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软件设计规范

反规范化处理是指对第三范式的表进行修改,通过合并一些表,或者在表中创建冗余的 列,从而减少表链接操作代价,达到提高性能的目的。要注意的是反规范化处理存在很大的 负面影响:管理冗余数据很麻烦,如果冗余数据不同步的话,那么会发生数据错误这种严重 的问题。
所以,对表进行第三范式的规范化处理是第一重要的,而反规范化处理则需谨慎考虑、 不宜过多使用。“规范化处理”以及“反规范化处理”不是自相矛盾之举,而是性能优化的策略。
● 可扩展性
可扩展性是指软件扩展新功能的容易程度。可扩展性越好,表示软件适应“变化”的能力 越强。
可扩展性越来越重要,这是由现代软件的商业模式决定的:
社会的商业越发达,需求变化就越快。需求变性要比十年前的大得多(对比一下操作系统的变化就明白了),如果 软件的可扩展性比较差的话,那么修改(或者扩展)功能的代价会很高。
如果你开发的是通用的数据库应用软件,不想让应用软件与特定的数据库系统捆绑在一起, 那么你就老老实实地用 SQL 语言写程序。
如果你开发的是行业专用的数据库应用软件,并且这个行业已经指定了数据库系统(这 种局部垄断现象普遍存在),最近若干年都不会改变的话,那么你可以超越 SQL 使用该数 据库系统的独特功能。
对用户帐号的密码进行加密处理,确保在任何地方都不会出现密码的明文。
确定每个角色对数据库表的操作权限,如创建、检索、更新、删除等。每个角色拥有刚 好能够完成任务的权限,不多也不少。在应用时再为用户分配角色,则每个用户的权限等于 他所兼角色的权限之和。
模块设计
在设计好软件的体系结构后,就已经在宏观上明确了各个模块应具有什么功能,应放在 体系结构的哪个位置。我们习惯地从功能上划分模块,保持“功能独立”是模块化设计的基本 原则。因为,“功能独立”的模块可以降低开发、测试、维护等阶段的代价。但是“功能独立” 并不意味着模块之间保持绝对的孤立。一个系统要完成某项任务,需要各个模块相互配合才 能实现,此时模块之间就要进行信息交流。
合理的布局 和谐的色彩 ● 用户界面适合于软件的功能 用户界面的合适性是指界面与软件功能相融洽的程度。软件的功能需要通过用户界面来 展现,用户界面一定要适合于软件的功能,这是最基本的要求。界面的合适性既提倡外美内 秀,又强调恰如其分。 ● 容易理解 提高用户界面可理解性的一些规则如下: 界面中的所有元素(如菜单、工具条等)没有错误,也不会让人误解。 所有的界面元素应当提供充分而必要的提示,例如当鼠标移动到工具条上的某个图标按 钮时,应当在该图标旁边出现功能提示。 界面结构能够清晰地反映工作流程,以便用户按部就班地操作。 对于复杂的用户界面而言,最好提供界面“向导”,及时让用户知道自己在界面结构中所 处的位置。例如对于基于 Web 的应用软件,应该在界面上显示“当前位置”,否则用户很容 易在众多的页面中迷失方向。 ● 风格一致 风格一致有两方面的含义: (1) 一个软件的用户界面中,同类的界面元素应当有相同的视感和相同的操作方式。 例如命令按钮是最常见的界面元素,所有命令按钮的形状、色彩以及对鼠标的响应方式都是 一致的。
库设计、模块设计、数据结构和算法设计。旨在帮助开发人员搞清楚“设计什么”以及“如何设 计”。
一般把设计过程划分为两个阶段:概要设计阶段和详细设计阶段,如下所示: 概要设计阶段的重点是体系结构设计。 详细设计阶段的重点是用户界面设计、数据库设计、模块设计、数据结构与算法设计等。 可根据项目的情况进行文档裁减和过程合并,如项目开发过程只有一个设计阶段和设计 文档。 体系结构 体系结构如同人的骨架。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。 由此可见,体系结构乃是系统设计的重中之重。 目前业界比较流行的软件结构模式有 C/S(客户/服务器)、B/S(BROWSE/SERVER)、 层次结构(上下级层次结构、顺序相邻的层次结构、含中间件的层次结构) 体系结构设计原则
能否有效地优化应用软件数据库的性能,主要取决于开发者对数据库系统的熟悉程度以 及开发经验。
● 数据库安全问题
提高软件系统的安全性应当从“管理”和“技术”两方面着手。这里仅考虑技术手段(因为 安全管理超出了软件工程范畴),一般原则如下:
用户只能用帐号登陆到应用软件,通过应用软件访问数据库,而没有其它途径可以操作 数据库。
除了优化表结构之外,优化数据库的环境参数也能够提高数据库的性能。例如给服务器配置 更快的 CPU,增加内存。运行数据库是非常消耗内存的,内存对数据库性能影响比较大。 由于现在市场上的内存条越来越便宜,所以为服务器配置足够多的内存恐怕是成本最低、难 度最低、见效最快的性能优化方法。
在安装数据库系统时,要为系统指定“块大小”(一次物理读写操作所设计的字节数)。 在创建表时,也要为表指定一定的空间。如果“块大小”和“表空间”与实际的数据存储不匹配 的话,那么会产生许多磁盘碎片,这将降低数据库物理操作的性能。
其次,界面的布局应当整洁(整齐清爽)。界面元素应当在水平或者垂直方向对齐,行、 列的间距保持一致。窗体的尺寸要合适,各种控件不能过分拥挤也不能过分宽松。要善于利 用窗体和控件的空白,以及分割用的线条。
