系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)IBM-76軟件設(shè)計(jì)過(guò)程課件

軟件設(shè)計(jì)過(guò)程軟件設(shè)計(jì)過(guò)程1軟件設(shè)計(jì)元素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法用戶人機(jī)界面軟件體系結(jié)構(gòu)構(gòu)件＋構(gòu)件接口其他軟硬件軟件交互設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)元素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用戶人機(jī)界面軟件體系結(jié)構(gòu)接口其他軟硬件2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是在需求分析的基礎(chǔ)上定義系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，將整個(gè)系統(tǒng)劃分成若干子系統(tǒng)或模塊，建立整個(gè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并選擇合適的系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略。明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)確定子系統(tǒng)或模塊選擇系統(tǒng)部署方案定義設(shè)計(jì)方案評(píng)審系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是在需求分析的基礎(chǔ)上定義系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目3一個(gè)平面規(guī)劃的例子住宅設(shè)計(jì)的約束條件：適合一對(duì)夫妻與一個(gè)孩子共同生活有單獨(dú)學(xué)習(xí)和會(huì)客的空間住戶每天行走的路程要求最短臥室的白天采光量要求達(dá)到最大假設(shè)：住戶的大部分時(shí)間集中在客廳/餐廳和主臥室的區(qū)域內(nèi)活動(dòng)如何給出滿足上述約束的平面規(guī)劃方案一個(gè)平面規(guī)劃的例子住宅設(shè)計(jì)的約束條件：4一個(gè)平面規(guī)劃的例子客廳/餐廳走廊樓梯盥洗室廚房書(shū)房大門(mén)主臥室臥室2Version

1臥室2客廳/餐廳走廊樓梯盥洗室廚房書(shū)房大門(mén)主臥室樓梯大門(mén)書(shū)房盥洗室臥室2廚房走廊客廳/餐廳主臥室Version

2Version

3一個(gè)平面規(guī)劃的例子走廊樓梯大門(mén)Version1走廊樓梯大門(mén)5一個(gè)平面規(guī)劃的例子建筑結(jié)構(gòu)概念軟件工程概念構(gòu)件房間子系統(tǒng)或模塊接口門(mén)服務(wù)非功能需求生活區(qū)響應(yīng)時(shí)間功能需求住房用例（或用戶故事）返工代價(jià)移動(dòng)墻壁改變子系統(tǒng)或模塊的接口與軟件工程概念的映射一個(gè)平面規(guī)劃的例子建筑結(jié)構(gòu)概念軟件工程概念構(gòu)件房間子系統(tǒng)或模6系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)性能準(zhǔn)則：響應(yīng)時(shí)間：系統(tǒng)響應(yīng)用戶請(qǐng)求的時(shí)間吞吐量：在一個(gè)固定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)完成的任務(wù)量存儲(chǔ)量：系統(tǒng)運(yùn)行需要的存儲(chǔ)空間可靠性準(zhǔn)則：健壯性：系統(tǒng)承受用戶無(wú)效輸入的能力可靠性：指定操作與所觀察行為之間的差別可用性：系統(tǒng)用于完成正常任務(wù)的時(shí)間容錯(cuò)性：在錯(cuò)誤條件下系統(tǒng)的運(yùn)行能力安全性：系統(tǒng)抵御惡意攻擊的能力預(yù)防性：在出現(xiàn)錯(cuò)誤和故障時(shí)系統(tǒng)避免威脅人類生命的能力系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)性能準(zhǔn)則：7系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)維護(hù)準(zhǔn)則：可擴(kuò)展性：增加系統(tǒng)功能或新類的難易程度可修改性：更改系統(tǒng)功能的難易程度適應(yīng)性：將系統(tǒng)應(yīng)用到不同應(yīng)用域的難易程度可移植性：系統(tǒng)移植到不同平臺(tái)的難易程度可讀性：通過(guò)閱讀代碼理解系統(tǒng)的難易程度需求可追蹤性：將代碼映射到特定需求的難易程度最終用戶準(zhǔn)則：效用：系統(tǒng)對(duì