Question

软件设计的设计基础

Answer 1

软件设计方法论的这套基本原理已经经过了多年的进化，在软件开发的生命周期中，软件设计是在软件描述提供的的基础上，对软件需求进行分析以形成软件内部结构的描述说明的活动之一。耦合和内聚是两个用来评估软件设计质量的方法。每种概念的影响程度不尽相同，但它们都经历了时间的洗礼。基于这些基本原理设计者可以采用更多更成熟的设计方法。这些基本原理有助于设计者回答以下的问题：
1、将软件分割成独立的组件时会采用何种标准？
2、怎样将软件的原则性表示详细分割成函数或数据结构？
3、有没有定义一个软件设计的技术质量的统一标准？
M.A. Jackson 曾经说过：“对一个计算机程序员来说，分辨让程序运行和让程序正确之间的差异是一个良好的开端。”为了“ 使程序正确 ” ，基本设计原理提供了必须的框架。
抽象（Abstraction）在最高层次上指的是使用待解决的问题领域内的术语描述的解决方案。相对较低层次的抽象则更多的面向程序语言，最低层的抽象则是解决方案的可直接实现的方式描述。软件设计的每一个步骤都是对相应层次解决方案的抽象的逐步求精。
求精（Refinement）又叫做逐步求精指的是通过程序细节连续细化来开发程序体系的策略。分步骤的对程序抽象进行分解直至成为编程语言的过程同时造就了程序的层次结构。在这一点上要对细节多做考虑，这也展示了求精实际上是个苦心经营的过程。
模块化（Modularity）指的是软件可被分割为分别命名并可寻址的组件（也叫做模块），将模块综合起来又可以满足问题的需求的性质。 软件的模块化是允许智能化管理程序的唯一属性。 换句话说，当您将一个复杂问题分解为一些小问题时会更容易解决。需要重点解释的是即使一个系统必须象“单片机”一样来实现，它也可以采用模块化设计。
软件体系（架构，Software Architecture）涉及到程序的两个重要特性：1） 模块的
层次结构。2） 数据结构。这源自于需求分析时将真实世界问题的含蓄定义与软件解决方案的要素关联起来的分割过程。当问题的每个部分通过一个或多个软件要素得到解决后，与问题的定义和解决相一致软件和数据结构的进化就开始了。这个过程代表了软件的需求分析和设计之间的位置。控制层级（Control Hierarchy）也称作程序结构，描述程序组件的组织并意味着控制层级。它并不描述软件的程序方面，比如进程顺序、决定的事件 / 命令、或工作循环。如下的层级图表展示了模块之间的通信流，并显示哪些模块是重复的。这个图表描述了一个能够读文件，计算每个记录的值并书写报表来显示记录的信息和所完成的计算。
数据结构（Data structure）描述了单个数据间的逻辑关系。数据结构规定了数据的组织、访问方法、关联程度、和信息的选择处理。数据结构的组织和复杂性只受限于设计者的灵活性。唯一的限制就是经典数据结构的数量阻碍了更多的久经考验的结构出现。
软件程序（Software Procedure）着重于处理每个模块的细节并必须提供一个精确的处理规范，包括事件顺序、准确的判定点、重复操作、甚至数据结构。软件的程序表现是分层的，处理方法应该包括其所有子模块的参考。
信息隐藏（Information Hiding）的法则建议 由设计决定所刻划的模块特性应该对其余的模块不可见。换句话说，模块应被设计和指定为包含在模块内部且其他模块不可访问的内容对其他模块来说是无需的。隐藏意味着有效的模块性能够通过定义一套独立的模块来实现，这些模块相互之间的通信仅仅包括实现软件功能的所必须的信息。将使用信息隐藏作为设计标准在测试或今后的维护期间需要修改系统时带来了最大的好处。