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1、2015年 3月第6学期 计、信、物12 课题05 系统设计和实验05,尚小卫 北京科技大学 信息工程学院 2015年04月23日,软件课程设计,2015年04月23日2014年04月10日 2013年10月16日 2013年04月18日2012年04月10日 2011年04月20日 2010年10月28日2010年04月15日2009年10月18日 2010年11月12日 2007年11月13日 2007年06月27日 2006年06月15日 2005年07月11日 2005年05月31日,今日主题,两条线，内容： 软件工程 主题1 系统设计 软件产品 主题2多层架构的UI编程 主题3实验0
2、5实现教学业务流程 主题4 课后任务 结束,导语,第四讲中介绍了从现实世界映射到虚拟世界的关键环节以及映射步骤，为本讲“系统设计”做好铺垫。 映射结果是一个按照系统结构分类的功能列表。,一、软件工程：系统设计,重点谈3个问题： 什么是系统设计？内容： 程序系统设计软件架构， 数据库设计（专门章节）。 怎么做系统设计 ？系统设计的工具和方法：第3节。 系统设计如何表述？系统设计的文档撰写：第4节。 系统设计说明书 另外谈几点： 本节课后任务，第5节。,返回 目录,第1节 系统设计概念,这一节解决系统设计是什么的问题 位置：系统设计在开发过程中的位置。 任务：概念逻辑 映射。 目标：设计文档系统设
3、计说明书 方法：设计方法和工具 过程：两步抽象 概念分析设计,返回 二,位置,软件工程的几个重点阶段，系统设计在开发过程中的位置： 任务计划 需求分析 软件设计-系统设计： 目标：抽象出系统结构，完成系统划分，给出组件、类和对象清单。 结果：提交系统设计说明书；简称：系统设计 软件设计-详细设计 编程调试 软件测试 用户部署,软件过程图示,需求调研：获得对现实世界的行为或活动描述。,程序结构,需求说明 抽象：映射成用例或操作，形成概念。,系统设计 分析：抽象出功能，划分成组件。,详细设计 实现：把组件影射到程序结构。,软件开发：把现实变成程序代码的过程。,任务,系统设计的任务是需求任务的自然延
4、续。 系统设计的基本任务： 在需求描述的基础上完成第2次抽象（映射），给出系统的整体构架和结构划分。,需求分析：现实概念,收集资料，抽象需求概念：角色、物体、互动关系,需求分析,系统设计：概念逻辑,基本任务：在需求描述的基础上完成第2次抽象（映射），给出系统的整体构架和结构划分。,系统设计,现实,概念,逻辑,内容,系统设计的工作重点： 程序结构：逻辑层次和对象。 数据结构：数据库和文件系统。 软件系统设计的重点工作有两个： 程序系统设计部分，第3节讨论。 数据库设计部分，第4节讨论。,程序设计：概念逻辑,分析需求，抽象系统逻辑结构 程序结构：逻辑层次和对象。,系统设计,概念,逻辑,数据设计：概
5、念逻辑,分析需求，抽象系统逻辑结构 数据结构：数据库和文件系统。,概念,分析,逻辑结构,目标：设计文档,给出系统设计说明书 简称：系统设计 模板版本：014尚小卫 系统设计模板V05.01 作业文件格式： 格式：日期姓名软件名称 软件标识系统设计 版本号 主题实例：4055236张三简易加法 SHFSPP000系统设计V12-1.01 附件实例：20060616李四简易加法 SHFSPP000 系统设计V12-1.01 版本编号： 这里是尾号：V12-1.01。 其中12表示是12届作业，01是修改的次数。,本课目标：程序和数据列表,给出软件名称 软件标识程序列表 给出软件名称 软件标识数据列
