软件制造工程期末复习知识点汇总（二）——软件设计基本概念

总体设计

（对应软件生命周期中软件开发时期的总体设计阶段）

总体设计的过程由两个主要阶段组成：

1. 系统设计阶段，确定系统的具体实现方案
   + 设想供选择的方案
   + 选取合理的方案
   + 推荐最佳方案
2. 结构设计阶段，确定软件结构，模块划分、模块之间的调用关系
   + 功能分解
   + 设计软件结构
   + 设计数据库
   + 制定测试计划
   + 书写文档
   + 审查和复审

设计原理（原则）:模块独立原理

1. 模块化（箭头从调用模块指向被调用模块，表示调用模块调用了被调用模块）
   + 模块调用关系
   
   + 模块间接口的表示
   
2. 抽象
3. 逐步求精
4. 信息隐藏和局部化
5. 模块独立

模块独立程度的两个定性标准度量

1. 耦合（耦合要低，不同模块互相依赖的紧密程度）
   + 非直接耦合/完全独立
   
   + 数据耦合（两个模块交换的信息仅仅是数据，尽量使用）
   
   
   
   + 控制耦合（传递的信息中有控制信息，少用）
   
   
   
   修改控制耦合为数据耦合：
   
   + 特征耦合（整个数据结构作为参数传递，少用）
   
   改为数据耦合：
   
   + 公共环境耦合（多个模块通过一个公共数据环境相互作用，限制范围）
   
   + 内容耦合（最高程度的耦合，完全不用）
   
   + 总结：
   
2. 内聚（内聚要高，模块内部各元素结合的紧密程度）
   + 偶然内聚（各元素之间没有实质性联系）
   
   + 逻辑内聚（完成的任务在逻辑上属于相同或相似的一类）
   
   分解：
   
   + 时间内聚（一个模块包含的任务必须在同一段时间内执行）
   + 过程内聚（一个模块内的处理元素是相关的，而且必须以特定次序执行）
   
   + 通信内聚（模块中所有元素都使用同一个输入数据和(或)产生同一个输出数据）
   
   + 顺序内聚（模块内的处理元素和同一个功能密切相关，而且这些处理必须顺序执行）
   
   + 功能内聚（模块内所有处理元素属于一个整体，完成一个单一的功能，最高程度的内聚，模块可重用）
   + 总结
   

启发规则

1. 模块功能应该可以预测
   **功能可预测：**如果一个模块可以当做一个黑盒子，只要输入的数据相同就产生同样的输出，这个模块的功能就是可以预测的。
2. 力争降低模块接口的复杂程度
3. 设计单入口单出口的模块
4. 模块规模应该适中（通常规定50~100行语句，最多不超过500行）
5. 改进软件结构提高模块独立性
6. 模块的作用域应该在控制域之内
   模块的作用域：定义为受该模块内一个判定影响的所有模块的集合。
   模块的控制域：是这个模块本身以及所有直接或间接从属于它的模块的集合。
7. 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：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：有多少个上级模块直接调用它。

总结：

1. 总体设计阶段的基本目的
   用比较抽象概括的方式确定系统如何完成预定的任务
2. 总体设计阶段的两个小阶段
   系统设计（完成系统功能的物理方案）
   软件结构设计（模块划分、模块之间的调用关系）
3. 进行软件结构设计时要遵循的主要的原理
   模块独立原理
4. 进行软件结构设计时的一种有效方法
   从抽象到具体地构造出软件的层次结构
5. 启发式规则
6. 软件结构设计的常用途径
   自顶向下逐步求精
7. 在详细设计和编码之前进行结构设计的好处
   在软件开发早期站在全局高度对软件结构进行优化，可以使软件质量得到重大改进，而代价却不高。