)用戶工作的支持程度易用性：用戶使用系統(tǒng)的難易程度系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)維護(hù)準(zhǔn)則：8系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)成本準(zhǔn)則：開(kāi)發(fā)成本：開(kāi)發(fā)初始系統(tǒng)的成本部署成本：安裝系統(tǒng)和培訓(xùn)用戶的成本升級(jí)成本：從原有系統(tǒng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)的成本維護(hù)成本：修復(fù)錯(cuò)誤和增強(qiáng)系統(tǒng)的成本管理成本：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理的成本說(shuō)明：設(shè)計(jì)目標(biāo)定義了系統(tǒng)應(yīng)該重點(diǎn)考慮的質(zhì)量要求性能、可靠性和最終用戶準(zhǔn)則通?？梢詮姆枪δ苄枨蠡驊?yīng)用領(lǐng)域中推斷出來(lái)，維護(hù)和成本準(zhǔn)則需要由用戶和開(kāi)發(fā)人員識(shí)別。系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)成本準(zhǔn)則：9權(quán)衡設(shè)計(jì)目標(biāo)空間與速度：如果響應(yīng)時(shí)間或吞吐量不滿足需求，怎么辦？如果軟件不滿足存儲(chǔ)空間的限制，怎么辦？交付時(shí)間與功能：如果開(kāi)發(fā)進(jìn)度發(fā)生落后，可能采取什么策略？合同軟件通常更強(qiáng)調(diào)功能性，成品軟件更側(cè)重于交付時(shí)間。交付時(shí)間與質(zhì)量：如果測(cè)試落后于進(jìn)度，可能采取什么策略？交付時(shí)間與人員：如果開(kāi)發(fā)進(jìn)度發(fā)生落后，可能采取什么策略？權(quán)衡設(shè)計(jì)目標(biāo)空間與速度：10確定子系統(tǒng)或模塊12策略5：將人機(jī)接口與實(shí)現(xiàn)模型分離軟件分解策略策略2：獨(dú)立配置數(shù)據(jù)策略3：獨(dú)立出特有的硬件構(gòu)件策略1：功能分解策略4：獨(dú)立出時(shí)間至上的構(gòu)件確定子系統(tǒng)或模塊12策略5：將人機(jī)接口與實(shí)現(xiàn)模型分離軟件分11確定子系統(tǒng)或模塊體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格（Architectural

Styles）描述特定系統(tǒng)組織方式的慣用范例，強(qiáng)調(diào)軟件系統(tǒng)中通用的組織結(jié)構(gòu)確定子系統(tǒng)或模塊體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格12選擇系統(tǒng)部署方案系統(tǒng)部署方案是描述系統(tǒng)運(yùn)行期間構(gòu)件和硬件節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段處理軟件/硬件的映射問(wèn)題，可能會(huì)增加新的子系統(tǒng)或模塊的定義。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器微信服務(wù)器搶票應(yīng)用服務(wù)器微信/微信內(nèi)嵌瀏覽器PC端瀏覽器選擇系統(tǒng)部署方案系統(tǒng)部署方案是描述系統(tǒng)運(yùn)行期間構(gòu)件和硬件節(jié)點(diǎn)13定義設(shè)計(jì)方案數(shù)據(jù)文件關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)文件是由操作系統(tǒng)提供的存儲(chǔ)形式，應(yīng)用系統(tǒng)將數(shù)據(jù)按照字節(jié)順序存儲(chǔ)，并定義如何以及何時(shí)檢索數(shù)據(jù)。采用關(guān)系模型作為數(shù)據(jù)組織方式的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)是以行和列組成的二維表的形式進(jìn)行集中存儲(chǔ)、控制和管理。一種非關(guān)系型的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，常用的是Key-Value存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，其他還有文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)、列存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形數(shù)據(jù)庫(kù)等。