软件系统设计方案

1第五章系统设计系统设计是把需求转化为软件系统的最重要的环节。系统设计的优劣在根本上决定了软件系统的质量。就象“一切帝国主义都是纸老虎〞那样可以断定“差的系统设计必定产生差的软件系统。〞所以我们要努力保证系统设计“根正苗红〞，把一切左倾、右倾的设计思潮消灭在萌芽状态。WindowsNT的一位系统设计师拥有8辆法拉利跑车，让Microsoft公司的一些程序员十分眼红。但你只能羡慕而不能愤怒，因为并不是每个程序员都有本领成为复杂软件系统的设计师。系统设计要比纯粹的编程困难得多。即便你清楚客户的需求，却未必知道应该设计什么样的软件系统——既能挣最多的钱又能让客户满意。“天下西湖三十六，最美是杭州〞，千年前苏东坡大学士对西湖精采绝伦的系统设计，使杭州荣升为“天堂〞，让后人只剩下赞叹和破坏的份了。本章讲述系统设计的四方面内容：体系结构设计、模块设计、数据结构与算法设计、用户界面设计。如果将软件系统比喻为人体，那么：〔1〕体系结构就如同人的骨架。如果某个家伙的骨架是猴子，那么无论怎样喂养和美容，这家伙始终都是猴子，不会成为人。〔2〕模块就如同人的器官，具有特定的功能。人体中最出色的模块设计之一是手，手只有几种动作，却能做无限多的事情。人体中最糟糕的模块设计之一是嘴巴，嘴巴将最有价值但毫无相干的几种功能如吃饭、说话、亲吻混为一体，使之无法并行处理，真乃人类之不幸。〔3〕数据结构与算法就如同人的血脉和神经，它让器官具有生命并能发挥功能。数据结构与算法分布在体系结构和模块中，它将协调系统的各个功能。人的耳朵和嘴巴虽然是相对独立的器官，但如果耳朵失聪了，嘴巴就只能发出“啊〞“呜〞的声音，等于丧失了说话的功能〔所以聋子天生就是哑巴〕，可人们却又能用手势代替说话。人体的数据结构与算法设计真是十分神奇并且十分可笑。湖〔4控〕用贵户界肆面就刺如同妨人的呢外表隔，最筋容易葡让人旋一见遍钟情要或一奶见恶扣心。士象人煤类追独求心虽灵美着和外眯表美拉那样帅，软叮件系贝统也皂追求约〔内曾在的疑〕功唉能强递大和歌〔外扎表的比〕界胀面友花好。惨但随涨着生欠活节毁奏的胳加快葛，人鹊们已倾少有改兴趣鸦去品尿味深委藏不贼露的令内在遥美。程如果今把籍Un句ix投系统摔比作严是健胞壮的忽汉子农和妇鞭人，舱那么陶Wi剂nd长ow纲s绩系统哈就象脖妩媚句的小厦白脸顶和狐类狸精族。想喝不到扁Wi鞭nd驳ow客s浪系统郊竟然禽能兴架风作况浪，乏占去踪大半茅市场辉。有输鉴于霉此，嫂我们拾应该供鼓励怖女士垂多买恭化装炕品〔特男士敌付钱夕〕以影获得超更好始的界递面。趟在进秩行系属统设奋计时或，我旱们要仗深情溜地关伤注软纺件的堵质量仇因素隐，如圣正确以性与单精确嘴性、同性能辣与效剩率、跳易用仙性、扛可理霸解性霸与简纵法性盆、可留复用宾性与裁可扩曲充性披等等隐。即嘉使把团系统守设计斗做好扬了，驻也并片不意吸味着笋就能吵产生奴好的返软件阻系统目。在便程序怀设计聪、测辈试、种维护柔等环晋节还脸要做瓜大量幅的工滤作，省无论搂哪个弃环节否出了亮过失泻，都孟会把撑好事妻搞砸愧了。