《软件工程学》入门

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1、软件工程学中国科学技术大学网络学院4.1软件设计的目标和任务4.2软件设计基础4.3模块独立性4.4结构化设计方法4.5数据设计和文件设计4.6过程设计第4章软件设计方法4.1软件设计的目标和任务根据用信息域表示的软件需求，以及功能和性能需求，进行数据设计系统结构设计接口设计过程设计。数据设计需求分析阶段创建的信息模型转变成实现软件所需要的数据结构。系统结构设计确定程序由哪些模块组成以及这些模块相互间的关系。接口设计的结果描述了软件内部、软件与协作系统之间以及软件与使用它的人之间的通信方式。过程设计则是把结构成份转换成

2、软件的过程性描述。在编码步骤，根据这种过程性描述，生成源程序代码，然后通过测试最终得到完整有效的软件。开发阶段的信息流程序模块测试编码设计信息域需求功能与性能需求数据设计过程设计系统结构设计组装好的有效的软件软件设计是后续开发步骤及软件维护工作的基础。如果没有设计，只能建立一个不稳定的系统结构软件设计任务从工程管理的角度来看，软件设计分两步完成。概要设计，将软件需求转化为数据结构和软件的系统结构。详细设计，即过程设计。通过对结构表示进行细化，得到软件的详细的数据结构和算法。软件设计过程1.制定规范在进入软件开发阶段之初

3、，首先应为软件开发组制定在设计时应该共同遵守的标准，以便协调组内各成员的工作。包括:阅读和理解软件需求说明书，确认用户要求能否实现，明确实现的条件，从而确定设计的目标，以及它们的优先顺序根据目标确定最合适的设计方法规定设计文档的编制标准规定编码的信息形式，与硬件，操作系统的接口规约，命名规则2.软件系统结构的总体设计基于功能层次结构建立系统。采用某种设计方法，将系统按功能划分成模块的层次结构确定每个模块的功能建立与已确定的软件需求的对应关系确定模块间的调用关系确定模块间的接口评估模块划分的质量3.处理方式设计确定为实现

4、系统的功能需求所必需的算法，评估算法的性能确定为满足系统的性能需求所必需的算法和模块间的控制方式周转时间响应时间吞吐量精度确定外部信号的接收发送形式4.数据结构设计确定软件涉及的文件系统的结构以及数据库的模式、子模式，进行数据完整性和安全性的设计确定输入，输出文件的详细的数据结构结合算法设计，确定算法所必需的逻辑数据结构及其操作确定对逻辑数据结构所必需的那些操作的程序模块(软件包)限制和确定各个数据设计决策的影响范围若需要与操作系统或调度程序接口所必须的控制表等数据时，确定其详细的数据结构和使用规则数据的保护性设计防卫

5、性设计：在软件设计中就插入自动检错，报错和纠错的功能一致性设计：保证软件运行过程中所使用的数据的类型和取值范围不变在并发处理过程中使用封锁和解除封锁机制保持数据不被破坏冗余性设计：针对同一问题，由两个开发者采用不同的程序设计风格不同的算法设计软件，当两者运行结果之差不在允许范围内时，利用检错系统予以纠正，或使用表决技术决定一个正确结果。5.可靠性设计可靠性设计也叫做质量设计在运行过程中，为了适应环境的变化和用户新的要求，需经常对软件进行改造和修正。在软件开发的一开始就要确定软件可靠性和其它质量指标，考虑相应措施，以使得

6、软件易于修改和易于维护。6.编写概要设计阶段的文档概要设计阶段完成时应编写以下文档：概要设计说明书数据库设计说明书用户手册制定初步的测试计划7.概要设计评审可追溯性：确认该设计是否复盖了所有已确定的软件需求，软件每一成份是否可追溯到某一项需求接口：确认该软件的内部接口与外部接口是否已经明确定义。模块是否满足高内聚和低耦合的要求。模块作用范围是否在其控制范围之内风险：确认该设计在现有技术条件下和预算范围内是否能按时实现实用性：确认该设计对于需求的解决方案是否实用技术清晰度：确认该设计是否以一种易于翻译成代码的形式表达可维

7、护性：确认该设计是否考虑了方便未来的维护质量：确认该设计是否表现出良好的质量特征各种选择方案：看是否考虑过其它方案，比较各种选择方案的标准是什么限制：评估对该软件的限制是否现实，是否与需求一致其它具体问题：对于文档、可测试性、设计过程..等进行评估在详细设计过程中，需要完成的工作是：确定软件各个组成部分内的算法以及各部分的内部数据组织选定某种过程的表达形式来描述各种算法。进行详细设计的评审详细设计4.2软件设计基础自顶向下，逐步细化软件结构程序结构结构图模块化抽象化信息隐蔽自顶向下，逐步细化将软件的体系结构按自顶向下方

8、式，对各个层次的过程细节和数据细节逐层细化，直到用程序设计语言的语句能够实现为止，从而最后确立整个的体系结构。软件结构软件结构包括两部分。程序的模块结构和数据的结构软件的体系结构通过一个划分过程来完成。该划分过程从需求分析确立的目标系统的模型出发，对整个问题进行分割，使其每个部分用一个或几个软件成份加以解决，整个问题就解决了程序结