它是將數(shù)據(jù)直接放在內(nèi)存中進(jìn)行操作的數(shù)據(jù)庫(kù)，可分成關(guān)系型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)和鍵值型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)兩種類型。定義設(shè)計(jì)方案數(shù)據(jù)文件關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)14定義設(shè)計(jì)方案確定訪問(wèn)控制策略：哪些對(duì)象在參與者中共享？如何對(duì)參與者進(jìn)行訪問(wèn)控制？系統(tǒng)如何識(shí)別參與者的身份？如何對(duì)系統(tǒng)中選定的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密？識(shí)別用戶身份：用戶名／密碼：一個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)用戶名和密碼的組合，系統(tǒng)在存儲(chǔ)和傳輸密碼之前對(duì)其進(jìn)行加密。智能卡：配合密碼同時(shí)使用。生物特征：指紋、虹膜等。定義設(shè)計(jì)方案確定訪問(wèn)控制策略：15定義設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)全局控制流：控制流是系統(tǒng)中動(dòng)作的先后次序?？刂屏鲉?wèn)題需要在設(shè)計(jì)階段考慮，其決策取決于操作者或隨時(shí)間推移所產(chǎn)生的外部事件?？刂屏鳈C(jī)制：過(guò)程驅(qū)動(dòng)：在需要來(lái)自參與者的數(shù)據(jù)時(shí)，操作等待輸入。事件驅(qū)動(dòng)：主循環(huán)等待外部事件，在外部事件到達(dá)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)與事件相關(guān)的信息將其分配給適當(dāng)?shù)膶?duì)象。線程：系統(tǒng)創(chuàng)建任意數(shù)目的線程，每個(gè)線程對(duì)應(yīng)不同的事件。如果某個(gè)線程需要額外的數(shù)據(jù)，就等待參與者的輸入。定義設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)全局控制流：16定義設(shè)計(jì)方案識(shí)別邊界條件：系統(tǒng)何時(shí)啟動(dòng)、初始化、關(guān)閉？如何處理主要故障（如軟件錯(cuò)誤、斷電、斷網(wǎng)等）？邊界用例：系統(tǒng)管理：對(duì)于不在普通用例中創(chuàng)建或銷毀的對(duì)象，增加一個(gè)系統(tǒng)管理員調(diào)用的用例進(jìn)行管理。啟動(dòng)與關(guān)閉：?jiǎn)?dòng)、關(guān)閉和配置構(gòu)件。異常處理：通過(guò)對(duì)需求獲取中識(shí)別的一般用例進(jìn)行擴(kuò)展而得到，需要考慮用戶錯(cuò)誤、硬件故障、軟件故障等因素。定義設(shè)計(jì)方案識(shí)別邊界條件：17軟件設(shè)計(jì)過(guò)程軟件設(shè)計(jì)過(guò)程18軟件設(shè)計(jì)元素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法用戶人機(jī)界面軟件體系結(jié)構(gòu)構(gòu)件＋構(gòu)件接口其他軟硬件軟件交互設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)元素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用戶人機(jī)界面軟件體系結(jié)構(gòu)接口其他軟硬件19系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是在需求分析的基礎(chǔ)上定義系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，將整個(gè)系統(tǒng)劃分成若干子系統(tǒng)或模塊，建立整個(gè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并選擇合適的系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略。明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)確定子系統(tǒng)或模塊選擇系統(tǒng)部署方案定義設(shè)計(jì)方案評(píng)審系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是在需求分析的基礎(chǔ)上定義系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目20一個(gè)平面規(guī)劃的例子住宅設(shè)計(jì)的約束條件：適合一對(duì)夫妻與一個(gè)孩子共同生活有單獨(dú)學(xué)習(xí)和會(huì)客的空間住戶每天行走的路程要求最短臥室的白天采光量要求達(dá)到最大假設(shè)：住戶的大部分時(shí)間集中在客廳/餐廳和主臥室的區(qū)域內(nèi)活動(dòng)如何給出滿足上述約束的平面規(guī)劃方案一個(gè)平面規(guī)劃的例子住宅設(shè)計(jì)的約束條件：21一個(gè)平面規(guī)劃的例子客廳/餐廳走廊樓梯盥洗室廚房書(shū)房大門(mén)主臥室臥室2Version