秤据说非上帝些把所款有的离女士适都设忽计成啊天使羊，可蜻是天漠使们览在下只凡时殖有些鉴双脚交先着问地，盐有些岛脸先穴着地惭。上隐帝的恰这一泄疏忽腥让很石多女测孩伤举透了坟心。驶我们贝在开似发软揉件时伙，一弟定要伤吸取朴这个餐教训末。浸5泛.刃1轰体苏系结番构设傅计盖杨叔伍子院镰子曾希这样妙指点堤其弟赢子：骨文学奴中有浙科学践，音盘乐中加有数迷学，沾漫画急中有桂现代宁数学请的拓蔑扑学峡。漫讽画家寻可以六“而几笔惨〞价就把才一个坦人画怖出来竟，不糟管怎共么美炎化或孕丑化影，就遗是活匙像。繁为什办么？当因为逃那丢“浴几笔劈〞返不是窃别的绩，而乘是拓温扑学兼中的第特征网不变巨量，朴这是涉事物岂最本汽质的写东西杰。塞体系盒结构浓是软尽件系钟统中炒最本非质的理东西之：没〔1数〕体聚系结狭构是累对复股杂事振物的纤一种屡抽象猎。良炸好的军体系疑结构鹅是普交遍适抹用的学，它杆可以炸高效独地处坡理多啦种多虏样的败个体甚需求辣。一阶提起欢“垂房子吗〞韵，我纵们的税脑中额马上家就会悼出现沃房子煮的印蛋象〔粮而不赤是地伯洞的妨印象咸〕。些“育房子鱼〞母是人俱们对掩住宿瘦或办廉公环薪境的信一种驻抽象聪。不粉论是妈办公冶楼还轻是民间房，惠同一耐类建刚筑物讲〔甚错至不础同类拍的建僚筑物跌〕之蠢间都轮具有地非常信相似夕的体绩系结润构和蠢构造班方式馆。如郑果1哗3亿辫中国湖人民尾每个另人都军要用炕特别宋的方速式构垦造奇汪异的吉房子锯，那府么9苍60井万平稼方公树里的榨土地压将会悲变得晒千疮铃百孔饺，终杨日不辩得安仿宁。膝〔2殊〕体悉系结讨构在斩一定扔的时恭间内侵保持秧稳定剃。只忠有在传稳定役的环雁境下菜，人攀们才哲能干极点事刚情，拖社会亦才能善开展圣。科耻学告漠诉我勉们，朽宇宙胶间万戏物无音时无友刻不却在运忙动、抽飞行门。由估于我刷们的完生活离环境控在地蓬球上虹保持亮相对镜稳定降，以毁致于阀我们糖可以好无忧示无虑懂地吃上饭和严睡觉县，压棒根就磨意识肆不到吸自己底是活繁生生祸的导持弹。辩软件再开发食最怕棕的就仅是需雁求变博化，触但引“客需求歼会发所生变艳化靠〞锋是个毅无法脖逃避初的现保实。锯人们节希望妄在需涉求发洲生变夕化时杆，最讯好只椅对软岂件做骂些皮渴皮毛置毛的扒修改弦，可型千万拦别改凳动软朱件的闭体系井结构榆。就肠如人围们对倦住宿宪的需步求也映会变腰动，维你可土以经胳常改杠变房碌间的释装璜榆和摆衬设，柄但不巷会在演每次报变动剩时都皱要去仿折墙阿、拆向柱、棒挖地倍基。升如果缘当需起求发慰生变畅化时前，程钓序员悬不得腐不去眠修改议软件蹈的体横系结枯构，酸那么宜这个环软件棉的系霸统设宵计是职失败厚的。第良好榆的体音系结搏构意辉味着价普适办、高凤效和聋稳定叠。本侮节将碑论述牙两种为非常声通用素的软参件体笛系结河构：染层次恼结构层和客掘户机蒙/服絮务器螺〔门Cl摄ie载nt禁/S按er镜ve才r计〕结威构。熄5托.压1芒.每1吸层次近结构科层次柔结构单表达投了这前么一丸种常俩识：懒有些羡事情果比拟献复杂喘，我沟们没拾法一词口气配干完屿，就胀把事岛情分框为好鲁几层枕，一攀层一迅层地摄去做紫。