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1、第2 2页页2023-11-6q掌握系统设计的任务与原则；掌握系统设计的任务与原则；q了解系统架构设计的概念；了解系统架构设计的概念；q熟悉软件结构设计的内容；熟悉软件结构设计的内容；q理解并掌握详细设计的内容。理解并掌握详细设计的内容。本章学习目标本章学习目标第4 4页页2023-11-65.1.1 系统设计的依据系统设计的依据 系统设计是在系统分析的基础上由抽象到具体的过系统设计是在系统分析的基础上由抽象到具体的过程，要考虑到系统实现的内外环境和主客观条件。程，要考虑到系统实现的内外环境和主客观条件。通常系统设计阶段工作可依据以下几个方面来考虑：通常系统设计阶段工作可依据以下几个方面来考虑
2、：F系统分析的成果系统分析的成果F现行技术现行技术F现行的信息管理和信息技术标准、规范和有关法律制度现行的信息管理和信息技术标准、规范和有关法律制度F用户需求用户需求F系统运行环境系统运行环境第5 5页页2023-11-61.系统性系统性 系统是作为统一整体而存在的，因此，在系统系统是作为统一整体而存在的，因此，在系统设计中，要从整个系统的角度进行考虑，系统设计中，要从整个系统的角度进行考虑，系统的代码要统一，设计规范要标准，传递语言要的代码要统一，设计规范要标准，传递语言要尽可能一致，对系统的数据采集要做到数出一尽可能一致，对系统的数据采集要做到数出一处、全局共享，使一次输入得到多次利用。处
3、、全局共享，使一次输入得到多次利用。第6 6页页2023-11-62.灵活性灵活性 为保持系统的长久生命力，要求系统具有很强为保持系统的长久生命力，要求系统具有很强的环境适应性。为此，系统应具有较好的开放的环境适应性。为此，系统应具有较好的开放性和结构的可变性。性和结构的可变性。第7 7页页2023-11-63.可靠性可靠性F可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力受外界干扰时的恢复能力F衡量系统可靠性的指标是平均故障间隔衡量系统可靠性的指标是平均故障间隔时间和平均维护时间时间和平均维护时间第8 8页页2023-11-64.经济性经济性 经济性
4、是指在满足系统需求的前提下，尽经济性是指在满足系统需求的前提下，尽可能减少系统的开销。可能减少系统的开销。第9 9页页2023-11-61.制定规范制定规范F 需要采用的管理规则：包括操作流程、交流方式、工需要采用的管理规则：包括操作流程、交流方式、工作纪律等作纪律等F 设计文档的编制标准：包括文档体系、文档格式、图设计文档的编制标准：包括文档体系、文档格式、图表样式等表样式等F 信息编码形式，硬件、操作系统的接口规约，命名规信息编码形式，硬件、操作系统的接口规约，命名规则等则等F 设计目标、设计原则设计目标、设计原则第1010页页2023-11-62.系统架构设计系统架构设计系统架构设计就是
5、根据系统的需求框架，系统架构设计就是根据系统的需求框架，确定系统的基本结构，以获得有关系统创确定系统的基本结构，以获得有关系统创建的总体方案。建的总体方案。第1111页页2023-11-63.软件结构设计软件结构设计通常程序中的一个模块完成一个适当的功能，应通常程序中的一个模块完成一个适当的功能，应该把模块组织成良好的层次系统，顶层模块调用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，最下层模块完成具体的功能。如果数据子功能
6、，最下层模块完成具体的功能。如果数据流程图已经细化到了适当的层次，则可以直接从流程图已经细化到了适当的层次，则可以直接从数据流程图中映射出软件结构。数据流程图中映射出软件结构。第1212页页2023-11-64.公共数据结构设计公共数据结构设计F公共数据变量的数据结构与作用范围；公共数据变量的数据结构与作用范围；F输入、输出文件的结构；输入、输出文件的结构；F数据库中的表结构、视图结构以及数据数据库中的表结构、视图结构以及数据完整性等。完整性等。第1313页页2023-11-65.安全性设计安全性设计 系统安全性设计包括：操作权限管理设计、系统安全性设计包括：操作权限管理设计、操作日志管理设计