6、表 本节课只讲程序列表，数据列表为自学项目。,第2节 程序系统设计,这一节解决如何做系统设计的问题。 问题 系统设计的目标是要解决3个基本问题： 采用什么样的系统模型？基本架构 系统业务如何抽象？业务功能的分析类 软件功能怎样实现？产品功能的设计类 工具 VS2010的分布式系统设计器 方法 UML、AD图、功能列表分析 过程 目的是确定系统结构的层次和逻辑关系。,返回 二,体系结构,软件功能的划分取决于选定的系统架构，不同的体系结构对软件功能的定义不同，决定了软件功能划分的不同。 体系结构模型： MSF 的N层架构体系模型。 MVC 的 模型、视图、控制体系模型。 ORM 的 对象、关系、映
7、射体系模型。 我们课程采用N层架构的体系模型。,系统架构,三层架构的软件体系结构 C/S+B/S协同工作（本学期为C/S部分） C# + Dot Net的运行平台,系统设计方法：,系统设计的方法： UML用例分析，AD图，功能列表。 E-R分析。 系统设计的4个要点： 设计思想 体系结构 用户功能分析：使用功能划分 软件功能分析：系统划分，类和对象确认,方法：系统设计的思想,系统设计的方法包括思想方法和工作方法。这里主要是人们多年来开发各种信息系统的经验总结和约定俗成，学习这些方法可以使我们与行业的需要接轨。 对象编程： 从对象角度看世界。 多层架构： C/S 和 B/S模式 2层架构和3层架
8、构 设计模式： 系统构造的一般模式，是经验的总结。如：桌面应用；WEB应用；数据库应用；窗口服务应用等等。 同学们可以参考一些阅读材料。,用户功能分析,需求说明 第7部分 依据用户的业务流程，详细定义了用户的所有功能需求。 对这些功能进行分析，可以抽象出基本的功能类型，这里叫做分析类。分析结果体现在系统设计文档的4.2部分。 例如：（需求说明文档） 键盘训练中的协调练习、指法练习和书写练习功能的业务流程基本相似（虽然界面不同）。 抽象为键盘训练类。这是个分析类。 这个分析类有3个表示层，1个共同的业务层。,软件功能分析,系统设计文档的4.2部分，抽象出了用户业务功能中的基本类型用户类。但这些类
9、型还是按照用户业务功能的逻辑体系组织的，软件开发人员还是无从下手。 对这些用户业务功能依据软件体系结构的功能标准，进行软件功能分析，划分出子系统和软件功能模块，得到软件功能的基本类型设计类。分析结果体现在系统设计文档的5部分。 例如：（系统设计文档） 界面功能：协调训练界面、键盘练习界面、书写练习界面等得到键盘训练界面类。 业务功能：键盘训练类（基本服务功能）和训练集类（服务器功能）。 物理结构：所有界面功能划分到外观子系统、所有业务逻辑功能和数据访问功能划分到业务子系统，如果L300要数据库独立部署，还需要将数据访问功能独立到数据子系统。 测试程序：测试相关的界面、业务、数据划分到测试子系统
10、。,工具：,分析工具 分布式系统设计器：AD图 UML 制作工具 分布式系统设计器 Visio,系统设计工具,系统设计工具 Visio的UML绘图工具、VS2010系统设计器等。 Visio、PB数据库分析工具等。 本课程使用VS2010的分布式系统设计器,系统设计过程,系统设计分成可以分成2步完成 第一步 得到分析结果 程序设计部分得到具有相同或相似业务流程功能的分析类。 数据库设计得到E-R关系图。 系统设计文档 第4部分。 相当于列出公式。 第二步 得到设计结果 程序设计部分按照程序功能的逻辑体系进行归并得到设计类，划分子系统和功能组件。 数据库设计消除冗余，得到规范的E-R图和实体、关
11、系表。 系统设计文档 第5部分。 相当于计算出结果。,返回 二,操作过程,系统设计分成可以分成3步完成 第一步 用户抽象 根据用户提出的产品功能需求，将具有相同或相似数据和业务流程的功能归并到同一个用户抽象类。（脱离原来的产品逻辑体系，归纳用户软件功能） 例 用户管理-有界面、权限、业务、数据访问、数据库访问.等。 第二步 得到分析类 根据所得到产品抽象对软件系统功能进行分析，重新划分（打乱产品功能逻辑体系，按照软件的系统功能逻辑体系）得到分析类。 分析类的根据系统架构而变化；UML 实体类、边界类、控制类、 系统设计文档 第4部分。 第三步 得到设计类 按照具体产品功能划分子系统和功能组件得
