi)部各個(gè)元素彼此結(jié)合的緊密程度的度量。 2/28/2023 16 軟件工程 非直接 數(shù)據(jù) 標(biāo)記 控制 外部 公共 內(nèi)容 耦合 耦合 耦合 耦合 耦合 耦合 耦合 耦合性 功能獨(dú)立性 模塊間的耦合 ? 模塊之間耦合性越強(qiáng)，功能獨(dú)立性越差，這樣形成的模塊結(jié)構(gòu)界面不好。 ? 非直接耦合的模塊獨(dú)立性最強(qiáng)。 p0 (x0, y0) p1 (x1, y1) 數(shù)據(jù)耦合 LINE ( x0, y0, x1, y1) 2/28/2023 19 軟件工程 標(biāo)記耦合 (Stamp Coupling) ? 一組模塊通過(guò)參數(shù)表傳遞記錄信息，就是標(biāo)記耦合。 p0 (x0, y0) p1 (x1, y1) 標(biāo)記 耦合 LINE ( p0, p1) 2/28/2023 20 軟件工程 控制耦合 (Control Coupling) ? 如果一個(gè)模塊通過(guò) 傳送開(kāi)關(guān)、標(biāo)志、 名字等控制參數(shù)， 明顯地控制選擇另 一模塊的功能，就 是控制耦合。 公共耦合（ Common Coupling） ? 若一組模塊都訪問(wèn)同一個(gè)公共數(shù)據(jù)環(huán)境，則它們之間的耦合就稱為公共耦合。 2/28/2023 22 軟件工程 ? 公共耦合的復(fù)雜程度隨耦合模塊的個(gè)數(shù)增加而顯著增加。松散公共耦合和緊密公共耦合。 ? 一個(gè)模塊不通過(guò)正常入口轉(zhuǎn)到另一模塊內(nèi)部 。 ? 一個(gè)模塊有多個(gè)入口。 ? 要求模塊結(jié)構(gòu)達(dá)到高內(nèi)聚，低耦合。則稱該模塊為功能內(nèi)聚模塊。 功能內(nèi)聚 (Functional Cohesion) 2/28/2023 27 軟件工程 ? 這種模塊完成多個(gè)功能，各個(gè)功能相互獨(dú)立但都在同一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上操作，每一項(xiàng)功能有一個(gè)唯一的入口點(diǎn)。 ? 由于這個(gè)模塊的所有功能都是基于同一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（符號(hào)表），因此，它是一個(gè)信息內(nèi)聚的模塊。 信息內(nèi)聚 (Informational Cohesion) 2/28/2023 28 軟件工程 初始化 插入 刪除 查找 修改 符 號(hào) 表 2/28/2023 29 軟件工程 ? 如果一個(gè)模塊內(nèi)各功能部分都使用了相同的輸入數(shù)據(jù)，或產(chǎn)生了相同的輸出數(shù)據(jù)，則稱之為通信內(nèi)聚