总体设计

5 总体设计

    经过需求分析阶段的工作,系统必须“做什么“已经清楚了,现在是决定”怎样做”的时候了,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,通过这个阶段的工作将划分出组成系统的物理元素一一程序,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。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。
    总体设计过程首先寻找实现目标系统的各种不同的方案,需求分析阶段得到的数据流图是设想各
种可能方案的基础。然后分析员从这些供选择的方案中选取若干个合理的方案,为每个合理的方案都准备
一份系统流程图,列出组成系统的所有物理元素,进行成本/效益分析,并且制定实现这个方案的进度计划。
分析员应该综合分析比较这些合理的方案,从中选出一个最佳方案向用户和使用部门负责人推荐。如果用
户和使用部门的负人接受了推荐的方案,分析员应该进一步为这个最佳方案设计软件结构,通常,设计出初
步的软件结构后还要多方改进,从面得到更合理的结构,进行必要的数据库设计,确定测试要求并且制定测
试计划。
    从上面的叙述中不难看出,在详细设计之前先进行总体设计的必要性;可以站在全局高度上,花较
少成本,从较抽象的层次上分析对比多种可能的系统实现方案和软件结构,从中选出最佳方案和最合理的软
件结构,从而用较低成本开发出较高质量的软件系统。

5.1 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下述9个步骤。

1,设想供选择的方案
    如何实现要求的系统呢?在总体设计阶段分析员应该考虑各种可能的实现方案,并且力求从中选出
最佳方案。在总体设计阶段开始时只有系统的逻辑模型,分析员有充分的自由分析比较不同的物理实现方
案,一且选出了最佳的方案,将能大大提高系的性/价格比。
    需求分析阶段得出的数据流图是总体设计的极好出发点。
    设想供选择的方案的一种常用的方法是,设想把数据流图中的处理分组的各种可能的方法,抛弃在
技术上行不通的分组方法(例如,组内不同处理的执行时间不相容),余下的分组方法代表可能的实现策略,
并且可以启示供选择的物理系统

2.选取合理的方案
    应该从前一步得到的一系列供选择的方案中选取若干个合理的方案,通常至少选取低成本,中等成
本和高成本的3种方案。在判断哪些方案合理时应该考虑在问题定义和可行性研究阶段确定的工程规模和
目标,有时可能还需要进一步征求用户的意见。
    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
    分析员应该合分析对比各种合理方案的利弊,推荐一个最佳的方案,并且为推荐的方案制定详细的
实现计划,制定详细实现计划的关键技术是工程网络。
    用户和有关技术专家应用认真审查分析员所推荐的最佳系统，如果该系统确实符合用户的需要,
并且是在现有条件下完全能够实现的,则应该提请使用部门负责人进一步审批。在使用部门的负资人也接
受了分析员所推荐的方案之后,将进入总体设计过程的下一个重要阶段一结构设计。

4.功能分解
    为了最终实现目标系统,必须设计出组成这个系统的所有程序和文件(或数据库)对程序(特别是复
杂的大型程序)的设计,通常分为两个阶段完成:首先进行结构设计,然后进行过程设计。结构设计确定程序
由哪些模块组成,以及这些模块之间的关系;过程设计确定每个模块的处理过程,结构设计是总体设计阶段
的任务,过程设计是详细设计阶段的任务。
    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。分析员结合算法描述仔细分析
数据流图中的每个处理,如果一个处理的功能过分复杂,必须把它的功能适当地分解成一系列比较简单的功
能,一般说来,经过分解之后应该使每个功能对大多数程序员而言是明显易懂的。
    功能分解导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。

5.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（有
转门的图形工具）
    如果数据流图已经细化到适当的层次,则可以直接从数据流图映射出软件结构,这就是面向数据流
的设计方法。

6.设计数据库
    对于需要使用数据库的那些应用系统,软件工程师应该在需求分析阶段所确定的系统数据需求的
基础上,进一步设计数据库。（在数据库课中已经详细讲述了设计数据库的方法,这里不再赘述。）

7.制定测试计划
    在软件开发的早期阶段考虑测试问题,能促使软件设计人员在设计时注意提高软件的可测试性。
（对于测试的目的和设计测试方案的各种技术方法等也有专业书籍汇总）

8。书写文档
    应该用正式的文档记录总体设计的结果,在这个阶段应该完成的文档通常有下述几种：
    (1)系統说明 主要内容包括用系统流程图描绘的系统构成方案,组成系统的物理元素清单,成本/
效益分析;对最佳方案的概括描述,精化的数据流图,用层次图或结构图描绘的软件件结构,用IPO图或其他
工具(例如,PDL语言)简要描述的各个模块的算法,模块间的接口关系,以及需求、功能和模块三者之间的交
叉参照关系等
    (2)用户手册 根据总体设计阶段的结果,修改更正在需求分析阶段产生的初步的用户手册
    (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
    最后应该对总体设计的结果进行严格的技术审查,在技术审查通过之后再由客户从管理角度进行
复审。