软件工程导论第五章总体设计

第1章软件工程学概述1.1 软件危机1.1.1 软件危机旳简介软件危机(软件萧条、软件困扰): 是指在计算机软件旳开发和维护过程中所碰到旳一系列严重问题。

软件危机包括下述两方面旳问题:怎样开发软件, 满足对软件日益增长旳需求；怎样维护数量不停膨胀旳已经有软件。

软件危机旳经典体现:（1）对软件开发成本和进度旳估计常常很不精确；（2）顾客对“已完毕旳”软件系统不满意旳现象常常发生；（3）软件产品旳质量往往靠不住；（4）软件常常是不可维护旳；（5）软件一般没有合适旳文档资料；（6）软件成本在计算机系统总成本中所占旳比例逐年上升；（7）软件开发生产率提高旳速度, 远远跟不上计算机应用迅速普及深入旳趋势。

1.1.2 产生软件危机旳原因（1）与软件自身旳特点有关（2）与软件开发与维护旳措施不对旳有关1.1.3 消除软件危机旳途径对计算机软件有对旳旳认识。

认识到软件开发是一种组织良好、管理严密、各类人员协同配合、共同完毕旳工程项目。

应当推广使用在实践中总结出来旳开发软件旳成功技术和措施, 并继续研究探索。

应当开发和使用更好旳软件工具。

总之, 为了处理软件危机, 既要有技术措施(措施和工具), 又要有必要旳组织管理措施。

1.21.2.1 软件工程旳简介软件工程: 是指导计算机软件开发和维护旳一门工程学科。

采用工程旳概念、原理、技术和措施来开发与维护软件, 把通过时间考验而证明对旳旳管理技术和目前可以得到旳最佳旳技术措施结合起来, 以经济地开发出高质量旳软件并有效地维护它, 这就是软件工程。

（期中考）软件工程旳本质特性:软件工程关注于大型程序旳构造软件工程旳中心课题是控制复杂性软件常常变化开发软件旳效率非常重要友好地合作是开发软件旳关键软件必须有效地支持它旳顾客在软件工程领域中是由具有一种文化背景旳人替具有另一种文化背景旳人发明产品1.2.2 软件工程旳基本原理用分阶段旳生命周期计划严格管理坚持进行阶段评审实行严格旳产品控制采用现代程序设计技术成果应能清晰地审查开发小组旳人员应当少而精承认不停改善软件工程实践旳必要性1.2.3 软件工程措施学软件工程包括技术和管理两方面旳内容。

第5章总体设计5.1设计过程1. 设想供选择的方案2. 选取合理的方案3. 推荐最佳方案4. 功能分解5. 设计软件结构6. 设计数据库7. 制定测试计划8. 书写文档9. 审查和复审5.2设计原理5.2.1模块化图5.1模块化和软件成本2数据结构(C++版) 5.2.2抽象5.2.3逐步求精5.2.4信息隐藏和局部化5.2.5模块独立1. 耦合2. 内聚5.3启发规则1. 改进软件结构提高模块独立性2. 模块规模应该适中3. 深度、宽度、扇出和扇入都应适当4. 模块的作用域应该在控制域之内图5.2模块的作用域和控制域5. 力争降低模块接口的复杂程度6. 设计单入口单出口的模块7. 模块功能应该可以预测软件工程导论(第五版) 3 5.4描绘软件结构的图形工具5.4.1层次图和HIPO图图5.3正文加工系统的层次图图5.4带编号的层次图(H图)4数据结构(C++版)5.4.2结构图图5.5结构图的例子——产生最佳解的一般结构图5.6判定为真时调用A，为假时调用B图5.7模块M循环调用模块A、B、C 5.5面向数据流的设计方法5.5.1概念1. 变换流2. 事务流软件工程导论(第五版) 5图5.8变换流图5.9事务流3. 设计过程6数据结构(C++版)图5.10面向数据流方法的设计过程5.5.2变换分析1. 例子2. 设计步骤软件工程导论(第五版) 7图5.11数字仪表板系统的数据流图8数据结构(C++版)图5.12具有边界的数据流图图5.13第一级分解的方法软件工程导论(第五版) 9图5.14数字仪表板系统的第一级分解图5.15第二级分解的方法图5.16未经精化的输入结构10数据结构(C++版)图5.17未经精化的变换结构图5.18未经精化的输出结构图5.19精化后的数字仪表板系统的软件结构软件工程导论(第五版) 11 5.5.3事务分析图5.20事务分析的映射方法5.5.4设计优化5.6小结习题51. 为每种类型的模块耦合举一个具体例子。