高迹层的仰工作恨总是胃建立达在低扎层的沾工作粗之上太。层补次关鱼系主蜜要有浊两种仁：上观下级锻关系谅和顺狱序相企邻关别系。根一、朝上下夕级关步系的纲层次执结构制我们眉从小纪学一鞭直读统到博壤士研慌究生怨毕业味，要擦读2灿0多喂年，泉可以咏分为杀五个腿层次幅。而下范进乘的知饺识结炸构只咳有两门层：敢“眯私塾恋〞皂和清“支秀才薄〞束，但虫读了踏五十捞多年比，如瘦图5照.讲1所级示。锯一般伸地处裂于较娱高层因次的缩学生饮应该欢懂得纱所有添低层调次的跌知识刷，而喜处于馆低层轰次学净生无贱法懂申得所闭有高趋层次置的知犯识。际图5匹.有1的劳层次业结构眯存在谊上下嘉级关骄系，晕如同姑在军命队中吨，上跪级可锦以命侮令下慌级，鼠而下卷级不光能命寒令上抬级。工如果乖把图侨5少.角1的虚层次属结构帮当成紫是一狼个软近件系剑统的袖结构盈，那兼么上棋层子仿系统峰可以茫使用档下层嚼子系喝统的紫功能虫，而堪下层候子系饥统不假设能够亮使用蹄上层育子系早统的啊功能潮。于二、竞顺序装相邻忙关系徐的层斯次结敬构舰顺序旅相邻附关系硬的层呜次结亿构表枣明通志讯只屈能在栏相邻叶两层钩之间窝发生歌，信猫息只汁能被欲一层度一层呢地顺志序传陈递。眉这种盛层次傲结构迷的经称典之羞作是剑计算予机网简络的盼OS消I参躁考模纯型，渗如图雄5李.间2所零示。弹为了洲减少三设计梅的复挨杂性事，大汤多数钢网络论都按衡层〔垮La叹ye清r们〕或庄级〔柿Le例ve绍l恰〕的丙方式扛组织塔。每蜂一层志的目动的都手是向建它的能上一抬层提记供一跃定的窃效劳筐，而作把如荒何实闸现这绿一服锹务的而细节果对上紧一层痕加以泼屏蔽念。一灶台机万器上狭的第布n陵层与脊另一蒜台机保器上惹的第印n权层进运行对熔话。绿通话倡的规铜那么就检是第惠n抖层的唤协议帖。数鸽据不他是从岗一台自机器骗的第匆n苏层直豪接传现送到全另一员台机镜器的傲第蹈n盖层。惧发送纠方把歪数据费和控银制信术息逐谷层向谨下传怨递。借最低吹层是蒙物理竹介质扑，它剥进行堪实际避的通股讯。好接收免方那么渔将数作据和讲控制页信息兴逐层盐向上捕传递介。横每一米对相惠邻层糟之间引都有侍接口临。接在口定是义了柜下层胜提供砍的原天语操夸作和纵效劳妄。当线网络也设计堵者在俭决定栏一个喝网络浅应包切含多汇少层盼，每肚一层突应当折做什舒么的义时候颗，其勉中很撇重要鸡的工觉作是率在相兵邻层感之间剧定义推清晰晴的接株口。多接口苏可以源使得秧同一历层能首轻易冷地用恶某一娇种实痛现〔糊Im委pl体em悉en美ta邮ti蝇on仅〕来年替换箩另一户种完独全不望同的帜实现席〔如伪用卫惰星信歪道来么代替埋所有胞的电轻话线粪〕，办只要臣新的怠实现齿能向庙上层奉提供检同一当组服遣务就姜可以家了。愚[误Ta是ne征nb她au肚m挂19衣98岂]小学小学〔5-6年〕硕士硕士〔2-3年〕怪满石兄到绣怕从像杂劳盈蛮嫂翼关茅森揭收量至隆考上擦“玉举人颈〞宣时已殿五十查多岁栏了本科〔4年〕泥想适泽盐葡题严华违径灿践著素驳调锤迫拦式谊趴复习握报考化“三举人骗〞抗用了足几十本科〔4年〕秀才秀才中学〔6年〕私私塾博士博士〔3-4年〕纪图5迹.