1臥室2客廳/餐廳走廊樓梯盥洗室廚房書(shū)房大門(mén)主臥室樓梯大門(mén)書(shū)房盥洗室臥室2廚房走廊客廳/餐廳主臥室Version

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3一個(gè)平面規(guī)劃的例子走廊樓梯大門(mén)Version1走廊樓梯大門(mén)22一個(gè)平面規(guī)劃的例子建筑結(jié)構(gòu)概念軟件工程概念構(gòu)件房間子系統(tǒng)或模塊接口門(mén)服務(wù)非功能需求生活區(qū)響應(yīng)時(shí)間功能需求住房用例（或用戶故事）返工代價(jià)移動(dòng)墻壁改變子系統(tǒng)或模塊的接口與軟件工程概念的映射一個(gè)平面規(guī)劃的例子建筑結(jié)構(gòu)概念軟件工程概念構(gòu)件房間子系統(tǒng)或模23系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)性能準(zhǔn)則：響應(yīng)時(shí)間：系統(tǒng)響應(yīng)用戶請(qǐng)求的時(shí)間吞吐量：在一個(gè)固定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)完成的任務(wù)量存儲(chǔ)量：系統(tǒng)運(yùn)行需要的存儲(chǔ)空間可靠性準(zhǔn)則：健壯性：系統(tǒng)承受用戶無(wú)效輸入的能力可靠性：指定操作與所觀察行為之間的差別可用性：系統(tǒng)用于完成正常任務(wù)的時(shí)間容錯(cuò)性：在錯(cuò)誤條件下系統(tǒng)的運(yùn)行能力安全性：系統(tǒng)抵御惡意攻擊的能力預(yù)防性：在出現(xiàn)錯(cuò)誤和故障時(shí)系統(tǒng)避免威脅人類生命的能力系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)性能準(zhǔn)則：24系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)維護(hù)準(zhǔn)則：可擴(kuò)展性：增加系統(tǒng)功能或新類的難易程度可修改性：更改系統(tǒng)功能的難易程度適應(yīng)性：將系統(tǒng)應(yīng)用到不同應(yīng)用域的難易程度可移植性：系統(tǒng)移植到不同平臺(tái)的難易程度可讀性：通過(guò)閱讀代碼理解系統(tǒng)的難易程度需求可追蹤性：將代碼映射到特定需求的難易程度最終用戶準(zhǔn)則：效用：系統(tǒng)對(duì)用戶工作的支持程度易用性：用戶使用系統(tǒng)的難易程度系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)維護(hù)準(zhǔn)則：25系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)成本準(zhǔn)則：開(kāi)發(fā)成本：開(kāi)發(fā)初始系統(tǒng)的成本部署成本：安裝系統(tǒng)和培訓(xùn)用戶的成本升級(jí)成本：從原有系統(tǒng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)的成本維護(hù)成本：修復(fù)錯(cuò)誤和增強(qiáng)系統(tǒng)的成本管理成本：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理的成本說(shuō)明：設(shè)計(jì)目標(biāo)定義了系統(tǒng)應(yīng)該重點(diǎn)考慮的質(zhì)量要求性能、可靠性和最終用戶準(zhǔn)則通?？梢詮姆枪δ苄枨蠡驊?yīng)用領(lǐng)域中推斷出來(lái)，維護(hù)和成本準(zhǔn)則需要由用戶和開(kāi)發(fā)人員識(shí)別。系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)成本準(zhǔn)則：26權(quán)衡設(shè)計(jì)目標(biāo)空間與速度：如果響應(yīng)時(shí)間或吞吐量不滿足需求，怎么辦？如果軟件不滿足存儲(chǔ)空間的限制，怎么辦？交付時(shí)間與功能：如果開(kāi)發(fā)進(jìn)度發(fā)生落后，可能采取什么策略？合同軟件通常更強(qiáng)調(diào)功能性，成品軟件更側(cè)重于交付時(shí)間。交付時(shí)間與質(zhì)量：如果測(cè)試落后于進(jìn)度，可能采取什么策略？交付時(shí)間與人員：如果開(kāi)發(fā)進(jìn)度發(fā)生落后，可能采取什么策略？權(quán)衡設(shè)計(jì)目標(biāo)空間與速度：27確定子系統(tǒng)或模塊12策略5：將人機(jī)接口與實(shí)現(xiàn)模型分離軟件分解策略策略2：獨(dú)立配置數(shù)據(jù)策略3：獨(dú)立出特有的硬件構(gòu)件策略1：功能分解策略4：獨(dú)立出時(shí)間至上的構(gòu)件確定子系統(tǒng)或模塊12策略5：將人機(jī)接口與實(shí)現(xiàn)模型分離軟件分28確定子系統(tǒng)或模塊體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格（Architectural

