系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)概述：8 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第三階段系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)CollegeofComputerScienceandTechnologyZhejiangUniversity概述系統(tǒng)設(shè)計(jì)是軟件開發(fā)SDLC第三個(gè)階段的工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的工作是在系統(tǒng)分析階段建立了目標(biāo)系統(tǒng)邏輯模型，輸出相關(guān)分析文檔，并確定了系統(tǒng)開發(fā)策略的基礎(chǔ)上，開展的系統(tǒng)物理設(shè)計(jì)工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)主要包括數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、輸入/輸出設(shè)計(jì)、人機(jī)交互設(shè)計(jì)和系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)等系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提是理解設(shè)計(jì)要素，然后運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒ê凸ぞ?，完成系統(tǒng)物理模型的設(shè)計(jì)理解設(shè)計(jì)要素系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)描述、組織、構(gòu)造系統(tǒng)部件及系統(tǒng)的過程這個(gè)過程分為2個(gè)層次：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——總體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)——詳細(xì)設(shè)計(jì)要了解設(shè)計(jì)的部件，必須先回答3個(gè)問題：設(shè)計(jì)中用什么作為輸入？如何進(jìn)行設(shè)計(jì)？最終設(shè)計(jì)文檔是什么？輸入：從分析到設(shè)計(jì)通常情況下，設(shè)計(jì)階段的輸入應(yīng)該是分析階段建立的一系列文檔和模型基本上來說，分析階段首先是分解——把一個(gè)復(fù)雜信息需求的綜合問題分解成容易理解和解決的多個(gè)小問題，然后通過建立需求模型來對(duì)問題域進(jìn)行組織、構(gòu)造并編檔分析建模需要用戶參與，他們需要解釋需求，并驗(yàn)證模型的有效性而設(shè)計(jì)也是一個(gè)建模的過程，與分析建模不同的是，設(shè)計(jì)建模是從需求模型出發(fā)，將其轉(zhuǎn)換成稱為解決方案的模型，如圖分析階段：目標(biāo)：需要理解

1.商業(yè)事件和過程

2.系統(tǒng)活動(dòng)和處理需求

3.信息存儲(chǔ)需求設(shè)計(jì)階段：目標(biāo)：定義、組織和構(gòu)造將作為結(jié)構(gòu)藍(lán)圖的最終解決方案系統(tǒng)的各個(gè)組成部分分析模型和文檔設(shè)計(jì)階段主要組成部分和層次要進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先需要把整個(gè)系統(tǒng)分解成幾個(gè)主要的部分，以降低系統(tǒng)復(fù)雜度設(shè)計(jì)階段主要的設(shè)計(jì)活動(dòng)有：設(shè)計(jì)和集成網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和集成數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)用戶界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)和集成系統(tǒng)控制建立設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的原型每一項(xiàng)設(shè)計(jì)活動(dòng)最后都需要有詳細(xì)的最終設(shè)計(jì)文檔設(shè)計(jì)階段主要組成部分和層次設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要概念是設(shè)計(jì)層次設(shè)計(jì)通常是以自頂向下的方式開始然后分兩個(gè)層次——總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)，也稱構(gòu)架設(shè)計(jì)或概念設(shè)計(jì)，是對(duì)系統(tǒng)的高層設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)邏輯的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，是對(duì)系統(tǒng)的低層設(shè)計(jì)分析員需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)確立完整的目標(biāo)處理環(huán)境，確認(rèn)完整的體系結(jié)構(gòu)需求和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)階段主要組成部分和層次對(duì)于應(yīng)用系統(tǒng)而言，分析員首先要確立系統(tǒng)及其各子系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、用戶界面的關(guān)系早期設(shè)計(jì)的一個(gè)重要工作是確定自動(dòng)化系統(tǒng)的邊界，確認(rèn)系統(tǒng)的哪些內(nèi)容屬于自動(dòng)化部分，哪些是需要人工完成的對(duì)于數(shù)據(jù)庫部分，則首先要確定所使用的數(shù)據(jù)庫類型和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)一些關(guān)于記錄和字段的細(xì)節(jié)可以先確定，但最終的設(shè)計(jì)決定還需要依據(jù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)對(duì)于用戶界面，分析員首先需要設(shè)計(jì)用于用戶對(duì)話的通用表格和結(jié)構(gòu)，及其輸入和輸出在仔細(xì)描述了用戶界面元素與應(yīng)用軟件、硬件設(shè)備的關(guān)系，以及用戶對(duì)用戶界面的具體要求后，就可以著手開發(fā)詳細(xì)的表單和報(bào)表格式設(shè)計(jì)階段主要組成部分和層次設(shè)計(jì)的方法還由另一個(gè)重要的因素決定——開發(fā)隊(duì)伍所使用的方法和技術(shù)目前常用的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法主要有：結(jié)構(gòu)化方法和模型面向?qū)ο蠓椒ê湍Ｐ晚?xiàng)目小組選擇采用何種設(shè)計(jì)方法和模型不僅與小組的經(jīng)歷、習(xí)慣以及對(duì)技術(shù)的認(rèn)知有關(guān)，許多時(shí)候?qū)嶋H上與系統(tǒng)的類型以及決定使用的開發(fā)平臺(tái)、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境等關(guān)系更密切結(jié)構(gòu)化模型和面向?qū)ο竽Ｐ驮O(shè)計(jì)的原始定義表明，設(shè)計(jì)應(yīng)該包含描述、組織和構(gòu)造設(shè)計(jì)活動(dòng)的輸出，就是一系列滿足目標(biāo)要求的圖和文檔這些圖就是系統(tǒng)解決方案的各個(gè)方面的模型及其相應(yīng)文檔結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的分析模型在有些部分是相似的，但也有部分是很不相似的下圖表示的是結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的模型結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的模型系統(tǒng)流程圖結(jié)構(gòu)圖

