1、单元八 系统设计软件工程与软件工程与UML第1页，共29页。任务一：建模系统的架构设计任务二：由分析模型到设计模型目 录CONTENTS第2页，共29页。【知识目标】理解系统设计阶段的主要任务掌握系统设计类的导出了解系统设计的主要内容、方法和思路【能力目标】能用模型准确表达系统的架构设计能在架构设计的基础上，将分析模型细化得到设计模型第3页，共29页。引 例 描 述 需求分析是从“用户”的角度说明系统即将“做什么”；系统分析是从“开发者”的角度来描述系统需要“做什么”；系统设计则是从“开发者”的角度来描述系统需要“怎么做”。面向对象的系统设计产生设计模型。在完成了“新闻发布系统”的系统分析以后
2、，我们需要对其进行详细的系统设计。具体包括解决方案设计和设计模型的细化。在本单元中我们将完成两个任务，在“任务一”中将分析“IIS日志分析器”的架构设计；“任务二”中将对“新闻发布系统”进行设计模型的细化。第4页，共29页。任务一 建模系统的架构设计01第5页，共29页。任务陈述“IIS日志分析器”架构设计。某“IIS日志分析器”的需求：IIS服务器生成大量文本日志，需要对文本日志内容进行分析处理；每天处理近100G左右文本文件；每一个文件在10G以上；文本中的内容分析不需要以时间为向量。试根据需求选择合理的技术方案，进行软件架构设计。第6页，共29页。知识准备 8.1 系统设计的内容及方法
3、8.1.1 系统分析与系统设计 8.1.2 选择技术方案 8.1.3 进行架构设计第7页，共29页。选择技术方案；确定系统的架构及部署方案；进行详细的类设计；进行数据持久化设计等系统设计的内容及方法系统设计的内容及方法第8页，共29页。从工作任务上来说，分析做的是需求的对于计算机的概念化，设计做的是计算机概念实例化。从抽象层次上来说，分析高于语言实现、高于实现方式；设计是基于特定的语言和实现方式的。因此分析的抽象层次高于设计的抽象层次。从角色上来说，分析是系统分析员承担的，设计是设计师承担的。从工作成果来说，分析的典型成果是分析模型；设计的成果是设计类、程序包、程序部署模型。通俗地说，系统分析
4、的目的是确定系统应该做成什么样的设想；而系统设计的目的是将这些设想转化为可实施的措施和步骤。系统分析与系统设计第9页，共29页。技术方案涵盖哪些方面的内容技术方案涵盖哪些方面的内容 技术方案的选择需要首先考虑以下问题：准备使用什么样的客户端？准备采用什么编程语言？准备采用什么框架技术？如果是分布式系统，准备采用什么通信机制？选择技术方案第10页，共29页。实例实例某某“图书馆管理系统图书馆管理系统”的技术方案选择的技术方案选择“图书馆管理系统”拓扑结构图 选择技术方案第11页，共29页。什么是架构设计什么是架构设计 在架构设计中的几点常用技巧是：（1）分层（Layer）规则。（2）包（pack
5、age）之间不要产生循环依赖。（3）设计模式的应用。进行架构设计第12页，共29页。什么是架构设计什么是架构设计 系统架构分为逻辑架构和物理架构两大类。逻辑架构完整地描述系统的功能，把功能分配到系统的各个部分，详细说明它们是如何工作的。用于描述逻辑架构的图有：类图、对象图、状态图、活动图、协作图和顺序图等。物理架构详细地描述系统的软件和硬件，描述软、硬件的分解。物理架构关心的是实现，因此可以用实现图建模，其中，组件图显示代码本身的静态结构，部署图显示系统运行时的结构。进行架构设计第13页，共29页。实例实例对某图书馆管理系统划分子系统对某图书馆管理系统划分子系统“图书馆管理系统”的系统架构 进