12、到设计类。 系统设计文档 第5部分。,第一步 产品抽象,根据用户提出的产品功能需求，将具有相同或相似数据和业务流程的业务功能归并到同一个产品抽象类。（脱离原来的产品逻辑体系，归纳软件产品功能） 简易加法例： 业务流程- 钻石舞台、摘苹果、如意算盘、退出 教学功能- 测验功能- 计算功能- 成绩统计- 产品抽象 形象、数象、字象、音象,第二步 得到分析类,所得到产品抽象的软件系统功能进行分析，重新划分（打乱产品功能逻辑体系，按照软件的系统功能逻辑体系）得到分析类。 用户界面、业务逻辑、数据访问等 分析类的根据系统架构而变化； UML 实体类、边界类、控制类，这是MVC的分析类 我们的实验软件中架
13、构中，这部分没有做抽象。但是前几届有个别同学使用了分析类。 抽象类和接口类 系统设计文档 第4部分。,第三步 得到设计类,按照软件的系统功能的逻辑体系进行归并得到分析类后，按照具体产品功能划分子系统和功能组件得到设计类。 我们的教学体系架构中 V07 中 UI、BT、DA V08 中 UI、BL、DAH、DAL V08 中 新增 通讯机制、安全机制 技术文档中的 程序列表 系统设计文档 第5部分。,设计结果,系统结构L100 系统结构图 系统结构L200 系统结构图,系统结构L100,系统结构L200,示例：系统划分,任务：完成第2次抽象 结构编程：在需求获得的功能和数据基础上抽象出系统功能模
14、块。 对象编程：在数据+行为的基础上抽象出对象和类。 例：简易加法 用户功能： 个位加法测试和教学、20以内进位加法教学和测试、等 钻石舞台、摘苹果、如意算盘、成绩单、排行榜 用户功能归并：分析类 教学功能；训练功能；成绩功能。 软件功能分析抽象出：设计类 （当作分析类，缺少每个组件的抽象） 简易加法界面子系统：UI 简易加法业务子系统：BT 简易加法数据子系统：DA 简易加法测试子系统：Test 用户功能分析抽象出：实现类（具体实现） 算式、演示、卡通、成绩、屏幕操作,返回 二,第3节 系统设计说明书,这一节解决系统设计如何表述的问题。 系统设计说明重点是4 、5 两大部分： 第4部分说明系
15、统整体架构的逻辑层次； 第5部分说明系统结构划分的组成部分。 方法：,返回 二,4、系统总体结构,要点：系统架构、系统划分和数据库结构。 系统架构： 系统架构说明系统的逻辑层次。 系统逻辑结构： 根据系统架构的软件功能定义对用户功能进行抽象，得到用户功能的分析类，设计出系统逻辑结构。 系统数据结构： 数据结构说明E-R的结构和设计过程。 说明：设计说明注意两个方面，一个是描述结果（包括：分析类清单，数据库E-R图），另一方面是说明为什么这么设计。实际项目中还应当有第三个方面，对比不同的设计方案。,4.1 系统总体结构,说明： （1）图示：将系统分解为若干子系统，绘制物理图和逻辑图，说明各子系统
16、的主要功能。（） （2）论证：说明“如何”以及“为什么”（how and why）如此分解系统。 （3）原理：说明系统工作原理，即各子系统如何协调工作，从而实现用户所需要的系统功能。,4.2 系统逻辑结构,说明各个逻辑层次上的功能的划分。 把需求中得到的各个用户功能映射为程序中的软件功能。 例： 1 把所有界面功能映射为UI层功能。 2 通讯层放到不同层面。,用户功能分析,需求说明 第7部分 依据用户的业务流程，详细定义了用户的所有功能需求。 对这些功能进行分析，可以抽象出基本的功能类型，这里叫做分析类。分析结果体现在系统设计文档的4.2部分。 例如：（需求说明文档） 键盘训练中的协调练习、指法练习和书写练习功能的业务流程基本相似（虽然界面不同）。 抽象为键盘训练类。这是个分析类。 这个分析类有3个表示层，1个共同的业务层。,4.3 系统数据结构,要点： 数据库表 文件系统 文件系统： 这部分要说明文件夹和程序、数据文件的组织。 例：QQ的文件组织、Windows的文件组织。 试验给出了一个客户端的文件组织图。服务器端没有给出，课程演示
