清华大学殷仁昆教授详解软件工程：设计方法与原则

在清华大学计算机系殷仁昆教授的《软件工程讲义》中，章节三详细探讨了软件设计的关键概念。PAD示例（Programmer's Aid Diagrams）在这里作为一个教学工具，用于演示软件设计的过程和方法。 第三章首先介绍了软件设计的核心，即用抽象方式确定系统功能的实现方式，这是软件设计的本质。设计涵盖了数据设计、体系结构设计、接口设计和过程设计四个部分。数据设计是从ER图和数据字典中提炼出数据结构；体系结构设计关注组件间的关系；接口设计则描绘组件间交互以及与外部系统和用户的界面；过程设计则是将结构转换为具体的程序流程。 软件设计分为概要设计和详细设计两个阶段。概要设计涉及转化软件需求，构建体系结构，确定系统接口和全局数据结构；而详细设计则进一步细化模块，规定实现算法和局部数据结构，并清晰地表达这些细节。 软件设计的重要性体现在后续开发和维护阶段，缺乏设计可能导致系统的不稳定。设计被认为是过程和模型的结合，通过迭代步骤逐步刻画系统各个方面，遵循良好的设计原则如可读性、可理解性和完整性。衡量设计的标准还包括设计应清晰易懂，能体现软件的功能、行为和数据结构，并且具有层次结构，采用可识别的设计模式。 通过PAD示例，学生可以直观地理解软件设计的执行步骤，例如while-do循环和do-while循环的使用，以及如何将分析模型（如数据字典、数据流图、实体关系图等）转化为设计模型，如状态转换图、加工规格说明等。软件设计的质量直接影响到编码、测试和维护的效率，因此，遵循有效设计原则是软件开发成功的关键。这一章节深入讲解了软件工程中的设计理论和实践，旨在培养学生的系统思维和设计能力。