系統(tǒng)總體設(shè)計(1)優(yōu)秀文檔

第五章系統(tǒng)總體設(shè)計一、總體設(shè)計的任務(wù)、方法和準(zhǔn)則二、系統(tǒng)總體設(shè)計工具三、GIS應(yīng)用分析模型設(shè)計四、GIS接口設(shè)計五、GIS用戶界面設(shè)計六、系統(tǒng)總體設(shè)計報告一、系統(tǒng)需求調(diào)查和分析進行用戶類型分析對現(xiàn)行系統(tǒng)進行調(diào)查分析明確系統(tǒng)服務(wù)對象用戶研究領(lǐng)域現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)源調(diào)查與評估技術(shù)可行性評估經(jīng)濟和社會效益分析系統(tǒng)開發(fā)與運行環(huán)境評價二、系統(tǒng)可行性研究（一）系統(tǒng)目標(biāo)分析（二）系統(tǒng)功能與性能分析系統(tǒng)分析三、系統(tǒng)分析工具（一）GIS數(shù)據(jù)流模型（二）GIS數(shù)據(jù)字典（三）加工邏輯說明（1）結(jié)構(gòu)化英語（2）判定表（3）判定樹一、總體設(shè)計的任務(wù)、方法和準(zhǔn)則（一）總體設(shè)計的任務(wù)和方法（二）總體設(shè)計的準(zhǔn)則返回二、系統(tǒng)總體設(shè)計工具模塊指的是具有輸入和輸出、邏輯功能、運行程序、內(nèi)部數(shù)據(jù)四種屬性的一組程序語句。通過自頂向下分解和層次組織的方法來簡化系統(tǒng)，產(chǎn)生模塊結(jié)構(gòu)。被調(diào)用模塊(Subordinate)層次圖適合于在自頂而下設(shè)計軟件的過程中使用。（二）系統(tǒng)功能與性能分析對程序（特別是復(fù)雜的大型程序）的設(shè)計，通常分為兩個階段完成；每個模塊都是封閉的；結(jié)構(gòu)圖并不嚴(yán)格地表示模塊的調(diào)用次序，模塊的調(diào)用次序在很多情況下可以根據(jù)模塊所傳遞的數(shù)據(jù)和控制來區(qū)分。在模塊化問題求解時，在最高抽象級可以采用面向問題環(huán)境語言的抽象術(shù)語進行敘述；江陰市土地利用規(guī)劃管理信息系統(tǒng)一、總體設(shè)計的任務(wù)、方法和準(zhǔn)則H圖舉例（某土地定級信息系統(tǒng)的局部H圖）總體設(shè)計的任務(wù)是要求系統(tǒng)設(shè)計人員遵循統(tǒng)一的準(zhǔn)則和采用標(biāo)準(zhǔn)的工具來確定系統(tǒng)應(yīng)包含哪些模塊、用什么方法聯(lián)結(jié)在一起，以構(gòu)成一個最優(yōu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

（一）總體設(shè)計的任務(wù)和方法結(jié)構(gòu)化設(shè)計及其基本特點結(jié)構(gòu)化設(shè)計強調(diào)軟件總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，是一種自頂向下、逐步求精和分階段實現(xiàn)的設(shè)計策略。其特點有：由問題結(jié)構(gòu)導(dǎo)出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即問題結(jié)構(gòu)到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的映射。問題結(jié)構(gòu)主要用數(shù)據(jù)流圖（DFD）來描述系統(tǒng)的邏輯模型。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是指用系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖來描述軟件結(jié)構(gòu)。通過自頂向下分解和層次組織的方法來簡化系統(tǒng)，產(chǎn)生模塊結(jié)構(gòu)。（二）系統(tǒng)功能與性能分析用戶和有關(guān)的技術(shù)專家應(yīng)該認(rèn)真審查系統(tǒng)分析員所推薦的最佳系統(tǒng)，如果該系統(tǒng)確實符合用戶的需要，并且是在現(xiàn)有條件下完全能夠?qū)崿F(xiàn)的，則應(yīng)該提請使用部門負(fù)責(zé)人進一步審批。一個模塊的內(nèi)聚度大，模塊的獨立性則會提高。分為總體設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計模塊化是軟件設(shè)計的一個基本準(zhǔn)則，它使得一個程序易于為人們所理解、設(shè)計、測試和維護。每個模塊有單一的入口和出口；通過自頂向下分解和層次組織的方法來簡化系統(tǒng)，產(chǎn)生模塊結(jié)構(gòu)。