软件工程中的软件设计

引言

软件设计是构建软件方法、函数、对象、代码的整体结构和交互的过程，以便产生的 funkcionalnost 满足用户的需求。有许多不同的软件设计方法。不同的开发人员对不同的设计级别有不同的偏好，无论是前期还是在执行阶段。通常，在开始编码之前，应仔细考虑并审查整体设计。在开发周期的早期，测试各种设计并识别问题比在编写了大部分代码后进行大的设计更改要简单。首先，让我们回顾一下软件工程中软件设计的定义。

什么是软件设计

软件设计是一种将用户需求转化为某种合适形式的机制，以帮助程序员进行软件编码和实现。它处理将 SRS（软件需求规格说明）文档中描述的客户需求表示成一种易于用编程语言实现的格式。

软件设计阶段是 SDLC（软件设计生命周期） 的第一步，它将注意力从问题域转移到解决方案域。在软件设计中，我们将系统视为一组具有明确定义的行为和边界的组件或模块。

软件设计的目标

软件设计目的是：

1. 正确性：软件设计应符合需求。
2. 完整性：设计应包含所有组件，如数据结构、模块和外部接口等。
3. 效率：程序应高效地使用资源。
4. 灵活性：能够根据不断变化的需求进行修改。
5. 一致性：设计中不应有任何不一致之处。
6. 可维护性：设计应足够简单，以便其他设计人员可以轻松维护。

软件设计级别

软件设计有三个级别。

1. 架构设计

架构是系统的整体结构以及该结构如何为系统提供概念完整性。根据架构设计，软件是由许多相互关联的部分组成的系统。此时，设计人员对建议解决方案的领域有了广泛的了解。

2. 高层设计

通过分解架构设计的“单一实体-多个组件”概念，高层设计呈现了子系统和模块的不那么抽象的视图，并说明了它们如何相互交互。高层设计的重点是将系统及其组件实现为模块。它承认每个子系统的模块化设计以及它们之间的连接和交互。

3. 详细设计

高层设计完成后，详细设计过程开始。在软件设计的这个阶段，仔细检查每个模块，以确定将使用的数据结构和算法。最终，各个阶段的结果被记录在模块规格说明文档中。它概述了每个模块与其它模块的接口以及其逻辑结构。

软件设计原则

让我们研究几个软件设计思想，它们有助于软件工程师构建需要开发的系统或软件产品的模型。在创建软件系统之前，应理解以下概念。

抽象

面向对象编程（OOP）语言包含抽象作为其核心概念之一。其主要目标是通过让用户不知道内部细节来处理复杂性。这使用户无需理解甚至考虑所有隐藏的复杂性，就可以在提供的抽象之上构建越来越复杂的推理。

灵活性

模块化意味着将系统或项目划分为更小的部分，以降低其复杂性。在设计中，模块化也意味着将系统分解为可以单独构建，然后在不同系统中用于各种功能的小组件。有时需要将软件划分为模块，以处理软件工程师难以理解的单体软件。因此，模块化设计已成为一种重要且流行的趋势。

架构

软件架构代表了与系统整体结构和功能相关的设计选择。架构帮助利益相关者理解和评估系统将如何实现安全、可用性和可修改性等重要特性。它概述了构成软件系统的各个部分之间的关系和通信。对于开发团队来说，它作为软件应用程序的基础和蓝图。

增强

精炼是消除杂质并提高某物质量的过程。软件设计精炼的理念是通过扩展系统或软件来以详细的方式构建或呈现软件或系统。此外，精炼对于定位和修复任何潜在的错误至关重要。

设计模式

在特定的软件设计上下文中，软件设计模式是解决经常出现的问题的通用可重用解决方案。它们代表了经验丰富的面向对象软件工程师使用的一些最佳技术，并作为模板来解决典型的软件工程问题。在面向对象系统中，设计模式是一种通用的设计，它以系统化的方式解决重复出现的设计问题。它涵盖了问题、解决方案、何时应用以及后果。此外，它还提供了示例和实现建议。

数据（或）信息隐藏

最基本的形式，信息隐藏是将信息隐藏起来不被未经授权的方访问的行为。在设计软件时，通过构造模块，使在一个模块中获取或存储的数据被隐藏起来，其他模块无法访问，从而实现信息隐藏。

重构

重构是重排代码以使其按预期工作的过程。通过进行不影响代码外部行为的小幅更改，重构试图改进内部代码。计算机程序员和软件开发人员通过重构代码来增强软件的实现、结构和设计。因此，重构可以降低复杂性，同时提高代码的可读性。因此，重构可以帮助软件工程师找到代码中的错误或弱点。

结论

在软件设计中，用户需求被转化为程序员可以用于编码和实现的格式。使用编程语言，它旨在将客户需求（如 软件需求规格说明 (SRS) 文档中所述）转化为易于实现的格式。在软件设计生命周期（SDLC）的软件设计阶段，重点从问题域转移到解决方案域。它试图就如何满足 SRS 的要求提供指导。准确性、完整性、效率、灵活性、一致性和可维护性是软件设计过程的目标。