軟件設計在軟件開發(fā)過程中的重要性分析

姜琪 張月芬

摘 要： 在信息技術(shù)爆發(fā)的現(xiàn)社會，軟件領(lǐng)域也正在如火如荼的發(fā)展著。如今為了能夠開發(fā)出更簡易實用的軟件，很多軟件工程師都在學習各種新語言，但是軟件工程師在進行軟件開發(fā)的過程中，一定是最先通過用戶的需求分析來確定自己的工作內(nèi)容，之后便是最重要的軟件設計環(huán)節(jié)，因為優(yōu)良的軟件設計是軟件開發(fā)的靈魂，該文章將著重討論軟件設計在軟件開發(fā)過程中的重要性。

關(guān)鍵詞：軟件設計 用戶需求 軟件開發(fā)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）08-0002-02

一、引言

信息技術(shù)已成為當今社會不可或缺的一部分，很多公司都擁有自己的軟件產(chǎn)品，而這些軟件產(chǎn)品就是所屬公司的生存和發(fā)展之本。因此，現(xiàn)在的軟件公司都會以工程的思想來對待軟件的開發(fā)和維護。從軟件工程的角度來說，軟件的生命周期包括以下幾個階段：問題定義、可行性分析、概要設計、詳細設計、編碼、調(diào)試和測試、驗收與運行、維護升級到廢棄。而良好的設計是軟件開發(fā)的關(guān)鍵，它直接關(guān)系著軟件的質(zhì)量和開發(fā)成本[1]。

二、軟件設計的步驟和要素

軟件設計是以全局觀點將需求的具體實現(xiàn)用陳述方式描述出來，使之接近源代碼。設計過程分為兩個基本步驟：第一步是初步設計（Preliminary Design），關(guān)注于如何將需求轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)和軟件框架；第二步是詳細設計（Detail Design），用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來細化框架的實現(xiàn)。

在軟件設計的步驟中包括以下四個要素，這四個要素既包含了軟件設計的內(nèi)容，又體現(xiàn)了設計的價值：

1.結(jié)構(gòu)設計：確定并定義軟件系統(tǒng)各個功能模塊之間的關(guān)系。

2.數(shù)據(jù)設計：將模型轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。通俗地說，就是用數(shù)據(jù)庫或程序中專有名詞或?qū)傩詠韺嵗钪谐橄蟮母拍罨蚴挛铩?/p>

3.接口設計：定義軟件內(nèi)部、軟件和操作系統(tǒng)之間、軟件和用戶之間的通信接口。

4.過程設計：用形象的圖形和簡單的代碼來預設功能的交互以及用戶的操作流程。

三、軟件設計對軟件開發(fā)的影響

軟件開發(fā)和其它耗費人力、物力、財力的工程一樣，需要對客戶的需求和要求進行全面的設計，以滿足客戶的需求，并保證軟件持續(xù)良好地運作。從設計的具體內(nèi)容中可以看出，軟件設計在軟件開發(fā)過程中扮演著承上啟下、牽動全局的角色。

1.實現(xiàn)需求的藍圖

在軟件開發(fā)過程中，需求是決定做什么，而設計是決定要怎么做。很多時候，為了完成某項任務，并非是直接動手進行操作。在明確任務目的和目標的基礎上，實現(xiàn)方法才是達到效果的關(guān)鍵所在。充分的軟件設計可以精細地描述實現(xiàn)思路、實現(xiàn)方法、功能的關(guān)聯(lián)與銜接。一個需求的實現(xiàn)方法可能存在很多種，但各個公司的人力、物力、財力或時間條件并非相同，找到適合自己的模式和方法，才能節(jié)約成本，高效保質(zhì)地完成需求。實際情況中，客戶的需求存在多樣性和變動性，而良好的設計架構(gòu)和模式很大程度上可以應對多種需求。

