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1、第4章 软件设计1 1软件设计的任务、目标与文档软件设计的任务、目标与文档软件设计的任务、目标与文档软件设计的任务、目标与文档2 2软件设计原理与优化准则软件设计原理与优化准则软件设计原理与优化准则软件设计原理与优化准则3 3软件的结构设计软件的结构设计软件的结构设计软件的结构设计4 4数据库设计概论数据库设计概论数据库设计概论数据库设计概论1第四章 软件设计本章导读：本章导读： 软件设计是软件开发的核心。是在需求分析和软件设计是软件开发的核心。是在需求分析和设计的基础上进行的。设计的基础上进行的。 本章论述本章论述软件设计的任务及目标、软件设计的概软件设计的任务及目标、软件设计的概念、原理和
2、设计准则、软件设计常用的方法以及多念、原理和设计准则、软件设计常用的方法以及多层层结构设计技术、设计文档和管理文档编写的参考指南、结构设计技术、设计文档和管理文档编写的参考指南、数据库设计方法，数据模型设计案例分析。数据库设计方法，数据模型设计案例分析。2第四章 软件设计软件设计是后续开发步骤及软件维护工作的基础。如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果没有设计，只能建立一个不稳定的系统结构为什么要进行软件设计？为什么要进行软件设计？3第四章 软件设计概要设计说明书概要设计说明书详细设计说明书详细设计说明书软件设计软件设计软件设计做什么？软件设
3、计做什么？简单地说，软件设计就是根据需求分析的简单地说，软件设计就是根据需求分析的“做什么做什么(What (What to do?)to do?)”，确定系统应该，确定系统应该“怎么做怎么做”(How to do?)(How to do?)。 需求规格说明书需求规格说明书4第四章 软件设计工程管理角度：工程管理角度：概要设计：概要设计：将软件需求转将软件需求转化为软件的系统结构，形化为软件的系统结构，形成概要设计规格书。成概要设计规格书。详细设计：详细设计：过程设计和界过程设计和界面设计。形成详细设计规面设计。形成详细设计规格书。格书。5第四章 软件设计工程技术角度：工程技术角度：数据设计：
4、数据设计：包括数据结包括数据结构、文件和数据库的设构、文件和数据库的设计。计。结构设计：结构设计：选择合理的选择合理的体系结构，对系统进行体系结构，对系统进行分解和划分。分解和划分。过程设计：过程设计：通过对结构通过对结构表示进行细化，得到软表示进行细化，得到软件详细的界面、数据结件详细的界面、数据结构和程序算法。构和程序算法。6第四章 软件设计1.开发阶段的工作流开发阶段的工作流2.软件设计的任务软件设计的任务3.软件设计的目标软件设计的目标4.软件设计的文档软件设计的文档一、软件设计的任务、目标与文档7第四章 软件设计1、开发阶段的工作流8第四章 软件设计设设计计阶阶段段选选用用合合适适的
5、的设设计计方方法法进进行行系系统统结结构构、数据结构、界面表示和实现过程的设计。数据结构、界面表示和实现过程的设计。 结结结结构构构构设设设设计计计计：定定定定义义义义软软软软件件件件组组组组成成成成及及及及各各各各主主主主要要要要成成成成分分分分之之之之间间间间的的的的关关关关系，构造软件系统的整体框架；系，构造软件系统的整体框架；系，构造软件系统的整体框架；系，构造软件系统的整体框架；数据设计：数据设计：数据设计：数据设计：完成数据结构的定义；完成数据结构的定义；完成数据结构的定义；完成数据结构的定义；过过过过程程程程设设设设计计计计：对对对对系系系系统统统统框框框框架架架架、数数数数据据
6、据据结结结结构构构构和和和和界界界界面面面面表表表表示示示示进进进进行行行行细细细细化化化化，对对对对各各各各结结结结构构构构成成成成分分分分所所所所实实实实现现现现的的的的功功功功能能能能，用用用用很很很很接接接接近近近近程序的软件表示形式进行过程性描述。程序的软件表示形式进行过程性描述。程序的软件表示形式进行过程性描述。程序的软件表示形式进行过程性描述。编编编编码码码码设设设设计计计计：将将将将过过过过程程程程描描描描述述述述转转转转换换换换为为为为某某某某种种种种程程程程序序序序设设设设计计计计语语语语言言言言的源代码。的源代码。的源代码。的源代码。软软软软件件件件测测测测试试试试：即即