● 和谐的色彩 用户界面是否美观,主要取决于该界面的布局和色彩搭配。实现“合理的布局”相对比较 容易一些,设计和谐的色彩太困难了,因为色彩的组合千变万化,并且人们对颜色的喜好也 极不相同。
● 数据库性能优化问题 数据库设计的主要挑战是“高速处理大容量的数据”。如何优化数据库的性能是设计人员 经常面临的问题。数据库性能优化主要有两种途径:
优化表结构本身。例如对第三范式的表结构进行反规范化处理,允许表中存在冗余数据, 从而减少多个表链接操作,达到提高性能的目的。
优化数据库的环境参数。例如提高硬件设施,调整表的空间尽量减少数据碎片等。
软件设计规范
内容摘要:主要阐述软件系统设计的 5 个核心内容:体系结构设计、用户界面设计、数据库设 计、模块设计、数据结构和算法设计。旨在帮助开发人员搞清楚“设计什么”以及“如何设计”。
概述 软件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。 在此,主要阐述软件系统设计的 5 个核心内容:体系结构设计、用户界面设计、数据
提供 Undo 功能,用以撤销不期望的操作。
执行破坏性的操作之前,应当获得用户的确认。例如用户删除一个文件时,应当弹出对 话框:“真的要删除该文件吗”,当用户确认后才真正删除文件。
● 合理的布局
首先,界面的布局应当符合逻辑,最好能够与工作流程吻合。界面设计人员只有仔细地 分析软件的需求,才能提取对界面布局有价值的信息。
(2) 同一类型软件的用户界面应当有一定程度的相似性。例如 Microsoft 公司的 Offi ce 家族里有 Word、Excel、PowerPoint、Outlook 等软件,这些软件提供的“复制、剪切、 粘贴”功能的操作方式都是相同的。
● 及时反馈信息
用户进行某项操作后,如果过了一会儿(几秒钟)用户界面一点反应都没有,这将使用 户感到迷茫和不安,因为他不知道是自己操作错了还是软件的原因导致死机了。所以及时反 馈信息很重要,至少要让用户心里有数,知道该任务处理得怎么样了,有什么样的结果。
提供对输入数据进行校验的功能。当用户输入错误的数据时,及时提醒用户改正数据。
对于在某些情况下不应该使用的菜单项和命令按钮,将其“失效”(屏蔽)可以有效防止 该项功能被错误地使用。例如:对于某些管理软件,不同的用户有不同的操作权限。如果低 权限的用户登录到系统,那些只有高级权限用户才能使用的功能应当被屏蔽(如变成“灰色” 不可操作)。
在表的物理设计阶段,设计人员应当按照第三范式设计表结构(即规范化处理)。这样 做的好处是:表中没有冗余数据,表结构很清晰,将来修改或者扩充非常方便。但是按第三 范式设计也存在一些缺点:产生了许多表,每个表有相对较少的列,并且这些列必须使用“主 健/外健”关联起来,因此某个查询操作可能会产生复杂的表链接,导致性能降低。
在表达信息时,不要过分依赖颜色,因为有些用户是色盲或色弱。 数据库设计
● 开发与平台无关的数据库应用程序 目前国际上应用最广泛的数据库系统有 Oracle、DB2、Informix、Sybase 和 SQL Ser ver。 这些数据库系统之间的激烈竞争即有好处又有坏处。竞争的好处是使数据库系统不断发 展和完善,并且避免价格垄断。竞争的最大坏处是逼迫数据库厂商不断开发出独特的功能以
吸引更多的用户,所以各个数据库系统的独特功能无法形成统一标准,导致用户难以开发出 与平台无关的数据库应用程序,因为用户很难抵御数据库系统独特功能的诱惑。
读者也许会问:“结构化查询语言(SQL)难道不是数据库系统的标准吗?”
是的,SQL 是数据库系统的标准查询语言。可是数据库厂商提供了太多超出 SQL 标准 的特色功能,使人们陷入了进退两难的境地:
● 合适性
即体系结构是否适合于软件的“功能性需求”和“非功能性需求”。高水平的设计师高就高 在“设计出恰好满足客户需求的软件,并且使开发方和客户方获取最大的利益,而不是不惜 代价设计出最先进的软件。
● 结构稳定性
详细设计阶段的工作如用户界面设计、数据库设计、模块设计、数据结构与算法设计等 等,都是在体系结构确定之后开展的,而编程和测试则是更后面的工作,因此体系结构应在 一定的时间内保持稳定。
现代软件产品通常采用“增量开发模式”,开发商不断地推出软件产品的新版本,从而不 断地获取增值利润。如果软件的可扩展性比较差的话,每次开发新版本的代价就会很高。虽 然开发商抓住了商机,但却由于设计水平差而导致没有赚取多少利润,真是要活活气死。
● 可复用性 由经验可知,通常在一个新系统中,大部分的内容是成熟的,只有小部分内容是创新的。 一般地可以相信成熟的东西总是比较可靠的(即具有高质量),而大量成熟的工作可以通过 复用来快速实现(即具有高生产率)。 可复用性是设计出来的,而不是偶然碰到的。要使体系结构具有良好的可复用性,设计 师应当分析应用域的共性问题,然后设计出一种通用的体系结构模式,这样的体系结构才可 以被复用。 用户界面设计 为了提高用户界面的易用性和美观程度,总结了十个设计原则。用于提高易用性的界面 设计原则有 8 个: 用户界面适合于软件的功能 容易理解 风格一致 及时反馈信息 出错处理 适应各种用户 国际化 个性化 用于提高美观程度的设计原则有:
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