第七章 软件设计

1.软件设计的目标及主要任务有哪些?

（1）软件设计的目标：软件设计阶段的基本目标是构造系统“怎么做”的模型描述。

（2）软件设计的主要任务：软件需求“变换”为用于构造软件的蓝图。

其中：“输入”是需求分析各种模型元素， “输出”是软件设计模型和表示。

2.什么是模块（构件）化设计思想？

（1）模块化设计：把一个大型软件系统的全部功能，按照一定的原则合理地划分为若干个模块，每个模块完成一个特定子功能，所有的这些模块以某种结构形式组成一个整体，这就是软件的模块化设计。

（2）模块化设计思想：分解、抽象、逐步求精、信息隐蔽和模块独立性，是软件模块化设计的指导思想。

3.模块独立性的两个度量标准是什么？

（1）模块自身的内聚（Cohesion），也称为块内联系，指一个模块内部元素彼此结合的紧密程度。

（2）模块之间的耦合（Coupling)，也称为块间联系。

4.内聚和耦合的含义是什么？各有那些种类？请举例说明每一类型。

（1）内聚：内聚性是从功能的角度对模块内部聚合能力的量度。

功能性内聚：模块各个成分结合在一起，完成一个特定的功能。功能性模块具有内聚性最强、与其他模块联系少的特点。
    例如: 解析XML文档模块（解析XML元素, 解析XML属性，解析XML注释等）
顺序性内聚：模块内的各个任务是顺序执行的。通常，上一个任务的输出是下一个任务的输入。
    例如:  规则引擎：一个任务读配置，输出执行计划。另一个任务以执行计划为输入，执行该计划。
通信性内聚（信息内聚）：模块内部的各个任务靠公用数据联系在一起，即都使用同一个输入数据，或者产生同一个输出数据。
   例如：学生管理系统的数据库CRUD操作，都对学生信息进行增删查改操作。
过程性内聚：模块内的各个任务必须按照某一特定次序执行。
    例如：读/写文件操作：判断文件是否存在、判断文件是否有相应权限、打开文件、读（或写）文件。
时间性内聚：模块内的各个任务由相同的执行时间联系在一起。
   例如：初始化模块，异常处理模块。
    某个异常处理模块封装了“释放资源”、“记录日志”、“通知用户”几个任务。
逻辑性内聚：模块通常由若干个逻辑功能相似的任务组成，通过模块外引入的一个开关量选择其一执行。这种内聚增大了模块间的耦合。
   例如：一个输出设备模块将打印机类和显示器类封装到同一个包里，该包即输出设备模块。打印机类和显
   示器类虽然都具有输出功能，但是具有不同的职责。
偶然性内聚：模块内的各个任务在功能上没有实质性联系，纯属“偶然”因素组合了块内各个互不相关的任务。
   例如：一个处理正方形的模块有两个功能：计算面积，画出这个正方形。

（2）耦合：耦合性是对一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量。

非直接耦合：同级模块相互之间没有信息传递，即没有耦合。
    非常底层的模块，自给自足，可以无耦合。较高层的模块，通常需要重用其他模块的功能，产生耦合。
数据耦合：调用下属模块时，如果交换的都是简单变量，便构成数据耦合。
特征耦合（数据结构耦合）：调用下属模块时，如果交换的是数据结构，便构成特征耦合。由于传递的是数据结构，不仅数据量增加，而且会使模块的相关性增加控制耦合：模块间传递的信息不是一般的数据，而是作为控制信息的开关值或标志量。
    例如，逻辑性内聚的模块调用就是典型的控制耦合。
外部耦合：若允许一组模块访问同一个全局变量，可称它们为外部耦合。
公共耦合：若允许一组模块访问同一个全局性的数据结构，则称它们为公共耦合。全局性的数据结构可以是共享的通信区、公共的内存区域、任何存储介质文件、物理设备等。
内容耦合：若一个模块可以直接访问另一个模块中的内部数据，或者一个模块直接转到另一个模块的内部，或者一个模块有多个入口，则称为内容耦合。

5.为什么要高内聚和低耦合？高内聚低耦合是否意味着内聚越高越好，耦合越低越好呢？

高内聚，低耦合的好处体现在系统持续发展的过程中，高内聚，低耦合的系统具有更好的重用性，维护性，扩展性，可以更高效的完成系统的维护开发，持续的支持业务的发展，而不会成为业务发展的障碍。

并不是内聚越高越好，耦合越低越好，真正好的设计是在高内聚和低耦合间进行平衡，也就是说高内聚和低耦合是冲突的。