7、即即对对对对设设设设计计计计结结结结果果果果进进进进行行行行验验验验证证证证，得得得得到到到到完完完完整整整整有有有有效地软件系统。效地软件系统。效地软件系统。效地软件系统。9第四章 软件设计2、软件设计的具体任务(1)(1)制定规范制定规范制定规范制定规范(2)(2)结构设计结构设计结构设计结构设计(3)(3)处理方式设计处理方式设计处理方式设计处理方式设计(4)(4)数据结构及数据库设计数据结构及数据库设计数据结构及数据库设计数据结构及数据库设计(5)(5)可靠性设计可靠性设计可靠性设计可靠性设计（质量设计）（质量设计）（质量设计）（质量设计）(6)(6)编写软件设计文档编写软件设计文档编
8、写软件设计文档编写软件设计文档(7)(7)设计审查和复审设计审查和复审设计审查和复审设计审查和复审(8)(8)详细设计详细设计详细设计详细设计10第四章 软件设计 制定规范制定规范制制定定在在设设计计时时应应该该共共同同遵遵守守的的标标准准，以以便便协协调调组组内各成员的工作。内各成员的工作。确定设计目标和最合适的设计方法。确定设计目标和最合适的设计方法。规定编码的信息形式和接口规约规定编码的信息形式和接口规约。确定命名规范。确定命名规范。确定构件重用策略。确定构件重用策略。面向模块（部件或构件）进行设计。面向模块（部件或构件）进行设计。规定设计文档的规定设计文档的规范规范。规定代码编写规定代
9、码编写规范。规范。概要设计方法；概要设计方法；详细设计和编程方法。详细设计和编程方法。11第四章 软件设计 结构设计结构设计将系统按功能划分成模块的层次结构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、与需求相对应确定每个模块的功能、与需求相对应确定模块间的调用关系确定模块间的调用关系确定模块间的接口确定模块间的接口评估模块划分的质量评估模块划分的质量基于功能层次结构建立系统。基于功能层次结构建立系统。12第四章 软件设计处理方式设计处理方式设计确定确定算法算法，评估算法的性能，评估算法的性能确定模块间的控制方式确定模块间的控制方式1.1. 周转时间周转时间2.2. 响应时间响应时间3.
10、3. 吞吐量吞吐量4.4. 精度精度确定外部信号的接收发送形确定外部信号的接收发送形式式13第四章 软件设计 数据结构及数据库设计数据结构及数据库设计14第四章 软件设计确定确定I/OI/O文件的数据结构文件的数据结构确定算法所必需的逻辑数据结构确定算法所必需的逻辑数据结构确定对逻辑数据结构所操作的程序模块确定对逻辑数据结构所操作的程序模块限制和确定各个数据设计的影响范围限制和确定各个数据设计的影响范围确定接口数据其详细的数据结构和使用规则确定接口数据其详细的数据结构和使用规则目的：保证数据完整性和安全性。目的：保证数据完整性和安全性。 数据结构的设计：数据结构的设计：数据结构的设计：数据结构
11、的设计：15第四章 软件设计目的：确定数据库的模式、子模式。目的：确定数据库的模式、子模式。概念结构设计：概念结构设计：可以用可以用E-RE-R模型表示，也可以模型表示，也可以用用3NF3NF关系群表示关系群表示 逻辑结构设计：逻辑结构设计：是将概念模型转换成是将概念模型转换成DBMSDBMS支持支持的数据模型。的数据模型。物理结构设计物理结构设计：设计数据模式的一些物理细节，设计数据模式的一些物理细节，选定存储结构和存取方法选定存储结构和存取方法 ，以获得数据库的，以获得数据库的最佳存取效率。最佳存取效率。 数据库设计：数据库设计：16第四章 软件设计uu防卫性设计：防卫性设计：防卫性设计：
12、防卫性设计：在软件设计中就插入自动检错，在软件设计中就插入自动检错，在软件设计中就插入自动检错，在软件设计中就插入自动检错，报错和纠错的功能报错和纠错的功能报错和纠错的功能报错和纠错的功能uu一致性设计：一致性设计：一致性设计：一致性设计： 在并发处理过程中使用封锁和解在并发处理过程中使用封锁和解在并发处理过程中使用封锁和解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除封锁机制保持数据不被破坏除封锁机制保持数据不被破坏除封锁机制保持数据不被破坏uu冗余性设计：冗余性设计：冗余性设计：冗余性设计： 数据的保护性设计数据的保护性设计数据的保护性设计数据的保护性设计17第四章 软件设计在软