Styles）描述特定系統(tǒng)組織方式的慣用范例，強(qiáng)調(diào)軟件系統(tǒng)中通用的組織結(jié)構(gòu)確定子系統(tǒng)或模塊體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格29選擇系統(tǒng)部署方案系統(tǒng)部署方案是描述系統(tǒng)運(yùn)行期間構(gòu)件和硬件節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段處理軟件/硬件的映射問(wèn)題，可能會(huì)增加新的子系統(tǒng)或模塊的定義。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器微信服務(wù)器搶票應(yīng)用服務(wù)器微信/微信內(nèi)嵌瀏覽器PC端瀏覽器選擇系統(tǒng)部署方案系統(tǒng)部署方案是描述系統(tǒng)運(yùn)行期間構(gòu)件和硬件節(jié)點(diǎn)30定義設(shè)計(jì)方案數(shù)據(jù)文件關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)文件是由操作系統(tǒng)提供的存儲(chǔ)形式，應(yīng)用系統(tǒng)將數(shù)據(jù)按照字節(jié)順序存儲(chǔ)，并定義如何以及何時(shí)檢索數(shù)據(jù)。采用關(guān)系模型作為數(shù)據(jù)組織方式的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)是以行和列組成的二維表的形式進(jìn)行集中存儲(chǔ)、控制和管理。一種非關(guān)系型的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，常用的是Key-Value存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，其他還有文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)、列存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形數(shù)據(jù)庫(kù)等。它是將數(shù)據(jù)直接放在內(nèi)存中進(jìn)行操作的數(shù)據(jù)庫(kù)，可分成關(guān)系型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)和鍵值型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)兩種類型。定義設(shè)計(jì)方案數(shù)據(jù)文件關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)31定義設(shè)計(jì)方案確定訪問(wèn)控制策略：哪些對(duì)象在參與者中共享？如何對(duì)參與者進(jìn)行訪問(wèn)控制？系統(tǒng)如何識(shí)別參與者的身份？如何對(duì)系統(tǒng)中選定的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密？識(shí)別用戶身份：用戶名／密碼：一個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)用戶名和密碼的組合，系統(tǒng)在存儲(chǔ)和傳輸密碼之前對(duì)其進(jìn)行加密。智能卡：配合密碼同時(shí)使用。生物特征：指紋、虹膜等。定義設(shè)計(jì)方案確定訪問(wèn)控制策略：32定義設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)全局控制流：控制流是系統(tǒng)中動(dòng)作的先后次序?？刂屏鲉?wèn)題需要在設(shè)計(jì)階段考慮，其決策取決于操作者或隨時(shí)間推移所產(chǎn)生的外部事件?？刂屏鳈C(jī)制：過(guò)程驅(qū)動(dòng)：在需要來(lái)自參與者的數(shù)據(jù)時(shí)，操作等待輸入。事件驅(qū)動(dòng)：主循環(huán)等待外部事件，在外部事件到達(dá)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)與事件相關(guān)的信息將其分配