软件设计：通信内聚与体系结构构建

通信内聚是软件工程中的一个重要概念，它强调模块内部各部分之间的紧密关联，即模块内部的各个部分都使用相同的数据输入或者产生相同的数据输出。在软件设计过程中，通信内聚通常被视为衡量模块独立性和模块间耦合程度的一个标准，有助于提高代码的可维护性和重用性。 第4章软件系统设计深入探讨了软件设计的关键要素和方法论。首先，章节介绍了软件设计的基本过程，包括确定设计目标（例如，解决的问题、用户需求）、遵循的原则（如抽象化、模块化、信息隐藏），以及所采用的设计策略，如结构化设计（SD）和Jackson系统开发方法。概要设计是软件设计的重要阶段，它关注软件系统的整体架构，包括体系结构设计、模块划分、数据结构与算法设计以及用户界面设计。 在软件设计过程中，将软件系统比喻为人体，这有助于理解其组成部分的功能关系。体系结构（骨架）代表整体框架，模块（器官）执行特定功能，数据结构与算法（血脉和神经）赋予系统生命并实现功能，而用户界面则是软件的外部表现，直接影响用户体验。设计时不仅要考虑技术层面，如体系结构设计、数据设计、接口设计和过程设计，还要注重管理上的分阶段进行，即概要设计和详细设计。 软件设计过程涉及多个步骤，包括明确设计目标（Who，即用户是谁；What，即解决什么问题；Why，即为何解决问题，即所谓的3W问题），以及对软件开发各阶段的规划，如需求分析、总体结构设计（确定软件的逻辑组织）、数据设计（选择合适的数据结构）、处理方式设计（定义操作流程）、可靠性设计（确保系统的稳定性和容错能力）。软件设计不仅仅是编写代码，还包括信息描述（功能和行为）、编码、测试等环节，通过图形化工具如图4.1所示的信息流和图4.2所示的设计作用图，帮助开发者明确任务和步骤。 通信内聚作为软件设计中的一个关键元素，对于模块的划分和组织至关重要。通过理解和应用这些设计理念和技术，软件工程师可以创建出更高效、易于维护且具有良好用户界面的软件系统。同时，软件设计过程中的细致考虑和规范制定，确保了软件质量的多维度提升。