7、、文件与数据加密设计操作日志管理设计、文件与数据加密设计以及特定功能的操作校验设计等。系统总以及特定功能的操作校验设计等。系统总体设计需要对这些方面的问题做出专门的体设计需要对这些方面的问题做出专门的说明，并制定出相应的处理规则。说明，并制定出相应的处理规则。第1414页页2023-11-66.故障处理设计故障处理设计 在系统总体设计时，需要对各种可能出现在系统总体设计时，需要对各种可能出现的、来自于软件、硬件以及网络通信方面的、来自于软件、硬件以及网络通信方面的故障做出专门考虑。例如，提供备用设的故障做出专门考虑。例如，提供备用设备、设置出错处理模块、设置数据备份模备、设置出错处理模块、设置
8、数据备份模块等。块等。第1515页页2023-11-67.编写文档编写文档 应该用正式文档记录系统总体设计的结果，应该用正式文档记录系统总体设计的结果，在这个阶段应该完成的文档通常包括：系在这个阶段应该完成的文档通常包括：系统总体设计说明书、详细设计说明书、用统总体设计说明书、详细设计说明书、用户手册、测试计划、详细的实现计划等。户手册、测试计划、详细的实现计划等。第1616页页2023-11-68.系统设计评审系统设计评审F 需求确认需求确认：确认所设计的软件是否覆盖了所有已确定是：确认所设计的软件是否覆盖了所有已确定是 软件需求软件需求F 接口确认接口确认：确认该软件的内部接口与外部接口是
9、否已经：确认该软件的内部接口与外部接口是否已经 明确定义明确定义F 模块确认模块确认：确认所设计的模块是否满足高内聚性、低耦：确认所设计的模块是否满足高内聚性、低耦 合度的要求，模块的作用范围是否在其控制范围之合度的要求，模块的作用范围是否在其控制范围之内内F 风险性风险性：该设计在现有技术条件下和预算范围内是否能：该设计在现有技术条件下和预算范围内是否能 按时实现按时实现F 实用性实用性：该设计对于需求的解决是否实用：该设计对于需求的解决是否实用F 可维护性可维护性：该设计是否考虑了今后的可维护性：该设计是否考虑了今后的可维护性F 质质 量量：该设计是否表现出了良好的质量特征：该设计是否表现
10、出了良好的质量特征第1717页页2023-11-65.2.1 系统架构设计系统架构设计F 系统划分系统划分l子系统要具有相对独立性子系统要具有相对独立性l要使子系统之间数据的依赖性尽量小要使子系统之间数据的依赖性尽量小 l子系统划分的结果应使数据冗余最小子系统划分的结果应使数据冗余最小l子系统的划分应便于系统分阶段实现子系统的划分应便于系统分阶段实现1.2系统系统 第1818页页2023-11-6F确定系统架构确定系统架构l分析子系统之间的通信与协作，以获得对子分析子系统之间的通信与协作，以获得对子系统外部接口的定义系统外部接口的定义l根据系统的整体逻辑结构、技术特点、应用根据系统的整体逻辑结
11、构、技术特点、应用特点以及系统开发的资金投入等情况，选择特点以及系统开发的资金投入等情况，选择合适的系统物理架构。包括硬件设备、软件合适的系统物理架构。包括硬件设备、软件环境、网络结构、数据库结构等，并将子系环境、网络结构、数据库结构等，并将子系统按照子系统所选的物理架构进行合理部署统按照子系统所选的物理架构进行合理部署与优化与优化 第1919页页2023-11-61.模块化模块化F模块化是软件设计和开发的基本原则和方法，模块化是软件设计和开发的基本原则和方法，是总体设计的主要工作之一是总体设计的主要工作之一F模块模块是指一个独立命名的，拥有明确定义的是指一个独立命名的，拥有明确定义的输入、输