通過自頂向下分解和層次組織的方法來簡化系統(tǒng)，產(chǎn)生模塊結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)圖并不嚴(yán)格地表示模塊的調(diào)用次序，模塊的調(diào)用次序在很多情況下可以根據(jù)模塊所傳遞的數(shù)據(jù)和控制來區(qū)分。“抽象”幫助定義構(gòu)成軟件的過程實體，“信息隱蔽”實施對過程細(xì)節(jié)的存取約束。一、系統(tǒng)需求調(diào)查和分析一、總體設(shè)計的任務(wù)、方法和準(zhǔn)則H圖舉例（某土地定級信息系統(tǒng)的局部H圖）抽象和信息隱蔽從兩個不同方面說明了模塊化設(shè)計的特征。軟件可以簡單地理解為模塊的集成。層次圖，圖中的每個方框代表一個模塊，方框間的連線表示模塊的調(diào)用關(guān)系。采用系統(tǒng)流程圖描述源程序的處理邏輯，強調(diào)的是系統(tǒng)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法一般設(shè)計方法設(shè)計工具數(shù)據(jù)流圖，模塊結(jié)構(gòu)圖，圖表工具系統(tǒng)流程圖設(shè)計思想自頂向下，逐層分解自底向上，統(tǒng)一組裝設(shè)計重心強調(diào)軟件總體結(jié)構(gòu)，其次才考慮軟件模塊的內(nèi)部處理邏輯(程序結(jié)構(gòu))采用系統(tǒng)流程圖描述源程序的處理邏輯，強調(diào)的是系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)計過程分為總體設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計沒有明確的階段劃分性能系統(tǒng)具有較好靈活性和可維護性，系統(tǒng)整體性好，易于把握用戶需求目標(biāo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性差，缺乏靈活性和可維護性，并且可靠性和效率不高結(jié)構(gòu)化設(shè)計與一般設(shè)計方法的比較（1）選取合理的方案選取低成本、中等成本和高成本的三種方案，在判斷哪些方案合理時應(yīng)該考慮在問題定義和可行性研究階段確定的工程規(guī)模和目標(biāo)。對每個合理的方案分析員都應(yīng)該準(zhǔn)備下列四份資料：1）系統(tǒng)流程圖；2）組成系統(tǒng)的物理元素清單；3）成本/效益分析；4）實現(xiàn)這個系統(tǒng)的進度計劃。（2）推薦最佳方案系統(tǒng)分析員應(yīng)該綜合分析對比各種合理方案的利弊，推薦一個最佳的方案，并且為推薦的方案制定詳細(xì)的實現(xiàn)計劃。用戶和有關(guān)的技術(shù)專家應(yīng)該認(rèn)真審查系統(tǒng)分析員所推薦的最佳系統(tǒng)，如果該系統(tǒng)確實符合用戶的需要，并且是在現(xiàn)有條件下完全能夠?qū)崿F(xiàn)的，則應(yīng)該提請使用部門負(fù)責(zé)人進一步審批。（3）功能分解為了最終實現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)，必須設(shè)計出組成這個系統(tǒng)的所有程序和文件（或數(shù)據(jù)庫）。對程序（特別是復(fù)雜的大型程序）的設(shè)計，通常分為兩個階段完成；首先進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后進行過程設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計確定程序由哪些模塊組成，以及這些模塊之間的關(guān)系；過程設(shè)計確定每個模塊的處理過程。結(jié)構(gòu)設(shè)計是總體設(shè)計階段的任務(wù)，過程設(shè)計是詳細(xì)設(shè)計階段的任務(wù)。設(shè)計方法和策略問題——如何構(gòu)造（導(dǎo)出）軟件的總體結(jié)構(gòu)軟件評估準(zhǔn)則問題——什么樣的軟件結(jié)構(gòu)是“最優(yōu)”的軟件設(shè)計工具問題——如何表述軟件的結(jié)構(gòu)采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法需解決的問題模塊指的是具有輸入和輸出、邏輯功能、運行程序、內(nèi)部數(shù)據(jù)四種屬性的一組程序語句。除了上述四個主要屬性外，模塊還有其它的屬性。例如，它有一個名稱，可以使用別的模塊，也可以被別的模塊使用，即“調(diào)用”和“被調(diào)用”。在結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)總體設(shè)計中，主要關(guān)心的是模塊的外部屬性，即它的功能，而不是它的內(nèi)部屬性，即如何去實現(xiàn)。