13、件开发的一开始就应确定软件在软件开发的一开始就应确定软件可靠性和其它质量指标，考虑相应可靠性和其它质量指标，考虑相应措施，确保所做的设计具有良好的措施，确保所做的设计具有良好的质量特性，使软件易于修改和易于质量特性，使软件易于修改和易于维护。维护。(5)(5)可靠性设计可靠性设计（质量设计）质量设计）18第四章 软件设计概要设计规格说明书概要设计规格说明书 数据库设计数据库设计规格规格说明书说明书 详细设计详细设计规格规格说明书说明书 用户使用手册用户使用手册测试计划与测试标准测试计划与测试标准(6)(6)编写软件设计文档编写软件设计文档19第四章 软件设计可追溯性：可追溯性：需求复盖需求复盖
14、确认确认接口：接口：内部接口与外部接口定义的确认。内部接口与外部接口定义的确认。风险：风险：确认技术条件、预算范围。确认技术条件、预算范围。实用性：实用性：确认对于需求的实用性。确认对于需求的实用性。技术清晰度：技术清晰度：确认代码的可实现性确认代码的可实现性可维护性：可维护性：确认可维护性确认可维护性质量：质量：确认质量特征确认质量特征各种选择方案：各种选择方案：选择方案的标准选择方案的标准限制：限制：评估限制的现实性，与需求的一致性评估限制的现实性，与需求的一致性其它具体问题：其它具体问题：对文档、可测试性、设计过程等进行评估对文档、可测试性、设计过程等进行评估(7) (7) 设计审查和复
15、审设计审查和复审20第四章 软件设计(8) (8) 详细设计详细设计确定软件各模块内的算法和数据结构。确定软件各模块内的算法和数据结构。选定某种过程的表达形式来描述各种算法。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进行详细设计的评审在详细设计过程中，需要完成的工作是：在详细设计过程中，需要完成的工作是：21第四章 软件设计节省开发费用、节省开发费用、降低资源消耗、降低资源消耗、缩短开发时间、缩短开发时间、能够赢得较高的生产效率、能够赢得较高的生产效率、较高的可靠性、较高的可靠性、可维护性的方案。可维护性的方案。3、软件设计的目标、软件设计的目标软件设计的最终目标：软件设计的最终
16、目标：取得最佳方案取得最佳方案22第四章 软件设计功能、性能功能、性能功能、性能功能、性能都符合指定的要求；都符合指定的要求；都符合指定的要求；都符合指定的要求；软件是软件是软件是软件是可维护可维护可维护可维护的，可方便地进行修改的，可方便地进行修改的，可方便地进行修改的，可方便地进行修改 ；除了代码，还有一套配置齐全的除了代码，还有一套配置齐全的除了代码，还有一套配置齐全的除了代码，还有一套配置齐全的文档文档文档文档。 开发的软件满足以下特点：开发的软件满足以下特点：开发的软件满足以下特点：开发的软件满足以下特点：23第四章 软件设计4、软件设计文档 概要设计规格书概要设计规格书详细设计规格
17、书详细设计规格书数据库设计规格书数据库设计规格书用户操作手册用户操作手册测试计划与标准测试计划与标准软件设计文档格式与内容，按照软件设计文档格式与内容，按照CMMCMM的要求，的要求，规范化处理。规范化处理。 软件设计规格书软件设计规格书软件设计规格书软件设计规格书24第四章 软件设计概要设计说明书要点概要设计说明书要点概要设计说明书要点概要设计说明书要点 导言导言软件体系结构和系统结构设计软件体系结构和系统结构设计模块（部件）功能分配模块（部件）功能分配数据结构设计数据结构设计接口设计接口设计检查列表检查列表详细请见详细请见P P48248225第四章 软件设计详细设计说明书要点详细设计说明
18、书要点详细设计说明书要点详细设计说明书要点主要设计思想与方法主要设计思想与方法模块实现过程设计模块实现过程设计接口实现过程设计接口实现过程设计主要算法和数据结构说明主要算法和数据结构说明界面设计界面设计检查列表检查列表详细请见详细请见P P48348326第四章 软件设计管理文档管理文档管理文档管理文档 概要设计说明书评审记录表概要设计说明书评审记录表详细设计说明书评审记录表详细设计说明书评审记录表27第四章 软件设计突出设计书评审中不符合项的跟踪记录。突出设计书评审中不符合项的跟踪记录。不不符符合合项项主主要要是是在在系系统统功功能能、性性能能、接接口口的的设设计计上上存在的遗漏或缺陷。存在的遗漏或缺陷。只有不符合项为零时，评审才能通过。只有不符合项为零时，评审才能通过。因此，评审可能进行多次。因此，评审可能进行多次。意见指出不符合项、强项和弱项。意见指出不符合项、强项和弱项。评审结论就是通过或不通过。评审结论就是通过或不通过。记录表要点：记录表要点：28第四章 软件设计思考题1.1.软件设计的具体任务包括哪些内容？软件设计的具体任务包括哪些内容？2.2.数据的保护性设计指的是什么？数据的保护性设计指的是什么？3.3.软件设计的目标是什么？软件设计的目标是什么？29第四章 软件设计
