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本科課程輔導
發布時間：2023-11-20 12:43
本模塊旨在向學生介紹軟件工程過程、其工具、技能和技術，特別是建模、驗證和設計。重點將放在從需求建模和分析到設計的原則性的、面向對象的過程上，通過滾動案例研究和課程示例來發展知識和技能。這篇文章重點解釋了軟件建模以及軟件設計的含義。
我們所說的軟件建模，并不是指用軟件來表達科學理論或算法。這就是科學家傳統上所說的軟件模型。我們所說的軟件建模大于算法或單一方法。軟件建模應涉及整個軟件設計，包括界面、與其他軟件的交互以及所有軟件方法。
軟件模型是軟件設計的一種表達方式。通常使用抽象語言或圖像來表達軟件設計。對于面向對象的軟件，則使用 UML 等對象建模語言來開發和表達軟件設計。有幾種工具可用來開發 UML 設計。
幾乎在所有情況下，建模語言都用于開發設計，而不僅僅是在設計完成后捕捉設計。這樣，設計者就可以嘗試不同的設計，并決定哪種設計最適合最終解決方案。把設計軟件想象成設計房子。首先要繪制出大致的平面草圖以及房間和樓層布局圖。繪圖是你的建模語言，而繪制的草圖則成為最終設計的模型。您可以繼續修改圖紙，直到獲得一個滿足您所有要求的平面圖。只有這樣，您才能開始切割木板或編寫代碼。
同樣，使用建模語言進行設計的優勢在于，您可以及早發現問題并加以解決，而無需重新編寫代碼。
軟件設計是定義軟件方法、功能、對象以及代碼的整體結構和交互的過程，從而使生成的功能滿足用戶需求。您可以在需求頁面找到有關如何編寫需求的信息。設計軟件有許多不同的方法，但幾乎所有的方法都涉及開發初始設計并根據需要進行改進。不同的開發人員喜歡在前期或實施階段進行不同程度的設計。一般來說，在開始編碼之前，應該對整體設計進行思考和審查。在 "設計審查 "部分，您將了解如何審查設計。提前測試不同的設計并在開發周期的早期發現問題，比在大部分代碼編寫完成后再對設計進行重大修改要容易得多。
軟件設計應包括對整體架構的描述。這應包括軟件將使用或與之交互的硬件、數據庫和第三方框架。這是對什么在哪里運行以及不同部分之間如何交互的整體描述。
軟件設計應包括您的代碼或調用您代碼的外部代碼將使用的所有應用程序編程接口(API)。正確定義這些應用程序接口非常重要，因為一旦這些接口被接受和使用，就很難在不破壞大量他人代碼的情況下對其進行更改。
軟件設計的一種極端方法是創建一個簡化的設計和實現，然后逐步擴展/修改以包含更多的需求。這種方法涉及大量的重構工作，有時會讓人難以把握全局。這種方法通常只能提供適用于有限需求的初始解決方案。
另一個極端是在實現之前盡量設計出更多的需求。這種方法要求對需求有相當全面的了解，但提供的解決方案往往能滿足整個系統的需求，而不是單個子組件的需求。
在這兩個極端之間有許多不錯的選擇。試著從總體上考慮大問題，并開發出能解決這些問題的設計。在開始實施設計時，您可能會發現新的問題，從而改變或擴展設計，您可能需要重新修改代碼以適應這些變化，但改動應該很小。請記住，在開始編碼之前設計軟件的目的是讓每個人都能一起工作，并構建出相同的東西。
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