關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計(jì)類圖圖形包

對(duì)象數(shù)據(jù)庫模式混合關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式用戶界面對(duì)話框、表格和報(bào)表系統(tǒng)控制偽碼節(jié)點(diǎn)和定位圖事件和事件表事物類圖實(shí)體－聯(lián)系圖用例圖關(guān)聯(lián)圖0層圖交互圖其它面向?qū)ο竽Ｐ虳FD片段其它定義狀態(tài)圖面向?qū)ο蠓椒ńY(jié)構(gòu)化方法分析設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化模型和面向?qū)ο竽Ｐ蛷膱D中可以看到，有部分技術(shù)在結(jié)構(gòu)化方法和面向?qū)ο蠓椒ㄖ卸伎梢院芎玫厥褂媚敲船F(xiàn)在的問題是，結(jié)構(gòu)化技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)可以混合使用嗎？換言之，能夠在分析階段使用結(jié)構(gòu)化技術(shù)，而在設(shè)計(jì)階段使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)嗎？反之是否也成立？答案是：在某些時(shí)候，確實(shí)可以混合使用，且能很好完成工作。如在進(jìn)行完傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化分析后，可以用面向?qū)ο蠓椒ㄍ瓿捎脩艚缑嬖O(shè)計(jì)但一般來說，由于兩種方法的基本原則和技巧有很大不同，所以不提倡如此使用結(jié)構(gòu)化方法提供的是基于系統(tǒng)功能的體系結(jié)構(gòu)面向?qū)ο蠓椒ń⒌氖腔谝幌盗薪换?duì)象的體系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)化方法

在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法中，應(yīng)用程序是由有層次結(jié)構(gòu)的功能模塊按照完成特定功能的規(guī)定邏輯組織起來的程序頂端的模塊稱為主模塊、中層模塊稱為控制模塊、葉子模塊是詳細(xì)模塊在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，可以用系統(tǒng)流程圖表達(dá)系統(tǒng)和各個(gè)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)流程圖描述了一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)計(jì)算機(jī)程序及其內(nèi)部模塊之間的所有控制流結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)流程圖定義具有自動(dòng)邊界的數(shù)據(jù)流圖系統(tǒng)流程圖結(jié)構(gòu)圖偽碼IfAthencalculateTaxcalculate總價(jià)Endif結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)模型系統(tǒng)流程圖描述了系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流和控制流，是對(duì)計(jì)算機(jī)程序、文件、數(shù)據(jù)庫及相關(guān)手工過程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的表達(dá)系統(tǒng)流程圖用圖形的方式描述了哪些子系統(tǒng)是系統(tǒng)自動(dòng)完成的，哪些需要人工參與系統(tǒng)流程圖采用和數(shù)據(jù)流圖類似的符號(hào)系統(tǒng)系統(tǒng)流程圖過程或程序文件或數(shù)據(jù)庫文檔或報(bào)表磁帶上的文件人工操作文件或數(shù)據(jù)庫各個(gè)部分間的有向連接屏幕顯示輸入/輸出系統(tǒng)流程圖的例子確定開課計(jì)劃課程教學(xué)質(zhì)量評(píng)估錄取新生學(xué)籍管理安排課表課表訂購、發(fā)放教材錄入成績(jī)成績(jī)單畢業(yè)審核在校學(xué)生學(xué)生成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析符合授予條件畢業(yè)證書學(xué)位證書統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是自頂向下地分解功能，以使這些分解后的功能可由新系統(tǒng)的一個(gè)給定程序執(zhí)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖就是將程序功能有層次地組織起來，展示程序模塊間的關(guān)系結(jié)構(gòu)圖的基本組成部分是模塊，模塊用來標(biāo)識(shí)一個(gè)功能方框。表示一個(gè)模塊箭頭或直線。表示模塊之間的調(diào)用關(guān)系。由于結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的圖形表達(dá)按約定是自上而下的順序描述，所以上方的方框代表的模塊，總是調(diào)用其下方的模塊，因此使用直線一般也不會(huì)產(chǎn)生歧義帶注釋的箭頭。表示模塊調(diào)用過程傳遞的信息。并且，以帶空心圈的箭頭表示傳遞的是數(shù)據(jù)信息，以帶實(shí)心圈的箭頭表示傳遞的是控制信息結(jié)構(gòu)圖

