软件系统设计是信息系统开发中的一个重要阶段,它涉及在系统分析的基础上,根据需求、约束条件和技术限制等因素,设计出实现软件的系统架构、模块划分、接口定义、算法设计等方案。系统设计的目标是定义系统的功能、性能、安全性、可靠性、可维护性等方面的要求,确定系统的组成部分和模块间的接口,为软件的实现和测试提供指导。
系统设计的主要内容和步骤
需求分析
需求分析是系统设计的基础,目的是理解用户的需求,并将其转化为可操作的需求规格说明书。需求规格说明书包括功能需求、性能需求、界面需求等方面的要求。
概要设计(总体设计)
模块结构设计:采用某种设计方法(如结构化设计方法或面向对象的设计方法),将系统按功能划分成模块,确定每个模块的功能和接口,评价模块结构的质量。
数据结构及数据库设计:
数据结构的设计:在需求分析阶段确定的数据结构特性在概要设计阶段要加以细化,详细设计阶段则规定具体的实现细节。
数据库设计:包括概念设计、数据表结构、数据关系等方面的内容,需要遵循一些原则和方法,以确保设计的质量和可行性。
详细设计(过程设计)
模块设计:详细设计每个模块的功能、数据结构、算法、接口等细节,以及模块间的通信和数据流程。
处理流程设计:确定系统模块的内部结构和执行过程,通过对业务流程的设计来建模现实世界,提高业务处理的效率和准确性。
用户界面设计:考虑用户的使用习惯和心理需求,设计出符合用户期望的界面布局、操作流程和交互方式。
安全性和可靠性设计:确保系统的安全性和可靠性,包括数据加密、权限控制、错误处理等。
代码设计
设计合适的代码形式,使其作为数据的一个组成部分,用以代表客观存在的实体、实物和属性,保证代码的唯一性和便于计算机处理。
系统实现和测试
根据详细设计文档进行编码,并进行测试,确保软件的质量和性能符合设计要求。
系统设计的原则和方法
模块化:将程序划分为独立命名且独立访问的多个任务,模块之间通过接口通信,降低系统复杂性,提高可维护性和扩展性。
抽象:通过抽象的方法隐藏系统的内部实现细节,只暴露必要的操作接口。
逐步求精:从抽象到具体,逐步细化系统设计和实现。
信息隐蔽:将模块内部的实现细节隐藏起来,只通过接口与外界交互。
模块独立:每个模块只涉及软件要求的具体子功能,模块之间的耦合度低,内聚度高。
系统设计的工具和技术
结构化设计方法(SD):面向数据流的设计方法,强调模块化和自顶向下的设计过程。
面向对象的分析方法(OOD):将系统看作一组相互协作的对象的集合,通过封装、继承和多态等机制实现系统的松耦合和灵活性。
CASE工具:计算机辅助软件工程工具,用于需求建模、系统分析和设计。
通过以上步骤和原则,软件系统设计能够确保软件系统的高质量和高效实现,满足用户的需求和系统的性能要求。