软件工程 第4章 总体设计课件new

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1、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--Howdo?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

2、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

3、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

4、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。最小成本区M模块成本接口成本总成本软件开发工作量模块数

5、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

6、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。”MagicalNumberSeven,PlusorMinusTwo,SomeLimitsonOurCapacityforProcessingInformationThePsychologicalReview,1956G.A.Miller奇妙的数字7+2，人类信息处理能力的限度逐步求精最

7、初是由NiklausWirth提出的一种自顶向下的设计策略。他本人的概括说明如下：我们对付复杂问题的最重要的办法是抽象，因此，对一个复杂的问题不应该立刻用计算机指令、数字和逻辑符号来表示，而应该用较自然的抽象语句来表示，从而得出抽象程序。抽象程序对抽象的数据进行某些特定的运算并用某些合适的记号（可能是自然语言）来表示。对抽象程序做进一步的分解，并进入下一个抽象层次，这样的精细化过程一直进行下去，直到程序能被计算机接受为止。这时的程序可能是用某种高级语言或机器指令书写的。抽象与求精是一对互补的概念。抽象使得设计者能够说明过程和数