結(jié)構(gòu)圖還有一些附加的符號(hào)，用來表示模塊的選擇調(diào)用或循環(huán)調(diào)用如下左圖，表示當(dāng)模塊M中某個(gè)判定為真時(shí)，調(diào)用模塊A；為假時(shí)，則調(diào)用模塊B

如下右圖，表示模塊M循環(huán)調(diào)用模塊A、B、C。MAB模塊M判定為真時(shí)調(diào)用模塊A，否則調(diào)用模塊BMACB模塊M循環(huán)調(diào)用模塊A、B、C結(jié)構(gòu)圖的例子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)是面向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)ο蟪绦蛑g的一座橋梁面向?qū)ο蟪绦蚓褪怯梢幌盗袇f(xié)同完成某一任務(wù)的一組程序?qū)ο蠼M成面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)有兩條重要的原則，它們使得系統(tǒng)健壯且易于維護(hù)：封裝信息隱蔽：與封裝相關(guān)聯(lián)，使得對(duì)象類中的數(shù)據(jù)域?qū)τ谄渌悂碚f不可見一般來說，在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，雖然屬性不為外界所見，但其方法卻是可見的，即可以通過一個(gè)外部消息來調(diào)用這些方法實(shí)際上，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開放系統(tǒng)的一個(gè)主要特點(diǎn)就是：設(shè)計(jì)模型和分析模型是非常類似的，通常可以直接從分析模型建立起設(shè)計(jì)模型與此類似，最終程序與面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模型也是非常相似，往往可以根據(jù)設(shè)計(jì)模型，直接進(jìn)行程序設(shè)計(jì)面向?qū)ο竽Ｐ突仡檮偛沤o出的圖：結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的模型

系統(tǒng)流程圖結(jié)構(gòu)圖

關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計(jì)類圖圖形包

對(duì)象數(shù)據(jù)庫模式混合關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式用戶界面對(duì)話框、表格和報(bào)表系統(tǒng)控制偽碼節(jié)點(diǎn)和定位圖事件和事件表事物類圖實(shí)體－聯(lián)系圖用例圖關(guān)聯(lián)圖0層圖交互圖其它面向?qū)ο竽Ｐ虳FD片段其它定義狀態(tài)圖面向?qū)ο蠓椒ńY(jié)構(gòu)化方法分析設(shè)計(jì)面向?qū)ο竽Ｐ驮谏厦娴哪Ｐ椭?，可以看到如何從OO分析到OO設(shè)計(jì)，下圖進(jìn)一步總結(jié)了這個(gè)過程，并給出了輸入(分析模型)和輸出(設(shè)計(jì)模型)包圖設(shè)計(jì)帶方法的類圖方法偽碼IfAthencalculateTaxcalculate總價(jià)Endif用例圖類圖交互圖狀態(tài)圖面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ兔嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)模型設(shè)計(jì)模型從包圖開始，自頂向下，直至出現(xiàn)更多細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)類圖設(shè)計(jì)類圖是類圖的一個(gè)變體，它帶有某些符號(hào)，使得可以在類中描述設(shè)計(jì)部件下圖是一個(gè)簡(jiǎn)化的定義設(shè)計(jì)類圖的內(nèi)部符號(hào)，僅僅顯示了屬性和方法設(shè)計(jì)類類名：父類屬性列表可見名：類型表達(dá)式＝初值|性質(zhì)|方法列表可見名：類型表達(dá)式(參數(shù)表)設(shè)計(jì)類圖下圖是一個(gè)擴(kuò)展版的設(shè)計(jì)類圖，圖中顯示了包含各個(gè)方法邏輯結(jié)構(gòu)的橢圓框設(shè)計(jì)類類名：父類屬性列表可見名：類型表達(dá)式＝初值|性質(zhì)|方法列表可見名：類型表達(dá)式(參數(shù)表)方法1語句方法2語句方法n語句。。。方法過程方法名設(shè)計(jì)類圖圖中，最大的矩形框是一個(gè)設(shè)計(jì)類，類名已經(jīng)標(biāo)識(shí)中間部分包含屬性列表，屬性可以如下格式定義：可見性：+表示可見，－表示不可見屬性名稱類型表達(dá)式：如字符、字符串、整數(shù)、數(shù)字、貨幣、日期等初值第三部分方法列表中，添加了一些關(guān)于方法細(xì)節(jié)的消息，包括方法過程面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的集成是指面向?qū)ο髴?yīng)用程序設(shè)計(jì)與用戶界面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的集