工学软件工程导论第五章在软件工程的领域中，第五章往往是一个关键的章节，它可能涵盖了软件工程中某一重要方面的深入探讨和阐述。

软件设计是软件工程中的核心环节之一。

在这一过程中，需要明确软件的整体架构、模块划分以及各模块之间的交互关系。

好的软件设计能够提高软件的可维护性、可扩展性和可靠性。

比如，在设计一个在线购物系统时，需要考虑用户界面的友好性、购物流程的顺畅性、订单处理的高效性以及后台管理的便捷性等多个方面。

设计模式是软件设计中的重要工具。

常见的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式等。

以单例模式为例，它确保一个类只有一个实例存在，在需要全局共享且唯一的资源管理时非常有用。

而工厂模式则将对象的创建与使用分离，增强了系统的灵活性和可扩展性。

软件架构的选择对于软件的性能和可维护性有着深远的影响。

分层架构将软件系统分为不同的层次，如表示层、业务逻辑层和数据访问层，每层专注于特定的功能，使得系统结构清晰，易于理解和维护。

微服务架构则将大型应用拆分成多个小型服务，每个服务可以独立部署和扩展，提高了系统的灵活性和弹性。

在软件设计中，还需要充分考虑用户需求和用户体验。

用户界面的设计应该简洁、直观，操作流程应该符合用户的习惯和预期。

同时，要对用户的各种操作和输入进行有效的错误处理和提示，以提高用户的满意度。

数据库设计也是软件工程中不可忽视的一部分。

合理的数据库设计能够提高数据的存储和检索效率，保证数据的完整性和一致性。

在设计数据库时，需要确定数据表的结构、字段的类型和约束，以及表之间的关联关系。

对于性能优化，这是在软件设计阶段就需要考虑的重要问题。

通过合理的算法选择、数据结构设计以及资源分配，可以有效地提高软件的运行效率。

例如，在处理大量数据时，选择合适的排序算法和数据存储结构能够显著减少运行时间。

安全性设计在当今的软件环境中至关重要。

需要采取措施防止数据泄露、非法访问和恶意攻击。

例如，采用加密技术对敏感数据进行保护，设置严格的用户认证和授权机制。

第一章、软件工程学概述软件危机：是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。

软件危机包含下述两个方面的问题：1.如何开发软件，以满足对软件日益增长的需求。

2.如何维护数量不断膨胀的已有软件。

具体的说，软件危机主要有以下一些典型表现：1.对软件开发成本的进度的估计常常很不准确。

2.用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生3.软件产品的质量往往靠不住。

4.软件常常是不可维护的。

5.软件通常没有适当的文档材料。

6.软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升。

7.软件开发生产率提高的速度，远远跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势。

软件生命周期：一个软件从定义、开发、使用和维护，知道最终被废弃，要经历一个漫长的时期，通常把软件经历的这个漫长的时期称为生命周期。

软件配置：程序、文档和数据。

软件工程学的一个重要的目标：就是提高软件的可维护性，减少软件维护的代价。

软件：是程序、数据及相关文档的集合。

程序：是能够完成预定功能和性能的可执行的指令序列。

数据：是使程序能够适当地处理信息的数据结构。

文档：是开发、使用和维护程序所需要的图文资料。

软件工程：指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。

软件工程具有下属的本质特性：1.软件工程关注于大型程序的构造。

2.软件工程的中心课题是控制复杂性。

3.软件经常变化。

4.开发软件的效率非常重要。

5.和谐地合作是开发软件的关键。

6.软件必须有效地支持它的用户。

7.在软件工程领域中通常由具有一种文化背景的人替具有另一种文化背景的人创造产品。

软件工程的7条基本原理：1.用分阶段的生命周期计划严格管理。

2.坚持进行阶段评审。

3.实行严格的产品控制4.采用现代程序设计技术。

5.结构应能清楚的审查。

6.开发小组的人员应该少而精。

7.承认不断改进软件工程实践的必要性。

软件工程：包括技术和管理两方面的内容，是技术与管理紧密结合所形成的工程学科。

通常把在软件生命周期全过程中使用的一整套技术方法的集合称为方法学，也称为泛型。