2.編碼的基礎和前提

通常一個軟件的開發(fā)，需要團隊合作完成，倘若在沒有總體設計的情況下著手開發(fā)，那么這樣的開發(fā)必將是耗時且混亂的。每個程序員的知識擁有和開發(fā)習慣各不相同，單個完成指定開發(fā)任務也許并非難事，但單個任務結(jié)果結(jié)合到一起卻很難實現(xiàn)一個整體功能。在提供軟件服務的行業(yè)，由于多框架、多組件、多結(jié)構(gòu)化等因素，通常會導致不同人的代碼很難融合到一起。可見，統(tǒng)一的軟件設計和開發(fā)規(guī)范是編碼的必要前提。

編碼過程是嚴謹?shù)倪壿嬎季S過程，頁面展示與后臺數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)、各個功能模塊之間的跳轉(zhuǎn)等等，這些功能的實現(xiàn)需要基于整體框架。軟件設計就是基于整體框架的模塊化設計，在邏輯上將軟件分割成各個部分，用以實現(xiàn)特定的功能和子功能，在各個功能獨立的前提下，降低模塊之間及其與外部環(huán)境的連接復雜性，使得層次結(jié)構(gòu)分明，軟件各部分之間的控制更加明智。另外，軟件設計中不僅描述著清晰且可分離的數(shù)據(jù)和過程，還定義了滿足軟件需求的可重復方法。充分合理的設計就是編碼的基礎，有助于節(jié)省編碼時間、提供編碼質(zhì)量[2]。

通常情況下，需求分析人員和開發(fā)人員不是同一組人，依靠口頭轉(zhuǎn)述，開發(fā)人員很難直觀、詳細地了解客戶的需求。通過細致的設計說明書，準確地展示客戶需求的實現(xiàn)流程，并描述各種實現(xiàn)接口，直觀地將需求過渡到編碼，客戶的要求和開發(fā)的架構(gòu)及基礎代碼都有跡可循。

3.軟件運行和維護的重要保證

軟件運行和維護的實質(zhì)是向客戶提供軟件服務，軟件發(fā)布的開始就是真正驗證開發(fā)成果的時候。一個軟件產(chǎn)品的好壞，早在軟件設計的時候就已經(jīng)產(chǎn)生影響，而且這種影響是較為深遠的。很多軟件在前幾次交付之后，較好地滿足了客戶需求。但隨著后期客戶需求的不斷變更以及新需求的提出，在現(xiàn)有的軟件基礎上很難更新已有的功能，或是延展出新型的功能?？梢?，優(yōu)質(zhì)的軟件設計是軟件運行和維護的重要保證。因為軟件設計就是對具體需求的設計和實現(xiàn)，直接關(guān)系到需求的傳遞和滲透、編碼的合理性和有效性、軟件的可擴展性和可移植性[3]。

四、不規(guī)范軟件設計的分析

筆者曾經(jīng)在軟件公司擔任軟件產(chǎn)品的售后服務員一職，在向開發(fā)人員反饋客戶的問題時，經(jīng)常聽到開發(fā)人員抱怨軟件設計本身就存在缺陷或漏洞。經(jīng)過與客戶之間的問題解決，以及與開發(fā)人員的長期交流，筆者深刻的體會到不規(guī)范的軟件設計帶來壞處：

1.引發(fā)時間成本。錯誤或不合理的設計導致開發(fā)結(jié)果不符合需求，需要修正設計、更改或重寫代碼。開發(fā)人員投入了很多無效的勞動時間，整個軟件開發(fā)周期也受到影響；

2.影響軟件質(zhì)量。很多軟件問題會在交付后，或者多次功能更新后產(chǎn)生。由于當初設計的不夠全面，或者耦合度太高，導致各個功能直接匹配不上或是相互影響；

3.影響開發(fā)團隊的士氣。開發(fā)團隊的時間受到壓縮，質(zhì)量受到質(zhì)疑，打擊了團隊開發(fā)的積極性，并產(chǎn)生惡性循環(huán)；

4.資金損失。項目周期有限，在錯誤或不合理的軟件設計下開發(fā)完成并按時交付的軟件產(chǎn)品，將得不到客戶的認可。客戶會要求更正錯誤，自然會帶來新開發(fā)的成本。更重要的是，產(chǎn)品將很難銷售出去，得不到投資回報；

