软件总体设计：模块化与数据流方法

"本资源是关于软件总体设计的指导文档，涵盖了设计过程、设计原理、启发规则、图形工具以及面向数据流的设计方法。" 在软件开发过程中，总体设计是至关重要的一个阶段，它旨在将需求分析阶段得到的需求转化为具体的设计方案，为后续的详细设计和编码奠定基础。以下是对【标题】“软件总体设计”和【描述】的详细解释： 1. **设计过程**： - 设计过程始于设想多种可能的解决方案，这需要创造性思维和对问题的深刻理解。 - 接下来是选取最合适的方案，通常会根据可行性、成本、时间等因素进行评估。 - 推荐最佳方案后，进行功能分解，将大功能拆分为更小、更易于管理的部分。 - 设计软件结构，包括模块化、数据库设计，并制定测试计划，确保设计方案的完整性。 - 文档书写是设计过程的重要环节，它记录了设计决策和细节，便于团队协作和后期维护。 - 审查和复审则确保设计的质量和一致性。 2. **设计原理**： - **模块化**：通过模块化减少复杂性，降低成本（如图5.1所示）。模块化有助于代码重用和降低维护难度。 - **抽象**：隐藏实现细节，只暴露必要的接口，增强软件的可理解和可维护性。 - **逐步求精**：从高层次的概念逐步细化到低层次的具体实现。 - **信息隐藏和局部化**：保护模块内部数据，限制外部访问，提高安全性。 - **模块独立**：衡量模块质量的两个关键指标是耦合和内聚（如5.2.1至5.2.5所述）。 3. **启发规则**： - 提高模块独立性，以增强软件的稳定性和可修改性。 - 模块规模适中，避免过大或过小，保持良好的平衡。 - 深度、宽度、扇出和扇入是衡量模块之间相互依赖的度量，应适当控制。 - 模块作用域应在其控制域内，确保控制逻辑的清晰。 - 降低模块接口复杂度，简化模块间交互。 - 设计单入口单出口的模块，增加程序的可读性和可测试性。 - 模块功能明确，避免模糊不清的职责划分。 4. **描绘软件结构的图形工具**： - **层次图和HIPO图**（如图5.3和5.4所示）用于表示模块间的层次关系。 - **结构图**（如图5.5所示）展现模块间的调用关系和数据流。 5. **面向数据流的设计方法**： - **变换流**和**事务流**（如图5.8和5.9所示）是两种主要的数据流类型。 - **设计过程**（如图5.10所示）包括分析数据流图，进行各级分解，最终形成软件结构。 - **变换分析**和**事务分析**提供了一种从数据流图到软件结构的映射方法（如图5.11至5.20所示）。 - **设计优化**是在完成初步设计后，通过精化和调整，提升设计效率和质量。 6. **习题**： - 习题涉及不同类型的模块耦合和内聚的实例，以及使用面向数据流方法设计实际系统的练习。 软件总体设计是软件工程中的核心步骤，通过科学的方法和工具，它能够将复杂的问题简化为可操作的模块，为软件的成功开发提供了坚实的基础。