結(jié)構(gòu)化設(shè)計中的模塊返回（二）總體設(shè)計的準(zhǔn)則采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法進行系統(tǒng)總體設(shè)計的最大優(yōu)勢是它提供了一種便于衡量軟件設(shè)計質(zhì)量的廣泛的評價準(zhǔn)則。模塊化抽象和信息隱蔽模塊獨立性軟件可以簡單地理解為模塊的集成。目前，幾乎所有的軟件體系結(jié)構(gòu)都體現(xiàn)為模塊化。模塊化是軟件設(shè)計的一個基本準(zhǔn)則，它使得一個程序易于為人們所理解、設(shè)計、測試和維護。高層模塊可使我們從整體上把握問題，隱蔽細(xì)節(jié)以免分散我們的注意力。模塊化往往將較復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為一些簡單問題的集合。（1）模塊化每一個模塊表示一個自我包含的邏輯任務(wù)；每個模塊都是簡單的；每個模塊都是封閉的；每個模塊都是可以獨立測試的；每個模塊對應(yīng)單一、獨立的程序功能；每個模塊有單一的入口和出口；每個模塊都由一個標(biāo)準(zhǔn)返回點返回上層模塊開始執(zhí)行該模塊的那一點；可以把多個模塊組合成較大的模塊，而不必了解模塊內(nèi)部構(gòu)造的知識；每個模塊都有嚴(yán)格規(guī)定的接口。模塊化原則結(jié)構(gòu)圖并不嚴(yán)格地表示模塊的調(diào)用次序，模塊的調(diào)用次序在很多情況下可以根據(jù)模塊所傳遞的數(shù)據(jù)和控制來區(qū)分。每個模塊對應(yīng)單一、獨立的程序功能；結(jié)構(gòu)圖和層次圖類似，也是用來描述軟件結(jié)構(gòu)的，但其描述能力比層次圖更強?！俺橄蟆睅椭x構(gòu)成軟件的過程實體，“信息隱蔽”實施對過程細(xì)節(jié)的存取約束。系統(tǒng)開發(fā)與運行環(huán)境評價層次圖（hierarchicalchart）是在軟件總體設(shè)計階段最常用的工具之一，用來描繪軟件的層次結(jié)構(gòu)。一、總體設(shè)計的任務(wù)、方法和準(zhǔn)則在結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)總體設(shè)計中，主要關(guān)心的是模塊的外部屬性，即它的功能，而不是它的內(nèi)部屬性，即如何去實現(xiàn)。在結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)總體設(shè)計中，主要關(guān)心的是模塊的外部屬性，即它的功能，而不是它的內(nèi)部屬性，即如何去實現(xiàn)。調(diào)用模塊(Caller)每個模塊有單一的入口和出口；每個模塊都由一個標(biāo)準(zhǔn)返回點返回上層模塊開始執(zhí)行該模塊的那一點；結(jié)構(gòu)設(shè)計確定程序由哪些模塊組成，以及這些模塊之間的關(guān)系；分為總體設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計而在較低抽象級，則可采用過程性術(shù)語。對程序（特別是復(fù)雜的大型程序）的設(shè)計，通常分為兩個階段完成；（2）抽象和信息隱蔽抽象是抽出事物的本質(zhì)特性而暫時不考慮它們的細(xì)節(jié)，它反映在數(shù)據(jù)和過程兩方面。在模塊化問題求解時，在最高抽象級可以采用面向問題環(huán)境語言的抽象術(shù)語進行敘述；而在較低抽象級，則可采用過程性術(shù)語。

模塊化與逐步求精的方法將面向問題的術(shù)語和面向?qū)崿F(xiàn)的術(shù)語兩者結(jié)合起來，前者是后者的一種抽象。在軟件模塊結(jié)構(gòu)圖中，下層模塊是上層模塊的細(xì)化，頂層或上層模塊的抽象程度較高，而在下層模塊中則體現(xiàn)功能實現(xiàn)的細(xì)節(jié)?！靶畔㈦[蔽”指有效的模塊化可以通過定義一組獨立的模塊來實現(xiàn)，這些獨立的模塊彼此之間僅僅交換那些為了完成系統(tǒng)功能所必須交換的信息。一個模塊內(nèi)部所包含的信息（數(shù)據(jù)或過程），如果它不允許外部的模塊訪問的話，其它模塊是不能對它們訪問的。抽象和信息隱蔽從兩個不同方面說明了模塊化設(shè)計的特征?！俺橄蟆睅椭x構(gòu)成軟件的過程實體，“信息隱蔽”實施對過程細(xì)節(jié)的存取約束。（3）模塊獨立性模塊獨立性的概念是模塊抽象和信息隱蔽的直接結(jié)果，是保證軟件質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法進行系統(tǒng)總體設(shè)計強調(diào)把系統(tǒng)設(shè)計成具有層次式的模塊化結(jié)構(gòu)。模塊獨立性有兩個定性的標(biāo)準(zhǔn)來度量，即內(nèi)聚（cohesion，又稱塊內(nèi)聯(lián)系）和耦合（coupling，又稱塊間聯(lián)系）。