5.名聲受損。由于從設計到開發(fā)，再到產(chǎn)品交付，周期很長。反復更新設計，軟件質(zhì)量長時間內(nèi)難以滿足客戶的要求。致使業(yè)務客戶失去耐心，必然將懷疑項目的團隊能力，公司的名聲也會受到影響[4]。

由于不規(guī)范的軟件設計會造成上述諸多嚴重的后果，說明軟件設計對于軟件開發(fā)來說，是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它直接影響著需求實現(xiàn)、產(chǎn)品質(zhì)量和研發(fā)成本。所以，重視軟件設計，對于軟件公司是極有必要的。

5.1軟件設計的注意事項

通過分析設計缺陷導致的不良后果，總結(jié)出設計過程中需要注意的幾個重點：

（1）建立更改控制過程來應對用戶的典型的變動。用戶的需求是多變的，但是變化的形式不可能超出指定的行業(yè)或業(yè)務?；跇I(yè)務的純熟度，制定各種控制過程和方法，應對變動的業(yè)務需求；

（2）擬定模塊測試方案。再好的理論都需要實踐檢驗，制定相應的測試方案和需要測試的功能點才能檢驗出設計的邏輯性、合理性、適應性；

（3）分類軟件開發(fā)的各個過程切莫過于精細。過于細致的劃分會使得各項工作過于緊湊，沒有彈性，很容易出現(xiàn)報告的任務完成進度跟不上實際的項目進度，從而導致項目的延期。

五、總結(jié)

軟件設計是以不同的層次和角度將涉及的事物和問題抽象起來，然后分解并模塊化，使得問題變得容易解決。隨著時代的發(fā)展，軟件設計方法在不斷進化，并且經(jīng)過反復的測試和細化，可以良好地將信息領(lǐng)域的表達轉(zhuǎn)換為軟件設計的表達機制，最終實現(xiàn)以友好界面的形式與客戶進行交互。在設計模式和設計方案符合實際用途的基本前提下，優(yōu)良的軟件設計將帶來多方面的益處：便于程序評價和技術(shù)交流、提高研發(fā)人員之間的溝通效率，從而減少誤差錯；使得軟件開發(fā)過程更易管理；縮短軟件開發(fā)周期；提高軟件的可靠性、可維護性和可移植性；提高軟件的生產(chǎn)率；降低軟件產(chǎn)品的研制成本和運行維護成本。正因為軟件設計的好壞對整個軟件開發(fā)過程有著至關(guān)重要的影響，所以軟件項目實施過程中，一定要認真關(guān)注軟件的設計，為制作出優(yōu)秀產(chǎn)品打下堅實的基礎[5]。

參考文獻

[1]陳勇， 生命周期理論對軟件開發(fā)項目管理的重要性分析. 科技信息（學術(shù)研究）， 2008（06）： 第215-216頁.

[2]王穎， 呂顯強與王建彬， 軟件設計中的若干問題分析. 數(shù)字技術(shù)與應用， 2013（10）： 第165頁.

[3]趙鵬飛， 軟件設計與開發(fā)中的用戶體驗. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇， 2014（21）： 第72-73頁.

[4]敖冰峰， 軟件教學中關(guān)于軟件設計的概要設計與詳細設計. 北方經(jīng)貿(mào)， 2002（05）： 第119-120頁.

[5]李月華， 個人科研數(shù)據(jù)管理軟件開發(fā)的概要設計. 電腦知識與技術(shù)， 2013（33）： 第7447-7448頁.

作者簡介：姜琪（1991-），女，黑龍江哈爾濱人，云南大學職業(yè)與繼續(xù)教育學院碩士研究生，研究方向為教育信息化，教育技術(shù)理論與應用研究；張月芬（1972-），女，云南昌寧人，云南大學信息技術(shù)中心副研究員、碩士生導師，研究方向為教育技術(shù)。