12、出和特性的程序实体输入、输出和特性的程序实体F把一个管理信息系统设计成若干模块的方法把一个管理信息系统设计成若干模块的方法称为模块化称为模块化1.2系统系统 第2020页页2023-11-6模块化的基本思想模块化的基本思想:将系统设计成由相对独立、单一功能的模块组成的将系统设计成由相对独立、单一功能的模块组成的结构，从而简化研制工作，防止错误蔓延，提高系结构，从而简化研制工作，防止错误蔓延，提高系统的可靠性。统的可靠性。在这种模块结构图中，模块之间的调在这种模块结构图中，模块之间的调用关系非常明确、简单。每个模块可以单独被理解、用关系非常明确、简单。每个模块可以单独被理解、编写、调试、查错与修
13、改。模块结构整体上具有较编写、调试、查错与修改。模块结构整体上具有较高的正确性、可理解性和可维护性。高的正确性、可理解性和可维护性。第2121页页2023-11-6模块的要素模块的要素F输入和输出输入和输出：模块的输入来源和输出去模块的输入来源和输出去向都是同一个调用者。一个模块从调用向都是同一个调用者。一个模块从调用者取得输入，加工后再把输出返回调用者取得输入，加工后再把输出返回调用者者F处理功能处理功能：模块把输入转换成输出所做模块把输入转换成输出所做的的1.2系统系统 第2222页页2023-11-6F内部数据内部数据：仅供该模块本身引用的数据仅供该模块本身引用的数据 F程序代码程序代码
14、：实现模块功能的程序实现模块功能的程序1.2系统系统 前两个要素是模块的外部特性，即反映模块的前两个要素是模块的外部特性，即反映模块的外貌。后两个要素是模块的内部结构特性。在外貌。后两个要素是模块的内部结构特性。在结构化设计中，首先关心的是外部特性，其内结构化设计中，首先关心的是外部特性，其内部特性只做必要了解部特性只做必要了解第2323页页2023-11-62.模块的独立性模块的独立性F模块同模块的联系称为模块的耦合度模块同模块的联系称为模块的耦合度F一个模块内部各成份的联系称为块模块一个模块内部各成份的联系称为块模块的内聚性的内聚性1.2系统系统 第2424页页2023-11-6耦合度耦合
15、度F内容耦合内容耦合F公共耦合公共耦合F控制耦合控制耦合F数据耦合数据耦合F独立耦合独立耦合1.2系统系统 第2525页页2023-11-6内聚性内聚性F偶然内聚偶然内聚 F逻辑内聚逻辑内聚F时间内聚时间内聚F过程内聚过程内聚F通信内聚通信内聚F顺序内聚顺序内聚F功能内聚功能内聚1.2系统系统 第2626页页2023-11-6 3.结构化设计建模结构化设计建模F 模块：使用矩形来表示软件模块：使用矩形来表示软件系统中的一个模块，框中写系统中的一个模块，框中写模块名模块名F 调用：用带箭头的线段表示调用：用带箭头的线段表示模块间的调用关系模块间的调用关系F 模块间的通信：用小箭头表模块间的通信：
16、用小箭头表示模块间在调用过程中相互示模块间在调用过程中相互传递的信息传递的信息第2727页页2023-11-6模块间传递的信息可分为两类：作数据用模块间传递的信息可分为两类：作数据用的信息和作控制用的信息的信息和作控制用的信息。具体可分为以具体可分为以下两种箭头下两种箭头:F尾部有小空心圆圈标记，表示作数据用信息尾部有小空心圆圈标记，表示作数据用信息F尾部有小实心圆圈标记，表示作控制用信息尾部有小实心圆圈标记，表示作控制用信息 第2828页页2023-11-6 F辅助符号辅助符号l选择调用选择调用l循环调用循环调用第2929页页2023-11-6 第3030页页2023-11-6从数据流图导出初始结构图的方法从数据流图导出初始结构图的方法l变换流分析变换流分析F确定变换流、输入流和输出流部分确定变换流、输入流和输出流部分F设计模块结构的顶层和第一层设计模块结构的顶层和第一层F设计中下各层设计中下各层 第3131页页2023-11-6实例实例:某学校的学生某学校的学生“选课选课”系统的数据流程系统的数据流程图如图图如图5.6所示。这是一个简单、具有明显变所示。这是一个简单、具有明显变换流