耦合耦合是對一個軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊之間互連程度的度量,是對模塊獨立性的直接衡量。塊間聯(lián)系越小，模塊的獨立性則會越高，耦合度就會降低。耦合強弱取決于模塊間接口的復(fù)雜程度，進入或維護任何一個模塊，而不需要對系統(tǒng)的其他模塊有很多了解。模塊間的耦合程度強烈影響系統(tǒng)的可理解性、可測試性、可靠性和可維護性。內(nèi)聚內(nèi)聚標(biāo)志一個模塊內(nèi)各個元素彼此結(jié)合的緊密程度，它是信息隱蔽和局部化概念的自然擴展。一個模塊的內(nèi)聚度大，模塊的獨立性則會提高。采用好的設(shè)計規(guī)則，改進軟件結(jié)構(gòu)，提高模塊獨立性，設(shè)計出軟件初步結(jié)構(gòu)以后，應(yīng)該審查和分析這個結(jié)構(gòu)，通過模塊的分解和合并，力求降低模塊耦合度，提高模塊內(nèi)聚度。多個模塊公用的一個子功能可以獨立成一個模塊，供這些模塊調(diào)用。經(jīng)驗表明，模塊規(guī)模應(yīng)當(dāng)適中，過大則可能導(dǎo)致獨立性降低，引起開發(fā)、測試和維護的不便。返回二、系統(tǒng)總體設(shè)計工具（一）層次圖（二）HIPO圖（三）結(jié)構(gòu)圖返回（一）層次圖層次圖（hierarchicalchart）是在軟件總體設(shè)計階段最常用的工具之一，用來描繪軟件的層次結(jié)構(gòu)。層次圖，圖中的每個方框代表一個模塊，方框間的連線表示模塊的調(diào)用關(guān)系。層次圖適合于在自頂而下設(shè)計軟件的過程中使用。某土地定級信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)編輯因子分析因素復(fù)合級別劃定面積量算專題制圖成果輸出空間內(nèi)插分析地形坡度分析平均高程分析曲面分級引力模型空間擴散分析分值頻率分析分值分級樣點級別提取級差收益測算江陰市土地利用規(guī)劃管理信息系統(tǒng)規(guī)劃成果管理規(guī)劃實施管理實施跟蹤監(jiān)察規(guī)劃輔助編制查詢統(tǒng)計系統(tǒng)維護返回（二）

HIPO圖HIPO圖是由美國IBM公司發(fā)明的“層次＋輸入／處理／輸出圖”的英文縮寫。HIPO圖實際上由H圖（即層次圖）和IPO圖兩部分組成。這里的H圖是在層次圖的基礎(chǔ)上對每個方框進行編號，使其具有可跟蹤性。某土地定級信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入1.0數(shù)據(jù)編輯2.0因子分析3.0因素復(fù)合4.0級別劃定5.0面積量算6.0專題制圖7.0成果輸出8.0空間內(nèi)插分析3.1地形坡度分析3.2平均高程分析3.3曲面分級3.4引力模型3.5緩沖區(qū)分析3.6分值頻率分析5.1分值分級5.2樣點級別提取5.3級差收益測算5.4H圖舉例（某土地定級信息系統(tǒng)的局部H圖）和H圖中每個方框相對應(yīng)，應(yīng)該有一張IPO圖描述這個方框所代表的模塊的信息處理過程。IPO圖使用簡潔的方框來方便地描述數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出三部分之間的關(guān)系。HIPO圖中的每個IPO圖都應(yīng)該明顯地標(biāo)出它們所描繪的模塊在H圖中的編號，以便跟蹤了解這個模塊在軟件結(jié)構(gòu)中的位置。凈化后數(shù)據(jù)影響度空間影響半徑1.選擇影響模型2.提取影響主體3.計算模型參數(shù)4.緩沖帶操作圖形輸出數(shù)據(jù)存儲輸入I處理P輸出O

IPO圖舉例（緩沖區(qū)分析模塊的IPO圖）返回（三）結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖（Structuredchart）是進行軟件結(jié)構(gòu)化設(shè)計的另一種有力的工具。結(jié)構(gòu)圖和層次圖類似，也是用來描述軟件結(jié)構(gòu)的，但其描述能力比層次圖更強。結(jié)構(gòu)圖中每個方框代表一個模塊，框內(nèi)注明模塊的名字或主要功能，模塊的名稱通常是動賓結(jié)構(gòu)的名詞，方框之間的箭頭（或直線）表示模塊間的調(diào)用關(guān)系。模塊A模塊B調(diào)用模塊(Caller)被調(diào)用模塊(Subordinate)控制標(biāo)識數(shù)據(jù)傳遞結(jié)構(gòu)圖中常用帶注釋的箭頭表示模塊調(diào)用過程中來回傳遞的信息。