软件工程导论第六版 第五章 总体设计

总体设计概述

目的

总体设计的基本目的就是回答“概括地说，系统应该如何实现”这个问题。因此，总体设计又称为概要设计或初步设计。

任务

① 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)
② 总体设计阶段的另一项重要任务是设计软件的结构，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。

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以下9个步骤：

• 设想供选择的方案。需求分析阶段得出的数据流图是总体设计的极好的出发点(上一阶段的DFD在本阶段细化之后可以被下一阶段使用)。
• 选取合理的方案
• 推荐最佳方案
• 功能分解。功能分解导致数据流图的进一步细化，同时还应该用IPO图或其他适当的工具简要描述细化后每个处理的算法。
• 设计软件结构。通常程序中的一个模块完成一个适当的子功能。应该把模块组织成良好的层次系统，顶层模块调用它的下层模块以实现程序的完整功能，每个下层模块再调用更下层的模块从而完成程序的一个子功能，最下层的模块完成最具体的功能。软件结构(即由模块组成的层次系统)可以用层次图或结构图来描绘。
• 设计数据库
• 制定测试计划
• 书写文档
• 审查和复审

设计原理

什么是模块？什么是模块化？

答：模块是由边界元素限定的相邻程序元素序列，而且有一个总体标识符代表它。像C、C++和Java语言中的{…}对，都是边界元素的例子。按照模块的定义，函数、子程序都可作为模块。面向对象方法学中的对象是模块，对象内的方法也是模块。模块是构成程序的基本构件。
模块化就是把程序划分成为独立命名且可以独立访问的模块，每个模块完成一个子功能，把所有的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。

模块化的优点

• 采用模块化原理可以使软件结构清晰，不仅容易设计也容易阅读和理解。
• 因为程序错误通常局限在有关的模块及它们之间的接口中，所以模块化使软件容易测试和调试，因而有助于提高软件的可靠性。
• 因为变动往往只涉及少数几个模块，所以模块化能够提高软件的可修改性。
• 模块化也有助于软件开发工程的组织管理，一个复杂的大型程序可以由许多程序员分工编写不同的模块，并且可以进一步分配技术熟练的程序员编写困难的模块。

模块化和软件成本

如果无限地分割软件，最后为了开发软件而需要的工作量就小得可以忽略了。上述结论不能成立，如下图，当模块数目增加时每个模块的规模将减小，开发单个模块需要的成本确实减少了，但是随着模块数目增加，设计模块间接口所需要的工作量也将增加。根据这两个因素。得出了图中的总成本曲线。每个程序都相应地有一个最适当的模块数目M，使得系统的开发成本最小。

本章练习

1、模块是构成程序的基本构件。

2、模块是构成程序的基本构件。

3、如果无限地分割软件，最后为了开发软件而需要的工作量就小得可以忽略了。(×)