软件设计概念
思考
为什么需要进行软件设计？
在进行软件设计之前，我们应该确定哪些信息？
数据、界面、算法、加工逻辑 ……
在解决问题的时候，确定哪些关键元素需要通过设计来解决，如何制定软件设计的蓝图。
设计的两个层次
- 高层次抽象
类似于概要设计。
类似于建筑设计的框架设计。
- 对框架进行细化
对具体的门、框的设计
设计以需求为先导
设计类以分析类为基础，数据设计与分析设计紧密相关。
软件设计的目标
- 实现所有的显式的需求，为后面的软件实现打下基础。
- 提高可读可理解的指南，提供给后续的工作人员。
- 提供完整的系统蓝图 解决一系列实现过程中需要面对的问题。
排课系统为例
设计解决数据存储的问题（排课信息保存）、界面显示问题（排课及结果显示）、算法逻辑问题（排课算法）等。这三个问题对应着数据设计、接口设计、算法设计三个问题。
设计过程的任务集
分析过程中涉及了7个任务
设计过程中涉及了以下6个任务
- 数据设计
- 软件的体系结构设计 （定义框架，缺乏对构件的定义和描述）
- 类设计（针对面向对象应用系统）
分析类和设计类的区别
设计类比分析类更接近于实现。设计类的定义更加具体。
- 接口设计（外部接口&人机交互）
- 组件设计（构件的定义和描述）
- 部署设计（软件元素分布到物理元素上）
软件设计的指导原则
- 设计原则
- 设计优化原则
设计基本理念
设计基本理念——抽象
概要设计的核心：确定应用系统的结构
架构的关键内容：
- 模块、组件
面向对象基本的组件——类
- 联系
模块和模块的调用，类和类的协作
- 数据
软件架构即是便是构件并确定构件的通信和联系
模块化设计原则
通过模块化把庞大的应用系统进行功能的划分，降低开发实现的难度，控制成本。
简单说就是：降低复杂度
模块化是实现软件体系结构的一张方法
信息隐藏原则
每个模块对其他模块隐藏自己的设计决策，已到达内容细节发生变化的时候，外部受到的影响最小。
有助于提供系统内部的独立性。
全局变量共用，导致错误的扩展。
步进式的细化原则
每一步都是对前一步的逐渐细化。
功能独立原则
应对特征：
- 功能独立
- 避免和其他模块的过量的交互
具体的衡量指标：
- 内聚性
模块、组件内部的联系紧密度
只完成一件事儿的时候，内聚性最高。
- 耦合性
模块和模块之前联系的紧密程度。
耦合性越低越好。
重构原则
不改变外部结构的情况下 对内部进行优化，成为重构。
从使用者的角度看，前后没有变化。
Aspects
面向方面的编程AOP
关键：找到横切关注点
横切关注点：业务处理的主要流程是核心关注点，而将封装的类剖开，找出类中公共的行为，并抽取出来进行封装。封装的这部分就称为横切关注点。
AOP的核心思想
将应用程序中的商业逻辑同对其提供支持的通用服务进行分离。
设计元素
- 数据元素
- 架构元素
- 接口元素
- 构件元素
- 部署元素
元素由设计任务产生，可以明显的看出其对应关系。
数据元素
- 数据结构
- 数据库架构
设计一种数据结构，便于根据用户提供的搜索词快速检索出含有该词的文档。
倒排索引
将每个单词关联到包含该单词的所有文档列表。
架构元素
面向对象确定的架构VS 结构化方法确定的架构
- 面向对象： 架构基础为 类 （协作关系）
- 结构化： 架构基础为 模块 （调用关系）
接口元素
接口存在于构件、模块、子系统等元素外部可见的操作说明
分类：
- 人机接口 （界面）
外部接口 （与外部应用系统的交互）
作用：
连接两个系统，对传递的数据进行安全控制、信息转换、检查。
接口像缓冲器，使得两个系统足够兼容内部接口 （协作和调用）
构件元素
什么是构件？
构件是具备特定功能，可配置、可替换的程序部件，该部件封装了实现并暴露一系统接口。
构件VS架构元素 ：构件和架构元素的关系？
多个架构元素可能组成一个构件。构件的力度可大可小。
构件级设计
破开构件，看构件里面的 数据结构、算法等内容。
程序流程图 （构件级设计中会涉及到）
描述构件内容的算法逻辑，表达程序“怎么做”的问题。
算法的本质： 解决问题的一种方法。
部署元素
目的：表示软件的功能和系统是如何分布到物理环境中的。
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