6、行架构设计第14页，共29页。初始解决方案初始解决方案 解决方案的第一次变更解决方案的第一次变更 解决方案的第二次变更解决方案的第二次变更 任务实施第15页，共29页。解释某解释某WEB系统的架构设计方案系统的架构设计方案 拓展训练第16页，共29页。任务二 由分析模型到设计模型02第17页，共29页。任务陈述 根据“新闻发布系统”的需求及系统分析，进行系统设计，并建立其设计模型。第18页，共29页。知识准备 8.2 设计模型的细化 8.2.1 软件建模过程中类图的变迁 8.2.2 由分析类到设计类 8.2.3 系统设计阶段的动态建模第19页，共29页。软件建模过程中类图的变迁从需求分析中来自
7、于现实世界的业务领域的类，到最终开发人员看到的程序实现的类，是一个逐渐精化、细化的过程。类图可分为三个层次，即概念层，说明层和实现层，如图所示。（1）概念层（Conceptual）的类。描述应用领域中的概念，一般地，这些概念和类有很自然的联系，但两者并没有直接的映射关系；（2）说明层（Specification）的类（或称逻辑层类）。描述软件的接口部分，而不是软件的实现部分；（3）实现层（Implementation）的类（或称物理层类）。这一层才真正考虑类的实现问题，揭示实现细节。第20页，共29页。软件建模过程中类图的变迁从需求分析中来自于现实世界的业务领域的类，到最终开发人员看到的程序实
8、现的类，是一个逐渐精化、细化的过程。第21页，共29页。软件建模过程中类图的变迁从需求分析中来自于现实世界的业务领域的类，到最终开发人员看到的程序实现的类，是一个逐渐精化、细化的过程。第22页，共29页。由分析类到设计类有以下几种常见的情况：分析类可以成为设计模型中的单个设计类；可以成为设计模型中具有聚集关系的一组设计类；可以成为设计模型中具有继承关系的一组设计类；可以成为设计模型中一组功能相关的设计类；可以成为设计模型的设计子系统、部件等；可能成为某个设计类的一部分。第23页，共29页。系统设计阶段的动态建模在系统开发的早期阶段，顺序图可以应用在高层场景的表达上；它的主要用途之一是表示用例中
9、的行为顺序。当执行一个用例时，顺序图中的每条消息对应了一个对象的操作，或对应引起对象状态转换的一个触发事件。到了系统设计阶段，顺序图则用来确切地表示对象间的消息传递过程。第24页，共29页。步骤一：系统的体系结构步骤一：系统的体系结构 步骤二：技术方案的选择步骤二：技术方案的选择 步骤三：数据库设计步骤三：数据库设计 步骤四：界面设计步骤四：界面设计 步骤五：设计模型细化步骤五：设计模型细化 步骤六：建立组件图及部署图步骤六：建立组件图及部署图 任务实施第25页，共29页。完善完善“新闻发布系统新闻发布系统”的设计模型的设计模型 参照“任务二 由分析模型到设计模型”中“新闻发布系统”的系统设计
10、，针对“新闻发布系统”的每一个用例，进一步精化新闻发布系统的设计类图，完善整个新闻发布系统的设计模型。拓展训练第26页，共29页。面向对象的系统设计是从开发者的角度看问题，描述系统需要“怎么做”。它面向系统的实现技术和方案，并在这一基础上对分析模型作进一步的细化。设计阶段的主要任务是：选择合适的技术方案，设计系统架构，细化分析模型以得到设计模型，组织设计类的结构，设计数据库。由于设计是最具有创造性的劳动，设计模型也是最为丰富的。在静态模型中，类图通过反复迭代，贯穿设计建模的始终，由最初的分析类图直到可以付诸实现的设计类图；组件图和部署图在表示系统架构方面发挥着重要作用；动态建模机制也得到了充分的应用，表示出实现过程中的交互和状态。在设计建模的后期，动态模型几乎可能模拟程序运行的过程。本章小结第27页，共29页。建立超市收银系统的设计模型建立超市收银系统的设计模型 试根据第6单元“超市收银系统”的需求分析，以及第7单元的系统分析，进行系统设计，并建立设计模型。项目实训第28页，共29页。THANK YOU高等教育出版社第29页，共29页。
