软件工程期末复习——第八章

一、重要知识点

1. 软件设计的目标

软件设计的最终目标是产生一个设计规约，该规约包括体系结构、描述数据、接口和构件的设计模型，能够解决“系统应该怎么做”的问题。

2. 软件设计的任务

软件设计的任务是将需求分析阶段产生的需求规格说明转换为软件设计文档。

3. 结构化软件设计内容

• 从项目管理的角度：
  • 概要设计：根据需求确定软件和数据的总体框架；
  • 详细设计：将概要设计的结果进一步精化成算法和数据结构。
• 从技术的角度：
  • 体系结构设计：确定程序各个主要部件之间的关系；
  • 接口设计：系统的用户接口、内部与外部接口；
  • 数据设计：把信息描述转换为实现软件所要求的数据结构；
  • 过程设计：完成每一部件的过程化描述。

4. 什么是模块和模块化

模块是一个拥有明确定义的输入、输出和特性的程序实体，它一般具有如下4个基本属性：

• 接口：指模块的输入与输出；
• 功能：指该模块实现什么功能，做什么事情；
• 逻辑：描述模块内部怎么做；
• 状态：该模块使用时的环境和条件。

而模块化是指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把软件划分成若干个模块的过程。每个模块完成一个特定的子功能，所有模块按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。

5. 什么是模块的独立性

模块的独立性是指软件系统中每个模块只涉及软件要求的具体的子功能，而和软件系统中其他的模块的接口是简单的。例如，如果一个模块只具有单一的功能且与其他模块没有太多的联系，那么，称此模块具有模块独立性。

6. 衡量模块独立性的两个准则

一般采用两个准则度量模块的独立性，即模块的内聚性和模块间的耦合性。

（1）内聚性

内聚是模块功能强度的度量，也就是一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度的度量。根据模块内部构成情况，模块的内聚可以划分成7种类型：

• 功能内聚：一个模块内的所有元素都密切相关于完成一个功能，缺一不可；
• 顺序内聚：一个模块内的各个处理元素都密切相关于完成一个功能且必须顺序执行；
• 通信内聚：模块内的所有元素都在同一个数据结构上操作，这样一来大体的效果就是各个处理在使用相同的输入时会产生相同的输出；
• 过程内聚：一个模块完成多个任务，且这些任务必须按指定的过程执行；
• 时间内聚：把需要同时执行的动作组合在一起；
• 逻辑内聚：一个模块能够执行若干个逻辑上相似的功能。这种模块将几种相关或者相似的功能组合在一起，每次调用时，由传递给模块的参数来确定具体完成哪一种功能；
• 巧合内聚：一个模块内的各个元素之间没有任何联系。

（2）耦合性

和内聚性相对，耦合是模块之间的相对独立性的度量，也即模块互相连接的紧密程度的度量。耦合性也可以被分成7种类型：

• 内容耦合：一个模块直接使用另一个模块的内部数据，或者一个模块通过非正常入口转入另一个模块内部，或者两个模块之间有一部分程序代码重叠了；
• 公共耦合：多个模块共享全局数据；
• 外部耦合：模块间通过软件之外的环境连接，比如I/O将模块耦合到特定的设备上。外部耦合与公共耦合的区别在于前者访问的是同一全局变量，而后者访问的是同一全局数据结构；
• 控制耦合：一个模块调用另一个模块中的某一功能，也就是说，一个模块能够通过传送开关、标志、名字等控制信息，明显地控制选择另一模块的功能；
• 标记耦合：两个模块之间存在数据结构的传递；
• 数据耦合：两个模块之间存在值传递；
• 非直接耦合：两个模块之间没有直接的关系。

二、次重要知识点

1. 结构化设计过程

2. 几种典型的软件体系结构风格

（1）管道-过滤器

过滤器从输入端口接收数据流，从输出端口发送数据流。过滤器对输入的数据进行变换和处理，把结果输出给下一个过滤器进行相应的处理。这其中输送的途径称之为管道。

（2）仓库体系结构

在仓库风格中，有两种不同的构件：中央数据结构说明当前状态，独立构件在中央数据上执行，仓库与外构件间的相互作用在系统中会有大的变化。

（3）分层体系结构

在层次结构中，每一层向上层提供服务，并作为客户向下层请求服务。

（4）MVC体系结构

MVC(模型−视图−控制)结构就是将一个交互式应用程序划分成3 个相对独立的部分，它们分别是模型、视图和控制。模型包含系统的核心功能和数据；视图向用户显示数据；控制处理用户的输入，视图和控制共同构成了用户界面。

（5）三层C/S体系结构

三层C/S 结构将应用功能分成表示层、功能层和数据层3 个部分。优点如下：

• 在逻辑上保持相对的独立；
• 更灵活地选用相应的平台和硬件系统；
• 各层也可以选择各自最适合的开发语言；
• 功能层隔开表示层与数据层，为安全管理奠定了坚实的基础。