总体设计系统架构设计 总体设计和系统设计

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。
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。

5.1 设计过程

总体设计过程

• 系统设计阶段

1. 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）
2. 选取合理的方案（通常至少选取低成本、中等成本和高成本的3种方案）
   对每个合理的方案，分析员都应该准备下列4份资料。
   (1) 系统流程图。
   (2) 组成系统的物理元素清单。
   (3) 成本/效益分析。
   (4) 实现这个系统的进度计划。
3. 推荐最佳方案

• 结构设计阶段

4. 功能分解（为确定软件结构，首先需要从实现角度把复杂的功能进一步分解）
5. 设计软件结构（层次系统）
6. 设计数据库
7. 制定测试计划（在设计时注意提高软件的可测试性）
8. 书写文档
   在这个阶段应该完成的文档通常有下述几种：
   （1）系统说明
   （2）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
   （4）详细的实现计划
   （5）数据库设计结果
9. 审查和复审（期末会检查）
   审查时团队内部做的，复查是客户做的

5.2 设计原理

【模块坏，耦合，内聚】

5.2.1 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。模块是构成程序的基本构件。
• 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。
  
  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。虽然目前还不能精确地决定M的数值，但是在考虑模块化的时候总成本曲线确实是有用的指南。在第六章和5.3节讲解。

5.2.2 抽象

抽象就是抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节。
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；
• 当由总体设计向详细设计过渡时，抽象的程度也就随之减少了；
• 当源程序写出来以后，也就达到了抽象的最低层。

5.2.3 逐步求精

5.2.5 模块独立

模块的独立程度可以由两个定性标准度量，这两个标准分别称为内聚和耦合。

1. 耦合
   耦合是对一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量。耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度，进入或访问一个模块的点，以及通过接口的数据。
   模块耦合分为数据耦合、控制耦合、特征耦合、公共环境耦合和内容耦合
   【紧耦合要联合测试】
2. 内聚
   内聚衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。
   内聚标志着一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度，它是信息隐藏和局部化概念的自然扩展。简单地说，理想内聚的模块只做一件事情。
   内聚和耦合是密切相关的，模块内的高内聚往往意味着模块间的松耦合。
   内聚分为三大类低内聚、中内聚和高内聚

5.3 启发规则

【扇入和扇出】

1. 深度、宽度、扇出和扇入都应适当
   深度：软件结构中控制的层数
   宽度：软件结构内同一个层次上的模块总数的最大值
   扇出：一个模块直接控制(调用)的模块数目
   扇入：一个模块被多少个上级模块直接调用的数目
2. 模块的作用域应该在控制域之内
   作用域：受该模块内一个判定影响的所有模块的集合。
   控制域：模块本身以及所有直接或间接从属于它的模块的集合。

3. 力争降低模块接口的复杂程度

4. 设计单入口单出口的模块：避免全局变量，别人审核

5.4 描绘软件结构的图形工具

5.4.1 层次图和HIPO图

方便查文档。

5.4.2 结构图

5.5 面向数据流的设计方法

【明确的信息，数据流向的软件】

5.5.1 概念

• 变换流
• 事件流
• 设计流

变换分析

事务分析

设计优化