确1〔沙a家〕从辽小学汁读到迫博士口存在暑的五誉个学挂习阶传段侍赤尖茅豪图5退.槽1〔描b彩〕范幕进的嘉知识雕结构举人应用层举人应用层应用层应用层表示层表示层表示层表示层会话层主机A会话层主机A会话层会话层传输层传输层主传输层传输层主机B网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层毕图5伸.秧2冶计胸算机始网络丙的O役SI女参考飘模型物理层忠三、螺其它乔的层度次结怜构浆目前冰在大宏型商挥业应勉用软楚件系痰统中轿还流楼行一生种包坝含中花间件趟〔垂Mi果dd粉le番wa誉re令〕的淹层次周结构缘，如冻图5缸.译3所塑示[蛋J辣ac急ob福so蒙n闲19遮97够]姿。中事间件执支持萄与平惧台无惊关的服分布中式计艳算，缴可以丹用雅DC万OM慌和C伙OR师BA砌对象屠来实也现。MiddlewareMiddlewareApplicationSystemsBusiness-specificComponentsApplicationSystemsBusiness-specificComponentsSystemSoftwareSystemSoftware必图5旦.芦3脆包绑含中粮间件痕的层降次结何构胃5雹.粥1浸.阅2瓶客户梨机/啄效劳绘器结香构秋让我剂们先粗回忆拿一下猎早期针的电婆话系洗统。债贝尔假设〔果Al薄ex鲁an碧de嗽r驼Gr涝ah搁am宏B们el纠l头〕于熄18忍76淘年申愁请了菠虑专利浩。那痒时期缠的电受话必龟须一斜对一勒对地辈卖，额用户腥自己饰在两怖个电颠话之凳间拉酬一根蓄线。柿如果贼一个愧识用户招想和饼其它保几个钻罗用户部通话停，他并必须宇拉患n度根单执独的袍线到偷每个贵人的哗房子讲里。筒于是耻在很案短的驰时间员内，聪城市岁里到所处都浴是穿痕过房愧屋和沟树木场的混也乱的伴千线。呼很明拢显，臣企图坝把所务有的阶编完全朋互联粮〔如什图5酷.片4〔搁a功〕所啦示〕棋是行朱不通霜的。左贝尔当玩公司善在1来87瞒8年咏开办粉了第开一个塑交换丸局。岸公司馅为每反个客鸡户架戴设一治条线佣。打朵然时，汤客户犬摇动哄难的曲僻柄使虎袄公司智办公仰室的晚铃响回起来乳，操校作员剪听到跌铃声仰以后嗓根据清要求兼将呼扛叫方槽和被厉呼叫外方用银跳线首手工约连接股起来司。这厌种集感中交晚换式摇的模沾型如观图5出.龄4〔忍b讽〕所捏示。舅很快龙地，纺贝尔偿系统动的交牺换局恨就出蚕现在式各地舌。人垮们又骗要求动能打纠城市耻间的区长途即漠，就朝出现雾了二济级交歼换局倡，以考后进锤一步装开展绪为多蝇个二网级交蓄换局震。[哭Ta猜ne禁nb斑au戚m凝19供98嚼]交换局交换局块5凡.谋4〔携a新〕完取全互肢联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