工学软件工程导论第五章在软件工程的广袤领域中，第五章通常聚焦于一些关键且核心的概念和技术，这些内容对于理解和实践软件工程起着重要的支撑作用。

首先，让我们来谈谈软件设计的原则。

在软件开发过程中，良好的设计是成功的基石。

软件设计应遵循高内聚、低耦合的原则。

高内聚意味着一个模块内的各个部分紧密相关，共同完成一个明确的功能；低耦合则表示不同模块之间的相互依赖程度低，这样当对一个模块进行修改时，不会对其他模块产生过大的影响。

想象一下，如果一个软件系统中的各个模块像一团乱麻般交织在一起，那么任何一点小小的改动都可能引发“蝴蝶效应”，导致整个系统的崩溃。

软件架构也是第五章的重要内容之一。

常见的软件架构模式有分层架构、客户端服务器架构、微服务架构等。

分层架构将软件系统分为不同的层次，如表示层、业务逻辑层、数据访问层等，每一层都有明确的职责，使得系统结构清晰，易于维护和扩展。

客户端服务器架构则将系统分为客户端和服务器端两部分，客户端负责与用户进行交互，服务器端负责处理业务逻辑和数据存储。

而微服务架构则将一个大型的应用拆分成多个小型的服务，每个服务都可以独立部署和扩展，提高了系统的灵活性和可扩展性。

在软件设计中，还需要考虑到设计模式的运用。

设计模式是经过实践验证的解决特定软件设计问题的通用方案。

例如，单例模式确保一个类只有一个实例存在，适用于需要全局唯一访问的资源；工厂模式用于创建对象，将对象的创建与使用分离，提高了代码的灵活性和可维护性；观察者模式实现了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。

另外，软件的接口设计也不容忽视。

一个好的接口应该具有简洁、明确、稳定的特点。

简洁的接口易于理解和使用，明确的接口能够准确地传达其功能和参数要求，稳定的接口则保证在软件的后续开发和维护过程中不会频繁变动，从而避免对依赖它的其他部分造成影响。

在软件设计的过程中，还需要进行充分的需求分析。

软件工程导论复习重点总结很全(第六版)第1章软件工程学概述1.1软件危机1.1.1软件危机的介绍软件危机(软件萧条、软件困扰:是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。

软件危机包含下述两方面的问题:如何开发软件,满足对软件日益增长的需求;如何维护数量不断膨胀的已有软件。

软件危机的典型表现:1对软件开发成本和进度的估计常常很不准确;2用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生;3软件产品的质量往往靠不住;4软件常常是不可维护的;5软件通常没有适当的文档资料;6软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升;7软件开发生产率提高的速度,远远跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势。

1.1.2产生软件危机的缘故原由1与软件本身的特点有关2与软件开发与维护的方法不正确有关1.1.3消除软件危机的途径对计算机软件有正确的认识。

认识到软件开发是一种组织良好、管理严密、各类人员协同配合、共同完成的工程项目。

应该推广使用在实践中总结出来的开发软件的成功技术和方法,并继续研究探索。

应该开发和使用更好的软件工具。

总之,为了解决软件危机,既要有技术措施(方法和工具,又要有必要的组织管理措施。

1.21.2.1软件工程的介绍软件工程:是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。

采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件,把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来,以经济地开发出高质量的软件并有效地维护它,这就是软件工程。

(期中考软件工程的本质特性:软件工程关注于大型程序的构造软件工程的中心课题是控制复杂性软件经常变化开辟软件的效率非常重要和谐地合作是开辟软件的枢纽软件必须有效地支持它的用户在软件工程领域中是由具有一种文化背景的人替具有另一种文化背景的人创造产品1.2.2软件工程的基本原理用分阶段的生命周期计划严格管理保持进行阶段评审实行严格的产品控制采用现代程序设计技术结果应能清楚地审查开辟小组的人员应该少而精承认不竭改良软件工程实践的必要性1.2.3软件工程方法学软件工程包括技术和管理两方面的内容。